Luận văn thạc sĩ nghiên cứu khả năng kháng ß lactam của các chủng salmonelia phân lập từ thịt gà tại các chợ trên địa bàn thành phố hà nội

HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAM

ĐỖ THÙY LINH

NGHIÊN CỨU KHẢ NĂNG KHÁNG β-LACTAM CỦA
CÁC CHỦNG SALMONELLA PHÂN LẬP TỪ THỊT GÀ
TẠI CÁC CHỢ TRÊN ĐỊA BÀN THÀNH PHỐ HÀ NỘI

Chuyên ngành:

Thú y

Mã số:

60 64 01 01

Người hướng dẫn khoa học:

TS. Dương Văn Nhiệm

NHÀ XUẤT BẢN HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP - 2018


LỜI CAM ĐOAN
Tơi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của riêng tôi, các kết
quả nghiên cứu được trình bày trong luận văn là trung thực, khách quan
và chưa từng dùng để bảo vệ lấy bất kỳ học vị nào.
Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn đã được
cám ơn, các thơng tin trích dẫn trong luận văn này đều được chỉ rõ nguồn gốc.

Hà Nội, ngày… tháng… năm…

Tác giả luận văn

Đỗ Thùy Linh

i


LỜI CẢM ƠN
Trong suốt thời gian học tập, nghiên cứu và hồn thành luận văn, tơi
đã nhận được sự hướng dẫn, chỉ bảo tận tình của các thầy cơ giáo, sự
giúp đỡ, động viên của bạn bè, đồng nghiệp và gia đình.
Nhân dịp hồn thành luận văn, cho phép tơi được bày tỏ lịng kính
trọng và biết ơn sâu sắc tới TS. Dương Văn Nhiệm – Bộ môn Thú y Cộng
đồng đã tận tình hướng dẫn, dành nhiều cơng sức, thời gian và tạo điều
kiện cho tôi trong suốt quá trình học tập và thực hiện đề tài.
Tơi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới Viện Kiểm nghiệm an toàn vệ sinh thực
phẩm quốc gia, đặc biệt cám ơn PGS.TS Lê Thị Hồng Hảo – Viện trưởng, và ThS. Nguyễn
Thành Trung – Phụ trách Khoa Vi sinh vật cùng các cán bộ Khoa Vi sinh vật đã tận tình
giúp đỡ tơi trong q trình học tập, thực hiện đề tài và hoàn thành luận văn.

Xin chân thành cảm ơn gia đình, người thân, bạn bè, đồng nghiệp đã
tạo mọi điều kiện thuận lợi và giúp đỡ tôi về mọi mặt, động viên khuyến
khích tơi hồn thành luận văn.
Hà Nội, ngày… tháng… năm…
Tác giả luận văn

Đỗ Thùy Linh

ii

MỤC LỤC
Lời cam đoan.................................................................................................................................. i
Lời cảm ơn...................................................................................................................................... ii
Mục lục............................................................................................................................................. iii
Danh mục chữ viết tắt............................................................................................................... v
Danh mục bảng............................................................................................................................ vi
Danh mục hình........................................................................................................................... vii
Trích yếu luận văn................................................................................................................... viii
Thesis abstract............................................................................................................................ ix
Phần 1. Mở đầu............................................................................................................................. 1
1.1.

Tính cấp thiết của đề tài.......................................................................................... 1

1.2.

Mục đích........................................................................................................................... 2

Phần 2. Tổng quan tài liệu...................................................................................................... 3
2.1.

Vi khuẩn Salmonella.................................................................................................. 3

2.1.1.

Khái niệm về Salmonella........................................................................................ 3

2.1.2.

Khả năng gây bệnh của Salmonella................................................................. 3

2.1.3.

Gia cầm – vật chủ chứa Salmonella................................................................. 6

2.2.

Tình hình ơ nhiễm Salmonella trên gia cầm................................................. 7

2.2.1.

Tình hình ơ nhiễm Salmonella trên gia cầm trên thế giới.....................7

2.2.2.

Tình hình ơ nhiễm Salmonella trên gia cầm tại Việt Nam.....................8

2.3.

Kháng sinh và kháng kháng sinh...................................................................... 9

2.3.1.

Lịch sử phát triển của kháng sinh..................................................................... 9

2.3.2.

Kháng sinh β-lactam................................................................................................. 9

2.3.3.

Cephalosporin và kháng sinh phổ rộng....................................................... 10

2.3.4.

Kháng kháng sinh.................................................................................................... 11

2.3.5.

Cơ chế kháng kháng sinh của vi khuẩn....................................................... 13

2.3.6.

Kháng Cephalosporine.......................................................................................... 15

2.3.7.

Enzyme B-lactamase phổ rộng......................................................................... 16

2.3.8.

Kháng kháng sinh của vi khuẩn Salmonella............................................. 19

2.4.

Các phương pháp sử dụng để phân lập, đánh giá tính kháng kháng sinh, và xác

định gen kháng thuốc (gen mã hóa enzyme β-lactamse) của vi khuẩn

Salmonella.................................................................................................................... 21

iii


2.4.1.

Các phương pháp phát hiện Salmonella..................................................... 21

2.4.2.

Các phương pháp đánh giá tính kháng kháng sinh – kháng sinh đồ
22

2.4.3.

Các phương pháp xác định gen mã hóa enzyme β-lactamse..........26

Phần 3. Đối tượng, nội dung và phương pháp nghiên cứu............................... 29
3.1.

Đối tượng, địa điểm, thời gian nghiên cứu................................................ 29

3.2.

Nội dung nghiên cứu.............................................................................................. 30

3.3.

Phương pháp nghiên cứu................................................................................... 30

3.3.1.

Phương pháp lấy mẫu, bảo quản và lưu trữ mẫu.................................. 30

3.3.2.

Phương pháp phân lập Salmonella................................................................ 31

3.3.4.

Phương pháp xác định gen kháng kháng sinh........................................ 41

Phần 4. Kết quả và thảo luận.............................................................................................. 44
4.1.

Xác định tỉ lệ lưu hành của Salmonella trong thịt gà tươi tại bốn quận nội

thành Hà Nội............................................................................................................... 44
4.2.

Xác định khả năng kháng kháng sinh nhóm β-lactam của vi khuẩn
Salmonella.................................................................................................................... 46

4.2.1.

Kháng kháng sinh cephalosporin thế hệ 1 Cefazoline (CZ):............47

4.2.2.

Kháng kháng sinh cephalosporin thế hệ 2 CXM, FOX:........................ 47

4.3.

Xác định chủng Salmonella sinh enzyme β-lactamase phổ rộng . .50

4.4.

Xác định gen mã hóa enzyme βeta-lactamese......................................... 52

4.4.1.

Xác định gen mã hóa enzyme bla TEM......................................................... 52

4.4.2.

Xác định gen mã hóa enzyme bla PSE......................................................... 53

4.4.3.

Xác định gen mã hóa enzyme bla CMY-2..................................................... 54

4.4.4.

Xác định gen mã hóa enzyme bla OXA......................................................... 55

Phần 5. Kết luận và đề nghị................................................................................................. 57
5.1.

Kết luận.......................................................................................................................... 57

5.2.

Đề nghị........................................................................................................................... 57

Tài liệu tham khảo..................................................................................................................... 58

iv


DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
Chữ viết tắt
AOAC
BHI
BOA
CAL
CAZ
CLSI
CRO
CTL
CTX
CXM
CZ
ESBL
FDA
FOX
FSIS
IEC
ISO
LCR

LDC
MIC
MKTTn

Nghĩa tiếng Việt

NCCLS

Ủy ban Quốc gia Tiêu chuẩn Lâm sàng trong Phịng thí nghiệm

NTS
OMP
PBP
PCR
RFLP
RV
S.

