Tài liệu Phát hiện gen mcr 1 và xác định độ nhạy cảm với colistin của các chủng e. coli phân lập từ phân lợn tại ba vì – hà nội, năm 2016

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ Y TẾ TRƯỜNG ĐẠI HỌC Y HÀ NỘI .........***........ NGUYỄN HỒNG HÀ PHÁT HIỆN GEN MCR-1 VÀ XÁC ĐỊNH ĐỘ NHẠY CẢM VỚI KHÁNG SINH COLISTIN CỦA CÁC CHỦNG E. COLI PHÂN LẬP TỪ PHÂN LỢN TẠI BA VÌ – HÀ NỘI Chuyên ngành : Vi sinh Mã số : 62726801 LUẬN VĂN THẠC SĨ Y HỌC Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. Nguyễn Vũ Trung HÀ NỘI - 2017 LỜI CẢM ƠN Tôi xin chân thành cảm ơn: Ban giám hiệu, Phòng Đào tạo sau đại học và Bộ môn Vi sinh – Trường Đại học Y Hà Nội đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt quá trình học tập và hoàn thành luận văn. Đặc biệt, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS. TS. Nguyễn Vu Trung trưởng Bộ môn Vi sinh - Trường Đại học Y Hà Nội, người thầy đã hết lòng dạy bảo, dìu dắt tôi trong suốt quá trình học tập và trực tiếp hướng dẫn tôi hoàn thành luận văn này, người đã giúp tôi trưởng thành hơn trong con đường nghiên cứu khoa học. Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo và các cán Bộ môn Vi sinh – Trường Đại học Y Hà Nội, các anh chị của Đơn vị Nghiên cứu lâm sàng Đại học Oxford - Hà Nô ôi đã hết lòng dạy dỗ, chỉ bảo tôi trong quá trình học tập và thực hiện luận văn. Tôi xin cảm ơn sự động viên, giúp đỡ của bạn bè trong suốt quá trình học tập và hoàn thành luận văn. Cuối cùng, tôi cũng xin được bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới gia đình đã dành cho tôi sự yêu thương, chăm sóc tận tình, đã động viên, giúp đỡ và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt quá trình học tập và hoàn thành luận văn. Hà Nội, ngày 12 tháng 9 năm 2017 Nguyễn Hồng Hà LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả được nêu trong khóa luận này là trung thực và chưa được công bố trong bất kỳ một nghiên cứu nào khác. Hà Nội, ngày 12 tháng 9 năm 2017 Tác giả Nguyễn Hồng Hà DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT DNA ESBL KPC mcr-1 MRSA VRSA ndm-1 MBL PCR MIC Deoxyribonucleic Acid Acid deoxyribonucleic Extended-spectrum beta-lactamases Enzym beta lactamase phổ mở rô ng ô Klebsiella pneumoniae carbapenemase Klebsiella pneumonia sinh enzym carbapenemase Mediated colistin resistance – 1 Gen kháng colistin trung gian plasmid - 1 Methicillin - resistant Staphylococcus aureus Tụ cầu vàng kháng methicillin Vancomycin - resistant Staphylococcus aureus Tụ cầu vàng kháng vancomycin New Delhi Metallo - beta - lactamase -1 Gen quy đinh sinh enzym Metallo beta lactamase New Delhi - 1 Metallo - beta – lactamase Enzym metallo - beta – lactamase Polymerase Chain Reaction Phản ứng khuếch đại chuỗi Minimal Inhibitory Concentration Nồng đô ô ức chế tối thiểu XDR Extreme Drug Resistance Kháng thuốc mở rô ng ô BLAST Basic Local Aligment Search Tool Công cụ tìm kiếm trình tự trên ngân hàng gen CLSI Clinical and Laboratory Standard Institute Viê n Tiêu chuẩn Lâm sàng và Xét nghiê ôm ô MỤC LỤC ĐẶT VẤN ĐỀ...................................................................................................1 Chương 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU................................................................3 1.1. Escherichia coli.........................................................................................3 1.1.1. Đặc điểm sinh học ...........................................................................3 