Bài 4 giải trình tự gen xác định đột biến kháng thuốc và phenotype của vi sinh vật (1)

Bài 4: Giải trình tự gen xác định đột biến kháng thuốc
(genotype) và phenotype của vi sinh vật

Trung tâm Xét nghiệm, Đại học Y tế công công


Chuẩn đầu ra

1.
2.

Lấy ví dụ minh họa nguyên nhân đột biến gen liên quan đến kháng thuốc ở vi sinh vật.
Diễn giải cơ chế kháng kháng sinh và vai trò của gen liên quan đến khả năng kháng kháng sinh
của vi khuẩn

3.

Diễn giải các quy trình xác định đột biến kháng thuốc và genotype

TRƯỜNG ĐẠI HỌC Y TẾ CÔNG CỘNG
GẮN KẾT – PHÁT TRIỂN – HỘI NHẬP


Đột biến gen – kháng thuốc

TRƯỜNG ĐẠI HỌC Y TẾ CÔNG CỘNG
GẮN KẾT – PHÁT TRIỂN – HỘI NHẬP


Kháng thuốc

Kháng thuốc là gì?
+ Vi sinh vật vẫn phát triển với sự hiện diện của thuốc
+ Điều trị không hiệu quả

TRƯỜNG ĐẠI HỌC Y TẾ CÔNG CỘNG
GẮN KẾT – PHÁT TRIỂN – HỘI NHẬP


Kháng thuốc
Nguyên nhân:
+ Chủ yếu do đột biến gen ở nhiễm sắc thể hoặc tiếp nhận plasmid kháng thuốc
+ Nguyên nhân ngồi gen

TRƯỜNG ĐẠI HỌC Y TẾ CÔNG CỘNG
GẮN KẾT – PHÁT TRIỂN – HỘI NHẬP


Đột biến gen

•

Các gen liên quan đến kháng sinh:
+ Gen trên chromosome
+ Gen trên plasmid

•
•

Đột biến gen trên chromosome : tần suất 10

-7

đến 10

-9

Đột biến gen trên plasmid: tần suất lớn, lây truyền cao

TRƯỜNG ĐẠI HỌC Y TẾ CÔNG CỘNG
GẮN KẾT – PHÁT TRIỂN – HỘI NHẬP


Đột biến gen liên quan đến tính kháng thuốc

•

Cơ chế hình thành tính kháng thuốc:
+ Đột biến gen
+ Tái tổ hợp
+ Tiếp nhận Plasmid
+ Tiếp nhận Transposon

TRƯỜNG ĐẠI HỌC Y TẾ CÔNG CỘNG
GẮN KẾT – PHÁT TRIỂN – HỘI NHẬP


Đột biến gen liên quan đến tính kháng thuốc

•

Một số ví dụ:

1. Vi khuẩn lậu kháng ciprofloxacin: đột biến trên gen gyrA và parC:
+ gen gyrA: đột biến tại codon 91 (Ser thành Phe); codon 95 (Asp thành Ala)
+ gen parC: đột biến tại codon 85 (Ser thành Asn)

TRƯỜNG ĐẠI HỌC Y TẾ CÔNG CỘNG
GẮN KẾT – PHÁT TRIỂN – HỘI NHẬP


Đột biến gen liên quan đến tính kháng thuốc

•

Một số ví dụ:

2. Streptococcus pneumoniae kháng erythromycin: đột biến trên vùng II thuộc gen 23S rRNA: đột
biến tại các vị trí codon 225,227,228,231,232

TRƯỜNG ĐẠI HỌC Y TẾ CÔNG CỘNG
GẮN KẾT – PHÁT TRIỂN – HỘI NHẬP


Đột biến gen liên quan đến tính kháng thuốc

Kết quả phân tích đột biến gen trên vùng II thuộc gen 23S rRNA của
chủng Streptocococcus pneumoniae

TRƯỜNG ĐẠI HỌC Y TẾ CÔNG CỘNG
GẮN KẾT – PHÁT TRIỂN – HỘI NHẬP

Đột biến gen liên quan đến tính kháng thuốc

•

Một số ví dụ:

2. Vi rút HBV kháng thuốc lamivudine: Các đột biến trên vùng polymerase : đột biến rtA191T,
rtM250V, rtS202G…

TRƯỜNG ĐẠI HỌC Y TẾ CÔNG CỘNG
GẮN KẾT – PHÁT TRIỂN – HỘI NHẬP


Đột biến gen liên quan đến tính kháng thuốc

Kết quả giải trình tự gen phát hiện gen đột biến
kháng thuốc của vi rút HBV

TRƯỜNG ĐẠI HỌC Y TẾ CÔNG CỘNG
GẮN KẾT – PHÁT TRIỂN – HỘI NHẬP


Cơ chế kháng kháng sinh và vai trò của gen liên quan đến khả
năng kháng kháng sinh của vi khuẩn

