Tổng cộng có 12 mẫu nước mặt nằm dọc theo hệ thống sông rạch thuộc địa bàn TP. HCM được lấy để phân tích, đánh giá vi khuẩn kháng kháng sinh được phân bố tại những vùng chịu tác động bởi các hoạt động khác nhau của con người như công nghiệp, nông nghiệp, sinh sống và những khu vực ít chịu tác động bởi các hoạt động của con người.
Kỷ yếu Hội nghị: Nghiên cứu “Khoa học Trái đất Môi trường” DOI: 10.15625/vap.2019.000214 BƯỚC ĐẦU ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG VI KHUẨN KHÁNG SINH TRONG MẪU NƯỚC MẶT TRÊN ĐỊA BÀN TP HỒ CHÍ MINH Trương Thơng1,2, Lê Thái Hồng1*, Phạm Thị Phương Thùy3, Nguyễn Đức Hồng2 Bộ mơn Kỹ thuật Mơi trường, Trường Đại học Quốc tế - ĐHQG Thành phố Hồ Chí Minh Trung tâm Khoa học Công nghệ Sinh học, Trường Đại học Khoa học Tự nhiên-ĐHQG Thành phố Hồ Chí Minh Khoa Cơng nghệ sinh học, Trường Đại học Cơng nghiệp Thực phẩm TP.HCM * Email: lthoang@hcmiu.edu.vn TĨM TẮT Tổng cộng có 12 mẫu nước mặt nằm dọc theo hệ thống sông rạch thuộc địa bàn TP HCM lấy để phân tích, đánh giá vi khuẩn kháng kháng sinh phân bố vùng chịu tác động hoạt động khác người công nghiệp, nông nghiệp, sinh sống khu vực chịu tác động hoạt động người Vi khuẩn kháng kháng sinh phân tích định lượng phương pháp đỗ đĩa với môi trường R2A agar bổ sung kháng sinh mục tiêu gồm Amikacin, Amoxicillin, Ciprofloxacin, Sulfamethoxazole, Trimethoprim, Cefixime với nồng độ theo hướng dẫn CLSI Kết cho thấy điểm chịu tác động cộng gộp nước thải cơng nghiệp sinh hoạt có mật độ vi khuẩn kháng kháng sinh loại cao nhất, xếp theo sau khu vực chịu ảnh hưởng nặng nước thải sinh hoạt (khu vực nội thị) sau vùng có hoạt động nơng nghiệp chủ đạo vùng chịu tác động người Từ khóa: Vi khuẩn kháng kháng sinh, gen kháng kháng sinh, khánh sinh, nước mặt GIỚI THIỆU Hiện thuốc kháng sinh sử dụng rộng khắp việc điều trị nhiễm khuẩn kháng sinh hiển nhiên Tổng lượng kháng sinh tiêu thụ cho người thống kê năm 2010 vào khoảng 70 tỷ đơn vị chuẩn (Standard unit SU), tăng 30% so với năm 2000, Penicillin Cephalosporin chiếm 60%, loại kháng sinh dẫn đầu việc điều trị cho bệnh nhiễm khuẩn thơng thường tồn giới (Van Boeckel et al., 2014) Lượng kháng sinh sử dụng cho vật nuôi lớn so với lượng sử dụng y tế, với mức ước tính năm 2010 63200 chiếm 2/3 lượng kháng sinh sản xuất toàn cầu (100.000 tấn) Ước tính đến 2030, mức tiêu thu vào khoảng 105.600 (Van Boeckel et al., 2014) Trong số kháng sinh bán ra, có từ 20 đến 50% sử dụng không phù hợp (Čižman, 2003) Có khoảng 80% tất loại kháng sinh sử dụng bên bệnh viện (Kotwani, A and Holloway, 2011) Ở Việt Nam, tự ý mua sử dụng kháng sinh hình thức phổ biến; có đến 88 đến 91% doanh số bán kháng sinh từ nhà thuốc khơng có đơn thuốc (Nga et al., 2014) Tình trạng sử dụng kháng sinh khơng phù hợp thiếu kiểm sốt dẫn đến nhiễm kháng sinh môi trường, gây áp lực chọn lọc ngày cao, giúp cho chủng vi khuẩn có tính kháng thuốc phát triển chiếm ưu phát tán rộng