KHẢO SÁT SỰ KHÁNG KHÁNG SINH CỦA PSEUDOMONAS AERUGINOSA PHÂN LẬP ĐƯỢC TRÊN BỆNH PHẨM TẠI VIỆN PASTEUR

aeruginosa là một trong những tác nhân đứng thứ 4 trong các tác nhân gây nhiễm khuẩn hô hấp với tỉ lệ 11,1% và mức độ đề kháng kháng sinh cũng tăng dần qua các năm [13].. Pseudomonas ae

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP HỒ CHÍ MINH

ĐƯỢC TRÊN BỆNH PHẨM TẠI VIỆN PASTEUR

\

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP HỒ CHÍ MINH

ĐƯỢC TRÊN BỆNH PHẨM TẠI VIỆN PASTEUR

Mã số: 60 42 01 07

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC

L ỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu riêng của tôi Các số liệu và

kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác

Tác gi ả

Ban Giám Hiệu trường ĐHSP cùng quý thầy cô trường ĐHSP Thành phố Hồ Chí Minh đã tận tình dạy dỗ, truyền đạt kiến thức, tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong việc học tập và nghiên cứu

Ban Giám đốc Viện Pasteur TP.HCM đã tạo điều kiện thuận lợi để tôi thực

hiện khóa luận tốt nghiệp

Chị Lê Vũ Ngọc Lan, Anh Uông Nguyễn Đức Ninh, các Cô, Anh Chị phòng

Vi sinh Bệnh Phẩm khoa LAM, viện Pasteur TP.Hồ Chí Minh đã tận tình dạy

bảo và tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất để tôi có thể hoàn thành luận văn này

Các bạn sinh viên thực tập và các bạn trong lớp đã luôn giúp đỡ tôi, chia sẽ và động viên tôi trong suốt thời gian qua

Gia đình luôn là điểm tựa vững chắc, là nguồn động viên và khích lệ to lớn cho tôi trong suốt thời gian học tập

Tác gi ả

MỤC LỤC

Trang phụ bìa

Lời cam đoan

MỤC LỤC 1

DANH M ỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT 4

DANH M ỤC CÁC BẢNG 6

DANH M ỤC CÁC HÌNH - SƠ ĐỒ - BIỂU ĐỒ 7

M Ở ĐẦU 9

1 Lý do chọn đề tài 9

2 Mục tiêu đề tài 10

3 Nhiệm vụ của đề tài 10

4 Đối tượng, phạm vi nghiên cứu 11

5 Thời gian, địa điểm thực hiện đề tài 11

Chương 1: TỔNG QUAN 12

1.1 Một số nét về vi khuẩn Pseudomonas aeruginosa 12

1.1.1 Đặc tính và phân loại 12

1.1.2 Độc lực và khả năng gây bệnh 16

1.2 Nhiễm trùng bệnh viện 18

1.2.1 Khái niệm nhiễm trùng bệnh viện 18

1.2.2 Các tác nhân gây nhiễm trùng bệnh viện 18

1.2.3 Pseudomonas aeruginosa gây nhiễm trùng bệnh viện 19

1.3 Kháng sinh 19

1.3.1 Khái niệm 19

1.3.2 Phân loại 19

1.3.3 Kháng sinh Carbapenem và enzyme carbapenemase 22

1.3.4 Cơ chế tác động của kháng sinh 26

1.3.5 Sự đề kháng kháng sinh của vi khuẩn 29

1.4 Sơ lược tình hình nghiên cứu sự kháng kháng sinh của Pseudomonas aeruginosa trên thế giới và trong nước 37

1.4.1 Trong nước 37

1.4.2 Trên thế giới 39

Chương 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 42

2.1 Thời gian và địa điểm nghiên cứu 43

2.2 Đối tượng nghiên cứu 43

2.2.1 Đối tượng 43

2.2.2 Cỡ mẫu 43

2.3 Phương pháp nghiên cứu 43

2.3.1 Vật liệu 43

2.3.2 Phương pháp thực hiện 47

Chương 3: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 66

3.1 Đặc tính bệnh nhân 66

3.1.1 Đặc tính về bệnh nhân nhiễm Pseudomonas aeruginosa theo giới tính 66

3.1.2 Đặc tính về bệnh nhân nhiễm Pseudomonas aeruginosa theo độ tuổi 67

3.2 Sự phân bố của Pseudomonas aeruginosa trong bệnh phẩm 69

3.3 Khảo sát mức độ kháng kháng sinh của Pseudomonas aeruginosa 71

3.4 Các chủng sản xuất carbapenemase được sàng lọc nhanh theo phương pháp Hodge test 75

3.5 Một số gene mã hóa enzyme carbapenemase được phát hiện ở Pseudomonas aeruginosa 77

3.5.1 Gene blaVIM2 79

3.5.2 Gene blaSIM1 81

3.5.3 Gene blaNDN1 83

K ẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 85

1 Kết luận 85

1.1 Đặc tính mẫu 85

1.2 Mức độ kháng kháng sinh của Pseudomonas aeruginosa 85

1.3 Khả năng sản xuất enzyem carbapenemase của Pseudomonas aeruginosa 86

1.4 Phát hiện gene mã hóa cho khả năng sản xuất enzyme carbapenemase của Pseudomonas aeruginosa 86

2 Kiến nghị 86

DANH M ỤC CÔNG TRÌNH CÔNG BỐ 88

TÀI LI ỆU THAM KHẢO 89

PH Ụ LỤC 97

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ADH Arginine dehydrolase

AM Ampicillin (10µg)

AN Amikacin (30µg)

ATM Aztreonam (30µg)

ATP Adenosin triphosphat

BCP Môi trường Bromocresol Purple

BHI Môi trường Brain Heart Infusion

CA Môi trường Chocolate agar

CLSI Clinical and Laboratory Standards Institute - Viện tiêu chuẩn về thí

nghiệm lâm sang

CO Môi trường Columbia agar + 5% máu cừu

I Intermediate –Trung gian

ODC Ornithine decarboxylase

PABA Acid para-amino-bezoic

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 1.1 Một số thử nghiệm sinh hóa trong định danh P aeruginosa 6

Bảng1.2 Lớp, phụ lớp và các kháng sinh thuộc nhóm β-lactams 12

Bảng 1.3 Lớp, phụ lớp và các kháng sinh thuộc nhóm Non β-lactams 13

Bảng 2.1 Các kháng sinh sử dụng trong thử nghiệm kháng sinh đồ 38

Bảng 2.2 Thang điểm Barlett dùng đánh giá mẫu đàm 43

Bảng 2.3 Trình tự primer, gene mục tiêu và chiều dài gene mục tiêu 55

Bảng 2.4 Thành phần trong mỗi phản ứng PCR 56

Bảng 2.5 Chu trình nhiệt cho mỗi cặp primer 56

Bảng 3.1 Tỉ lệ bệnh nhân nhiễm P aeruginosa theo độ tuổi 59

Bảng 3.2 Tỉ lệ P aeruginosa phân lập được từ các mẫu bệnh phẩm 61

Bảng 3.3 Kết quả kháng sinh đồ của P aeruginosa theo phương pháp Kirby – Bauer 63

