Luận văn: NGHIÊN CỨU PHẨY KHUẨN TẢ docx

Những đặc điểm của týp El Tor giúp nó khẳng định khả năng "tiếp tục gây nguy hiểm" bao gồm: 1 Tỷ lệ nhiễm El Tor thấp hơn nhiều so với tỷ lệ nhiễm týp cổ điển; 2 Thời gian mang trùng sau

ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP HỒ CHÍ MINH

BỘ MÔN CÔNG NGHỆ HÓA HỌC MÔN: VI SINH VẬT ĐẠI CƯƠNG



GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN SINH VIÊN THỰC HIỆN

VƯƠNG THỊ VIỆT HOA NGUYỄN HOÀNG TRUNG

LỚP DH08HH

MSSV : 08139309

I GIỚI THIỆU CHUNG VỀ PHẨY KHUẨN TẢ:

I.1: Lịch sử phát hiện phẩy khuản tả:

Vibrio cholerae (còn gọi là

Kommabacillus) là một loài vi trùng gram

âm gây bệnh tả ở người V cholerae và

các loài khác thuộc chi Vibrio thuộc về

lớp gamma của ngành Proteobacteria Có

hai chủng V cholerae chính, chủng cổ

điển và chủng El Tor, và một số nhóm

huyết thanh (serogroup) khác.

V cholerae được nhà giải phẫu học

người Ý Filippo Pacini xác định gây ra bệnh

tả vào năm 1854, tuy vậy khám phá của ông không được công nhận rộng rãi đến khi Robert Koch nghiên cứu độc lập sau đó ba mươi năm và công bố thông tin về bệnh cũng như phương pháp phòng chống

I.2: Phẩy khuẩn tả:

Giới (regnum): Bacteria

Ngành (phylum): Proteobacteria

Lớp (class): Gamma Proteobacteria

Bộ (ordo): Vibrionales

Họ (familia): Vibrionaceae

Chi (genus): Vibrio

Loài (species): V cholera

Phẩy khuẩn tả (vibrio cholerae hay Kommabacillus) là vi khuẩn gram

âm có hình dạng giống như những chiếc roi, chiếc gậy uốn cong Có lẽ vì thế

mà chung ta nhìn giống như dấu phẩy? Vi khuẩn này gây tiêu chảy cho người.Tế bào vi khuẩn có thể xếp liên tiếp nhau thành hình chữ S hay hình xoắn Chúng di động nhanh nhờ đơn mao ở 1 đầu; không sinh nha bào, phản ứng oxidase dương tính, có thể tăng trưởng trong điều kiện hiếu khí

Filippo Pacini (May 25,

1812–July 9, 1883)

Robert Koch (December

11, 1843 – May 27, 1910)

Phẩy khuẩn tả và các vi khuẩn khác của giống vibrio thuộc phân nhóm gamma của proteobacteria Hai loại phẩy khuẩn chính là phẩy khuẩn tả

cổ điển và phẩy khuẩn El Tor (hay O1, được phân biệt với đạn cổ điển căn cứ vào bộ gene vi khuẩn) Những đặc điểm của týp El Tor giúp nó khẳng định khả năng "tiếp tục gây nguy hiểm" bao gồm: (1) Tỷ lệ nhiễm El Tor thấp hơn nhiều

so với tỷ lệ nhiễm týp cổ điển; (2) Thời gian mang trùng sau khi bị bệnh do El Tor dài hơn so với trường hợp nhiễm týp cổ điển; (3) El Tor có khả năng tồn tại ngoài môi trường tốt hơn, dài hơn týp cổ điển Ngoài hai loại này, phẩy khuẩn tả còn bao gồm nhiều nhóm huyết thanh khác nữa