1.1.2. Mức độ kháng kháng sinh của E. coli gây bệnh.................................6 1.2. Kháng sinh colistin.....................................................................................7 1.2.1. Cơ chế tác dụng và phổ kháng khuẩn, dạng sử dụng, thải trừ thuốc.. .8 1.2.2. Cơ chế đề kháng colistin của vi khuẩn............................................10 1.2.3. Tình trạng kháng colistin................................................................11 1.2.4. Tình trạng sử dụng kháng sinh colistin trên lâm sàng và trong chăn nuôi. 14 1.3. Các nghiên cứu trên thế giới và tại Việt Nam về tình hình kháng colistin ở E. coli...................................................................................................15 1.3.1. Trên thế giới...................................................................................15 1.3.2. Tại Việt Nam..................................................................................15 1.4. Các kỹ thuật kháng sinh đồ .....................................................................16 1.4.1. Kỹ thuật khoanh giấy khuếch tán....................................................16 1.4.2. Kỹ thuật xác định nồng độ kháng sinh tối thiểu ức chế sự phát triển của vi khuẩn ..................................................................................16 1.5. Xác định gen liên quan đến kháng colistin, mcr-1 của E. coli bằng PCR ....17 Chương 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU...................20 2.1. Đối tượng và địa diểm nghiên cứu..........................................................20 2.2. Cỡ mẫu nghiên cứu.................................................................................20 2.3. Vật liệu nghiên cứu..................................................................................21 2.3.1. Vật liệu thu thập và bảo quản mẫu phân..........................................21 2.3.2. Vật liệu nuôi cấy và phân lập vi khuẩn............................................21 2.3.3. Vật liệu làm kháng sinh đồ.............................................................21 2.3.4. Vật liệu tách DNA vi khuẩn............................................................21 2.3.5. Vật liệu cho PCR............................................................................21 2.4. Kĩ thuật nghiên cứu..................................................................................22 2.4.1. Kĩ thuật thu thập mẫu phân ............................................................22 2.4.2. Kĩ thuật nuôi cấy và phân lập vi khuẩn ...........................................22 2.4.3. Kĩ thuật kháng sinh đồ ...................................................................23 2.4.4. Kĩ thuật tách DNA .........................................................................26 2.4.5. Kĩ thuật PCR phát hiện vi khuẩn mang gen mcr-1 ..........................26 2.5. Xử lí thống kê các số liệu nghiên cứu......................................................28 2.6. Đạo đức nghiên cứu.................................................................................28 Chương 3: KẾT QUẢ......................................................................................30 3.1. Kết quả xác định tỉ lệ mang gen mcr-1 ở các chủng E. coli phân lập từ phân lợn tại Ba Vì - Hà Nội, năm 2016..................................................30 3.1.1. Kết quả nuôi cấy và phân lâ p các chủng từ mẫu nuôi