Bảng 3.4 Tỉ lệ kháng kháng sinh của P aeruginosa theo nghiên cứu của một số tác

giả 65

Bảng 3.5 Kết quả PCR phát hiện gene mã hóa cho enzyme carbapenemase… 69

Bảng 3.6 Đối chiếu kết quả Hodge test với kết quả PCR với các chủng dương

tính 70

DANH MỤC CÁC HÌNH - SƠ ĐỒ - BIỂU ĐỒ

Hình 1.1 Hình thái P aeruginosa dưới kính hiển vi quang học 4

Hình1.2 Hình thái khuẩn lạc P aeruginosa trên môi trường thạch máu 4

Hình1.3 Hai loại sắc tố chính của P aeruginosa 5

Hình 1.4 Cấu tạo kháng sinh A ( Penicillin), B (Carbapenem) 15

Hình 1.5 Cấu trúc phân tử của các kháng sinh nhóm Carbapenem 16

Hình1.6 Cơ chế tác dụng của kháng sinh 18

Hình1.7.Tế bào bình thường (A); tế bào vỡ thành do tác dụng của kháng

sinh (B) 19

Hình 1.8 Sự ức chế tổng hợp protein ở tế bào vi khuẩn của kháng sinh 21

Hình 1.9 Cơ chế đề kháng kháng sinh của vi khuẩn 22

Hình 2.1 Khuẩn lạc P aeruginosa trên môi trường thạch máu 46

Hình 2.2 Khuẩn lạc P aeruginosa trên môi trường thạch chocolate 46

Hình 2.3 Thử nghiệm oxidase 48

Hình 2.4 Kết quả API 20E của P aeruginosa sau 24h 49

Hình 2.5 Đĩa kết quả kháng sinh đồ của P aeruginosa 52

Hình 2.6 Thử nghiệm Hodge test 53

Hình 3.1.Kết quả thử nghiệm Hodg test 68

Hình 3.2 Kết quả điện di gene blaVIM2 72

Hình 3.3 Kết quả điện di gene blaSIM1 74

Hình 3.4 Kết quả điện di gene blaNDN-1 76

Sơ đồ 1.1 Phân loại enzyme β – lactamase và carbapenemase 17

Sơ đồ 2.1 Phương pháp nghiên cứu tính kháng kháng sinh của P aeruginosa 40

Sơ đồ 2.2: Quy trình nuôi cấy phân lập P.aeruginosa trong mẫu máu, đàm, dịch não tủy, mủ, nước tiểu 41

Sơ đồ 2.3 Quy trình thử nghiệm tính nhạy cảm kháng sinh bằng kỹ thuật khoanh giấy khuếch tán kháng sinh trên mặt thạch 50

Biểu đồ 3.1 Tỉ lệ bệnh nhân nhiễm P.aeruginosa theo giới tính 58

Biểu đồ 3.2 Tỉ lệ bệnh nhân nhiễm P aeruginosa theo nhóm tuổi 60

Biểu đồ 3.3 Tỉ lệ các P aeruginosa phân lập được từ các loại bệnh phẩm 61

Biểu đồ 3.4 Biểu đồ mức độ kháng kháng sinh của P aeruginosa

MỞ ĐẦU

1 Lý do ch ọn đề tài

Pseudomonas aeruginosa là một trong những nguyên nhân hàng đầu gây nhiễm khuẩn bệnh viện Chúng gây nên những bệnh lý với nhiều mức độ khác nhau như viêm phổi, nhiễm khuẩn vết thương, nhiễm khuẩn huyết nặng với tỉ lệ tử vong khá cao Ở Mỹ, theo báo cáo của hệ thống giám sát nhiễm khuẩn bệnh viện quốc

gia, P aeruginosa đứng thứ hai trong số tất cả các tác nhân gây nhiễm trùng bệnh

viện liên quan đến bệnh viêm phổi [31]

Tỉ lệ P aeruginosa gây nhiễm khuẩn bệnh viện đã tăng dần trong những năm

gần đây trên thế giới và cả Việt Nam Cùng với sự gia tăng về tỉ lệ nhiễm khuẩn là

sự gia tăng về khả năng kháng kháng sinh, cụ thể kháng với carbapenem Theo báo cáo mới nhất của CDC (Centers for Disease Control and Prevention / Trung tâm

kiểm soát và phòng ngừa dịch bệnh Hoa Kỳ) ước tính rằng ở Hoa Kỳ, hơn 2.000.000 người bị bệnh mỗi năm với bệnh nhiễm trùng kháng thuốc kháng sinh thì

có ít nhất 23.000 người chết và có khoảng 51.000 ca nhiễm bệnh liên quan đến P aeruginosa Trong các ca nhi ễm bệnh liên quan đến P aeruginosa có hơn 6.000 (13

%) là đa kháng thuốc, với khoảng 400 ca tử vong do nhiễm trùng [32] Ở Anh, theo

một kết quả nghiên cứu của T L Pitt (2003), 50% số chủng P aeruginosa kháng

Gentamicin, 39% kháng Ceftazidime, 32% kháng Piperacillin và 30% kháng Ciprofloxacin [63]

Ở Việt Nam, nghiên cứu ở 36 bệnh viện các tỉnh phía Bắc trong năm 2006 –

2007 bao gồm 2 bệnh viện Trung ương, 17 bệnh viện tuyến tỉnh, 17 bệnh viện tuyến huyện cho thấy 553/7571 (7,8%) bệnh nhân mắc nhiễm trùng bệnh viện (HAIs) Có

3 loại nhiễm khuẩn chính: viêm phổi (41,9%), nhiễm khuẩn vết mổ (27,5%), nhiễm khuẩn tiêu hóa (13,1%) Căn nguyên chính là Acinetobacter baumannii (23,3%) và

Pseudomonas aeruginosa (31,5%) [11] Theo kết quả nghiên cứu từ 4 bệnh viện tại

Hà Nội: Việt Đức, Xanh Pôn, Bệnh viện 108 và Bệnh viện 103 từ năm 2005 – 2008

cho thấy P aeruginosa phân lập từ các bệnh phẩm đề kháng rất cao với các loại kháng

sinh như Tetracycline (92,1%), Ceftriaxone (58,5%) và Gentamicin (54%) [8] Theo báo cáo mới nhất của Trần Thanh Nga tại Hội nghị đề kháng kháng sinh trong viêm

phổi cộng đồng và viêm phổi bệnh viện (2013), P aeruginosa là một trong những

tác nhân đứng thứ 4 trong các tác nhân gây nhiễm khuẩn hô hấp với tỉ lệ 11,1% và

mức độ đề kháng kháng sinh cũng tăng dần qua các năm [13]

