(Luận văn thạc sĩ) tình hình kháng kháng sinh của vi khuẩn escherichia coli phân lập từ trứng gà tại một số trang trại trên địa bàn hà nội và vùng phụ cận

HỌC VIỆN NƠNG NGHIỆP VIỆT NAM

NGUYỄN HỒNG THÁI

TÌNH HÌNH KHÁNG KHÁNG SINH CỦA VI KHUẨN
ESCHERICHIA COLI PHÂN LẬP TỪ TRỨNG GÀ TẠI
MỘT SỐ TRANG TRẠI TRÊN ĐỊA BÀN HÀ NỘI
VÀ VÙNG PHỤ CẬN

Chuyên ngành:

Thú Y

Mã số:

8640101

Người hướng dẫn khoa học:

TS. Chu Thị Thanh Hương

NHÀ XUẤT BẢN HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP - 2019


LỜI CAM ĐOAN
Dữ liệu trong luận văn là một phần của đề tài “Nghiên cứu tính kháng kháng
sinh của vi khuẩn E.coli phân lập từ trứng và sự phát tán của chủng vi khuẩn kháng
thuốc giữa các trang trại”, mã số 02/DAVB, được tài trợ bởi Dự án Việt- Bỉ thuộc
chương trình hợp tác nghiên cứu khoa học giữa Học viện Nông nghiệp Việt Nam và
Trường Đại học Vương quốc Bỉ, giai đoạn 2014-2019.
Tôi xin cam đoan các số liệu, kết quả nghiên cứu trong luận văn này là trung

thực, chính xác và chưa được sử dụng để bảo vệ một học vị nào. Tôi xin cam đoan các
thông tin trích dẫn trong luận văn đều đã được chỉ rõ nguồn gốc. .
Hà Nội, ngày

tháng

năm 2019

Tác giả luận văn

Nguyễn Hồng Thái

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. Cùng sự giúp đỡ, động viên
của bạn bè, đồng nghiệp và gia đình.
Nhân dịp hồn thành luận văn, cho phép tôi được cảm ơn Ban Giám Đốc Học
viện Nông nghiệp Việt Nam, Bộ môn Vi Sinh Vật – Truyền nhiễm, Khoa Thú y – Học
viện Nông nghiệp Việt Nam, đã tạo điều kiện cho tôi được học tập, thực hiện đề tài và
hồn thành luận văn.
Đặc biệt, tơi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới TS. Chu Thị Thanh Hương
khoa Thú y đã tận tình hướng dẫn, tạo điều kiện cho tơi trong suốt q trình thực hiện
đề tài và hồn thành luận văn.
Tơi xin chân thành cảm ơn các hộ trang trại chăn nuôi gia cầm trên địa bàn
Hà Nội và vùng phụ cận đã tận tình giúp đỡ, tạo điều kiện cho tơi hồn thành đề tài
nghiên cứu.
Cuối cùng, tôi xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè, đồng nghiệp ln động

viên khuyến khích tơi hoàn thành luận văn.
Hà Nội, ngày

tháng

năm 2019

Tác giả luận văn

Nguyễn Hồng Thái

ii


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

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

1.2.

Mục tiêu nghiên cứu đề tài ................................................................................. 2

1.3.

Địa điểm thực hiện đề tài .................................................................................... 2

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

Một số hiểu biết về vi khuẩn escherichia coli. ................................................... 3

2.1.1.

Khái quát về vi khuẩn E.coli .............................................................................. 3

2.1.2.

Đặc tính sinh học ................................................................................................ 4

2.1.3.

Đặc điểm ni cấy .............................................................................................. 5

2.1.4.

Đặc tính sinh hóa ................................................................................................ 5

2.1.5.

Đặc tính gây bệnh và sức đề kháng .................................................................... 6

2.2.

Tính kháng kháng sinh của vi khuẩn E. coli....................................................... 7

2.2.1.

Thuốc kháng sinh là gì........................................................................................ 7

2.2.2.

Phân loại kháng sinh ........................................................................................... 7

2.2.3.

Cơ chế tác dụng của kháng sinh. ........................................................................ 8

2.2.4.

Hiện tượng kháng kháng sinh của vi khuẩn ....................................................... 9

2.2.5.

Cơ chế kháng kháng sinh của vi khuẩn ............................................................ 12

2.2.6.

Cơ chế kháng kháng sinh của vi khuẩn E. coli và một số nghiên cứu ............. 14

2.3.

Tình hình nghiên cứu kháng kháng sinh của vi khuẩn E. coli .......................... 15

2.3.1.

Tình hình nghiên cứu trên thế giới ................................................................... 15

2.3.2.

Tình hình nghiên cứu tại Việt Nam .................................................................. 16

2.3.3.

Tình hình kháng kháng sinh đối với vi khuẩn E. coli trên gà. .......................... 19

iii


Phần 3. Nội dung, nguyên liệu và phương pháp nghiên cứu .......................................... 21
3.1.

Nội dung nghiên cứu ........................................................................................ 21

3.2.

Đối tượng nghiên cứu ....................................................................................... 21

3.3.

Nguyên liệu nghiên cứu .................................................................................... 21

3.3.1.

Mẫu ................................................................................................................... 21

3.3.2.

Các môi trường chuyên dụng dùng để phân lập, giám định vi khuẩn .............. 21

3.3.3.

Các kháng sinh được sử dụng trong đề tài........................................................ 21

3.3.4.

Dụng cụ thí nghiệm .......................................................................................... 21

3.4.

Phương pháp nghiên cứu .................................................................................. 22

3.4.1.

Điều tra tình hình sử dụng thuốc kháng sinh trong chăn nuôi gà đẻ ................ 22

3.4.2.

Phương pháp thu thập trứng ............................................................................. 22

3.4.3.

Phương pháp xử lý mẫu .................................................................................... 22

3.4.4.

Phương pháp bảo quản mẫu.............................................................................. 22

3.4.5.

Phương pháp phân lập và giám định vi khuẩn E. coli ...................................... 22

3.4.6.

Thử tính kháng kháng sinh của vi khuẩn E. coli phân lập được. ...................... 23

3.5.

Phương pháp xử lý số liệu ................................................................................ 26

Phần 4. Kết quả nghiên cứu và thảo luận .................................................................. 27
4.1.

Kết quả điều tra tình hình sử dụng kháng sinh ................................................. 27

4.2.

Kết quả phân lập và giám định vi khuẩn E. coli ............................................... 28

4.2.1.

Kết quả phân lập vi khuẩn E. Coli .................................................................... 28

4.2.2.

Kết quả giám định vi khuẩn E.coli ................................................................... 32

4.3.

Kiểm tra tính kháng kháng sinh và xác định gen kháng kháng sinh của vi khuẩn....... 33

4.3.1.

Đặc điểm kháng kháng sinh của vi khuẩn E. coli phân lập được ..................... 33

4.3.2.