cấy.................30 ô 3.1.2. Kết quả PCR..................................................................................32 3.1.3. Kết quả giải trình tự gen sau PCR đoạn gen sản phẩm......................35 3.2. Kết quả xác định mức độ nhạy cảm với colistin của các chủng E. coli mang gen mcr-1 phân lập từ phân lợn tại Ba Vì - Hà Nội, năm 2016....39 Chương 4: BÀN LUẬN..................................................................................43 4.1. Tỉ lệ mang gen mcr-1 ở các chủng E. coli phân lập từ phân lợn tại Ba Vì - Hà Nội, năm 2016.................................................................................43 4.1.1.Đối tượng và địa điểm nghiên cứu....................................................43 4.1.2. Tỉ lê ô mang gen mcr-1 ở các chủng E. coli trên mẫu phân lợn...........44 4.2 Mức độ nhạy cảm với colistin của các chủng E. coli mang gen mcr-1 phân lập từ phân lợn...............................................................................48 KẾT LUẬN.....................................................................................................51 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1. Tỉ lệ E. coli sinh ESBL ở 14 bệnh viện năm 2009 .........................7 Bảng 3.1. Tỉ lệ chủng E. coli mang gen mcr-1 trên mẫu phân lợn................32 Bảng 3.2. Tình trạng mang gen mcr-1 của các chủng E. coli trong mẫu phân lợn theo các xã và thị trấn.............................................................33 Bảng 3.3. Phân bố MIC các chủng theo xã và theo hô ô gia đình....................41 DANH MỤC BIỂU ĐỒ Biểu đồ 3.1. Tỉ lệ các loài phân lập được từ mẫu phân lợn.........................31 Biểu đồ 3.2. Số hô ô gia đình có E. coli mang gen mcr-1 theo các xã...........34 Biểu đồ 3.3. Phân bố MIC colistin của các chủng E. coli phân lập được mang gen mcr-1 bằng phương pháp E-test.............................40 DANH MỤC HÌNH Hình 1.1. Tỉ lệ đề kháng của E. coli với một số kháng sinh thường dùng trong điều trị .................................................................................6 Hình 1.2. Công thức hóa học của kháng sinh colistin...................................8 Hình 1.3. Cơ chế kháng colistin của gen mcr-1 .........................................11 Hình 1.4. Các bước phản ứng xảy ra trong chu trình nhiê ôt ........................18 Hình 3.1 (a) Khuẩn lạc nuôi cấy từ mẫu phân, (b) Khuẩn lạc E. coli trên môi trường MAC và môi trường thạch thường...........................30 Hình 3.2. Kết quả MALDI-TOF mẫu nuôi cấy phân lâ p E. coli.................31 ô Hình 3.3. Kết quả điê ôn di mô ôt số mẫu từE. coli phân lâ p được.................32 ô Hình 3.4. Kết quả giải trình tự gen đoạn gen mcr-1 sau PCR.....................38 Hình 3.5. Mô ôt số kết quả kháng sinh đồ E-test ở các MIC khác nhau........39 1 ĐẶT VẤN ĐỀ Vi khuẩn kháng kháng sinh đã trở thành mối đe dọa với y tế toàn cầu. Nhiều vi khuẩn gây bệnh đã kháng với nhiều loại kháng sinh thế hệ mới, phổ rộng thậm chí nhiều chủng vi khuẩn đã kháng lại với tất cả các kháng sinh theo khuyến cáo điều trị. Các vi khuẩn Gram âm đã và đang là những vi khuẩn gây bệnh thường gặp và kháng kháng sinh với tỉ lệ cao [1]. Tại Việt Nam, trong số các vi khuẩn gây bệnh được phân lập, vi khuẩn Gram âm chiếm đa số với tỉ lệ phân lập được là 78,5%, trong đó, Escherichi coli đóng vai trò quan trọng trong các nhiễm trùng đường tiết niệu, viêm màng não, nhiễm khuẩn huyết, nhiễm trùng đường