5. Thời gian, địa điểm thực hiện đề tài
1.3.3. Kháng sinh Carbapenem và enzyme carbapenemase
23
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. Cấu 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.
24
Hình 1.5. Cấu 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 (penicillin- 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 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.
Imipenem Ertapenem
25
Nhóm có Zn ở vị trí hoạt động: Nhóm B hay còn gọi là enzyme Metallo-β- 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.
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 - β- lactamase) Nhóm D (OXA) Nhóm C (AmpC) Nhóm A ESBL: (KPC, SME, IMI, NMC, GES) Nhóm B (IMP, VIM, GIM, SPM, SIM, NDN1) Carbapenemsae
26