intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE
 » 
 » 

Luận văn Thạc sĩ Sinh học: Nghiên cứu đặc điểm sinh học phân tử gen kháng Cephalosporin của vi khuẩn E. coli sản sinh men Betalactamase phân lập từ người chăn nuôi và lợn tại Thái Bình và Sóc Sơn

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:82

Thêm vào BST
Báo xấu
41
lượt xem 5
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu của đề tài là xác định được tỷ lệ nhiễm vi khuẩn E. coli kháng kháng sinh nhóm Cephalosporin (sản sinh enzyme beta-lactamase) phân lập từ chất thải của người chăn nuôi, chất thải của lợn và môi trường; xác định trình tự gen kháng kháng sinh của vi khuẩn E. coli sản sinh enzyme beta-lactamase; đánh giá sự tương đồng về kiểu gen kháng kháng sinh của E. coli được phân lập từ người chăn nuôi và lợn.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Sinh học: Nghiên cứu đặc điểm sinh học phân tử gen kháng Cephalosporin của vi khuẩn E. coli sản sinh men Betalactamase phân lập từ người chăn nuôi và lợn tại Thái Bình và Sóc Sơn

  1. VIỆN SINH THÁI VÀ TÀI NGUYÊN SINH VẬT TRẦN XUÂN BÁCH Nghiên cứu đặc điểm sinh học phân tử gen kháng Cephalosporin của vi khuẩn E. coli sản sinh men Beta- lactamase phân lập từ người chăn nuôi và lợn tại Thái Bình và Sóc Sơn 2016
  2. Luận văn thạc sĩ sinh học Trần Xuân Bách LỜI CẢM ƠN Trước tiên tôi xin bày tỏ lòng cảm ơn chân thành đến TS. Đặng Thị Thanh Sơn đã tận tình, hướng dẫn và tạo mọi điều kiện thuận lợi giúp đỡ tôi trong suốt quá trình hoàn thành khóa luận này. Tôi xin chân thành cảm ơn đến Ban lãnh đạo Viện Công nghệ sinh học – Viện Hàn lâm khoa học và công nghệ Việt Nam, toàn thể cán bộ Phòng Công nghệ tế bào động vật, Trung tâm giám định ADN, Phòng Công nghệ sinh học tái tạo môi trường đã giúp đỡ và tạo điều kiện cho tôi trong cả quá trình học tập, thực hiện nghiên cứu và hoàn thiện luận văn. Tôi xin chân thành cảm ơn các cán bộ Bộ môn Vệ sinh Thú y- Viện Thú y đã cung cấp mẫu cho nghiên cứu. Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo, các cán bộ của cơ sở đào tạo sau Đại học Viện Sinh thái và Tài nguyên Sinh vật đã tận tâm truyền đạt kiến thức cho tôi trong suốt khóa học. Luận văn này là một phần kết quả của đề tài có mã số 106-YS thuộc Quỹ phát triển khoa học và công nghệ quốc gia (NAFOSTED). Tôi xin chân thành cảm ơn sự hỗ trợ kinh phí từ đề tài. Cuối cùng tôi xin chân thành cảm ơn sự động viên khích lệ của gia đình, bạn bè và các đồng nghiệp trong suốt thời gian thực hiện khóa luận này. Hà Nội, ngày tháng năm 2016 Học viên Trần Xuân Bách i
  3. Luận văn thạc sĩ sinh học Trần Xuân Bách LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là trung thực và chưa được sử dụng công bố trong bất kỳ tài liệu nào. Tôi xin cam đoan mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn này đã được cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn đều đã được chỉ rõ nguồn gốc. Hà Nội, ngày tháng năm 2016 Học viên Trần Xuân Bách ii
  4. Luận văn thạc sĩ sinh học Trần Xuân Bách MỤC LỤC MỞ ĐẦU ................................................................................................................ 1 CHƯƠNG I. TỔNG QUAN TÀI LIỆU................................................................. 4 1.1.Vi khuẩn Escherichia coli (E. coli) .............................................................. 4 1.1.1. Sức đề kháng của vi khuẩn E. coli ...................................................... 6 1.1.2. Đặc tính gây bệnh của vi khuẩn E. coli ................................................. 6 1.1.3. Đặc điểm di truyền của vi khuẩn E. coli................................................ 7 1.2. Hiện tượng kháng kháng sinh của vi khuẩn E. coli ..................................... 