* Lịch sử phỏt hiện
- Năm 1885 Slamon và Smith (Mỹ) tỡm được Salmonella từ lợn mắc bệnh dịch tả và gọi tờn là Bacilus cholerasuis, hiện nay gọi là Salmonella. Nhưng sau đú Schweinittz và Dorset 1903 đó chứng minh bệnh dịch tả là do một loại vi rỳt gõy nờn và đó xỏc định S.choleraesuis là vi khuẩn gõy bệnh phú thương hàn (Euzộby J.P., 1999) [20].
- Năm 1888 A.Gartner phõn lập được mầm bệnh từ thịt bũ và lỏch người bệnh, ụng gọi vi khuẩn này là Bacillus enteritidis và ngày nay vi khuẩn này được gọi là S.enteritidis. Vi khuẩn này cũng được gọi bằng nhiều tờn khỏc như: Bacterium enteritidis, Bacillus gartner (Trớch từ Trần Thị Hạnh và cs., 2009) [4].
- Năm 1889 Klein phõn lập được S.gallinarum và Rettger cũng đó phõn lập được S.pullorum năm 1909. Trước đõy người ta cho rằng đõy là hai loại vi khuẩn gõy ra hai bệnh khỏc nhau lờn đó gọi chung là bệnh phú thương hàn gà
(Typhus avium) và căn bệnh cú tờn chung là S.gallinarum –pullorum.
- Năm1896, C.Archard và Rbensauded đó phõn lập được vi khuẩn
S.paratyphi equi và S.paratyphi bacilus. Ngày nay vi khuẩn này được gọi tờn là S.paratyphi B và đến năm 1898, S.paratyphi A đó tỡm được do N.Guyn và
H Keyser (Barners và cs., 1975) [17].
* Phõn loại
Giới : Bacteria
Ngành: Proteobacteria
Lớp: Gramma Proteobacteria Bộ: Enterobacteriales
Họ: Enterobacteriaceae
Giống: Salmonella lignieres 1900
- Lỳc đầu, cỏc loài Salmonella được đặt tờn theo hội chứng lõm sàng
của chỳng như S.typhi hay S.paratyphi A, B, C (typhoid = bệnh thương hàn,
para = phú), hoặc theo vật chủ như S.typhimurium gõy bệnh ở chuột (murine
= chuột), về sau người ta thấy rằng 1 loài Salmonella cú thể gõy ra nhiều hội
chứng và cú thể phõn lập được ở nhiều loài khỏc nhau. Vỡ những lý do đú mà
cỏc chủng Salmonella mới phỏt hiện được đặt tờn theo nơi mà nú được phõn
lập như S.teheran, S.congo, S.london.
- Salmonella đó từng được chia thành cỏc chi phụ và nhiều loài, mỗi
loài lại cú khả năng cú chi phụ. Vớ dụ như loài Salmonella enterica được chia
thành 6 loài phụ gồm S.enterica, S.salamae, S.arizonae, S.diarizonae,
S.houtenae và S.indica (Khakhria và cs., 1995) [23].
- Bằng cỏc kỹ thuật sinh học phõn tử hiện đại, những nghiờn cứu sau này cho phộp xếp tất cả cỏc loại Salmonella vào 1 loài duy nhất. Mặc dự ý
kiến này đó được nờu ra nhưng cỏch truyền thống đó được sử dụng quỏ quen
và cú ý nghĩa riờng nờn nú khụng được chấp nhận (Crosa và cs., 1973) [18].
- Dựa vào cấu trỳc khỏng nguyờn, chủ yếu là khỏng nguyờn thõn O và
khỏng nguyờn lụng H, Salmonella được chia thành cỏc nhúm và cỏc type
huyết thanh. Hiện nay được xỏc định gồm trờn 2500 type huyết thanh
Salmonella .
* Đặc điểm
Đặc điểm chung và đặc điểm nuụi cấy
- Salmonella là trực khuẩn gram õm, kớch thước trung bỡnh từ 2 – 3 x
tạo bào tử, chỳng phỏt triển tốt ở nhiệt độ 60 C – 420C, thớch hợp nhất ở 350 C – 370C, pH từ 6 – 9 và thớch hợp nhất ở pH = 7,2. Ở nhiệt độ từ 180 C – 400C vi khuẩn cú thể sống đến 15 ngày.