Tình hình đề kháng đa kháng sinh của P aeruginosa được ghi nhận trong một

số nghiên cứu trên thế giới và tại Việt Nam cho cho thấy sự gia tăng về tình hình

nhiễm khuẩn bệnh viện do P aeruginosa cũng như khả năng kháng lại kháng sinh

của vi khuẩn này gây nên, làm tăng tỉ lệ bệnh tật, tăng tỉ lệ tử vong và tăng chi phí

điều trị Do đó, chúng tôi thực hiện đề tài: “KHẢO SÁT SỰ KHÁNG KHÁNG

SINH CỦA PSEUDOMONAS AERUGINOSA PHÂN LẬP ĐƯỢC TRÊN

BỆNH PHẨM TẠI VIỆN PASTEUR TP HỒ CHÍ MINH”

2 Mục tiêu đề tài

Nuôi cấy, phân lập, định danh và xác định tỉ lệ kháng kháng sinh của P aeruginosa phân lập được trên các mẫu bệnh phẩm tại Viện Pasteur TP Hồ Chí Minh

3 Nhiệm vụ của đề tài

- Nuôi cấy, phân lập và định danh các chủng Pseudomonas aeruginosa từ bệnh

phẩm

- Khảo sát đặc tính bệnh nhân nhiễm Pseudomonas aeruginosa

- Khảo sát mức độ đề kháng với kháng sinh của các chủng Pseudomonas aeruginosa

phân lập được

- Khảo sát khả năng sản xuất carbapenemase của các chủng Pseudomonas aeruginosa

phân lập được

- Xác định một số gene mã hóa cho khả năng sản xuất enzyme carbapenemase của các

chủng Pseudomonas aeruginosa phân lập được

4 Đối tượng, phạm vi nghiên cứu

Các chủng Pseudomonas aeruginosa phân lập được từ các bệnh phẩm tại viện

Pasteur TP Hồ Chí Minh từ 01/2014-06/2014

5 Th ời gian, địa điểm thực hiện đề tài

- Thời gian: từ 01/2014 đến tháng 06/2014

- Địa điểm thực hiện đề tài: Phòng Vi sinh bệnh phẩm, Khoa xét nghiệm sinh

học lâm sàng, viện Pasteur TP Hồ Chí Minh

Chương 1: TỔNG QUAN 1.1 M ột số nét về vi khuẩn Pseudomonas aeruginosa

Pseudomonas aeruginosa (trực khuẩn mủ xanh), trước đâycòn được gọi là

Bacterium aeruginosa, do Schoeter mô tả năm 1872 Năm 1900, Migula chuyển chúng

sang giống Pseudomonas, từ đó vi khuẩn mang tên Pseudomonas aeruginosa

(Pseudes , tiếng Hi Lạp: giả; monas, tiếng Hi lạp: đơn vị; aeruginosa, tiếng Hi lạp: gỉ

đồng)

1.1.1 Đặc tính và phân loại

 Hình thái

P aeruginosa là trực khuẩn hiếu khí Gram âm, hình

dạng thẳng hoặc hơi cong nhưng không xoắn, 2 đầu tròn,

kích thước 0,5-1 µm x 1,5-5 µm Có một lông duy nhất ở 1

cực, các pili của chúng dài khoảng 6 nm, là nơi tiếp

nhận nhiều loại phage và giúp vi khuẩn gắn vào bề

mặt của tế bào vật chủ P aeruginosa là loài vi

khuẩn không sinh bào tử [4]

 Đặc điểm nuôi cấy

Vi khuẩn mọc dễ dàng trên các môi trường nuôi cấy thông thường, điều kiện hiếu khí tuyệt đối Nhiệt độ phát triển

tối ưu là 370

C, phát triển được ở nhiệt độ 50

C-420C, pH thích

hợp là 7,2-7,5 (có thể chịu được pH từ 4,5-9) Trên môi

trường đặc thường có 2 loại khuẩn lạc: một loại to, dẹt,

nhẵn, trung tâm hơi lồi như quả trứng rán; một loại nhỏ,

xù xì, lồi, cũng có khi gặp loại thứ ba, khuẩn lạc nhầy

Trong các bệnh phẩm lâm sàng, thường gặp loại thứ nhất, trong các mẫu lấy từ môi trường thường gặp loại thứ hai [4]

 S ắc tố

Tính chất đặc trưng của P aeruginosa là sinh sắc tố và chất thơm Có 2 loại

sắc tố chính: pyocyanin có màu xanh lam tan trong nước và chloroform, khuếch tán

ra môi trường, làm cho môi trường nuôi cấy và khuẩn lạc có màu xanh, đa số các

chủng P aeruginosa có sắc tố này và đây chính là nguyên nhân làm cho mủ vết

thương có màu xanh; pyoverdin là sắc tố phát huỳnh quang tan trong nước nhưng không tan trong chloroform, phát màu xanh khi được chiếu tia cực tím Chất thơm

do P aeruginosa sinh ra là kimetylamin

Hình1.3 Hai loại sắc tố chính của P aeruginosa

Có khoảng 10% P aeruginosa không sinh sắc tố Trong những trường hợp

này chẩn đoán vi khuẩn học gặp nhiều khó khăn Người ta phải dùng các môi trường tăng sinh sắc tố: môi trường King A (tăng sinh pyocyanin) và môi trường King B (tăng sinh pyoverdin)

 Đặc điểm sinh hóa

P aeruginosa có đủ các cytochrom (b, c, a và oxidase) trong hệ thống vận chuyển điện tử Trong thực hành người ta thường dùng “oxidase test” để tìm sự có

mặt của cytochrom oxidase Các tính chất sinh hóa thường sử dụng trong cận lâm sàng gồm:

P aeruginosa chết nhanh chóng ở 1000

C; trong môi trường ẩm, thoáng và không có ánh sáng mặt trời chiếu trực tiếp, chúng sống được hàng tuần; trong môi trường có dinh dưỡng tối thiểu đặt ở 50

C, chúng sống được hơn 6 tháng [4]

 Kháng nguyên

Kháng nguyên O chịu nhiệt, bản chất hóa học là lipopolysaccharid (LPS),

dựa vào kháng nguyên này người ta chia P aeruginosa thành 12 nhóm Kháng

nguyên H không chịu nhiệt, là kháng nguyên lông Vì khó khăn trong việc điều chế, nên việc định type huyết thanh dựa trên kháng nguyên này chưa được áp dụng rộng rãi [4]

