Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Một số đặc tính của các chủng Acinetobacter baumannii gây nhiễm khuẩn bệnh viện mang gen NDM-1 kháng carbapenem

Chia sẻ: Na Na | Ngày: | Loại File: DOCX | Số trang:87

Thêm vào BST

Báo xấu

134
lượt xem 11
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu của luận văn nhằm mô tả thực trạng kháng kháng sinh và một số đặc điểm sinh học phân tử của các chủng vi khuẩn A. baumannii kháng carbapenem tại 3 bệnh viện ở Hà Nội bao gồm bệnh viện Việt Đức, Thanh Nhàn, Xanh Pôn.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Khoa học: Một số đặc tính của các chủng Acinetobacter baumannii gây nhiễm khuẩn bệnh viện mang gen NDM-1 kháng carbapenem

MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC BẢNG Bản Tên Bảng Trang g 1.1 Phân loại một số nhiễm khuẩn bệnh viện 7 1.2 Sự phát triển đề kháng kháng sinh của vi khuẩn 12 Một số đặc tính của các enzym ly giải carbapenem của các 1.3 21 chủng vi khuẩn Gram âm 2.1 Trình tự mồi để phát hiện gen NDM1 của vi khuẩn 38 Các trình tự mồi sử dụng trong kỹ thuật MLST đối với chủng A. 2.2 40 baumannii Nồng độ kháng sinh tối thiểu ức chế vi khuẩn (MIC) của 23 3.1 chủng vi khuẩn A. baumannii mang gen NDM1 phân lập trong 53 nghiên cứu 3.2 Phân tích kết quả MLST các chủng A. baumannii 61 2
DANH MỤC CÁC HÌNH Hình Tên Hình Trang 1.1 Sơ đồ nhiễm khuẩn bệnh viện 6 Tỷ lệ phân bố nhiễm khuẩn bệnh viện ở các nước có thu nhập 1.2 8 cao Tỷ lệ phân bố nhiễm khuẩn bệnh viện ở các nước có thu nhập 1.3 9 thấp và trung bình 1.4 Cơ chế kháng kháng sinh của các vi khuẩn Gram âm 14 1.5 Cấu trúc phân tử của carbapenem 19 Sự phân bố và cách thức di truyền của các kiểu gen OXA trong 1.6 30 A. baumannii Tỷ lệ phân bố vi khuẩn A. baumannii kháng carbapenem tại 3 3.1 45 bệnh viện theo năm (n=582) Tỷ lệ phân bố của các chủng vi khuẩn A. baumannii kháng 3.2 46 carbapenem 3 bệnh viện theo giới (n=582) Phân bố theo giới của các chủng A. baumannii kháng carbapenem 3.3 46 trong từng bệnh viện (n=582) Hình ảnh đại diện cho các chủng vi khuẩn A. baumannii mang 3.4 48 gen NDM1 trong nghiên cứu Tỷ lệ vi khuẩn A. baumannii mang gen NDM1 kháng 3.5 48 carbapenem trong nghiên cứu (n=23) Tỷ lệ phân bố A. baumannii mang gen NDM1 ở 3 bệnh viện 3.6 49 (n=23) Tỷ lệ phân bố vi khuẩn A. baumannii mang gen NDM1 theo 3.7 50 khoa ở 3 bệnh viện (n=23) Tỷ lệ phân lập các chủng A. baumannii mang gen NDM1 theo 3.8 51 độ tuổi (n=23) 3.9 Tỷ lệ các chủng A. baumannii mang gen NDM1 theo giới (n=23) 52 Hình ảnh đại diện cho kiểu gen PFGE của một số chủng A. 3.10 baumannii mang gen NDM1 kháng carbapenem trong nghiên 55 cứu Cây phân loại kiểu gen PFGE của các chủng A. baumannii mang 3.11 56 gen NDM1 kháng carbapenem Kết quả đại diện phát hiện plasmid mang gen NDM1 trên một 3.12 58 số chủng vi khuẩn A. baumannii phân lập tại 3 bệnh viện 3.13 Hình ảnh đại diện cho PCR – MLST chủng A. baumannii 60 3
DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Ký Viết giải nghĩa tiếng Viết đầy đủ tiếng anh hiệu việt DNA Deoxyribonucleic Acid Phân tử axit nucleic Đơn vị đo trọng lượng bp Base pair của phân tử DNA Trung tâm kiểm soát và CDC Centers for Disease Control and Prevention phòng ngừa bệnh dịch Enzym kháng kháng sinh ESBL Extendedspectrum betalactamases phổ rộng beta lactam Hiệp hội kháng kháng GARP Global Antibiotic Resistance Partnership sinh toàn cầu Enzym kháng kháng sinh MBLs Metallobetalactamase nhóm beta lactam Phân loại dựa trên đa MLST Multilocus Sequence Typing điểm của trình tự gen New Delhi Metallobeta NDM1 New Delhi Metallobetalactamase1 lactamase1 kháng carbapenem Chuỗi phản ứng trùng PCR Polymerase chain reaction hợp PFGE Pulsedfield gel electrophoresis Điện di xung trường WHO World Health Orgnization Tổ chức Y tế Thế giới 4