mật. E. coli là vi khuẩn tồn tại trong tự nhiên, trong đường tiêu hóa của gia súc. Đây là nguồn lây truyền quan trọng đối với nhiều nhiễm trùng ở người. Nhiều chủng E. coli đã kháng lại với các cephalosporin thế hệ 3, 4, thậm chí với cả các kháng sinh nhóm carbapenem [2], làm cho việc lựa chọn kháng sinh điều trị gặp nhiều khó khăn. Trên lâm sang hiê ôn nay, colistin là kháng sinh cuối cùng được sử dụng đối với các trường hợp nhiễm khuẩn do vi khuẩn Gram âm đa kháng kháng sinh gây ra. Đã có các nghiên cứu chỉ ra mối liên quan chă ôt chẽ giữa viê ôc sử dụng kháng sinh và tính đề kháng kháng sinh trên các chủng vi khuẩn đă c biê ôt trên ô các chủng trên đô ng vâ ôt. Đáng chú ý là khi gần đây tình trạng kháng colistin ô đang gia tăng một cách báo động, với sự xuất hiện của các chủng vi khuẩn Gram âm trong đó có E. coli mang gen mcr-1. Báo cáo đầu tiên về vi khuẩn mang gen này được Liu và cô ng sự đăng trên tạp chí Lancet năm 2015. Sau ô đó đã phát hiê n các chủng vi khuẩn này ở nhiều nơi trên thế giới như Trung ô Quốc, Châu Phi, Mỹ, Brazil và nhiều quốc gia khác [3][4][5]. Ở Việt Nam, còn thiếu những nghiên cứu xác định tỷ lệ mang gen mcr-1 và xác định mức 2 đô ô nhạy cảm kháng sinh colistin ở các chủng E. coli, nhất là các chủng tồn tại ở gia súc, chính vì lý do trên, chúng tôi tiến hành nghiên cứu. “Phát hiện gen mcr-1 và xác định độ nhạy cảm với colistin của các chủng E. coli phân lập từ phân lợn tại Ba Vì – Hà Nội, năm 2016.” với hai mục tiêu: 1. Xác định tỉ lệ mang gen mcr-1 ở các chủng E. coli phân lập từ phân lợn tại Ba Vì - Hà Nội, năm 2016. 2. Xác định mức độ nhạy cảm với colistin của các chủng E. coli mang gen mcr-1 phân lập từ phân lợn tại Ba Vì - Hà Nội, năm 2016. 3 Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU CHƯƠNG 1: Escherichia coli Escherichia coli (E. coli) do Theodore Escherich (1857 - 1911), mô ôt nhà vi khuẩn học người Áo, phát hiê n lần đầu tiên năm 1885. Chi Escherichia ô thuô ôc họ vi khuẩn đường ruô ôt, tồn tại và phát triển như vi hệ trong ruột của người cũng như các loài gia súc. Trong các loài thuô c chi này, E. coli được ô chọn là loài điển hình và có vai trò quan trọng nhất trong y học. Chúng có khả năng truyền từ động vật sang người và trong quá trình đó chúng cũng truyền các gen kháng thuốc từ động vật sang người. CHƯƠNG 2: Đặc điểm sinh học [6] Hình thể: E. coli là trực khuẩn Gram âm, có lông quanh thân, di động được, rất ít khi có vỏ, không sinh nha bào. Nuôi cấy :  E. coli phát triển dễ dàng trên các môi trường nuôi cấy thông thường, nhiệt độ thích hợp 37⁰C, có thể phát triển được ở nhiệt độ 5 - 40⁰C. Hiếu và kỵ khí tuỳ tiện.  Môi trường canh thang: Nuôi cấy sau 3 - 4 giờ vi khuẩn phát triển làm đục nhẹ môi trường, sau 2 ngày trên mặt môi trường có váng mỏng, những ngày sau vi khuẩn lắng xuống đáy ống.  Môi trường thạch thường: Nuôi cấy sau 8 - 10 giờ có thể nhìn thấy khuẩn lạc riêng rẽ, khuẩn lạc to, tròn, lồi, mặt nhẵn, bờ đều, đường kính khoảng 1,5 mm. 4  Môi trường chọn lọc, thạch MacConkey khuẩn lạc màu hồng đỏ, không mọc trên môi trường SS. Tính chất sinh vật hoá học :  Lên men các đường glucose, lactose, levulose, galactose, xylose, ramnose, manit, có sinh hơi.  Không lên men đường adonit và inozit.  Nghiệm pháp IMVIC: Dùng để phân biệt E. coli với các vi khuẩn đường ruột khác, gồm có các phản ứng.  Phản ứng sinh indol (I): E. coli có I (+).  Phản ứng đỏ metyl (M): E. coli có phản ứng đỏ M (+).  