0356Khảo sát tính đề kháng kháng sinh của các chủng Staphylococcus anureus phân lập được từ các mẫu bệnh phẩm máu và mủ tại Bệnh viện Nhi Đồng

Staphylococcus aureus (T c u khu n)

c đi m hình thái và c u trúc

Staphylococcus aureus là vi khu n gram d ng, hình c u, đ ng kính 0,5-

Chùm nho có chiều dài khoảng 1,5 m, được hình thành từ các thành phần riêng lẻ kết hợp lại với nhau, tạo nên một cấu trúc đồng nhất Sự hình thành chùm nho xảy ra trong quá trình vi khuẩn phát triển trong môi trường đặc thù, kết quả từ sự phân chia tế bào diễn ra liên tục.

Chúng không di động, không sinh nha bào, và nang chỉ có mặt trong những tế bào non, nhưng biến mất khi tế bào giai đoạn phân định Màu sắc khuẩn lạc trên môi trường Tryptic Soy Agar (TSA) có thể từ màu kem đến màu hồng sáng.

Thành t bào ch a peptidolican hình thành m t hàng rào v ng ch c xung quanh t bào và acid teichoic giúp duy trì môi tr ng ion thích h p cho màng cytoplasma, đ ng th i b o v b m t t c u.( [12],[23])

Tính ch t nuôi c y

Staphylococcus aureus là một loại vi khuẩn hiếu khí và kỵ khí tùy nghi, có khả năng thực hiện cả quá trình hô hấp và lên men Chúng thu nhận năng lượng thông qua các quá trình chuyển hóa như glycolysis, chu trình hexose monophosphate và chu trình axit tricarboxylic.

Staphylococcus aureus là một loại vi khuẩn có khả năng sản xuất catalase và có thể sử dụng nhiều loại carbohydrate khác nhau Chúng phát triển tốt nhất trong điều kiện nhiệt độ từ 30°C đến 37°C và pH gần trung tính, với giới hạn nhiệt độ tối thiểu là 10°C.

45 o C và pH 7.2 -7.4) nhi t đ phòng thoáng, có ánh sáng, t c u khu n sinh ra s c t

Sắc tố tự nhiên có ba loại chính: sắc tố vàng, sắc tố trắng và sắc tố vàng chanh Các sắc tố này không tan trong nước nhưng lại tan trong ether, benzen, aceton và chloroform Để tạo ra sắc tố tự nhiên, cần nuôi cây trong môi trường thích hợp, đặc biệt là khoai tây, ở nhiệt độ khoảng 20 độ C.

25 o C Trên th ch th ng, t c u m c v i khu n l c tr n l i, đ ng kính kho ng 1- 4

Hình 2: T c u Staphylococcus aureus gram d ng du i kính hi n vi [13]

Staphylococcus aureus có hai hình thái chính là S (Smooth: trơn nhẵn) và R (Rough: xù xì) Chúng có hình dạng cầu, thường xuất hiện trong môi trường khí, tạo thành váng trên bề mặt Vi khuẩn này phát triển tốt trên môi trường có khoai tây và huyết thanh đông Chúng có khả năng gây bệnh và có thể gây hiện tượng dung huyết (máu th) trong các trường hợp nhiễm trùng.

S aureus có enzyme catalase phân gi i oxy già gi i phóng oxy và nu c:

S aureus cho ph n ng đông huy t t ng d ng tính do chúng ti t ra enzyme coagulase Ðây đ c xem là tính ch t đ c tr ng c a S aureus, là tiêu chu n đ phân bi t S aureus v i các t c u khác Có hai d ng coagulase: coagulase – “c đnh” (-

Coagulase có hai loại: coagulase "cố định" (bound) gắn vào thành tế bào và coagulase "tự do" (free) được phóng thích ra ngoài Có hai phương pháp để thực hiện thí nghiệm coagulase: phương pháp trên lam kính và phương pháp trong ống nghiệm Phương pháp lam kính giúp phát hiện coagulase "cố định" bằng cách phản ứng trực tiếp với fibrinogen, trong khi phương pháp ống nghiệm phát hiện coagulase "tự do" thông qua phản ứng gián tiếp với fibrinogen kết hợp với các yếu tố khác trong huyết thanh, tạo thành tủa.

