HỘI NGHỊ QUỐC TẾ KIỂM SOÁT NHIỄM KHUẨN VÀ VI SINH LÂM SÀNG – BỆNH VIỆN ĐẠI HỌC Y DƯỢC TPHCM
20
HOẠT TÍNH KHÁNG KHUẨN CỦA CÁC KHÁNG SINH BETA-LACTAM
PHỐI HỢP MỚI TRÊN VI KHUẨN ĐƯỜNG RUỘT KHÁNG CARBAPENEM
Trương Thiên Phú1, Lê Lữ Linh1, Nguyễn Thị Nam Phương1,
Đặng Anh Tuấn1, Huỳnh Thị Lan Hương1, Nguyễn Văn Thành1,
Tạ Tuấn Khanh1, Trần Trọng Tín1, Lê Phương Mai1
TÓM TẮT3
Mục tiêu: Khảo sát hoạt tính kháng khuẩn
của bốn kháng sinh β-lactam phối hợp mới
ceftazidime-avibactam, ceftolozane-tazobactam,
imipenem-relebactam, meropenem-vaborbactam
trên các chủng trực khuẩn Gram âm đường ruột
kháng carbapenem (Carbapenem-Resistant
Enterobacteriaceae: CRE) và mối liên quan với
kiểu gene mã hoá carbapenemase. Đối tượng và
phương pháp nghiên cứu: các chủng CRE
không nhạy cảm với cả ba loại kháng sinh nhóm
carbapenem, phân lập trong khoảng thời gian từ
tháng 5 - 7/2024. Mức độ nhạy cảm kháng sinh
được thử nghiệm bằng card kháng sinh đồ N439
trên hệ thống tự động Vitek-2 compact
(Biomerieux). Kết quả nhạy cảm kháng sinh
được phiên giải theo tiêu chuẩn CLSI năm 2024.
Kiểu gene mã hoá carbapenemase được xác định
bằng phản ứng chuỗi polymerase thời gian thực
(realtime PCR) cho các gene blaKPC, blaNDM,
blaOXA-48, blaIMP, và blaVIM của bộ kit Sacace
(Sacace Biotechnologie, Ý). Kết quả: có 107
chủng CRE được thử nghiệm bao gồm:
Klebsiella pneumoniae (81 chủng, 75,7%),
Klebsiella aerogenes (15 chủng, 14,0%),
Escherichia coli (7 chủng, 6,5%), Enterobacter
1Khoa Vi sinh Bệnh viện Chợ Rẫy
Chịu trách nhiệm chính: Lê Phương Mai
Email: phuongmaimdcr@gmail.com
Ngày nhận bài: 25/09/2024
Ngày phản biện khoa học: 11/10/2024
Ngày duyệt bài: 14/10/2024
cloacae complex (4 chủng, 3,7%). Mức độ nhạy
cảm với ceftolozane-tazobactam là 1,9%,
imipenem-relebactam 10,3%, meropenem-
vaborbactam 16,8%, ceftazidime-avibactam
31,8%. Kết quả PCR cho thấy 70,1% các chủng
có mang ít nhất 1 gene nhóm B (blaNDM, blaIMP
hoặc blaVIM), các chủng mang hai gene blaNDM và
blaOXA-48 chiếm tỷ lệ cao nhất (43,9%), chủng chỉ
mang 1 gene blaOXA-48 là 15,9%, 1 gene blaKPC là
9,3%. Có 2 chủng (1,9%) âm tính với 5 loại
gene. Trong các chủng mang gene blaKPC, tỷ lệ
nhạy cảm với meropenem-vaborbactam là 80%,
imipenem-relebactam 70%, ceftazidime-
avibactam 60%. Kết luận: Tỷ lệ đề kháng với
bốn kháng sinh β-lactam phối hợp mới khá cao.
Hầu hết các chủng trực khuẩn Gram âm đều có
mang gene mã hoá carbapenemase, chủ yếu là
metallo-β-lactamase.