II MỘT SỐ ĐẶC ĐIỂM CỦA PHẨY KHUẨN TẢ

II.1 Hình dạng và đặc tính tăng trưởng

V.cholerae

là những trực

khuẩn ngắn,

mảnh, kích thước

khoảng 0,3 x

3µm Mới phân

lập từ bệnh

phẩm, vi khuẩn

hình cong như

dấu phẩy, đặc

biệt di động rất

nhanh Qua cấy

truyền, hình dạng

trở nên thẳng

hơn

Phẩy khuẩn tả mọc được dễ dàng trong môi trường nuôi cấy bình thường ở phòng thí nghiệm, không đòi hỏi yếu tố tăng trưởng đặc biệt, nhưng 5 -15mmol/l NaCl kích thích mọc tốt hơn Ưa môi trường kiềm pH 8 - 9,5 Sống ở nhiệt độ

16 - 42oC, nhiệt độ tối ưu 37oC Thuộc loại kỵ khí tuỳ nghi V.cholerae chết nhanh trong môi trường acid, dễ bị diệt bởi các chất tẩy uế, đặc biệt nhạy cảm với sự khô, chỉ tồn tại 10min ở 55oC Tuy nhiên có thể sống được 4-7 ngày trên rau trái tươi để ở nơi mát và ẩm

II.2 Cấu tạo kháng nguyên

Các vi khuẩn thuộc chủng Vibrio có chung kháng nguyên H (chiên mao) dễ bị nhiệt huỷ Vi khuẩn tả khác các Vibrio khác ở phần phản ứng sinh hoá, tiết độc tố ruột và cấu trúc kháng nguyên O Kháng nguyên O (thân) là lipopolysaccharide bền với nhiệt, phần polysaccharide qui định tính đặc hiệu kháng nguyên Các dòng gây dịch tả đều thuộc nhóm O1, chia làm 3 týp huyết thanh: Ogawa (kháng nguyên O có yếu tố A,B), Inaba (kháng nguyên O gồm A,C) và Hikojama (A,B,C)

Về mặt dịch tể học vi khuẩn tả có 2 týp sinh học: cổ điển,eltor Týp eltor được Gotschlich phân lập năm 1905 từ trạm cách ly El Tor ở vịnh Suez, là tác nhân chính trong đại dịch 7 cũng như ở Việt Nam hiện nay Týp elter khác týp cổ điển là nó tiết hemolysin, làm ngưng kết hồng cầu gà, phản ứng Vosges – Proskauer dương tính, không nhạy cảm với phage IV vàa polymyxinB Cả 2 týp đề tiết độc tố ruột giống nhau

II.3 Độc tố và Enzym

V.cholerae tiết nhiều enzym, trong số đó có mucinase làm tróc vảy biểu

mô ruột; neuraminidase thuỷ giải ganglioside GD1 và GT1 thành GM1 khiến số lượng thụ thể độc tố ruột tăng lên Hemolysin là 1 protein 20.000daltons, dễ bị nhiệt huỷ, không có vai trò trong bệnh tả mà có tính gây độc tế bào, gây độc trên tim thú thực nghiệm và gây chết

Cũng như mọi vi khuẩn Gram âm, V.cholerare có nội độc tố là lipopolysaccharide ở màng ngoài

Vai trò quyết định trong khả năng gây bệnh của V.cholerae là tiết ra độc tố ruột

Mô đích của độc tố ruột của vi khuẩn tả là biểu mô ruột con Độc tố tả là 1 polypeptide không bền với nhiệt, trọng lượng phân tử 84.000 daltons gồm 2 thành phần A và B Thành phần B có 5-6 tiểu đơn vị xếp thành hình vành khăn, mang các quyết định kháng nguyên Mỗi tiểu đơn vị là 1 chuỗi nhẹ 8.000 daltons, gắn vào 1 thụ thể GM1 trên bề mặt tế bào biểu mô; cầu nối giữa độc tố và biểu mô không thể phân cắt được Thành phần A là 1 chuỗi nặng (28.000) gồm 2 cầu tử: A1 là phần gây độc, A2 giúp A1 chui vào tế bào Phân tử đích của A1 là protein Gs