MỞ ĐẦU Nhiễm khuẩn bệnh viện (NKBV) hiện nay đang là một thách thức lớn đối với các bệnh viện trong việc điều trị bởi tỷ lệ nhiễm khuẩn ngày càng cao. NKBV là một trong những nguyên nhân hàng đầu đe dọa đến tính mạng người bệnh, là nguyên nhân chính gây ra tỷ lệ mắc, tử vong cao cho các bệnh nhân tại các bệnh viện trên thế giới [76]. NKBV thường gây nên bởi các vi khuẩn kháng đa kháng sinh, gây rất nhiều khó khăn cho công tác điều trị, kéo dài thời gian mắc bệnh, tăng biến chứng, tăng sự kháng thuốc của vi sinh vật qua đó tăng mức sử dụng kháng sinh, tăng chi phí dùng thuốc và là gánh nặng bệnh tật cho cả người bệnh và hệ thống y tế. Theo báo cáo của tổ chức Y tế thế giới tại 55 bệnh viện ở 14 nước trên thế giới đại diện cho các khu vực và đưa ra được tỷ lệ NKBV là 8,7%. Ước tính ở bất cứ thời điểm nào cũng có hơn 1,4 triệu người bệnh trên thế giới mắc NKBV [68]. Hàng năm thế giới có khoảng 2 triệu người mắc NKBV với 90.000 người tử vong, chi phí chăm sóc cho bệnh nhân tăng khoảng 4,5 tỉ đô la [73]. Đây là một vấn đề y tế nghiêm trọng mang tính toàn cầu đang được các quốc gia trên thế giới cũng như Việt Nam quan tâm một cách đặc biệt. Hiện nay Acinetobacter baumannii (A. baumannii) là một trong những tác nhân gây bệnh quan trọng hàng đầu tác động đến các cơ sở điều trị trên thế giới. Tuy nhiên sự gia tăng nhanh chóng của các chủng vi khuẩn A. baumannii kháng lại các kháng sinh thuộc nhóm βlactam, bao gồm cả các kháng sinh nhóm carbapenem thuộc “nhóm lựa chọn cuối cùng”. Đặc biệt là sự xuất hiện của các chủng Acinetobacter mang gen New Delhi Metallobetalactamase1 (NDM1) kháng carbapenem được ghi nhận ở một số quốc gia như Đức và Vương quốc Anh [64]. Điều này sẽ dẫn đến nhiều hậu quả nghiêm trọng như: không còn kháng sinh để điều trị, tăng nguy cơ thất bại trong điều trị, giá thành cao, kéo dài thời gian điều trị và bệnh nhân có nguy cơ tử vong cao khi mắc các chủng A. 5
baumannii kháng kháng sinh này [1]. Trong nghiên cứu gần đây của chúng tôi tại một số bệnh viện ở Hà Nội, A. baumannii chiếm 53,33% (320/600) trong tổng số chủng vi khuẩn gram âm gây NKBV và hơn 95% số chủng kháng lại cephalosporin thế hệ 3, với ít nhất 1 kháng sinh nhóm carbapenem. Câu hỏi nghiên cứu được đặt ra là liệu các chủng A. baumannii kháng carbapenem phân lập tại các bệnh viện có mang gen NDM1 hay không? Do vậynghiên cứu này được tiến hành nhằm phát hiện vi khuẩn A. baumannii kháng carbapenem mang gen NDM1, đồng thời xác đinh một số đặc tính sinh học phân tử của các chủng A. baumannii mang gen NDM1 ở Việt Nam là hết sức cần thiết để từ đó đưa ra các biện pháp phù hợp phòng chống sự lây lan và đề xuất phác đồ điều trị phù hợp cho bệnh nhân bị mắc các chủng A. baumannii mang gen NDM1 tại Việt Nam. Chính sự cấp thiết và ý nghĩa thực tiễn nêu trên, chúng tôi tiến hành đề tài nghiên cứu: “Một số đặc tính của các chủng Acinetobacter baumannii gây nhiễm khuẩn bệnh viện mang gen NDM1 kháng carbapenem” với mục tiêu: Mục tiêu chung: Mô tả thực trạng kháng kháng sinh và một số đặc điểm sinh học phân tử của các chủng vi khuẩnA. baumannii kháng carbapenem tại 3 bệnh viện ở Hà Nội bao gồm bệnh viện Việt Đức, Thanh Nhàn, Xanh Pôn. Mục tiêu cụ thể: 1. Mô tả thực trạng kháng kháng sinh của các chủng A. baumannii kháng carbapenem phân lập tại 3 bệnh viện Việt Đức, Thanh Nhàn, Xanh Pôn. 2. Phát hiện tỷ lệ vi khuẩn A. baumannii mang gen NDM1 phân lập được trong nghiên cứu. 3. Xác định một số đặc tính sinh học phân tử của vi khuẩn A. baumannii mang gen NDM1 6