Xác định gen kháng kháng sinh của chủng vi khuẩn phân lập được ................ 40

Phần 5. Kết luận và kiến nghị ...................................................................................... 43
5.1.

Kết luận............................................................................................................. 43

5.1.1.

Về tình hình sử dụng kháng sinh ở các trang trại ............................................. 43

5.1.2.

Về kết quả phân lập và giám định vi khuẩn E. coli .......................................... 43

5.1.3.

Về đặc điểm kháng kháng sinh của vi khuẩn E. coli ........................................ 43

5.2.

Kiến nghị .......................................................................................................... 43

Phụ lục .......................................................................................................................... 48

iv


DANH MỤC BẢNG
Bảng 2.1. Kết quả xét nghiệm vi khuẩn E. coli kháng nhiều loại kháng sinh ................ 18
Bảng 3.1. Bảng đánh giá khả năng mẫn cảm / kháng của E. coli ................................... 24
Bảng 3.2. Trình tự gen tham chiếu mcr-1 ....................................................................... 26
Bảng 4.1. Kết quả phân lập E. coli từ trứng và swab ổ nhớp ......................................... 30
Bảng 4.2. Kết quả phân lập E. coli ở vỏ trứng theo địa phương lấy mẫu ....................... 31
Bảng 4.3. Chỉ tiêu sinh hóa của Vi khuẩn E.coli ............................................................ 32
Bảng 4.4. Kết quả kiểm tra tính đa kháng kháng sinh .................................................... 39
Bảng 4.5. Kết quả xác định gen kháng kháng sinh ......................................................... 40

v


DANH MỤC HÌNH
Hình 2.1. E. coli trong niêm mạc ruột............................................................................ 4
Hình 2.2. E. coli dưới kính hiển vi điện tử ................................................................... 4

Hình 2.3. Cơ chế tác dụng của kháng sinh..................................................................... 8
Hình 2.4. Cơ chế kháng kháng sinh của vi khuẩn........................................................ 14
Hình 3.1. Tóm tắt các bước phân lập và bảo quản giống............................................. 23
Hình 3.2. Sơ đồ bố trí các khoanh giấy kháng sinh ..................................................... 25
Hình 4.1. Kết quả điều tra tình hình sử dụng kháng sinh ............................................ 27
Hình 4.2. Hình ảnh đặc trưng của vi khuẩn E. coli trên môi trường (1) MacConKey và
(2) TBX ........................................................................................................ 29
Hình 4.3. Kết quả phân lập E. coli trên thạch TBX ..................................................... 29
Hình 4.4. Tỷ lệ phân lập E. coli ở vỏ trứng theo tình trạng dùng kháng sinh .............. 32
Hình 4.6. Tính mẫn cảm kháng sinh của E. coli phân lập từ vỏ trứng ........................ 34
Hình 4.7. Tính mẫn cảm với Ciprofloxacin, Amoxicillin và Colistin ......................... 35
Hình 4.8. Kết quả thử tính mẫn cảm với Gentamycin,
Trimethoprim/sulfamethoxazole, Tetracycline và Nitrofurantoin ............... 36
Hình 4.9. So sánh tính mẫn cảm của E. coli phân lập từ vỏ trứng ở nhóm khơng sử
dụng và có sử dụng kháng sinh .................................................................... 37
Hình 4.10. So sánh trình tự amino acid của protein mã hóa bởi gen mcr-1 .................. 41
Hình 4.11. Cây phát sinh chủng loại dựa vào trình tự amino acid của protein mã hóa bởi
gen mcr-1 ..................................................................................................... 42

vi


DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
Chữ viết tắt

Nghĩa tiếng Việt

cs

Cộng sự

DNA

Deoxyribonucleic acid

E. coli

Escherichia coli

Gr+

Gram (+)

Gr-

Gram (-)

H

High

I

Intermediate

MIC

Minimum inhibitory concentration

PABA

Para Aminobenzonic acid

R

Resistant

S

Susceptible

RNA

Ribonucleic acid

TCCS

Tiêu chuẩn cơ sở

∑

Tổng số

vii


TRÍCH YẾU LUẬN VĂN
Tên tác giả: Nguyễn Hồng Thái
Tên luận văn: Tình hình kháng kháng sinh của vi khuẩn Escherichia coli phân lập từ
trứng gà tại một số trang trại trên địa bàn Hà Nội và vùng phụ cận”

Chuyên ngành: Thú y

Mã số: 8640101

Cơ sở đào tạo: Học viện nông nghiệp Việt Nam
Mục đích nghiên cứu
- Đánh giá mức kháng kháng sinh của vi khuẩn E. coli phân lập từ trứng thu thập
từ trang trại trên địa bàn Hà nội và vùng phụ cận.
Phương pháp nghiên cứu
- Khảo sát hiện trạng sử dụng thuốc kháng sinh trong chăn nuôi gà đẻ
- Phương pháp thu thập trứng
- Phương pháp phân lập và giám định vi khuẩn E. coli
- Thử tính kháng kháng sinh của vi khuẩn E. coli phân lập
- Phương pháp xử lý số liệu bằng phần mềm Microsoft Excel
Kết quả nghiên cứu
1. Kết quả điều tra tình hình sử dụng kháng sinh
Trong tổng số 14 loại kháng sinh được điều tra thì có 9 loại đã được sử dụng
trong q trình chăn ni gà, một số loại được thấy dùng phổ biến nhất, ví dụ như:
Amoxicillin (62,1%), Doxycyclin (58,6%), Trimethoprim/sulfamethoxazole (51,7%).
Người chăn nuôi dùng kháng sinh chủ yếu dựa vào kinh nghiệm chăn nuôi và làm theo
hướng dẫn của nhà sản xuất. Về mục đích sử dụng kháng sinh, phần lớn kháng sinh
được dùng để phòng bệnh.
2. Kết quả phân lập và giám định vi khuẩn E.coli
Nghiên cứu này đã thu thập mẫu ở 29 đàn gà nuôi tại Hà Nội, Hưng n và Hịa
Bình. Có 10 đàn gà không sử dụng kháng sinh và 19 đàn gà dùng kháng sinh trong q
trình ni.
Kết quả xác định tỷ lệ nhiễm E. coli kể trên cho biết vỏ trứng có thể là một
nguồn lây nhiễm vi khuẩn E. coli từ trang trại tới bàn ăn. Mặt khác, do tỷ lệ nhiễm E.
coli ở lòng trứng rất thấp (1,6%) nên nghiên cứu này tập trung phân lập E. coli ở vỏ
trứng và dùng cho nghiên cứu về khả năng kháng kháng sinh. Các phần dưới đây tổng

hợp kết quả phân lập E. coli ở vỏ trứng theo địa phương và theo tình trạng sử dụng

