(Bonnie, 2011)
Ở Thái Lan tất cả các chủng V. cholerae O1 phân lập đều dương tính
type huyết thanh đặc hiệu Inaba hoặc Ogawa. Đối với những chủng V. cholerae phân lập từ môi trường và lâm sàng giữa năm 2003 và năm 2004 đều
là type huyết thanh Inaba. Tất cả các chủng V. cholerae O1 phân lập từ lâm
sàng vào năm 2007 và 2011 và một phần lớn của các chủng phân lập lâm sàng trong năm 2010 là Ogawa. Hai chủng phân lập từ các nguồn trên bề mặt nước trong năm 2010 là Inaba (Chariya et al., 2013).
Một nghiên cứu khác đã chứng minh những đặc điểm di truyền của V.
cholerae O1 phân lập ở Thái Lan đã tương tự như những chủng lưu hành trong
đợt dịch gần nhất là năm 2010. Các nghiên cứu này cũng cung cấp dữ liệu về sự kháng kháng sinh do những thay đổi về di truyền của V. cholerae đối với
những chủng phân lập từ các nguồn nước trên bề mặt ở Khon Kaen, Thái Lan (Okada et al., 2012). Sự thay đổi này cũng được khảo sát bởi Hoshino et al.
(1998) bằng phương pháp PCR multiplex về CTXA (tiểu đơn vị A mã hóa CTX), nhận thấy V. cholerae phân lập từ môi trường nước không sinh độc tố CTXA.
2.6.4 Sự kháng kháng sinh của V. cholerae ở Việt Nam
Những chủng V. cholerae phân lập ở Việt Nam trong năm 2000 tương
tự như chủng phân lập ở Ấn Độ sau năm 1993 (là O139), vì chúng chứa yếu tố SXT, gene qui định đa kháng kháng sinh tương ứng, cho thấy khả năng kháng sulphamethoxazole-trimethoprim, chloramphenicol và streptomycin (Amita et al., 2003). Tuy nhiên, chủng phân lập tại Việt Nam năm 2000 có khả năng
kháng tetracycline trái ngược với chủng phân lập ở Ấn Độ là nhạy cảm với kháng sinh này (Nguyen et al., 2002, Amita et al., 2003).
38
Một nghiên cứu gần đây đã chứng minh rằng các chủng V. cholerae
phân lập ở Việt Nam có liên quan với các chủng gây bệnh ở đại dịch tả thứ bảy (Choi et al., 2010) và có liên quan chặt chẽ với các chủng V. cholerae type sinh học El Tor đã biến thể và hiện đang lưu hành ở Bangladesh (Nair et al.,
2002), Ấn Độ (Goel et al., 2010) và Thái Lan (Okada et al., 2010). Hầu hết
các chủng V. cholerae từ Việt Nam đều đa kháng thuốc với nalidixic acid, co- trimoxazole và tetracycline. Tất cả các mẫu phân lập đều mẫn cảm với doxycycline. Tetracycline là loại kháng sinh sử dụng rất phổ biến trong điều trị bệnh tả, cả hai tetracycline và doxycycline thuộc nhóm kháng sinh tetracycline và kháng chéo giữa các loại thuốc trong nhóm (Fluit et al., 2005). Phần lớn những chủng V. cholerae phân lập ở Việt Nam vẫn còn nhạy với kháng sinh azithromycin (95%) và kháng sinh này vẫn có thể được sử dụng để điều trị bệnh do V. cholerae ở Việt Nam. Azithromycin được sử dụng để điều trị các bệnh tiêu chảy trên toàn thế giới (de Saussure, 2009) và đã có hiệu quả trong việc điều trị bệnh tả ở trẻ em và người lớn (Saha et al., 2006). Nhìn chung, những chủng V. cholerae phân lập ở Việt Nam đều kháng kháng sinh tương tự như những chủng V. cholerae type sinh học El Tor phân lập ở
Ấn Độ và Thái Lan và chủng biến đổi mang alen CTXB cổ điển; một biến thể mới của V. cholerae O1(Jain et al., 2011).