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1. Nhiễm khuẩn bệnh viện Theo Tổ chức Y tế Thế giới, nhiễm khuẩn bệnh viện (hospitalacquired infection hay nosocomial infection) là “những nhiễm khuẩn người bệnh mắc phải trong thời gian điều trị tại bệnh viện mà thời điểm nhập viện không thấy có yếu tố nhiễm khuẩn hay ủ bệnh nào. Nhiễm khuẩn bệnh viện thường xuất hiện sau 48 giờ kể từ khi người bệnh nhập viện”. Hình 1.1. Sơ đồ nhiễm khuẩn bệnh viện Để chẩn đoán nhiễm khuẩn bệnh viện, người ta thường dựa vào định nghĩa và tiêu chuẩn chẩn đoán cho từng vị trí nhiễm khuẩn bệnh viện. Ví dụ: nhiễm khuẩn vết mổ sau phẫu thuật, nhiễm khuẩn máu có liên quan đến dụng cụ đặt trong lòng mạch, nhiễm khuẩn đường tiết niệu... Hiện nay, theo hướng dẫn từ Trung tâm Giám sát và Phòng bệnh Hoa Kỳ (CDC) và các hội nghị quốc tế đã mở rộng định nghĩa ca bệnh cho các vị trí nhiễm khuẩn khác nhau và đang được áp dụng để giám sát nhiễm khuẩn bệnh viện trên toàn cầu. Dựa trên các tiêu chuẩn lâm sàng và sinh học, các nhà khoa học đã xác định có khoảng 50 loại nhiễm khuẩn bệnh viện khác nhau có thể xảy ra tại bệnh viện. 7
Bảng 1.1. Phân loại một số nhiễm khuẩn bệnh viện [76] Loại nhiễm khuẩn Tiêu chuẩn Có dịch chảy ra từ vết mổ, abcess hoặc viêm mô Nhiễm khuẩn vết mổ lan tỏa tại vết mổ trong tháng đầu tiên sau khi phẫu thuật Nuôi cấy dương tính (1 hoặc 2 vi khuẩn) với Nhiễm khuẩn tiết niệu nồng độ >105vk/ml, có hoặc không có các triệu chứng lâm sàng Có tối thiểu 2 triệu chứng viêm nhiễm đường hô hấp xuất hiện trong thời gian nhập viện: Nhiễm khuẩn đường hô Ho hấp Có đờm mủ Có hình ảnh viêm phổi trên phim Xquang Nhiễm khuẩn khi đặt Có biểu hiện viêm, nổi hạch hoặc có mủ chảy catheter ra từ vị trí đặt catheter Sốt hoặc rét và kết quả cấy máu dương tính với Nhiễm khuẩn huyết ít nhất một tác nhân gây bệnh Hiện nay nhiễm khuẩn bệnh viện là một vấn đề nghiêm trọng tác động đến sức khoẻ toàn cầu. Theo báo cáo của tổ chức Y tế thế giới về nhiễm khuẩn bệnh viện từ năm 1995 đến 2010 cho thấy: Tỷ lệ nhiễm khuẩn bệnh viện tính chung cho các quốc gia có thu nhập cao nằm trong khoảng từ 5% đến 12% (Hình 1.2) và tỷ lệ chung cho tất cả các quốc gia này vào khoảng 7,6% [77]. Theo ước tính của trung tâm phòng chống và kiểm soát bệnh châu Âu, hàng năm có khoảng 4.100.000 bệnh nhân bị nhiễm khuẩn bệnh viện và khoảng 37.000 trường hợp tử vong. Phần lớn các trường hợp là nhiễm khuẩn tiết niệu tiếp theo là nhiễm khuẩn đường hô hấp, nhiễm khuẩn sau khi phẫu thuật, nhiễm khuẩn huyết và một số nhiễm khuẩn khác (bao gồm tiêu chảy do Clostridium difficile). S. aureus kháng đa kháng sinh cũng chiếm khoảng 5% các trường hợp nhiễm khuẩn bệnh viện tại liên minh châu Âu [24]. Tại Mỹ năm 2002, tỷ lệ nhiễm khuẩn bệnh viện 8
vào khoảng 4,5% tương đương với khoảng 1,7 triệu bệnh nhân bị mắc nhiễm khuẩn. Nhiễm khuẩn đường tiết niệu chiếm tỷ lệ cao nhất (36%) tiếp theo là nhiễm khuẩn vết mổ (20%), nhiễm trùng huyết và viêm phổi (11%) [37]. Hình 1.2. Tỷ lệ phân bố nhiễm khuẩn bệnh viện ở các nước có thu nhập cao *(nguồn WHO, 2011, Report on the Burden of Endemic Health Care Associated Infection Worldwide) [77] Tỷ lệ nhiễm khuẩn bệnh viện ở các quốc gia có thu nhập trung bình và thấp dao động từ 5,7% đến 19,9% và tỷ lệ tính chung là khoảng 10,1/100 bệnh nhân (Hình 1.3) [77]. Trong đó nhiễm khuẩn vết mổ chiếm tỷ lệ cao nhất (29,1%), nhiễm khuẩn tiết niệu (23,9%), nhiễm khuẩn huyết (19,1%), đường hô hấp (14,8%) và các nhiễm khuẩn khác là 13,1% [77]. 9