viii


kháng sinh trong q trình ni.
3.Tính kháng kháng sinh của vi khuẩn E.coli phân lập được
3.1.Đặc điểm kháng kháng sinh của vi khuẩn E.coli phân lập được
Nghiên cứu về đặc điểm kháng kháng sinh của E. coli, có khoảng 16 loại kháng
sinh thường được dùng tuy nhiên chỉ có 9 loại kháng sinh được thử, bao gồm: Tetracyclin,
Trimethoprim/Sufamethoxazole, Vancomycin, Ciprofloxacin, Erythromycin, Gentamicin,
Nitrofurantoin, Colistin và Amoxicillin-clavulanic acid.
Các chủng E. coli hình thành vịng vơ khuẩn với đường kính vịng vơ khuẩn
khác nhau. Đối với 2 loại kháng sinh trong đó các vi khuẩn Gram âm không mẫn cảm là
Vancomycin và Erythromycin, 100% số chủng E. coli thử đều khơng hình thành hoặc
hình thành vịng vơ khuẩn với đường kính rất nhỏ (< 1 cm).
3.2.Đặc điểm di truyền của E.coli đa kháng kháng sinh
Nghiên cứu đã làm rõ đặc điểm về kiểu hình kháng kháng sinh của E. coli phân
lập từ trứng. Do tính trạng kháng kháng sinh do gen quy định, nên nghiên cứu này tiếp
tục tìm hiểu về đặc điểm gen của E. coli đa kháng kháng sinh. Hiện có hai hướng tiếp
cận chính khi nghiên cứu về gen kháng kháng sinh của E. coli, là: (1) dùng mồi đặc hiệu
phát hiện các gen kháng kháng sinh (Nguyen et al., 2016; Trương Quý Dương và cs.,
2017), (2) giải trình tự và phân tích trình tự genome của vi khuẩn để xác định gen mã
hóa yếu tố độc lực và gen kháng kháng sinh (Rumore et al., 2018). Trong phạm vi
nghiên cứu này, chúng tôi chọn cách tiếp cận là giải trình tự genome của E. coli để làm
rõ tất cả các gen độc lực cũng như gen kháng kháng sinh của E. coli, chúng tôi đã chọn
01 chủng E. coli đại diện (VB104) để giải trình tự genome bằng hệ thống Illumina
HiSeq 2000 (Công ty BGI, Hồng Kông).

ix

THESIS ABSTRACT
Master candidate: Nguyen Hong Thai
Thesistitle: Situation of antibiotic resistance of E. coli isolated from chicken eggs on
some farms in Hanoi and surrounding areas”
Major: Veterinary

Code: 8640101

Educational organization: Vietnam National University of Agriculture (VNUA)
Research Objectives
- To evaluate the antibiotic resistance level of E. coli isolated from eggs on some
farms in Hanoi and surrounding areas.
Materials and Methods
- Survey the current status of using antibiotics in breeding chicken.
- Method of collecting eggs.
- Method of isolation and identification of E.coli bacteria
- Test antibiotic resistance of isolated E. coli bacteria
- Method of processing data using Microsoft Excel software
Main findings and conclusions
1. Results of investigating the situation of antibiotic use
In total 14 antibiotics were investigated, there are 9 types were used during
chicken production. Some of the most commonly used are: Amoxicillin (62.1%),
Doxycycline (58.6%), Trimethoprim / sulfamethoxazole (51.7%). Farmers use antibiotics
mainly based on their breeding experience and follow the manufacturer's instructions.
Regarding the purpose of using antibiotics, most antibiotics are used to prevent disease.
2.Method of isolation and identification of E.coli bacteria
This study collected samples from 29 chickens raised in Hanoi, Hung Yen and
Hoa Binh. There are 10 chickens without antibiotics and 19 chickens used antibiotics

during farming.
The result determination of E. coli infection indicates that eggshell can be a
source of E. coli contamination from farm to dinner table. On the other hand, due to the
low incidence of E. coli in the egg yolk (1.6%), this study focused on isolating E. coli in
eggshell and used for research on antibiotic resistance. The following sections
summarize the results of E. coli isolation at eggshell in local and according to antibiotic
use status during culture.

x


3. Test antibiotic resistance of isolated E. coli bacteria
3.1. Antimicrobial resistance characteristics of isolated bacteria
Research on antibiotic resistance characteristics of E. coli, there are about 16
antibiotics commonly used but only 9 types of antibiotics are tested, including: Tetracyclin,
Trimethoprim / Sufamethoxazole, Vancomycin, Ciprofloxacin, Erythromycin, Gentamicin,
Nitrofurantoin, Colistin and Amoxicillin-clavulanic acid.
Strains of E. coli form sterile rings with different diameters of rings. For 2 types
of antibiotics in which non-sensitive Gram-negative bacteria are Vancomycin and
Erythromycin, 100% of the strains of E. coli tested are not form or form a sterile ring
with a very small diameter (<1 cm).
3.2.Genetic characteristics of multi-antibiotic resistant E.coli
There are currently two main approaches when studying the antibiotic resistance
gene of E. coli: (1) using specific primers to detect antibiotic resistance genes (Nguyen et
al., 2016; Truong Quy Duong và cs., 2017), (2) sequencing and analyzing bacterial genome
sequence to identify genes encoding virulence factors and antibiotic resistance genes
(Rumore et al., 2018). Within the scope of this study, we chose the approach of sequencing
the genome of E. coli to clarify all virulence genes as well as antibiotic resistance genes of
E. coli, we selected 01 strain E. representative coli (VB104) for genome sequencing using
the Illumina HiSeq 2000 system (BGI Company, Hong Kong).

xi


PHẦN 1. MỞ ĐẦU
1.1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
Trong những năm gần đây, ngành chăn chăn nuôi trên thế giới cũng như
Việt Nam phát triển khá bền vững và đạt được những kết quả rất cao, đáp ứng
được các nhu cầu cơ bản về thực phẩm trong nước ngày càng cao của con người.
Tuy vậy, mục tiêu chuyển dịch ngành chăn nuôi nước ta từ chăn nuôi nhỏ lẻ lên
chăn nuôi quy mô lớn chưa đạt được nhiều thành tựu. Với tình hình chăn ni
ngày càng phát triển thì việc sử dụng kháng sinh để phòng và điều trị bệnh trong
chăn nuôi hiện nay đang tăng mạnh và trở nên phổ biến ở cả quy mô nông hộ và
chăn nuôi trang trại. Việc sử dụng kháng sinh trong chăn ni tác động vào tình
trạng kháng kháng sinh của vi khuẩn. Phần lớn lượng kháng sinh được sử dụng
như một hoạt chất phụ trợ trong thức ăn để phòng bệnh và tăng trọng làm tăng
nguy cơ kháng kháng sinh của vi khuẩn E. coli … Thơng qua thức ăn có thể làm
con người bị “ăn” kháng sinh một cách thụ động và biến các vi khuẩn gây bệnh
cho người càng kháng thuốc kháng sinh.
Thực tế cho thấy các loại thuốc kháng sinh được bày bán, quảng cáo trên thị
trường một cách tràn lan, khó kiểm sốt và đều ghi cơng dụng chữa trị được rất
nhiều bệnh khác nhau mà ít khi ghi đặc trị đối với một nhóm bệnh cụ thể. Vì vậy
người chăn ni khi chưa nắm rõ được các thành phần và tác dụng đặc trị của
kháng sinh thường hiểu nhầm là sử dụng các loại có cơng dụng đa năng sẽ mang
lại hiệu quả hơn nên thường xun sử dụng chúng liên tục trong q trình chăn
ni. Trong những năm gần đây, hiện tượng kháng kháng sinh của vi khuẩn gram
âm đặc biệt là vi khuẩn E.coli đã được cảnh báo. Điều này gây ra khó khăn
khơng nhỏ trong việc điều trị các bệnh nhiễm khuẩn do vi khuẩn này gây ra.
Không chỉ gây thiệt hại về mặt kinh tế, làm giảm hiệu quả điều trị bệnh mà cịn
làm người chăn ni lúng túng trong việc lựa chọn các loại kháng sinh thích hợp

