Bài giảng kháng sinh và vi khuẩn

ĐỊNH NGHĨA:• Thuốc kháng sinh là những chất được chiết từ sinh vật hoặc tổng hợp hóa học, với liều rất nhỏ có tác dụng ức chế hoặc giết chết vi sinh vật, không độc hoặc ít độc cho cơ th

ThS BS: Hoàng Thị Phương Dung

KHÁNG SINH VỚI VI KHUẨN

Mục tiêu :

1/ Trình bày định nghĩa và phân loại kháng sinh.

2/ Nêu được cơ chế tác dụng của kháng sinh với vi khuẩn 3/ Xác định tính nhạy cảm của kháng sinh với vi khuẩn.

4/ Phân loại sự kháng thuốc và cơ chế sự kháng thuốc của vi khuẩn.

5/ Biết các biện pháp phòng chống sự kháng thuốc của vi

khuẩn.

ĐỊNH NGHĨA:

• Thuốc kháng sinh là những chất được

chiết từ sinh vật hoặc tổng hợp hóa học, với liều rất nhỏ có tác dụng ức chế hoặc giết chết vi sinh vật, không độc hoặc ít độc cho cơ thể.

• Thuốc kháng sinh ≠ thuốc khử khuẩn.

+ KS phải đến được điểm đích

+ KS không bị bất hoạt trước khi tới điểm

đích

2/ Cấu trúc hóa học: Họ -lactamin, aminoside,

chloramphenicol, tetracycline, polypeptides…

3/ Phổ tác dụng: bao gồm tất cả các loài vi sinh vật

mà kháng sinh đó tác dụng.

Cơ chế tác động của kháng sinh

bởi N-acetyl glucosamin (NAG) và N- N-acetyl glucosamin

acetyl muramic acid (NAMA).

VD: penicillin và cephalosporin.

NAG: N-acetyl glucosamin

NAMA: N-acetyl muramic acid

L-alanin

NAG Phosphomycin

NAMA

NAMA tripeptide NAMA pentapeptide NAG-NAMA-pentapeptide-phospholipide

- số lượng và ái lực với PBP

- số lỗ (porin) của vi khuẩn Gram(-)

Tác động trên màng tế bào

Tác dụng như chất tẩy rửa bề mặt  thay đổi tính thẩm thấu của màng tế bào

VD: polymycin, colistin

Ức chế tổng hợp acid nucleic

• Một số thuốc kháng sinh có thể gắn vào phân tử ADN ở nhiều giai đoạn của sự sao chép mã di truyền.

• Phân tử ADN không thể tự nhân đôi để tạo phân tử ADN mới

VD: quinolon, fluoroquinolon

- Quinolon và fluoroquinolon: ức chế ADN gyrase

- Rifampin: ức chế ARN polymerase

Purin

Ức chế tổng hợp protein

• Kháng sinh gắn lên ribosome.

• Ức chế sự thành lập protein hoặc tạo ra

những protein bất thường không cần thiết

cho vi khuẩn

VD: Chloramphenicol, macrolide, streptomycin, tetracycline

Cạnh tranh

• Cơ chế tác dụng của Sulfamides.

• Cấu trúc của Sulfamides gần giống với cấu trúc của Para-amino-benzoic acide (PABA) là chất chuyển hóa cần thiết của vi khuẩn.

• Sulfamides đã cạnh tranh chiếm chỗ của PABA

và phong bế enzyme dihydrofolat synthetase

nên vi khuẩn không tổng hợp được acid folic.