C ch thông th ng bi u di n quá trình đ ông t huy t t ng nh sau:

S aureus có khả năng sản xuất DNAse và phosphatase dương tính, đồng thời có khả năng lên men và sinh acid từ manitol, trehalose, và sucrose Tất cả các dòng S aureus đều nhạy cảm với Novobicine, kháng với chất diệt trùng, và có khả năng tồn tại trong môi trường chứa đến 15% muối NaCl.

Trên môi trường Baird Parker (BP), khuẩn lạc của S aureus xuất hiện dưới dạng màu đen nhánh, bóng, đường kính 1-1,5 mm, xung quanh có vòng sáng rực 2-5 mm do sự hiện diện của potassium tellurite K2TeO3 và lecithinase Trong khi đó, trên môi trường MSA (Manitol salt agar), khuẩn lạc tròn, bầu, màu vàng nhạt đến vàng đậm và làm vàng môi trường xung quanh do quá trình lên men manitol Hầu hết các dòng S aureus có khả năng sản xuất một hoặc nhiều loại enterotoxin trong môi trường có nhiệt độ trên 15°C, đặc biệt là khi chúng phát triển ở nhiệt độ 35°C.

B ng 1: So sánh nh ng đ c tính c a S.aureus, S.epidermidis và Micrococci c tính S.aureus S.epidermidis Micrococci

Hình 3: Môi tr ng BP [13] Hình 4: Môi tr ng Chapman [13]

i u ki n t ng tr ng và s phân b

Nhu c u dinh d ng cho s phát tri n c a Staphylococcus aureus thay đ i tùy thu c vào t ng dòng

S aureus có kh n ng phát tri n trong kho ng nhi t đ r t r ng, t 7-48 o C, v i nhi t đ c c thu n là 30-45 o C; kho ng pH 4.2-9.3 v i đ pH c c thu n là 7-7,5; và trong môi tr ng ch a trên 15% NaCl T c u b n v ng khi có n ng đ đ ng cao, nh ng b c ch b i n ng đ 60%; n ng đ t 33 - 55%, t c u v n phát tri n, trong khi các vi khu n khác nh Shigella và Salmonella b c ch

S aureus có khả năng bám dính tốt trên nhiều loại tế bào và máy móc, giúp tăng cường tính kháng cự với các yếu tố khô và lạnh Những đặc điểm này cho phép S aureus phân bố rộng rãi trên da, màng nhầy, tóc, và trong mũi của người và động vật máu nóng Vi khuẩn này được coi là một trong những vi khuẩn mạnh mẽ có thể sống sót tốt bên ngoài kích thích S aureus tồn tại trong không khí, bụi và nước, mặc dù chúng thiếu tính di động và rất nhạy cảm với thuốc kháng sinh và chất diệt khuẩn Tuy nhiên, S aureus cũng khá nhạy cảm với nhiệt độ.

60 o C t 2-50 phút tùy t ng lo i th c ph m và là vi sinh v t c nh tranh y u, d b các vi sinh v t khác c ch

Có 10 - 50% dân s v n s ng kh e m nh dù mang S aureus T l mang vi khu n cao h n các nhân viên y t , b nh nhân l c máu, có b nh ti u đ ng type 1, chích xì ke, nhi m HIV, m c b nh da mãn tính Sau 2 tu n n m vi n, t l này lên đ n

30%-50% các trường hợp nhiễm khuẩn thực phẩm liên quan đến Staphylococcus aureus, với khả năng sinh độc tố cao Nhiễm khuẩn thực phẩm chủ yếu xảy ra qua con đường tiếp xúc trực tiếp với người Sự hiện diện với mật độ cao của S aureus trong thực phẩm cho thấy điều kiện vệ sinh trong quá trình chế biến kém và kiểm soát nhiệt độ không tốt Tuy nhiên, điều này không đảm bảo rằng thực phẩm đó sẽ gây ngộ độc, mà chỉ xảy ra khi S aureus phát triển đến mức độ nhất định Ngoài ra, chỉ với một lượng nhỏ S aureus cũng có thể gây ngộ độc.