để điều trị bệnh cho vật ni. Đó thực sự là mối đe dọa đối với sức khỏe cộng
đồng bởi vì có những vi khuẩn kháng kháng sinh từ vật nuôi sẽ truyền khả năng
kháng thuốc này cho các vi khuẩn gây bệnh nguy hiểm trên người thông qua
nhiều con đường khác nhau.
E. coli là bệnh nhiễm khuẩn phổ biến nhất của các loài gia cầm. Lây
nhiễm E. coli từ trứng là rất phổ biến và là nguyên nhân gây tỷ lệ chết cao cho
gia cầm mới nở từ đó gây ra tổn thất nhiều về kinh tế và việc phòng trị bệnh trở

1


nên khó khăn hơn.Vi khuẩn E. coli cũng thường xuyên có mặt trong hệ vi sinh
vật đường tiêu hóa của gia cầm và môi trường chăn nuôi. Những E. coli gây bệnh
cho gia cầm có mang yếu tố độc lực đặc hiệu và có khả năng gây bệnh. Đây là
một trong những bệnh quan trọng trong chăn nuôi gia cầm. Gây ảnh hưởng lớn
đến chất lượng đàn giống và gây tổn thất to lớn về kinh tế. Có rất nhiều nghiên
cứu về sự kháng kháng sinh trên thực phẩm đặc biệt là thịt,cá, sữa… nhưng ít
có những nghiên cứu về sự lưu hành của vi khuẩn và kháng kháng sinh của vi
khuẩn qua trứng, chỉ một vài bài báo và nghiên cứu về trứng. Cần có nhiều
nghiên cứu và đi sâu vào vi khuẩn gây trên trứng hơn nữa nên chúng tơi tiến
hành nghiên cứu đề tài: “Tình hình kháng kháng sinh của vi khuẩn
Escherichia coli phân lập từ trứng gà tại một số trang trại trên địa bàn Hà Nội
và vùng phụ cận”.
1.2. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU ĐỀ TÀI
- Nghiên cứu tính kháng kháng sinh của vi khuẩn E. coli phân lập từ trứng
thu thập được từ trang trại trên địa bàn Hà Nội và vùng phụ cận.
1.3. ĐỊA ĐIỂM THỰC HIỆN ĐỀ TÀI
- Mẫu được thu thập tại một số trang trại chăn nuôi gà đẻ trứng trên địa bàn
Hà Nội và vùng phụ cận.
- Phân lập và xác định tính kháng kháng sinh được thực hiện tại Bộ môn Vi

sinh vật – Truyền nhiễm – Khoa Thú y – Học viện Nông nghiệp Việt Nam.

2


PHẦN 2. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
2.1. MỘT SỐ HIỂU BIẾT VỀ VI KHUẨN ESCHERICHIA COLI.
2.1.1. Khái quát về vi khuẩn E.coli
Vi khuẩn E.coli là một trực khuẩn gram âm, lần đầu tiên được nhà khoa
học người Đức tên là Theodor Escherich phân lập vào năm 1885 và được đặt tên
là Bacterium coli commune. Đến năm 1954, vi khuẩn này được đặt theo tên nhà
khoa học đầu tiên phân lập được vi khuẩn là E.coli. Vi khuẩn E.coli thuộc giới
Bacteria, hệ thống Proteobacteria, lớp Gammaproteobacteria, bộ Enterobacteriales,
họ Enterobacteriaciae, giống Escherichia. Giống Escherichia có 5 lồi là E.
albertii, E. coli, E. fergusonii, E. hermannii và E. vulneris. Trong đó, lồi phổ
biến nhất là E. coli.
Căn cứ vào khả năng gây bệnh đối với vật chủ, vi khuẩn E.coli được chia
thành hai nhóm là: nhóm gây bệnh (pathogenic groups) và nhóm khơng gây bệnh
(non – pathogenic groups). Cả hai nhóm này đều tìm thấy trong mơi trường tự
nhiên và đường tiêu hóa của gia súc, gia cầm. Nhóm vi khuẩn khơng gây bệnh
cũng có thể được xem như là nhóm vi khuẩn cơ hội, có thể gây bệnh khi kết hợp
với các tác nhân gây bệnh khác như ký sinh trùng, vi trùng, vi rút.
E. coli là loài vi khuẩn sống cộng sinh trong đường tiêu hóa, nhưng có thể
là vi khuẩn gây ra nhiều bệnh ở đường ruột và các cơ quan khác. Vi khuẩn có 3
loại kháng nguyên gồm: O, H và K.
Kháng nguyên thân O (Somatic antigen): là kháng nguyên của vách tế
bào, cấu tạo bởi lipopolysaccharide, có trên 150 loại khác nhau. Đặc tính của
kháng nguyên O là chịu được nhiệt, khơng bị hủy khi đun nóng ở 100oC trong 2
giờ. Kháng cồn, không bị hủy khi tiếp xúc với cồn 50%. Bị hủy bởi formon 5%.
Rất độc, chỉ cần 0,05mg đủ để giết chết chuột nhắt sau 24 giờ. Khi kháng nguyên

O gặp huyết thanh tương ứng sẽ xảy ra phản ứng ngưng kết O. Kháng nguyên O
giữ vai trò nhất định đối với khả năng gây bệnh của dịng vi khuẩn và có tính
riêng biệt cho từng loại vật chủ.
Kháng ngun lơng H (Flagenlar antigen): có trên 50 loại khác nhau, cấu
tạo bởi protein và có tính chất không chịu nhiệt. Bị hủy bởi cồn 50% và các