- Salmonella là vi khuẩn kỵ khớ tựy nghi, phỏt triển được trờn cỏc mụi
trường nuụi cấy thụng thường. Trờn mụi trường thớch hợp, vi khuẩn sẽ phỏt
triển sau 24 giờ. Cú thể mọc trờn những mụi trường cú chất ức chế chọn lọc
như DCA (deoxycholate citrate agar) và XLD (xylose lysine deoxycholate),
trong đú mụi trường XLD ớt chất ức chế hơn nờn thường được dựng để phõn
lập Salmonella. Khẩn lạc đặc trưng của Salmonella trờn mụi trường này là
trũn, lồi, trong suốt, cú tõm đen, đụi khi tõm đen lớn bao trựm khẩn lạc, mụi
trường xung quanh chuyển sang màu đỏ (Trần Xuõn Hạnh, 1995) [3].
* Tớnh chất húa sinh
- Salmonella khụng lờn men lactose, lờn men đường glucose và sinh
hơi. Thường khụng lờn men sucrose, salicin và inositol, sử dụng được citrate
ở mụn trường Simmons.
- Tuy nhiờn khụng phải loài Salmonella nào cũng cú những tớnh chất
trờn, cỏc ngoại lệđược xỏc định là S.typhi lờn men đường glucose khụng sinh
hơi, khụng sử dụng citrate trong mụi trường Simmon, hầu hết cỏc chủng
S.paratyphi và S.Cholerasuis khụng sinh H2S, khoảng 5% cỏc chủng
Salmonella sinh độc tố sinh bacteriocin chống lại E.Coli, Shigella và ngay cả
1 số chủng Salmonella khỏc.
* Cấu trỳc của Salmonella
- Salmonella cú ba loại khỏng nguyờn, đú là những chất khi xuất hiện trong cơ thể thỡ tạo ra kớch thớch đỏp ứng miễn dịch và kết hợp đặc hiệu với những sản phẩm của sự kớch thớch đú, gồm: khỏng nguyờn thõn O, khỏng nguyờn lụng H và khỏng nguyờn vỏ K. Vi khuẩn thương hàn (S.typhi) cú khỏng nguyờn V (Virulence) là yếu tố chống thực bào giỳp cho vi khuẩn thương hàn phỏt triển bờn trong tế bào bạch cầu.
+ Thành phần cơ bản là vỏch tế bào cú cấu trỳc phức tạp gồm 2 lớp. Trong cựng là một lớp peptidoglycan mỏng, cỏch một lớp khụng gian chu chất và tới lớp màng ngoài (outer membrane) là phức hợp lipidpolysaccharide gồm lipoprotein và lipopolysaccharide.
+ Bao bờn ngoài lớp peptidoglycan là lớp phospholipid A và B (quyết định độc tố của Nội độc tố), sau đú là hai lớp polysaccharide khụng mang tớnh đặc hiệu. Khỏng nguyờn của nội độc tố cú bản chất húa học là lypopolysaccharide (LPS). Tớnh đặc hiệu của khỏng nguyờn O và LPS là một, nhưng tớnh miễn dịch thỡ khỏc nhau: Khỏng nguyờn O ngoài LPS cũn bao gồm cả lớp peptidoglycan nờn tớnh sinh miễn dịch của nú mạnh hơn LPS. Màng ngoài cú cấu trỳc gần giống tế bào chất nhưng phospholipid hầu như chỉ gặp ở lớp trong, cũn ở lớp ngoài là lipopolysaccharide dày khoảng 8- 10 nm gồm 3 thành phần: Lipid A, polysaccharide lừi, khỏng nguyờn O. Màng ngoài cũn cú thờm cỏc protein: Protein cơ chất cũn gọi là protein lỗ xuyờn màng với chức năng cho phộp một số loại phõn tử đi qua chỳng như dipeptide, disaccharide, cỏc ion vụ cơ. Protein màng ngoài: chức năng vận chuyển một số phõn tử riờng biệt và đưa qua màng ngoài. Lipoprotein: Đúng vai trũ liờn kết lớp peptidoglycan bờn trong với lớp màng ngoài.
