Luận văn thạc sĩ Công nghệ sinh học: Khảo sát mức độ mang một số gen mã hóa carbapenemase trên acinetobacter baumannii tại bệnh viện đa khoa thống nhất Đồng Nai

Thời gian gần đây, Acinetobacter baumannii bùng phát mạnh về khả năng gây nhiễm khuẩn bệnh viện và kháng lại các loại kháng sinh, đặc biệt là kháng sinh nhóm carbapenem, một nhóm kháng

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

- -TRẦN VIẾT LÃM

KHẢO SÁT MỨC ĐỘ MANG MỘT SỐ GEN MÃ HÓA

CARBAPENEMASE TRÊN ACINETOBACTER BAUMANNII

TẠI BỆNH VIỆN ĐA KHOA THỐNG NHẤT ĐỒNG NAI

Hướng dẫn khoa học: PGS.TS Nguyễn Thúy Hương Chuyên ngành: Công Nghệ Sinh Học

Mã số: 60420201

LUẬN VĂN THẠC SĨ

TP HỒ CHÍ MINH, tháng 01 năm 2017

Công trình được hoàn thành tại: Trường Đại học Bách Khoa – ĐHQG-HCM

Cán bộ hướng dẫn khoa học : PGS.TS Nguyễn Thúy Hương

Chữ ký : ……… Cán bộ chấm nhận xét 1: PGS.TS Nguyễn Tiến Thắng

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM CỘNG HÕA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ

I TÊN ĐỀ TÀI: Khảo sát mức độ mang một số gen mã hóa carbapenemase trên

Acinetobacter baumannii tại bệnh viện Đa Khoa Thống Nhất Đồng Nai

II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:

- Xây dựng quy trình PCR phát hiện gen NDM-1 - Xây dựng quy trình multiplex PCR phát hiện gen BlaOXA - Sử dụng hai quy trình PCR phát hiện gen NDM-1 và multiplex PCR phát hiện gen

BlaOXA nhằm xác định tỷ lệ mang một số gen mã hóa carbapenem trên mẫu

Acinetobacter baumannii lưu tại bệnh viện Đa Khoa Thống Nhất Đồng Nai

III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 11/01/2016

IV NGÀY HOÀN THIỆN NHIỆM VỤ: 04/12/2016

V CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: PGS.TS Nguyễn Thúy Hương

Tp HCM, ngày 09 tháng 01 năm 2017

LỜI CẢM ƠN

Lời đầu tiên, con xin cảm ơn Ba, Mẹ đã nuôi dưỡng con nên người, luôn tạo điều kiện thật tốt cho con học hành, luôn bên con và là chỗ dựa tinh thần quí giá của con

Con xin tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc nhất đến cô PGS.TS Nguyễn Thúy Hương, người đã tận tụy hướng dẫn, giúp đỡ và tạo điều kiện tốt nhất để Con có thể hoàn thành luận văn này

Em xin chân thành gởi lời cảm ơn đến anh Nguyễn Sĩ Tuấn, anh như người anh cả, người thầy thứ hai của Em Cảm ơn Anh đã tạo mọi điều kiện, hướng dẫn tận tình để có được kết quả thành công của luận văn này

Xin chân thành cảm ơn quí thầy cô bộ môn Công Nghệ Sinh Học đã truyền đạt kiến thức để Tôi có hành trang hữu ích trong suốt thời gian học tập và cho sau này

Tôi xin gởi lời cảm ơn đến anh Lê Duy Nhất, chị Nguyễn Thị Vân Anh và bạn Nguyễn Văn Công, những người đã luôn giúp đỡ, động viên trong những lúc khó khăn

Cảm ơn tất cả các Anh, Chị trong khoa Vi Sinh, bệnh viên Đa Khoa Thống Nhất Đồng Nai luôn giúp đỡ và tạo điều kiện cho Tôi hoàn thành luận văn

Cuối cùng Tôi xin cảm ơn đến các bạn CNSH khóa 2014 đã luôn động viên và khích lệ Tôi trong suốt thời gian qua

TP Hồ Chí Minh, Ngày 09 Tháng 01 Năm 2017

Trần Viết Lãm

TÓM TẮT LUẬN VĂN

Nhiễm khuẩn bệnh viện là một vấn đề nhức nhối đối với các bệnh viện trên toàn thế giới hiện nay, đây là một trong những nguyên nhân kéo dài thời gian điều trị và tăng nguy cơ tử vong đối với các bệnh nhân điều trị tại bệnh viện Thời gian gần

đây, Acinetobacter baumannii bùng phát mạnh về khả năng gây nhiễm khuẩn bệnh

viện và kháng lại các loại kháng sinh, đặc biệt là kháng sinh nhóm carbapenem,

một nhóm kháng sinh mạnh đặc trị nhiễm khuẩn bệnh viện Acinetobacter baumannii sử dụng nhiều cơ chế để đề kháng carbapenem, trong đó khả năng sản

sinh carbapenemase thủy phân carbapenem được công bố khá rộng rãi Enzyme

carbapenemase được sản xuất trong Acinetobacter baumannii chủ yếu bởi gen

NDM-1 (New delhi metallo beta lactamase-1) thuộc nhóm B, nhóm metallo beta lactamase và các gen OXA23, OXA51, OXA58 thuộc nhóm D, nhóm Oxacillinase Từ đó, chúng tôi đề ra mục tiêu xây dựng qui trình PCR phát hiện gen NDM-1 và qui trình multiplex PCR phát hiện gen BlaOXA nhằm khảo sát mức độ mang một số

gen mã hóa carbapenemase trên Acinetobacter baumannii tại bệnh viện Đa Khoa

Thống Nhất Đồng Nai Kết quả thu được có 74,19% chủng mang gen OXA23; 95,57% chủng mang gen OXA51; 8,87% chủng mang gen OXA58 và 5,64% chủng mang gen NDM-1 Phát hiện 2 chủng A205 và A207 mang đầy đủ 3 gen OXA, chủng A002 mang đồng thời 2 gen NDM-1 và OXA58, đây là các trường hợp chưa được công bố tại các nghiên cứu trong nước

SUMMARY

Clinical bacterial infection is one reason that prolongs treatment and even leads to

death in serious cases Recently, the blooms of Acinetobacter baumannii increase

the risk of clinical bacterial infection, with high resistant to wide range of

antibiotics, especially carbapenem group The mechanism in that Acinetobacter baumannii produce carbapenemase to hydrolyze carbapenem has been published in

the literature Carbapenemase is the enzyme that mainly coded by NDM-1 gene (New Delhi metallo bata lactamase-1), which belongs to B group (or metallo beta lactamase group), and OXA23, OXA51 and OXA 58 gene, which belongs to D group (or Oxacilinase group) In this research, we developed procedure to detect NDM-1 by PCR and detect BlaOXA by multiplex PCR in purpose to identify

Acinetobacter baumannii that contained carbapemase coding gene in Thống Nhất

Đồng Nai hospital In results, 74.19% subspecies contained OXA 23; 95.57% contained OXA51; 8.87% contained OXA58 and 5.64% had NDM-1 Interestingly, we identified A205 and A207 that possessed all three OXA genes, and A002 that simultaneously contained NDM-1 and OXA58 gene These cases have not been published in Vietnam

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu do chính tôi thực hiện dưới sự hướng dẫn khoa học, hướng dẫn thực nghiệm của PGS.TS Nguyễn Thúy Hương và nghiên cứu sinh Th.S Nguyễn Sĩ Tuấn

Các số liệu, hình ảnh và kết quả nghiên cứu trong luận văn này là trung thực và chưa từng được công bố trong bất kỳ công trình nào khác