3


proteinase, không bị hủy bởi formon 5%. Khi kháng nguyên H gặp kháng thể
tương ứng sẽ xảy ra phản ứng ngưng kết H.
Kháng ngun giáp mơ K (Capsular antigen): có hơn 100 loại khác nhau
và nằm ngoài kháng nguyên O. Kháng nguyên K có bản chất là polysacharide
hay là protein. Nếu kháng nguyên K che phủ hoàn toàn vi khuẩn thì sẽ ngăn cản
hồn tồn phản ứng ngưng kết O. Kháng nguyên giáp mô K giúp E. coli bám vào
tế bào biểu mơ trước khi xâm lấn đường tiêu hóa hay đường tiết niệu. Hiện nay
người ta đã phát hiện ra khoảng: 170 serotype kháng nguyên O, 56 serotype
kháng nguyên H và 89 serotype kháng nguyên K.
E. coli gây bệnh hay không gây bệnh đều được gọi chung là Coliform.
Loại E. coli gây bệnh phải có các yếu tố gây bệnh: độc tố, yếu tố bám dính và
yếu tố gây dung huyết…
2.1.2. Đặc tính sinh học
E. coli là loại vi khuẩn phổ biến nhất và thường xuất hiện sớm ở đường
ruột người và động vật sơ sinh (sau khi đẻ hay sinh 2 giờ). E. coli là loại trực
khuẩn hình gậy ngắn, hai đầu trịn, có lơng, di động, khơng hình thành nha bào,
bắt màu Gram âm. Trong cơ thể, vi khuẩn có hình cầu trực khuẩn, đứng riêng rẽ,
đơi khi xếp thành chuỗi ngắn, kích thước 3 – 4 x 6 µm. Phần lớn vi khuẩn E. coli
có khả năng di chuyển do có lớp lơng xung quanh thân, khơng sinh nha bào, có
thể có giáp mơ. Vi khuẩn bắt màu Gram âm, có thể bắt màu đều hoặc sẫm ở hai
đầu, khoảng giữa nhạt hơn. Nếu lấy vi khuẩn từ khuẩn lạc có thể nhuộm thấy

giáp mơ, nhưng khi soi tươi thì thường khơng nhìn thấy được.

Hình 2.1. E. coli trong niêm mạc ruột

4

Hình 2.2. E. coli dưới kính hiển
vi điện tử


2.1.3. Đặc điểm nuôi cấy
E. coli là trực khuẩn hiếu khí hay yếm khí tuỳ tiện, dễ dàng ni cấy ở mơi
trường thơng thường, nhiệt độ thích hợp là 37oC, pH thích hợp 7,2 - 7,4; có thể
phát triển được từ 5,5 - 8.
+ Môi trường nước thịt: E. coli phát triển tốt, mơi trường rất đục, có cặn màu
tro nhạt lắng xuống đáy, đơi khi có màng màu xám nhạt trên mặt mơi trường, mơi
trường có mùi phân thối. Vi khuẩn E. coli hình thành khuẩn lạc dạng S trịn, ướt,
nhẵn bóng màu trắng đục, đường kính 2-3 µm khi được nuôi cấy trên môi trường
thạch thường. Trên các mơi trường chọn lọc MacConkey, vi khuẩn có màu hồng
cánh sen, trịn nhỏ, hơi lồi, rìa gọn, khơng làm chuyển màu môi trường hoặc khuẩn
lạc màu xanh lá cây trên môi trường Tryptone Bile Glucuronic Agar (TBX).
Môi trường thạch máu: vi khuẩn phát triển tốt, khuẩn lạc to, ướt, lồi, viền
không gọn, màu xám nhạt.
- Môi trường thạch Endo: sau 24h nuôi cấy ở 37oC khuẩn lạc xuất hiện màu
đỏ mận chín, có màu hoặc khơng có màu ánh kim.
- Môi trường thạch Brilliance E. coli Colifrom Selecvivemedium (Oxoid):
khuẩn lạc có màu xanh tím, hơi lồi, trơn nhẵn.
- Mơi trường thạch SS (Salmonella Shigella): sau 24h nuôi cấy ở 37oC vi
khuẩn hình thành khuẩn lạc màu đỏ.
- Mơi trường EMB (Eosin Methylblue): sau 24h ni cấy ở 37oC khuẩn lạc

có màu tím đen, có ánh kim.
- Mơi trường thạch Plate Count Agar (PCA): khuẩn lạc E. coli tròn to, hơi
lồi, nhẵn bóng, có màu vàng ngà.
- Mơi trường thạch Brillant Green Agar: Sau 24h ni cấy ở 37oC hình
thành khuẩn lạc dạng S (Smooth), màu vàng chanh.
Các phản ứng sinh hoá: Indol (+); MR(+); VP(-); H2S (-). Khử nitrat
thành nitrit.
2.1.4. Đặc tính sinh hóa
Phản ứng lên men đường: vi khuẩn E. coli lên men sinh hơi các loại đường
Lactose, Glucose, Levulose, Galactose, Xylose. Khi lên men đường Glucose và
Lactose sẽ cho phần thạch đứng và thạch nghiêng đều chuyển sang màu vàng, và
đồng thời sinh hơi sẽ đẩy thạch lên cao hoặc làm nút thạch… Đặc điểm quan trọng

5


để phân biệt giữa Salmonella và E. coli chính là phần thạch nghiêng chuyển màu
vàng nhanh là do E. coli có lên men Lactose cịn Salmonella thì khơng lên men
Lactose nên không làm chuyển màu phần thạch nghiêng.
Một số phản ứng sinh hóa khác: phản ứng sinh Indol dương tính xuất hiện
màu hồng khi nhỏ thuốc thử Kovac vào và MR dương tính xuất hiện màu hồng cánh
sen trong mơi trường khi thử phản ứng MR. Phản ứng H2S, VP và Urea âm tính.
2.1.5. Đặc tính gây bệnh và sức đề kháng
Vi khuẩn E. coli gây bệnh bởi tổng hợp nhiều yếu tố, có yếu tố là độc tố và
có yếu tố không phải là độc tố. Khả năng bám dính và khả năng tạo colicin V và
khả năng sản sinh độc tố.
Nghiên cứu độc tố đường ruột của E. coli cho thấy E. coli nhóm ETEC
(Enterotoxingenic E. coli) có 2 loại độc tố đường ruột:
+ Độc tố chịu nhiệt (ST: Heat Stable Toxin) chịu được nhiệt độ 120oC trong
1 giờ, bền vững ở nhiệt độ thấp, bị há hủy nhanh khi bị hấp cao áp.