7 1.2.1. Hiểu biết về thuốc kháng sinh ............................................................... 7 1.2.2. Khả năng kháng kháng sinh của vi khuẩn ........................................... 12 1.2.3. Enzyme beta-lactamase........................................................................ 16 1.3. Một số nghiên về tính kháng thuốc của vi khuẩn trong và ngoài nước ..... 20 1.3.1. Một số nghiên cứu trên thế giới ........................................................... 20 1.3.2. Một số nghiên cứu trong nước ............................................................. 22 CHƯƠNG II: NỘI DUNG, VẬT LIỆU, VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 24 2.1. Nội dung nghiên cứu .................................................................................. 24 2.2. Vật liệu nghiên cứu .................................................................................... 24 2.1.2. Hóa chất sử dụng ................................................................................. 25 2.1.3. Thiết bị sử dụng ................................................................................... 25 2.1.4. Phần mềm tin sinh học ......................................................................... 26 2.2. Phương pháp nghiên cứu ........................................................................... 27 2.2.1. Tách chiết ADN tổng số của vi khuẩn E. coli ..................................... 27 2.2.2. Nhân đoạn gen kháng kháng sinh của E. coli bằng phản ứng PCR .... 28 2.2.3. Phương pháp điện di kiểm tra kết quả ................................................. 33 2.2.4. Phương pháp giải trình tự theo phương pháp F. Sanger ...................... 33 2.2.5. Phương pháp phân tích trình tự nucleotide ......................................... 34 CHƯƠNG III – KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN ................................................... 36 iii
  5. Luận văn thạc sĩ sinh học Trần Xuân Bách 3.1. Kết quả phát hiện gen kháng kháng sinh nhóm cephalosporin của các chủng E. coli kháng cefotaxime phân lập từ Thái Bình và Sóc Sơn ................ 36 3.2. Đặc điểm sinh học phân tử của một số gen kháng kháng sinh .................. 40 3.2.1. Giải trình tự các gen kháng kháng sinh thu được ................................ 40 3.2.2. Đặc điểm sinh học phân tử gen CTX -M ............................................. 43 3.2.3. Đặc điểm sinh học phân tử gen TEM .................................................. 49 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.............................................................................. 52 TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................... 54 iv
  6. Luận văn thạc sĩ sinh học Trần Xuân Bách BẢNG CHỮ VIẾT TẮT E. coli Escherichia coli ESBL Extended Spectrum beta-lactamase ADN Deoxyribonucleic acid ARNt ARN de transport NST Nhiễm sắc thể PCR Polymerase Chain Reaction EDTA Ethylenediamine tetraacetic acid UV Ultraviolet Bla Beta-lactamase BLAST Basic Local Alignment Search Tool CDS Coding DNA sequence cs Cộng sự v
  7. Luận văn thạc sĩ sinh học Trần Xuân Bách DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1. Một số kháng sinh thuộc nhóm Cephalosporin ................................... 12 Bảng 2.1. Số lượng chủng E. coli nghiên cứu…………………………………………..24 Bảng 2.2. Các thiết bị sử dụng cho nghiên cứu ................................................... 26 Bảng 2.3. Phần mềm sử dụng............................................................................... 27 Bảng 2.4. Các cặp gen mồi để phát hiện các gen kháng kháng sinh TEM, SHV and CTX-M (Hasman et al. 2005) ....................................................................... 