SỰ NHẠY CẢM CỦA VI KHUẨN

VỚI KHÁNG SINH

• Là khi cho VK tiếp xúc với KS ở liều

thường dùng làm cho VK bị ức chế hoặc

- VK Gr(-) có vỏ bọc ngoài là lipopoly-saccharide nên

ngăn sự đi vào của thuốc

• Sự kháng thuốc tự nhiên là biểu hiện của kiểu gien

(genotype) nên nó bền vững và di truyền được

VD: + trực khuẩn lao không chịu tác dụng của penicillin

+ xoắn khuẩn giang mai không chịu tác dụng của

kanamycin…

Vi khuẩn Kháng sinh

B cepacia, S maltophilia Imipenem

Citrobacter amalonaticus Ampicillin

Citrobacter freundii, Hafnia

alvei, Enterobacter cloacae Cephalothin

Proteus mirabilis, Proteus

Nitrofurantoin

Edwardsiella tarda Colistin

Serratia marcescens Colistin, Cephalothin,

Nitrofurantoin

Enterococcus faecalis,

Enterococcus faecium Aminoglycosid,

-lactam

kháng thuốc ngoài ý muốn.

• Việc sử dụng kháng sinh càng rộng rãi và tùy tiện thì càng tăng mức độ chọn lọc vi khuẩn kháng thuốc

• Kháng chéo: với cùng 1 cơ chế kháng thì

VK kháng lại những KS có cấu trúc hóa

học gần như nhau, cùng 1 họ

• Đa kháng: kháng nhiều loại KS có cấu trúc hóa học khác nhau với nhiều cơ chế khác nhau

- Aminoglycoside bị biến đổi bởi men

aminoglycoside – modifying enzymes

- Chloramphenicol bị CAT lam biến đổi

thuốc

Giảm tính thấm của màng

• Giới hạn đường vào của kháng sinh bằng

cách thay đổi porins

Ví dụ: -lactam, quinolon,chloramphenicol…

• Bơm kháng sinh ra khỏi vi khuẩn nhanh

hơn là tích tụ trong tế bào chất

Ví dụ: tetracycline

Thay đổi con đường chuyển hóa

Vượt qua các giai đoạn chuyển hóa bị

kháng sinh ức chế

Ví dụ : vi khuẩn đề kháng sulfamethoxazole,

trimethoprime không cần PABA cũng tạo được acid folic

Kháng sinh đồ

Mục đích:

Để tìm sự nhạy cảm của VK đối với một vài loại KS nào

đó và xác định hiện tượng kháng lại KS của VK gây

bệnh, giúp cho người thầy thuốc chọn được loại KS tốt nhất để điều trị bệnh nhiễm trùng

Phương pháp:

– Phương pháp khuếch tán trong thạch (Kirby - Bauer)– Phương pháp pha loãng liên tiếp (Minimum Inhibitory Concentration-MIC)

Phương pháp khuếch tán trong thạch

• Nguyên lý: KS khuếch tán trong môi trường thạch – ngăn cản sự phát triển của vi khuẩn

• Căn cứ vào đó để chọn những kháng sinh thích hợp dùng để điều trị

Phương pháp pha loãng

này sang đĩa môi trường

dinh dưỡng đặc Nếu không

• Những ống được cấy sang đĩa môi trường đặc vẫn thấy VK mọc nhưng tính ra số lượng không nhiều hơn số lượng VK khi mới cấy thì những

ống đó VK nhạy cảm với KS ở mức độ ức chế.

• Nồng độ thấp nhất ức chế VK (NĐTN ức chế

VK) là nồng độ KS ở trong ống cuối cùng.

• Đa số kháng sinh ở liều thấp có tác dụng ức

chế, liều cao có tác dụng diệt khuẩn nhưng cũng

có một số kháng sinh chỉ có tác dụng ức chế vi khuẩn.

Một số KS thường sử dụng

PENICILLIN

• Được Flemming phát minh từ 1928 Sau đó

Florey và Chain áp dụng điều trị trên lâm sàng năm 1941.

• Penicillin được hình thành qua quá trình lên men

của nấm Penicillium notatum hoặc Penicillium

chrysogenum.

• Penicillin có hoạt phổ kháng khuẩn với các cầu khuẩn Gr (+), Gr (-), xoắn khuẩn.