Salmonella khơng thương hàn
Porin màng ngồi
Protein liên kết penicillin
Phản ứng chuỗi polymerase
Kỹ thuật đa hình độ dài đoạn cắt hạn chế
Rappaport-Vassiliadis
Salmonella

TAE

Tris-acetate-EDTA (EDTA: Ethylenediaminetetraacetic acid)

TCVN
TSA
TSI
USDA
WHO
XLD

Tiêu chuẩn Việt Nam
Trypton casein soy agar
Triple sugar iron
Bộ Nông nghiệp Hoa Kỳ
Tổ chức Y tế Thế giới
deoxycholat lyzin xyloza

Hiệp hội chính thức các nhà phân tích hóa học
Brain heart Infusion
Văn phịng cơng nhận chất lượng
Ceftazidime + clavulanic axit
Ceftazidime
Viện Tiêu chuẩn Lâm sàng và Thí nghiệm
Ceftriaxone
Cefotaxim + clavulanic axit
Cefotaxime
Cefuroxime
Cefazolin
Enzyme β-lactamase phổ rộng
Cục Quản lý Dược phẩm và Thực phẩm Hoa Kỳ
Cefoxitin
Tổ chức Kiểm tra An toàn thực phẩm
Ban điện

Tổ chức Tiêu chuẩn thế giới
Phản ứng chuỗi Ligase
Môi trường L-Lyzin đâ khử nhóm cacboxyl
Nồng độ ức chế tối thiểu
Tetrathionat/novobioxin muller-kauffmann

v


DANH MỤC BẢNG
Bảng 3.1. Tên kháng sinh và điểm đọc kháng sinh đồ.......................................... 39
Bảng 3.2. Trình tự các cặp mồi........................................................................................... 42
Bảng 3.3. Chu trình nhiệt........................................................................................................ 43
Bảng 4.1. Số lượng mẫu thu thập được tại các chợ............................................... 44
Bảng 4.2. Tỉ lệ ô nhiễm Salmonella trên thịt gia cầm theo khu vực ...............45
Bảng 4.3. Kết quả kháng cephalosporin thế hệ 1 CZ.............................................. 47
Bảng 4.4. Kết quả kháng cephalosporin thế hệ 2 CXM.......................................... 48
Bảng 4.5. Kết quả kháng cephalosporin thế hệ 3..................................................... 48
Bảng 4.6. Tỉ lệ kháng kháng sinh β-lactam cephalosporin ................................. 49
Bảng 4.7. Các chủng Salmonella kháng kháng sinh cephalosporin ..............50
Bảng 4.8. Các chủng Salmonella mang gen mã hóa enzyme β-lactamase . 56

vi


DANH MỤC HÌNH
Hình 2.1. Vi khuẩn Salmonella............................................................................................... 3
Hình 2.2. Khay kháng sinh..................................................................................................... 23
Hình 2.3. Phương pháp cột khuếch tán kháng sinh – Etest............................... 23
Hình 2.4. Phương pháp sử dụng khoanh giấy kháng sinh.................................. 24

Hình 2.5. Xác định vi khuẩn sinh ESBL.......................................................................... 26
Hình 3.1 Địa điểm lấy mẫu tại một số Quận nội thành Hà Nội........................... 29
Hình 3.2. Thịt gà bày bán tại chợ sau khi giết mổ.................................................... 29
Hình 3.3. Khuẩn lạc khi ria lên thạch XLD.................................................................... 33
Hình 3.4. Kết quả phản ứng trên thạch TSI.................................................................. 33
Hình 3.5. Phản ứng trên Urea broth.................................................................................. 34
Hình 3.6. Phản ứng trên LDC broth.................................................................................. 34
Hình 3.7. Kháng sinh đồ trên chủng dương đối chiếu Salmonella 572........40
Hình 3.8. Kháng sinh đồ trên chủng đối chiếu E.coli ATCC 52922.................40
Hình 4.1. Tỉ lệ nhiễm Salmonella trong gia cầm tại các Quận nội thành......46
Hình 4.2. Chủng Salmonella kháng với cephalosporin thế hệ 1 CZ...............47
Hình 4.3. Chủng Salmonella kháng với cephalosporin thế hệ 1, 2 (CZ, CXM) . 48
Hình 4.4. Chủng Salmonella đối chứng kháng kháng sinh β-lactam phổ rộng
.............................................................................................................................................................. 51

Hình 4.5. Chủng Salmonella sinh enzyme B-lactamse phổ rộng.....................51
Hình 4.6. Đoạn khuếch đại gen mã hóa enzyme bla................................................ 53
Hình 4.7. Đoạn khuếch đại gen mã hóa enzyme bla PSE..................................... 54
Hình 4.8. Đoạn khuếch đại gen mã hóa enzyme bla CMY-2................................ 55
Hình 4.9. Đoạn khuếch đại gen mã hóa enzyme bla OXA..................................... 55

vii


TRÍCH YẾU LUẬN VĂN
Tên tác giả: Đỗ Thùy Linh
Tên Luận văn: Nghiên cứu khả năng kháng β-lactam của các chủng
Salmonella phân lập từ thịt gà tại các chợ trên địa bàn thành phố Hà Nội
Ngành: Thú y

Mã số: 60 64 01 01

Tên cơ sở đào tạo: Học Viện Nông Nghiệp
Việt Nam Mục đích nghiên cứu
Đánh giá được khả năng kháng β-lactam của các chủng Salmonella
phân lập trên các mẫu thịt gà thu thập được tại một số chợ tại Hà Nội.
Xác định được gen mã hóa enzyme β-lactamase của các chủng
Salmonella kháng thuốc.
Phương pháp nghiên cứu
Dựa trên mục đích nghiên cứu, chúng tôi lựa chọn phương pháp nuôi cấy truyền
thống để phân lập Salmonella trên thịt gia cầm, phương pháp dùng khoanh giấy kháng
sinh để phát hiện nhanh tính kháng kháng sinh của vi sinh vật và kiểm chứng khả năng
sinh enzyme β-lactamase của chủng Salmonella đã thu thập, Các gen kháng kháng sinh
của chủng vi khuẩn bước đầu được phát hiện bằng kỹ thuật khuếch đại gen Polymerase
chain Reaction (PCR). Các mẫu dương tính sẽ được lưu lại để thực hiện tiếp các nghiên
cứu sâu hơn như phát hiện các đột biến điểm, các gen kháng kháng sinh khác.

Kết quả chính và kết luận
Tỉ lệ Salmonella lưu hành trên thịt gia cầm tại các chợ tại một số quận nội
thành Hà Nội là 32.0%. Các chủng Salmonella phân lập được kháng lại các kháng
sinh cephalosporin thế hệ 1, 2, 3 với tỉ lệ lần lượt: Cefazolin (CZ) là 15.63%,
Cefuroxime (CXM) là 6.25%, Cefoxitin (FOX) với 0%, Ceftriaxone (CRO) với 3.13%,
Cefotaxime (CTX) 3.13% và Ceftazidime (CAZ) với 9.38%. Có 1 chủng duy nhất sinh
eznyme B-lactamase phổ rộng trong số 32 chủng Salmonella đã thu thập, cũng là
chủng kháng các loại kháng sinh cephalosporin thế hệ 1, 2, 3. Có 10 chủng
Salmonella sinh enzyme Bla TEM, 4 chủng sinh enzyme CMY-2, 6 chủng sinh enzyme
bla PSE, 3 chủng sinh enzyme bla OXA. Khơng có chủng Salmonella nào sinh
enzyme bla SHV và enzyme bla DHA trong số 32 chủng đã thu thập.

viii

THESIS ABSTRACT
Master candidate: Do Thuy Linh
Thesis title: A study on the β-lactam antibiotic resistance of Salmonella
spp. isolated from chicken in markets of Hanoi.
Major: Veterinary Medicine

Code: 60 64 01 01

Educational organization: Vietnam National University of
Agriculture (VNUA) Research Objectives
Evaluate of β-lactam resistance of Salmonella spp. isolated from
chicken collected in markets of Hanoi.
Identify of the gene encoding the β-lactamase enzyme of antibiotic
resistant Salmonella spp.
Materials and Methods
Based on our research objectives, we chose the traditional method for the
isolation of Salmonella in poultry, the method of using disk diffusion antibiotic sensitivity
testing to detect quickly antibiotic resistance of bacteria, and test the ability of the βlactamase gene exits in isolated Salmonella. Antibiotic resistance genes were initially
detected by PCR technique. Positive samples will be retained for other follow-up studies
such as point mutations detect, other antibiotic resistance genes.