32 Bảng 2.5. Chu trình nhiệt phản ứng PCR ............................................................ 32 Bảng 3.1. Tỷ lệ phát hiện gen CTX-M và gen TEM ở các chủng E. coli kháng cefotaxime………………………………………………………………………37 Bảng 3.2. Nguồn gốc các chủng E. coli được giải trình tự gen kháng kháng sinh .............................................................................................................................. 41 Bảng 3.3. Bảng kí hiệu gen CTX-M .................................................................... 43 Bảng 3.4.Vị trí đột biến nucleotit gen CTX-M .................................................... 44 Bảng 3.5. Vị trí đột biến axit amin ....................................................................... 46 Bảng 3.6. Nhóm các gen có trình tự nucleotit giống nhau .................................. 48 Bảng 3.7. Bảng kí hiệu gen TEM……..……………………………………….. 49 vi
  8. Luận văn thạc sĩ sinh học Trần Xuân Bách DANH MỤC CÁC HÌNH Hình 1.1. Hình mô tả vi khuẩn E. coli ........................................................................5 Hình 1.2. Cấu trúc của vòng beta-lactam ..................................................................10 Hình 1.3. Cấu trúc chung của cephalosporin ............................................................11 Hình 1.4. Sự lan truyền gen kháng thuốc bằng hình thức thông qua các R-plasmid (ảnh nguồn internet) ..................................................................................................15 Hình 1.5. Đề kháng thu được do nhận được gen nằm trên Integron.........................16 Hình 1.6. Vị trí tác động của enzyme beta-lactamse ................................................20 Hình 2.1. Vi khuẩn E. coli trên môi trường thạch………………………………25 Hình 2.2. Sơ đồ nguyên lý phản ứng PCR ................................................................29 Hình 2.3. Các bước của một chu kì PCR ..................................................................31 Hình 2.4. Nguyên lý giải trình tự ADN theo phương pháp Sanger ..........................33 Hình 2.5. Kiểm tra chất lượng tín hiệu dựa trên dữ liệu trình tự ..............................34 Hình 2.6. Kiểm tra chất lượng giải mã trình tự bằng phương pháp phổ thông .........35 Hình 3.1. Kết quả phát hiện gen TEM của một số chủng E. coli bằng phản ứng PCR……………………………………………………………………………..36 Hình 3.2. Kết quả phát hiện gen CTX-M của một số chủng E. coli bằng phản ứng PCR ...........................................................................................................................36 Hình 3.3.Tỉ lệ chủng E. coli ở người mang gen kháng kháng sinh ..........................38 Hình 3.4. Tỉ lệ chủng E. coli ở lợn mang gen kháng kháng sinh ..............................38 Hình 3.5. Kết quả phát hiện gen SHV của một số chủng E. coli bằng phản ứng PCR ...................................................................................................................................40 Hình 3.6. Hình ảnh quá trình xử lý trình tự nucleotit của gen CTX-M ....................42 Hình 3.7. So sánh mức độ tương đồng của các gen CTX-M với các gen trên ngân hàng gen thế giới .......................................................................................................42 Hình 3.8. So sánh trình tự nucleotit gen CTX-M......................................................44 Hình 3.9. So sánh trình tự nucleotit gen TEM ..........................................................50 vii
