Phần 1.. Staphylococcus aureus
g. Một số enzyme khác
Protein ngoại độc tố này có tác dụng sinh mủ và phân bào lymphocyte, đồng thời nó làm tăng nhạy cảm với nội độc tố như gây shock, hoại tử gan và cơ tim. Gồm 3 loại ký hiệu A, B, C. Ba loại này khác nhau về trọng lượng phân tử và về tính đặc hiệu kháng nguyên, giống nhau về khả năng sinh mủ và phân bào.
− Desoxyribonuclease là enzyme phân giải DNA.
− Lipase: gây rối loạn sự bảo vệ các acid béo trên da, những dòng có lipase dương tính thì có khuynh hướng gây ra những abscess trên da và dưới da.
− Protease: phá hủy protein.
− Ngoài ra, Staphylococcus aureus còn có thể có sự hiện diện của các acid béo. Đây là những yếu tố để cung cấp các chất dinh dưỡng cho các vi khuẩn và có thể nó còn gắn vai trò trong quá trình gây bệnh. Các enzyme này giúp kéo dài sự sống của các vi khuẩn.
1.4.6.3. Các yếu tố chống lại sự tự vệ của tế bào chủ
− Phần lớn các chủng lâm sàng của Staphylococcus aureus đều hiện diện một polysacharide bề mặt của một trong hai kiểu huyết thanh (serotype) 5 hoặc 8. Nó được gọi là microcapsule bởi vì nó chỉ có thể xác định được bằng kính hiển vi điện tử không giống như một số các vi khuẩn khác được nhìn thấy dễ dàng bằng kính hiển vi ánh sáng
− Capsular polysaccharide (CP) chống lại các cơ chế phòng vệ của cơ thể cũng như đề kháng kháng sinh. Các CP bảo vệ vi khuẩn chống lại sự thực bào bằng cách không cho các kháng thể tạo hiện tượng opsonin hóa trên vách vi khuẩn. Do không có hiện tượng opsonin hóa nên các đại thực bào và bạch cầu trung tính tiếp cận kém hoặc không thể tiếp cận được vi khuẩn và không tiêu diệt được vi khuẩn. Các thực bào không tiêu diệt được vi khuẩn thì càng cố gắng tiết nhiều cytokine hơn nữa nhằm làm sạch vi khuẩn xâm nhập, nhưng chính điều này lại thu hút các bạch cầu đa nhân và đại thực bào khác đến ổ viêm.
− Các chủng Staphylococcus aureus phân lập từ bệnh nhiễm trùng thể hiện một mức độ cao polysaccharide nhưng nhanh chóng bị mất khả năng khi nuôi cấy trong phòng thí nghiệm.
− Chức năng của các capsular polysacharide không phải hoàn toàn là độc tính. b. Protein A
c. Exofoliative Toxins
− Độc tố exfoliatin hay epidermolitic :đây là một ngoại độc tố, gây nên hội chứng phỏng rộp và chốc lở da (scaded skin syndrome) ở trẻ em. Gồm 2 loại là ETA và ETB, loại A bền với nhiệt độ 100°C/20 phút, còn loại B thì không. Kháng thể đặc hiệu có tác dụng trung hòa độc tố này.
Cơ chế gây bệnh:
− ET gây ra sự phân ly bên trong lớp biểu bì giữa các lớp tế bào sống và chết làm da phồng phồng lên, làm mất dần đi những lớp biểu bì da mất nước và cứ thế tiếp tục nhiễm trùng
− Những độc tố này có khả năng proterase và nó tấn công những protein có chức năng duy trì sự nguyên vẹn của các tế bào biểu bì
− Vi khuẩn bắt đầu sản sinh độc tố ảnh hưởng đến da trên toàn bộ cơ thể.