- Khỏng nguyờn lụng (khỏng nguyờn H)
+Khỏng nguyờn H: Chỉ cú ở cỏc Salmonella cú lụng. Hầu hết
Salmonella đều cú lụng chỉ trừ S.galilarum, S.pulorum gõy bệnh cho gia cầm. Khỏng nguyờn H là một loại khỏng nguyờn cú bản chất là protit, kộm bền hơn khỏng nguyờn O. Khỏng nguyờn H rất dễ bị phỏ huỷ ở nhiệt độ cao hoặc xử lý bằng cồn, axit yếu.
+ Khỏng nguyờn H chia làm 2 phase :
Phase 1: Cú tớnh chất đặc hiệu gồm cú 28 loại khỏng nguyờn lụng được biểu thị bằng chữa số La tinh thường: a, b, c…
Phase 2: Khụng cú tớnh chất đặc hiệu, loại này cú thể ngưng kết với cỏc loại khỏc đụi khi thành phần này cú thể gặp ở E.coli. Pha 2 gồm cú 6 loại được biểu thị bằng chữa số Ả Rập 1-6 hay chữa số La Tinh e, n, x…
- Khỏng nguyờn vỏ K
+ Khỏng nguyờn K: Khụng phức tạp, cú một khỏng nguyờn vỏ là khỏng nguyờn Vi và cũng cú ở 2 type huyết thanh S.typhi và S.paratyphi. Khỏng nguyờn Vi – angtigen được Felix và cỏc cộng sự phỏt hiện năm 1935. Khỏng nguyờn Vi gõy hiện tượng ngưng kết chậm và xuất hiện cỏc hạt vỏ, khỏng nguyờn Vi là khỏng nguyờn vỏ bao bọc bờn ngoài khỏng nguyờn O, khỏng nguyờn Vi khụng tham gia vào quỏ trỡnh gõy bệnh (Nguyễn Văn Lóm, 1968) [6].
* Yếu tố độc lực
- Vi khuẩn Salmonella cú thể tiết ra 2 loại độc tố: Ngoại độc tố và nội độc tố.
+ Nội độc tố của Salmonella rất mạnh gồm 2 loại: Gõy xung huyết và mụn loột, độc tố ở ruột gõy độc thần kinh, hụn mờ, co giật.
+ Ngoại độc tố chỉ phỏt hiện khi lấy vi khuẩn cú độc tớnh cao cho vào tỳi colodion rồi đặt vào ổ bụng chuột lang để nuụi, sau 4 ngày lấy ra, rồi lại cấy truyền như vậy từ 5 đến 10 lần, sau cựng đem lọc, nước lọc cú khả năng gõy bệnh cho động vật thớ nghiệm. Ngoại độc tố chỉ hỡnh thành trong điều kiện invivo và nuụi cấy kỵ khớ. Ngoại độc tố tỏc động vào thần kinh và ruột.
* Nội độc tố - Endotoxin
- Màng ngoài tế bào vi khuẩn gram õm núi chung và vi khuẩn
Salmonella núi riờng, được cấu tạo bởi thành phần cơ bản là lipopolysaccharide (LPS). LPS cú cấu tạo phõn tử lớn, gồm 3 vựng riờng biệt với đặc tớnh và chức năng riờng biệt: Vựng ưa nước, vựng lừi và vựng lipit A. - Vựng ưa nước bao gồm một chuỗi polysaccharide chứa cỏc đơn vị cấu trỳc khỏng nguyờn O. Vựng lừi cú bản chất là acid heterooligosaccharide, ở trung tõm nối khỏng nguyờn O với vựng lipit A. Vựng lipit A đảm nhận chức năng nội độc tố của vi khuẩn. Cấu trỳc nội độc tố gần giống cấu trỳc của
khỏng nguyờn O. Cấu trỳc nội độc tố biến đổi sẽ dẫn đến sự thay đổi độc lực của Salmonella.