Phản ứng Voges Proskauer (V): Phản ứng này dùng để kiểm tra khả năng sinh ra acetyl - metyl cacbinol E. coli có phản ứng V (-)  Phản ứng kiểm tra lên men đường inozitol (I): Trên thực tế không làm.  Phản ứng tìm khả năng sử dụng cacbon từ citrate (C): E. coli phản ứng citrat trong môi trường Simon âm tính C (-).  Ngoài ra E. coli không phân giải được ure, không sinh H₂S sau 48 giờ. Sức đề kháng  Đun E. coli ở 55°C trong 1 giờ hoặc 60°C trong 30 phút sẽ bị tiêu diệt.  Dễ bị diệt bởi các thuốc sát trùng thông thường. Kháng nguyên  E. coli có các kháng nguyên O, kháng nguyên H và kháng nguyên K.  Kháng nguyên O: Có khoảng 157 quyết định kháng nguyên O được đánh số 1, 2, 3, 4 ...  Kháng nguyên H: Có tới 52 quyết định kháng nguyên H. 5  Kháng nguyên K: Gồm có kháng nguyên L và B không chịu nhiệt và kháng nguyên А, M chịu nhiệt, kháng nguyên bề mặt K thường ngăn cản hiện tượng ngưng kết О của vi khuẩn sống. Nếu đun sôi 1 giờ để phá huỷ kháng nguyên K, hiện tượng ngưng kết О lại xuất hiện. Có khoảng 100 kháng nguyên K. Phân loại :  E. coli được đánh số theo thứ tự kháng nguyên O, kháng nguyên K và H Khả năng gây bệnh :  Gây bệnh ở đường tiêu hoá: Nhóm ETEC (Enterotoxigenic E. coli): Là tác nhân gây tiêu chảy giống tả (V. cholerae), có thể gây bệnh bằng một hoặc cả hai độc tố là:  LT (Labile toxin): Độc tố không bền với nhiệt độ, có kháng nguyên gần giống choleragen của vi khuẩn tả. Nó tác động lên adenylcyclase, làm tăng AMP vòng, dẫn tới hút nước và điện giải vào lòng ruột.  ST (Stabile toxin): Độc tố bền vững với nhiệt độ. Tác dụng của nó trên guanylcyclase, làm tăng GMP vòng và dẫn đến hút nước và điên giải vào lòng ruột như tác dụng của AMP vòng. Nhóm EIEC (Enteroinvasive E. coli): Gây bệnh bằng sự xâm nhập của E. coli vào đại tràng và gây bệnh bằng nội độc tố giống Shigella. Triệu chứng lâm sàng như bệnh lỵ trực khuẩn. Nhóm EPEC (Enteropathogenic E. coli): Trong thực nghiệm, vi khuẩn thuộc nhóm này tạo ra độc tố tác động trên tế bào vero (từ đó có tên là độc tố vero) độc tố này tương tự như độc tố của Shigella dysenteriae. Nó tác động vào tế bào biểu mô ruột và phá huỷ nhung mao của tế bào này. EHEC (Enterohaemorhagic Е. coli): Cơ chế gây bệnh của nhóm này chưa được biết rõ. Nhưng người ta khẳng định rằng, nó có một độc tố, có kháng nguyên và cơ chế tác dụng gần như ngoại độc tố của Shigella shiga. 6 EAEC (Enteroadherent E. coli): Gây bệnh do bám dính vào niêm mạc ruột làm cản trờ sự hấp thu chất dinh dưỡng.  Gây bệnh ngoài đường tiêu hoá E. coli có thể gây nhiễm trùng đường tiết niệu, sinh dục, nhiễm trùng đường gan - mật, nhiễm khuẩn vết thương, vết bỏng, viêm phế quản, viêm phổi, viêm tai giữa, viêm xoang, viêm màng não mủ ở trẻ sơ sinh, nhiễm khuẩn huyết. CHƯƠNG 3: Mức độ kháng kháng sinh của E. coli gây bệnh Tại Viê ôt Nam, E. coli gây bệnh đã giảm nhạy cảm với cephlosporin thế hệ 3 và có tỉ lệ kháng cao với cotrimoxazole dao động từ 60-80% tại hầu hết các bệnh viện. Tỉ lệ kháng với carbapenems thấp hơn 2%, trừ Bệnh viện Bệnh Phổi Trung ương báo cáo tỉ lệ đề kháng đáng xem xét lên tới 47,7% [2]. Hình 1.1 Tỉ lệ đề kháng của E. coli với một số kháng sinh thường dùng trong điều trị [2] 7 Bảng 1.1: Tỉ lệ E. coli sinh ESBL ở 14 bệnh viện năm 2009 [2] Tỉ lệ sinh ESBL của các chủng E. coli và Klebsiella phân lập được tại các bệnh viện có sự khác biệt, cao nhất ở Bệnh viện bê ônh Nhiệt đới Trung ương với tỉ lệ 54,7% trên E. coli, sau đó là Bệnh viện Chợ Rẫy với tỉ lệ 49% (Bệnh viện