+ Độc tố không chịu nhiệt (LT: Heat Labile Toxin) bị vô hoạt ở 60oC trong
15 phút.
Vi khuẩn E. coli có cấu trúc kháng nguyên rất phức tạp, bao gồm kháng
nguyên thân O, kháng nguyên lơng H, kháng ngun K và kháng ngun bám
dính F. Kháng nguyên F (Fimbriae hay Pilus): Chức năng của kháng nguyên này
là giúp vi khuẩn bám giữ vào giá thể (màng nhầy của đường tiêu hố) hay cịn
gọi là bám dính.
- Khả năng bám dính: Đây là yếu tố gây bệnh đặc biệt quan trọng, giúp vi
khuẩn thực hiện bước đầu tiên của quá trình gây bệnh. E. coli gây bệnh, bám
dính lên niêm mạc ruột non nhờ một hay nhiều yếu tố bám dính. Có 4 loại yếu tố
bám dính đặc biệt quan trọng là: F4 (K88), F5 (K99), F6 (K987p) và F41.
- Khả năng tạo colicin V: Colicin V là một chất kháng khuẩn có khả năng
ức chế hoặc tiêu diệt các loại vi khuẩn khác. E. coli sản sinh colicin V thông qua
plasmid col. Theo Brown (1981), trong hầu hết các chủng E. coli gây bệnh đều
có một loại plasmid có chứa gen sản xuất colicin V.
- Khả năng sản sinh độc tố: E. coli có 2 loại độc tố: Ngoại độc tố và nội độc
tố. Sản sinh độc tố được xem như là một khả năng đặc biệt quan trọng của E.
coli. Cũng giống như khả năng bám dính, khả năng sản sinh độc tố là một nhân
tố gây bệnh của vi khuẩn E. coli.

6


2.2. TÍNH KHÁNG KHÁNG SINH CỦA VI KHUẨN E. COLI
2.2.1. Thuốc kháng sinh là gì
Kháng sinh cịn được gọi là Trụ sinh là những chất được chiết xuất từ các vi
sinh vật, nấm, được tổng hợp hoặc bán tổng hợp, có khả năng tiêu diệt vi khuẩn
hay kìm hãm sự phát triển của vi khuẩn một cách đặc hiệu.
Thuốc kháng sinh là những chất có cấu tạo phức tạp, phần lớn trong các số
đó lúc đầu là xạ khuẩn, vi khuẩn và nấm sinh ra. Với nồng độ thấp đã có tác dụng

ức chế hay tiêu diệt vi khuẩn gây bệnh nhưng khơng hoặc gây ra rất ít độc cho
con người, gia súc, gia cầm (Bùi Thị Tho, 2003).
2.2.2. Phân loại kháng sinh
Phân loại theo cấu trúc hóa học
+ Nhóm β - Lactamin: gồm 3 phân nhóm:
- Penicillin tự nhiên: Penicillin G, Penicillin O, Penicillin K, Penicillin V,…
- Penicillin tổng hợp: Ampicillin, Amoxicillin, Cloxacillin, Oxacillin,..
+ Cephalosporin: được chia làm các thế hệ:
Thế hệ 1: Cephalexin, Cephalothin, Cefapirin,…
Thế hệ 2: Cefuroxime, Cefoxitin, Cefamandole,…
Thế hệ 3: Cefotaxime, Ceftriaxone, Ceftazidime, Cefpodoxime …
Thế hệ 4: Cefepime, Cefpirome, Cefozopran,…
Thế hệ 5: Ceftobiprole, Ceftaroline fosamil
+ Nhóm Aminoglycosid (AG): Streptomycin, Neomycin, Gentamicin,
Kanamycin,…
+ Nhóm Chloramphenicol: Chloramphenicol, Thiamphenicol,…
+ Nhóm Tetracycline:
Tetracycline thiên nhiên: Oxytetracycline, Chlotetracycline,..
Tetracycline bán tổng hợp: Doxycyllin, Tetralisan,…
+ Nhóm Marcrolid: Erythromycin, Lincomycin, Tylosin, Spyramycin,…
+ Nhóm Polipeptide: Colistin, Polymycin B,…
+ Nhóm Quinolon: Axit Nalidixic, Enrofloxacin, Ciprofloxacin,
Norfloxacin,…

7


+ Nhóm Sufamid và Nitrofurantoin và dẫn xuất của nó: Sulfathiazole,
Sulfamethizole, Nitrofuran, Nitrofurazone,… Các thuốc này được tổng hợp hoàn
toàn, có tác dụng kìm khuẩn nhưng yếu hơn các nhóm trên.

2.2.3. Cơ chế tác dụng của kháng sinh.
Cơ chế tác dụng của kháng sinh được biểu diễn qua sơ đồ sau:

Hình 2.3. Cơ chế tác dụng của kháng sinh
Mơ hình trên cho thấy, cơ chế tác dụng của kháng sinh diễn ra trên 2
thành phần:
+ Kháng sinh tác dụng lên tế bào
- Kháng sinh tác dụng lên quá trình tạo thành tế bào của vi khuẩn như các thuốc
thuộc nhóm β- lactamin, nhóm glycopeptide
(vancomycin), nhóm polymycine
(baxitracin).
- Kháng sinh tác dụng lên các màng nguyên sinh chất làm mất phương
hướng hoạt động của màng như nhóm polymycine (colistin).
+ Kháng sinh tác dụng lên hệ phi bào
- Kháng sinh tác dụng gây rối loạn và ức chế sự sinh tổng hợp protein của
vi khuẩn ở mức ribosom, kết quả vi khuẩn tổng hợp nên các protein dị dạng
không cần thiết cho sự nhân lên của tế bào. Nhóm aminoglucozid +
tetracyclin gắn vào tiểu phần 30s của ribosome làm cho quá trình dịch mã không

8


chính xác; các macrolid (erythromycin), lincosamid và phenicol gắn vào tiểu
phần 50s của ribosome làm ngăn cản quá trình dịch mã các acid amin đầu tiên
của chuỗi polypeptide.
Kháng sinh tác dụng ức chế tổng hợp nhân tế bào (axit nucleic) cả AND và
ARN của nhân và nguyên sinh chất trong tế bào. Các quinolon thế hệ mới ức chế
tác dụng của Enzyme ADN gyrase (nối giữa các ADN) làm cho hai mạch đơn
của ADN không thể duỗi xoắn làm ngăn cản q trình nhân đơi của ADN. Nhóm
sulfamide có cấu trúc giống PABA (para aminobenzonic acid là một loại sinh tố