Từ khóa: CRE, ceftazidime-avibactam,
ceftolozane-tazobactam, imipenem-relebactam,
meropenem-vaborbactam
SUMMARY
IN VITRO ACTIVITY OF NEW
Β-LACTAMASE INHIBITOR
COMBINATIONS AGAINST
CARBAPENEM-RESISTANT
ENTEROBACTERIACEAE
Aim: To investigate the antibacterial activity
of four new combined β-lactam antibiotics,
ceftazidime-avibactam, ceftolozane-tazobactam,
imipenem-relebactam, and meropenem-
vaborbactam, on Carbapenem-Resistant
TẠP CHÍ Y HỌC VIỆT NAM TẬP 544 - THÁNG 11 - SỐ CHUYÊN ĐỀ - 2024
21
Enterobacteriaceae (CRE) and their relationship
with gene-encoding carbapenemase. Method:
Nonsusceptible CRE strains to all three
carbapenem antibiotics were isolated from May
to July 2024. Susceptibility to four new β-lactam
combination agents was tested using the N439
card on the Vitek-2 compact system
(Biomerieux, U.S.). Antibiotic susceptibility
results were interpreted according to CLSI 2024
standards. Carbapenemase genotypes were
determined by real-time polymerase chain
reaction for the genes blaKPC, blaNDM, blaOXA-48,
blaIMP, and blaVIM of the Sacace kit (Sacace
Biotechnologie, Italie). Results: 107 CRE strains
were tested, including Klebsiella pneumoniae (81
isolates, 75.7%), Klebsiella aerogenes (15
isolates, 14.0%), Escherichia coli (7 isolates,
6.5%), and Enterobacter cloacae complex (4
strains, 3.7%). The susceptibility rate to
ceftolozane-tazobactam was 1.9%, imipenem-
relebactam 10.3%, meropenem-vaborbactam
16.8%, and ceftazidime-avibactam 31.8%. PCR
results showed that 70.1% of strains carried at
least one group B gene (blaNDM or blaIMP); co-
harbored carbapenemase gene blaNDM and blaOXA-
48 isolates accounted for the highest proportion
(43.9%); isolate carrying blaOXA-48 was 15.9%,
blaKPC 9.3%. There were 2 isolates (1.9%)
negative for 5 genes. In strains carrying the
blaKPC, the susceptibility rate to meropenem-
vaborbactam was 80%, imipenem-relebactam
70%, and ceftazidime-avibactam 60%.
Conclusion: The resistance rate to four new β-
lactam combination agents was quite high. Most
strains carried genes encoding carbapenemases,
mainly the metallo-β-lactamase group.
Keywords: CRE, ceftazidime-avibactam,
ceftolozane-tazobactam, imipenem-relebactam,
meropenem-vaborbactam
I. ĐẶT VẤN ĐỀ
Năm 2017, Tổ chức y tế thế giới đã xếp
trực khuẩn Gram âm đường ruột kháng
carbapenem (Carbapenem-Resistant
Enterobacteriaceae: CRE) là tác nhân kháng
thuốc ưu tiên giám sát, với khả năng lây
nhiễm cho khoảng 13.000 người mỗi năm và
tỷ lệ tử vong khoảng 8%. Việc phát triển các
loại thuốc có tác dụng chống lại các mầm
bệnh này là ưu tiên hàng đầu. Ngay từ những
năm 2010, Hiệp hội Bệnh truyền nhiễm Hoa
Kỳ (Infectious Diseases Society of America
– IDSA) đã kêu gọi phát triển và phê duyệt
10 loại kháng sinh mới có hiệu quả chống lại
vi khuẩn Gram âm kháng thuốc vào năm
2020. Hiện nay, có bốn kháng sinh β-lactam
phối hợp đã được FDA phê duyệt trong điều
trị các tác nhân này, bao gồm ceftazidime-
avibactam, imipenem-relebactam,
meropenem-vaborbactam, ceftolozane-
tazobactam. Tuy nhiên các kháng sinh mới
này chỉ có hoạt tính giới hạn ở một vài cơ
chế đề kháng, đặc biệt là có hoạt tính kháng
khuẩn khác nhau giữa những nhóm men
carbapenemase A, B, D theo phân loại của
Ambler.1 Đã có một vài nghiên cứu tại miền
Bắc đánh giá riêng lẻ hoạt tính kháng sinh
mới trên các chủng K. pneumoniae kháng
carbapenem.2 Nhưng tại miền Nam, hiện
chưa có nghiên cứu nào đánh giá về mức độ
nhạy cảm của bốn loại kháng sinh cho các
loài CRE. Do đó để có cơ sở chọn lựa các
kháng sinh mới trong điều trị nhóm vi khuẩn
đa kháng thuốc này, chúng tôi tiến hành
nghiên cứu nhằm đánh giá hoạt tính kháng
khuẩn của bốn loại kháng sinh β-lactam phối
hợp mới trên các kiểu gene mã hoá
HỘI NGHỊ QUỐC TẾ KIỂM SOÁT NHIỄM KHUẨN VÀ VI SINH LÂM SÀNG – BỆNH VIỆN ĐẠI HỌC Y DƯỢC TPHCM
22
carbapenemase của các chủng trực khuẩn
Gram âm đường ruột kháng carbapenem.
II. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
2.1. Đối tượng nghiên cứu
Các chủng trực khuẩn Gram âm đường
ruột phân lập từ các bệnh phẩm tại Bệnh viện
Chợ Rẫy năm 2024.
Tiêu chuẩn lựa chọn
Các chủng trực khuẩn Gram âm đường
ruột không nhạy cảm với 3 kháng sinh thuộc
nhóm carbapenem bao gồm ertapenem,
imipenem, meropenem.
Tiêu chuẩn loại trừ
Các chủng CRE trùng lặp ở cùng một
bệnh nhân khi bệnh nhân được cấy nhiều
bệnh phẩm.
2.2. Phương pháp nghiên cứu
Thiết kế nghiên cứu
Nghiên cứu mô tả cắt ngang.
Cỡ mẫu và phương pháp chọn mẫu
Chọn mẫu thuận tiện, lấy toàn bộ các
chủng thỏa mãn tiêu chuẩn lựa chọn và tiêu
chuẩn loại trừ từ tháng 5 - 7/2024, tối thiểu
30 mẫu để đảm bảo tính tin cậy khi phân tích
mức độ nhạy cảm với kháng sinh. Thực tế,
chúng tôi đã thu thập được 107 chủng.
Quy trình tiến hành nghiên cứu
Các chủng CRE được thử nghiệm mức
độ nhạy cảm với bốn kháng sinh β -lactam
phối hợp (β-lactam/β-lactamase inhibitor:
BL-BLI) bao gồm ceftazidime-avibactam
(CAZ-AVI), imipenem-relebactam (IMI-
REL), meropenem-vaborbactam (MER-
VAB), ceftolozane-tazobactam (TOL-TAZ)
bằng hệ thống VITEK 2 compact
(Biomerieux, Mỹ) với thẻ N439. Kết quả
kháng sinh đồ được phiên giải theo hướng
dẫn của CLSI M100 (phiên bản M34-2024).
Kiểu gene mã hoá carbapenemase được
xác định bằng kỹ thuật real-time PCR với hai
bộ kit MDR KPC/OXA Real-TM and MDR
MBL (VIM, IMP, NDM) Real-TM PCR kit
(Sacace Biotechnologie, Ý).
Xử lý số liệu
Số liệu được quản lí, lưu trữ bằng phần
mềm quản lý phòng xét nghiệm
Thời gian nghiên cứu: Từ tháng 4/2024
đến tháng 7/2024.
Địa điểm nghiên cứu: Khoa Vi sinh -
Bệnh viện Chợ Rẫy
2.3. Đạo đức nghiên cứu
Nghiên cứu là thử nghiệm trong phòng
thí nghiệm, tuân thủ đầy đủ nguyên tắc của
nghiên cứu khoa học.
III. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
Trong thời gian nghiên cứu thu thập được
107 chủng CRE từ các loại bệnh phẩm bao
gồm máu, nước tiểu, dịch tiết hô hấp, dịch
mủ da và dịch cơ thể. Các chủng CRE phân
lập được bao gồm: Klebsiella pneumoniae
(81 chủng, 75,7%), Klebsiella aerogenes (15
chủng, 14,0%), Escherichia coli (7 chủng,
6,5%), Enterobacter cloacae complex (4
chủng, 3,7%).
3.1. Mức độ nhạy cảm với các kháng
sinh β-lactam phối hợp mới
Các chủng CRE có mức độ nhạy cảm với
các kháng sinh β-lactam phối hợp mới tương
đối thấp, mức độ nhạy cảm cao nhất là với
ceftazidime-avibactam (31,8%), nhạy cảm
thấp nhất là với ceftolozane-tazobactam
(1,9%) (Bảng 1).
TẠP CHÍ Y HỌC VIỆT NAM TẬP 544 - THÁNG 11 - SỐ CHUYÊN ĐỀ - 2024
23
Bảng 1. Hoạt tính kháng khuẩn của bốn kháng sinh BL-BLI trên CRE (n = 107)
Kháng sinh
Tỷ lệ nhạy cảm với các kháng sinh (%)
Khoảng giá trị MIC
(µg/mL)
S
I
R
Ceftolozane-tazobactam
1,9
0
98,1
1,0 - ≥32
Ceftazidime-avibactam
31,8
-
68,2
≤0,12 - ≥16
Imipenem-relebactam
10,3
0,9
88,8
≤0,25 - ≥16
Meropenem-vaborbactam
16,9
0,9
82,2
≤0,25 - ≥64
Khi so sánh mức độ nhạy cảm kháng sinh ở hai chủng K. pneumoniae và K. aerogenes,
chúng tôi nhận thấy có sự khác biệt, tỷ lệ nhạy cảm với ceftazidime-avibactam của K.
aerogenes (73,3%) cao hơn 3 lần so với K. pneumoniae (24,7%) (Bảng 2).
Bảng 2. Sự khác biệt mức độ nhạy cảm kháng sinh BL-BLI của K. pneumoniae và K.
aerogenes
Vi khuẩn
Số chủng
Ceftolozane-
tazobactam
Ceftazidime-
avibactam
Imipenem-
relebactam
Meropenem-
vaborbactam
K. aerogenes
15
6,7
73,3
6,7
6,7
K. pneumoniae
81
0
24,7
8,6
16
3.2. Kiểu gene mã hoá cho carbapenemase các chủng CRE
Các chủng CRE được thực hiện PCR phát hiện 5 loại gene mã hoá carbapenemase thường
gặp bao gồm blaKPC, blaNDM, blaOXA-48, blaIMP, và blaVIM (bảng 3).
Bảng 3. Đặc điểm kiểu gene mã hoá carbapenemase ở các chủng CRE (n = 107)
STT
Kiểu gene mã hoá (phân loại theo Ambler)
Số lượng
Tỷ lệ %
1
blaKPC (mã hoá carbapenemase nhóm A)
10
9,3
2
blaOXA-48 (mã hoá carbapenemase nhóm D)
17
15,9
3
blaKPC + blaOXA-48
3
2,8
4
blaNDM (mã hoá carbapenemase nhóm B)
18
16,8
5
blaNDM + blaOXA-48
47
43,9
6
blaNDM + blaKPC + blaOXA-48
4
3,7
7
blaNDM + blaKPC
2
1,9
8
blaNDM + blaIMP + blaOXA-48
2
1,9
9
blaNDM + blaVIM + blaOXA-48
2
1,9
10
Không mang gene nào trong 5 gene
2
1,9
Tổng số
107
100%
Trong 107 chủng CRE, có 75 chủng (70,1%) mang ít nhất một gene mã hoá metallo-β-
lactamase (MBL) như blaNDM, blaIMP, blaVIM. Có hai chủng không mang gene mã hoá nào
trong số 5 gene được sàng lọc. Chúng tôi thực hiện phân tích mức độ nhạy cảm BL-BLI của
các kiểu gene mã hoá carbapenemase lớp A, D, và B (bảng 4).