Natural Broad spectum

Semi-synthetic Penicillin+ β-lactamase inbitor

•Methicillin

•Nafcillin

Isoxazoly penicillins

•Cloxacillin

•Dicloxacillin

•Oxacillin

Ampicillin-sulbactam (Unasyn)

Amoxcillin-clavulanate (Augmentin)

Ticarcillin-clavulanate (Timentin )

tazobactam (Zosyn)

• Phổ hẹp, nhạy cảm với β-lactamase

• Có tác động tốt với cầu khuẩn Gr (+) ngoại trừ

Enterococci và tụ cầu kháng methicillin; có tác

động trên vài trực khuẩn Gr (-) như: E coli,

Proteus, Klebsiella; cầu khuẩn Gr (+) kỵ khí

ngoại trừ Bacteroides fungilis.

• Nhược điểm: không thấm qua màng não.

• Cefepime được dùng để điều trị các bệnh do

Enterobacter, Citrobacter là những vi khuẩn đã kháng

lại thuốc của thế hệ III

Một số loại -lactam khác:

• Monolactam: thuốc aztreonam đề kháng với

-lactamase có tác dụng chống trực khuẩn Gr (-) nhưng không có tác động trên trực khuẩn Gr (+)

và vi khuẩn kỵ khí.

• Carbapenems: Imipenem, ertapenem,

meropenem Imipenem kháng với hầu hết

-lactamase, tác động với TK Gr (-), Gr (+) kỵ khí.

Men -lactamase do một số vi khuẩn tiết

ra có thể thủy phân một cách hiệu quả liên kết amide của -lactam, làm mở vòng -

lactam và làm mất đi tác dụng diệt khuẩn của kháng sinh họ -lactam

+ Nhóm 3 metallo--lactamase thủy phân

penicillin, cephalosporin, carbapenem.

ESBL: Extended Spectrum Beta Lactamase

Là men do vi khuẩn đường ruột tiết ra, có khả

năng bất hoạt các loại cephalosporins phổ rộng (như ceftazidime, cefotaxime, ceftriaxone) và

monobactam (như aztreonam), nhưng không

ảnh hưởng đến các cephamycins (như cefoxitin, cefotetan) hoặc các carbapenems (như

meropenem, imipenem)

SHV (A) Các đột biến SHV penicillinase, ở K pneumoniae

thì xuất phát từ nhiễm sắc thể; thay thế ≥ 1 amino-acid

Trên 50

CTX-M (A) Ở Kluyvera spp hầu hết hay tất cả các phân lớp

đều xuất phát từ nhiễm sắc thể, rồi được chuyển động nhờ các chuyển động chèn

Trên 40, trong 5 phân lớp

OXA-15 (D) Đột biến OXA-2, được biết từ lâu là penicillinase

có nguồn gốc không rõ 1OXA-11, 14,

15, 16, 17

(D)

Đột biến OXA-10 (=PSE-2), được biết từ lâu là penicillinase có nguồn gốc không rõ Trên 5

có ESBL

VÀ

Cefotaxime 30µg

Cefotaxime-acid clavulanic 30/10µg

• Theo khuyến cáo của Tổ chức Y tế Thế

giới, khi phân lập được vi khuẩn sinh

ESBL, cho dù kết quả kháng sinh đồ là

nhạy, trung gian hay kháng thì kết quả trả

về cho bác sĩ lâm sàng nên kết luận là

kháng và cần ghi chú không nên sử dụng các cephalosporin khác.

Quinolones:

• Đích ngắm đầu tiên của quinolones là ADN gyrase, 1

enzyme chủ yếu trong quá trình nhân đôi ADN

• Phổ tác động rộng ở cả vi khuẩn Gr (+) và Gr (-)

• Nhóm này được chia làm 2 loại:

– Quinolones thế hệ cũ gồm có Nalidixic acid, oxolinic acid, cinoxacin

– Quinolones thế hệ mới (fluoroquinolone): norfloxacin, ciprofloxacin, noxacin, pefloxacin, lomefloxacin Rất

tốt để diệt các vi khuẩn nội bào như Brucella, Listeria,

Salmonella, Mycobacteria

• Erythromycin là kháng sinh đầu tiên của nhóm này,

được chiết xuất từ Streptomyces erythreus, và các chất

tương tự nó bao gồm oleandomycin, spiramycin và

josamycin

• Clarithromycin và azithromycin là các macrolides bán tổng hợp

• Dirithromycin, roxithromycin, flurithromycin và

rokitamycin là những macrolides mới xuất hiện

• Macrolides là một chất kìm khuẩn do nó ức chế tổng hợp protein của vi khuẩn Chúng sẽ trở thành chất diệt khuẩn ở nồng độ cao

• Macrolides chống lại vi khuẩn Gr(+), vài loại Gr(-),

mycoplasma, chlamydiae, treponemas và rickettsiae

• Là kháng sinh duy nhất có nguồn gốc từ

Streptomyces venezuelae.

• Thuốc có tác dụng kìm khuẩn, ức chế tổng hợp protein.

• Chloramphenicol hoạt động chống lại nhiều vi khuẩn Gram (-) và Gram (+), chlamydiae,

mycoplasma và rickettsiae

• Tetracyclines là kháng sinh kìm khuẩn phổ rộng, chống lại VK nhạy cảm bằng cách ức chế tổng hợp protein

• Vi khuẩn kháng tetracyclines bằng cách thay đổi tác

động của thuốc trên tế bào, hoặc thay đổi vị trí của

ribosome đích, ngăn chặn sự gắn thuốc và hoặc tạo ra những thay đổi của enzyme, bất hoạt thuốc

• Tất cả tetracyclines đều có phổ kháng khuẩn tương tự nhau với hoạt động chống lại vi khuẩn Gr(-), Gr(+),

mycoplasma, chlamydiae, Rickettsiae và vài loại đơn

bào Cầu khuẩn Gr(+) hiếu khí bao gồm S aureus, S

pyogenes và S pneumoniae nhạy cảm

• Bao gồm lincomycin, được phân lập từ Streptomyces

lincolnensis và clindamycin là một dạng hóa học của

lincomycin

• Lincosamides ức chế tổng hợp protein Clindamycin có thế diệt khuẩn hay kìm khuẩn, tùy thuộc vào nồng độ

thuốc, loại vi khuẩn và độc lực của chúng

• Lincosamides có phổ kháng khuẩn rộng, chống lại cầu

trùng Gr(+) hiếu khí và kỵ khí

• Clindamycin là một trong những kháng sinh có tác dụng nhất để điều trị vi khuẩn kỵ khí Tất cả Enterobacteriaceae đều kháng lại clindamycin

GLYCOPEPTIDES VÀ LIPOPEPTIDES

• Vancomycin là một kháng sinh diệt khuẩn thu được từ

Streptomyces orientales, là glycopeptide duy nhất được

dùng trên lâm sàng ở Mỹ Thuốc có tác dụng chống lại tụ cầu kháng methicillin

• Glycopeptides ức chế tổng hợp peptidoglycan ở vách tế bào vi khuẩn

• Vancomycin được dùng trong phòng ngừa và điều trị

viêm nội tâm mạc do vi khuẩn Gr(+) ở bệnh nhân dị ứng penicillin Nó cũng là thuốc được lựa chọn để điều trị

nhiễm trùng do Corynebacterium jeikeum, viêm màng

não do Flavobacterium và viêm ruột do C difficile sau

khi dùng kháng sinh dài ngày

SULFONAMIDES VÀ TRIMETHOPRIM

• Sulfonamides xuất phát từ sulfanilamide, cấu trúc hóa học tương tự như para-aminobenzoic acid (PABA), là 1 yếu tố cần thiết để tổng hợp acid folic của vi khuẩn