Tác giả

Trần Viết Lãm

Chương 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 4

1.1Đặc điểm dịch tễ học nhiễm khuẩn bệnh viện 4

1.1.3Cơ chế gây nhiễm khuẩn bệnh viện 7

1.1.3.1Từ môi trường sang người bệnh 8

1.1.3.2Từ người bệnh sang người bệnh 9

1.1.3.3Từ các hoạt động thăm khám và điều trị sang người bệnh 9

1.1.4Các nhiễm khuẩn thường gặp ở bệnh viện 10

1.2 Đặc điểm sinh học Acinetobacter baumannii 12

1.2.1Đặc điểm tổng quát 12

1.2.2Đặc điểm sinh học của Acinetobacter baumannii 13

1.2.3Sự tồn tại và các con đường lây nhiễm của Acinetobacter baumannii 16

1.3 Kháng sinh nhóm carbapenem và đặc điểm kháng kháng sinh của Acinetobacter baumannii 18

1.3.1Kháng sinh nhóm carbapenem 18

1.3.1.1Cấu tạo hóa học 18

1.3.1.2Cơ chế tác dụng 19

1.3.1.3Các nhóm enzyme ly giải carbapenem 20

1.3.2Cơ chế kháng kháng sinh của vi khuẩn 22

Làm thay đổi đích tác động 22

1.3.2.2Tạo ra enzyme ly giải kháng sinh 23

1.3.2.3Giảm tính thẩm thấu của màng nguyên sinh chất 23

1.3.3Đặc điểm kháng kháng sinh của Acinetobacter baumannii 23

1.3.3.1 Tình hình kháng kháng sinh của Acinetobacter baumannii 23

1.3.3.2 Cơ chế đề kháng kháng sinh của Acinetobacter baumannii 25

1.3.3.3 Đặc điểm gen kháng carbepenem của Acinetobacter baumannii 27

1.4 Nghiên cứu đề kháng carbapenem trên Acinetobacter baumannii tại Việt Nam 29

Chương 2: VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 32

2.1Địa điểm và thời gian thực hiện 32

2.2Vật liệu 32

2.3Phương pháp nghiên cứu 33

2.3.1Sơ đồ nghiên cứu tổng quát 33

2.3.2Bố trí thí nghiệm 35

2.3.2.1Thu nhận và lưu chủng 35

2.3.2.2Thiết kế mồi 35

2.3.2.3Khảo sát và tối ưu phản ứng PCR phát hiện gen NDM-1 36

2.3.2.4Khảo sát và tối ưu phản ứng multiplex PCR phát hiện gen BlaOXA 38

2.3.2.5 Xác định mức độ mang gen mã hóa carbapenemase trong Acinetobacter baumannii 40

3.2.2Nồng độ mồi tối ưu 45

3.2.3Giới hạn phát hiện gen 46

3.2.4Giải trình tự gen 47

3.3Qui trình multiplex PCR phát hiện gen BlaOXA 49

3.3.1Khảo sát giai đoạn tiền multiplex PCR 49

3.3.2Kết quả khảo sát tối ưu phản ứng multiplex PCR phát hiện gen BlaOXA 56

3.3.3Kết quả kiểm chứng qui trình multiplex PCR 60

3.4 Kết quả xác định mức độ chủng mang gen mã hóa carbapenemase trong Acinetobacter

baumannii. 65

3.4.1Kết quả chủng mang gen BlaOXA 65

3.4.2Kết quả mang gen NDM-1 69

Chương 4: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 71

4.1 Kết luận 71

4.2Kiến nghị 71

TÀI LIỆU THAM KHẢO 73

PHỤ LỤC 82

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1 Các tác nhân nhiễm khuẩn bệnh viên trong môi trường 8Bảng 2.1 Mã số truy cập các trình tự dùng để thiết kế mồi trong nhiên cứu 35Bảng 3.1 Kết quả kiểm tra các đặt tính vậy lý của từng trình tự mồi 41

Bảng 3.2 Kết quả khuếch đại in silico xác định vị trí bắt cặp và kích thước sản

phẩm 42Bảng 3.3 Trình tự mồi trong phản ứng multiplex PCR phát hiện gen BlaOXA 59Bảng 3.4 Kết quả khảo sát 30 mẫu ngẫu nhiên, A: phương pháp multiplex PCR, B: phương pháp multiplex real time PCR, C: phương pháp mono PCR 61

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1.1 Cấu tạo các loại kháng sinh nhóm carbapenem 19

Hình 3.1 Kết quả khảo sát nhiệt độ lai qui trình PCR phát hiện gen NDM-1 44

Hình 3.2 Kết quả khảo sát nồng độ mồi tối ưu của phản ứng PCR phát hiện gen NDM-1 45

Hình 3.3 Kết quả khảo sát gới hạn phát hiện gen NDM-1 46

Hình 3.4 Kết quả giải trình tự sản phẩm PCR bằng cặp mồi phát hiện gen NDM-1 47

Hình 3.5 Kết quả BLAST trình tự sản phẩm PCR gen NDM-1 trên NCBI 48

Hình 3.6 Kết quả khảo sát nhiệt độ lai của 4 cặp mồi phát hiện gen OXA23, OXA51, OXA58 và 16S ribosomal 50

Hình 3.7 Kết quả khảo sát nồng độ mồi tối ưu các cặp mồi OXA23, OXA51, OXA58 và 16S 51

Hình 3.8 Kết quả khảo sát giới hạn phát hiện gen của các cặp mồi OXA23, OXA51, OXA58 và 16S 53

Hình 3.9 Kết quả giải trình tự sản phẩm PCR phát hiện bằng cặp mồi 16S 55

Hình 3.10 Kết quả BLAST trình tự sản phẩm PCR gen 16S ribosomal trên NCBI 55

Hình 3.11 Kết quả khảo sát nồng độ dNTP phản ứng multiplex PCR phát hiện gen BlaOXA 57

Hình 3.12 Kết quả khảo sát nồng độ enzyme taq DNA polymerase phản ứng multiplex PCR phát hiện gen BlaOXA 58

Hình 3.13 Kết quả khảo sát mẫu A184 , A: phương pháp multiplex real time PCR, B: phương pháp mono PCR 63

Hình 3.14 Kết quả khảo sát mức độ mang gen mẫu A184; A194; A205 bằng phương pháp multiplex PCR 63

Hình 3.15 Kết quả khảo sát mẫu A194, A: phương pháp multiplex real time PCR, B: phương pháp mono PCR 64

Hinh 3.16 Kết quả khảo sát mẫu A205, A: phương pháp multiplex real time PCR, B: phương pháp mono PCR 64

Hình 3.17 Kết quả điện di sản phẩm multiplex PCR phát hiện gen BlaOXA trên gel agarose của một số chủng đại diện 66 Hình 3.18 Kết quả khảo sát mức độ mang gen của chủng A205 và A207 68 Hình 3.19 Kết quả điện di sản phẩm PCR phát hiện gen NDM-1 trên gel agarose của một số chủng đại diện 69 Hình 3.20 Kết quả khảo sát mức độ mang gen của chủng A002 70

DANH MỤC BIỂU ĐỒ

Biểu đồ 1 Kết quả so sánh mức độ mang gen 16S ribosomal, OXA23, OXA51, OXA58 cho 30 mẫu ngẫu nhiên bằng 3 phương pháp phát hiện 62

Biểu đồ 2 Tỉ lệ mang gen BlaOXA trên các chủng Acinetobacter baumannii tại bệnh

viện Đa Khoa Thống Nhất Đồng Nai 67

Biểu đồ 3 Tỉ lệ mang gen NDM-1 trên các chủng Acinetobacter baumannii tại

bệnh viện Đa Khoa Thống Nhất Đồng Nai 69

DANH MỤC VIẾT TẮT

NDM-1 New Delhi Metallo-beta-lactamase-1

New Delhi lactamase-1 kháng

Metallo-beta-carbapenem

carbapenem

MỞ ĐẦU

Nhiễm khuẩn bệnh viện là những nhiễm khuẩn mắc phải trong thời gian bệnh nhân điều trị trong bệnh viện, đây là một trong những nguyên nhân gây kéo dài thời gian điều trị, tăng tỷ lệ tử vong cho bệnh nhân tại các bệnh viện trên thế giới Tác nhân chính gây nhiễm khuẩn bệnh viện là các vi khuẩn có khả năng kháng thuôc kháng sinh cao do đó gây khá nhiều trở ngại cho công tác điều trị của bác sĩ [1] Vi khuẩn Gram

âm Acinetobacter baumannii là một trong những tác nhân hàng đầu gây nhiễm khuẩn

bệnh viện trên toàn thế giới, thời gian gần đây bên cạnh sự gia tăng tỷ lệ nhiễm khuẩn

thì khả năng kháng lại các loại kháng sinh bởi Acinetobacter baumannii cũng được

phát hiện có sự gia tăng rất lớn Theo công bố của tổ chức y tế thế giới năm 2011, ở

Mỹ tỷ lệ nhiễm khuẩn bệnh viện xác định bởi Acinetobacter baumannii chiếm 65-75%,

tình hình đa kháng thuốc và không nhạy cảm với carbapenem tăng từ 9% ( 1995) lên 57% ( 2011) Ở Anh từ năm 2000 đã xuất hiện sự nhiễm khuẩn bệnh viện do

Acinetobacter baumannii, đến năm 2011 thì tỉ lệ không nhạy cảm của Acinetobacter baumannii với các lớp kháng sinh khác được bao cáo sau: aminoglysides khoảng 20%,

ciprofloxacin 30%; ceftazidine 70%; cefotaxime 89%; piperacillin/tazobactam 50%

[2] Ở khu vực châu Á, tình hình nhiễm khuẩn bệnh viện do tác nhân Acinetobacter baumannii được báo cáo ở một số nước như Ấn Độ, Thái Lan, Trung Quốc, Hàn Quốc,