nhóm B phức tạp) có tác dụng cạnh tranh PABA và ngăn cản q trình tổng
hợp acxit nucleotid. Nhóm imidazol; nhóm trimethoprim tác động vào enzyme
dihydrofolat reductase (DHF) xúc tác cho quá trình tạo nhân purin làm ức chế
quá trình tạo axit nucleic (Lê Thị Ngọc Diệp, 1999).
Như vậy, có thể thấy kháng sinh có vai trị đặc biệt quan trọng trong phòng
và trị bệnh cho người và động vật ni. Hiện tại, ở nước ta đã có tới hơn 60 –
70% tổng giá trị các thuốc đang dùng để phịng, trị bệnh cho động vật ni là
thuốc hóa học trị liệu trong đó chủ yếu là kháng sinh. Kháng sinh là thuốc trị căn
nguyên gây ra bệnh nhiễm trùng nên luôn là thuốc kê hàng đầu, quan trọng nhất
không thể thiếu được trong khi trị bệnh truyền nhiễm do vi trùng hay khi cơ thể
có nguy cơ bị nhiễm trùng: Trong phẫu thuật, trong thiến hoạn gia súc và trị vết
thương ngoại hay sản khoa của vật nuôi. Hiện nay để khống chế các bệnh nguy
hiểm, đặc biệt là các bệnh chung giữa người và vật nuôi do vi khuẩn khơng thể
thiếu vai trị của kháng sinh được (Nguyễn Hữu Hồng, Nguyễn Thị Vinh, 2007).
Các kháng sinh thông dụng chỉ có tác dụng với vi khuẩn mà khơng, hay rất
ít có tác dụng đặc hiệu với một số loại vi khuẩn gây bệnh nhất định. Việc hỏi
bệnh, chẩn đoán đúng bệnh tất nhiên sẽ chọn đúng thuốc.
2.2.4. Hiện tượng kháng kháng sinh của vi khuẩn
a. Lịch sử:
Ngày 3/9/1928, Alexander Fleming là thầy thuốc xứ Scotland phát hiện ra
kháng sinh Penicillin từ nấm Penicillin notatum. Năm 1941, kháng sinh này xuất
hiện trên thị trường Mỹ nhưng chỉ ít lâu sau y giới đã quan sát thấy các ca đầu
tiên vi khuẩn kháng lại kháng sinh.
Năm 1943, nhà khoa học Mỹ gốc Nga S.Waksman tìm ra Streptomycin,
một loại kháng sinh mới. Đáng buồn là đến năm 1944 chính Fleming lên tiếng

9


cảnh báo về hiện tượng kháng thuốc kháng sinh. Năm 1947, ở Pháp đã có mạng

lưới chính thức giám sát thuốc kháng sinh bị kháng.
Ngày 12/6/2000, một báo cáo của Tổ chức Y tế thế giới (WHO) đã ước
tính: Trong vịng 20 năm, bệnh lao có thể trở thành bệnh nan y do thuốc kháng
sinh khơng cịn hiệu lực. Cả thầy thuốc lẫn bệnh nhân hiện nay khơng cịn ai giữ
được niềm phấn khởi như Bộ trưởng Bộ Y tế Mỹ tuyên bố năm 1969 là nhân loại
đã gần đi tới việc “đóng lại cuốn sách về các bệnh nhiễm khuẩn”. Đã 20 năm
nay, các hiệp hội thầy thuốc tổ chức mạng lưới phát hiện vi khuẩn kháng thuốc
kháng sinh, hầu hết các nước Châu Âu có mạng lưới này ở cấp quốc gia.
Như vậy, vi khuẩn kháng thuốc đã được quan tâm từ rất sớm.
b. Khái niệm:
Theo Nguyễn Vĩnh Phước (Phước, 1976), một cá thể hoặc một loài vi
khuẩn thuộc một loài nhất định được gọi là kháng thuốc nếu có thể sống và sinh
sản trong mơi trường có nồng độ kháng sinh cao hơn nồng độ ức chế sự sinh sản
của phần lớn những cá thể khác trong cùng một canh khuẩn hoặc những cá thể
khác cùng loài.
Vi khuẩn kháng nhiều loại kháng sinh được gọi đa kháng (MDR). Tại Mỹ,
Trung tâm kiểm sốt và Phịng ngừa Bệnh tật đã xác định được 18 loại vi trùng
và nấm đã trở thành loại kháng thuốc kháng sinh và hiện nay đang đe dọa sức
khỏe cộng đồng.
c. Phân loại:
Hiện tượng đề kháng thuốc được chia làm 2 loại:
Đề kháng giả
Đề kháng giả là hiện tượng có biểu hiện đề kháng nhưng bản chất không
phải do di truyền. Khi vi khuẩn ở trạng thái nghỉ( khơng nhân lên, khơng chuyển
hóa) thì sẽ không chịu tác dụng của thuốc kháng sinh ức chế q trình tổng hợp
vách. Thêm vào đó, ở bệnh nhân bị suy giảm hệ miễn dịch hay chức năng của
thực bào bị hạn chế, khi đó cơ thể khơng đủ khả năng loại trừ những vi khuẩn đã
bị ức chế ra khỏi cơ thể, vì thế khi khơng cịn thuốc kháng sinh vi khuẩn sẽ phục
hồi và phát triển trở lại.
Đề kháng thật

Kháng kháng sinh có thể chia làm hai loại: kháng tự nhiên và kháng thu được

10


Kháng tự nhiên
Kháng tự nhiên là tình trạng giống hoặc lồi vi khuẩn nào đó khơng nhạy
cảm với tác nhân diệt khuẩn. Điều này có thể do vi khuẩn thiếu cấu trúc đích cho tác
động của kháng sinh. Ví dụ: vi khuẩn khơng có thành tế bào như Mycoplasma thì đề
kháng tự nhiên với kháng sinh nhóm β-lactam. Ngồi ra, kháng tự nhiên cịn có thể
do thành tế bào khơng cho kháng sinh thấm qua. Ví dụ: vi khuẩn G- đề kháng tự
nhiên với glycopeptide vì phân tử thuốc quá lớn, không qua màng vi khuẩn.
Kháng thu được
Sự đề kháng với tác nhân kháng khuẩn có thể là do thay đổi thông tin di
truyền “nội sinh” bởi biến đổi nhiễm sắc thể, hoặc là do thu nhận một vật liệu di
truyển “ngoại sinh” như các plasmid hay transposon.
Biến dị: một số kháng sinh có thể bị đề kháng do vị tri tác dụng (đích vi
khuẩn) bị ảnh hưởng bởi biến đổi nhiễm sắc thể như: β-lactamin,
Chloramphenicol, Quinolon, Erythromycin,...
Plasmid: đó là những phân tử ADN mạch kép, đóng vịng, ngồi nhiễm
sắc thể, có thể tự sao chép, chuyển giao ổn định qua các thể hệ và thường không
thiết yếu cho những chức năng sinh tồn của vi khuẩn. Chúng là nguyên nhân của
sự đề kháng với một hay nhiều kháng sinh thuộc những họ khác nhau. Việc thu
nhận vật liệu di truyển mới này dẫn đến việc tổng hợp các protein mới và việc đề
kháng có thể là do nhiều cơ chế sinh học. Cuối cùng, các cơ chế khác nhau có thể
phối hợp: nhiều plasmid khác nhau có thể trùng hợp trong cùng một vi khuẩn và
phối hợp với một đề kháng nội tại, dẫn đến đa đề kháng.
Transposon: các plasmid đề kháng có thể tiến triển invitro do tiếp thu hay
mất đi lần lượt những đặc tính đề kháng, hệ quả của tính chất chuyển giao được
của phần lớn các gen. Các transposon là hệ quả của ADN có thể đổi chỗ các

replicon lẫn nhau (chuyển vị nội phân tử) hay tại một nơi khác của cùng một
replicon (chuyển vị ngoại phân tử), mặc dù khơng có sự tương đồng giữa các
ADN mà chúng tác dụng (Dang 2016).
Sự kháng chéo: vi khuẩn kháng một loại thuốc nào đó cũng có thể kháng với
những thuốc khác có cùng cơ chế tác động. Mối liên hệ như vậy thường gặp ở
những thuốc có thành phần hố học gần giống nhau (VD: Polymycin B-Colistin,
Erythromycin-Oleandomycin, Neomycin-Kanamycin) nhưng cũng có thể thấy giữa
những thuốc khơng liên hệ hố học (VD: Erythromycin-Lincomycin).