Hình 1.3. Tỷ lệ phân bố nhiễm khuẩn bệnh viện ở các nước có thu nhập thấp và trung bình *(nguồn WHO, 2011, Report on the Burden of Endemic Health CareAssociated Infection Worldwide) [77] Có rất nhiều tác nhân gây nhiễm khuẩn bệnh viện và sự tác động của các tác nhân này cũng rất khác nhau giữa các nhóm bệnh nhân, các bệnh viện, khoa điều trị và giữa các quốc gia bao gồm: vi rút như viêm gan B, C (lây qua đường tiêm truyền, chạy thận nhân tạo và phẫu thuật nội soi). Vi rút rota và các vi rút đường ruột (lây truyền qua đường phânmiệng) [8, 77]. Một số loại ký sinh trùng như Giardia lamblia và nhiều loại nấm Candida albicans, Aspergillus spp., Cryptococcus neoformans và Cryptosporidium gây nhiễm trùng cơ hội cho các bệnh nhân sau khi điều trị kháng sinh dài ngày và trên các bệnh nhân bị suy giảm miễn dịch và có thể lây truyền dễ dàng trong bệnh viện [ 76]. Hiện nay vi khuẩn là một trong căn nguyên quan trọng hàng đầu gây nhiễm khuẩn bệnh viện bao gồm như C. perfringen là nguyên nhân gây bệnh hoại thư sinh hơi trong bệnh viện [76]. Vi khuẩn Gram dương điển hình là S. aureus (sống ký sinh trên da và mũi) là nguyên nhân gây nhiều loại nhiễm khuẩn trong bệnh viện như viêm phổi, xương, tim và nhiễm khuẩn huyết [76]. Đặc biệt trong 10 năm vừa qua các vi khuẩn Gram âm như Escherichia coli (E. coli), Klebsiella pneumoniae (K. 10
pneumoniae), Pseudomonas aeruginosa (P. aeruginosa) và Acinetobacter baumanii (A. baumannii) là nguyên nhân quan trọng gây nhiễm khuẩn nặng trong các bệnh viện như nhiễm khuẩn vết mổ, viêm phổi, nhiễm khuẩn huyết, đặc biệt khi các vi khuẩn này đã kháng lại các nhóm kháng sinh thế thệ mới đắt tiền được sử dụng để điều trị nhiễm khuẩn bệnh viện như cephalosporin và carbapenem là kháng sinh mạnh nhất hiện nay gia tăng một cách nhanh chóng trên toàn thế giới. Điều này đe doạ thực sự đến hiệu quả điều trị cho bệnh nhân tại các bệnh viện trên toàn thế giới [39, 54, 60, 79]. 1.2. Kháng sinh và sự đề kháng kháng sinh của vi khuẩn Kháng sinh được phát hiện ở thế kỷ 20 và lập tức đóng vai trò quan trọng trong việc khống chế các bệnh nhiễm trùng. Cùng với việc cải thiện điều kiện vệ sinh, nhà ở, dinh dưỡng và chương trình tiêm chủng mở rộng đã góp phần quan trọng làm giảm tỷ lệ tử vong của các bệnh nhiễm trùng và tuổi thọ của con người đã được nâng cao. Cho đến nay nhiều thế hệ kháng sinh khác nhau đã được nghiên cứu và chế tạo thành công đáp ứng kịp thời cho công tác điều trị. Tuy nhiên hiện nay do sự gia tăng tỷ lệ các vi khuẩn kháng kháng sinh trong bệnh viện và cộng đồng là một vấn đề quan trọng hàng đầu trên thế giới cần được nghiên cứu và tìm ra các giải pháp phòng chống một cách hiệu quả. 1.2.1. Lịch sử phát triển kháng sinh Năm 1929 Alexander Fleming là người đầu tiên nghiên cứu và phát minh ra loại thuốc kháng sinh đầu tiên có tên là Penicillin, trong nghiên cứu tác giả quan sát thấy ở trên các đĩa thạch bị nhiễm nấm penicillin (mold Penicillium notatum) có khả năng ức chế sự phát triển của tụ cầu, ở trên các đĩa thạch này xuất hiện một vòng vô khuẩn xung quanh khóm nấm do tụ cầu không có khả năng mọc xung quanh khóm nấm. Sau đó tác giả tiến hành nhiều thử nghiệm và thấy rằng các huyền dịch nuôi cấy nấm này có khả năng ức chế sự phát triển của tụ cầu ngay cả khi pha loãng huyền dịch nấm nuôi cấy tới 800 lần, hoạt chất này được 11
đặt tên là penicillin [62]. Tuy nhiên phải đến năm 1939, Ernst Chain và Howard Florey mới tách chiết thành công hoạt chất penicillin và được sử dụng để điều trị các bệnh nhiễm khuẩn trong chiến tranh thế giới lần thứ II. Năm 1946, penicillin bắt đầu được sử dụng trong lâm sàng và có đóng góp to lớn cho y học. Những phát minh này đã tạo ra một cuộc cách mạng khoa học trong nền y học hiện đại và làm tiền đề nghiên cứu và phát triển nhiều hợp chất kháng sinh có nguồn gốc từ thiên nhiên [62]. Bác sỹ người Đức Gerhard Domagk đã công bố phát minh tổng hợp được hoạt chất kháng sinh mới prontosil. Đây là thế hệ đầu tiên của các kháng sinh thuộc dòng sulfonamides được sử dụng trong lâm sàng để điều trị các bệnh nhiễm trùng đường tiết niệu hô hấp và một số bệnh nhiễm trùng