TRƯỜNG ĐẠI HỌC Y TẾ CÔNG CỘNG
GẮN KẾT – PHÁT TRIỂN – HỘI NHẬP

Cơ chế kháng kháng sinh

TRƯỜNG ĐẠI HỌC Y TẾ CÔNG CỘNG
GẮN KẾT – PHÁT TRIỂN – HỘI NHẬP


Cơ chế kháng kháng sinh

Tác dụng của kháng sinh trong cơ thể: 3 yếu tố

Kháng sinh

Người bệnh

Vi khuẩn

TRƯỜNG ĐẠI HỌC Y TẾ CÔNG CỘNG
GẮN KẾT – PHÁT TRIỂN – HỘI NHAÄP


Cơ chế kháng kháng sinh

Phân loại:

Kháng kháng sinh

Đề kháng thật

Đề kháng giả

- Tình

-

trạng vi khuẩn,

Miễn dịch cơ thể
Loại kháng sinh
Kháng tự nhiên (nội tại)
TRƯỜNG ĐẠI HỌC Y TẾ CÔNG CỘNG
GẮN KẾT – PHÁT TRIỂN – HỘI NHẬP

Kháng thu được ( thu nhận
được)


Cơ chế kháng kháng sinh

• Kháng tự nhiên:
• Ví dụ: vi khuẩn Gram âm kháng vancomycin, vi khuẩn hiếu khí đề kháng metronidazol

• Kháng thu được: Vi khuẩn thu nhận gen mới qua hình thức đột biến gen và chuyển gen
• E.faecium có thể sử dụng các plasmid, transposon và các trình tự chèn (IS) trong bộ gen của chúng để thu nhận
và lan truyền yếu tố kháng thuốc

TRƯỜNG ĐẠI HỌC Y TẾ CÔNG CỘNG
GẮN KẾT – PHÁT TRIỂN – HỘI NHẬP


Kháng thu được – chuyển gen

TRƯỜNG ĐẠI HỌC Y TẾ CÔNG CỘNG
GẮN KẾT – PHÁT TRIỂN – HỘI NHẬP


Cơ chế kháng kháng sinh của vi khuẩn
Gen kháng làm xuất hiện tác dụng:

• Giảm tính thấm của vách/màng ngồi, màng bào tương: kháng tetracyclin, oxacillin
• Mất khả năng vận chuyển qua màng: kháng streptomycin
• Tăng hoạt động bơm kháng sinh
TRƯỜNG ĐẠI HỌC Y TẾ CÔNG CỘNG
GẮN KẾT – PHÁT TRIỂN – HỘI NHẬP


Cơ chế kháng kháng sinh của vi khuẩn

• Thay đổi tác động: thay đổi ribosom (erythromycin); thay đổi đích gắn penicillin-penicillin binding
proteins (PBPs) (beta-lactam)

• Mất ái lực với kháng sinh: thay đổi con đường trao đổi chất do tạo isoenzyme: sulfamid
• Tạo enzyme biến đổi – phá huỷ cấu trúc kháng sinh:

TRƯỜNG ĐẠI HỌC Y TẾ CÔNG CỘNG
GẮN KẾT – PHÁT TRIỂN – HỘI NHẬP


Cơ chế kháng kháng sinh của vi khuẩn

• Phối hợp các cơ chế  vi khuẩn

kháng kháng sinh

TRƯỜNG ĐẠI HỌC Y TẾ CÔNG CỘNG
GẮN KẾT – PHÁT TRIỂN – HỘI NHAÄP


Các phương pháp xác định kháng kháng sinh

. Xét nghiệm kiểu hình (phenotype): Kháng sinh đồ : Kỹ thuật kháng sinh đồ khoanh giấy khuếch tán;
xác định nồng độc ức chế tối thiểu MIC (lỏng, đặc), E-test; kỹ thuật phát hiện enzym phá huỷ kháng
sinh
Xét nghiệm kiểu gen (genotype): PCR, RT-PCR, Real-time PCR, Microarray, giải trình tự gen

TRƯỜNG ĐẠI HỌC Y TẾ CÔNG CỘNG
GẮN KẾT – PHÁT TRIỂN – HỘI NHAÄP


Xác định kháng thuốc kiểu hình

•

.

Kháng sinh đồ:
1. Kháng sinh đồ phương pháp khuếch tán
2. Kháng sinh đồ phương pháp tìm MIC
3. Kỹ thuật phát hiện các enzym phá hủy thuốc
_ Tiêu chuẩn đánh giá: CLSI, EUCAST..

TRƯỜNG ĐẠI HỌC Y TẾ CÔNG CỘNG

GẮN KẾT – PHÁT TRIỂN – HỘI NHẬP


Xác định kháng thuốc kiểu hình
.Phương pháp khuếch tán

Phương pháp MIC

TRƯỜNG ĐẠI HỌC Y TẾ CÔNG CỘNG
GẮN KẾT – PHÁT TRIỂN – HỘI NHẬP


Kháng sinh đồ phương pháp khuếch tán

1.

Kháng sinh đồ bằng kỹ thuật khuếch tán khoanh giấy kháng sinh (Kirby-Bauer) :
+ Kết quả định tính: S (nhạy), I (trung gian); R (kháng)
+ Khuyến cáo lâm sàng sử dụng kháng sinh với liều thơng thường

TRƯỜNG ĐẠI HỌC Y TẾ CÔNG CỘNG
GẮN KẾT – PHÁT TRIỂN – HỘI NHẬP