môi trường Bên cạnh việc sử dụng thải bỏ thiếu kiểm sốt chất diệt khuẩn ô nhiễm kim loại nặng môi trường tác nhân làm phát sinh và/hoặc làm tăng cường tính kháng quần xã vi sinh vật môi trường kháng kim loại kháng kháng sinh chia sẻ với số cấu trúc chế kháng (Baker-Austin et al., 2006) Các nghiên cứu nhiều nơi giới cho thấy có nhiều loại vi khuẩn kháng kháng sinh tồn hầu hết loại mẫu nước (từ nước thải đến nước máy) Ở Việt Nam nói chung khu vực TP.HCM nói riêng chưa có nghiên cứu đánh giá thực trạng vi khuẩn kháng kháng sinh mẫu nước mặt Báo cáo nỗ lực đánh giá bước đầu trạng vi khuẩn kháng kháng sinh môi trường nước mặt TP.HCM phân tích yếu tố ảnh hưởng từ 597 Kỷ yếu Hội nghị: Nghiên cứu “Khoa học Trái đất Môi trường” hoạt động người lên hình thành phát tán vi khuẩn kháng kháng sinh môi trường Đối tượng khảo sát mẫu nước mặt dọc theo hệ thống sông kênh thuộc khu vực đô thị, khu công nghiêp, khu nông nghiệp khu vực chịu tác động người thuộc địa bàn TP HCM PHƯƠNG PHÁP 2.1 Khảo sát thực địa thực lấy mẫu nước chịu tác động hoạt động người 2.1.1 Bố trí điểm lấy mẫu Tổng cộng có 12 điểm lấy mẫu nước mặt bố trí dọc theo hệ thống sông rạch thuộc địa bàn TP HCM có điểm thuộc khu vực nội thành (SH1: nằm cuối kênh Nhiêu Lọc-Thị Nghè, SH2: gần điểm giao cách kênh: kênh Tẻ, kênh Đôi, kênh Tàu Hủ rạch Bến Nghé, SH3: cầu Đỏ thuộc rạch Sơn gần điểm tiếp giáp với rạch Lăng gần điểm tiếp giáp với sơng Bình Triệu) điểm phân bố vào khu công nghiệp tiêu biểu (CN1: Điểm giao dịng kênh chảy qua khu cơng nghiệp Tân Phú Trung, CN2: gần điểm giao nhánh kênh 19 tháng 5, kênh Tham Lương đổ từ KCN Tân Bình, CN3: Thuộc khu vực Trung tâm khu Công nghệ cao Quận 9); điểm nằm khu vực có hoạt động nơng nghiệp (NN1: Điểm sơng Sài Gịn sát khu NN CN cao TP HCM, NN2: Trên rạch lớn chảy qua khu nông nghiệp tập trung với nhiều vườn ăn trái lớn, NN3: Gần trang trại chăn nuôi heo & trồng nấm phân bố tập trung) điểm phân bố vào khu vực chịu tác động người: Đền Bến Dược, Trạm bơm Hòa Phú khu BCR (Hình 1) Hình Sơ đồ tọa độ điểm khảo sát lấy mẫu 2.1.2 Phương pháp lấy mẫu Các mẫu nước sơng vị trí mục tiêu thu thập từ ngày 01/8/2019 đến ngày 31/8/2019, nhằm vào mùa mưa TP.HCM, thời điểm mà mưa xảy vào buổi chiều vào buổi sáng Việc lấy mẫu thực vào buổi sáng khơng có mưa lớn, thời gian từ 9h đến 12h nhiệt độ trung bình khu vực lấy mẫu dao động khoảng 28-33 oC Tại mẫu vị trí, mẫu nước mặt tiến hành lấy xô nhựa 5L cách bề mặt 20-30 cm, lấy 03 lần gộp chung vào xô lớn trước phân vào chai chứa mẫu Tại vị trí lấy mẫu cầu (CBR, SH2, SH3, NN2, CN2, CN3) 03 xô mẫu lấy có 01 xơ lấy dịng, xơ lại lấy lệch bên bờ chưa chịu tác động cục bờ Tất mẫu nước lấy trữ lạnh đá thùng cách nhiệt suốt trình vận chuyển từ vị trí lấy mẫu đến phịng thí nghiệm vi sinh Trường Đại học Quốc tế, ĐHQG TP.HCM 2.2 Thử nghiệm, phân tích định lượng vi khuẩn kháng kháng sinh Vi khuẩn kháng kháng sinh thử nghiệm theo hướng dẫn CLSI