Main findings and conclusions
The prevalence of Salmonella isolated from poultry in Hanoi is 32.0%. The
resistance ratios of isolated Salmonella on the first, second and third generation
cephalosporin are: Cefazolin (CZ) 15.63%, Cefuroxime (CXM) 6.25%, Cefoxitin
(FOX) 0%, Ceftriaxone (CRO) 3.13%, Cefotaxime (CTX) 3.13% and Ceftazidime
(CAZ) 9.38%. There is one Salmonella strain that produced the extended
spectrum B-lactamase enzyme in 32 strains of isolated Salmonella, which resist

the first, second and third generation cephalosporin. There are 10 isolated
strains contain CMY-2 enzyme, 6 strains contain bla PSE enzyme and 3 strains
contain bla OXA enzyme. There is no Salmonella strains produced bla SHV
enzyme and bla DHA enzyme from 32 isolated strains.

ix


PHẦN 1. MỞ ĐẦU
1.1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
Ngày nay, tình trạng ngộ độc thực phẩm, đặc biệt là ngộ độc thực phẩm do

vi sinh vật ngày càng trở thành vấn đề báo động tại Việt Nam, trong

đó có ngộ độc thực phẩm do Salmonella gây nên.
Salmonella là vi khuẩn gây bệnh phổ biến gây ra các triệu chứng
đường ruột trên toàn thế giới. Bệnh lây truyền qua thực phẩm gây ra bởi
Salmonella không thương hàn đang là mối quan tâm của cộng đồng toàn
cầu. Hầu hết các vụ bùng phát dịch Salmonella trên người có liên quan đến
việc tiêu thụ sản phẩm từ động vật mang nguồn bệnh (Truong H. T. et al.,
2012). Hai vấn đề chính trong dịch tễ về vi khuẩn Salmonella không thương
hàn tại các nước phát triển và đang phát triển trong nửa sau của thế kỷ 20 là
sự bùng phát của các ca bệnh do Salmonella lây truyền qua thực phẩm lên
người và chủng Salmonella kháng nhiều loại kháng sinh. Trong thế kỷ 21,
tình trạng kháng kháng sinh đã trở nên được quan tâm trên toàn cầu với sự
kháng fluoroquinolones, carbapenem và cephalosporins thế hệ 3 trong các vi
khuẩn Salmonella không thương hàn (Chen et al., 2013). Hầu hết các ca
nhiễm Salmonella không thương hàn thường ít khi phải sử dụng đến kháng
sinh, trừ các trường hợp biểu hiện nặng như nhiễm trùng máu, viêm tủy
xương, và viêm màng não (Chen et al., 2013). Tuy nhiên sự gia tăng hiện

tượng kháng kháng sinh của Salmonella là một vấn đề quan ngại trên toàn
thế giới trong những thập kỷ gần đây bởi sự lạm dụng kháng sinh trong điều
trị trên người và trong chăn ni. Sự cùng tồn tại của nhiều lồi vi khuẩn
trong đường ruột của động vật và con người đã tạo điều kiện cho việc truyền
gen kháng kháng sinh giữa các loài vi khuẩn với nhau. Các nghiên cứu đã
tiến hành cho thấy các bằng chứng về vi khuẩn kháng kháng sinh đã được
lan truyền từ động vật lên người (Thai T. H. et al., 2012).

Bên cạnh đó việc sử dụng rộng rãi kháng sinh trong chăn ni
cho nhiều mục đích khác nhau như điều trị bệnh, phịng ngừa bệnh
và kích thích tăng trưởng đã tạo cơ hội cho các lồi vi khuẩn thích
nghi, tăng tính kháng kháng sinh, đồng thời thông qua chuỗi thức
ăn làm gia tăng tỉ lệ vi khuẩn kháng kháng sinh lên con người.

1


Cũng như một số nước trên toàn thế giới, Việt Nam đang phải đối
mặt với khó khăn trong q trình điều trị do sự gia tăng tính kháng kháng
sinh của vi khuẩn gây bệnh. Thực tế cho thấy dễ dàng mua bán kháng
sinh cho điều trị trên con người mà không cần đơn của thầy thuốc và sử
dụng kháng sinh tràn lan trong chăn nuôi tại Việt Nam là một trong những
ngun nhân chính thúc đẩy tình trạng kháng kháng sinh.
Các nghiên cứu trước đây chỉ ra rằng Salmonella có trong các thực
phẩm như thịt gia súc, gia cầm, trứng, các sản phẩm sữa, hoa quả, rau và
các sản phẩm thực phẩm khác, trong đó gia cầm được xem là nguồn thực
phẩm chính mang mầm bệnh salmonellosis (Hannah et al., 2008).
Gia cầm là nguồn thực phẩm phổ biến trong cuộc sống hằng ngày của
người Việt Nam. Theo công bố của tổ chức thống kê Việt Nam, tính đến
tháng 10 năm 2015, tổng sản lượng gia cầm trên cả nước là 341,9 triệu con,

trong đó sản lượng gia cầm giết mổ và bán ra thị trường là 908,1 nghìn tấn
với mức tiêu thụ tính theo đầu người là 38,1 kg. Tuy nhiên thịt gia cầm cũng
là nguồn chứa vi sinh vật gây bệnh, và khả năng lây truyền chủng vi khuẩn
kháng lên người. Đến nay có rất ít báo cáo đã cơng bố về tình trạng vi khuẩn
Salmonella khơng thương hàn trong thịt gia cầm chứa các gen mã hóa βlactamase có khả năng kháng kháng sinh β-lactam. Để có những bằng chứng
cụ thể về thực trạng kháng kháng sinh của Salmonella không thương hàn
trong thịt gia cầm, chúng tôi đã tiến hành thực hiện nghiên cứu đề tài
“Nghiên cứu khả năng kháng β-lactam của các chủng Salmonella phân lập từ
thịt gà tại các chợ trên địa bàn thành phố Hà Nội”.

1.2. MỤC ĐÍCH
Đánh giá được khả năng kháng β-lactam của các chủng Salmonella
phân lập trên các mẫu thịt gà thu thập được tại một số chợ tại Hà Nội.

Xác định được gen mã hóa enzyme β-lactamase của các
chủng Salmonella kháng thuốc.

2


PHẦN 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1. VI KHUẨN SALMONELLA
2.1.1. Khái niệm về Salmonella
Salmonella là các vi khuẩn thuộc họ vi khuẩn đường ruột, gram âm, kị khí
tùy ý, di động, lên men đường glucose. Hiện nay, chi Salmonella được chia
thành hai loài: S.enterica và S.bongori. Các loài S.enterica gồm sáu phân lồi:
S.enterica, S.salamae, S.arizonae, S.diarizonae, S.houtenae, và S.indica, trong
khi khơng có phân lồi thuộc S.bongori (Hald et al., 2013). Về dịch tễ học
Salmonella được phân loại thành ba nhóm dựa trên vật chủ bao gồm (i) hạn chế
vật chủ, đó là những chủng có khả năng gây bệnh thương hàn trong một lồi

duy nhất (ví dụ như, Salmonella Typhi ở người), (ii ) vật chủ tùy nghi, là týp huyết
thanh liên kết với một lồi vật chủ, nhưng cũng có thể gây bệnh ở các vật chủ
khác; một số trong số này là tác nhân gây bệnh của con người và có thể tồn tại
trong các loại thực phẩm, và (iii) không hạn chế vật chủ là typ huyết thanh gây
bệnh cho người và động vật khác, bao gồm các phân lồi có trong thực phẩm, ví
dụ S. Typhimurium, Newport và S. Enteritidis (Calo et al., 2015).