Phân l p và phát hi n Staphylococcus aureus

Ki m tra tr c ti p trên kính hi n vi v i nh ng d ch l ng vô trùng (máu, d ch não tu ) K t qu đ c xác nh n là c u khu n Gram (+) có ngh a t ng đ ng là

Staphylococci Nhi u môi tr ng đ c dùng đ phát hi n Staphylococci, đ c bi t là

S.aureus là một loại vi khuẩn thường gặp trong môi trường, có thể được phân lập bằng các hóa chất độc hại Môi trường này chứa các thành phần như NaCl, tellurite, lithium chloride và nhiều loại kháng sinh khác nhau Một số môi trường được sử dụng để phân lập và xác định mức độ nhiễm S.aureus trên 100 vi khuẩn/g thực phẩm bao gồm môi trường Staphylococcal 110.

VogelJohnson, th ch Egg yolk-sodium azide, th ch tellurite-polymixin-egg yolk và

STT Môi tr ng Tác nhân ch n l c Tác nhân ch n đoán

Lithium chloride Potassium telluride Polymicin Bsulfate

B ng 2: M t s môi tr ng ch n l c cho S.aureus

Môi trường nuôi cấy thích hợp cho S aureus bình thường không bị tác động Tuy nhiên, do sự ảnh hưởng của quá trình chế biến, bảo quản và điều kiện bất lợi, việc tăng sinh S aureus cần có những tác nhân thích hợp S aureus có thể không phát triển trong những môi trường tự nhiên truyền thống Môi trường Baird-Parker là lựa chọn tối ưu cho việc tăng sinh những tế bào bắc cầu bình thường.

Các loài Staphylococcal được xác định qua một số đặc điểm như hình thái khuẩn lạc, khả năng tạo coagulase, tan huyết, độ kháng Novobiocin, khả năng tạo acetoin và sử dụng nguồn carbonhydrat trong điều kiện hiếu khí Trên môi trường không chọn lọc như TSA (tryptic soy agar), chúng phát triển mạnh mẽ và phân lập các loài khác nhau.

Staphylococcal phát tri n m nh sau 18-24 gi /35 o C v i đ ng kính khu n l c 1-3 mm D a vào hình thái và màu s c khu n l c có th tr giúp xác đnh các loài

c tính và các y u t đ c l c

Staphylococcus aureus là tác nhân gây ra nhiều bệnh nhiễm trùng nghiêm trọng, bao gồm viêm phổi, viêm vú, viêm màng não và nhiễm trùng tiểu Loại vi khuẩn này thường gây ra các nhiễm trùng trên bề mặt da và có thể dẫn đến những biến chứng nguy hiểm như viêm nội tâm mạc và viêm xương tủy S aureus cũng là nguyên nhân chính của các nhiễm trùng liên quan đến dụng cụ y khoa và có khả năng sản sinh ra enterotoxin trong thực phẩm, gây ngộ độc thực phẩm Ngoài ra, vi khuẩn này còn tạo ra siêu kháng nguyên trong máu, dẫn đến sốc nhiễm khuẩn.

Protein b m t thúc đẩy sự bám dính của tế bào ch Nó cũng kích thích các dòng đuôi protein gắn kết fibronogen, giúp tăng cường khả năng dính của các khối máu và mô bị tổn thương Các protein gắn kết còn tạo thành các dòng gây bệnh viêm xung quanh và viêm khắp.

- Y u t xâm l n (hemolysins, leukocidin, kinase, hyaluronidase): giúp vi khu n lan ra trên mô, phân h y màng t bào eukaryote

 - toxin ( - hemolysin): đây là đ c t kh màng m nh nh t c a S aureus

Monomer gắn kết với màng tế bào có thể tạo ra các tác động quan trọng, bao gồm việc tiêu diệt và bảo vệ tế bào khỏi các toxin Những chất này có khả năng chuyên biệt trong việc di chuyển, cho phép tạo ra các liên kết cation hóa trên bề mặt màng tế bào.