đa khoa lớn nhất khu vực phía Nam), Bệnh viện Việt Đức tỉ lệ là 57,3% (Bệnh viện chuyên khoa về phẫu thuật), Bệnh viện Bình Định và hai bệnh viện Nhi (Nhi Trung ương và Nhi đồng I) với tỉ lệ gần 40% trên E. coli. Đây cũng là các bệnh viện có tỉ lệ E coli kháng cephalosporins thế hệ 3 cao hơn các bệnh viện khác. CHƯƠNG 4: Kháng sinh colistin Colistin là kháng sinh thuộc nhóm polymixin (polymyxin E), được phát hiện đầu tiên vào những năm 1940 nhưng đến cuối những năm 1950 mới được đưa vào sử dụng. Trước đây, colistin đã được sử dụng chống lại nhiễm trùng gây ra bởi vi khuẩn Gram âm kháng thuốc. Tuy nhiên, những báo cáo về tác dụng phụ gây độc trên thận và độc thần kinh đã khiến các bác sĩ lâm sàng cân nhắc trong việc sử dụng kháng sinh này, đặc biệt với sự xuất hiện của 8 những loại kháng sinh khác ít độc hơn (như aminoglycosides ... ). Giữa những năm 1970 và 1990, colistin không thường được sử dụng và số lượng những nghiên cứu phân tích việc sử dụng cũng như dược lực học của colistin là rất hiếm. Tuy nhiên gần đây, kháng sinh này đã được sử dụng trở lại với vai trò là lựa chọn điều trị cuối cùng đối với những vi khuẩn đa kháng như Pseudomonas aeruginosa, Acinetobacter baumannii, Klebsiella pneumoniae, E. coli. Do các vi khuẩn Gram âm này ngày càng đóng vai trò quan trọng trong những trường hợp nhiễm khuẩn và mức độ kháng kháng sinh ngày càng tăng, colistin đóng vai trò ngày càng quan trọng. Tuy nhiên hiê ôn nay đã ghi nhâ n những chủng vi khuẩn Gram âm kháng lại colistin. Mặc dù cơ chế chính ô xác gây ra kháng colistin vẫn chưa được xác định, nhưng có giả thiết cho rằng hệ thống điều hòa gen PmrA - PmrB và PhoP - PhoQ đóng vai trò trong sự đề kháng colistin. Và gần đây nhất đã có những nghiên cứu đưa ra sự liên quan mật thiết giữa gen mcr-1 trên plasmid vi khuẩn và sự kháng colistin trên lâm sàng, cũng như cơ chế kháng colistin do gen trên của vi khuẩn [3] [4]. CHƯƠNG 5: Cơ chế tác dụng và phổ kháng khuẩn, dạng sử dụng, thải trừ thuốc. Hình 1.2 Công thức hóa học của kháng sinh colistin Colistin có hai dạng sử dụng colistin sulfate dùng tại chỗ và colistimethate natri dùng toàn thân. Điều quan trọng cần lưu ý là hai dạng 9 này không thể thay thế lẫn nhau. Colistin sulfate mang điện tích dương và ổn định, trong khi colistimethate natri mang điện tích âm và không ổn định về mă ôt hóa học cả trong thực nghiệm lẫn trong cơ thể [11],[12]. Tuy nhiên, colistimethate natri là dạng an toàn hơn nên được sử dụng đường tĩnh mạch vì tần suất gây độc thấp hơn [13]. Vì là dạng tiền thuốc và không ổn định về mă t ô hóa học, colistimethate natri dễ dàng bị thủy phân để tạo nên những dẫn xuất sulfomethylate không hoàn chỉnh, có dạng giống như colistin sulfate một dạng hoạt động của thuốc [13]. Sự thủy phân colistimethate natri thành colistin này là một bước quan trọng trong hoạt tính kháng khuẩn của thuốc. Trước khi colistin được tạo thành, colistimethate natri có rất ít hoă ôc không có hoạt tính kháng khuẩn và được xem là dạng bất hoạt của colistin [13]. Colistimethate natri bị thải trừ chủ yếu qua thận, một phần thuốc sẽ được biến đổi để tạo thành colistin có hoạt tính trong cơ thể. Colistin được tái hấp thu tích cực tại ống thận và vì vậy được lọc bởi những cơ chế ngoài thận khác [14],[15]. Cơ chế về khả năng diệt khuẩn của colistin được cho là rất giống với cơ chế của polymyxin B, một đại diện khác của nhóm polymyxin đó là tác đô ng ô và làm thay đổi tính chất lớp màng vi