− Bệnh thường bắt đầu với sự nhiễm trùng da tại những vị trí xác định sau đó bắt dầu tái phát các triệu chứng phát độc. Trẻ phát sốt, phát ban và phồng da. Phát ban bắt đầu từ miệng lan rộng đến bụng, tay, chân. Khi vết phồng bị bể ra thì phát ban kết thúc. Lớp da ngoài cũng bị choc ra và bề mặt trở nên đỏ. Đau giống như một vết bỏng. 1.4.6.4. Các siêu kháng nguyên
a. Toxic shock syndrome toxin-1 (TSST-1 )
− Độc tố gây hội chứng sốc nhiễm độc TSST ( toxic shack syndrome toxin): thường gặp ở những phụ nữ có kinh dùng bông băng dày, bẩn hoặc những người nhiễm trùng vết thương.
Khó phân biệt độc tố này với enterotoxin F. TSST kích thích giải phóng yếu tố hoại tử u (Tumor Neerosis Factor_TNF) và các interleukin I,II. Cơ chế gây sốc của nó giống như độc tố ruột.
− Trong các trường hợp nhiễm độc thức ăn do Staphylococcus aureus và hội chứng sốc do nhiễm độc lượng cytokine cao cũng gây ra những triệu chứng nhất định.
b. Enterotoxin
− Độc tố ruột (enterotoxin): Do một số chủng tụ cầu vàng tạo thành, đặc biệt lúc phát triển ở nồng độ CO2 lớn (30%) và môi trường đặc vừa. Đây là những loại protein tương đối chịu nhiệt không bị phân hủy bởi sự đun nấu. Nó đề kháng với sự đun sôi trong 30 phút cũng như tác động của enzyme ở ruột. Các độc tố ruột này gây nhiễm khuẩn thức ăn và viêm ruột cấp.
Cấu trúc:
− Là những chuỗi protein đơn tương đối chịu nhiệt, mỗi chuỗi có vị trí kháng nguyên riêng biệt. Có các chuỗi amino acid, trong đó nhiều nhất là aspartic, glutamic, lysin, tyrosine. Đặc điểm chính là có vòng cystein ở giữa giúp ổn định cấu trúc phân tử và kháng sự phân giải protein. Không bị hủy bởi sự đun nấu, trọng lượng phân tử từ 28000-30000 dalton.
enterotoxin A enterotoxin B
Phân loại:
− Năm 1962, người ta đưa ra hệ thống sắp xếp các độc tố theo bảng chữ cái. Đầu tiên 5 loại SE được tìm thấy và phân loại dựa vào tính chất kháng nguyên của chúng, đó là độc tố A
độc tố E (SEE). Trong đó dựa vào kiểu kháng nguyên khác nhau, SEC được chia thành SEC1, SEC2, SEC3. Sau đó, các SE mới cùng với các gen tương ứng được tìm thấy và đánh dấu từ SEG đến SER và SEU. Không có độc tố SEF, vì F là ký tự để chỉ TSST-1.
SEA SEB SEC1 SEC2 SEC3 SED SEE
Trọng lượng phân tử 27078 28494 27500 27531 27438 26360 26425 Điểm đẳng điện 6.8 8.6 8.6 7.0 8.15 7.4 7.0 Tỷ lệ nitrogen 16.5 16.1 16.2 16.0 – – –
Liều gây nôn 5 5 5 5–10 <10 20 10–20
Điểm gây chết 14.3 14.0 12.1 12.1 – 10.8 12.5
Hệ số lắng 3.04 2.78 3.00 2.90 – – 2.60
− Số loại SE khác nhau ở nhiều tài liệu khác nhau tùy thuộc vào năm phát hiện và vai trò của các SE trong các vụ ngộ độc thực phẩm do tụ cầu. Do số lượng SE khá lớn nên rất cần thiết phải phân loại và sắp xếp chúng.
− Tuy nhiên sự liên quan giữa các SE mới này đến các vụ ngộ độc thì chưa rõ, hiện nay hầu hết các bộ test thương mại chỉ thích hợp để xác định các độc tố từ SEA đến SEE là các độc tố thường gặp nhất trong các vụ ngộ độc, khoảng 5% các vụ ngộ độc do các độc tố enterotoxin mà ta chưa biết gây ra.