  9. Luận văn thạc sĩ sinh học Trần Xuân Bách MỞ ĐẦU Việc sử dụng kháng sinh trong chăn nuôi chưa được quản lý chặt chẽ (về liều lượng kháng sinh, cách pha trộn,và dùng kháng sinh theo thói quen) sẽ dẫn đến hiện tượng tồn dư kháng sinh trong thực phẩm và các sản phẩm từ chăn nuôi gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe con người [52]. Nguy hiểm hơn cả là tạo ra các chủng vi khuẩn có khả năng kháng kháng sinh. Vấn đề vi khuẩn kháng thuốc trong những năm gần đây trở thành vấn đề toàn cầu khi ngành chăn nuôi, và đặc biệt là khi chăn nuôi lợn đang phát triển mạnh mẽ. Với đặc điểm thời tiết nóng ẩm mưa nhiều ở nước ta, dịch bệnh ở đàn lợn nuôi thường xuyên xảy ra. Một trong những biện pháp chính để phòng trị bệnh xảy ra trong chăn nuôi lợn là sử dụng thuốc kháng sinh, không chỉ riêng ở Việt Nam mà ở nhiều nước trên thế giới [26] Vi khuẩn kháng kháng sinh luôn là vấn đề quan tâm của các nước trên thế giới, đặc biệt là các nước đang phát triển. Theo Son và cs (2011), vi khuẩn kháng lại kháng sinh đang tiếp tục gây nên những tổn thất nặng nề về kinh tế trong chăn nuôi và gây nguy hiểm đến tính mạng của người bệnh và vật nuôi [48]. Vi khuẩn và gen kháng thuốc của vi khuẩn có thể nhanh chóng lan truyền ra môi trường, kể cả trong bệnh viện, cộng đồng và trong chăn nuôi. Trong khi tốc độ đề kháng kháng sinh ngày càng gia tăng thì việc nghiên cứu tìm ra các loại kháng sinh mới để điều trị thì gặp khó khăn. Như vậy trong cuộc chạy đua dành ưu thế thì vi khuẩn đang vươn lên dẫn trước. Khoảng cách giữa khả năng vi khuẩn biến đổi để trở thành chủng kháng kháng sinh và khả năng con người kiểm soát được vi khuẩn đang được nới rộng. Vì vậy, nếu chúng ta không có biện pháp làm giảm tốc độ kháng thuốc kịp thời thì sẽ đẫn đến hậu quả không có thuốc kháng sinh để điều trị. Kháng sinh nhóm beta-lactam được biết đến sớm nhất trong lịch sử kháng sinh và có vai trò đặc biệt trong điều trị nhiễm khuẩn. Hiện nay nhóm beta-lactam có số lượng kháng sinh lớn nhất, chiếm ba phần tư tổng số lượng 1
  10. Luận văn thạc sĩ sinh học Trần Xuân Bách kháng sinh đang lưu hành. Trong những năm gần đây, các kháng sinh Cephalosporin được sử dụng rộng rãi trong điều trị lâm sàng nói chung và trong điều trị thú y nói riêng. Do được sử dụng rộng rãi nên tỷ lệ vi khuẩn đề kháng các kháng sinh này là rất cao, nhất là ở các vi khuẩn Gram âm. Hiện nay đã xuất hện nhiều chủng vi khuẩn Gram âm sinh men beta-lactamase và beta-lactamase phổ rộng (ESBL: Extended Spectrum beta-lactamase) đề kháng các kháng sinh nhóm beta-lactam, bao gồm các kháng sinh phổ rộng như Cephalosporin. Sinh ESBL vẫn là nguyên nhân chủ yếu gây gia tăng đề kháng kháng sinh nhóm beta-lactam ở những vi khuẩn Gram âm như: Klebsiella pneumoniae, Pseudomonas aeruginosa đặc biệt là Escherichia coli. Trên thế giới đã có nhiều công trình nghiên cứu phát hiện sự tương đồng kiểu hình và kiểu gen của các chủng E. coli sản sinh enzyme beta-lactamse được phân lập từ bệnh phẩm bệnh nhân, sản phẩm chăn nuôi, và môi trường. Vi khuẩn E. coli dễ dàng được phát hiện trong chất thải chăn nuôi (Son et al., 2011) [47]. Đây là vi khuẩn chính gây bệnh đường tiêu hóa ở lợn và người. Việc quản lý chất thải trong ngành chăn nuôi chưa được thực hiện một cách triệt để nên một lượng lớn chất thải lợn được xả thẳng ra môi trường. Đặc biệt đối với các hộ chăn nuôi nhỏ lẻ thì việc sử dụng đồ bảo hộ, các công cụ hỗ trợ việc ngăn chặn vi khuẩn từ vật nuôi sang người trực tiếp chăn nuôi gần như chưa có. Đây là nguy cơ làm cho các vi khuẩn, trong đó có các vi khuẩn kháng kháng sinh có trong chất thải chăn nuôi lây nhiễm sang người. Đây phải chăng là những nguyên nhân cơ bản làm tăng khả năng kháng kháng sinh của E. coli ở đàn lợn và làm lây nhiễm E. coli kháng thuốc cho người chăn nuôi lợn (do thường xuyên tiếp xúc với chất thải chăn nuôi). Để làm sáng tỏ hiện tượng lây truyền gen kháng thuốc của vi khuẩn E. coli từ vật nuôi sang người, tôi thực hiện đề tài khoa học“Nghiên cứu đặc điểm sinh học phân tử gen kháng Cephalosporin của vi khuẩn E. coli sản 2
