Trước đõy, cơ chế khỏng thuốc của vi khuẩn được giải thớch là do hiện tượng đột biến gen trong cấu trỳc di truyền của vi khuẩn. Qua quỏ trỡnh chọn lọc sẽ hỡnh thành cỏc nũi vi khuẩn khỏng thuốc. Khả năng khỏng thuốc do đột biến xảy ra rất ớt, thường chỉ là 10-9, 10-10 trường hợp. Cỏc gen đột biến được di truyền theo chiều dọc từ bố mẹ cho con cỏi. Tuy nhiờn trong thực tế lõm sàng, hiện tượng khỏng thuốc lại xảy ra rất nhanh, tớnh khỏng thuốc của vi khuẩn chủ yếu được truyền theo chiều ngang giữa cỏc vi khuẩn trong cựng một thế hệ hoặc giữa cỏc loài vi khuẩn khỏc họ với nhau trong cựng một quần thể. Theo Đỗ Trung Cứ (2003) [3] đõy là sự thay đổi trỡnh tự xắp xếp cỏc bazơ nitơ trong phản ứng ADN đó dẫn đến hàng loạt cỏc sự kiện khỏc nhau.
- Làm thành tế bào cú khả năng giữ lại chất khỏng sinh ngoài tế bào vi khuẩn, khụng cho chỳng xõm nhập vào tế bào.
- Làm tăng cường tổng hợp cỏc men phõn huỷ chất khỏng sinh, khỏng sinh khụng kịp tỏc động lờn vi khuẩn gõy bệnh.
Cú 3 phương thức giỳp cho vi khuẩn cú thể truyền gen khỏng thuốc theo chiều ngang.
Tải nạp (Transformation): sự truyền đạt 1 đoạn ADN từ tế bào cho sang tế bào nhận thụng qua thực khuẩn thể (Bacteriophage).
Sự biến nạp (Transdution): là hiện tượng 1 đoạn ADN trần từ tế bào cho được một tế bào khỏc nhận thụng qua cỏc lỗ hổng trờn màng tế bào vi khuẩn.
Sự tiếp hợp (Conjugation): sự truyền đạt 1 đoạn ADN từ tế bào này sang tế bào khỏc do sự liờn kết của 2 tế bào vi khuẩn.
Trong 3 phương thức trờn thỡ phương thức sinh sản tiếp hợp là quan trọng nhất. Sự truyền khỏng bằng con đường tiếp hợp liờn quan đến sự truyền một đoạn plasmid từ tế bào này sang tế bào khỏc. Plasmid là một ADN dạng vũng, nằm trong tế bào chất của vi khuẩn cú khả năng tỏi bản độc lập với vật chất di truyền của tế bào vật chủ. Trong plasmid cú chứa nhõn tố chuyển hoỏn (transposoms) là một đoạn ADN cú thể di chuyển bờn trong nhiễm sắc thể, giữa cỏc nhiễm sắc thể, nú cú thể di chuyển bờn trong tế bào, giữa cỏc plasmid của tế bào cũng như tự chốn vào ADN của thực khuẩn thể. Cỏc gen khỏng thuốc nằm trờn plasmid làm lan rộng gen khỏng thuốc trong quần thể vi sinh vật: một plasmid cú thể mang nhiều gen khỏng thuốc, người ta dựng ký hiệu R (Resistance) để chỉ tập hợp cỏc xỏc định thể di truyền ngoài nhõn mang tớnh khỏng thuốc. Theo Luca Guardabassi và cs (2004) [59], sự khỏng thuốc của vi khuẩn cú thể được truyền từ vật chủ này sang vật chủ khỏc chỉ nhờ một lượng nhỏ vi khuẩn. Đụi khi chỉ một tế bào vi khuẩn cũng cú thể truyền gen khỏng thuốc cho hệ vi khuẩn đường ruột của vật chủ khỏc.
Theo tỏc giả Bựi Thị Tho (2003) [41] cho thấy yếu tố quy định khả năng khỏng khỏng sinh của E.coli nằm trong plasmid. Cỏc plasmid cú trong tế bào vi khuẩn thuộc họ vi khuẩn đường ruột núi chung và E.coli
núi riờng cú khả năng tồn tại, nhõn lờn và chuyển giao giữa cỏc chủng vi khuẩn. E.coli cú thể truyền yếu tố khỏng thuốc cho cỏc vi khuẩn khỏc qua cầu nối nguyờn sinh chất.
Sự lan tràn tớnh khỏng thuốc khụng chỉ phụ thuộc vào tế bào cho mà cũn phụ thuộc vào đặc tớnh tế bào nhận. E.coli cú thể cho và nhận sức khỏng nhanh hơn Salmonella. Do vậy, khả năng khỏng khỏng sinh, đặc biệt là hiện tượng đa khỏng cũng như sự lan tràn tớnh khỏng thuốc của E.coli cao hơn
Salmonella rất nhiều. E.coli là nguồn cung cấp chủ yếu tớnh khỏng thuốc lan tràn trong cỏc chủng vi khuẩn cú ở đường tiờu húa động vật.
Jacob C.O và cs (1986) [57] cho biết E.coli cú khả năng khỏng thuốc rất mạnh. Tớnh khỏng thuốc của E.coli do cỏc gen nằm trờn plasmid qui định.
E.coli độc cú thể chứa một hay nhiều gen khỏng thuốc. Trong quỏ trỡnh di truyền của vi khuẩn, cỏc plasmid khỏng thuốc này cú thể được trao đổi cho nhau theo phương thức tải nạp hoặc tiếp hợp, quỏ trỡnh trao đổi này cú thể thực hiện theo phương thức truyền dọc hay ngang làm cho hiện tượng khỏng thuốc ngày càng tăng.
Lờ Văn Tạo và cs (1993) [31], cho biết cú 12 chủng E.coli đa khỏng với 7 loại thuốc khỏng sinh, 32% đa khỏng với 6 loại thuốc, 40% đa khỏng với 5 loại thuốc, 10% đa khỏng với 4 loại thuốc và 6% đa khỏng với 3 loại thuốc.
Theo kết quả nghiờn cứu của Phạm Khắc Hiếu và cs (1996) [7] tớnh mẫn cảm và tớnh khỏng thuốc của E.coli phõn lập từ bệnh lợn con phõn trắng cho thấy cú 40% E.coli khỏng với Streptomycin, 50% khỏng với Sulfamid, 12% khỏng với Chlotetracyclin.