Hình 2.1. Vi khuẩn Salmonella
Nguồn: Centres for Disease Control and Prevention (US) (2013)

2.1.2. Khả năng gây bệnh của Salmonella
Salmonella là một trong các tác nhân quan trọng gây bệnh trên người lây
truyền qua con đường thực phẩm trên toàn thế giới và là một trong những tác
nhân gây bệnh hàng đầu gây thiệt hại về kinh tế và bệnh tật cho con người. Các

3


nghiên cứu trên toàn thế giới xác định động vật là nguồn chứa lây nhiễm
Salmonella lên người thông qua chuỗi thức ăn có chứa thực phẩm bị ơ nhiễm.
Các thực phẩm liên quan thường là thịt bò, thịt lợn, thịt gia cầm, các sản phẩm
từ sữa, trứng, và các báo cáo xác nhận các nhân tố thực phẩm nói trên là
nguyên nhân của việc lây truyền vi khuẩn gây bệnh lên người (Hald, 2013).
Kể từ đầu những năm 1990, các chương trình giám sát và kiểm sốt
Salmonella trong chuỗi thức ăn từ trang trại đến bàn ăn đã được thực hiện ngày
càng nhiều tại các nước trên toàn thế giới. Nhận thức của một thị trường lương
thực toàn cầu đã dẫn đến các đề xuất của cộng đồng quốc tế đối với sự kiểm
sốt tồn cầu về Salmonella. Tuy nhiên, tỷ lệ mắc Salmonella trên người tại các
quốc gia vẫn còn cao. Các nỗ lực để giảm tỉ lệ nhiễm bệnh do Salmonella trên
người đã gặp khó khăn bởi sự xuất hiện rộng rãi nhiều nguồn thực phẩm chứa

Salmonella và do khả năng thích nghi, tồn tại với sự thay đổi điều kiện môi
trường của vi khuẩn này ngày càng cao (Hald, 2013). Salmonella có thể sống sót
trong điều kiện mơi trường khác nhau bên ngồi vật chủ ương ứng. Hầu hết các
typ huyết thanh Salmonella phát triển ở một phạm vi nhiệt độ 5-47°C với nhiệt độ
tối ưu của 35-37°C, nhưng một số có thể phát triển ở nhiệt độ thấp như 2-4°C và
cao tới 54°C. Với khả năng phát triển dưới nhiều điều kiện sinh trưởng khác
nhau và di truyền học đặc trưng của chi, Salmonella là tác nhân gây bệnh truyền
qua thực phẩm lý tưởng cho việc phát triển nghiên cứu tìm hiểu về cơ chế liên
quan đến hiệu quả của các hợp chất kháng khuẩn (Oliveira et al., 2016).

Sự lây nhiễm Salmonella tiếp tục là mối quan tâm của cộng đồng.
Các báo cáo về các vụ ngộ độc và kết quả nghiên cứu cho thấy liều
truyền nhiễm của Salmonella cần thiết để gây bệnh là 1000-100 000 CFU.
Tuy nhiên liều gây bệnh của Salmonella phụ thuộc vào typ huyết thanh và
trạng thái thể chất của vật chủ bị lây nhiễm nguồn bệnh (Phillip, 2014).
Hầu hết các ca nhiễm Salmonella không thương hàn thường gây viêm dạ
o

dày ruột, biểu hiện từ nhẹ đến đau bụng dữ dội có hoặc khơng có sốt (39 C),
buồn nơn, và tiêu chảy. Các triệu chứng xuất hiện thường xảy ra trong vịng 6-12
h sau khi tiêu thụ thức ăn ơ nhiễm hoặc uống nước mang mầm bệnh. Các triệu
chứng này thường giảm xuống trong vịng 3-4 ngày, nhưng có thể kéo dài tới 1
tuần. Sau khi các triệu chứng giảm xuống, những người bị nhiễm bệnh có thể
tiếp tục bài xuất vi khuẩn cho đến 3 tháng sau khi bị ốm, do đó nguy cơ lây
nhiễm mầm bệnh lên người lành là rất cao. Giống như hầu hết các bệnh nhiễm

4


trùng khác, các bệnh nhân nhỏ tuổi, người già, và người bệnh suy giảm

miễn dịch có nguy cơ gặp các biến chứng nguy hiểm (Phillip, 2014).
Salmonella có tập hợp các gen nằm trong nhiễm sắc thể có liên quan đến khả
năng gây bệnh và được gọi là vùng gây bệnh Salmonella, có thể khác nhau về kích
thước, số lượng, và thành phần. Một số những gen cần thiết cho cuộc xâm lược vào
các tế bào biểu mô ruột, khởi phát tấn cơng đường ruột và phản ứng viêm được mã
hóa trong vùng gây bệnh SPI-1, trong khi đó SPI-2 là chìa khóa cho sự hình thành
nhiễm trùng hệ thống vượt ra ngồi biểu mơ đường ruột cũng như mã hóa gen cần
thiết để nhân rộng trong tế bào. Độ bám dính của vi khuẩn Salmonella với bề mặt
biểu mơ ruột là một bước quan trọng đầu tiên trong sinh bệnh học. Khi Salmonella
được gắn vào các tế bào biểu mô ruột, các protein lơng hoạt động tạo điều kiện bám
dính, xâm lược, và chống lại sự tấn công của đại thực bào. Những protein lơng có
liên quan với SPI-1 và SPI-2, tạo ra các kênh protein thụ thể trong tế bào biểu mô chủ
tạo điều kiện cho các protein mang chức năng di chuyển xâm lấn vào các tế bào.
Trong lịch sử, các nhà nghiên cứu đã sử dụng các tế bào động vật ni có vú như
các mơ hình trong phịng thí nghiệm để nghiên cứu sự tương tác của Salmonella
theo một loạt các điều kiện khác nhau. Cuộc xâm lược trong các tế bào biểu mô nuôi
cấy thường được sử dụng để xác định khả năng gây bệnh của vi khuẩn Salmonella
và so sánh các chủng khác nhau. Một loạt các nghiên cứu cổ điển sử dụng nuôi cấy
mô cho thấy Salmonella xâm nhập vào các tế bào động vật ni có vú có thể bị ảnh
hưởng bởi nhiều tác nhân kích thích từ mơi trường như độ thẩm thấu carbohydrate
sẵn có, và oxy sẵn có. Trong nghiên cứu của Durant và cộng sự vào năm 1999 đã
báo cáo rằng sự xâm nhiễm của vi khuẩn Salmonella có thể bị ngăn cản bởi nồng độ
cao của các axit béo chuỗi ngắn ở khu vực thấp hơn của đường tiêu hóa, ngồi việc
thay đổi pH, căng thẳng oxy, và thẩm thấu (Oliveira et al., 2016).

Mặc dù có sự cải thiện vệ sinh môi trường và chất lượng thực phẩm,
Salmonella không gây thương hàn tiếp tục là nguyên nhân của các vụ dịch lây
truyền qua thực phẩm tại các nước kém phát triển. Người ta ước tính có tới
93.800.000 trường hợp viêm dạ dày ruột do vi khuẩn Salmonella spp. xảy ra trên
toàn thế giới dẫn đến 155.000 ca tử vong mỗi năm. Theo Chương trình giám sát

Salmonella được thiết lập và hỗ trợ bởi Tổ chức Y tế thế giới, dữ liệu từ năm
2001 đến 2005, thì S.Enteritidis là typ huyết thanh phổ biến nhất trên toàn thế
giới (65% các chủng), tiếp theo là S. typhimurium (12%) và S. Newport (4%). Tại

5


châu Phi, S. Enteritidis and S. Typhimurium đại diện 26% và 25% các chủng.
Ở châu Á, châu Âu và Mỹ Latin/Caribbean, S. Entiritidis là typ huyết thanh
được phân lập nhiều nhất trong số các typ huyết thanh Salmonella với tỉ lệ
lên tới 38%, 87% và 31%. Tại Bắc Mỹ S. Typhimurium được tìm thấy thường
xuyên nhất với 29%, tiếp theo là S. Enteritidis với 21% (Sanchez et al., 2011).
Các nghiên cứu về vụ dịch xảy ra đã chỉ ra rằng Samonella non-typhi
(NTS) truyền sang người có thể xảy ra bởi sự tiêu thụ sản phẩm động vật, các
sản phẩm thực phẩm có chứa mầm bệnh, sử dụng nguồn nước bị ô nhiễm, hoặc
do tiếp xúc với động vật hoặc sản phẩm thực phẩm nhiễm bẩn. Các trang trại
nuôi động vật được xem là nguồn chứa mầm bệnh NST. Con người dễ dàng lây
nhiễm nguồn bệnh do do tiếp xúc với phân động vật. Hơn nữa, chính hoạt động
sản xuất và phân phối thực phẩm đã làm phát tán hàng loạt các mầm bệnh và
nhanh chóng lây lan trong cộng đồng. Thêm vào đó sức đề kháng kháng sinh
của NTS làm cho hoạt động kiểm sốt và phịng chống bệnh truyền nhiễm càng
gặp nhiều khó khăn hơn. Bên cạnh đó, các hệ sinh thái phức tạp liên kết NTS với
động vật, NTS tự nhiên được tìm thấy ở gà, vịt, cừu, dê, lợn, bò sát, động vật
lưỡng cư, chim, động vật gặm nhấm vật ni, chó, mèo, và trong hàng loạt động
vật hoang dã là thách thức đối với cơ quan y tế cơng cộng trong cơng cuộc kiểm
sốt lây nhiễm (Sanchez et al., 2011).