Những chủng V. cholerae kháng tetracycline tại Việt Nam vào năm
2000 là do gene TetA, vị trí gene TetA tìm thấy ở trong cụm gene chứa yếu tố kháng SXT, tuy nhiên, gene kháng trimethoprim chưa tìm thấy trong những năm này. Iwanaga, (2000) đã nghiên cứu và nhận thấy rằng thành phần di truyền của tác nhân gây bệnh dịch tả tại Lào có trình tự nucleotide tương đồng với những chủng phân lập ở Việt Nam năm 2000, điều đó chứng tỏ những nước láng giềng có đường biên giới chung khi có dịch bệnh xảy ra sẽ dễ dàng lây lan và mang những đặc điểm gây bệnh như nhau, hoặc chúng có thể biến đổi thành những chủng gây bệnh có nhiều độc tính hơn so với chủng ban đầu.
Các đợt bùng phát dịch tả ở ba giai đoạn từ năm 1995, 2000 và 2002 là do những chủng V. cholerae mang gene khác nhau, với một số khả năng có thể xảy ra: thứ nhất, tất cả những chủng này luôn hiện diện trong hệ vi khuẩn ngoài môi trường ở Việt Nam và sinh sản nhanh tại một thời điểm. Thứ hai, những chủng này đến từ các nước khác và tạo sự bùng phát dịch bệnh. Thứ ba, trong cùng một chủng loài các sinh vật sẽ xuất hiện sự đột biến gene do chèn thêm vào và xóa các gene kháng thuốc, từ đó xuất hiện một loạt các thế hệ mới (Dalsgaard, 1999).
39
2.6.5 Cơ chế kháng kháng sinh của V. cholerae
2.6.5.1 Cơ chế bơm kháng sinh
V. cholerae kháng kháng sinh bằng cơ chế bơm kháng sinh ra ngoài,
hoặc đột biến nhiễm sắc thể thông qua gene di truyền như việc trao đổi (tiếp hợp) plasmid, transposon (gene nhảy), integrons và các yếu tố đề kháng. Sự kháng kháng sinh của V. cholerae từ năm 2003 đến năm 2009 được thể hiện
qua Phụ lục số 7 (Maya et al., 2011).
V. cholerae sử dụng cơ chế bơm ra khỏi màng tế bào một loạt các loại
thuốc kháng sinh, hoặc thuốc sát trùng có cấu trúc hóa học không liên quan (Paulsen et al., 1996). Hai yếu tố chính cho cơ chế bơm của V. cholerae là
nguồn năng lượng từ sự thủy phân ATP, hoặc di chuyển qua màng tế bào của ion H+ hoặc Na+ (Putman et al., 2000). V. cholerae sử dụng một loạt các hệ
thống gene bao gồm VcmB, VcmD, VcmH, VcmN, VcmA và VcrM (Begum
et al., 2005). Gần đây chủng V. cholerae O395 type sinh học cổ điển mang
gene EmrD-3 đề kháng đối với linezolid, rifampicin, erythromycin và chloramphenicol (Smith et al., 2009). Gene EmrD-3 cũng hiện diện trong bộ
gene của chủng N16961 El Tor và non- O1/non- O139. Nhiều nghiên cứu cho thấy cơ chế bơm kháng sinh hoặc các hoá chất ra khỏi màng tế bào của vi khuẩn là biểu hiện của gene độc lực quan trọng đối với V. cholerae (Bina et al., 2006).