với liều thử cao ngưỡng nhạy cảm (susceptible) 20% ứng với họ Enterobacteriacea mơi trường thử nghiệm R2A 598 Hồ Chí Minh, tháng 11 năm 2019 agar, ủ 35oC 24h Cụ thể, kháng sinh tiêu biểu dùng để thử nghiệm kháng sinh sử dụng phổ biến địa bàn TP HCM bổ sung vào môi trường R2A với nồng độ sau: (1) hỗn hợp amoxicillin 9,6 µg/mL acid clavulanic 4,8 µg /mL (AMC), (2) cefixime 1,2 µg/mL (CFM), (3) ciprofloxacin 1,2 µg/mL (CIP), (4) amikacin 19,2 µg/mL (AMK) (5) hỗn hợp trimethoprim 2,4 µg/mL & sulfamethoxazole 45,6 µg/mL (SXT) KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Mật độ tỷ lệ nhóm vi khuẩn kháng kháng sinh (VKKKS) Tổng vi khuẩn dị dưỡng (VKDD) có mật độ trung bình cao ghi nhận khu vực bị ảnh hưởng cộng gộp nước thải công nghiệp sinh hoạt (4,3x105 CFU/ml), sau khu vực chịu ảnh hưởng nước thải sinh hoạt (2,6x104 CFU/ml), khu vực bị tác động (2,4x103 CFU/ml) giá trị thấp nhận khu vực chịu tác động hoạt động nông nghiệp (1,3x103 CFU/ml) Sự dao động tổng VKDD lớn đặc biệt điểm thuộc khu công nghiệp với hệ số biến thiên (CV) lên đến 116,4% Các nhóm vi khuẩn kháng kháng sinh khác có dao động đáng kể khu vực khảo sát Nhóm vi khuẩn kháng hỗn hợp AMC có mật độ cao khu vực công nghiệp (2.2x104 CFU/ml), khu vực đô thị (1.9x103 CFU/ml), khu vực nông nghiệp (1.1x102 CFU/ml) sau khu vực chịu tác động (8.6x101 CFU/ml) Mức dao động số các vị trí lấy mẫu khu vực khơng khác nhiều với CV dao động từ 62.7 đến 96.3% Xét giá trị trung bình khu vực, tỷ lệ mật độ vi khuẩn kháng AMC so với tổng VKDD khơng cao (3,4-10,9%) có khuynh hướng biến thiên với mật độ chúng Nhóm vi khuẩn kháng với hỗn hợp SXT có mật độ cao Tương tự nhóm vi khuẩn kháng AMC, mật độ nhóm vi khuẩn kháng SXT có giá trị cao điểm chịu ảnh hưởng nước thải công nghiệp (3,9x104 CFU/ml), điểm khu đô thị (1,8x104 CFU/ml) thấp khu vực lại (khoảng 1,5x102 CFU/ml) Tuy nhiên tỷ lệ mật độ nhóm so với tổng VKDD cao khu vực đô thị (66,4%) (Hình 2) Nhóm kháng với AMK nhóm diện với mật độ thấp tất điểm khảo sát, đặc biệt điểm thuộc khu vực có hoạt động nơng nghiệp (1,2 x101 CFU/ml) điểm có tác động người (7,5 x101 CFU/ml) Và đó, tỷ lệ mật độ nhóm kháng AMK so với tổng VKDD nhỏ (0,7-3,2%) Hệ số biến thiên ghi nhận điểm khu vực có giá trị tương đồng (63,8-81,4%) Nhóm kháng ciprofloxacin (CIP) có mật độ trung bình tương đối cao khu cơng nghiệp (4.7x104 CFU/ml) khu đô thị (8,3x103 CFU/ml) lại thấp khu vực nông trại (3.8x101 CFU/ml) Tỷ lệ mật độ so với tổng VKDD cao ghi nhận điểm thuộc khu vực nội thị (~28%), kế điểm tiếp nhận nước thải cơng nghiệp (~20%) Nhóm vi khuẩn kháng cefixime (CFM), có mật độ cao Cao nhiều so với nhóm khác xấp xỉ với tổng VKDD với tỷ lệ mật độ so với tổng vi khuẩn di dưỡng từ 60% đến >100% Đặc biệt ghi nhận khu vực cho chịu tác động 3.2 Ảnh hưởng hoạt động người lên kháng kháng sinh (KKS) môi trường nước mặt thị Có lẽ phong phú nguồn vi sinh hợp chất hữa có nước thải sinh hoạt nước