2.1.3. Gia cầm – vật chủ chứa Salmonella
Salmonella lây truyền phổ biến nhất là thông qua thực phẩm hoặc nước bị
ô nhiễm, và thường liên quan đến việc tiêu thụ trứng hoặc sản phẩm gia

cầm. Theo Bộ Nông nghiệp Mỹ (USDA), từ 30 đến 35 % gia cầm chế biến bị
nhiễm vi khuẩn Salmonella. Một trong mười ngàn trứng sản xuất ở Đông Bắc
Hoa Kỳ cũng được cho là bị nhiễm vi khuẩn Salmonella. Ngoài thịt gia cầm,
thịt bị, sản phẩm tươi sống, nước, thì các loại thực phẩm tươi như bơ đậu
phộng, hạnh nhân, và các loại thực phẩm ăn nhẹ, đều có liên quan đến các
vụ dịch Salmonella (USDA, 2016). Do vệ sinh không đúng cách, nhiễm chéo,
và thịt, trứng chưa được nấu nhiệt độ đủ cao để tiêu diệt vi khuẩn Salmonella
được cho là các yếu tố góp phần vào sự bùng phát khuẩn Salmonella.
Các nguồn chứa Salmonella tương đối đa dạng, nhưng một trong những
nguồn chính là gia cầm và sản phẩm gia cầm. Trong suốt thập niên vừa qua,
khoảng 80% các vụ dịch Salmonella liên quan tới một số typ huyết thanh

6


Salmonella cụ thể. Trong những vụ dịch, S.Enteritidis gây ra 35,7% với 65%
trong số này liên quan đến trứng gia cầm và 13% liên quan đến thịt gia cầm.
Salmonella Typhimurium là nguyên nhân của 14,4% vụ dịch, trong đó 26%
xuất phát từ thịt gà và 7% vụ dịch bắt nguồn từ trứng (Turki et al., 2017).
Thịt gia cầm là thực phẩm phổ biến trên toàn cầu do nhu cầu tiêu thụ của con
người đã thúc đẩy sự tăng trưởng đáng kể trong việc sản xuất và tiêu thụ gia cầm và
các sản phẩm gia cầm. Trứng, các sản phẩm từ thịt gà và thịt gia cầm khác gia cầm
khác là một trong các loại thực phẩm được tiêu thụ cao nhất trên toàn thế giới (Turki
et al., 2017). Hàng năm, mức tiêu thụ thịt gà tính trên đầu người tại Mỹ là trên 36,8 kg,
vượt qua mức tiêu thụ thịt bò trong năm 2010. Ở các nước Liên minh châu Âu, 1,2
triệu tấn thịt gia cầm đã được sản xuất trong năm 2011, sau đó sản lượng thịt gia
cầm theo xu hướng tăng lên hàng năm. Số lượng thịt gà tiêu thụ tính theo bình qn
đầu người là 23 kg trong năm 2011 (Turki et al., 2017). Tại Việt Nam, gia cầm cũng là
nguồn thực phẩm phổ biến trong cuộc sống hằng ngày của người dân. Theo công

bố của tổ chức thống kê Việt Nam, tính đến tháng 10 năm 2015, tổng sản lượng gia
cầm trên cả nước là 341,9 triệu con, trong đó sản lượng gia cầm giết mổ và bán ra
thị trường là 908,1 nghìn tấn với mức tiêu thụ tính theo đầu người là 38,1 kg. Do đó
cần thiết đưa ra các yêu cầu tiêu chuẩn về an toàn thực phẩm để tránh sự lây lan
của tác nhân Salmonella tại bất kỳ khâu nào của quá trình chăn ni và chế biến
(Turki et al., 2017).

2.2. TÌNH HÌNH Ơ NHIỄM SALMONELLA TRÊN GIA CẦM
2.2.1. Tình hình ơ nhiễm Salmonella trên gia cầm trên thế giới
Salmonella là nguyên nhân hàng đầu của bệnh từ thực phẩm do vi khuẩn tại
các nước phát triển, và gia cầm được xác định là một trong những vật chủ hàng đầu
gây ra các vụ ngộ độc do Salmonella trên người. Kể từ đầu những năm 1990, các
chương trình giám sát và kiểm sốt Salmonella trong chuỗi thức ăn từ trang trại đến
bàn ăn đã được thực hiện ngày càng nhiều tại các nước trên toàn thế giới. Nhận
thức của một thị trường lương thực toàn cầu đã dẫn đến các đề xuất của cộng đồng
quốc tế đối với sự kiểm sốt tồn cầu về Salmonella. Tuy nhiên, tỷ lệ mắc Salmonella
trên người tại các quốc gia vẫn còn cao. Các nỗ lực để giảm tỉ lệ nhiễm bệnh do
Salmonella trên người đã gặp khó khăn bởi sự xuất hiện rộng rãi nhiều nguồn thực
phẩm chứa Salmonella và do khả năng thích nghi, tồn tại với sự thay đổi điều kiện
môi trường của vi khuẩn này ngày càng cao

7


(Hald et al., 2013). Salmonella có thể sống sót trong điều kiện mơi trường
khác nhau bên ngồi vật chủ ương ứng. Hầu hết các typ huyết thanh
Salmonella phát triển ở một phạm vi nhiệt độ 5-47°C với nhiệt độ tối ưu của
35-37°C, nhưng một số có thể phát triển ở nhiệt độ thấp như 2-4°C và cao tới
54°C. Với khả năng phát triển dưới nhiều điều kiện sinh trưởng khác nhau và
di truyền học đặc trưng của chi, Salmonella là tác nhân gây bệnh truyền qua

thực phẩm lý tưởng cho việc phát triển nghiên cứu tìm hiểu về cơ chế liên
quan đến hiệu quả của các hợp chất kháng khuẩn (Oliveira et al., 2016).
Một chương trình khảo sát Salmonella kéo dài theo từng năm đã được
thiết lập tại các nước phát triển như Mỹ và cộng đồng châu Âu nhằm đưa ra
các cách thức ngăn chặn tỉ lệ nhiễm bệnh trên gia cầm và ngăn chặn khả
năng lây lan sang người. Theo báo cáo của Bộ Nông nghiệp Mỹ, năm 2014,
325 mẫu thịt gà nguyên con nhiễm Salmonella trong tổng số 8816 mẫu đã
phân tích chiếm 3.7% (USDA, 2016). Báo cáo của hội đồng châu Âu năm 2010
cho thấy sự lưu hành của Salmonella tại các nước thuộc cộng đồng châu âu
dao động từ 0-26%. Tuy nhiên tỉ lệ Salmonella trên thịt gia cầm tại Hungary là
rất cao so với các nước còn lại, lên tới 85,6%. Tại Úc, tỉ lệ Salmonella nhiễm
trong gà là 10,4% (Manning et al., 2015).