2.6.5.2 Đột biến tự phát
Đề kháng kháng sinh có thể phát sinh thông qua các đột biến tự phát trong các nhiễm sắc thể của vi khuẩn. Đột biến tự phát là sự ức chế quá trình sinh tổng hợp thành tế bào và ức chế sự sao chép DNA của V. cholerae, từ đó
V. cholerae đề kháng với nhóm kháng sinh quinolone (Allen et al., 1979). Một
nghiên cứu của Towner et al., (1980) cho thấy V. cholerae có tỉ lệ đột biến cao hơn so với E. coli, tạo điều kiện cho khả năng kháng kháng sinh như
alafosfalin (Atherton et al., 1979). Tuy nhiên, đột biến nhiễm sắc thể dẫn đến việc đề kháng này vẫn còn chưa biết (Towner et al., 1980). Năm 2002,
Baranwal et al. (2002) cũng phát hiện ra đột biến nhiễm sắc thể trong các gene gyrA và Parc, trong đó mã hóa tiểu đơn vị của gyrase DNA và topoisomerase IV, tương ứng. Những đột biến làm thay đổi mối quan hệ của gyrase DNA và topoisomerase IV đối với kháng sinh, và do đó bảo vệ V. cholerae không bị
tác động bởi nhóm kháng sinh thuộc quinolone. Năm 2010, Kim và đồng nghiệp đã tiến hành một nghiên cứu hồi cứu để xác định cơ chế kháng quinolone ngày càng tăng ở bệnh viện Dhaka của Bangladesh trong 6 năm giai đoạn từ năm 2002 đến năm 2008. Tương tự như các nghiên cứu của Baranwal
40
et al. (2002), Kim et al. (2010) đã phát hiện V. cholerae đã tích lũy đột biến
nhiễm sắc thể trong các gene gyrA và Parc, làm tăng sức đề kháng với kháng sinh nhóm quinolone. Các chủng thu thập trong 6 năm trước đó chứa một đột biến duy nhất trong gyrA và qua thời gian, các chủng này tăng đột biến thêm ở Parc, mức độ đề kháng của vi khuẩn đối với quinolone ngày càng cao.
Kháng sinh thuộc nhóm quinolone đã được sử dụng nhiều trong quá trình điều trị bệnh tả do V. cholerae gây ra, do đó cũng làm tăng tỉ lệ đề kháng của nhiều vi khuẩn kháng kháng sinh khác. Nhiều nghiên cứu của Abera et al. (2010); Karki et al. (2010); Ranjbar et al. (2010) đã ghi nhận sự đề kháng của
V. cholerae đối với nhiều loại kháng sinh thường được sử dụng để điều trị
bệnh tả (ví dụ như tetracycline, erythromycin, chloramphenicol, quinolone); tuy nhiên, những nghiên cứu này chỉ đánh giá sự kháng kháng sinh của các chủng V. cholerae, nhưng chưa làm sáng tỏ cơ chế kháng thuốc.
2.6.5.3 Yếu tố SXT và integrons
Sự lây lan gene kháng kháng sinh của V. cholerae là sự chuyển gene
ngang giữa các tế bào vi khuẩn khác loài hoặc qua sự tự lây truyền nhờ yếu tố di động, bao gồm cả các yếu tố SXT. Yếu tố SXT đầu tiên được mô tả với V.
cholerae nhóm huyết thanh O139 có chứa gene kháng sulfamethoxazole,
trimethoprim và streptomycin (Waldor et al., 1996). Ngày nay, nhiều chủng
nhóm huyết thanh O1 và O139 được phân lập trên toàn thế giới đã có các yếu tố SXT qua lây lan tự nhiên (Burrus et al., 2006).
2.6.5.4 Kháng kháng sinh do Plasmid
Tetracycline là kháng sinh được dùng bằng đường uống để điều trị cho bệnh nhân do đó có rất nhiều chủng V. cholerae kháng với các loại thuốc này.
V. cholerae là một trong những loài kháng tetracycline đầu tiên được báo cáo,
tiếp đó là streptomycin và chloramphenicol (Greenough et al., 1964). Gene
kháng kháng sinh đã được truyền gene ngang cho vi khuẩn E. coli K12, và
một plasmid duy nhất (Hedges et al., 1975). Tương tự, một đợt dịch tả bùng
phát ở Matlab, Bangladesh năm 1979 là do một chủng vi khuẩn mang plasmid đa kháng thuốc được truyền ngang thông qua sự tiếp hợp với các vi khuẩn khác, bao gồm cả E. coli (Glass et al., 1983). Plasmid này truyền gene kháng một số loại kháng sinh như tetracycline, ngoài ra còn có cả ampicillin, kanamycin, streptomycin, gentamicin và trimethoprim. Tuy nhiên, nhiều chủng đa kháng kháng sinh cũng đã biến mất trong vòng một thập kỷ qua (Faruque et al., 1998).
Một số cơ chế tiến hóa của vi khuẩn là nhận gene kháng kháng sinh giữa các chủng trong cùng một loài. Những cơ chế này có thể thay đổi tính
41
chất hóa học của kháng sinh, hoặc thay đổi vị trí tác động bởi các kháng sinh. Phương thức phổ biến nhất là làm bất hoạt enzyme của kháng sinh, một enzyme của tế bào được sửa đổi để phản ứng với kháng sinh mà không ảnh hưởng đến vi sinh vật.