- Nội độc tố thường là lipopolysaccharide (LPS) được phúng ra từ vỏch tế bào vi khuẩn khi bị dung giải. Trước khi thể hiện độc tớnh của mỡnh, LPS cần phải liờn kết với cỏc yếu tố liờn kết tế bào hoặc cỏc receptor bề mặt cỏc tế bào như: Tế bào lõm ba cầu B, lõm ba cầu T, tế bào đại thực bào, tiểu thực bào, tế bào gan, lỏch. Rất nhiều cỏc cơ quan trong cơ thể chịu sự tỏc động của nội độc tố LPS: Gan, thận, cơ, hệ tim mạch, hệ tiờu hoỏ, hệ thống miễn dịch; với cỏc biểu hiện bệnh lý: Tắc mạch mỏu, giảm trương lực cơ thiếu oxy mụ bào, toan huyết, rối loạn tiờu hoỏ, mất tớnh thốm ăn…
- Nội độc tố tỏc động trực tiếp lờn hệ thống miễn dịch của cơ thể vật chủ, kớch thớch hỡnh thành khỏng thể.
- LPS tỏc động lờn cỏc tế bào tiểu cầu, gõy sốt nội độc tố, theo cơ chế : + Giải phúng cỏc chất hoạt động mạnh như: Histamin.
+ Ngưng kết cỏc tiểu cầu động mạch. + Đụng vún, tắc mạch quản.
- LPS tỏc động lờn quỏ trỡnh trao đổi gluxit: LPS làm tăng cường hoạt lực của cỏc men phõn giải glucoz, cỏc men phõn giải glycogen, làm giảm hoạt lực cỏc men tham gia quỏ trỡnh tổng hợp glycogen…
* Độc tố đường ruột
- Về cơ chế miễn dịch và di truyền cỏc Enterotoxin của Salmonella cú quan hệ gần gũi với Choleratoxin, nờn được gọi là Choleratoxin like enterotoxin (CT). Cũn về đặc tớnh sinh học Enterotoxin của Salmonella khụng chỉ với giống CT mà cũn giống với Enterotoxin của E.Coli.
- Độc tố đường ruột của vi khuẩn Salmonella cú hai thành phần chớnh: Độc tố thẩm xuất nhanh Rapid permeability facto (RPF) và độc tố thẩm xuất chậm Delayed permeability facto (DPF).
- RPF giỳp Salmonella xõm nhập vào tế bào biểu mụ của ruột, nú
tế bào CHO (Chinese Hamster Ovary cell). Độc tố thẩm xuất nhanh cú cấu trỳc, thành phần giống với độc tố chịu nhiệt của E.Coli, được gọi là độc tố chịu nhiệt của Salmonella. ST cú khả năng chịu được nhiệt độ 1000
C trong 4 giờ, bền vững ở nhiệt độ thấp, cú thể bảo quản ở nhiệt độ -20oC. Cấu trỳc phõn tử gồm một chuỗi polysaccharide và một chuỗi polypeptide.
- RPF kớch thớch co búp nhu động ruột, làm tăng sự thẩm thấu thành mạch, phỏ huỷ tổ chức tế bào biểu mụ ruột, giỳp vi khuẩn Salmonella xõm nhập vào tế bào và phỏt triển tăng nhanh về số lượng. Vi khuẩn tớch cực tăng cường sản sinh độc tố làm rối loạn cõn bằng trao đổi muối, nước và chất điện giải. Quỏ trỡnh bệnh lý đường ruột và hội chứng tiờu chảy càng thờm phức tạp và nghiờm trọng.
- DPF của Salmonella cú cấu trỳc, thành phần giống độc tố khụng chịu nhiệt của vi khuẩn E.Coli, nờn được gọi là độc tố khụng chịu nhiệt của
Salmonella. Nú thực hiện chức năng phản ứng chậm từ 18-24 giờ. LT bị phỏ
huỷ ở 700
C trong vũng 30 phỳt và ở 560
C trong vũng 4 giờ. LT cú cấu trỳc gồm 3 chuỗi polypeptid.
- DPF làm thay đổi quỏ trỡnh trao đổi nước và chất điện giải, dẫn đến tăng cường bài xuất nước và chất điện giải từ mụ bào vào lũng ruột, cản trở sự hấp thu, gõy thoỏi hoỏ lớp tế bào villi của thành ruột, gõy tiờu chảy.
* Độc tố tế bào
- Khi cơ thể con vật bị tiờu chảy thỡ kốm theo hiện tượng mất nước và mất chất điện giải là hiện tượng hàng loạt cỏc tế bào biểu mụ ruột bị phỏ huỷ hoặc bị tổn thương ở cỏc mức độ khỏc nhau. Sự phỏ huỷ hay tổn thương đú là do độc tố tế bào của Salmonella gõy nờn, theo cơ chế chung là: Ức chế tổng hợp protein của tế bào Eukaryotic và làm trương tế bào CHO.