Trong tế bào mô ruột, enzym adenylcyclase dính liền mang tế bào biểu

mô, là 1 phức hợp 3 protein: Gs, R, và bản thân cyclase Protein R là thụ thể của các adrenergics (các chất gây tiết Adrenalin), khi gắn vào một trong số kích tố này, R làm tăng sự liên kết giữa protein Gs và GTP Protein Gs có 2 trạng thái tác động: khi liên kết với GTP nó hoạt hoá adenylcyclase để AMP vòng được tạo ra từ ATP; tác động hoạt hoá thường không kéo dài bởi vì Gs cũng có tác động GTPase thuỷ giải GTP thành GDP

Cũng như protein R, phần A1 của độc tố tả thúc đẩy tác động hoạt hoá của Gs, nhưng theo cơ chế khác Đó là xúc tác phản ứng ADP-ribosyl hoá cho

Gs bằng cách giúp phân cắt NAD để chuyển ADP- ribose đến Gs Như vậy, Gs bị “khoá’ ở trạng thái tác động hoạt hoá adenylcyclase, nghĩa là AMP vòng được tổng hợp vô hạn khiến một lượng lớn dịch di chuyển qua màng tế bào ruột non vào lòng ruột Tác động của A1 đạt được tối đa nhờ sự hiện diện của một protein dịch bào tương (cytosol factor = CF)

Sự tổng hợp độc tố ruột của V.cholerae được quyết định bởi gen nằm trên nhiễm sắc thể

II.4 Bộ gene vi khuẩn và các yếu tố quyết định độc lực

Sản sinh độc tố của phẩy khuẩn tả được quyết định ở một số mức độ Cơ chế điều hoà biểu hiện gene mã hoá độc tố và gene quyết định tổng hợp các yếu tố "roi" (hay lông vi khuẩn) được nghiên cứu chi tiết (ở mức sao mã)

Độc tố đường ruột của vi khuẩn là sản phẩn của ctx gene ctxA mã hoá cấu phần A, ctxB mã hoá cấu phần B Thông tin của các gene này được chuyển

về cùng một mRNA sau khi sao mã (chúng là thành phần của một operon) mRNA này có hai vị trí kết hợp với ribosome ở phía đầu 5' các đoạn gene tương ứng Vị trí kết hợp ribosome của cấu phần B có khả năng hoạt động mạnh hơn ít nhất 7 lần so với vị trí kết hợp ribosom của A chính vì thế mà lượng sản phẩm của quá trình dịch mã (các protein) của B sẽ gấp vài lần potein của A Tỷ lệ protein A và B đảm bảo độc lực của vi khuẩn là 1A:5B Sau khi được tổng hợp, protein A và B kết hợp với nhau tại vị trí giữa màng tế bào và màng ngoài của ribosom Lượng protein B còn dư sẽ được tiết ra khỏi tế bào Tuy nhiên thành phần A phải được kết hợp với 5B để được vận chuyển ra ngoài tế bào Thành phần A nguyên vẹn (chưa kết hợp với B) sẽ ở trạng thái bất hoạt và được giữ lại bằng cách hình thành hai phần A1 và A2 nối với nhau bằng liên kết disulfide Khi độc tố vi khuẩn kết hợp với GM1 receptor của tế bào vật chủ, thành phần A1 được giải phóng (bằng cách cắt liên kết disulfide)

và xâm nhập vào tế bào Cơ chế xâm nhập của A1 chưa được biết rõ Có giả thiết cho rằng 5 đơn vị cấu phần B (5B) tạo thành một khe trên màng tế bào để giúp A1 xâm nhập