Bảng 2.5: Cơ chế kháng kháng sinh của V. cholerae
Kháng sinh Cơ chế đề kháng
Chloramphenicol Giảm hấp thụ vào tế bào
Tetracycline Bơm kháng sinh ra ngoài màng tế bào Β-lactams, Erythromycin,
Lincomycin Thay đổi vị trí gắn kháng sinh Β-lactams, Aminoglycosides,
Chloramphenicol Tiết enzyme làm bất hoạt kháng sinh Sulfonamides, Trimethoprim Ức chế trao đổi chất
(Maya et al., 2011)
2.6.6 Sự kháng kháng sinh của vi khuẩn đối với tetracycline 2.6.6.1 Lịch sử điều trị kháng sinh tetracycline 2.6.6.1 Lịch sử điều trị kháng sinh tetracycline
Trong những năm 1950 và 1960, tetracycline là một trong những loại kháng sinh được sử dụng rộng rãi ở nhiều nước trên thế giới. Nó có hiệu quả chống lại các tác nhân gây bệnh do vi khuẩn thuộc nhóm Gram âm và Gram dương (O'Brien et al., 1987). Tetracycline được sử dụng trong việc điều trị vì chi phí rẻ, có thể được dùng bằng đường uống, và ít có tác dụng phụ. Tuy nhiên, tetracycline có một số hạn chế quan trọng, đó là kiềm khuẩn hơn là diệt khuẩn, và nó không thể được sử dụng để điều trị cho phụ nữ mang thai hoặc trẻ nhỏ vì ảnh hưởng cho sự phát triển xương và đổi màu của răng ở trẻ em (Standiford, 1990). Hiện nay tetracycline và các dẫn xuất khác của nó hạn chế sử dụng trong điều trị các bệnh lâm sàng vì sự kháng tetracycline đã xuất hiện trong nhiều nhóm vi khuẩn quan trọng (Levy, 1988).
Trong quá khứ tetracycline là một loại kháng sinh rất hữu ích, do đó nhiều nghiên cứu đã tìm ra các dẫn xuất của tetracycline để thay thế kháng sinh có phổ kháng khuẩn rộng này, đó là các nhóm kháng sinh thuộc β-lactam và quinolone, những dẫn xuất mới của tetracycline sẽ có hiệu quả chống lại vi khuẩn hiện đang kháng thuốc. Để phát triển các loại kháng sinh này cần phải được dựa trên cơ chế về kháng thuốc như tác động của tetracycline, các quy định của các gene kháng thuốc, các yếu tố chuyển gene kháng tetracycline, bao gồm một số yếu tố chuyển gene mới mà không phải là plasmid. Những yếu tố này có phổ ký chủ rộng và có thể mang gene mã hóa kháng nhóm kháng sinh macrolide, lincosamide, và chloramphenicol (Levy, 1988).
42
2.6.6.2 Tetracycline dùng làm phụ gia trong thức ăn chăn nuôi
Oxytetracycline là dẫn xuất của tetracycline được sử dụng rộng rãi như một chất phụ gia trong thức ăn chăn nuôi, bởi nó kích thích sự tăng trọng ở một số vật nuôi (Chopra et al., 1981). Thuốc được sử dụng cho ăn thường
xuyên đối với bê, gà, gà tây, cừu và lợn; tetracycline cũng được sử dụng để cải thiện sức khỏe và thúc đẩy sự tăng trưởng của cá trong nuôi trồng thủy sản (Dupont, 1987). Những công dụng của tetracycline đã gây tranh cãi vì lo ngại việc sử dụng rộng rãi như vậy sẽ làm tăng tỉ lệ các chủng vi khuẩn kháng tetracycline. Mặc dù việc sử dụng tetracycline ở mức thấp hơn so với hàm lượng cần thiết gây ảnh hưởng vật nuôi, nhưng hàm lượng của tetracycline sẽ có hậu quả khi tiếp xúc lâu dài và sẽ kích thích các yếu tố truyền nhiễm làm tăng cường sự lây lan có chọn lọc các chủng mang gene kháng kháng sinh (Brenda, 1992).