Singapore chiếm tỷ lệ trên 30%, trong đó tỷ lệ kháng kháng sinh nằm ở mức khoảng 70% [3]

Carbapenem là nhóm kháng sinh mạnh thường được lựa chọn cuối cùng để điều trị cho các trường hợp nhiễm khuẩn bệnh viện nặng gây bởi các vi khuẩn Gram âm có khả năng sản sinh enzyme phân phủy kháng sinh phổ rộng Tuy nhiên với việc sử dụng rộng rãi nhóm kháng sinh này đã tạo điều kiện cho các vi khuẩn kháng lại carbapenem

[4] Nghiên cứu của Wisplinghoff và Seifert năm 2008, cho thấy Acinetobacter baumannii mang các gen mã hóa enzyme kháng kháng sinh nhóm carbapenem như

OXA51, OXA23 và OXA58 được phát hiện ở nhiều quốc gia trên thế giới, trong đó

gen OXA51 là gen kháng thuốc nội tại nằm trong nhiễm sắc thể của Acinetobacter baumannii Gen OXA23 và gen OXA58 là các gen kháng kháng sinh mạnh được mã

hóa cả trên nhiễm sắc thể và trên plasmid do đó khiến khả năng lây truyền và phát tán

gen kháng kháng sinh của Acinetobacter baumannii trở nên nguy hiểm hơn [5, 6]

Cũng trong năm 2008, các nhà khoa học trên thế giới đã công bố phát hiện một gen mới có khả năng kháng carbapenem rất mạnh chính là gen New Delhi metallo-beta-lactamase-1(NDM-1) Vi khuẩn mang gen NDM-1 có khả năng kháng lại rất nhiều loại kháng sinh và có khả năng lây lan cao dẫn đến việc điều trị trở nên rất khó khăn, hiện

nay tình hình Acinetobacter baumannii mang gen NDM-1 đã được công bố và phát

hiện ở nhiều nơi trên thế giới [7] Điều này cho thấy sự biến đổi không ngừng để kháng lại kháng sinh của vi khuẩn, đặt ra vấn đề lớn cho các nhà khoa học trên toàn thế giới nhằm tìm ra cách thức để điều trị các vi khuẩn có khả năng kháng kháng sinh

Ở Việt Nam, đã có nhiều báo cáo được công bố cho thấy mức độ nhiễm khuẩn bệnh

viện bởi tác nhân Acinetobacter baumannii có tỷ lệ kháng kháng sinh đang ở mức cao

và đáng báo động, nghiên cứu của Nguyễn Thị Nam Liên và cộng sự năm 2010 phát

hiện tỷ lệ Acinetobacter baumannii kháng impenem là 48,4% [8] Một nghiên cứu khác

tại bệnh viện Nhiệt Đới Trung Ương năm 2009 cho thấy tỷ lệ kháng kháng sinh của

Acinetobacter baumannii rất cao, khoảng 90% kháng với cephalosporin và carbapenem

[9] Tại bệnh viện Đa Khoa Thống Nhất Đồng Nai, nơi nhóm đang tiến hành nghiên cứu, cũng đã có một số nghiên cứu về tình trạng nhiễm khuẩn bệnh viện do tác nhân

Acinetobacter bamannii và sự đề kháng kháng sinh của chúng đã chỉ ra các kết quả như sau: đối với nhiễm khuẩn bệnh viện do tác nhân Acinetobacter baumannii chiếm tỷ lệ

cao nhất với 36,2% và tỷ lệ đề kháng với kháng sinh nhóm carbapenem lần lượt là kháng imipenem là 90,2% và meropenem là 92,7% [10, 11] Tuy nhiên các nghiên cứu hầu hết chỉ dừng lại ở mức độ khảo sát tình hình nhiễm khuẩn bệnh viện và mức độ

kháng kháng sinh của bởi tác nhân Acinetobacter baumannii Có khá ít các nghiên cứu

đề vi khuẩn mang gen mã hóa enzyme kháng kháng sinh còn khá mới ở Việt Nam

Việc nắm rõ tỷ lệ mang các gen mã hóa enzyme kháng carbapenem trên Acinetobacter baumannii kết hợp với các kiến thức lâm sàng và sự phối hợp kháng sinh sẽ giúp cho

tỷ lệ điều trị thành công các ca nhiễm khuẩn bệnh viện trở nên cao hơn Trước sự cấp

thiết và ý nghĩa thực tiễn đã nêu nhóm chúng tôi tiến hành nghiên cứu “Khảo sát mức

độ mang một số gen mã hóa carbapenemase trên Acinetobacter baumannii tại

bệnh viện Đa Khoa Thống Nhất Đồng Nai”

Với mục tiêu của đề tài là xác định tỷ lệ mang một số gen mã hóa carbapenemase

trên Acinetobacter baumannii tại bệnh viện Đa Khoa Thống Nhất Đồng Nai

Để thực hiện được mục tiêu nêu trên của đề tài nhóm chúng tôi thức hiện các nội dung chính như sau:

- Xây dựng quy trình PCR phát hiện gen NDM-1 - Xây dựng quy trình multiplex PCR phát hiện gen BlaOXA - Sử dụng hai quy trình PCR phát hiện gen NDM-1 và multiplex PCR phát hiện gen

BlaOXA nhằm xác định tỷ lệ mang một số gen mã hóa carbapenem trên mẫu

Acinetobacter baumannii lưu tại bệnh viện Đa Khoa Thống Nhất Đồng Nai

Chương 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1 Đặc điểm dịch tễ học nhiễm khuẩn bệnh viện

1.1.1 Dịch tễ học

Nhiễm Khuẩn Bệnh Viện (Hospital Acquired Infections – HAI) (NKBV) là những nhiễm khuẩn mắc phải trong thời gian bệnh nhân điều trị tại bệnh viện, các tác nhân nhiễm khuẩn không hiện diện cũng như không nằm trong giai đoạn ủ bệnh tại thời điểm nhập viện NKBV thường xuất hiện sau 48 giờ kể từ khi người bệnh nhập viện, là một trong những nguyên nhân gây kéo dài thời gian điều trị của bệnh nhân và tăng tỷ lệ tử vong cho các bệnh nhân trong bệnh viện ở khắp thế giới [1]

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% và tỷ lệ chung cho tất cả các quốc gia này vào khoảng 7,6% [2] Theo ước tính của trung tâm phòng chống và kiểm soát bệnh châu Âu, hàng năm có khoảng 4100000 bệnh nhân bị nhiễm khuẩn bệnh viện và khoảng 37000 trường hợp tử vong [12]

Tại Việt Nam hiện nay tình hình NKBV chưa được xác định một cách đầy đủ, có khá ít tài liệu và giám sát về NKBV được công bố, đến nay đã có ba cuộc điều tra cắt ngang (point prevalence) mang tính khu vực do Vụ Điều Trị Bộ Y tế (nay là Cục Quản lý khám, chữa bệnh) đã được thực hiện Điều tra năm 1998 trên 901 bệnh nhân trong 12 bệnh viện toàn quốc cho thấy tỉ lệ NKBV là 11,5%; trong đó nhiễm khuẩn vết mổ chiếm 51% trong tổng số các NKBV Điều tra năm 2001 xác định tỉ lệ NKBV là 6,8% trong 11 bệnh viện và viêm phổi bệnh viện là nguyên nhân thường gặp nhất (41,8%) Điều tra năm 2005 tỉ lệ NKBV trong 19 bệnh viện toàn quốc cho thấy là 5,7% và viêm

1.1.2 Các tác nhân gây nhiễm khuẩn bệnh viện

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 [1]

1.1.2.1 Tác nhân vi khuẩn

Vi khuẩn gây NKBV có thể từ hai nguồn gốc khác nhau: Vi khuẩn nội sinh, thường cư trú ở lông, tuyến mồ hôi, tuyến chất nhờn Bình thường trên da có khoảng 13 loài vi khuẩn ái khí được phân bố khắp cơ thể và có vai trò ngăn cản sự xâm nhập của vi sinh vật (VSV) gây bệnh Một số vi khuẩn nội sinh có thể trở thành căn nguyên nhiễm trùng khi khả năng bảo vệ tự nhiên của vật chủ bị tổn thưởng Vi khuẩn ngoại sinh, là vi khuẩn có nguồn gốc ngoại lai, có thể từ dụng cụ y tế, nhân viên y tế, không khí, nước hoặc lây nhiễm chéo giữa các bệnh nhân [1, 13]