 Phân b ố

Vì P aeruginosa có khả năng sống tốt trong môi trường thiếu dinh dưỡng nên chúng được tìm thấy hầu hết trong môi trường bệnh viện, trên các dụng cụ mổ, tay nhân viên y tế diệt khuẩn chưa hiệu quả

Trên cơ thể người, P aeruginosa được tìm thấy trên da, đàm, mủ, nước tiểu,

dịch tiết âm đạo, các vết thương, vết bỏng, dịch não tủy, và trong máu bệnh nhân nhiễm trùng huyết do P.aeruginosa [4]

Theo Bergey’s (1974), giống Pseudomonas được phân chia thành 96 loài khác nhau, trong đó vi khuẩn P aeruginosa là một trong 12 loài có nhiều liên quan

đến y học [4]

1.1.2 Độc lực và khả năng gây bệnh

 Độc lực

P aeruginosa là loài vi khuẩn gây bệnh cơ hội, tuy vậy vi khuẩn này có nhiều

yếu tố độc lực tạo điều kiện thuận lợi cho vi khuẩn xâm nhập, lan truyền, phát triển

và gây bệnh

N ội độc tố (endotoxin): đây là thành phần vách tế bào vi khuẩn Nội độc tố bao

gồm 2 thành phần chủ yếu là Lipolysaccaride (LPS) và có một số lượng nhỏ protein Hoạt tính của nội độc tố chủ yếu do LPS đảm nhiệm Trong bệnh nhiễm trùng huyết bởi P aeruginosa, LPS gây nên các triệu chứng lâm sàng và sốc nhiễm độc Nội độc tố của P aeruginosa tác động tới bạch cầu, tiểu cầu, kích hoạt hệ nội

tiết enzyme và cả hệ thầnh kinh giao cảm làm tăng tiết các chất như: renin, cathecholamin, serotonin, histamin… Bên cạnh đó nội độc tố còn hoạt hoá hệ kallikreinogen-kinin gây nên nhiều tác động quan trọng như gây rối loạn vi tuần hoàn, rối loạn vận mạch, rối loạn đông máu, gây ức chế miễn dịch và gây sốc do nội

độc tố Ngoài ra, nội độc tố của vi khuẩn P aeruginosa còn gắn lên thụ thể CD4

trên bề mặt monocyte và macrophage, kích thích chúng sinh ra chất hoại tử tổ chức

Ngo ại độc tố: Theo Kenneth (2004), vi khuẩn P aeruginosa sản xuất ra 2 loại

độc tố protein ngoại tế bào: Exoenzyme S và Exotoxin A (ETA) [46]

Exoenzyme S: có vai trò như một ngoại độc tố, nó là một protein, có 2 dạng:

dạng không hoạt động, không có tính enzyme, trọng lượng phân tử là 53kDa và

dạng hoạt động, có tính enzyme trọng lượng phân tử là 49 kDa Exoenzyme S ít độc

hơn ETA Theo một số các tác giả trên thế giới thì tỉ lệ các chủng vi khuẩn P aeruginosa có mang gene độc lực Exoenzyme chiếm khoảng 40-95% [46]

Bản chất ETA là một protein, có trọng lượng phân tử 66,6 kDa ETA hoạt động gồm hai thành phần: mảnh A có trọng lượng phân tử 26 kDa là phần enzyme

của độc tố bên trong tế bào và mảnh B có trọng lượng phân tử 45 kDa là thành phần

rất cần thiết cho sự di chuyển của độc tố trong tế bào Theo Kennneth (2004), thì vai trò sinh bệnh học của ETA có tác động giống như ngoại độc tố của

Corynebacterium diphteria (vi khuẩn bạch hầu) [46] Do khả năng khuếch tán và ức

chế tổng hợp protein của tế bào mà ETA được coi là một yếu tố mạnh nhất trong vai trò gây bệnh (yếu tố động lực mạnh nhất) của vi khuẩn P aeruginosa Nhiều tác giả

còn nhận xét rằng vi khuẩn P aeruginosa mang yếu tố độc lực ETA khoảng 90% số

chủng gây bệnh nhiễm trùng bệnh viện

Ngoài các nội độc tố và ngoại độc tố vừa nêu, vi khuẩn P aeruginosa còn một

số yếu tố độc lực khác như cytotoxin (leucocidin) là yếu tố diệt bạch cầu; glycocalyx – capsule: đây là loại chất nhầy được tiết ra trong điều kiện sống thích

hợp đối với vi khuẩn P aeruginosa Lớp nhầy này bao quanh vi khuẩn khi độ dày

đủ lơn, đó là vỏ vi khuẩn (capsule) Chức năng của loại độc tố này là bảo vệ vi khuẩn và ở một chừng mực nào đó, nó còn có khả năng giúp cho vi khuẩn P aeruginosa bám vào t ế bào Lông của vi khuẩn P aeruginosa giúp cho chúng bám

vào tế bào thụ cảm một cách thuận lợi hơn [8]

 Kh ả năng gây bệnh

P aeruginosa là vi khuẩn gây bệnh cơ hội Khi cơ thể bị suy giảm miễn dịch (tự nhiên hoặc mắc phải), bị mắc các bệnh mãn tính hoặc ác tính, dùng lâu dài corticoid, kháng sinh hoặc các chất chống ung thư thì dễ mắc bệnh nhiễm trùng nội sinh hay ngoại sinh do P aeruginosa gây nên

P aeruginosa từ môi trường bên ngoài xâm nhập vào cơ thể qua các vết thương hở (nhất là vết bỏng) Tại chỗ xâm nhập, chúng gây viêm có mủ (mủ có màu xanh); nếu cơ thể suy giảm sức đề kháng, chúng có thể xâm nhập vào và gây viêm các phủ tạng (xương, đường tiết niệu, tai giữa, phế quản, màng não) hoặc gây

bệnh toàn thân (nhiễm khuẩn huyết, viêm nội tâm mạc) [4]

1.2 Nhi ễm trùng bệnh viện

1.2.1 Khái ni ệm nhiễm trùng bệnh viện

Theo tổ chức Y tế thế giới (WHO): “Nhiễm trùng bệnh viện là những nhiễm trùng mắc phải trong thời gian điều trị tại bệnh viện mà tại thời điểm nhập viện

hoặc trước đó không thấy có yếu tố nhiễm khuẩn hay ủ bệnh nào Nhiễm trùng 48

giờ sau khi nhập viện thường được coi là nhiễm trùng bệnh viện” [1]

Nhiễm trùng bệnh viện được chia làm hai loại chính: Nhiễm trùng nội sinh

và nhiễm trùng ngoại sinh Nhiễm trùng nội sinh là nhiễm trùng do vi sinh vật có

sẵn trên cơ thể bệnh nhân (nhiễm trùng cơ hội) Nhiễm trùng ngoại sinh là nhiễm trùng do vi sinh vật bên ngoài cơ thể xâm nhập và gây bệnh

