T
ại sao vi khuẩn “biết” kháng
thuốc?
LTS: Sau sự việc vi khuẩn E.Coli gây dịch bùng phát làm nhi
ều
người mắc và một số người tử vong tại các quốc gia châu Âu -
nơi có
nền y học phát triển đã đặt ra một câu hỏi tại sao vi khuẩn tư
ởng
chừng dễ bị tiêu diệt bởi kháng sinh này lại có thể kháng thuốc?
Kháng thuốc là do “gen”
Kháng sinh là thuốc tấn công vào cơ thể vi khuẩn nhằm mục đích ti
êu
diệt. Nó như một vũ khí ngăn chặn sự sống của loài vi sinh vật n
ày.
Nhưng ngày nay, càng có nhiều loại vi khuẩn kháng thuốc v
à ngày càng
có nhiều thuốc bị kháng. T
ại sao vi khuẩn lại có khả năng nhận ra thuốc
kháng sinh và kháng lại?
Thuốc kháng sinh là một thuốc duy nhất có công hiệu có thể tiêu di
vi khuẩn gây bệnh. Nó đã cứu được hàng triệu triệu người trên th
ế giới.
Tuy nhiên, vấn nạn kháng thuốc kháng sinh đang trở thành m
ột vấn đề
đau đầu, nhức nhối và thời sự, WHO phải lên ti
ếng cảnh báo rằng
“không hành động hôm nay, ngày mai không thuốc chữa”.
Kể từ khi xuất hiện một trường hợp kháng thuốc kháng sinh đầu ti
ên vào
năm 1947, nạn vi khuẩn kháng lại kháng sinh đã lan r
ộng. Sự lan rộng
của kháng thuốc kháng sinh không chỉ về mặt địa lý, mà còn c
ả về mặt
chủng loại vi khuẩn và loại thuốc bị kháng.
Mắt xích DNA bị
đột biến trong
kháng thuốc.
Hiện tượng kháng thuốc kháng sinh đã lan từ v
ùng này sang vùng khác,
khiến nó trở thành một vấn đề toàn c
ầu. Không chỉ các quốc gia kém
phát triển và vệ sinh nghèo nàn mới có hiện tư
ợng kháng thuốc kháng
sinh mà ngay cả các nước phát triển như Anh, Pháp, Đ
ức... cũng có sự
kháng lại kháng thuốc kháng sinh.
Ngày càng có nhi
ều chủng loại vi khuẩn kháng thuốc. Ban đầu chỉ có
một loại vi khuẩn kháng thuốc là vi khuẩn tụ cầu v
àng Staphylococcus
aureus. Nhưng ngày nay đã có nhiều loài vi khuẩn có đặc tính này như
tr
ực khuẩn mủ xanh Pseudomonas aeruginosa, vi khuẩn kỵ khí gram
dương như Clostridium spp, vi khuẩn vi
êm màng não Neisseria
meningitidis, phế cầu khuẩn...
Sự kháng lại thuốc kháng sinh của vi khuẩn về cơ bản là do gen. Tức l
à
vi khuẩn “tự nhiên” có những gen kháng thuốc trong tế bào. Nh
ờ có gen
kháng thuốc mà vi khu
ẩn có đủ năng lực chống lại tác dụng của thuốc
kháng sinh. Và nhờ đó mà chúng có thể tồn tại và ti
ếp tục gây bệnh. Vấn
đề là ở chỗ, làm thế nào mà vi khuẩn có được gen kháng thuốc này?
Cách “tạo” ra gen kháng thuốc
Như trên đã nói, sự kháng thuốc có thể nói rằng về cơ b
ản do xuất hiện
các gen kháng thuốc. Nhưng không phải “tự nhiên” mà vi khu
ẩn có
được mẩu gen nguy hại này. Việc có được gen kháng thuốc là do m
ột
trong nhiều cách thức sau đây:
Thứ nhất là do đột biến, tức là chính thuốc kháng sinh đã làm đ
ột biến
hệ vật chất di truyền của vi khuẩn làm cho hệ vật chất này b
ị biến đổi.
Cụ thể ở đây là DNA của vi khuẩn bị biến đổi. Sự biến đổi n
ày theo
hướng kháng lại thuốc kháng sinh và gen bị biến đổi này được gọi l
à gen
kháng thuốc.
Không phải là dễ dàng mà vi khuẩn có được sự đột biến này. S
ự đột biến
chỉ xảy ra khi thuốc được dùng với liều lượng không quy chuẩn v
à vi
khu
ẩn có thể sống sót sau đợt điều trị. Những “con” vi khuẩn sống sót
này sẽ nhận biết, cảm hoá và bi
ến đổi DNA để chống lại tác dụng của
thuốc kháng sinh. Và thế là gen kháng thuốc được tạo thành. Về cơ b
ản,
đây là cách thức chủ yếu nhất tạo ra kháng thuốc. Tuy nhiên, s
ự đột biến
tự thân của vi khuẩn chưa phải là cách chủ đạo gây ra s
ự kháng thuốc
lan nhanh.