Tại một số nước láng giềng của Việt Nam, sự lưu hành của
Salmonella trong gia cầm chiếm một tỉ lệ rất cao. Tại Thái Lan là
57%, Campuchia là 88.2%, Malaysia là 35,5% (Ta et al., 2012) và tại
Trung Quốc là 41.6% (Zhua et al., 2014).
2.2.2. Tình hình ơ nhiễm Salmonella trên gia cầm tại Việt Nam
Sự lưu hành của Salmonella trên thịt gia cầm tại Việt Nam có sự thay
đổi về tỉ lệ giữa các nghiên cứu trên một vùng miền hoặc giữa các vùng miền
khác nhau thuộc các tác giả khác nhau vào từng thời điểm khác nhau, tuy
nhiên Salmonella vẫn hiện diện với tỉ lệ cao trên các mẫu thịt gia cầm thu
thập, dao động từ 21% đến hơn 50%. Nghiên cứu của Luu và cộng sự vào
năm 2006 cho thấy tỉ lệ Salmonella trên thịt gia cầm thu thập tại các chợ Việt
Nam là 48.9% (n=262) (15). Nghiên cứu của Ta và cộng sự vào năm 2011, cho
thấy tỉ lệ nhiễm Salmonella tại Hà Nội là 51.1% (n=264) (15). Tiếp đó, báo cáo
của Thái và cộng sự vào năm 2012 cho thấy, 42,9% (n=115) mẫu thịt gà thu
thập tại Hà Tây và Bắc Ninh nhiễm Salmonella (Thai T. H. et al., 2012).

8

Trong khi đó nghiên cứu thực hiện tại Thành phố Hồ Chí Minh và khu
vực đồng bằng sơng Mê Cơng cũng cho tỉ lệ nhiễm Salmonella trên gia cầm
là cao. Van và cộng sự báo cáo tỉ lệ thịt gia cầm nhiễm Salmonella tại Thành
phố Hồ Chí Minh là 53.3% (n=30) (Ta et al., 2012) . Gần đây nhất nghiên cứu
về Salmonella của Nguyễn và cộng sự cho thấy 65,3% mẫu thịt gà dương
tính với Salmonella (Nguyen et al., 2016). Trong khi đó nghiên cứu của Phan
và cộng sự tại vùng đồng bằng sông Mê Công cho thấy tỉ lệ nhiễm
Salmonella thấp hơn với chỉ 21% (Ta et al., 2012).

2.3. KHÁNG SINH VÀ KHÁNG KHÁNG SINH
2.3.1. Lịch sử phát triển của kháng sinh
Kháng sinh được phát hiện vào năm 1928 khi Fleming ghi nhận một khuẩn
lạc khác thường của nấm mốc trong một số đĩa petri có chứa vi khuẩn
Staphylococcus. Các khuẩn lạc mốc đã khuếch tán vi khuẩn xung quanh nó, khơng
có khuẩn lạc Staphylococcus xung quanh khuẩn lạc mốc. Fleming đã viết bài báo
đầu tiên của ông về penicillin trong năm 1929, đề cập đến việc sử dụng các chất bổ
sung vào trong môi trường nuôi cấy vi khuẩn để chọn lọc và phân lập vi khuẩn
Haemophilus influenzae, được cho là nguyên gây ra bệnh cúm. Theo thời gian,
Fleming đã chứng minh rằng Penicillin có khả năng ức chế sự tăng trưởng của vi
khuẩn, và thậm chí diệt khuẩn. Tuy nhiên trong giai đoạn này penicillin đã không
được sử dụng rộng rãi. Tiếp đó, sulfonamidochrysoidine (KI-730, Prontosil), được
tổng hợp bởi các nhà hóa học Josef Klarer và Fritz Mietzsch và đã được thử nghiệm
bởi nhà vi khuẩn học người Đức Gerhard Domagk về hoạt tính kháng khuẩn trên các
loại bệnh khác nhau. Trong các khoảng thời gian tiếp theo, rất nhiều họ kháng sinh
và thế hệ kháng sinh mới ra đời, nhằm đáp ứng nhu cầu điều trị bệnh trên người và
động vật (Oliveira et al., 2016).

2.3.2. Kháng sinh β-lactam

Được gọi là kháng sinh β-lactam vì phân tử của chúng có một vịng βlactam. Cơ chế tác động chung là ức chế tổng hợp vách của tế bào vi khuẩn.
Các β-lactam thấm dễ dàng qua lớp murein để tiếp xúc với màng sinh chất
nên thuốc có hiệu lực với vi khuẩn Gram dương. Chúng không thấm qua màng bọc
phospholipid của vi khuẩn Gram âm, chúng chỉ vào được nhờ các kênh ưa nước
porin. Các chất ưa nước như Ampicillin, Amoxicillin, Cephalosporin thấm qua vỏ
Gram âm tốt hơn Penicillin. - Gắn vào các thụ thể PBPs (Penicillin –

9


binding proteins) của tế bào. Có khoảng 3 – 6 thụ thể PBP, trong đó một số thụ
thể là những emzyme transpeptidase. Sau khi kháng sinh gắn vào một hay nhiều
thụ thể thuốc sẽ phong bế transpeptidase, làm ngăn chặn việc tổng hợp
peptidoglycan, một thành phần quan trọng của vách tế bào. Giai đoạn tiếp theo
có liên quan đến việc hoạt hóa các emzyme tự tiêu (autolytic emzymes) gây ra
sự ly giải của tế bào ở môi trường đẳng trương. Trong môi trường ưu trương
những tế bào bị biến đổi thành protoplast hay sphaeroplast chỉ được bao bọc
bởi một màng tế bào nên rất dễ vỡ. Một số thuốc khác như Bacitracin,
Vancomycin, Novobiocin ức chế giai đoạn đầu của việc tổng hợp peptidoglycan,
Bacitracin ngăn cản việc dephosphoryl hóa phospholipid cần thiết cho việc tổng
hợp chuỗi peptidoglycan. Vancomycin ngăn cản sự di chuyển đường
pentapeptide thành chuỗi đa phân tử bên ngoài màng tế bào. Do việc tổng hợp ở
giai đoạn đầu này xảy ra ở bên trong màng tế bào chất nên thuốc phải ngấm vào
bên trong màng mới có tác dụng (Lee et al., 2015).

2.3.3. Cephalosporin và kháng sinh phổ rộng
Lớp kháng sinh cephalosporin – thuộc nhóm kháng sinh β-lactam – được
phát hiện đầu tiên vào năm 1945, tuy nhiên phải mất gần 2 thập kỷ để đưa các
kháng sinh này vào điều trị. Một thập kỷ sau phát hiện ban đầu, các chất
cephalosporin được phân lập và xác định là sản phẩm lên men của nấm mốc.

Các nhà khoa học tại Oxford, bao gồm Florey và Abraham, với các
thiết bị đầy đủ đã nghiên cứu ra đặc điểm cấu trúc của các cephalosporin,
như họ đã làm đối với penicillin một thập kỷ trước đó. Ba chất cephalosporin
P, N, và C đã được xác định. Mỗi sản phẩm đều hoạt động kháng khuẩn
nhưng chỉ cephalosporin C kháng cả vi khuẩn gram âm và gram dương.
Cephalosporin C đã trở thành nền tảng để phát triển các dòng cephalosporin
tiếp theo. Dược phẩm Cephalosporin đầu tiên là cephalothin, đã được giới
thiệu để sử dụng lâm sàng vào năm 1964. Và đến nay đã có hơn 20 thuốc
kháng sinh cephalosporin được sử dụng trong điều trị. Cephalosporin là một
trong những lớp kháng sinh được các nhà điều trị kê toa rộng rãi nhất vì độc
tính thấp và khả năng hoạt động phổ rộng của chính kháng sinh này.
Về cấu trúc hóa học, hầu hết các cephalosporin có sẵn là các dẫn xuất bán
tổng hợp của cephalosporin C. Cấu trúc cơ bản của hạt nhân cephem bao gồm một
vòng β-lactam hàn lại thành một, sáu thành viên có chứa lưu huỳnh vịng