Vi khuẩn Gram dương, cầu khuẩn, tụ cầu vàng (Staphylococcuc aureus) đóng

vai trò quan trọng đối với NKBV từ cả hai nguồn nội sinh và ngoại sinh Tụ cầu vàng có thể gây nên nhiễm trùng đa dạng ở phổi, xương, tim, nhiễm khuẩn huyết và đóng vai trò quan trọng trong NKBV có liên quan đến truyền dịch, ống thở, nhiễm khuẩn vết bỏng và nhiễm khuẩn vết mổ [13] Các nghiên cứu trong nước cho thấy, nhiễm khuẩn do chấn thương, nhiễm khuẩn ngoại khoa hay nhiễm khuẩn vết bỏng tỷ lệ vi khuẩn

Gram (+), đặc biệt là S.aureus thường gặp nhiều hơn các nhiễm khuẩn phổi và nhiễm

khuẩn đường tiết niệu Nhiễm khuẩn vết bỏng có tỷ lệ vi khuẩn Gram (+) là 31,3%, cao hơn nhiều so với nhiễm khuẩn phổi (6,2%), nhiễm khuẩn vết mổ (12,1%) và tỷ lệ phối

hợp cao nhất là P.aeruginosa với S.aureus [13, 14]

Vi khuẩn Gram âm, trong đó các trực khuẩn Gram (-) thường có liên quan

nhiều đến NKBV và phổ biến trên bệnh nhân nhiễm trùng phổi tại khoa điều trị tích

cực Họ vi khuẩn đường ruột (Enterobacteriaceae) thường cư trú trên đường tiêu hoá

của người và động vật, đang là mối quan tâm lớn trong NKBV do có khả năng kháng cao với các nhóm kháng sinh amiglycoside, β-lactam và có khả năng truyền tính kháng

qua plasmid Chủng Acinetobacter spp, trong đó đáng quan tâm nhất là chủng Acinetobacter baumannii thường gặp trong không khí bệnh viện, nước máy, ống thông

niệu đạo, máy trợ hô hấp, ngoài ra còn thấy trong đờm, nước tiểu, phân, dịch nhầy âm

đạo Ngày nay NKBV do Acinetobacter spp đang có chiều hướng gia tăng rõ rệt Vi khuẩn thuộc giống Klebsiella spp cũng thường xuyên là nguyên nhân NKBV và vi

khuẩn này có khả năng lan nhanh tạo thành các vụ dịch tại bệnh viện Nhiều nghiên

cứu trong nước và quốc tế về tác nhân gây NKBV đã khẳng định loài Klebsiella pneumoniae thường có vai trò quan trọng trong nhiễm trùng tiết niệu, phổi, nhiễm trùng huyết và mô mềm Ngoài ra, vi khuẩn Escherichia coli gây nhiễm trùng chủ yếu

trên đường tiết niệu, sinh dục của phụ nữ và nhiễm trùng vết mổ [13] Năm 2005, Phạm Đức Mục và cộng sự đã nghiên cứu tình hình nhiễm khuẩn bệnh viện và các vấn

liên quan tại 19 bệnh viện đã cho thấy các tác nhân nhiễm khuẩn chính là P.aeruginosa (24%), sau đó là K.pneumoniae (20%) và A.baumannii (16%) [15] Năm 2008 Trương

Anh Thư và cộng sự đã nghiên cứu tai bệnh viện Bạch Mai cho thấy rằng nhiễm khuẩn

do P.aeruginosa là cao nhất (28,6%), sau đó là A.baumannii (23,8%), K.pneumoniae (19%) và nấm candida spp (14,3%) [16]

1.1.2.2 Tác nhân virus

Một số virus có thể lây nhiễm khuẩn bệnh viện như vi rút viêm gan B và C (lây qua đường máu, lọc máu, đường tiêm truyền, nội soi), các virus hợp bào đường hô hấp, SARS và virus đường ruột (Enteroviruses) truyền qua tiếp xúc từ tay-miệng và theo đường phân-miệng Các virus khác cũng luôn lây truyền trong bệnh viện như

Cytomegalovirus, HIV, Ebola, Influenza, Herpes và VaricellaZoster [2, 13]

Nhiều nghiên cứu cho thấy virus viêm gan B, HIV, cúm A đóng vai trò lây nhiễm quan trọng trong môi trường bệnh viện Viêm gan B có thể lây nhiễm giữa các bệnh nhân làm sinh thiết nội tĩnh mạch trong cùng một ngày và cùng một phòng Bệnh nhân ghép tim là đối tượng có nguy cơ lây nhiễm cao Những bệnh nhân có HbsAg-, kháng Hbc-, kháng Hbc+ và HBV DNA+ được coi là người lành mang virus HBV và dễ có nguy cơ bùng phát virus viêm gan B sau khi ghép tim Ngoài ra nhiễm virus một cách ngẫu nhiên do dung dịch heparin có lẫn máu từ người bệnh mang HCV tiềm ẩn chưa xác định cũng có thể là nguồn lây nhiễm viêm gan C trong bệnh viện [13]

1.1.2.3 Tác nhân ký sinh trùng

Một số ký sinh trùng (Giardia lamblia) có thể lây truyền dễ dàng giữa người

trưởng thành và trẻ em Nhiều loại nấm và ký sinh trùng là các sinh vật cơ hội và là nguyên nhân nhiễm trùng trong khi điều trị quá nhiều kháng sinh và trong trường hợp

suy giảm miễn dịch (Candida albicans, Aspergillus spp, Cryptococcus neoformans ), trong đó các loài Aspergillus spp thường gây nhiễm bẩn môi trường không khí và các

loài này được bắt nguồn từ bụi và đất, đặc biệt là trong quá trình xây dựng bệnh viện Khi nhiễm khuẩn bệnh viện với tác nhân là nấm thường kháng thuốc cao và gặp rất nhiều khó khăn trong quá trình điều trị [1, 13, 16]

1.1.3 Cơ chế gây nhiễm khuẩn bệnh viện

Các tác nhân gây NKBV thường lây nhiễm theo 3 con đường chính bao gồm: lây qua đường tiếp xúc, đường giọt bắn và đường không khí Trong đó lây qua đường tiếp xúc là con đường phổ biến nhất xảy ra trong các bệnh viện và được chia làm hai loại khác nhau là lây nhiễm qua đường tiếp xúc trực tiếp (tiếp xúc trực tiếp với các tác nhân gây bệnh) và lây nhiễm qua tiếp xúc gián tiếp (tiếp xúc với vật trung gian chứa tác nhân gây bệnh) [13] Nguồn gốc lây nhiễm của các tác nhân NKBV thường chứa trong

các nguồn từ môi trường sang người bệnh, từ người bệnh sang người bệnh và từ các hoạt động thăm khám, điều trị sang người bệnh

1.1.3.1 Từ môi trường sang người bệnh

Các tác nhân gây bệnh có thể gặp trong môi trường, như nấm vi khuẩn hoặc các loại virus và các ký sinh trùng (bảng 1)

Bảng 1: Các tác nhân nhiễm khuẩn bệnh viện trong môi trường [1, 13]

Flavobacterium Acinetobacter Legionella pneumophila

- Vi khuẩn lao :

Mycobacterium xenopi, Mycobacterium chelonae,

Molluscum contagiosum

Human papillomavirus

Noroviruse

Aspergillus Exophiala Jeanselmei

Thực phẩm

Salmonella spp Staphylococcus aureus Clostridium perfringens

Clostridium botulinum Bacillus cereus Escherichia coli Campylobacter jejuni Yersinia enterocolitica Vibrio parahaemolyticus

Vibrio cholerae

Rotavirus Caliciviruses

1.1.3.2 Từ người bệnh sang người bệnh

Các bệnh nhân điều trị trong bệnh viện thường ở tình trạng sức khỏe kém, đặc biệt là tuổi cao các đáp ứng miễn dịch tế bào và miễn dịch dịch thể bị suy giảm; trẻ em có hệ thống đáp ứng miễn dịch chưa hoàn chỉnh, sức chịu đựng stress kém vì thế sức đề kháng với vi khuẩn yếu nên xuất hiện một nguy cơ toàn thân Ngoài ra bệnh nhân cao tuổi dễ mắc nhiễm khuẩn do liên quan đến tình trạng dinh dưỡng kém Qua đó tạo điều kiện cho các tác nhân NKBV khu trú, hình thành nguy cơ tiềm ẩn NKBV [1]

Hơn nữa bệnh nhân nặng dẫn đến tình trạng tăng trao đổi chất, khả năng miễn dịch suy yếu, khả năng chống lại các vi sinh vật ngoại sinh giảm và vi sinh vật nội sinh phát triển mạnh hơn Một số yếu tố khác cũng góp phần NKBV như tình trạng bệnh nhân khi nhập viện (cấp tính hay không cấp tính), thời gian nằm viện, giới tính, khả năng khử nhiễm chọn lọc của ống tiêu hóa và các nguy cơ này mang tính độc lập với mỗi loại nhiễm khuẩn Nguy cơ cao NKBV cũng xảy ra trên những bệnh nhân thay tạng, ung thư hoặc nhiễm trùng do suy giảm miễn dịch ở người nhiễm HIV, bệnh nhân tổn thương hệ miễn dịch, bệnh nhân đa chấn thương hoặc bỏng nặng và bệnh nhân thường xuyên phải điều trị can thiệp [15]