 - toxin: đây là m t m ch enzyme phân h y màng giàu lipid Th nghi m đ i v i - toxin là ph n ng phân h y h ng c u c u

 - toxin: là m t đ c t có peptide nh - toxin có th phân h y m t s d ng t bào khác nhau

 Leukocidin: là protein đa thành ph n, do nhi u thành ph n riêng r h p l i phân h y màng Leukocidin c ng phân h y máu nh ng y u h n – hemolysin Ch

2% trong t t c các dòng S aureus có th t o leukocidin, nh ng đ n g n 90% các dòng phân l p t v t x c trên da có t o đ c t này

 Hyaluronidase: làm gi m ch t gian bào c a t bào ch và giúp t c u lan r ng sang các vùng xung quanh

 Catalase: có ch c n ng b t ho t hydrogen peroxide và các g c t do hình thành do h th ng myeloperoxidase trong t bào ch

Coagulase là một enzyme nội bào kết hợp với prothrombin trong tế bào để hình thành phức hợp staphylothrombin, thường được sử dụng để phát hiện S aureus trong các phòng thí nghiệm Mặc dù coagulase không phải là yếu tố gây đông duy nhất, nhưng nó có thể bảo vệ vi khuẩn khỏi hệ thống miễn dịch bằng cách gây đông Một số nghiên cứu cho thấy có mối liên hệ giữa coagulase và yếu tố gây đông, trong đó yếu tố này quyết định sự kết dính fibrinogen trên bề mặt tế bào S aureus Nghiên cứu cũng chỉ ra rằng có thể tồn tại một lượng nhỏ coagulase trên bề mặt vi khuẩn, tương tác với prothrombin để tạo ra fibrin Tuy nhiên, các nghiên cứu di truyền chưa xác định rõ liệu coagulase và yếu tố gây đông có tồn tại riêng biệt hay không, vì những đột biến thiếu coagulase vẫn duy trì hoạt tính yếu tố gây đông, trong khi những đột biến thiếu yếu tố gây đông vẫn biểu hiện hoạt tính coagulase bình thường.

Staphylokinase là một yếu tố phân giải fibrin, có khả năng kích hoạt plasminogen để phân hủy protein và giúp phân giải fibrin Mặc dù staphylokinase không có đặc tính gây độc, tương tự như coagulase, nhưng việc phân giải fibrin của nó lại hỗ trợ quá trình lan rộng của tế bào.

Các enzyme nội bào như TNase có khả năng kháng nhiễm, giúp hydro hóa DNA và RNA của tế bào chủ Trong khi đó, DNase, protease và lipase cung cấp chất dinh dưỡng cho vi khuẩn và có tác động gây bệnh FAME (enzyme điều chỉnh axit béo) đóng vai trò quan trọng trong việc hình thành áp-xe, vì chúng có khả năng biến đổi lipid kháng khuẩn và kéo dài tuổi thọ của vi khuẩn.

Các y u t ch ng l i s t v c a t bào ch

Capsule polysaccharide, hay còn gọi là vi nang, có thể được quan sát dưới kính hiển vi điện tử Trong các mẫu bệnh phẩm, S aureus có khả năng tạo ra một lượng lớn polysaccharide này, giúp chúng sinh sản nhanh chóng khi được đưa vào nuôi cấy trong phòng thí nghiệm Chức năng gây bệnh của vi nang vẫn chưa được làm rõ, mặc dù chúng có thể ảnh hưởng đến sự sống sót của tế bào.

Protein A là một loại protein có khả năng liên kết với phân tử IgG tại vùng Fc Trong huyết thanh, protein này có thể gây ra sự sai lệch trong các phân tử IgG, dẫn đến việc phá hủy quá trình opsonin hóa và khả năng thực bào Các chủng S aureus thiếu protein A đã cho thấy hiệu quả giảm trong khả năng thực bào, trong khi các chủng đột biến trên protein A lại làm giảm tính virulent của vi khuẩn.

 Leukocidin: S aureus t o đ c t rõ nh t trên các b ch c u đa nhân S th c bào là m t c ch quan tr ng ch ng l i s nhi m t c u, do đó leukocidin là m t y u t gây đ c

 Exfoliative exotoxin: g m hai lo i ETA và ETB Chúng gây h i ch ng ph ng da tr s sinh (Scalded Skin Syndrome) và gây ch c l (Bullous Impetigo) c tr em và ng i l n

Siêu kháng nguyên (superantigen) là các chất do S aureus sản xuất, trong đó có hai loại chính: TSST-1 (toxins gây hội chứng sốc độc) và enterotoxin TSST-1 có khả năng gây ra hội chứng sốc nhiễm độc (TSS), trong khi enterotoxin có thể gây nôn mửa và tiêu chảy, thường liên quan đến các vấn đề về thực phẩm.