10


dihydrothiazine. Hạt nhân cephem hóa học riêng biệt từ lõi penicillin, trong đó có
một chiếc vịng thiazolidine năm thành viên. Sửa đổi hóa học của cấu trúc cephem
cơ bản bằng cách thay thế các thành phần tại các vị trí C1, C3, và C7 dẫn đến các
hợp chất cephalosporin khác nhau trong sử dụng ngày nay (Threlfall, 2002).
Về phân loại, cephalosporin gồm 5 thế hệ, dựa vào phổ hoạt động của kháng
sinh. Thế hệ đầu cephalosporin hoạt động tập trung chủ yếu vào các vi khuẩn gram
dương. Các thế hệ thứ hai thuốc đã tăng cường hoạt động chống trực khuẩn gram
âm nhưng duy trì mức độ khác nhau của hoạt động đối với cầu khuẩn Gram dương.
Các cephalosporin thế hệ thứ ba đã tăng lên rõ rệt tiềm năng chống lại vi khuẩn
gram âm. Tuy nhiên, đối với một số hợp chất trong nhóm 3, hoạt động chống lại cầu
khuẩn gram dương lại giảm. Trong số nhóm thế hệ thứ ba, một vài hợp chất, chẳng

hạn như ceftazidime và ceftolozane, được xem xét riêng biệt cho hoạt động chống
lại P. aeruginosa. Thế hệ thứ tư có phổ hoạt động rộng nhất trong năm nhóm. Những
loại thuốc, chẳng hạn như cefepime và cefpirome, chống lại hầu hết các trực khuẩn
gram âm, và duy trì hiệu lực chống lại cầu khuẩn gram dương. Các loại thuốc thứ ba
và thứ tư kết hợp cũng được gọi là mở rộng phổ cephalosporin. Nhóm thứ năm
được gọi là cephalosporin kháng tụ cầu kháng methicillin bao gồm ceftaroline và
ceftobiprole.

2.3.4. Kháng kháng sinh
Dưới tác dụng của kháng sinh, một số chủng vi khuẩn đã dần thích nghi và
kháng lại các kháng sinh. Sự xuất hiện của các mầm bệnh kháng nhiều loại thuốc
khác nhau đã làm gia tăng lo ngại về những hậu quả và tác động của chúng sức
khỏe con người và quá trình điều trị bệnh trên người (Oliveira et al., 2016).
Sự kháng thuốc được định nghĩa là sức đề kháng của vi khuẩn đối với một
tác nhân kháng khuẩn mà mà trước đây chúng chỉ biểu hiện sự nhạy cảm. Đầu tiên
hiện tượng kháng kháng sinh của vi khuẩn là quá trình tiến hóa tự nhiên, sau đó
hiện tượng kháng thuốc ngày càng gia tăng trong các loài vi sinh vật gây bệnh bởi
bởi sử dụng sai thuốc kháng sinh và sự lây lan toàn cầu của vi khuẩn kháng thuốc,
chủ yếu ảnh hưởng đến bệnh nhân có hệ miễn dịch kém hoặc sức khỏe yếu. Sự
kháng thuốc đã tiêu tốn nhiều chi phí hơn trong q trình chữa trị và trong hoạt
động nghiên cứu về ngăn ngừa tình trạng kháng kháng sinh. Một loạt các loại thuốc
kháng sinh đã bị kháng bởi các vi sinh vật gây bệnh trong những thập kỷ gần đây,
và nhân tố kháng thuốc có thể được tạo ra và lan truyền từ vi

11


sinh vật này sang vi sinh vật khác, từ loài vi khuẩn này sang loài vi
khuẩn khác theo nhiều cách khác nhau (Oliveira et al., 2016).
Thông qua hoạt động chuyển gen, ví dụ, integrons, nhân tố DNA di động

có thể bắt giữ và mang các gen, được vận chuyển bởi các gen nhảy
(transposon), cho phép các vi sinh vật gây bệnh trao đổi cơ chế kháng kháng
sinh. Một trường hợp đề kháng tự nhiên được thấy thường xuyên bởi các tỷ lệ
đột biến tự nhiên trong gen nằm trên nhiễm sắc thể mà sau đó được nhân tố đột
biến được lan truyền bởi sự nhân lên của vi khuẩn. Một trong những cơ chế
kháng là sự tích hợp của DNA trên hệ gen từ vi khuẩn chết và plasmid của các tế
bào sống, mà cũng có thể xảy ra với integrons đến từ phẩy khuẩn. Đột biến xảy
ra tất cả các thời gian, và một đơn giản, thay đổi nucleotide duy nhất có thể làm
thay đổi gen và, bằng cách chuyển gen kháng lên vi sinh vật. Các plasmid từ một
loại vi khuẩn, với bất kỳ loại integron, có thể dễ dàng chuyển sang vi khuẩn khác
thông qua chuyển gen ngang bởi sự tiếp hợp (Oliveira et al., 2016).
Vật liệu di truyền được trao đổi giữa các vi sinh vật qua ba tuyến đường
chính: (i) tái tổ hợp DNA, ví dụ: từ Streptococcus mitisto sang Streptococcus
pneumoniae, (ii) truyền nhân tố kháng kháng sinh, ví dụ kháng methycillin trong
Staphylococcus aureus đã được phân lập trong các mẫu phân ở các trang trại và cơ
sở giết mổ; và (iii) sự tiếp hợp, ví dụ là các plamid chịu trách nhiệm cho sự phổ biến
tồn cầu của các gen mã hóa enzyme carbapenemase hoặc β-lactamase, đặc biệt
phổ biến trong các vi khuẩn gram âm và tụ cầu (Urumova, 2015)
Sự hình thành tính kháng kháng sinh của vi khuẩn đã được ghi nhận sớm
nhất vào giai đoạn đầu của kỷ nguyên kháng sinh. Trong vòng 20 năm qua, sự phát
triển của các chủng gây bệnh nguy hiểm và khả năng kháng kháng sinh của chúng
đã liên tiếp phát triển. Nguyên nhân chính là sự thiếu hiểu biết của người sử dụng về
kháng sinh, dẫn đến lạm dụng kháng sinh trong điều trị. Sự lạm dụng kháng sinh đã
gây ra áp lực chọn lọc tự nhiên cho vi khuẩn và thúc đẩy quá trình tiến hóa nhanh
của vi khuẩn. Hơn nữa, các hợp chất trong hệ sinh thái và điều kiện mơi trường
sống cũng góp phần cung cấp áp lực chọn lọc bổ sung lên vi sinh vật. Bên cạnh đó,
nguyên nhân khác thúc đẩy hiện tượng kháng kháng sinh

ở vi khuẩn là việc sử dụng kháng sinh trong chăn ni với mục đích trị bệnh và thúc
tăng trọng. Hiện nay, kháng kháng sinh đã là vấn đề toàn cầu, và các nước phát triện

hiện đã xây dựng các chương trình để hạn chế tình trạng này. Ví dụ, ở các nước Bắc
Âu, đã nghiên cứu việc sử dụng hợp lý thuốc kháng sinh, cùng với

12


loại bỏ các chất kích thích tăng trưởng cho từ động vật nuôi. Từ năm 2006,
các nước Liên minh châu Âu khác đã và đang áp dụng các biện pháp tương
tự để hạn chế sử dụng kháng sinh trong nông nghiệp (Oliveira et al., 2016).

2.3.5. Cơ chế kháng kháng sinh của vi khuẩn
Có rất nhiều cơ chế kháng kháng sinh của vi khuẩn, trong số đó 5 cơ chế
thường thấy nhất là: 1) enzyme ức chế hoạt động của kháng sinh, 2) biến đổi
trong protein liên kết penicillin (PBP), 3) đột biến Porin, bơm đẩy kháng sinh ra
4) khỏi tế bào, và 5) thay đổi mục tiêu của kháng sinh (thay đổi

thành tế bào) (Calo et al., 2015).
Để ức chế sự tăng trưởng của vi khuẩn, kháng sinh có xu hướng tác
động lên mục tiêu cụ thể như ức chế tổng hợp protein cụ thể, DNA và RNA tổng
hợp, can thiệp vào sự tổng hợp thành tế bào, phá vỡ các cấu trúc màng thấm, và
ức chế sự tổng hợp chất chuyển hóa thiết yếu. Do cấu trúc sinh học khác nhau
của kháng sinh, các mục tiêu tấn công của kháng sinh có thể khác nhau tùy
thuộc vào từng đối tượng vi khuẩn đang tiếp xúc với chính kháng sinh. Ví dụ,
thuốc kháng sinh như penicillin và cephalosporin ức chế vi khuẩn tổng hợp vách
tế bào bằng cách can thiệp với các enzyme liên quan đến tổng hợp lớp
peptidoglycan; trong khi tetracycline và streptogramin làm việc bằng cách phá
vỡ sự tổng hợp protein. Một chủng vi khuẩn được xem là kháng với một kháng
sinh đặc biệt khi các kháng sinh khơng cịn hiệu quả để điều trị một căn bệnh
gây ra bởi một tác nhân gây bệnh của vi khuẩn đặc biệt (Calo et al., 2015).