11


2.2.5. Cơ chế kháng kháng sinh của vi khuẩn
a. Ức chế bằng enzyme
Cơ chế kháng kháng kháng sinh của vi khuẩn do yếu tố di duyền plasmid mang
gen β-lactamas.
Vi khuẩn có kháng thuốc khó điều trị hiện nay có nguồn gốc di truyền có
thể lây nhiễm giữa các lồi và giống khác nhau (Bradford, 2001). Việc sử dụng
kháng sinh rộng rãi và khơng kiểm sốt và khơng kiểm sốt (dùng thuốc không
đầy đủ, không tuân thủ quy định) là những yếu tố quan trọng làm cho việc điều
trị bệnh không có hiệu quả và làm tăng khả năng kháng thuốc của vi khuẩn.
Các beta-lactamase là các men do vi khuẩn sinh ra và lây truyền theo đường
nhiễm sắc thể hoặc plasmid. Các men này đề kháng kháng sinh rất hiệu quả.
Chúng làm bất hoạt các thuốc nhóm beta-lactamine bằng cách phá hủy nối amide
của vịng beta-lactam. Trên tồn cầu, kháng sinh họ Beta-Lactamines được sử
dụng nhiều nhất trong tất cả các nhóm, vì thế vấn đề đề kháng với kháng sinh
nhóm này rất đáng lo ngại (Bennett, Dolin, & Blaser, 2014; Yamashita, Louie,
Simor, & Rachlis, 2000).
b. Giảm tính thẩm thấu của tế bào vi khuẩn
Các vi khuẩn là các vi sinh vật đơn bảo, mang tế bào chất phân cách tế bào

chất với mơi trường bên ngồi. Các vi khuẩn gram âm cịn được trang bị thêm
một vỏ bên ngồi, gọi là thành ngồi có tác dụng như một hàng rào che chở. Chất
dinh dưỡng và kháng sinh phải đi qua lớp vỏ ngày để thẩm thấu vào bên trong vi
khuẩn theo cách thức khuếch tán thụ động ngang qua các kênh. Sự giảm sự thẩm
thấu của tế bào làm giảm lượng kháng sinh đi vào bên trong đến đích tác dụng.
Sự biến đổi của lớp thành tế bào vi khuẩn Gram âm có thể làm giảm hoặc ngăn
cản sự khuếch tán của kháng sinh vào vị trí tác dụng
Các đột biến của các lỗ đóng vai trị quan trọng trong việc phát tán đề
kháng, đặc biệt tiếp theo sự giảm kích thước lỗ hoặc giảm số lượng các lỗ. Tính
thấm liên quan đến các lỗ thường phối hợp với việc tổng hợp các beta-lactamases
và tạo nên sự đề kháng cho vi khuẩn. Đơi khi, có vi khuẩn chỉ trở nên đề kháng
khi xãy ra đồng thời hai hiện tượng trên. Ví dụ, với vi khuẩn Enterobacter sp. và
vi khuẩn Serratia sp., sự đề kháng với imipeneme là do sự biến đổi đồng thời tính
thấm tế bào và tăng tổng hợp các men beta-lactamases ở nhiễm sắc thể (Knothe,
Shah et al., 1983; Pitout, Hanson Church and Laupland, 2004).

12


c. Biến đổi vị trí gắn kết
Hiện tượng này là do nguồn gốc từ nhiễm sắc thể hoặc plasmide, theo cơ
chế làm giảm độ ái lực của kháng sinh tại vị trí tác dụng. Ví dụ:
- Biến đổi các protein liên kết với penicillin (PBP): Giảm ái lực của các
PBP với các thuốc nhóm beta-lactamines có thể do đột biến gene ở nhiễm sắc
thể, hoặc do mắc phải gene bên ngồi có các PBP mới. Cơ chế này thường gặp
với các cầu khuẩn gram dương, như Staphylococcus aureus và Streptococcus
pneumonia, nhưng rất hiếm gặp ở vi khuẩn gram âm.
- Biến đổi vị trí gắn kết ở ribosom: Biến đổi bên trong tế bào vi khuẩn ở
tiểu đơn vị ribosom đích có thể làm giảm hoạt tính của kháng sinh macrolides,
clindamycine, nhóm aminosides, hoặc chloramphenicol. Sự biến đổi này làm cho

kháng sinh không đủ khả năng ức chế tổng hợp protein cũng như sự tăng trưởng
của vi khuẩn, do không thể gắn kết vào vị trí tác dụng ở ribosom(Pitout et al.,
2004; Yamashita et al., 2000).
-Biến đổi men DNA-gyrase và men topoisomerase: DNA-gyrase là men cần
thiết cho hoạt tính của các quinolone. Sự đột biến nhất thời ở độc nhất một acid
amine của DNA-gyrase gây ra đề kháng. Tương tư như thế đối với các đột biến ở
men topoisomerase (Bennett et al., 2014; Pitout et al., 2004; Yamashita et al., 2000).
-Biến đổi các tiền chất đích ở thành tế bào vi khuẩn: Hiện tượng này có thể
bị xảy ra khi dùng vancomycine, như trường hợp các cầu khuẩn đề kháng với
vancomycine.
-Biến đổi các enzyme đích: Sự biến đổi của men dihydropteroate synthetase
kháng lại sự gắn kết với sulfamide và của men dihydropteroate reductase làm mất
nhạy cảm với trimetoprime đồng thời gây ra kháng thuốc. Sự đề kháng của các vi
khuẩn gram âm đối với các sulfamide là do plasmide tạo các enzyme đề kháng.
d. Bơm đẩy
Kháng sinh không thể đạt đến vị trí tác dụng do bơm đẩy chủ động đẩy
kháng sinh ra khỏi tế bào vi khuẩn (efflux). Các chất vận chuyển đẩy thuốc ra là
các thành phần bình thường của tế bào vi khuẩn và góp phần lớn cho tính đề
kháng nội sinh của vi khuẩn chống lại nhiều thuốc kháng sinh. Các bơm này cần
năng lượng. Việc tiếp xúc với thuốc kháng sinh làm thuận lợi cho việc tăng số
lượng bơm do đột biến các chất mang, làm tăng mạnh tính đề kháng của vi
khuẩn. Đây cũng có thể là nguyên nhân gây đề kháng chéo. Ví dụ, ciprofloxacine

13