HỘI NGHỊ QUỐC TẾ KIỂM SOÁT NHIỄM KHUẨN VÀ VI SINH LÂM SÀNG – BỆNH VIỆN ĐẠI HỌC Y DƯỢC TPHCM
24
Bảng 4. Mức độ nhạy cảm với các kháng sinh BL-BLI của CRE theo kiểu gene
STT
Kiểu gene
Số
chủng
Tỷ lệ nhạy cảm với các kháng sinh (%)
Ceftolozane-
tazobactam
Ceftazidime-
avibactam
Imipenem-
relebactam
Meropenem-
vaborbactam
1
blaKPC
10
0
60
70
80
2
blaOXA-48
17
11,8
88,2
11,8
11,8
3
Các chủng mang ít
nhất 1 gene MBL
75
0
12,0
1,3
8,0
Ngoài ra, chúng tôi so sánh kiểu gene sinh men carbapenemase ở hai chủng K. aerogenes
và K. pneumoniae để tìm ra sự khác biệt trong kiểu hình nhạy cảm kháng sinh. Phần lớn K.
aerogenes kháng carbapenem có mang men blaOXA-48 (53,3%), trong khi đó 75,3% chủng K.
pneumoniae có mang ít nhất 1 gene sinh men MBL (bảng 5).
Bảng 5. Kiểu gene mã hoá carbapenemase ở K. aerogenes và K. pneumoniae
Kiểu gene mã hoá
K. aerogenes (%)
(n = 15)
K. pneumoniae (%)
(n = 81)
blaKPC
0
12,3
blaOXA-48
53,3
8,6
blaKPC + blaOXA-48
0
3,7
Các chủng mang ít nhất 1 gene MBL
40
75,3
Không mang gene nào trong 5 gene
6,7
0
Tổng số
100%
100%
IV. BÀN LUẬN
Nhiễm khuẩn do CRE đã được công nhận
là một mối quan tâm đáng kể trên toàn cầu.
Các bác sĩ lâm sàng trên toàn thế giới đang
phải đối mặt với thực tế nhiễm khuẩn do
CRE gây ra, thường kháng hầu hết các loại
kháng sinh hiện nay. Kháng sinh β-lactam
phối hợp chất ức chế men β-lactamase là
trong những nhóm kháng sinh mới nổi bật có
hoạt tính trên các chủng CRE nhưng hoạt
tính kháng khuẩn có sự khác biệt ở nhiều
kiểu gene đề kháng. Các chủng CRE trong
nghiên cứu của chúng tôi có tỷ lệ nhạy cảm
với các kháng sinh BL-BLI mới từ 1,9% -
31,8%, khá thấp so với các nghiên cứu khác
trên thế giới. Kết quả trong một nghiên cứu
phân tích gộp của Yahav D. và cộng sự
(2021) cho thấy tỷ lệ nhạy cảm với CAZ-
AVI là 75,3% - 100%, IMI-REL 71%, MER-
VAB 73,9% - 100%, TOL-TAZ 0% -
27,4%.1 Sự khác biệt này có thể là do khác
biệt về đặc điểm vi khuẩn được thử nghiệm
cũng như cơ chế đề kháng của vi sinh vật
được thử nghiệm giữa các nghiên cứu.
Trong 4 kháng sinh được thử nghiệm,
kháng sinh có mức độ nhạy cảm thấp nhất là
TOL-TAZ (1,9% - 2 chủng). TOL-TAZ có
hoạt tính giới hạn trên các chủng sinh men
carbapenemase, mà đây lại là cơ chế đề
kháng carbapenem chủ yếu ở các chủng trực
khuẩn Gram âm đường ruột, có 105/109
chủng CRE trong nghiên cứu có mang ít nhất
1 gene mã hoá carbapenemase. Nhiều nghiên
cứu trên thế giới cũng cho thấy tỷ lệ nhạy
cảm của kháng sinh này trên các chủng CRE
là tương đối thấp (0% - 27,4%).1 Hai chủng
nhạy cảm với TOL-TAZ trong nghiên cứu là
E. coli và K. aerogenes, đều mang gene