1.2.2 Các tác nhân gây nhi ễm trùng bệnh viện

Hiện nay có rất nhiều vi sinh vật có khả năng gây nhiễm trùng bệnh viện từ virut, vi khuẩn, đến vi nấm Đối với vi khuẩn những loài nào mang gene độc lực thì

có khả năng gây bệnh Một số vi khuẩn gây nhiễm trùng bệnh viện như họ vi khuẩn

đường ruột mà đứng đầu là E coli, Enterobacter, Citrobacter, Klebsiella; họ cầu

khuẩn như: tụ cầu, liên cầu, phế cầu, não mô cầu; họ vi khuẩn Gram âm như: H influenzae, Acinetobacter spp., P aeruginosa…

1.2.3 Pseudomonas aeruginosa gây nhi ễm trùng bệnh viện

Trong số các tác nhân gây nhiễm trùng bệnh viện, vi khuẩn P aeruginosa là

một trong số vi khuẩn được đề cập nhiều nhất do tính chất trầm trọng của bệnh, do tác động cực mạnh bởi độc lực của chúng và khả năng đa kháng thuốc của vi khuẩn này Trong nhiễm trùng bệnh viện thường gặp P aeruginosa trong các bệnh nhiễm

trùng vết mổ, vết thương, do tai nạn lao động, tai nạn giao thông, nhiễm trùng da (nhiễm trùng vết bỏng), nhiễm trùng đường tiết niệu, nhiễm trùng huyết Gần đây

một số tác giả như Kenneth, Jama, Allured V.S cho biết vi khuẩn P aeruginosa

cũng có khả năng gây viêm nội tâm mạc, viêm đường hô hấp , nhiễm trùng hệ thần kinh trung ương, viêm tai, mắt và nhiễm trùng đường tiêu hóa [46]

1.3 Kháng sinh

1.3.1 Khái ni ệm

Kháng sinh (antibiotic) là những chất ngay ở nồng độ thấp đã có khả năng ức

chế hoặc tiêu diệt vi sinh vật một cách đặc hiệu (mỗi kháng sinh chỉ tác động lên

một vi khuẩn hay một nhóm vi khuẩn) bằng cách gây rối loạn phản ứng sinh vật ở

cấp độ phân tử [4]

1.3.2 Phân lo ại

Dựa trên sự liên quan về cấu tạo hóa học, đưa đến sự liên quan về cơ chế và

hoạt phổ tác dụng, kháng sinh được chia thành 2 nhóm lớn: lactams và non lactams [36]

β-a β-lactams: Gọi là β-lactams vì phân tử của chúng có một vòng β-lactams Cơ chế

tác động chung là ức chế tổng hợp vách của tế bào vi khuẩn Nhóm này gồm các

lớp và phụ lớp:

B ảng 1.2 Lớp, phụ lớp và các kháng sinh thuộc nhóm β-lactams

L ớp Ph ụ lớp Kháng sinh

Amino-penicillins Ampicillin, Amoxicillin Ureido-penicillins Azlocillin, Mezlocillin, Piperacillin Carboxy-penicillins Carpenicillin, Ticarcillin

Penicillinase- stable Penicillins

Cloxacillin, Dicloxacillin, Methicillin, Nafcillin, Oxacillin

Amidinopenicillin Mecillinam β-lactams/yếu

tố kết hợp ức

chế β-lactams

Amoxicillin-clavulanic acid Ampicillin-sulbactam Ceftaroline-avibactam Piperacillin-tazobactam Ticarcillin-clavulanic acid Cepems Cephalosporin I Cefazolin, Cephalothin, Cephapirin,

Cepharadine Cephalosporin II Cefamandole, Cefonicid, Cefuroxime Cephalosporin III Cefoperazone, Cefotaxime, Ceftriaxone,

Ceftizoxime, Ceftazidime Cephalosporin IV Cefepime

Cefditoren, Cefetamet, Cefixime, Cefpodoxime, Cefprozil, Ceftibuten,

Cefuroxime, Cephalexin, Cephradine

Kanamycin, Netilmycin, Plazomicin, Tobramycin

Glycopeptides Glycopeptide Vancomycin

Lipoglycopeptie Dalbavanco, Oritavancin, Teicoplanin,

Dirithromycin, Erythromycin Ketolide Telithromycin

Quinolones Quinolone Cinoxacin, Garenoxacin, Nalidixic acid

Flouroquinolone Besifloxacin, Ciprofloxacin, Clinafloxacin,

Enoxacin, Finafloxacin, Fleroxacin, Gatifloxacin, Lomefloxacin, Grepafloxacin, Levofloxacin, Lomefloxacin, Moxifloxacin, Norfloxacin, Sparfloxacin, Trovafloxacin, Unifloxacin (prulifloxacin)

Quinupristin-dalfopristin Tetracyclines Doxycycline, Minocycline, Tetracycline

Glycylcyclines Tigecycline Aminomethycyc

line

Omadacycline

1.3.3 Kháng sinh Carbapenem và enzyme carbapenemase

1.3.3.1 Kháng sinh Carbapenem

Kháng sinh Carbapenems là một phân lớp của lớp Penem thuộc nhóm kháng sinh β-lactams có phổ kháng khuẩn rộng nhất so với các phân lớp khác của β-lactams Carbapenem đóng một vai trò quan trọng trong kho vũ khí kháng sinh để

chống lại các vi khuẩn Gram âm và Gram dương Chúng thường được sử dụng như

là vũ khí hữu hiệu cuối cùng đối với những bệnh nhân nhiễm khuẩn nặng hoặc các kháng sinh khác đã bị vô hiệu hoá hoặc không phù hợp Carbapenem có cấu trúc

gần giống penicillin, gồm 1 vòng β-lactam hình vuông nối kết với 1 vòng 5 cạnh, nhưng khác với penicillin ở chỗ nguyên tố lưu huỳnh thay bằng gốc methylen và có thêm đầu nối đôi

A B

Hình 1.4 C ấu tạo kháng sinh A ( Penicillin), B (Carbapenem)

Nhóm Carbapenem gồm 4 kháng sinh: Imipenem, Meropenem, Ertapenem

và Doripenem Đây là những kháng sinh β-lactam có phổ kháng khuẩn rộng nhất

hiện nay

Hình 1.5 C ấu trúc phân tử của các kháng sinh nhóm Carbapenem

Cấu trúc đặc biệt của Carbapenem tạo ra 3 đặc tính giúp Carbapenem có phổ tác dụng rộng: (1) những phân tử này rất nhỏ và có khả năng sử dụng những lỗ

hổng rất nhỏ của màng ngoài vi khuẩn Gram âm để tiếp xúc với PBP binding protein); (2) cấu trúc của Carbapenem làm cho kháng sinh này khó bị β-lactamase của nhiều loại vi khuẩn cắt đứt vòng β-lactam; (3) Carbapenem có ái lực