1.1.3.3 Từ các hoạt động thăm khám và điều trị sang người bệnh

Có ba yếu tố cơ bản liên quan đến khám và điều trị làm tăng nguy cơ trở thành nguồn gây NKBV là thiết bị, dụng cụ sử dụng cho thăm khám, phẫu thuật và sử dụng kháng sinh Trong đó có 4 loại nhiễm trùng thường gặp nhất có liên quan đến dụng cụ y tế là nhiễm khuẩn tiết niệu liên quan đến ống dẫn nước tiểu, nhiễm khuẩn vết mổ liên quan đến dẫn lưu sau mổ, viêm phổi và nhiễm trùng huyết liên quan đến cathete tĩnh mạch trung tâm và thở máy [1]

Khi sử dụng thiết bị xâm nhập như đặt nội khí quản, máy trợ hô hấp, nội soi thăm dò, dẫn lưu sau mổ, đặt cathete tĩnh mạch trung tâm, dẫn lưu tiết niệu Tất cả các điều trị can thiệp đó đã bỏ qua cơ chế bảo vệ tự nhiên của cơ thể là ngăn cản sự xâm nhập và tấn công của các vi sinh vật gây bệnh và luôn được xem là có nguy cơ cao Tỷ lệ các NKBV liên quan đến qui trình điều trị xâm nhập hoặc dụng cụ xâm nhập chiếm xấp xỉ 80% tổng số nhiễm khuẩn trong bệnh viện [1, 15]

1.1.4 Các nhiễm khuẩn thường gặp ở bệnh viện

Trong vài thập kỷ gần đây NKBV luôn là nỗi nhức nhối tại các bệnh viện, đã có rất nhiều nghiên cứu trên thế giới và trong nước về vấn đề này, qua đó chỉ ra các bệnh nhiễm khuẩn thường gặp ở bệnh viện như nhiễm khuẩn hô hấp, nhiễm khuẩn vết bỏng, nhiễm khuẩn vết mổ, nhiễm khuẩn tiết niệu và nhiễm khuẩn huyết

1.1.4.1 Nhiễm khuẩn hô hấp

Nhiễm khuẩn hô hấp là nhiễm khuẩn thường gặp trong NKBV và tỷ lệ mắc từ 15% đến 20% tổng số NKBV Với bệnh nhân nặng, tỷ lệ mắc cao từ 10% đến 65% và có thể cao gấp từ 6 đến 12 lần đối với bệnh nhân thở máy Bệnh nhân nhiễm trùng phổi do thở máy thường có tỷ lệ tử vong từ 25% đến 60% Tác nhân gây nhiễm khuẩn hô hấp rất phong phú có thể là vi khuẩn, nấm, virus [2]

1.1.4.2 Nhiễm khuẩn vết bỏng

Bệnh nhân bỏng, bề mặt da bị tổn thương, sự kết hợp giữa tình trạng bệnh và sử dụng dụng cụ xâm lấn trong quá trình điều trị là điều kiện thuận lợi cho NKBV, tụ cầu

vàng và Pseudomonas là những vi khuẩn kháng thuốc thường phân lập được trong tổn

thương nhiễm trùng bỏng Mặt khác vết bỏng sâu, mô hoại tử là môi trường thuận lợi cho vi sinh vật xâm nhập, phát triển và dễ gây nhiễm khuẩn huyết trong các bệnh nhân

nhiều công trình nghiên cứu cho thấy thường gặp là Pseudomonas spp, Staphylococcus aureus và Klebsiella spp [2]

1.1.4.3 Nhiễm khuẩn vết mổ

Nhiễm khuẩn vết mổ là những nhiễm khuẩn xảy ra tại vị trí phẫu thuật, chịu ảnh hưởng bởi nhiều tác động trong quá trình từ trước, trong và sau phẫu thuật Nhiễm khuẩn có thể do nguy cơ từ môi trường ngoại sinh như không khí, dụng cụ y tế, từ phẫu thuật viên hoặc nhân viên y tế khác, do nội sinh từ hệ vi khuẩn chí trên da, tại vị trí phẫu thuật hoặc hiếm hơn là từ máu được truyền trong quá trình phẫu thuật Ngoài ra nhiễm khuẩn còn phụ thuộc vào chất lượng của kỹ thuật phẫu thuật, thời gian và vị trí phẫu thuật, tình trạng dinh dưỡng cho bệnh nhân, thuốc ức chế miễn dịch; sự có mặt của vật lạ như ống dẫn lưu, độc lực của vi khuẩn, sự đồng phát nhiễm trùng ở nhiều vị trí khác nhau và kinh nghiệm của phẫu thuật viên Nhiễm khuẩn vết mổ có tỷ lệ mắc cao, thường đứng thứ hai sau nhiễm khuẩn đường hô hấp, tác nhân gây nhiễm khuẩn có

thể là các cầu khuẩn Gram dương như S.aureus và có thể là E.coli, Acinetobacter baumannii, P.aeruginosa và Candida spp.[1, 2, 13]

1.1.4.4 Nhiễm khuẩn tiết niệu

Nhiễm khuẩn tiết niệm là những nhiễm khuẩn xảy ra ở đường tiết niệu, tỷ lệ mắc cao ở những người già, người có đặt thông tiểu, có tới 80% trường hợp nhiễm khuẩn đường tiết niệu liên quan đến đặt dẫn lưu bàng quang và tỷ lệ nhiễm khuẩn tiết niệu nặng đặc biệt cao trong một số trường hợp như thay thận, đái đường và suy thận Nhiễm khuẩn tiết niệu bệnh viện thường do trực khuẩn Gram âm, trong đó hay gặp

nhất là Escherichia coli, Proteus mirabilis, Klebsiella spp và P.aeruginosa, ngoài ra còn có thể gặp Enterococci và Enterobacter spp Nấm Cadida cũng được xem là một

trong những nguyên nhân hàng đầu gây nhiễm khuẩn tiết tiệu [1, 2]

1.1.4.5 Nhiễm khuẩn huyết

Nhiễm khuẩn huyết là những nhiễm khuẩn tiên phát hoặc thứ phát từ những vị trí khác trên cơ thể, khoảng một nửa nguyên nhân là do có can thiệp vào mạch máu và phải nói tới đầu tiên là đặt cathete tĩnh mạch trung tâm và nhiễm trùng huyết do đặt các dụng cụ nội mạch chiếm chiếm khoảng 15% trong tổng số NKBV và ảnh hưởng trực tiếp tới khoảng 1% bệnh nhân điều trị nội trú Về chi phí thì nhiễm khuẩn huyết phải chịu chi phí cao nhất và tỷ lệ tử vong khoảng 18% [1]

1.2 Đặc điểm sinh học Acinetobacter baumannii

1.2.1 Đặc điểm tổng quát

Acinetobacter baumannii được phát hiện đầu tiên vào năm 1981 và được mô tả như một Microccus calcoaeticus aceticu, sau đó vi khuẩn này đã được đặt với nhiều

tên khác nhau Năm 1986 Buovet đã tiến hành nghiên cứu phát hiện ra chi mới và đặt

tên Acinetobacter, sau này với việc sử dụng nhiều kỹ thuật sinh học phân tử đã giúp phân loại các loài trong chi Acinetobacter Cho đến nay, các nhà khoa học đã tìm ra 33 loài Acinetobacter khác nhau, trong đó 17 loài đã được đặt tên và 14 loài chưa được đặt tên Loài Genospecies 1 có tên là Acinetobacter calcoacetis, Genospecies 2 có tên là A baumannii, Genospecies 3 và Genospecies 13TU rất giống nhau về về các đặc điểm sinh học do vậy được xếp vào nhóm tên là A.calcoacetis – A baumannii complex rất

khó phân biệt trong định danh thông thường [17, 18]