75% hội chứng sốc nhiễm độc (TSS) là do toxin TSST-1 gây ra và thường gặp trên phần giải đoạn hành kinh Ngoài ra, enterotoxin B và C cũng gây ra 50% hội chứng này nhưng không liên quan đến kinh nguyệt TSS có thể xảy ra khi nhiễm một chủng vi khuẩn có khả năng sản xuất enterotoxin hoặc TSST-1, đặc biệt trong tình huống mà hệ thống miễn dịch và tế bào chống lại các kháng thể trung hòa không đủ mạnh.

Các siêu kháng nguyên kích hoạt một cách mạnh mẽ các tế bào T không chuyên biệt, dẫn đến việc kích hoạt tới 1 trong 5 tế bào T, trong khi chỉ có 1 trong 10.000 tế bào T được kích hoạt bằng kháng nguyên thông thường và cytokine Hệ quả là sự gia tăng đáng kể trong phản ứng miễn dịch so với các phương pháp kích hoạt thông thường.

S aureus là một trong những tác nhân gây bệnh chính ở người do khả năng xâm nhập vào nhiều nơi trên cơ thể và gây ra nhiều triệu chứng bệnh khác nhau.

Trong đó Enterotoxin là d ng đ c t ch u nhi t gây b nh đ ng ru t th ng g p trong các v ng đ c th c ph m liên quan đ n t c u ([12])

Kh n ng gây b nh

Tụ cầu vàng là vi khuẩn gây bệnh thường gặp, đặc biệt ở những người suy giảm miễn dịch do có nhiều yếu tố đặc trưng Vi khuẩn này có khả năng gây ra nhiều bệnh khác nhau, ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe của người bệnh.

Nhiễm khuẩn da là do tác nhân ký sinh trên da và niêm mạc, xâm nhập qua lỗ chân lông, chân tóc hoặc các tuyến bã Chúng gây ra các nhiễm khuẩn sinh mủ như mụn nhọt, áp xe, eczema và hủi Mức độ nhiễm khuẩn này phụ thuộc vào sức đề kháng của cơ thể và loại vi khuẩn gây bệnh Nhiễm trùng da thường gặp ở trẻ em và người suy giảm miễn dịch.

Nhiễm khuẩn huyết là tình trạng nhiễm trùng nghiêm trọng do vi khuẩn xâm nhập vào máu, gây ra nhiều loại nhiễm khuẩn khác nhau, đặc biệt là nhiễm khuẩn ngoài da Tình trạng này có thể dẫn đến nhiễm trùng huyết, ảnh hưởng đến các cơ quan khác nhau trong cơ thể và gây ra các áp xe ở gan, phổi, não, hoặc tim Ngoài ra, nhiễm khuẩn huyết cũng có thể gây ra viêm tắc tĩnh mạch Một số nhiễm trùng khu trú này có thể trở thành viêm mãn tính, như viêm xương.

Viêm phổi là tình trạng viêm nhiễm phổi do tác nhân vàng rất ít gặp Tình trạng này thường xảy ra sau khi viêm đường hô hấp do virus hoặc sau nhiễm khuẩn huyết Tuy nhiên, cũng có trường hợp viêm phổi tiên phát do tác nhân vàng ở trẻ em hoặc người suy yếu Tỷ lệ tử vong ở những bệnh nhân này khá cao, vì vậy nó được coi là bệnh nguy hiểm.

- Nhi m đ c th c n và viêm ru t c p: ng đ c th c n do t c u có th do n u ng ph i đ c t ru t c a t c u, ho c do t c u c trú ru t chi m s l ng u th

Sau một thời gian dài sử dụng kháng sinh, bệnh nhân có thể gặp tình trạng kháng kháng sinh, dẫn đến sự phát triển của các vi khuẩn bình thường trong đường ruột Triệu chứng của tình trạng này thường rất cấp tính, xuất hiện sau khi nhiễm khuẩn Clostridium difficile, thường xảy ra từ 2-8 giờ sau khi dùng thuốc Bệnh nhân có thể nôn mửa và tiêu chảy, với phân lỏng và chất nôn chứa nước Việc mất nước và chất điện giải có thể dẫn đến tình trạng mất nước nghiêm trọng.