Quá trình sao mã của ctxAB được điều hoà bởi nhiểu yếu tố bao gồm cả

các tín hiệu môi trường trong đó vi khuẩn đang tồn tại như nhiệt độ, pH, tính thẩm thấu, các amino acid Một số gene khác của phẩy khuẩn cũng được điều

hoà theo cơ chế tương tự như các gene trong tcp operon tcp được cho là quyết

định quá trình tổng hợp "roi" hay "lông" của vi khuẩn Chính vì vậy mà cả ctx

và tcp đều chịu ảnh hưởng của các yếu tố môi trường

Các protein đã được xác định liên quan đến quá trình điều hoà các gene

nói trên bao gồm ToxR, ToxS và ToxT ToxR là một protein màng với 2/3 amino acid nằm trong tế bào chất Tổ hợp hai protein ToxR (ToxR dimer) kết

hợp với vùng khởi sự của ctxAB và hoạt hoá quá trình sao mã ToxS protein

được cho là có chức năng đáp ứng với các tín hiệu môi trường, làm thay đổi hình thái và có thể thay đổi quá trình bắt cặp của ToxR qua đó xúc tiến sao mã

ToxS đóng vai tró như bộ phận cảm biến, phosphoryl hoá và chuyển ToxR

sang trạng thái kết hợp với DNA ToxT là protein trong tế bào chất có chức

năng hoạt hoá tcp opeon dẫn đến tổng hợ thành phần của tcp pili Biểu hiện

của ToxT chịu ảnh hưởng của ToxR.

Vì vậy, ToxR là một protein điều hoà thực hiện chức năng "khơi mào" hệ

thống điều khiển ToxR cũng được cho là tương tác với ToxS để thực hiện

chức năng nhận biết các thay đổi của yếu tố môi trường và chuyển các tín hiệu (ở mức phân tử) đến nhiễm sắc thể dẫn đến quá trình sao mã của các gene giúp

vi khuẩn gắn kết với màng tế bào và sản xuất độc tố Hoàn toàn có lý do để cho rằng môi trường dạ dày-ruột (nhiệt độ 37 độ, pH thấp, tính thấm cao v.v.) không tương tự như các điều kiện trong môi trường tồn tại tự nhiên của phẩy khuẩn (môi trường nước) có thể trở thành yếu tố tác động, kích kích sản sinh độc tố và gây nhiễm Tuy nhiên, vẫn có bằng chứng thực nghiệm mâu thuẫn với giả thuyết này dẫn đến một số suy luận về chức năng (mang tính sinh thái) của độc tố vi khuẩn trong quá trình xâm nhiễm và gây bệnh ở người

III BỆNH HỌC :

Bệnh tả (Cholera) là một nhiễm trùng đường ruột do vi khuẩn Vibrio cholerae gây ra, độc tố vi khuẩn gây nôn ói và tiêu chảy nặng kèm mất nước

được Robert Koch phân lập vi khuẩn gây bệnh tả năm 1883

A- Lịch sử của bệnh

Bệnh tả được cho là xuất hiện cách đây hàng thế kỷ tại lục địa Ấn độ dương trong các tư liệu của Hippocrates Năm 1563, Garcia del Huerto (một bác sỹ người Bồ Đào Nha tại Goa, Ấn Độ) đã mô tả bệnh này Năm 1849, John Snow (BS người Anh) cho rằng nước là môi trường truyền bệnh Năm 1883, Robert Koch (nhà vi sinh vật người Đức) phân lập thành công vi khuẩn từ phân của bệnh nhân biểu hiện các triệu chứng của bệnh này Có tài liệu cho rằng trước đó 30 năm nhà giải phẫu học người Ý đã phát hiện ra phẩy khuẩn là nguyên nhân gây bệnh

Năm 1817 bệnh xuất hiện tại Châu Âu và Mỹ Đến đầu thế kỷ 20 đã có 6

"làn sóng bệnh tả" lan khắp thế giới Tiếp đó, đến những năm 60 phạm vi "tung hoành" của vi khuẩn tả đã được "khoanh vùng" và cho đến những năm gần đây chủ yếu bệnh xuất hiện ở Đông nam á Năm 1961 týp "El Tor" gây dịch tại Philippin và tạo "làn sóng thứ bảy" Từ đó trở đi týp vi khuẩn này tiếp tục gây những vụ dịch tại châu Á, vùng Trung Đông, châu Phi và một phần châu Âu

Những đặc điểm của týp El Tor giúp nó khẳng định khả năng "tiếp tục gây nguy hiểm" bao gồm: (1) Tỷ lệ nhiễm El Tor thấp hơn nhiều so với tỷ lệ nhiễm týp cổ điển; (2) Thời gian mang trùng sau khi bị bệnh do El Tor dài hơn

so với trường hợp nhiễm týp cổ điển; (3) El Tor có khả năng tồn tại ngoài môi

trường tốt hơn, dài hơn týp cổ điển Chính vì vậy El Tor có khả năng gây dịch tại cả những nơi Týp cổ điển từng "tung hoành"!