khác. Với phát minh này Gerhard Domagk được nhận giải thưởng Nobel năm 1939 [62]. Thập kỷ 50 đến 70 của thế kỷ 20 được coi là thời kỳ hoàng kim của kháng sinh, nhiều loại kháng sinh mới đã được giới thiệu bao gồm: streptomycin, chloramphenicol và tetracycline được sử dụng điều trị các bệnh nhiễm trùng do vi khuẩn. Các loại thuốc khác như para aminosalisylic acid và isoniazid cũng được nghiên cứu, sản xuất thành công và sử dụng rộng rãi để điều trị bệnh lao [ 19, 62]. Cho đến nay với sự phát triển của khoa học kỹ thuật, nhiều nhóm và các thế hệ kháng sinh khác nhau như cephalosporin, fluoroquinolone, macrolide và carbapenem đã được nghiên cứu và sản xuất thành công, góp phần to lớn cho công tác phòng và điều trị các bệnh nhiễm trùng. 1.2.2. Sự đề kháng kháng sinh của vi khuẩn 1.2.2.1. Sự phát triển đặc tính kháng kháng sinh của vi khuẩn Trong tự nhiên phần lớn các vi khuẩn đều sở hữu riêng các gen kháng kháng sinh. Điều này được quan sát thấy trên một số chủng Staphylococcus đã đề kháng với penicillin ngay sau khi được đưa vào sử dụng năm 1946. Dưới áp lực chọn lọc tự nhiên và sự đấu tranh sinh tồn đã giúp các loài vi khuẩn có khả năng 12
chống lại tác dụng của kháng sinh, do vậy sự đề kháng kháng sinh của vi khuẩn thường xuất hiện rất nhanh ngay sau khi kháng sinh được đưa vào sử dụng, ví dụ streptomycin được đưa vào sử dụng năm 1943 đến năm 1959 vi khuẩn đã lại kháng kháng sinh này (Bảng 1.2). Tương tự các chủng Shigella dysenteriae phân lập tại vụ dịch lỵ ở Nhật Bản năm 1953 đã kháng đa kháng sinh bao gồm: chloramphenicol, tetracyclin, streptomycin và sulfonamide. Hiện nay hầu hết các vi khuẩn gây bệnh đã kháng lại một hoặc nhiều loại kháng sinh [71]. Bảng 1.2. Sự phát triển đề kháng kháng sinh của vi khuẩn [71] Năm phát hiện Kháng sinh Năm sử dụng đề kháng kháng sinh Sulfonamid 1930 1940 Penicillin 1943 1946 Streptomycin 1943 1959 Chloramphenicol 1947 1959 Tetracyclin 1948 1953 Erythromycin 1952 1988 Vancomycin 1956 1988 Methicillin 1960 1961 Ampicillin 1961 1973 Cephalosporin 1960 1960 Trong thời gian gần đây, khoảng 70% các chủng vi khuẩn gây bệnh trong bệnh viện đã kháng lại ít nhất 1 loại kháng sinh thường dùng trong điều trị, đặc biệt một số vi khuẩn như E. coli, K. pneumoniae, P. aeruginosa và A. baumannii đã kháng lại tất cả các loại kháng sinh bao gồm cả các kháng sinh mạnh nhất 13
hiện nay như cephalosporin và carbapenem. Đây là một mối lo ngại và thách thức lớn đối với nền y học hiện đại [9, 39, 50, 79]. 1.2.2.2. Phân loại đề kháng Về nguyên lý của kháng sinh là ức chế sự phát triển của vi khuẩn, nhưng nếu trong môi trường kháng sinh ở nồng độ thường dùng mà vi khuẩn vẫn phát triển được gọi là đề kháng [4]. Đề kháng được chia làm hai loại đề kháng giả và đề kháng thật. Đề kháng giả: là hiện tượng có biểu hiện đề kháng nhưng bản chất không phải do di truyền. Ví dụ khi vi khuẩn nằm trong ổ áp xe hoặc nằm trong các tổ chức hoại tử bao bọc, kháng sinh không thấm được tới ổ viêm chứa vi khuẩn nên không phát huy được hết tác dụng. Khi vi khuẩn ở trạng thái nghỉ (không nhân lên, không chuyển hóa) thì sẽ không chịu tác dụng của thuốc kháng sinh ức chế quá trình tổng hợp vách. Thêm vào đó, ở một số bệnh nhân bị suy giảm hệ thống miễn dịch hay chức năng của thực bào bị hạn chế, khi đó cơ thể không đủ khả năng loại trừ những vi khuẩn đã bị ức chế ra khỏi cơ thể, vì thế khi không còn thuốc kháng sinh vi khuẩn sẽ phục hồi và phát triển trở lại [4]. Đề kháng thật bao gồm đề kháng tự nhiên và đề kháng thu được + Đề kháng tự nhiên: Là do cấu trúc di truyền của một số loài vi khuẩn, ví dụ một số loài vi khuẩn không có hệ thống vận chuyển kháng sinh hoặc không có đích tác động của kháng sinh như Mycoplasma thuộc loại vi khuẩn không có vách sẽ không chịu tác động của kháng sinh tổng hợp vách, như lactam. Ở một số các vi khuẩn Gram âm, tế bào vi khuẩn được bao bọc bởi một lớp vỏ bên ngoài sẽ ngăn không cho kháng sinh xâm nhập vào bên trong tế bào [4]. + Đề kháng thu được: Có rất nhiều cơ chế đã được vi khuẩn phát triển để kháng lại kháng sinh. Các đề kháng thu được này liên quan đến sự thay đổi nhiễm sắc thể của vi khuẩn đó hoặc do được truyền các gen kháng kháng sinh 14