− Trong các loại độc tố trên thì SEA thường gặp nhất trong các vụ ngộ độc do tụ cầu. Các dòng
Staphylococcus aureus tạo độc tố SEA có tần số cao nhất trong các mẫu thực phẩm (61.5%) và trên những người khỏe mạnh (53,6%). SEA là nguyên nhân của 75% các vụ ngộ độc do tụ cầu, tiếp đến là SED, SEC và SEB, các vụ dịch do SEE thường rất ít gặp.
Tính chất:
− SE là những protein đơn giản, hút ẩm, dễ tan trong nước và nước muối, độ đẳng điện pI là 7- 8,6. Độ ẩm cao nhất là 277 nm, cao hơn so với những protein thông thường.
− Dù có 1 mức độ tương đồng giữa các SE, nhưng vẫn có sự khác nhau giữa các trình tự amino acid làm cho các độc tố có các vị trí kháng nguyên khác nhau.
− SE giàu lysine, acid aspartic, acid glutamid và tyrosine. Hầu hết có vòng cystein tạo cấu trúc thích hợp nên chúng có tính ổn định cao, kháng với hầu hết các enzyme phân hủy protein và vì thế chúng giữ được hoạt tính trong ống tiêu hóa sau khi được ăn vào bụng.
− Chúng còn kháng với chymotrypsine, rennin và papain. Đặc biệt, tính bền nhiệt là một trong những tính chất quan trọng nhất của các SE trong lĩnh vực an toàn thực phẩm.
Staphylococcus aureus dưới kính hiển vi điện tử
− Chúng không bị phân hủy ở 1000C trong 30 phút, thậm chí ở 1210C trong 28 phút thì những SE vẫn giữ được hoạt tính sinh học (khi thí nghiệm trên mèo). Tính kháng nhiệt của SE trong thực phẩm cao hơn so với môi trường nuôi cấy.
1.5.Hệ gen tụ cầu vàng S.aureus
− Hiện nay người ta đã thành công trong việc giải trình tự gen của tụ cầu vàng được kí hiệu: Newman, COL, UMRSA 252, MW2, MSSA 476, N315, Mn50, RF122. Steven và cộng sự đã thành công trong việc giải trình tự gen Staphylococcus aureus COL. Kết quả giải trình tự đã được ghi nhận trên ngân hàng Gen (Genbank) với mã số CP000046.1 cho hệ gen nhân và CP000045 cho hệ gen plasmide.
1.6.Cơ chế gây bệnh
− Sự bám dính của tác nhân gây bệnh vào các bề mặt của vật chủ. Các bề mặt này bao gồm:
Da, niêm mạc: Khoang miệng, mũi hầu, đường tiết niệu.
Các tổ chức sâu hơn: Tổ chức lympho, biểu mô dạ dày ruột, bề mặt phế nang, tổ
chức nội mô.
− Staphylococcus aureus bám dính vào bề mặt vật chủ nhờ các adhensin có bản chất polypeptide.
− Tác nhân gây bệnh như Staphylococcus aureus khởi động các quá trình sinh hóa đặc hiệu như: tăng sinh, bài tiết đôc tố, xâm nhập và hoạt hóa các chuỗi tín hiệu tế bào vật chủ.
− Staphylococcus aureus xâm nhập ngoại bào bằng cách tiết một số enzyme như: hyaluronidase, hemolysin, leukocidin… phá hủy các thành phần tế bào vật chủ.
− Ước tính khoảng 0,1µg Staphylococcus aureus đã đủ gây ngộ độc thực phẩm ở người. 1.7.Bệnh và các triệu chứng bệnh:
Màu gram của Staphylococcus aureus
sản xuất ra trong môi trường thức ăn với sự hoạt động của vi khuẩn, độc tố ruột là một loại độc tố mạnh.