Dịch tả bùng phát lần thứ bảy (1961-1971) Nguồn CDC

Khoảng thời gian từ 1969 đến 1974, El Tor đã chiếm ưu thế trong dịch tễ học bệnh tả

Năm 1991, El Tor gây dịch tại Pêru (sau vụ dịch trước 100 năm tại nơi này) và nhanh chóng lây lan tại vùng trung và nam Mỹ Tính từ 1/1991 đến 1/9/1994 tổng số 1 triệu 41 ngàn 422 người bị bệnh trong đó 9 ngàn 642 người

bị chết (tỷ lệ chết 0,9%) Riêng năm 1993, 204 ngàn 543 người bị bệnh và 2362 người chết

Năm 1982 týp cổ điển gây dịch tại Bangladesh

Tháng 12 năm 1992 một vụ dịch lớn lại sảy ra ở nước này Vi khuẩn gây

bệnh được xác định là V cholerae O139 "Bengal" Về mặt di truyền, O139

"Bengal" hình thành từ El Tor nhưng cấu trúc kháng nguyên của chúng cũng biến đổi Tất cả mọi lứa tuổi (kể cả trong vùng đã có dịch) đều có thể bị nhiễm O139 đã gây bệnh tại ít nhất 11 nước ở Đông nam á (tính đến năm 2005) Không

có số liệu chính xác số người bị bệnh do O139 vì các nước không thông báo cụ thể các trường hợp bệnh do O1 hay O139 riêng rẽ

Tháng 4 năm 1997, dịch bùng phát trong cộng đồng 90 ngàn người tị nạn Ruanđa ở Cộng Hoà Công gô Chỉ trong 22 ngày đầu đã có 1521 người chết Đa

số các trường hợp chết đều do không được can thiệp kịp thời

Tại Mỹ, dịch tả xuất hiện vào những năm 1800 sau đó được khống chế do đảm bảo vệ sinh nguồn nước sinh hoạt Tuy vật, giao thông và du lịch tạo điều kiện để bệnh xuất hiện lẻ tẻ Đa số trường hợp do đi du lịch tại các nước Mỹ La tinh, châu Phi , châu Á Một số trường hợp nhiễm bệnh do ăn thức ăn mang về

từ các quốc gia còn lưu hành bệnh

Phẩy khuẩn tả có mặt trong các vùng nước lợ, nước mặn ven biển Một số người bị bệnh tại Mỹ do ăn sống hay ăn tái sò từ vịnh Mêhico

B- Nguyên nhân

- Bệnh tả thường do dùng nước nhiễm vi khuẩn gây bệnh Vi khuẩn có nhiều nhất ở trong phân bệnh nhân và nước thải có chứa phân Ngoài ra, các thực phẩm khác nhiễm vi khuẩn cũng có thể là nguồn gây bệnh do nấu không chín hoặc ăn uống sống như rau, cá sống, nước đá

- V cholerae có thể sống được trong môi trường thiên nhiên, tuy nhiên chúng sẽ chết dưới ánh nắng mặt trời, nhiệt độ nóng trên 55 độ C sau 1 giờ và

80 độ C sau 5 phút Bệnh lây lan mạnh do có một quần thể dân số là người mang mầm bệnh không triệu chứng hoặc người vừa khỏi bệnh đào thải vi khuẩn liên tục Tùy theo chủng vi trùng mà có từ 1-5% số người lành mang mầm bệnh phát bệnh tả

- Số lượng vi khuẩn có trong phân xác định bệnh nặng, nhẹ hay là người lành mang mầm bệnh:

+ Nếu có 103-105 vi khuẩn/1g phân: người lành mang mầm bệnh

+ Nếu có 106-109 vi khuẩn/1g phân: biểu hiện bệnh nhẹ

+ Nếu có 1010-1012 vi khuẩn/1g phân: biểu hiện bệnh nặng

Sau khi bị đào thải ra ngoài, vi khuẩn tả có thể tồn tại vài ngày trong nước sông rạch, nước giếng (1-2 tuần), thức ăn ô nhiễm và thức ăn bảo quản lạnh, nhất là sữa (có thể đến 20 ngày) Đây chính là nguồn lây lan chủ yếu khi ăn, uống phải thức ăn, nước uống bị nhiễm khuẩn Ngoài ra, bệnh cũng có thể lây trực tiếp từ người bệnh sang nhân viên y tế hoặc người làm nghề tẩm liệm tử thi chết do bệnh tả

Bệnh thường bộc phát ở những khu dân cư có mức thu nhập thấp, môi trường ô nhiễm nặng, ý thức gìn giữ vệ sinh chưa cao Ruồi nhặng, rác ứ đọng, nước ao tù, gián, thực phẩm ôi thiu, … là những tác nhân làm bùng phát bệnh

C- Triệu chứng

- Tiêu chảy liên tục, nôn ói nhiều, có thể gây tử vong do tình trạng mất nước nếu không điều trị kịp thời

- Nhiễm vi khuẩn tả bắt đầu bằng thời kỳ ủ bệnh sau đó tăng dần đến giai đoạn toàn phát

+ Thời kỳ ủ bệnh: bắt đầu từ giờ thứ 4 kéo dài đến 4 - 5 ngày sau khi nhiễm vi khuẩn tả, trung bình vào khoảng 36 - 48 giờ

+ Thời kỳ khởi phát: Vào ngày hôm sau khi bị nhiễm (từ giờ thứ 24 - 40, bệnh khởi phát đột ngột với các triệu chứng như đau bụng (ít), tiêu chảy lúc đầu

có phân nhưng sau đó là phân lỏng

+ Thời kỳ toàn phát biểu hiện với 4 triệu chứng tiêu biểu:

- Tiêu chảy xối xả hàng chục lần trong ngày, mỗi lần tiêu chảy cả lít nước

Do đó, trong vòng 6 - 8 tiếng ở giai đoạn toàn phát, bệnh nhân có thể bị mất đến

20 lít nước Phân của bệnh tả được mô tả là rất đặc hiệu với màu trắng đục như nước vo gạo, không đàm máu, không hôi thối nhưng có mùi tanh nồng Tiêu chảy lúc này kèm đau bụng ít và không mót rặn Đôi khi bệnh nhân đại tiện khi chưa kịp vào nhà vệ sinh

- Nôn ói thường xuất hiện sau tiêu chảy, lúc đầu nôn ra thức ăn nhưng về sau thì nôn ra dịch vàng (do dịch mật) Có thể có cảm giác buồn nôn kèm theo tiêu chảy

- Hậu quả của tiêu chảy và ói mửa là tình trạng mất nước với các triệu chứng như da khô, nhăn nheo, mất tính đàn hồi, hố mắt trũng sâu, lừ đừ, môi khô, tiểu rất ít, chuột rút và các biểu hiện co giật

- Các dấu hiệu toàn thân khác như tay chân lạnh, toát mồ hôi, nhịp thở nhanh, tim đập rất yếu, mạch quay nhanh nhỏ như sợi chỉ (pouls filant)

Nên chú ý khi có tiêu chảy và nôn ói nhiều nên bù nước cho bệnh nhân bằng dung dịch oresol, thể tích uống bằng thể tích bị mất do tiêu chảy hay nôn

ói, đồng thời đưa đến trung tâm y tế gần nhất để bù nước và điện giải bằng dịch truyền tĩnh mạch

D-Cơ chế sinh bệnh

Cơ chế gây bệnh của

phẩy khuẩn tả