Acinetobacter baumannii là một cầu trực khuẩn Gram âm, có nguồn gốc từ đất,

nước và thực phẩm, ngày nay người ta đã phát hiện chúng như là một tác nhân thường trú trong bệnh viện và có khả năng phát tán và lây lan thành các vụ dịch, đặc biệt ở là ở khoa hồi sức tích cực, trên những bệnh nhân nặng, nằm điều trị kéo dài, có thực hiện các thủ thuật xâm lấn giúp chẩn đoán và điều trị bệnh và việc sử dụng nhiều loại kháng

baumannii thấp và thường từ nhiễm khuẩn cộng đồng, nên không nặng và còn nhạy

cảm với nhiều loại kháng sinh điều trị thông thường Song ngày nay, một khi nó trở thành vi khuẩn thường trú trong môi trường bệnh viện và xâm nhập vào cơ thể người bệnh hoặc nhân viên y tế, chúng trở sẽ nên có độc lực cao, và kháng với hầu hết với các loại kháng sinh điều trị như nhóm β-lactam (cephalosporin, carbapenem), nhóm Fluoquinolone (Ciprofloxacin), nhóm Aminoglycoside (amikacin) và nhóm Polymycin (colistin) Sự đa kháng thuốc này có được là nhờ vào cơ chế đề kháng kháng sinh rất phong phú của vi khuẩn này Đặc biệt với khả năng tồn tại lâu trong môi trường bệnh viện và trên nhân viên y tế, người lành mang trùng, nên chúng có thể tích lũy sự kháng thuốc và phát tán tính kháng kháng sinh của chúng cho trong cùng một loài hoặc khác loài qua nhiều con đường khác nhau, nguy hiểm nhất là qua plasmid [17, 18, 19, 20]

Acinetobacter baumannii là vi khuẩn hiếu khí tuyệt đối, dễ mọc trên các môi

trường thông thường ở nhiệt độ 20-300

C, tối ưu là 350C, một số chủng có thể mọc ở nhiệt độ cao hơn, 41-420C Acinetobacter baumannii là loài vi khuẩn dễ dàng mọc trên

môi trường thạch máu thỏ, cừu và không gây tan máu trên môi trường thạch máu Khuẩn lạc nhẵn, màu xám trắng đôi khi hơi nhầy đường kính khoảng từ 1,5 - 3 mm Các tính chất sinh hóa dùng để xác định là: có khả năng tạo catalase, không có khả năng tạo oxidase, indole và nitrate [17, 18, 19]

1.2.2 Đặc điểm sinh học của Acinetobacter baumannii

Acinetobacter baumannii có tính chất sinh học đa dạng và có khả năng thay đổi

theo điều kiện và môi trường sống, chính vì vậy mà khả năng tồn tại lâu trong môi trường, dụng cụ chăm sóc và điều trị bệnh nhân Đặc biệt chúng có khả năng kháng hầu hết các kháng sinh thông thường và kể cả với các kháng sinh đặc trị cho vi khuẩn

này là nhóm kháng sinh carbapenem [21, 22] Sở dĩ A baumannii có khả năng tồn tại

lâu và kháng được hầu hết với các loại kháng sinh là nhờ vào các đặc tính sinh học như

khả năng tạo màng sinh học, cấu tạo màng ngoài lipopolysaccharide, sự tổng hợp siderophore…

1.2.2.1 Khả năng tạo màng sinh học (biofilm)

Acinetobacter baumannii có khả năng hình thành một lớp màng sinh học bám

lên trên bề mặt các dụng cụ nhựa và thủy tinh, qua đó giúp chúng tồn tại và phát tán trong môi trường bệnh viện Màng sinh học có bản chất là một chất sinh học có khả năng tạo thành các màng bám dính trên những dụng cụ, vật dụng được đặt trong cơ thể, mạch máu của bệnh nhân, những bề mặt cứng cũng như ẩm ướt của môi trường, những màng sinh học có khả năng bao bọc các vi khuẩn lại, làm cho chúng tránh khỏi sự tiêu diệt của các đại thực bào, kháng sinh, chất sát khuẩn và do vậy, chúng sẽ trở thành nguồn nhiễm tiềm tàng trong nhiều vụ dịch ở các bệnh viện [17, 23, 24]

1.2.2.2 Cấu tạo màng ngoài lipopolysaccharide

Lipopolyssccharide (LPS) hay còn gọi là kháng nguyên O là thành phần cấu tạo màng ngoài của hầu hết các vi khuẩn Gram âm, đây chính là yếu tố độc lực chính của

vi khuẩn Acinetobacter spp nói chung và A baumannii nói riêng, với đặc tính

polysaccharide của vỏ vi khuẩn được cấu tạo bởi L-rhamnose, Glucuronic, mannose giúp cho màng tế bào vi khuẩn này trở nên ưa nước, và từ đó vi khuẩn dễ dàng bám vào tế bào biểu mô ở các cơ quan người thông qua vỏ và receptor của vi

D-khuẩn Ngoài ra lipopolysaccharide của A.baumannii còn giúp tế bào có nhân thật sự

giải phóng các chất trung gian hóa học như là các cytokine là một hóa chất trung gian

gây ra rất nhiều các biến đổi trong cơ chế sinh bệnh gây NKH của A baumannii [17,

25, 26]

1.2.2.3 Sự tổng hợp siderophore

Liên quan đến độc tính của Acinetobacter là sự tổng hợp siderophore, một phân

tử có trọng lượng phân tử thấp, có khả năng chuyển đổi trùng hợp sắt từ oxy-hydroxit thành sắt hòa tan giúp cho vi khuẩn phát triển trong điều kiện thiếu sắt Khả năng gây

bệnh trong điều kiện thiếu sắt được tìm thấy trong tất cả các chủng A baumannii phân

lập trên lâm sàng [23]

1.2.2.4 Các porin trên bề mặt và ty thể tế bào

Trên bề mặt thành tế bào và ty thể của A.baumannii, một protein được tìm thấy

gọi là porin Các porin đóng vai trò quan trọng giúp bảo vệ sự toàn vẹn cấu trúc tế bào của vi khuẩn và có khả năng liên hợp với vi khuẩn, gắn kết với kháng sinh, và sự hình thành các lỗ (kênh porin) trên màng tế bào vi khuẩn cho phép sự xâm nhập của các phân tử nhỏ như đường, axit amin, ion và kháng sinh đi qua Khi phân tích nhóm

protein màng tế bào bên ngoài (Outer Membrand Protein) của A baumannii bằng

phương pháp điện di gel SDS-polyacrylamide tìm thấy porin 38 kDa, giúp vi khuẩn thiết lập sự bám dính, đẩy thuốc kháng sinh ra khỏi vi khuẩn và tiết ra những chất độc thấm sâu vào trong mô gây hủy hoại tế bào và cơ thể ký chủ và từ đó gây nhiễm khuẩn toàn thân nặng và đó cũng chính là cơ chế gây kháng thuốc nội tại [17]

Một trong các cơ chế kháng thuốc khác của A baumannii là bơm đẩy kháng

sinh ra khỏi màng vi khuẩn Bơm đẩy này giúp vi khuẩn chủ động loại bỏ kháng sinh ngay từ khi chúng mới có tiếp xúc với màng ngoài tế bào của vi khuẩn, ngăn ngừa sự

tiếp xúc và xâm nhập của kháng sinh vào trong vi khuẩn Tác động kháng thuốc của A baumannii bởi cơ chế bơm đẩy kháng sinh ra ngoài kết hợp với cơ chế kháng qua đột biến mất kênh porin làm cho khả năng kháng thuốc của A baumannii trở nên mạnh mẽ Nếu đặt tất cả cơ chế đề kháng chung với nhau trên A.baumannii, cộng với hiện tượng đột biến điểm của hai gen gyrA và parC (gen kháng với KS nhóm Fluoquinolon) thì A

baumannii trở thành một vi khuẩn có khả năng kháng với tất cả các loại kháng sinh để

điều trị nó và khi ấy nó thực sự là một cơn ác mộng, một thách thức đối với nhà lâm sàng [25, 26, 27]

1.2.2.5 Cơ quan cảm ứng

Cơ quan cảm ứng của Acinetobacter baumannii là các cơ quan có khả năng cảm

nhận các tín hiệu của vi khuẩn kế bên (giao tiếp của vi khuẩn), các tín hiệu này có thể kích hoạt các gen kháng kháng sinh của các vi khuẩn Đây là một trong những cơ chế đề kháng được phổ biến rộng rãi ở các vi khuẩn Gram âm, được tìm thấy trên

A.baumannii Có 4 yếu tố cảm ứng tín hiệu mức độ phân tử có khả năng kích hoạt các

hoạt tính sinh học N-acylhomoserine-lacton, quorum cảm ứng đóng vai trò điều hòa

việc tạo biofilm, giúp A baumannii tồn tại trong nhiều loại môi trường khác nhau, thu

nhận và tích lũy yếu tố kháng thuốc, có thể nói đây là một cơ quan có vai trò như một

trung tâm tự động cảm ứng của nhiều yếu tố độc lực được tìm thấy trong A baumannii

Acinetobacter khác nhau thì không giống nhau, trong đó A baumannii là một chủng có

thể tồn tại nhiều năm trong cả môi trường khô ráo lẫn môi trường ẩm ướt của bệnh viện, đặc biệt vi khuẩn này có thể cư trú trên da người khỏe mạnh làm cho những người này trở thành người lành mang trùng, những người này có thể là bệnh nhân,

nhân viên y tế, người khỏe mạnh và kể cả một số ký sinh trùng như chấy, rận cũng có thể là nguồn chứa vi khuẩn này, do vậy nguy cơ lây nhiễm tiềm tàng là rất cao [17, 29]