− Staphylococcus aureus là tác nhân gây nhiều bệnh nhiễm trùng như: mụn nhọt, chốc lở, viêm da, viêm phổi, viêm não, viêm tủy sương, viêm cơ tim, viêm màng trong tim, viêm màng ngoài tim, viêm màng não, đường tiết niệu, hệ thần kinh trung ương, nhiễm trùng huyết, nhiễm trùng vết thương hậu phẩu…
− Triệu chứng ngộ độc xuất hiện nhanh 1 – 6 giờ và kéo dài từ 2 – 12 giờ. Triệu chứng ban đầu là bủn rủn tay chân, đau bụng quặn, chảy nước dãi, buồn nôn và ói mửa có máu và màng viêm, đau đầu, co cơ, toát mồ hôi. Triệu chứng cấp tính qua nhanh mặc dù biếng ăn và tiêu chảy kéo dài 1 – 2 ngày sau. Người già và trẻ em nhạy cảm hơn.
1.6.1. Ngộ độc thực phẩm-viêm dạ dày, ruột:
− Nguyên nhân là do ăn thức ăn bị nhiễm độc tố (105 vi khuẩn/g thức ăn) hoặc do vi khuẩn tăng sinh trong đường ruột (có đến 2-30% số người mang vi khuẩn này trong ruột).
Staphylococcus aureus có thể nhiễm từ môi trường hoặc từ người chế biến sẽ sinh sôi rất nhanh trong thức ăn có hàm lượng dinh dưỡng thích hợp (thường gặp nhất là các loại thực phẩm giàu protein như: thịt bò muối, đùi lợn muối, xúc xích, kem, sốt, pho mát) và sinh ra độc tố đường ruột, gây ngộ độc. Khả năng trúng độc của cơ thể phụ thuộc vào loại độc tố, số lượng độc tố, khả năng đề kháng của cơ thể.
− Triệu chứng: các triệu chứng thường xảy ra 2-4 h sau khi ăn thực phẩm nhiễm độc. Triệu chứng ban đầu là sự tiết nước bọt, buồn nôn, nôn mửa và đi ngoài dữ dội, phân có lẫn nước,
đau bụng, co rút vùng bụng, tiêu chảy. Triệu chứng thứ cấp là đổ nhiều mồ hôi, ớn lạnh, đau đầu, mất nước.
1.6.2. Viêm phổi:
− Staphylococcus aureus thể xâm nhập vào nhu mô phổi qua hai đường: hít vào đường hô hấp trên hoặc lây lan qua đường máu. Thường sau khi mắc bệnh cúm hoặc ở người suy giảm miễn dịch, tụ cầu vàng theo dịch tiết đường hô hấp trên bị hít vào phổi. Tuy đây là bệnh ít gặp nhưng đó lại là bệnh nhiễm khuẩn nghiêm trọng.
− Các yếu tố gây nguy cơ mắc bệnh là điều kiện sống kém, sử dụng kháng sinh bừa bãi, bệnh nhân nằm viện lâu ngày làm giảm sức đề kháng của cơ thể tạo điều kiện thuận lợi cho vi khuẩn dễ dàng xâm nhập vào đường hô hấp, đồng thời làm giảm chức năng miễn dịch của cơ thể.
− Triệu chứng: phổ biến là sốt cao, mạch nhanh, thở nhanh, ho, ít gặp ho ra máu. Có thể suy hô hấp, sốc nhiễm khuẩn, nhiễm độc hệ thống, khó thở, hoại tử. Hai biến chứng hay gặp nhất là tràn dịch màng phổi và mủ màng phổi.
1.6.3. Hội chứng shock do độc tố:
− Là căn bệnh gây ra bởi độc tố TSST-1 được tiết ra bởi vi khuẩn Staphylococcus aureus phát triển trong điều kiện có ít hoặc không có oxy. Bệnh thường gặp ở những phụ nữ trong kỳ kinh nguyệt có dùng băng thấm hút mạnh, các bông này có khả năng gắn các magnesium do đó làm giảm lượng ion này trong âm đạo. Khoảng 20% phụ nữ có mang tụ cầu ở đường âm đạo. Do lượng ion magnesium giảm xuống, vi khuẩn này tăng cường sản xuất các ngoại độc tố gây sốc.