(penicillin-với nhiều PBP khác nhau của nhiều loại vi khuẩn

1.3.3.2 Enzyme carbapenemase

Carbapenemsae là thành viên của nhóm enzyme β-lactamase, có khả năng thủy phân Penicillin,Cephalosporin phổ rộng và các kháng sinh thuộc nhóm β-lactamas Tuy nhiên, carbapenemase có phổ tác dụng rộng hơn và linh hoạt hơn, nó có khả năng thủy phân được các kháng sinh thuộc nhóm Carbapenem trong khi các enzyme β-lactamase khác không thể

Dựa vào sự khác nhau về thành phần cấu trúc ở vị trí hoạt động của enzyme, β-lactamase được chia làm 2 nhóm lớn [45]:

Nhóm có Serine ở vị trí hoạt động: Nhóm A, C và D

Nhóm có Zn ở vị trí hoạt động: Nhóm B hay còn gọi là enzyme lactamase (MBL), là nhóm enzyme chủ yếu của carbapenemase Các chủng P aeruginosa được xác định chủ yếu sản xuất các enzyme Metallo-β-lactamase: VIM, SIM, IPM, GIM, NDN-1

Metallo-β-Carbapenemase gồm chủ yếu các enzyme thuộc nhóm B (MBL) và một số enzyme thuộc nhóm A và D

Sơ đồ 1.1 Phân loại enzyme β – lactamase và carbapenemase

Enzyme β – lactamase

Enzyme hoạt động phụ thuộc Serine

Enzyme hoạt động phụ thuộc Zn2+

(Metallo - lactamase)

Nhóm B

(IMP, VIM, GIM, SPM, SIM, NDN1)

Carbapenemsae

1.3.4 Cơ chế tác động của kháng sinh

Hình1.6 Cơ chế tác dụng của kháng sinh [66]

a Ức chế quá trình tổng hợp vách tế bào

Tế bào vi khuẩn có một lớp vỏ cứng bên ngoài gọi là vách tế bào, có nhiệm

vụ giữ hình dạng tế bào được nguyên vẹn trước áp lực thẩm thấu cao bên trong tế bào Khi sự tổng hợp vách tế bào bị ức chế do tác dụng của kháng sinh, các vi khuẩn Gram dương biến thành dạng hình cầu không có vách (protoplast) và các vi khuẩn Gram âm có vách không hoàn chỉnh (sphaeroplast), những dạng này làm tế bào dễ bị vỡ ở môi trường có trương lực bình thường

Các kháng sinh thuộc nhóm β-lactams và Glycopeptides như: Penicillins, Cephalosporins, Vancomycin, Bacitracin là những kháng sinh có ảnh hưởng đến quá trình sinh tổng hợp peptidoglycan là một thành phần quan trọng của vách tế bào

Ức chế tổng hợp những

ch ất cần thiết trong tế bào

Gây t ổn thương màng t ế bào

Ức chế tổng hợp thành t ế bào

Ức chế tổng

h ợp protein

Ức chế tổng

h ợp ADN và ARN

A B

Hình1.7.T ế bào bình thường (A); tế bào vỡ thành do tác

d ụng của kháng sinh (B) [67]

b Ức chế chức năng của màng tế bào

Màng sinh chất hay màng tế bào của vi khuẩn cũng tương tự các sinh vật khác, chúng được cấu tạo bới hai lớp phospholipid và các protein Màng có các

chức năng chủ yếu: khống chế sự qua lại của các chất dinh dưỡng, các sản phẩm

trao đổi chất; duy trì áp suất thẩm thấu bình thường trong tế bào; là nơi tổng hợp

các enzyme và các thành phần của tế bào Nếu các chức năng của màng bị phá vỡ

thì những đại phân tử và ion sẽ thoát ra ngoài tế bào làm tế bào chết Các kháng

sinh thuộc nhóm Polypeptide như: Polymycin, Colistin,… có thể gắn kết trên các

chất hóa học riêng biệt làm xáo trộn chức năng thẩm thấu, làm cho các chất trong

bào tương như: Mg2+

, K+, Ca2+ thoát ra ngoài và tế bào bị chết

c Ức chế tổng hợp Acid nucleic (ức chế tổng hợp ADN và ARN)

Gồm các kháng sinh: Actinomycin, Mitomycin, Nalidixic acid, Novobiocin Pyrimethamin, Rifampin, Sulfonamides, Trimethoprim,…mỗi kháng sinh có cơ chế

tác động khác nhau nhưng đều nhằm mục tiêu ngăn cản quá trình tổng hợp ADN và

ARN của tế bào vi khuẩn

Mitomycin: gắn vào hai chuỗi ADN ngăn cản sự tháo xoắn làm ức chế quá trình nhân đôi ADN

Nalidixic acid: ức chế enzym ADN gyrase từ đó ức chế tổng hợp ADN Sulfonamides: PABA(para amino benzoic acid) là một tiền chất để tổng hợp acid folic tham gia tổng hợp acid nucleic Sulfonamides có cấu trúc tương tự PABA sẽ cạnh tranh với PABA, tạo những chất tương tự acid folic nhưng không có chức năng dẫn đến cản trở sự phát triển của vi khuẩn

Actinomycin: gắn vào ADN tạo nên phức hợp, phức hợp này ức chế các polymerase tổng hợp các ARN tương ứng, đặc biệt là mARN

Rifampin: gắn vào polymerase gây ức chế tổng hợp ARN

Lớp Macrolides (Erythromycin, Ezithromycin,…) gắn vào tiểu đơn vị 50S

của ribosome và ngăn cản việc di chuyển vị trí trong quá trình tổng hợp protein

Lớp Phenicols (Chloramphenicol) gắn vào tiểu đơn vị 50S của ribosome ức

chế enzyme peptidyl transferase, ngăn chặn việc hình thành liên kết peptide giữa các acid amin

Lớp Tetracyline (Tetracycline, Minocycline, Doxycycline…) tác động đến sự

tổng hợp protide theo nhiều cơ chế khác nhau

1.3.5 S ự đề kháng kháng sinh của vi khuẩn

1.3.5 1 Cơ chế đề kháng kháng sinh

Vi khuẩn có nhiều cơ chế đề kháng kháng sinh khác nhau và được chia thành

6 cơ chế sau:

- Giảm tính thấm hoặc hấp thụ của thuốc

- Thải trừ tích cực ra ngoài tế bào (bơm đẩy)