Enzyme ức chế hoạt động của kháng sinh
Cơ chế kháng phổ biến nhất của vi khuẩn là enzyme ức chế. Vi khuẩn
sản xuất enzyme có thể thay đổi hoặc làm giảm tác dụng của kháng sinh,
bằng cách này chúng có thể phá hủy hoạt tính của kháng sinh.
Cơ chế này được dựa trên một số chiến lược để thay đổi cấu trúc của các
hợp chất kháng khuẩn: thủy phân, một loại phản ứng xảy ra chủ yếu với các
kháng sinh β-lactam; thay đổi các nhóm chức năng (acyl, phosphoryl, thiol,
nucleotidil, ADP-ribosyl, glycosyl), xảy ra với rất nhiều kháng khuẩn, chẳng hạn
như aminoglycoside, chloramphenicol, rifamycin, và lincosamide; và oxi hóa
khử, xảy ra với tetracycline, rifamycin, và streptogramin. Hơn nữa enzyme có thể
sửa đổi các hợp chất kháng khuẩn, β-lactamase là một vấn đề lớn trong việc
điều trị các vi khuẩn Gram âm. Chúng bao gồm enzyme penicillinases, chống lại
các kháng sinh penicillin, hoặc enzyme AmpC cephalosporinases (ví dụ, MOXs,

13


MIR, FOX). Có nhiều enzyme β-lactamase phổ rộng (ví dụ, SHV-1, TEM-1, TEM-2,
CTX), có khả năng thủy phân các penicillin và các cephalosporin và kháng lại
các chất ức chế lactamase (ví dụ, axit clavulanic, sulbactam và tazobactam).
Nhóm enzyme kháng lại penicillin và cephalosporin, bao gồm cefotaxime và
ceftazidime; Hơn nữa, nhiều vi khuẩn sản sinh enzyme TEM và SHV còn đồng
kháng với tetracycline, sulfonamides, và aminoglycosid. Phần lớn các vi khuẩn
sinh

enzyme

CTX-M

kháng

với

fluoroquinolones.

Cuối

cùng,

enzyme

carbapenemases (ví dụ, IMP, VIM, KPCs, OXAs), là các enzyme có khả năng bất
hoạt tất cả các kháng sinh β-lactam trừ aztreonam (Calo et al., 2015).

Biến đổi các protein liên kết penicillin (PBPs)
PBPs là protein quan trọng có liên quan trong việc xây dựng các
peptidoglycan, là thành phần chính của thành tế bào vi khuẩn. Các enzyme này
xúc tác các sợi glycan và và liên kết ngang giữa các chuỗi glycan. Các vị trí hoạt
động của sợi glycan là mục tiêu của kháng sinh β-lactam. Các hợp chất này bắt
chước sợi peptit đôi D-Ala-D-Ala trong peptidoglycan và tạo thành một phức
acyl-enzyme rất ổn định, dẫn đến enzyme bị bất hoạt. Khi các PBPs thay đổi vị trí
hoạt động, thì các kháng sinh β-lactam sẽ để mất hoặc làm giảm ái lực của
chúng với các protein mục tiêu, dẫn đến sự kháng thuốc.

Biến đổi Porin
Vi khuẩn Gram âm có một lớp màng bên ngồi vách tế bào, màng ngồi,
trong đó bao gồm một lớp lipid kép. Các thành phần chính của lớp đôi này là
lipopolysaccharide, là hợp chất kị nước, nên các hợp chất ưa nước rất khó khăn
để đi qua. Do đó, porins hoặc porins màng ngồi (OMP), là các protein hỗ trợ
trong việc thơng qua các chất hịa tan thấm qua màng lipid kép. Nhiều yếu tố ảnh

hưởng đến khả năng của thuốc để vượt qua porins, chẳng hạn như hình dạng,
kích thước. Có một số porins điển hình, chẳng hạn như OmpF, OmpC, và OmpE.
Mỗi loài vi khuẩn sản xuất các porins cụ thể, và sự mất mát hoặc giảm hoạt động
của một hoặc nhiều OMP là một yếu tố góp phần phổ biến trong việc xây dựng
sức đề kháng (ví dụ, mất OprD) của P. aeruginosa đối với imipenem và
meropenem. Ở các lồi khác, mất OmpF có thể dẫn đến các sinh vật kháng với
nhiều loại kháng sinh (đa kháng). Trong một số chủng, sự giảm hoặc mất ái lực
của thuốc với các protein (porin), dẫn đến mất khả năng để vượt qua các màng
ngồi và khơng thể xâm nhập vào tế bào. Nhiều nghiên cứu đã chứng minh rằng
áp lực chọn lọc tác dụng bởi việc sử dụng kéo dài của thuốc kháng sinh là một

14


yếu tố quan trọng trong sự xuất hiện của vi khuẩn đa kháng, và việc sửa đổi các
porins là một yếu tố quan trọng sự hình thành đa kháng thuốc (Calo et al., 2015).

Protein bơm
Một cơ chế hiệu quả cao của kháng kháng sinh là sự sản sinh hệ
thống protein bơm kháng sinh ra khỏi tế bào vi khuẩn. Tất cả các thành
viên của họ protein này bao gồm 3 dạng khơng thay đổi sau: Dạng A,
đóng vai trị như cửa của tế bào chất, kiểm soát sự di chuyển của các
chất nền đến và đi từ các tế bào chất; dạng B, đó là tham gia vào các
khớp nối năng lượng; và dạng C, định hướng vị trí và đề xuất hướng vận
chuyển. Các protein đặc trưng nhất trong họ này là protein vận chuyển
tetracycline (TetB), đã được tìm thấy trong E. coli (Calo et al., 2015).

Sửa đổi phân tử mục tiêu của các kháng sinh
Hầu hết các kháng sinh ảnh hưởng đến quá trình tổng hợp protein đều
nhằm vào các ribosome mục tiêu, và sự khác biệt giữa cấu trúc của ribosome

này cho các hành động chọn lọc của thuốc kháng sinh trong vi khuẩn, vi khuẩn
cổ, và các tế bào nhân chuẩn. Ngay cả giữa các loài, sự thay đổi nhỏ trong cấu
trúc ribosome có thể dẫn đến mang phong cách riêng, tương tác đặc hiệu mang
tính chất của lồi lên kháng sinh. Do đó các kháng sinh nhắm vào ribosome là
chất diệt khuẩn rất mạnh. Tuy nhiên, qua nhiều thập kỷ sử dụng, các tác nhân
gây bệnh đã trở nên đề kháng với thuốc kháng sinh ức chế sự tổng hợp protein.
Một cơ chế đáng chú ý của kháng là việc sửa đổi các mục tiêu của kháng sinh.
Ví dụ, những thay đổi nhỏ trong một chuỗi axit amin, dẫn đến thay đổi cấu trúc
protein đủ để cản trở kháng sinh. Các báo cáo đầu tiên của sự thay đổi cấu trúc
ribosome trong đột biến erythromycin kháng E. coli mô tả sự thay đổi protein
ribosome, đáng chú ý là các protein L4 và L22 (Calo et al., 2015).

2.3.6. Kháng Cephalosporine
Escherichia coli, Salmonella spp. và Acinetobacter spp. là tác nhân gây
bệnh quan trọng ở người. Các trường hợp nhiễm khuẩn nặng do các vi sinh vật
nói trên thường được điều trị bằng cephalosporin phổ rộng (ESCs).Tuy nhiên,
trong hai thập kỷ qua, hoạt động điều trị đã phải đối mặt với sự gia tăng nhanh
chóng các bệnh nhiễm trùng gây ra bởi sự kháng cephalosporin phổ rộng của
các chủng vi khuẩn gây bệnh do sự hình thành enzyme β-lactamase phổ rộng
(ESBL), plamid trung gian AmpCs và các enzyme carbapenemase. Tình trạng

15