Thứ hai là do sự lai tạo của dòng vi khuẩn động vật với vi khuẩn tr
ên
người. Tức là vi khuẩn gây bệnh trên người có được gen kháng thuốc l
à
do tiếp nhận được những gen kháng thuốc từ hệ vi khuẩn trên đ
ộng vật.
Quá trình này diễn ra như sau: Ban đầu, vi khuẩn trên đ
ộng vật kháng
thuốc. Sau đó, vì một lý do nào đó, những vi khuẩn này thâm nhập đư
ợc
vào cơ thể người. Những vi khuẩn bị đột biến này s
ẽ truyền tải gen
kháng thuốc theo cơ chế chuyển gen cho vi khuẩn trên ngư
ời. Vật mang
gen kháng thuốc từ vi khuẩn động vật sang vi khuẩn người là m
ột “bán
sinh thể sống” có tên gọi là plasmid. Kết quả là vi khuẩn trên ngư
ời có
khả năng kháng thuốc.
Thứ ba là có sự chuyển đổi gen kháng thuốc giữa những vi khuẩn tr
ên
lãnh thổ quốc gia này sang lãnh th
ổ quốc gia khác thông qua những chủ
thể người đi du lịch. Ban đầu, những ngư
ời đi du lịch có những vi khuẩn
kháng thu
ốc. Họ đi sang một quốc gia khác, mang theo luôn cả loại vi
khuẩn này. Những vi khuẩn này s
ẽ truyền gen kháng thuốc cho những vi
khuẩn lành ở quốc gia bị tạp nhiễm. Kết quả cuối cùng là t
ạo ra một
dòng vi khuẩn kháng thuốc ở chính quốc gia thứ hai này và t
ừ đó có thể
làm nạn kháng thuốc lan ra toàn cầu.
Các gen kháng thuốc chống lại thuốc như nào?
Xét dưới góc độ tế bào, hạt nhân giúp vi khuẩn kháng thuốc ấy chính l
à
các gen kháng thu
ốc trong bộ vật chất di truyền DNA. Những gen kháng
thuốc sẽ giúp vi khuẩn chống lại thuốc theo một trong 4 phương th
ức:
tránh sự xâm nhập kháng sinh vào tế bào, t
ổng hợp các enzym bất hoạt
hoặc phân huỷ kháng sinh, thay đổi con đường chuyển hoá và bơm th
ải
kháng sinh ra khỏi tế bào.
Một trong các phương thức chủ yếu đó là vi khu
ẩn tổng hợp ra các
enzym bất hoạt hoặc phân huỷ kháng sinh. Khi mà các enzym đư
ợc tổng
hợp ra thì chúng sẽ phân huỷ hoặc biến đổi thuốc kháng sinh th
ành
những “mảnh” không có tác dụng. Ví dụ điển hình là enzym ß-
lactamase
trong tụ cầu vàng có tác dụng phân huỷ kháng sinh dòng ß-
lactamam
như penicillin, piperacillin, cefotaxime; enzym chuyển acetyl làm bi
ến
đổi thuốc kháng sinh chloramphenicol.
Cơ chế thứ hai khá thông dụng đó là gen kháng thu
ốc giúp vi khuẩn thay
đổi chuyển hoá theo hướng không sử dụng kháng sinh trong sinh trư
ờng.
Dù có hay không có kháng sinh thì vi khuẩn cũng không bị tiêu di
ệt.
Đây là hiện tượng hay gặp khi vi khuẩn chống lại các kháng sinh d
òng
sulphonamide, quinolon, macrolid.
Không chỉ có thế, các vi khuẩn còn có kh
ả năng thải trừ kháng sinh ra
khỏi tế bào. S
ự kháng thuốc kháng sinh của trực khuẩn mủ xanh
Pseudomonas aeruginosa là một ví dụ điển hình của hình th
ức kháng lại
kháng sinh theo cơ chế này.
Nghiên cứu về tốc độ kháng thuốc người ta thấy, tỷ lệ kháng thuốc v
ào
cỡ 10-9 vi khuẩn trong cộng đồng vi sinh vật. Tỷ lệ n
ày tương đương
với các tỷ lệ đột biến di truyền tự nhiên. Nhưng sự kháng thuốc th
ì
không nhỏ như thế mà nhanh hơn rất rất nhiều lần. Đó là nh
ờ sự hoạt
động của các gen kháng thuốc theo các cơ chế như trên