  11. Luận văn thạc sĩ sinh học Trần Xuân Bách sinh men Beta-lactamase phân lập từ người chăn nuôi và lợn tại Thái Bình và Sóc Sơn” Kết quả sử dụng trong luận văn được trích từ kết quả của đề tài NAFOSTED có mã số 106-YS. Mục tiêu của đề tài. - Xác định được tỷ lệ nhiễm vi khuẩn E. coli kháng kháng sinh nhóm Cephalosporin (sản sinh enzyme beta-lactamase) phân lập từ chất thải của người chăn nuôi, chất thải của lợn và môi trường. - Xác định trình tự gen kháng kháng sinh của vi khuẩn E. coli sản sinh enzyme beta-lactamase - Đánh giá sự tương đồng về kiểu gen kháng kháng sinh của E. coli được phân lập từ người chăn nuôi và lợn Ý nghĩa của đề tài - Kết quả nghiên cứu của đề tài là tài liệu khoa học cung cấp thông tin về thực trạng nhiễm vi khuẩn E. coli kháng kháng sinh nhóm Cephalosporin ở lợn và người chăn nuôi - Làm cơ sở khoa học cho việc khẳng định có hay không hiện tượng truyền lây gen kháng thuốc beta-lactam qua plasmid giữa người và lợn để từng bước kiểm soát vi khuẩn kháng thuốc, ngăn chặn nguy cơ kháng kháng sinh của vi khuẩn ở Việt Nam. 3
  12. Luận văn thạc sĩ sinh học Trần Xuân Bách CHƯƠNG I. TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1.Vi khuẩn Escherichia coli (E. coli) Vi khuẩn Escherichia do nhà khoa học Escherich phát hiện lần đầu tiên năm 1885. Giống Escherichia được chọn là đại diện điển hình của họ vi khuẩn đường ruột. Giống này gồm nhiều loại như E. coli, E.adecarboxylase, E.blattae, E.fergusonii, E.hermanii và E.vulneris. Trong đó E. coli có vai trò quan trọng nhất và được chọn là loài điển hình của giống Escherichia, chiếm 80% các vi khuẩn hiếu khí kí sinh ở đường ruột của người Trước đây vi khuẩn Escherichia coli được gọi là Bacterium coli commune hay Bacilus coli commnis, lần đâu tiên được phân lập từ phân trẻ em bị tiêu chảy năm 1885 và được đặt theo tên của người bác sĩ nhi khoa Đức Theodor Escherich [5]. Vi khuẩn E. coli tổng hợp một số sinh tố B, E, K và tạo quần thể vi khuẩn cân bằng ở ruột. Đồng thời E. coli cũng là nguyên nhân gây nên một số bệnh. Vi khuẩn E. coli là trực khuẩn Gram (-) có kích thước trung bình là 2-3 µm x 0,3-0,6 µm, trong môi trường nuôi cấy như canh khuẩn già xuất hiện những trực khuẩn dài 4-8µm hoặc vi khuẩn có thể dài như sợi chỉ. Rất ít chủng E. coli có vỏ nhưng hầu hết có lông và có khả năng di động, chúng không sinh nha bào và có thể có giáp mô. Vi khuẩn E. coli sống ở nhiều nơi trong môi trường, đặc biệt có cả trong cơ thể người và động vật. Trong ruột, E. coli sống hòa bình và giúp cơ thể tổng hợp các loại vitamin K, B. Hiện nay, đã tìm ra hàng trăm chủng vi khuẩn E. coli. Hầu hết các chủng E. coli là vô hại và sống trong đường ruột của người và động vật khỏe mạnh 4
  13. Luận văn thạc sĩ sinh học Trần Xuân Bách Hình 1.1. Hình mô tả vi khuẩn E. coli (ảnh nguồn internet) Theo phân lọai vi khuẩn E. coli là vi khuẩn thuộc: Bộ: Eubacteriales Họ: Enterobacteriaceae Tộc: Escherichiae Giống: Escherichia Loài: Escherichia coli Nơi cư trú chính của Escherichia coli thường ở phần sau của ruột, ít khi ở dạ dày hay ở phần trước ruột các loài động vật như: ngựa, bò, dê, cừu, lợn, chó, mèo, gia cầm và người. Chúng theo phân của người hay gia súc đào thải ra ngoài, loài ăn thịt bài tiết nhiều E. coli hơn loài ăn cỏ. E. coli xuất hiện và sinh sống rất sớm trong đường ruột người và động vật, chỉ vài giờ sau sinh (sau khi đẻ 2 giờ) và tồn tại đến khi con vật chết. Theo Nguyễn Như Thanh và cs (2001). Các chủng E. coli không gây bệnh mà chỉ khi các điều kiện nuôi dưỡng, chăm sóc, vệ sinh thú y kém và trên cơ sở mắc kế phát sau các bệnh ký sinh trùng, bệnh virus, … dẫn tới sức 5