− Hội chứng Thukydides là thể đặc biệt của hội chứng sốc nhiễm độc. Hội chứng này có thể gặp ở thanh thiếu niên cả hai giới, thường gặp do bội nhiễm tụ cầu sau khi bị cúm. Tỷ lệ tử vong của hội chứng này khá cao trên 50%. Biểu hiện lâm sàng về mặt hô hấp và tiêu hóa rất giống với bệnh dịch hạch do Thurykodides mô tả ở Athen và năm 430 trước công nguyên.
− Triệu chứng: đột ngột sốt cao, cảm giác mệt mỏi, tiêu chảy toàn nước, nhức đầu, đau cơ, nổi bang ngoài da, có một vài dấu hiệu của sốc, nôn mửa, hạ huyết áp. Có thể có phát ban như bị cháy nắng, lột da, vết đỏ đặc hiệu ngoài từng đám hay lan toàn thân nhanh, có thể có biểu hiện xung huyết, kết mạc, họng đỏ, phù ngoại biên. Thay đổi các chỉ số cận lâm sàng như: urê máu tăng, albumin máu giảm, calcim máu hạ, hạ phosphate máu, tăng creatin phosphakinase, giảm tiểu cầu. Gây ra các rối loạn chức năng thận và cơ tim, quá tải dịch, suy hô hấp ở người lớn. Sau khoảng 1 tuần bệnh nhân bị tróc da vùng thân mình và tứ chi. Di
chứng muộn gồm hoại thư ngoại biên, mất móng có thể phục hồi yếu cơ suy nhược, kéo dài và rối loạn tâm thần kinh. Nếu bệnh nặng có thể tử vong ở tỷ lệ khá cao.
1.6.4. Nhiễm trùng da và mô tế bào, viêm não, viêm tủy xương:
o Nhiễm trùng da và mô tế bào
− Những bệnh nhiễm trùng da và các phần phụ chủ yếu là các chân lông và tuyến mồ hôi tạo thành bệnh cảnh áp-xe kinh điển của tụ cầu vàng. Nó tạo fibrin bao bọc ổ áp xe. Các ổ nhiễm trùng này có thể chỉ nhỏ như đầu đinh nếu viêm nang lông và kích thước như quả táo như áp- xe cơ. Mủ của ổ áp-xe do tụ cầu vàng thường có màu vàng, đặc và không hôi.
− Triệu chứng:
Trên da hình thành những khu vực thường là màu đỏ, đau và xưng lên, chứa đầy mủ, xung quanh khu vực bị áp xe có thể cảm thấy ấm khi chạm vào.
Đối với mô tế bào thì sự nhiễm trùng là ở các lớp cơ bản dưới da, cũng bị sưng đỏ và đau, nổi mụn nhọt và lây nhiễm.
Vi khuẩn có thể xâm nhập vào từ những vết cắt, vết cạo hoặc những thương tích nhỏ, có thể xảy ra bất cứ nơi nào trên cơ thể nhưng thường xảy ra trên hai tay và hai chân.
o Viêm não, viêm tủy xương:
Nhiễm trùng các cơ quan bên trong cơ thể có thể do đường nội sinh: từ một ổ nhiễm ngoại vi, vi khuẩn theo đường máu và bạch huyết đến các cơ quan khác. Chúng đi vào cơ thể qua các vết rách trên da sau chấn thương hoặc trong quá trình phẩu thuật.
Triệu chứng: não sau viêm nội tâm mạc, chóng mặt, viêm màng não mủ, tràn mủ dưới màng cứng, viêm tắc tĩnh mạch, viêm xoang, viêm xoang chũm, yếu tay, chân, thay đổi thị giác. Gây sốt tỷ viêm mãn, viêm khớp nhiễm trùng, thường gặp ở khớp gối, hông và khớp cùng chậu, gây viêm mũi cơ.
1.8.Điều kiện cần thiết để bộc phát bệnh
− Thực phẩm phải nhiễm độc tố của tụ cầu vàng.