nằm trên các plasmid và class I intergron cho vi khuẩn cùng và khác loài thông qua hình thức biến nạp và tiếp hợp [4]. 1.2.3. Cơ chế kháng kháng sinh của vi khuẩn Có rất nhiều cơ chế tham gia vào tình trạng kháng kháng sinh của vi khuẩn. Những cơ chế này có thể thay đổi đích tác động, tạo ra các enzym, ngăn cản khả năng gắn vào tế bào vi khuẩn và làm thay đổi đường chuyển hóa (tạo ra các isoenzym). Bơm thoát dòng Enzym phá hủy kháng sinh Kháng sinh Kháng sinh Gen đề kháng kháng sinh Kháng sinh Enzym biến đổi kháng sinh Hình 1.4. Cơ chế kháng kháng sinh của các vi khuẩn Gram âm [22] 1.2.3.1. Thay đổi đích tác động Vi khuẩn thay đổi đích tác động của kháng sinh do đó kháng sinh không còn vị trí để tác động, ví dụ: A. baumannii kháng lại imipenem và P. aeruginosa kháng ticarcilline và imipenem do chúng thay đổi vị trí gắn vào protein của các 15
kháng sinh [55]. Cơ chế tác động của các kháng sinh nhóm quinolone là ức chế hoạt động của đoạn gen mã hóa quá trình tổng hợp enzym GyrA(DNA gyrase subunit A) và ParC (topoisomerase IV) của tế bào vi khuẩn. Ví dụ tính kháng quinolone của S. typhi xảy ra do đột biến điểm của các đoạn gen mã hóa quá trình tổng hợp enzym GyrA và ParC trên nhiễm sắc thể của vi khuẩn [15, 70]. 1.2.3.2. Tạo ra các enzym Enzym được tạo ra làm biến đổi hoặc phá hủy cấu trúc phân tử của kháng sinh.Ví dụ với các enzym betalactamase có khả năng phá hủy penicillin được báo cáo trước khi được đưa vào sử dụng vào đầu những năm 1940.Sau đó hàng loạt các enzym betalactamase có khả năng ức chế hoặc phân hủy các kháng sinh mạnh như cephalosporin và carbapenem được phát hiện. Hiện nay đã xác định được hơn 890 loại enzym kháng kháng sinh của vi khuẩn, nhiều hơn số lượng các loại kháng sinh đã được sản xuất và phần lớn các gen mã hóa các enzym này nằm trên các plasmid có thể truyền dễ dàng trong quần thể vi khuẩn cùng và khác loài [17, 54]. 1.2.3.3. Giảm tính thấm của màng nguyên sinh chất Làm giảm mức độ thấm của kháng sinh qua thành tế bào vi khuẩn trong trường hợp kháng tetracycline hoặc làm mất hệ thống vận chuyển qua màng trong trường hợp kháng kháng sinh nhóm aminoglycosid [54]. Việc thâm nhập của các kháng sinh nhóm betalactam được thực hiện qua các kênh vận chuyển (porin), vi khuẩn biến đổi làm mất các kênh vận chuyển và làm hạn chế sự tác động của nhóm kháng sinh này [54]. Cơ chế bơm đẩy (efflux pump) của các kháng sinh nhóm quinolon của vi khuẩn E. coli và P. aeruginosa, thường liên quan đến hệ thống vận chuyển ion qua màng tế bào [54]. 1.2.4. Các yếu tố nguy cơ gây kháng kháng sinh 1.2.4.1. Lạm dụng sử dụng kháng sinh trong cộng đồng Ở hầu hết các quốc gia đang phát triển kháng sinh có thể mua mà không cần đơn thuốc, các loại kháng sinh sẵn có ở khắp nơi từ các bệnh viện, hiệu thuốc, cửa hiệu, thậm chí người bán hàng rong. Nghiên cứu ở khu vực nông thôn 16