  14. Luận văn thạc sĩ sinh học Trần Xuân Bách chống đỡ của con vật suy giảm thì vi khuẩn E. coli mới trở nên cường độc và có khả năng gây bệnh [6]. 1.1.1. Sức đề kháng của vi khuẩn E. coli Vi khuẩn E. coli không sinh nha bào nên có sức đề kháng yếu, bị diệt ở nhiệt độ 55oC trong 1 giờ hoặc 60oC trong vòng 30 phút, đun sôi 100oC thì chết ngay. Những chủng vi khuẩn E. coli trong phân có xu hướng đề kháng cao hơn những chủng phân lập được ở môi trường bên ngoài. Ở môi trường bên ngoài, các chủng vi khuẩn E. coli gây bệnh có thể tồn tại đến 4 tháng [6] Các chất sát trùng thông thường như axit Phenic 3%, Hydroperoxit 1%, Focmon 1%... có thể diệt vi khuẩn trong 5 phút. 1.1.2. Đặc tính gây bệnh của vi khuẩn E. coli E. coli là thành viên thuộc nhóm vi khuẩn thông thường sống trong đường tiêu hóa của người và vật nuôi, chiếm tỷ lệ cao nhất trong số các vi khuẩn hiếu khí. Tuy nhiên, E. coli cũng là vi khuẩn gây bệnh quan trọng , nó đứng đầu trong các vi khuẩn gây bệnh tiêu chảy, viêm đường tiết niệu, viêm đường mật. E. coli gây bệnh bởi nhiều yếu tố, có yếu tố là độc tố và có yếu tố không phải là độc tố bao gồm: - Khả năng bám dính: yếu tố bám dính giúp vi khuẩn thực hiện bước đầu tiên của quá trình gây bệnh là bám dính lên niêm mạc ruột nhờ một hay nhiều yếu tố bám dính. Chúng có 4 yếu tố bám dính quan trọng là F4, F5, F6, F41. - Khả năng xâm nhập: là khả năng vi khuẩn qua được hàng rào bảo vệ lớp musoca trên bề mặt ruột non và tế bào biểu mô, đồng thời sản sinh và phát triển trong lớp tế bào này, tránh sự đại thực bào. - Khả năng gây dung huyết: khả năng sản sinh ra Heamolysin của E. coli có thể được coi như một yếu tố độc lực quan trọng. Kiểu dung huyết quan trọng nhất là kiểu α và β. 6
  15. Luận văn thạc sĩ sinh học Trần Xuân Bách - Tính kháng kháng sinh: Yếu tố quy định khả năng kháng kháng sinh của E. coli nằm trong plasmid. Các plasmid nằm trong tế bào vi khuẩn thuộc họ vi khuẩn đường ruột nói chung và E. coli nói riêng có khả năng tồn tại, nhân lên và chuyển giao giữa các chủng vi khuẩn, do vậy nó có vai trò quan trọng có thể gây nên hiện tượng kháng thuốc và có thể truyền ngang (lây truyền giữa các loài vi khuẩn khác nhau) hoặc truyền dọc (lây truyền tính kháng thuốc giữa các vi khuẩn cùng loài). Sử dụng một thuốc hóa học điều trị nào điều trị E. coli trong một thời gian dài dẫn đến khả năng kháng không chỉ thuốc đó mà còn kháng cả thuốc khác [4], [7] 1.1.3. Đặc điểm di truyền của vi khuẩn E. coli Vật liệu di truyền của vi khuẩn E. coli là ADN. Có hai loại ADN là ADN nhiễm sắc thể và ADN ngoài nhiễm sắc thể. ADN nhiễm sắc thể là một phân tử ADN xoắn kép dạng vòng tạo nên nhiễm sắc thể duy nhất. ADN ngoài nhiễm sắc thể hay còn gọi là plasmid. Plasmid cũng là ADN hai sợi xoắn kép dạng vòng, chúng chứa nhiều gen mã hóa cho nhiều đặc tính không thiết yếu cho sự sống của tế bào nhưng có thể giúp cho E. coli tồn tại dưới áp lực của chọn lọc. Nhờ plasmid mà chúng có thể vận chuyển yếu tố di truyền cho tế bào khác qua các cơ chế: biến nạp, tải nạp và tiếp hợp. 1.2. Hiện tượng kháng kháng sinh của vi khuẩn E. coli 1.2.1. Hiểu biết về thuốc kháng sinh 1.2.1.1. Định nghĩa [3], [8] Năm 1929, Alexander Fleming phát hiện ra khả năng kháng khuẩn của nấm Penicillium notatum, mở đầu cho nghiên cứu và sử dụng kháng sinh. Năm 1938, Florey và Chain đã thực nghiệm penicillin trong điều trị. Năm 1942, Waksman (là người phát hiện ra streptomycin và được giải Nobel) đã định nghĩa: 7