- Sản xuất enzyme gây bất hoạt hoặc phân hủy thuốc

Erythromycin g ắn vào 50S rARN và ngăn cản sự chuyển vị trí trên mARN

Tetracycline ngăn cản tARN không đọc được mã trên

mARN

Chloramphenicol gắn vào 50S rARN và ức chế tạo cầu

peptide

Hình 1.8 S ự ức chế tổng hợp protein ở tế bào vi khuẩn của kháng sinh [68]

Streptomycin thay đổi hình dạng của 30S rARN và dẫn đến mARN bị đọc sai

- Thay đổi con đường biến dưỡng làm mất tác dụng của thuốc

- Thay đổi mục tiêu tác động của kháng sinh

- Mất enzyme tham gia vào kích hoạt thuốc

Hình 1.9 Cơ chế đề kháng kháng sinh của vi khuẩn [69]

a Gi ảm tính thấm hoặc hấp thụ thuốc của màng

Các chất kháng sinh cần phải xâm nhập vào bên trong tế bào vi khuẩn để tác động lên vị trí mục tiêu Kênh porin là con đường mà hầu hết các kháng sinh thông

S ản xuất dư thừa

m ục tiêu tác động Thay đổi con

đường chuyển hóa

thường sử dụng để vượt qua hệ thống màng ngoài của vi khuẩn Một số vi khuẩn có

thể tự bảo vệ mình bằng cách đóng hoặc thay đổi kênh porin để ngăn cản kháng sinh xâm nhập vào bên trong tế bào Đa số các vi khuẩn Gram âm đều làm giảm sự

hấp thụ của một số kháng sinh nhất định Cơ chế này được phát hiện thấy ở: P aeruginosa, Enterobacter aerogenes và Klebsiella spp kháng với Imipenem (kháng sinh thuộc nhóm β-lactams), nhiều vi khuẩn Gram âm kháng với Aminoglycosides, Quinolones, Sulfamethoxazole và Trimethoprim

b Th ải trừ tích cực ra ngoài

Để có tác động hiệu quả lên tế bào vi khuẩn, kháng sinh phải có một nồng độ cao tại vị trí tác động bên trong tế bào vi khuẩn Một số vi khuẩn có protein màng đóng vai trò như một máy bơm đẩy các kháng sinh ngược ra bên ngoài tế bào, điều này dẫn đến nồng độ kháng sinh nội bào thấp không đủ để tạo ra một hiệu lực để tác động lên tế bào vi khuẩn

Cơ chế này đã được phát hiện ở:

E.coli và Enterobacteriaceae kháng đối với Tetracycline

Enterobacteriaceae kháng với Chloramphenicol

Staphylococci kháng với Macrolide và Streptogramin

Staphylococcus aureus và Streptococcus pneumoniae kháng với Fluoroquinolones

c S ản xuất enzyme gây bất hoạt hoặc phân hủy thuốc

Vi khuẩn sản xuất enzyme có thể thay đổi hoặc làm giảm tác dụng hoặc phân

hủy kháng sinh, bằng cách này chúng có thể phá hủy hoạt tính của kháng sinh Cơ

chế này được biết đến nhiều nhất và sớm nhất với penicillinase phá hủy vòng lactams biến Penicillin thành penicilloic acid, làm mất tác dụng của thuốc Chloramphenicol được biết đến với sự bất hoạt kháng sinh bởi enzyme acetyltransferase acetyl hóa 2 nhóm hydroxyl của Chloramphenicol Các vi khuẩn

β-Gram âm như: Acinetobacter baumannii, Klebsiella pneumoniae, P aeruginosa có

khả năng sản xuất enzyme carbapenemse có khả năng thủy phân kháng sinh thuộc nhóm Carbapenem

d Thay đổi con đường biến dưỡng làm mất tác dụng của thuốc

Đột biến trong ADN của vi khuẩn thay đổi enzyme mục tiêu trong con đường trao đổi chất để bỏ qua các mục tiêu chính (Ví dụ: Trimethoprim)

e Thay đổi mục tiêu tác động

Mỗi chất kháng sinh có đích tác động, điểm gắn kết khác nhau ở vi khuẩn, các đích cho kháng sinh có thể bị thay đổi hoặc được bảo vệ bởi sự gắn kết của một protein, do đó thuốc không thể gắn vào hoặc không thể tác động đến vi khuẩn Cơ

chế đề kháng này xảy ra hầu hết với tất cả các kháng sinh

Staphylococcus aureus đề kháng với Methicillin và các kháng sinh thuộc nhóm β-lactams: kháng sinh nhóm β-lactams tác động đến vi khuẩn bằng cách gắn vào cấu trúc penicillin binding protein (PBP) trên thành tế bào vi khuẩn và ức chế

tổng hợp thành tế bào Staphylococcus aureus đã sản xuất một PBP bị biến đổi

(PBP2a) làm kháng sinh không thể liên kết và không thể ức chế tổng hợp thành tế bào

Mycobacterium spp kháng với Streptomycin (sửa đổi ribosome protein hoặc 16s rARN)

Đột biến trong ARN polymerase dẫn đến sức tăng đề kháng cho Rifamycins Đột biến trong ADN gyrase dẫn đến kháng Quinolone

g M ất enzyme tham gia vào kích hoạt thuốc

Mất enzyme tham gia vào việc kích hoạt thuốc là một cơ chế kháng kháng sinh tương đối mới Trong trường hợp này kháng sinh được xem là một tiền chất không thể tác động trực tiếp lên tế bào vi khuẩn và sự hoạt động của kháng sinh phụ thuộc vào sự kích hoạt của một enzyme do tế bào vi khuẩn sản xuất Khi các gen

mã hóa cho các enzyme này bị đột biến thì kháng sinh khi đó sẽ không được chuyển hóa và không thể tác động lên tế bào vi khuẩn [64]

Ví dụ: Isoniazid (INH) là một trong những kháng sinh được dùng trong điều

trị bệnh lao, catalase-peroxidase (KatG) là một hemoprotein nhị chức được chứng minh là để kích hoạt Isoniazid, trong đó nó tham gia một loạt các phản ứng oxy hóa,

cặp NAD+

/ NADH tạo thành sản phẩm phức Isoniazid-NADH có khả năng ức chế nhiều mục tiêu bao gồm cả tổng hợp acid mycolic Một ví dụ khác là Metronidazole (MTZ) được kích hoạt thông qua nitroreductase (RdxA), và sau đó hình thành các

chất phản ứng gây tổn hại ADN Vì vậy, những đột biến trong enzyme này gây ra

sự đề kháng với Metronidazole

1.3.5 2 Gene đề kháng kháng sinh và cơ chế lan truyền gene đề kháng

Khả năng đề kháng kháng sinh của vi khuẩn xuất phát từ các gene kháng kháng sinh của vi khuẩn Các gene kháng kháng sinh có thể do các đột biến xuất

hiện ngẫu nhiên trong vật chất di truyền của vi khuẩn (trên NST hoặc Plasmid) Một

vi khuẩn có gene đề kháng, nó sẽ truyền dọc sang các thế hệ sau qua sự nhân lên

của tế bào; ngoài ra thông qua các hình thức vận chuyển di truyền, gene đề kháng

có thể được truyền ngang từ vi khuẩn này sang vi khuẩn khác thông qua các quá trình: biến nạp, tải nạp và tiếp hợp