khuẩn, gây tổn thương và phá hủy tế bào vi khuẩn [16]. Do colistin mang nhiều điện tích dương, vừa ưa nước vừa ưa lipid, những điện tích dương này tương tác theo cơ chế cân bằng điện tích với lớp màng ngoài của vi khuẩn Gram âm và thế chỗ cho những ion mang điện tích dương của lớp màng lipid, đặc biệt là calci và magie [17]. Dẫn đến phá vỡ lớp màng ngoài và giải phóng lipopolysaccharide [18]. Sự thay đổi tính thấm của màng tế bào vi khuẩn dẫn đến sự rò rỉ thành phần trong tế bào và sau đó là ly giải tế bào và chết tế bào, vì vậy chúng có tác dụng diệt khuẩn [8] [11]. Colistin cũng có khả năng gắn kết và trung hòa phân tử lipopolysaccharide của vi khuẩn, đây chính là hoạt tính kháng nội độc tố của 10 thuốc [7]. Colistin có phổ kháng khuẩn hẹp mà hầu như chỉ có tác dụng với các vi khuẩn Gram âm thường gặp. Quan trọng nhất là colistin có thể chống lại những vi khuẩn Gram âm đa kháng như A. baumannii, P. aeruginosa, và K. pneumoniae trong điều kiện thực nghiệm. Colistin cũng có hoạt tính chống lại những vi khuẩn khác như Stenotrophomonas maltophilia, E. coli, Salmonella species, Shigella species, Haemophilus influenzae, Bordetella pertussis, và Legionella pneumophila [7]. CHƯƠNG 6: Cơ chế đề kháng colistin của vi khuẩn  Một số cơ chế kháng kháng sinh của vi khuẩn nói chung:  Đề kháng sinh thông qua các enzym: Kháng carbapenem: Các vi khuẩn Gram âm đa kháng là có sự xuất hiện các enzym kháng thuốc ESBL, KPC, hay nhóm enzym MBLs. Kháng aminoside: Do enzym làm biến đổi nhóm Aminoglycoside  Đề kháng sinh qua thay đổi tính thấm của màng tế bào vi khuẩn Kháng carbapenem: Do thay đổi protein, porin, bơm đẩy ngược ở màng tế bào.  Kháng kháng sinh thông qua thay đổi đích tác động Kháng quinolon: Do đột biến gen gyrA, parC, mexR  Cơ chế đề kháng colistin chủ yếu là do sự thay đổi tính thấm của màng Lipopolysarcarid (LPS) của tế bào vi khuẩn, là đích tác động chủ yếu của colistin. Đây là cơ chế kháng của các loài vi khuẩn đặc trưng như E. coli, K. pneumoniae, và P. aeruginosa [19]. Một cách khác gây nên kháng colistin là do sự giảm hoạt động của các kênh protein hoặc các kênh calci, magie ở màng 11 ngoài tế bào vi khuẩn hoạt đô ng của những kênh này lại phụ thuô c pH và nồng ô ô đô ô các ion môi trường [9]. Hình 1.3 Cơ chế kháng colistin của gen mcr-1 [19] CHƯƠNG 7: Tình trạng kháng colistin Gần đây theo mô ôt số nghiên cứu, hình thái học và cấu trúc tế bào của những vi khuẩn kháng colistin được phát hiện là rất khác so với những tế bào nhạy cảm colistin. Một nghiên cứu dựa trên kính hiển vi lực nguyên tử được thực hiện trên những chủng kháng colistin và cả chủng nhạy colistin ở những giai đoạn sinh trưởng khác nhau. So với những vi khuẩn kháng colistin có hình cầu ở giai đoạn tăng sinh (theo hàm logarit) sớm và giữa, những tế bào nhạy cảm với thuốc được phát hiện có dạng trực khuẩn hình que, với sự hiện diện của tiêm mao ở tất cả các giai đoạn. Số lượng và độ dài của tiêm mao ở những tế bào vi khuẩn kháng colistin giảm nhiều và đây có thể là lý do việc những tế bào này kháng colistin liên quan đến việc chúng không có khả năng tạo được biofilm. Hơn nữa, những tế bào kháng colistin đa dạng về cấu trúc hơn cũng như có kết cấu bề mặt trơn láng hơn. Trong giai đoạn ổn định, những tế bào ở dạng L-form được bắt gặp nhiều hơn ở nhóm nhạy cảm với thuốc, trong nhóm kháng thuốc lại cho thấy những tế bào đa hình thái hơn trong giai đoạn này. Điều đáng chú ý là mức độ hủy hoại màng ngoài vi