  16. Luận văn thạc sĩ sinh học Trần Xuân Bách “Một chất kháng sinh hay một hợp chất có tính kháng sinh là một chất do các vi sinh vật sản xuất ra, có khả năng ức chế sự phát triển hoặc thậm chí tiêu diệt các vi khuẩn khác”. Năm 1950, Baron bổ sung và giới hạn định nghĩa như sau: “Kháng sinh là những chất được tạo ra bởi những cơ thể sống, có khả năng ức chế sự phát triển hay sự tồn tại của một hay nhiều chủng vi sinh vật ở nồng độ thấp”. Ngày nay, kháng sinh không chỉ được tạo ra bởi các vi sinh vật mà còn được tạo ra bằng quá tình bán tổng hợp hoặc tổng hợp hóa học, do đó định nghĩa về kháng sinh cũng được thay đổi, hiện nay kháng sinh được định nghĩa như sau: “Kháng sinh là những chất có nguồn gốc vi sinh vật, được bán tổng hợp hoặc tổng hợp hóa học. Với liều lượng thấp có tác dụng kìm hãm hoặc tiêu diệt vi sinh vật gây bệnh”. 2.2.1.2. Cơ chế tác dụng của thuốc kháng sinh  Kháng sinh ức chế tổng hợp màng vách tế bào vi khuẩn Chất kháng sinh ức chế tổng hợp mucopeptid ở vách thế bào vi khuẩn. Thuộc nhóm này gồm có các beta-lactam, Cephalosporin… Penicillin và các dẫn xuất beta-lactam có cấu trúc giống như chuỗi peptid do vi khuẩn tổng hợp nên để tạo màng tế bào. Do vậy, khi tổng hợp màng tế bào, vi khuẩn tạo phức nhầm với các chất đó, phức hợp này bền vững và không hồi phục. Phản ứng xuyên mạch tạo màng bị cản trở. Một số kháng sinh lại có tác dụng vào việc vận chuyển, trùng hợp mucopeptid. Chúng có tác dụng phá hoại chức năng màng nguyên sinh của tế bào vi khuẩn. Thuộc nhóm này có 30 chất, trong đó có: Polymicin B, Colistin, Bacitracin, Anbomycin, Vancomycin, Ristomycin.  Kháng sinh ức chế tổng hợp protein của vi khuẩn Kháng sinh làm tổng hợp protein bất thường: Đại diện nhóm này là Streptomycin, tác dụng gây ức chế tổng hợp protein của vi khuẩn ở mức ribosome. Thuốc gắn vào tiểu phần 30S của ribosom. Qua đó làm đọc sai mã 8
  17. Luận văn thạc sĩ sinh học Trần Xuân Bách di truyền, dẫn đến việc tổng hợp tích lũy những polypeptide sai lạc. Thuốc có tác dụng kìm hãm sự phát triển của vi khuẩn. Kháng sinh phong bế tổng hợp protein: Đại diện nhóm này là Chloramphenicol, thuốc gắn với tiểu phần 50S, 70S của ribosom trong tế bào, ngăn cản mạch peptid kéo dài. Chlophenicol làm quá trình tổng protein của vi khuẩn bị đình trệ ngay. Các thuốc thuộc nhóm Tetracycline lại gây ức chế quá trình tổng hợp protein của vi khuẩn bằng cách gắn vào phần 30S của ribosom nên ức chế gắn aminoacyl – ARNt mới vào vị trí tiếp nhận trên phức hợp ARNm-ribosom gây gián đoạn quá trình tỏng hợp chuỗi peptid.  Thay đổi tính thấm của màng tế bào Màng có tính thấm chọn lọc đối với các ion để duy trì sự ổn định cho các thành phần bên trong màng. Các kháng sinh tác động lên màng, làm thay đổi tính thấm của màng, gây rối loạn quá trình trao đổi chất giữa tế bào vi khuẩn với môi trường làm vi khuẩn bị tiêu diệt.  Kháng chuyển hóa (ức chế tổng hợp axit folic) Axit folic cần cho sự tồn tại và phát triển của vi khuẩn.Các kháng sinh kháng chuyển hóa có khả năng ức cạnh tranh với enzyme làm nhiệm vụ tổng hợp và chuyển hóa axit folic. Kết quả là quá trình tổng hợp và chuyển hóa axit folic bị ngưng làm cho vi khuẩn bị tiêu diệt 1.2.1.3. Phân loại thuốc kháng sinh Có nhiều cách phân loại thuốc kháng sinh như: Phân loại theo nguồn gốc, phân loại theo hoạt phổ kháng sinh, phân loại theo mức độ tác dụng, phân loại theo cơ chế tác dụng, phân loại theo cấu trúc hóa học,…Tuy nhiên phân loại theo cấu trúc hóa học là cách phân loại thông dụng nhất vì hoạt phổ kháng sinh, mức độ tác dụng, cơ chế tác dụng và cấu trúc hóa học luôn liên quan chặt chẽ với nhau [2]. Với cơ sở này, người ta phân loại thuốc kháng sinh thành các nhóm sau: 1. Kháng sinh Beta-lactam 9