Hiện nay đã phát hiện được rất nhiều các gene mã hoá cho khả năng đề kháng

với kháng sinh của vi khuẩn Ví dụ:

Các gene liên quan đến cơ chế bơm đẩy: mefA/E kháng Macrolides, OprA, mexXY-OprM và acrD kháng Aminoglycosides, mexAB-OprM kháng nhóm β-lactams

amrAB-Các enzym carbapenemase thuỷ phân enzym nhóm Carbapenem: blaVIM,

blaSIM, blaIPM, blaKPC, blaSPM, blaGIM…

Đặc biệt hiện đã xuất hiện vi khuẩn siêu kháng thuốc mang gene blaNDN-1 có

khả năng kháng lại tất cả các kháng sinh

1.3.5 3 Cơ chế đề kháng kháng sinh của Pseudomonas aeruginosa

Việc sử dụng rộng rãi các lại kháng sinh trong điều trị nhiễm trùng do P aeruginosa đã tạo ra áp lực chọn lọc dẫn đến P aeruginosa đã trở nên đề kháng với

hầu hết các kháng sinh được dùng để điều trị hiện nay Cũng giống các vi khuẩn gây bệnh khác, sự đề kháng kháng sinh của P aeruginosa gồm các cơ chế sau:

- Giảm tính thấm hoặc hấp thụ của thuốc của màng

- Thải trừ tích cực ra ngoài bằng hệ thống bơm đẩy

- Sản xuất enzyme gây bất hoạt hoặc phân hủy thuốc

- Thay đổi mục tiêu tác động của thuốc

- Màng sinh học và khả năng kháng kháng sinh

a Gi ảm tính thấm hoặc hấp thụ của thuốc của màng

Màng ngoài của P.aeruginosa như một rào cản đối với sự xâm nhập của

thuốc kháng sinh, hạn chế tốc độ xâm nhập của các phân tử nhỏ ưa nước Các kháng sinh có kích thước nhỏ, ưa nước như β-Lactam và Quinolone chỉ có thể xâm

nhập vào bên trong tế bào thông qua các kênh porin protein P aeruginosa sản xuất

các loại porin khác nhau, oprF là loại lớn hiện diện trong tất cả các chủng Mặc dù

có đột biến thiếu oprF được báo cáo, mất oprF chưa được chứng minh là một nguyên nhân chính gây kháng kháng sinh OprD là một porin chuyên biệt có vai trò trong sự hấp thu các axit amin mang điện tích dương như lysine Mất oprD thường

kết hợp với kháng với Imipenem Tuy nhiên, Meropenem lại không bị ảnh hưởng

bởi mất oprD Điều này chỉ ra rằng Carbapenems đã vượt qua màng ngoài bởi các kênh khác nhau Các kháng sinh nhóm Aminoglycosides và Colistin không vượt qua màng ngoài thông qua các kênh porin Thay vào đó chúng thúc đẩy sự hấp thu

bằng cách gắn vào các lipopolysaccharide (LPS) trên mặt ngoài của màng tế bào Điều này phá hủy rào cản tính thấm của màng ngoài và cho phép thuốc kháng sinh

để xâm nhập qua bức tường màng tế bào chất [40], [57]

b Th ải trừ tích cực ra ngoài bằng hệ thống bơm đẩy

Hệ thống bơm được cấu tạo gồm 3 phân tử protein màng, sự sắp xếp của 3 phân tử protein này tạo thành một hệ thống phun hiệu quả các phân tử độc hại bên trong tế bào chất ra bên ngoài Bốn hệ thống bơm đẩy kháng sinh khác nhau được

mô tả trong P aeruginosa là: mexAB-oprM, mexXY-oprM, mexCD-oprJand,

mexEF-oprN10 Các gen mã hóa ra hệ thống bơm đẩy này đã được xác định vị trí trên plasmid của P.aeruginosa.Tất cả các lớp thuốc kháng sinh, ngoại trừ

Polymyxins dễ bị đào thải bởi một hoặc nhiều các hệ thống bơm đẩy này oprM chịu trách nhiệm loại bỏ β-Lactams, Quinolone và một loạt các chất khử

MexAB-trùng MexXY-oprM loại bỏ Aminoglycosides và mexEF-oprN loại bỏ Carbapenem

và Quinolone [40], [57]

c S ản xuất enzyme gây bất hoạt hoặc phân hủy thuốc

Tất cả các chủng P aeruginosa đều có gene ampC kháng Lactams Các

β-lactamase sản xuất bởi P aeruginosa bao gồm phổ rộng các enzyem được mã hóa

bởi các gene nằm trên plasmid hoạt động chống lại các Penicillin và Cephalosporin Đặc biệt các enzyme carbapenemase được dự báo sẽ đe dọa sự kháng kháng sinh

trong tương lai, cụ thể nhóm vi khuẩn P aeruginosa có thể sản xuất loại

carbapenemase là metallo- β – lactamase (MBL) được mã hóa bởi các gen blaVIM,

bla IPM , blaGIM, blaSIM có khả năng thủy phân các kháng sinh nhóm Carbapenem,

một trong những vũ khí hữu hiệu cuối cùng để điều trị P aeruginosa [57]

d Thay đổi mục tiêu tác động của thuốc

Cơ chế này là kết quả của đột biến làm thay đổi enzyme mục tiêu, là sản

phẩm quan trọng trong quá trình chuyển hóa diễn ra bên trong tế bào, tạo ra sức đề kháng đối với hoạt động ức chế chọn lọc của kháng sinh Trong cơ chế kháng thuốc

của P aeruginosa thường gặp nhất là với các Quinolone thông qua đột biến ở gene

mã hóa các gyrA, một tiểu đơn vị của enzyme mục tiêu, ADN gyrase Những thay đổi trong cấu trúc của tiểu đơn vị ribosome 30S (mục tiêu aminoglycoside) ảnh hưởng đến tính nhạy cảm của Streptomycin Thay đổi trong protein gắn Penicilin

của P aeruginosa dẫn đến tăng sức đề kháng với β-Lactams [57]

e Màng sinh h ọc và khả năng kháng kháng sinh

Đây là một cơ chế kháng đặc biệt của P aeruginosa, nhất là trong nhiễm

trùng phổi Màng sinh học là một cấu trúc có tổ chức thành phần chính là polysaccharide, màng gồm tập hợp các tế bào vi khuẩn sống và bám vào bề mặt, là