Sự nảy sinh khả năng kháng thuốc của vi khuẩn là rất nhanh và ở diện rộng. Trước đây, điều này chỉ được giải thích bằng một cơ chế cổ truyền đó là: khả năng kháng thuốc của vi khuẩn có được do các biến đổi ở hệ gen của chúng. Sự gia tăng về tần số gen kháng thuốc gây ra do chọn lọc rồi di truyền theo chiều dọc (vertical transfer) từ bố mẹ di truyền cho con cái. Trong thực tế khả năng kháng thuốc của vi khuẩn chủ yếu do khả năng truyền các gen kháng thuốc theo chiều ngang (horizontal transfer) giữa các vi khuẩn với nhau trong cùng một thế hệ hoặc giữa những loài vi khuẩn khác họ với nhau.
Theo Clower R.C [34], Cohen S.N [35]…có ba phương thức để vi khuẩn có thể truyền kháng theo chiều ngang:
- Sự biến nạp hay chuyển nạp (Transformation): - Tải nạp (Transduction):
- Sự tiếp hợp (Conjugation):
Có hai đặc trưng của Plasmid kháng thuốc đã giúp chúng hình thành sự
kháng thuốc và gieo rắc tính kháng thuốc trong tự nhiên đó là: khả năng tiếp hợp của plasmid và sự có mặt của transposoms (các nhân tố chuyển hoán) trong bộ gen của Plasmid. Các gen kháng thuốc nằm trên các plasmid hay các nhân tố chuyển hoán làm lan rộng các gen kháng thuốc giữa các vi khuẩn.
Trong ba phương thức kể trên thì phương thức sinh sản tiếp hợp là quan trọng nhất. Qúa trình này bao gồm quá trình truyền các phiên bản của Plasmid từ tế bào này sang tế bào khác. Vai trò quan trọng của sự sinh sản tiếp hợp là có nhiều gen quan trọng tham gia vào quá trình kháng thuốc kháng sinh nằm trong plasmid. Plasmid mang một hay nhiều gen kháng thuốc kháng sinh gọi là nhân tố R.
Đáng chú ý là các vi khuẩn này thể hiện tính đa kháng với nhiều loại thuốc và được chuyển từ vi khuẩn này sang vi khuẩn khác kể cảE.coli qua sự
tiếp xúc tế bào đơn giản. Một số Plasmid R cho tính kháng với 8 loại kháng sinh, một số khác cho tính kháng với các kim loại nặng. Một số Plasmid có phổ chủ rộng và có thể được chuyển giữa một số giống vi khuẩn khác nhau. .Điều này có ý nghĩa quan trọng cho sự phổ biến của chúng.
2.4.4. Hiện tượng kháng thuốc của vi khuẩn E.coli
Yếu tố quy định khả năng kháng kháng sinh của E.coli nằm trong plasmid. Các plasmid có trong tế bào vi khuẩn thuộc họ vi khuẩn đường ruột nói chung và E.coli nói riêng có khả năng tồn tại, nhân lên và chuyển giao giữa các chủng vi khuẩn. Do vậy, nó có vai trò hết sức quan trọng trong việc gieo rắc tính kháng thuốc. Sử dụng một loại thuốc hoá học trị liệu nào điều trị
E.coli trong một thời gian dài thì vi khuẩn sẽ có khả năng kháng không chỉ
thuốc đó mà cả các thuốc khác nữa (Bùi Thị Tho (2006)[24]).
Các nhà khoa học Liên Xô cũng đã xác nhận: “Các nhân tố R không những có thể truyền sang nhiều loài E.coli khác nhau mà còn có khả năng
truyền cho phẩy khuẩn tả, trực khuẩn nhiệt thán, proteus, vi khuẩn dịch hạch – Pasteurella”, phát hiện được việc truyền các plasmid kháng thuốc ở E.coli
còn do các mảnh thực khuẩn thể đảm nhiệm.
Các nhà khoa học khác Cohen S.N (1980)[35], Clowes R (1973)[34], Smith H.R (1984)[40] đã tổng kết một cách tương đối đầy đủ cơ chế hình thành kháng thuốc là do khả năng di truyền, cách lan truyền yếu tố kháng giữa vi khuẩn cùng dòng, giữa các vi khuẩn gram (-), gram (+), giữa các vi khuẩn gram (+) với gram (-) hay ngược lại. Trong quá trình làm thí nghiệm tìm hiểu bản chất của sự lan truyền tính kháng đa thuốc giữa các dòng vi khuẩn đều thấy rằng
E.coli có khả năng cho và nhận sức kháng cao hơn Salmonella sp. Cụ thể là
E.coli 73%, Salmonella sp chỉ có 47%. Từ các kết quả đã nghiên cứu trong nhiều năm, Smith H.W (1967)[40] và cộng sự đã đi đến kết luận: "Các chủng E.coli là nguồn chủ yếu về tính kháng kháng sinh lan truyền trong các chủng vi khuẩn có
ở đường tiêu hoá của người và gia súc".
Phạm Khắc Hiếu, Bùi Thị Tho (1996)[4], khi nghiên cứu tính mẫn cảm và tính kháng thuốc của E.coli phân lập từ phân của lợn con bị bệnh PTLC đã công bố kết quả: 40% E.coli kháng Streptomycin, 50% kháng Sulfamid, 12% kháng Chlotetracyclin và có 2,2 % kháng Chloramphenicol. Về hiện tượng đa kháng, các tác giả cũng cho biết đã có 17,5% E.coli đa kháng với hai loại thuốc Streptomycin và Sulffamid; 6,5% E.coli đa kháng với ba loại thuốc Streptomycin, sulffamid và Chlotetracyclin.