Acinetobacter baumannii khi xâm nhập và cư trú trên bệnh nhân hoặc môi

trường chúng tiết ra các biofilm (bản chất là một chất sinh học có khả năng bám dính và tiết ra những chất nhầy) giúp vi khuẩn bám dính vào bề mặt môi trường, các dụng cụ mà các vi khuẩn khác không có hoặc có nhưng không mãnh liệt bằng, giúp chúng có khả năng kháng lại với sức đề kháng của cơ thể (là các đại thực bào) và các thuốc kháng sinh, thuốc sát khuẩn Từ những đặc tính trên, giúp chúng có thể sống, tồn tại lâu dài và trở thành một vi khuẩn có nhiều khả năng gây bệnh khác nhau và đặc biệt là phát tán khả năng kháng kháng sinh cho vi khuẩn trong cùng loài hoặc khác loài qua plasmid, làm khó khăn cho vấn đề kiểm soát và phòng ngừa lây nhiễm chúng trong cộng đồng và bệnh viện [23, 26, 29]

1.2.3.2 Các con đường gây nhiễm của Acinetobacter baumannii

Cũng như tất cả các vi khuẩn gây nhiễm khuẩn bệnh viện khác, Acinetobacter baumannii thường lây nhiễm qua hai con đường chính là lây qua đường tiếp xúc và lây

qua đường giọt bắn - Lây qua đường tiếp xúc, đây là con đường lây nhiễm chính, bệnh nhân có thể tiếp xúc

trực tiếp với các nguồn nhiễm như với bệnh nhân, nhân viên y tế bị nhiễm hoặc gián tiếp qua những dụng cụ chăm sóc, các bề mặt môi trường bị nhiễm vi khuẩn này [30]

- Lây qua đường giọt bắn, trước đây các nhà khoa học không cho rằng A baumanniii có

thể lây qua đường giọt bắn hoặc không khí, nhưng hiện nay nhiều tác giả nghiên cứu về vi khuẩn này đã cho rằng vi khuẩn này có thể lây qua con đường giọt bắn, điều này giúp lý giải cho khả năng lan tràn của vi khuẩn này trong môi trường bệnh viện [30]

1.3 Kháng sinh nhóm carbapenem và đặc điểm kháng kháng sinh của

Acinetobacter baumannii

Kháng sinh là một trong những phát hiện lớn và có tầm ảnh hướng đến lịch sử nhân loại, từ nhưng thập kỷ đầu của thế XX, kháng sinh thế hệ đầu tiên mang tên penicillin đã được giáo sư Alexander Fleming phát hiện ra, qua đó giải quyết được vấn đề nhiễm trung, mang lại hiệu quả đáng kể cho công tác điều trị bệnh nhân Càng về sau nhiều thế hệ kháng sinh mới đã được điều chế thành công nhằm tối ưu hóa khám chữa bệnh, tuy nhiên sự thay đổi nhanh chóng về cơ chế kháng kháng sinh của vi khuẩn đã đặt ra nhiều vấn đề cần được nghiên cứu và tìm ra cách giải đáp một cách hiệu quả nhất

1.3.1 Kháng sinh nhóm carbapenem

Carbapenem là nhóm kháng sinh thuộc họ beta-lactam, có khả năng tiêu diệt các vi khuẩn Gram âm và trên trực khuẩn mủ xanh Nhóm kháng sinh này gồm có: imipenem, meropenem, ertapenem và doripenem, ngoài ra còn 2 hoạt chất đang được nghiên cứu là panipenem và faropenem Trong đó imipenem và meropenem là hai loại

kháng sinh có hoạt phổ rộng chống lại hầu hết các chủng Pseudomonas và các chủng sinh β-lactamase, ertapenem có hoạt phổ ít hơn các carbapenem khác trên P.aeruginosa và Acinetobacter spp [31, 32]

1.3.1.1 Cấu tạo hóa học

Cấu tạo hóa học của bốn loại kháng sinh trong nhóm carbapenem được dùng phổ biến ở các bệnh viện được biểu hiện ở hình 1.1

Hình 1.1 Cấu tạo các loại kháng sinh nhóm carbapnenem [33]

1.3.1.2 Cơ chế tác dụng

Carbapenem là nhóm kháng sinh thuộc họ β-lactam nên có cơ chế tác dụng chung của kháng sinh họ β-lactam, kháng sinh sẽ tác dụng ức chế quá trình sinh tổng hợp thành tế bào vi khuẩn dẫn đến sự dung giải tế bào Để có được tác dụng này, chúng phải xâm nhập vào vách tế bào vi khuẩn qua các kênh porin và gắn với protein gắn penicillin (PBP) Những protein này thực tế là các enzyme (transpeptidases) tham gia vào quá trình tạo liên kết chéo peptidoglycan – thành phần chính của vách tế bào vi khuẩn [32, 33]

1.3.1.3 Các nhóm enzyme ly giải carbapenem a) Kháng carbapenem do Enzyme nhóm A

Enzyme nhóm A bao gồm NmcA/IMI (Not metallo enzyme carbapenemase/

imipenem-hydrolyzing β-lactamase), SME (Serratia marcescens enzyme), GES (Guiana extended spectrum) và KPC (Klebsiella pneumoniae carbapenemase), các

enzyme này có khả năng ly giải nhiều loại kháng sinh nhóm beta-lactam bao gồm: penicillin, cephalosporin, carbapenem và aztreonam [34]

Enzyme IMI và NmcA được mã hóa bởi các gen nằm trên nhiễm sắc thể của một

số chủng Enterobacter spp phân lập tại Anh, Pháp và Agrentina, IMI-2 được mã hóa bởi gen IMI-2 nằm trên các plasmid của các chủng Enterobacter asburiae phân lập

được từ nước sông tại Mỹ Enzym SME được mã hóa bởi các gen nằm trên nhiễm sắc

thể của các chủng Serratia marcescens phân lập tại Mỹ và được chia thành 3 loại

(SME-1, SME-2 và SME-3) [35, 36]

Enzyme nhóm GES được phát hiện lần đầu năm 2000 được mã hóa bởi các gen nằm trên plasmid và có khả năng ly giải các kháng sinh phổ rộng cephalosporin, tuy nhiên một vài enzym thuộc nhóm này (GES-4,-5 và -6) được xác định có khả năng ly giải các kháng sinh nhóm carbapenem [37]

KPC là enzyme có tác động mạnh nhất trên lâm sàng trong số các enzyme thuộc nhóm A do KPC gây ra tình trạng kháng đa kháng sinh KPC lần đầu tiên được phát

hiện trên chủng K pneumoniae phân lập ở miền nam nước Mỹ năm 1996, sau đó các trường hợp nhiễm khuẩn bởi các chủng K pneumoniae kháng carbapenem được phân

lập rải rác tại Mỹ trong thập kỷ 1990 Cho đến những năm 2000, tỷ lệ phân lập các

chủng K.pneumoniae kháng carbapenem trên bệnh phẩm lâm sàng tại Mỹ gia tăng một

cách nhanh chóng, nghiên cứu tại Brooklyn-New York cho thấy khoảng 1/3 số chủng

K pneumoniae phân lập năm 2004 mang gen KPC mã hóa enzym KPC ly giải

carbapenem [38, 39]

b) Kháng carbapenem do enzyme nhóm B ( metallo-beta-lactamase)

Nhóm B, metallo-beta-lactamase (MBL) có khả năng ly giải hầu hết các kháng sinh phổ rộng bao gồm: penicillin, cephalosporin và carbapenem, được phát hiện lần đầu

tiên trên B.cereus và Stenotrophomonas maltophilia, các gen mã hóa MBL phần lớn

nằm trên nhiễm sắc thể của các vi khuẩn Sau đó nhiều nghiên cứu đã phát hiện sự lây lan nhanh chóng của các gen mã hóa MBL nằm trên plasmid sang nhiều loại vi khuẩn đường ruột phân lập từ các bệnh phẩm lâm sàng ở nhiều quốc gia trên thế giới Các enzym thường gặp nhất được phát hiện trên các chủng vi khuẩn đường ruột bao gồm các enzym IMP (active on imipenem), VIM (Verona integron-encoded metallo-β-lactamase) và NDM-1 (New delhi metallo beta lactamase-1) [7, 40]

IMP được phát hiện lần đầu tiên trên các chủng Pseudomonas và Acinetobacter

và vi khuẩn đường ruột Hiện nay có khoảng 33 loại enzym thuộc nhóm IMP được xác định có khả năng ly giải carbapenem được phát hiện tại nhiều quốc gia như Nhật Bản,

