Tài liệu KHẢO SÁT SỰ KHÁNG KHÁNG SINH CỦA ACINETOBACTER BAUMANNII VÀ CÁC CHỦNG ACINETOBACTER SPP. TẠI VIỆN PASTEUR TP. HỒ CHÍ MINH

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP. HỒ CHÍ MINH Ngô Thị Hồng Phương KHẢO SÁT SỰ KHÁNG KHÁNG SINH CỦA ACINETOBACTER BAUMANNII VÀ CÁC CHỦNG ACINETOBACTER SPP. TẠI VIỆN PASTEUR TP. HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC Thành phố Hồ Chí Minh – 2013 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP. HỒ CHÍ MINH Ngô Thị Hồng Phương KHẢO SÁT SỰ KHÁNG KHÁNG SINH CỦA ACINETOBACTER BAUMANNII VÀ CÁC CHỦNG ACINETOBACTER SPP. TẠI VIỆN PASTEUR TP. HỒ CHÍ MINH Chuyên ngành Mã số : Vi sinh vật học : 60 42 01 07 LUẬN VĂN THẠC SĨ SINH HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC TS. CAO HỮU NGHĨA Thành phố Hồ Chí Minh - 2013 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu và kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Tác giả 1 LỜI CẢM ƠN Luận văn được hoàn thành với sự giúp đỡ quý báu từ Thầy Cô, Anh Chị, các bạn. Xin gửi lời cảm ơn chân thành và lòng biết ơn sâu sắc đến: TS. CAO HỮU NGHĨA – người trực tiếp hướng dẫn khoa học – đã tận tâm hướng dẫn, giúp đỡ tôi trong suốt thời gian tôi thực hiện luận văn. Ban Giám Hiệu trường ĐHSP Thành Phố Hồ Chí Minh đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong việc học tâp và nghiên cứu. Quý Thầy Cô trường ĐHSP Thành Phố Hồ Chí Minh, Cô Cao Minh Nga đã tận tình dạy dỗ, truyền đạt kiến thức cho tôi trong suốt thời gian tôi được học tại trường. Chị Vũ Lê Ngọc Lan, Chị Nguyễn Thị Phương Quỳnh, Cô, Anh Chị phòng Vi sinh Bệnh phẩm khoa LAM (Pasteur) cùng các Anh Chị phòng Vi khuẩn 2 khoa Miễn dịch (Pasteur), Cô Trần Thái Thành bệnh viện Ngoại Thần Kinh Quốc Tế đã nhiệt tình dạy bảo và tạo điều kiện giúp tôi hoàn thành luận văn này. Các bạn sinh viên cùng thực tập. Gia đình là điểm tựa vững chắc cho tôi. Tác giả 2 MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN ........................................................................................................ 1 LỜI CẢM ƠN .............................................................................................................. 2 MỤC LỤC .................................................................................................................... 3 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ......................................................................... 5 MỞ ĐẦU....................................................................................................................... 8 1. Lý do chọn đề tài .............................................................................................................8 2. Mục đích đề tài ................................................................................................................9 3. Nhiệm vụ của đề tài ........................................................................................................9 4. Đối tượng, phạm vi nghiên cứu .....................................................................................9 5. Thời gian, địa điểm thực hiện đề tài .............................................................................9 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU .................................................................. 11 1.1. Nhiễm trùng bệnh viện ..............................................................................................11 1.1.1. Khái niệm ..............................................................................................................11 1.1.2. Những đối tượng có nguy cơ nhiễm trùng bệnh viện ...........................................11 1.1.3. Các tác nhân gây nhiễm trùng bệnh viện ..............................................................11 1.2. Sự đề kháng kháng sinh ............................................................................................13 1.2.1. Kháng sinh .............................................................................................................13 1.2.2. Sự đề kháng kháng sinh của vi khuẩn ...................................................................19 1.2.3. Một số biện pháp hạn chế gia tăng vi khuẩn kháng kháng sinh ............................22 1.3. Acinetobacter .............................................................................................................23 1.3.1. Khái quát Acinetobacter ........................................................................................23 1.3.2. Acinetobacter baumannii.......................................................................................28 1.4. Sơ lược tình hình nghiên cứu sự kháng kháng sinh của Acinetobacter trên thế giới và trong nước .............................................................................................................33 1.4.1. Trên thế giới ..........................................................................................................33 1.4.2. Trong nước ............................................................................................................34 CHƯƠNG 2: ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ..................... 