của Bangladesh cho thấy chỉ có 8% số lượng kháng sinh được bán hàng tháng tại các hiệu thuốc là mua theo đơn thuốc của bác sỹ. Thiếu kiến thức về sử dụng kháng sinh của người dân như quên không uống thuốc, dừng kháng sinh khi thể trạng cảm thấy tốt hơn hoặc khi không có khả năng chi trả cho một đợt điều trị đầy đủ trước khi vi khuẩn bị tiêu diệt hoàn toàn [7]. Nhiều người dân tin rằng kháng sinh có thể chữa được các bệnh như nhức đầu, bệnh cúm hay để phòng chống các bệnh lây truyền qua đường tình dục và kháng sinh tiêm có tác dụng mạnh hơn thuốc viên [6, 7]. Ngoài ra, các nhân viên bán thuốc do không được đào tạo đầy đủ và cập nhật kiến thức thường xuyên về kháng sinh lại thường tư vấn cho khách hàng khi mua thuốc kháng sinh, thậm chí còn khuyến khích mua kháng sinh khi họ không bị ốm [23, 33, 35]. 1.2.4.2. Sử dụng kháng sinh trong bệnh viện Hiện nay phương thức sử dụng kháng sinh được chia làm 3 phác đồ điều trị: (1) để phòng chống nhiễm khuẩn: kháng sinh thường được sử dụng trước, trong hoặc sau khi phẫu thuật; (2) theo kinh nghiệm: sử dụng kháng sinh trước khi biết căn nguyên nhiễm khuẩn; và (3) phương thức chọn lọc: sử dụng kháng sinh khi biết căn nguyên gây nhiễm khuẩn. Các nghiên cứu cho thấy nếu các bệnh viện thực hiện tốt công tác giám sát tình trạng sử dụng kháng sinh của phác đồ 1 và 2 sẽ làm giảm áp lực chọn lọc cho vi khuẩn kháng lại kháng sinh trong các bệnh viện. Ngoài ra, bệnh nhân điều trị dài ngày trong bệnh viện có sức đề kháng yếu, thường sử dụng kháng sinh kéo dài và dễ bị nhiễm khuẩn chéo với các chủng vi khuẩn kháng đa kháng sinh trong các bệnh viện. Nhiễm khuẩn bệnh viện là yếu tố quan trọng liên quan đến tính kháng kháng sinh của vi khuẩn trên thế giới. Việc phòng chống nhiễm khuẩn bệnh viện gặp rất nhiều khó khăn và tốn kém đặc biệt là các quốc gia đang phát triển.Ví dụ tại Việt Nam, phần lớn các bệnh viện có cơ sở hạ tầng cũ và tình trạng quá tải.Công suất sử dụng giường vượt quá 100%. Hơn nữa người nhà 17
bệnh nhân ở lại viện để chăm sóc người bệnh dẫn đến tình trạng quá tải càng nghiêm trọng [30]. Ngay cả việc không tuân thủ các quy định thực hiện chống nhiễm khuẩn trong bệnh viện, đơn giản như rửa tay và thay găng trước và sau khi thăm khám cho bệnh nhân của các nhân viên y tế, đây là nguyên nhân chủ yếu gây nhiễm khuẩn tại hầu hết các bệnh viện trên thế giới và tạo điều kiện thuận lợi cho sự lây lan của các chủng vi khuẩn kháng kháng sinh không chỉ trong bệnh viện mà còn có nguy cơ lây lan ra ngoài cộng đồng [61]. Việc quản lý chất thải bệnh viện cũng là vấn đề đáng lưu ý, một số nghiên cứu được tiến hành ở các bệnh viện tại Việt nam cho thấy: nước thải của bệnh viện không qua xử lý được thải trực tiếp ra cống sinh hoạt, đồng ruộng và sông ngòi. Thiếu nước cho công tác vệ sinh và rác thải sinh hoạt được thải ra ở gần nguồn nước, điều này sẽ làm tăng nguy cơ lây lan các tác nhân gây bệnh trong đó có các vi khuẩn kháng kháng sinh ra ngoài cộng đồng [30]. 1.2.4.3. Sử dụng kháng sinh trong chăn nuôi Việc sử dụng kháng sinh trong chăn nuôi tác động vào tình trạng kháng kháng sinh của vi khuẩn. Tại Bắc Mỹ và châu Âu, khoảng 50% lượng kháng sinh sản xuất ra được sử dụng trong thức ăn cho gia súc và gia cầm. Phần lớn lượng kháng sinh này được sử dụng như là hoạt chất phụ trợ trong thức ăn để phòng bệnh và tăng trọng bất chấp tình trạng sức khỏe của gia súc và gia cầm sẽ làm tăng tình trạng kháng kháng sinh của các vi khuẩn như Salmonella, E. coli…và thông qua thực phẩm sẽ gây bệnh trên người. Tại Đan Mạch, năm 1994 trong khi chỉ có 24kg vancomycin được sử dụng trên người thì có tới 24.000kg apoparcin (biệt dược của vancomycin) được sử dụng cho chăn nuôi. Vancomycin được cho là nguyên nhân tạo ra các chủng Enterococcus faecium kháng vancomycin và các chủng vi khuẩn này được phát hiện trên người do ăn phải các sản phẩm thịt bị ô nhiễm. Khi apoparcin bị cấm sử dụng tại Đan Mạch năm 1995, Đức năm 1996 và toàn liên minh châu Âu năm 1997 thì tỷ lệ Enterococcus faecium kháng vancomycin phân lập trên người giảm rõ rệt, điều này cho thấy có thể khống chế 18