- Ít nhất cú 3 dạng độc tố của tế bào:
+ Dạng thứ nhất: Khụng bền vững với nhiệt và mẫn cảm với trypsin. Dạng này được phỏt hiện ở rất nhiều serovar Salmonell ; cú trọng lượng phõn tử trong khoảng từ 56 đến 78 kDa; khụng bị trung hoà bởi khỏng thể khỏng
độc tố Shigella toxin hoặc Shigella - like. Độc tố dạng này tỏc động theo cơ chế là ức chế tổng hợp protein của tế bào Hela và làm teo tế bào.
+ Dạng thứ hai: Cú nguồn gốc từ protein màng ngoài tế bào vi khuẩn cú cấu trỳc và chức năng gần giống cỏc dạng độc tố tế bào do Shigella và cỏc chủng (ETEC) sản sinh ra. Dạng độc tố này cũng phổ biến ở hầu hết cỏc
serovar Salmonella gõy bệnh.
+ Dạng thứ ba: Cú trọng lượng phõn tử khoảng 62 kDa; cú liờn hệ với độc tố Hemolysin. Hemolysin liờn hệ với cỏc độc tố tế bào cú sự khỏc biệt với cỏc Hemolysin khỏc về trọng lượng phõn tử và phương thức tỏc động lờn tế bào theo cơ chế dung giải cỏc khụng bào nội bào.
* Cơ chế gõy bệnh
- Tất cả cỏc kiểu huyết thanh Salmonella đều mang cụm gen inv (invasion) giỳp cho quỏ trỡnh xõm nhiễm vào trong thành ruột của người và động vật, mở đầu của tiến trỡnh gõy bệnh. Cụm gen này nằm trong hệ thống
gen SPI – 1 (Salmonella pathogenicity island) cú mặt trong tất cả cỏc Salmonella, từ nhúm tiến hoỏ thấp nhất là S.bongori đến nhúm tiến hoỏ cao nhất là S.enterica.
Cơ chế gõy bệnh thương hàn
- Bệnh thương hàn do S.typhi và S.paratyphi A, B, C gõy ra. Cỏc yếu tố
độc lực chớnh của vi khuẩn thương hàn là khả năng bỏm và xõm nhập vào tế
bào chủ, khả năng nhõn lờn trong đại thực bào và nội độc tố. Khỏng nguyờn
Vi cú mặt ở S.typhi và S.pararatyphi C là yếu tố độc lực quan trọng, những
chủng vi khuẩn gõy bệnh thương hàn khụng cú khỏng nguyờn Vi thỡ số lượng
cần thiết để gõy bệnh cao hơn rất nhiều so với những chủng cú khỏng nguyờn
này (Wilcock và cs., 1992) [23].
- Vi khuẩn xõm nhập vào cơ thể qua đường tiờu húa do thức ăn hay
nước uống bị nhiễm bẩn, số lượng cần thiết để gõy bệnh vào khoảng 105
- Đầu tiờn, vi khuẩn thương hàn phải vượt qua mụi trường axit của dạ
dày, mặc dự chỳng cú khả năng đề khỏng với axit nhờ cú gen art (acid
response tolerance), nhưng ở người bỡnh thường, vi khuẩn thương hàn khụng
thể tồn tại lõu, nuụi cấy dịch dạ dày õm tớnh sau 30 phỳt. Sau khi vượt qua
được rào cản ở dạ dày, vi khuẩn di chuyển xuống ruột non rồi nhõn lờn ở đú,
nhưng trong tuần đầu sẽ cú 1 ớt vi khuẩn đào thải theo phõn, cấy phõn dương
tớnh trong 5 ngày khụng cú nghĩa là bệnh thương hàn sẽ xảy ra. Từ ruột non,
vi khuẩn thương hàn đi vào hạch mạc treo ruột nhờ tế bào M, một đại thực
bào của mảng Peyer. Sau đú theo đường bạch huyết và mỏu gõy nhiễm trựng
toàn thõn. Sau khoảng một tuần, nhiễm khuẩn huyết thứ phỏt xuất hiện. Vi khuẩn theo gan qua đường mật lại tiếp tục xõm nhập vào ruột non, tiếp tục