Đài Loan, Trung Quốc và Hy Lạp Chúng chủ yếu được phát hiện trên các chủng P

aeruginosa và một số ít các vi khuẩn đường ruột, tuy nhiên chỉ có VIM-2 là enzym

được phát hiện nhiều nhất trên thế giới [41] Enzym mới NDM-1 kháng carbapenem được mã hóa bởi gen NDM-1 nằm trên

các plasmid được phát hiện lần đầu tiên năm 2008 tại Thụy Điển trên chủng K

pneumoniae phân lập được từ bệnh nhân người Ấn quốc tịch Thụy Điển có tiền sử

chữa bệnh tại New Delhi, Ấn Độ [7]

c) Kháng carbapenem co enzyme nhóm D ( oxacilinase)

Một số OXA (oxacillin-hydrolyzing) quan trọng có khả năng ly giải carbapenem

như OXA-23 được phát hiện trên các chủng A baumannii tại nhiều quốc gia trên thế giới., OXA-51 nằm trên nhiễm sắc thể của A baumannii phân bố trên toàn cầu và

OXA-51, hay OXA-58 kháng carbapenem cũng được phát hiện trên các chủng

Acinetobacter ở nhiều nơi trên thế giới Bên cạnh đó OXA48 và OXA181 cũng được

tìm thấy ở một số nước tuy nhiên với số thượng thấp và khả năng ly giải carbapenem kém [4, 42, 43]

1.3.2 Cơ chế kháng kháng sinh của vi khuẩn

Có rất nhiều cơ chế để vi khuẩn có khả năng kháng lại kháng sinh như: thay đổi đích tác động, tạo ra enzyme ly giải, ngăn cản sự gắn kết của kháng sinh với tế bào vi khuẩn và thay đổi con đường chuyển hóa

1.3.2.1 Làm 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 kháng sinh [44]

Cơ chế tác động của các kháng sinh nhóm quinolone là ức chế hoạt động của

đoạn gen mã hóa quá trình tổng hợp enzyme GyrA (ADN 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 [45, 46]

1.3.2.2 Tạo ra enzyme ly giải kháng sinh

Cơ chế tạo enzyme ly giải kháng sinh là khả năng được tạo ra các enzyme làm biến đổi hoặc phá hủy cấu trúc phân tử của kháng sinh của vi khuẩn Ví dụ với các enzym beta-lactamase đã được dự đoán 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 beta-lactamase 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 [44, 47]

1.3.2.3 Giảm tính thẩm thấu của màng nguyên sinh chất

Giảm mức độ thấm của kháng sinh qua thành tế bào là khả năng hạn chế sự vận

chuyển kháng sinh vào trong cơ thể của vi khuẩn, ví dụ vi khuẩn trong trường hợp kháng tetracycline hoặc làm mất hệ thống vận chuyển qua màng trong trường hợp kháng kháng sinh nhóm aminoglycosid Việc thâm nhập của các kháng sinh nhóm beta-lactam 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 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 [44] 1.3.3 Đặc điểm kháng kháng sinh của Acinetobacter baumannii

1.3.3.1 Tình hình kháng kháng sinh của Acinetobacter baumannii

Sự đề kháng kháng sinh của A baumannii gia tăng theo thời gian và hiện nay

trở thành nỗi lo lắng cho các nhà điều trị khi mà vi khuẩn này trở thành tác nhân của nhiều vụ dịch xảy ra không chỉ ở khoa hồi sức tích cực, mà có thể ở nhiều khoa lâm sàng khác, trên nhiều loại đối tượng bệnh nhân trong các bệnh viện ở nhiều quốc gia trên thế giới [48] Một nghiên cứu tại châu Âu, của Siefert và cộng sự năm 1995, tại

Đức, ở quy mô nhiều bệnh viện, cho thấy có 87 đợt nhiễm khuẩn do A baumannii, có

91% bệnh nhân nằm tại khoa hồi sức tích cực, trong đó 99% có đặt catheter trong lòng mạch, 70% có thở máy và 47% có phẫu thuật [49] Nghiên cứu khác của Sisrack và cộng sự năm 2012, trên 93215 bệnh phẩm máu cho thấy, có 6,8% dương tính với

Acinetobacter spp và kháng với tất cả các loại kháng sinh dao động từ 45 - 70%, riêng

với nhóm kháng sinh carbarpenem, mức độ kháng dao động từ 0 - 52,8% [50]

Ở khu vực Châu Á, tình trạng NKBV do A baumannii cũng đã được báo cáo tại

một số nước như Ấn độ, Thái Lan, Trung Quốc, Hàn Quốc, Singapore dao động từ 10 30% và tình trạng kháng với tất cả kháng sinh gia tăng từ 50% lên tới trên 70%, nhất là nhóm carbapenem có sự gia tăng đáng báo động Một nghiên cứu của Mishra và cộng sự năm 1998, tại Ấn Độ, trên trẻ sơ sinh, cho thấy, tỷ lệ NKBV ở trẻ sơ sinh 11,1/1000 trẻ sơ sinh, và 55% gặp ở trẻ có cân nặng dưới 2500 gram [3, 24, 51]

-Đáng quan tâm hơn là tình trạng tử vong của nhiễm khuẩn huyết do

A.baumannii cao hơn là do những tác nhân gây bệnh khác, dao động từ 29 – 63%

Nghiên cứu của Robenshtok và cộng sự năm 2006, khi so sánh các ca nhiễm khuẩn

huyết do A baumannii và Klebsiella pneumonia, cho thấy nhiễm khuẩn huyết nặng và tử vong ở A baumannii cao hơn ở ngày thứ 30 là 61% so với 38,8% ở Klebshiella pneumonia [52]

Ở Việt Nam, nhiều nhiên cứu đã được công bố chỉ ra tỷ lệ NKBV do A baumannii cũng thay đổi tùy theo bệnh viện, khoa điều trị và đối tượng bệnh nhân

Nghiên cứu của Đoàn Mai Phương và cộng sự năm 2010, thực hiện tại khoa hồi sức tích cực, bệnh viện Bạch Mai tỷ lệ mắc là 18,6, trong đó mức độ kháng kháng sinh là khá cao: kháng 100 với ceftazidine, ciprofloxacin, aminoglycozid [53] Tại viện Pasteur T.P Hồ Chí Minh, Ngô Thị Hồng Phương và công sự năm 2013 đã tiến hành

sinh, ngoại trừ kháng sinh colistin Trong đó tỷ lệ kháng kháng sinh nhóm carbapenem, ở đây là imipenem 96,7% [54]

Tại bệnh viện Đa Khoa Thống Nhất Đồng Nai, năm 2014 Tống Văn Khải và cộng sự tiến hành khảo sát các yếu tố gây nhiễm khuẩn bệnh vện đã cho thấy tỷ lệ

nhiễm khuẩn do Acinetobacter baumannii là cao nhất với 36,2%, tiếp đến pseudomonas aeruginosa chiếm 20% [10] Một nghiên cứu khác do Nguyễn Sỹ Tuấn và cộng sự năm 2014, khi phân tích mức độ kháng kháng sinh của Acinetobacter baumannii cũng chính tại bệnh viện đã cho thấy vi khuẩn này chỉ nhậy cảm với colistin, còn các loại kháng sinh khác hầu hết bị A baumannii kháng lại, trong đó tỷ lệ

kháng imipenem là 90,2% và meropenem là 92,7% [11] Qua đó có thể thấy tình hình

NKBV do Acinetobacter baumannii và sự đề kháng kháng sinh của vi khuẩn này tại

Bệnh viện Đa Khoa Thống Nhất Đồng Nai rất nghiêm trọng và cần được nghiên cứu và tìm biện pháp giải quyết

1.3.3.2 Cơ chế đề kháng kháng sinh của Acinetobacter baumannii

Cũng như các vi khuẩn gây bệnh khác, Acinetobacter baumannii có khả năng kháng với nhiều loại kháng sinh khác nhau, trong đó A baumannii có thể đề kháng với

chính kháng sinh dùng để điều trị đặc hiệu cho vi khuẩn này Sự đề kháng kháng sinh

của vi khuẩn này cũng khác nhau theo từng mức thời gian, địa phương Acinetobacter baumannii với đặc tính là loài có khả năng tích lũy nhiều gen kháng kháng sinh dẫn

đến sự phát triển của các chủng đa kháng Có bốn cơ chế thường gặp gây hiện tượng đa

kháng thuốc ở A baumannii được nói đến nhiều nhất là: Thay đổi vị trí đích tác động,

đột biến mất kênh porin không cho kháng sinh qua màng vào bên trong vi khuẩn, bất hoạt kháng sinh qua các bơm đẩy kháng sinh ra ngoài và tiết enzyme để phá hủy kháng sinh [55, 56]