được sự gia tăng của vi khuẩn kháng thuốc thông qua việc sử dụng kháng sinh [12, 63, 73, 74]. 1.2.4.4. Do bác sỹ Khi sử dụng kháng sinh sẽ tạo ra áp lực chọn lọc cho vi khuẩn kháng thuốc. Sử dụng kháng sinh không hợp lý và thường xuyên sẽ làm tăng nguy cơ kháng kháng sinh của vi khuẩn. Đối với thầy thuốc việc sử dụng kháng sinh theo kinh nghiệm, liều cao và kéo dài và phần lớn không dựa vào các kết quả xét nghiệm xảy ra phổ biến ở các quốc gia đang phát triển. Thầy thuốc phải chịu áp lực khi kê đơn thuốc theo yêu cầu của bệnh nhân ngay cả khi không có chỉ định điều trị bằng kháng sinh. Ở một số quốc gia, nhiều người tin rằng sử dụng kháng sinh theo đường tiêm có tác dụng tốt hơn so với đường uống, điều này đã dẫn đến tình trạng gia tăng việc sử dụng các loại kháng sinh phổ rộng bằng đường tiêm trong khi chỉ cần điều trị bằng đường uống với các kháng sinh thông thường [14, 34, 49, 52]. 1.2.4.5. Chất lượng kháng sinh kém Khi bảo quản nhiệt độ >250C sẽ giảm hoạt tính kháng sinh, kháng sinh quá hạn sử dụng, hàm lượng thấp không những không thể tiêu diệt được hoàn toàn vi khuẩn gây bệnh mà còn tạo điều kiện cho vi khuẩn kháng lại kháng sinh [26, 51, 65]. Ngoài ra một số kháng sinh được bán tại các nước đang phát triển không chứa đủ hàm lượng như đã ghi trên nhãn thuốc, thành phần chủ yếu trong các loại thuốc giả này thường là bột mỳ. Nhiều nghiên cứu cho thấy có khoảng 65% trong tổng số 751 hoạt chất đã được làm giả tại hơn 28 quốc gia trên thế giới được ghi nhận [7, 41, 45]. 1.2.4.6. Gia tăng sự đi lại quốc tế Làm lây lan các chủng vi khuẩn kháng thuốc từ 1 quốc gia sang các quốc gia khác trên thế giới qua đường hàng không. Ví dụ: vi khuẩn kháng carbapenem mang gen NDM1 tại Anh có nguồn gốc từ Ấn Độ [39]. 1.2.4.7. Hệ thống giám sát kháng sinh 19
Tại các quốc gia phát triển đã xây dựng được hệ thống giám sát kháng sinh như Mỹ và liên minh châu Âu chuẩn thức, qua hệ thống này các thông tin về mức độ, xu hướng và phát hiện được các trường hợp kháng thuốc mới của vi khuẩn sẽ được sử dụng để phân tích và đánh giá…qua đó sẽ giúp cho các thầy thuốc và các nhà quản lý đưa ra các chính sách phù hợp để ngăn chặn sự gia tăng của vi khuẩn kháng kháng sinh. Tuy nhiên, hiện nay hầu hết tại các quốc gia đang phát triển, các số liệu về tình hình kháng kháng sinh của vi khuẩn chủ yếu dựa vào các báo cáo từ các bệnh viện, và các kết quả từ các hoạt động nghiên cứu. Các số liệu này không thể phản ánh được đầy đủ thực trạng kháng kháng sinh của một quốc gia và cũng thể sử dụng để so sánh với nhau do chưa có sự thống nhất từ việc lựa chọn cỡ mẫu, phương pháp xét nghiệm phát hiện vi khuẩn kháng kháng sinh. Ngoài ra ở các bệnh viện thường bị thiếu hụt các trang thiết bị, nhân lực hóa chất và thường không được yêu cầu đánh giá chất lượng bằng các hình thức như nội kiểm và ngoại kiểm, do đó các dữ liệu về kháng kháng sinh cũng không thể xem là chính xác và các số liệu này rất khó sử dụng để so sánh giữa các bệnh viện, cộng đồng cũng như giữa các vùng địa lý khác nhau [16, 73]. 1.3. Kháng sinh nhóm carbapenem Thienamycin là kháng sinh đầu tiên thuộc nhóm carbapenem được phát hiện và tách chiết từ vi khuẩn Streptomyces cattleya (S. cattleya) sống trong đất. Hoạt chất này có khả năng ức chế quá trình tổng hợp peptidoglycan của tế bào vi khuẩn. Năm 1979 Kahan và cộng sự đã tách chiết thành công thienamycin có độ tinh khiết cao >90%. Năm 2003, gen mã hóa quá trình tổng hợp thienamycin của vi khuẩn S. cattleya được phát hiện và giải trình tự, tổng hợp và phát triển thành các kháng sinh thuộc nhóm carbapenem. Kháng sinh thuộc nhóm carbapenem có cấu trúc tương tự như penicillin nhưng nguyên tố lưu huỳnh được thay thế bằng nguyên tố các bon ở vị trí 1 (Hình 1.5). Cấu trúc này có khả năng tiêu diệt các vi 20