Nhiễm khuẩn bệnh viện do tụ cầu vàng là một vấn đề nghiêm trọng, đặc biệt là đối với nhiễm trùng vết mổ, vì nó dẫn đến nhiễm khuẩn khó điều trị Các chủng tụ cầu này có khả năng kháng kháng sinh rất mạnh và thường phải sử dụng Vancomycin Tỷ lệ tử vong từ bệnh này là rất cao.

Hội chứng da phỏng rộp (Scalded skin syndrome) là một bệnh lý do độc tố exfoliatin gây ra, dẫn đến viêm da và hiện tượng phỏng rộp Bệnh thường gặp ở trẻ sơ sinh và có tiên lượng xấu nếu không được điều trị kịp thời.

Hội chứng sốc nhiễm độc (toxic shock syndrome) thường xảy ra ở phụ nữ sử dụng băng vệ sinh không sạch trong thời kỳ kinh nguyệt Bệnh chủ yếu khu trú ở âm đạo và có nguyên nhân từ tụ cầu vàng Cấy máu không phát hiện tụ cầu vàng Các dấu hiệu lâm sàng và vi khuẩn cho thấy rằng căn bệnh này là do nhiễm khuẩn ngoại sinh Năm 1980, đã có 940 trường hợp hội chứng này, trong đó tới 99% là phụ nữ và 98% có liên quan đến việc sử dụng băng vệ sinh không sạch trong thời kỳ kinh nguyệt.

Tình hình nhi m khu n do t c u vàng

Trên th gi i

Nhiễm khuẩn Staphylococcus aureus (SAB) là một vấn đề phổ biến và quan trọng trong y tế Tỷ lệ chính xác của SAB khó xác định, với các số liệu từ châu Âu cho thấy tỷ lệ mắc là khoảng 26/100,000 dân Một nghiên cứu tại Canada vào năm 2008 đã báo cáo tỷ lệ thấp hơn, khoảng 19.7/100,000 dân Đặc biệt, tỷ lệ nhiễm S aureus kháng Methicillin (MRSA) có thể cao hơn, dao động từ 35 đến 39/100,000 dân.

Tại Hoa Kỳ, tỷ lệ 50/100.000 dân cho thấy sự cần thiết phải giám sát chặt chẽ trong hệ thống chăm sóc sức khỏe Các số liệu này phản ánh tình trạng đặc thù và vai trò quan trọng của việc kiểm soát nhiễm trùng, đảm bảo an toàn cho bệnh nhân và nâng cao chất lượng dịch vụ y tế.

Tỷ lệ tự tử ở trẻ em tại Việt Nam đang ở mức đáng báo động, với con số 8.4 trên 100.000 dân Đặc biệt, nhóm tuổi thanh thiếu niên có tỷ lệ tự tử cao hơn so với các nhóm tuổi khác Nhiều yếu tố liên quan đến tình trạng này bao gồm giới tính, tình trạng dân tộc và các yếu tố xã hội khác.

M g c Phi, c ng đ ng b t đ u SAB, và phân nhóm b nh nhân c th có liên h v i vi c đ c ch m sóc s c kh e th ng xuyên, bao g m c b nh nhân ch y th n nhân t o

Tỷ lệ tử vong do sốc nhiễm khuẩn (SAB) rất đáng kể, với các nguyên nhân chủ yếu được xác định trong các bệnh viện chăm sóc đặc biệt Tỷ lệ tử vong do SAB lên tới 75% và 83% đã được ghi nhận trước khi có sự can thiệp của kháng sinh Sự ra đời của kháng sinh vào những năm 1940 đã mang lại hy vọng mới trong việc điều trị các nhiễm trùng nghiêm trọng này.

1950 d n đ n k t qu t t h n Sau đó, nh vi c qu n lý SAB đã giúp c i thi n k t qu ti p t c đ c ghi nh n trong su t th k 20, v i t l t vong nói chung gi m t

35~36% trong 1981-1985 xu ng 21~27% trong 1996-2004 cho b nh vi n và c ng đ ng SAB kh i phát, (p