thải công nghiệp kết hợp với sinh hoạt nguyên nhân làm gia tăng mật độ vi sinh vật mẫu nước tiếp nhận trực tiếp nguồn nước Ngoài ra, nguồn nước thải nói có khả bị nhiễm kháng sinh thải qua người/súc vật điều trị với kháng sinh, qua tạo nên áp lực chọn lọc cho phép tăng cao tỷ lệ nhóm vi khuẩn kháng thuốc Bên cạnh đó, nước thải cơng nghiệp thường có số thành phần độc hại kim loại nặng, chất diệt khuẩn hay chất có tính độc vi khuẩn,… tạo áp lực chọn lọc tính kháng chất kháng khuẩn môi trường Điều lý giải mẫu chịu tác nước thải 599 Kỷ yếu Hội nghị: Nghiên cứu “Khoa học Trái đất Môi trường” sinh hoạt tác động cộng gộp nước thải công nghiệp nước thải sinh hoạt có tổng VKDD nhóm vi khuẩn kháng sinh diện với mật độ cao Hoạt động nơng nghiệp khu vực nghiên cứu có đặc điểm nặng trồng trọt nhẹ chăn nuôi nên có lẽ ảnh hưởng đến nguồn nước khía cạnh nguồn vi khuẩn áp lực chọn lọc tính kháng kháng sinh đo có mật độ tổng VKDD mật độ nhóm vi khuẩn kháng kháng sinh thấp Bảng 1: Thống kê mật độ (CFU/ml) vi khuẩn KKS khu vực khảo sát Khu vực Chỉ số Kháng Kháng Kháng Kháng Kháng Tổng khảo sát thống kê AMC SXT AMK CIP CFM VKDD Các khu vực dân Trung bình 1,9x103 1,8x104 1,1x102 8,3x103 2,2x104 2,6x104 cư nội thành CV(%) 70,5 74,5 63,8 67,7 65,8 68,2 (SH) Các khu cơng Trung bình 2,2x104 3,9x104 1,7x103 4,7x104 1,5x105 4,3x105 nghiệp (CN) CV(%) 78,9 91,3 81,4 80,7 89,1 116,4 2 1 1,3x103 Các khu nơng Trung bình 1,1x10 1,6x10 1,2x10 3,8x10 9,8x10 nghiệp (NN) CV(%) 96,3 78,8 77,6 95,6 69,1 55,8 2 2,4x103 Khu vực bị tác Trung bình 8,6x10 1,4x10 7,5x10 2,0x10 3,0x10 động (ITĐ) CV(%) 62,7 61,6 73,2 60,2 38,4 18,9 Hình 2: Tỷ lệ mật độ nhóm vi khuẩn KKS so với tổng VKDD KẾT LUẬN Tổng vi khuẩn dị dưỡng tất vi khuẩn kháng kháng sinh phát có mật độ cao trạm phân bố khu dân cư tập trung điểm phân bố khu công nghiệp Mật độ điểm phân bố khu vực nông nghiệp khu vực cho chịu tác động người thấp nhiều Trong nhóm vi khuẩn kháng kháng sinh khảo sát, nhóm kháng kháng sinh cefixime diện với mật độ cao nhất, nhóm kháng kháng sinh amikacin có mật độ thấp tất điểm khảo sát Các nhóm kháng với hỗn hợp kháng sinh sulfamethoxazole trimethoprim, hỗn hợp amoxicillin axit clavulanic ciprofloxacin có mật độ nằm mức trung gian nhóm cao thấp khác tùy vào trạm khảo sát Đề có thông đầy đủ kháng kháng sinh nước mặt, nghiên cứu tiến hành bao gồm: phân tích định tính chủng kháng kháng sinh thu nhận được; định lượng tương đối gen mục tiêu xác định mẫu nước kỹ thuật Real time PCR Đánh giá nhân tố tác động lên phát sinh phát tán vi khuẩn gen KKS môi trường đánh giá rủi ro ô nhiễm vi khuẩn gen KKS môi trường gây cho sức khỏe cộng đồng Lời cám ơn Nghiên cứu tài trợ Quỹ Phát triển khoa học công nghệ Quốc gia (NAFOSTED) đề tài mã số 105.99-2018.19 Nhóm tác giả chân thành cám ơn 600 Hồ Chí Minh, tháng 11 năm 2019 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Baker-Austin C., Wright M S., Stepanauskas