• Trimethoprim (TMP) là 1 pyrimidine can thiệp vào cơ chế chuyển hóa acid folic

• Vì TMP và sulfonamides ngăn cản sự chuyển hóa acid folic của vi khuẩn nên thuốc có tác dụng chống lại vi

khuẩn phổ rộng SMX bao gồm TMP và

sulfamethoxazole, còn gọi là co-trimoxazole

• Một số cầu trùng Gr(+) bao gồm tụ cầu và liên cầu và

trực trùng Gr(-), ngoại trừ P aeruginosa nhạy cảm với

TMP-SMX

• Các vi sinh vật nhạy với TMP-SMX khác bao gồm

Brucella spp., P pseudomallei, P cepacia, X

maltophilia, M kansasii, M marinum và M

scrofulaceum

THUỐC KHÁNG VIRUS

Một thuốc điều trị đặc hiệu phải đạt được

những yêu cầu sau :

- Thuốc phải xâm nhập được vào trong tế bào, đặc biệt là các tế bào bị nhiễm virus.

- Thuốc ngăn cản quá trình tổng hợp ra các virus nhưng không hoặc ít ảnh hưởng đến hoạt động của tế bào.

CƠ CHẾ TÁC ĐỘNG

Thuốc ức chế sự cởi áo của virus

• Amantadine và rimantadine ngăn cản sự xâm nhập và/hoặc sự cởi áo của một vài virus ARN

có vỏ ngoài  sau khi xâm nhiễm, axit nucleic của virus không được phóng thích khỏi capsid

để tiến hành quá trình sao chép.

• Rimantadine là một dẫn xuất của amantadine.

Tác động vào sự sao chép bộ gien, sản xuất các protein chuyên biệt:

+ Ức chế quá trình sao chép genom của virus:

- Trừ các virus nhỏ chứa ADN, các virus đều mã hóa enzyme

polymerase để tổng hợp nên các axít nucleic của virus

- Các enzyme polymerase của virus là những cái đích lý tưởng của các thuốc kháng virus loại tương tự nucleoside

- Những thuốc này được phosphoryl hóa thành nucleoside

triphosphate nhờ các enzyme kinase của virus hoặc của tế bào chủ

- Sau đó triphosphate sẽ cạnh tranh với nucleoside triphosphate bình thường có trong tế bào và được tế bào sử dụng như một tiền chất cho sự tổng hợp axit nucleic

VD: Acyclovir (A.C.V, zovirax), Zidovudin (AZT) Dideoxycytidine (ddC/zalcitabin) và Dideoinosine (ddI/Didanosine), Ganciclovir (GCV)

+ Ức chế tổng hợp protein của virus:

• Interferon (IFN, ROFERON–A): do tế bào ký chủ sản

xuất, là yếu tố quan trọng trong cơ chế miễn dịch bảo vệ

tự nhiên không đặc hiệu

- ức chế virus gián tiếp, không chuyên biệt bằng cách làm giảm tổng hợp protein toàn bộ của virus

- ức chế sự tập hợp các thành phần và sự phóng thích virus

- chống sự tăng sinh tế bào, và điều hòa miễn dịch

trung gian tế bào: hoạt hóa lympho bào và đại thực bào

• Interferon ở người có 3 loại: , ,  IFN ,  có hoạt tính chống virus mạnh hơn IFN 

• Ribavirin: tác động chủ yếu là gây ức chế sự gia tăng

RNAm của virus, từ đó giảm sự tổng hợp protein của

virus

Thuốc ức chế sự giải phóng virus ra khỏi

tế bào

• Trong quá trình nhân lên của virus cúm, các

virion được giải phóng ra khỏi tế bào theo

kiểu nẩy chồi với sự tham gia của

neuraminidase

• Các thuốc Zanamivir và Oseltamivir: ức chế

enzyme neuraminidase của virus cúm A và B.

• Các thuốc này tác động vào vị trí hoạt động

của enzyme neuraminidase, làm bất hoạt

enzyme này.

• Các chủng virus cúm A đột biến đề kháng amantadine đã được tìm thấy ở bệnh

nhân bị cúm Sự đề kháng phụ thuộc vào

sự đột biến gen mã hóa protein bao ngoài Những biến chủng đề kháng amantadine thì cũng đề kháng với rimantadine

• ….

63