  18. Luận văn thạc sĩ sinh học Trần Xuân Bách 2. Kháng sinh Aminoglycosid 3. Kháng sinh Tetracyclin 4. Cloramphenicol và dẫn chất 5. Kháng sinh Macrolid 6. Kháng sinh Lincosamid 7. Các kháng sinh khác: Rifamycin + Kháng sinh nhóm beta-lactam [8]  Cấu trúc kháng sinh nhóm beta - lactam Tất cả các kháng sinh nhóm beta-lactam đều có vòng beta-lactam trong cấu trúc phân tử. Vòng beta-lactam có cấu trúc không gian hoá học 4 cạnh gồm 3 nguyên tử C và một nguyên tử N Hình 1.2. Cấu trúc của vòng beta-lactam  Cơ chế tác dụng của kháng sinh nhóm beta-lactam Vi khuẩn tổng hợp vách tế bào cần enzyme transpeptidase, xúc tác tạo các liên kết chéo trong hệ thống peptidoglycans cấu tạo vách tế bào. Kháng sinh nhóm beta-lactam gắn được vào vị trí hoạt động của transpetidase này nên ức chế quá trình tổng hợp vách tế bào vi khuẩn, từ đó vi khuẩn dễ dàng bị tiêu diệt.  Phân loại kháng sinh nhóm beta-lactam 10
  19. Luận văn thạc sĩ sinh học Trần Xuân Bách Gồm 2 phân nhóm chính: penicillins và cephalosporins [8] + Cephalosporin Lịch sử, cấu tạo Năm 1948, Abraham và cộng sự phân lập từ môi trường nuôi cấy nấm Cephalosporinum aeremonium thu được cephalosporin có hoạt tính kháng khuẩn yếu nên không được dùng trong điều trị. Các cephalosporin hiện đang dùng là các chất bán tổng hợp từ 7-amino-cephalosporin. Cấu trúc vòng 7ACA cũng dễ bị cephalosporinase phá hủy làm mất tác dụng kháng khuẩn. Cấu trúc chung của kháng sinh cephalosporin gồm 2 vòng: vòng beta- lactam 4 cạnh gắn với một dị vòng 6 cạnh. Khi thay đổi các gốc R được các cephalosporin có độ bền, tính kháng khuẩn và dược động học khác nhau. Hình 1.3. Cấu trúc chung của cephalosporin - Tính chất hóa học Vòng beta-lactam trong các cephalosporin kém bền do cộng hưởng en- amin không tồn tại. So với penicillin thì các cephalosporin bền với axit hơn. -Tính kháng thuốc Do vi khuẩn sinh ra enzyme beta-lactamase có tác dụng mở vòng beta- lactam làm kháng sinh mất tác dụng Còn các cách kháng không sinh ra enzyme beta-lactamase để thực hiện gọi là cách kháng gián tiếp (được gọi là kháng methicillin) Hiện nay có 5 thế hệ cephalosporin 11
  20. Luận văn thạc sĩ sinh học Trần Xuân Bách Bảng 1.1. Một số kháng sinh thuộc nhóm Cephalosporin Cefazolin, Cephalothin, Cephalexin, Cefadroxil, Thế hệ 1 Cefaloridine, Cefalotin, Cefapirin, Cefazedone, Ceftezole… Thế hệ 2 Cefuroxime, Cefaclor, Cefamandole, Cefamycins Cefoxime, Ceftriaxone, Cefpodoxime, cefodizime, Thế hệ 3 Ceftizoxime, Ceftazidime… Thế hệ 4 Cefepime, Cefpirome, Cefquinome, Cefozopran Thế hệ 5 Cefbiprole, Ceftaroline fosamil Trong khuôn khổ nghiên cứu của đề tài, nhóm nghiên cứu tập trung nghiên cứu phát hiện gen và phân tích mức độ tương đồng gen kháng Cephalosporin là nhóm kháng sinh được sử dụng để điều trị bệnh do vi khuẩn E. coli gây ra 1.2.2. Khả năng kháng kháng sinh của vi khuẩn 1.2.2.1. Hiện tượng kháng thuốc kháng sinh của vi khuẩn Kháng thuốc kháng sinh là nói đến khả năng của vi khuẩn chống lại hiệu quả của thuốc kháng sinh. Kháng thuốc xảy ra khi vi khuẩn thay đổi theo một cách mới để làm giảm hoặc loại bỏ hiệu quả của thuốc chữa bệnh. Một khi kháng thuốc, vi khuẩn không chết mà vẫn tồn tại và tiếp tục nhân lên, gây ra nhiều tác hại khác. Theo Nguyễn Vĩnh Phước (1978), một vi khuẩn của một loài nhất định được gọi là đề kháng với thuốc nếu nó có thể sống tồn tại và phát triển được trong môi trường có nồng độ kháng sinh cao hơn nồng độ ức chế sinh trưởng và phát triển của phần lớn những cá thể khác hoặc những loài khác trong cùng một canh khuẩn [5] 1.2.2.2. Phân loại hiện tượng kháng thuốc 12
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

TL.01: Bộ Tiểu Luận Triết Học
207 tài liệu
1474 lượt tải
THÔNG TIN
TRỢ GIÚP
HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG
Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.

 

Đồng bộ tài khoản
15=>0