R., McArthur J V., (2006) Co-selection of antibiotic and metal resistance Trends in microbiology, 14(4), pp 176-82 [2] Van Boeckel T P., Gandra S., Ashok A., Caudron Q., Grenfell B T., Levin S A., Laxminarayan R., (2014) Global antibiotic consumption 2000 to 2010: an analysis of national pharmaceutical sales data The Lancet Infectious diseases 14(8), pp 742-750 [3] Čižman, M., (2003) The use and resistance to antibiotics in the community International Journal of Antimicrobial Agents, 21(4), pp 297-307 [4] Kotwani, A and Holloway, K., (2011) Trends in antibiotic use among outpatients in New Delhi, India BMC Infectious Diseases, 11, 2011., p 99 [5] Ng C., Tay M., Tan B., Le T H., Haller L., Chen H., Koh T H., Barkham T M S., Gin K Y., 2017 Characterization of metagenomes in urban aquatic compartments reveals high prevalence of clinically relevant antibiotic resistance genes in wastewaters Frontiers in Microbiology Frontiers Media S A., (NOV) OCCURRENCE OF ANTIBIOTIC RESISTANT BACTERIA IN THE SURFACE WATER IN HO CHI MINH CITY Truong Thong1,2, Le Thai Hoang1*, Pham Thi Phuong Thuy3, Nguyen Duc Hoang2 Department of Environmental Engineering, International University-Vietnam National University HCMC Center for Bioscience & Biotechnology, University of Science-VNU-HCMC Department of Biotechnology, University of Food Industry HCMC * Email: lthoang@hcmiu.edu.vn ABSTRACT A total of 12 surface water samples which is located along the river system of the HCMC and affected by different human activities such as industry, agriculture, urban and less impacted areas was taken to analyze and evaluate antibiotic resistant bacteria (ARB) Total ARB was quantitatively analyzed by dish-pouring method with R2A agar medium supplemented with target antibiotics including Amikacin, Amoxicillin, Ciprofloxacin, Sulfamethoxazole, Trimethoprim, and Cefixime according to CLSI's guideline The results showed that the sites which are cumulatively impacted of industrial and domestic wastewater have the highest density of total heterotrophic bacteria as well as the ARBs, followed by the area heavily affected by domestic wastewater (urban areas) and finally, the agricultural region and the region with little human impact Keywords: Antibiotic resistant bacteria (ARB), antibiotics, surface water 601 ... tính kháng kháng sinh đo có mật độ tổng VKDD mật độ nhóm vi khuẩn kháng kháng sinh thấp Bảng 1: Thống kê mật độ (CFU/ml) vi khuẩn KKS khu vực khảo sát Khu vực Chỉ số Kháng Kháng Kháng Kháng Kháng. .. chuyển từ vị trí lấy mẫu đến phịng thí nghiệm vi sinh Trường Đại học Quốc tế, ĐHQG TP.HCM 2.2 Thử nghiệm, phân tích định lượng vi khuẩn kháng kháng sinh Vi khuẩn kháng kháng sinh thử nghiệm theo... thấp nhiều Trong nhóm vi khuẩn kháng kháng sinh khảo sát, nhóm kháng kháng sinh cefixime diện với mật độ cao nhất, nhóm kháng kháng sinh amikacin có mật độ thấp tất điểm khảo sát Các nhóm kháng với