37 2.1. Thời gian và địa điểm nghiên cứu ............................................................................37 2.2. Đối tượng nghiên cứu ................................................................................................37 2.2.1. Đối tượng...............................................................................................................37 2.2.2. Cỡ mẫu ..................................................................................................................37 3 2.3. Phương pháp nghiên cứu ..........................................................................................37 2.3.1. Vật liệu ..................................................................................................................37 2.3.2. Phương pháp thực hiện ..........................................................................................39 CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN .............................................................. 51 3.1. Kết quả phân lập, định danh các chủng Acinetobacter ..........................................51 3.2. Đặc tính bệnh nhân nghiên cứu ................................................................................54 3.2.1. Đặc tính về giới bệnh nhân....................................................................................54 3.2.2. Đặc tính về tuổi bệnh nhân ....................................................................................55 3.3. Sự phân bố của vi khuẩn Acinetobacter ...................................................................57 3.4. Khảo sát mức độ kháng kháng sinh của Acinetobacter baumannii .......................58 3.5. Các chủng sản xuất metallo-β-lactamase được sàng lọc nhanh theo phương pháp đĩa đôi IMP-EDTA............................................................................................................62 3.6. Một số gene kháng kháng sinh phát hiện được ở Acinetobacter baumannii ........63 3.6.1. Gene blaampC ..........................................................................................................63 3.6.2. Gene blaOXA-23 .......................................................................................................65 3.6.3. Gene blaIMP-1 ..........................................................................................................66 3.6.4. Gene blaNDM-1 ........................................................................................................68 3.7. Kết quả giải trình tự một số gene kháng kháng sinh .............................................69 3.7.1. Gene blaAmpC ..........................................................................................................69 3.7.2. Gene blaOXA-23 .......................................................................................................72 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ................................................................................... 76 TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................ 78 PHỤ LỤC ................................................................................................................... 86 4 DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT ADN Acid deoxyribonucleic AM Ampicillin (10µg) AMC Amoxicillin/clavulanic acid (20/10µg) AN Amikacin (30μg) ARN Acid ribonucleic ATCC American Type Culture Collection- Ngân hàng chủng giống Mỹ ATM Aztreonam (30μg) ATP Adenosin triphosphat BCP Bromcresol Purple PBPs Penicillin-binding proteins BHI Brain Heart Infusion BN Bệnh nhân BP Bệnh phẩm BP(+) Bệnh phẩm dương BPNC Bệnh phẩm nghiên cứu BTU Burn therapy units- Đơn vị điều trị bỏng CA Chocolate agar CAZ Ceftazidime (30μg) CDC The Centers for Disease Control and Prevention- Trung tâm kiểm soát và ngăn ngừa bệnh CFU Colony-forming unit- đơn vị tạo khuẩn lạc CIP Ciprofloxacin (5μg) CLSI lâm sàng Clinical and Laboratory Standards Institute- Viện tiêu chuẩn về thí nghiệm và 5 CN Cephalexine (30μg) CO Columbia agar CS Colistin (10μg) DNT Dịch não tủy EDTA Ethylene diamin tetraacetic acid FT Nitrofurantoin (300μg) GMN Gentamicin (10μg) HAIs Health care-associated infections- Nhiễm trùng bệnh viện I Intermediate- trung gian ICU Intensive care unit- đơn vị chăm sóc đặc biệt IMP Imipenem (10μg) mARN Message ribonucleic acid MBL Metallo-beta-lactamase MEC Mecillinam (10µg) MEM Meropenem (10μg) MH Mueller Hinton agar NCBI Nation Center for Biotechnology Information – Trung tâm quốc gia về thông tin Công nghệ sinh học NET Netilmicin (30μg) NT Nước tiểu OMPs Outer membrane proteins- protein màng ngoài PABA Acid para-amino-bezoic PCR Polymerase chain reaction- phản ứng khuếch đại chuỗi PIP Piperacillin (100µg) R Resistant- kháng S Susceptible- nhạy cảm 6 SXT Trimethoprim- sulfamethoxazole (1.25/23.75 μg) tARN Transfer ribonucleic acid TBE Tris-acetic base EDTA TCC Ticarcillin/clavulanic acid (75/10μg) TE Tetracyline (30μg) TE Tris-HCl-EDTA TSA Trypticase soy agar VAP Ventilator-associated pneumonia- Viêm phổi liên quan đến thở máy VF Virulence factors- Yếu tố độc lực 7 MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Acinetobacter là vi khuẩn thường tìm thấy ở đất, nước, môi trường ẩm ướt trong bệnh viện, trên dụng cụ y tế qua sử dụng,... Chúng có thể thường trú ở da người khỏe mạnh, đặc biệt là trên da nhân viên y tế. Acinetobacter là một trong những nguyên nhân hàng đầu gây nhiễm khuẩn bệnh viện. Chúng gây những bệnh lý với nhiều mức độ khác nhau như viêm phổi, nhiễm khuẩn vết thương, nhiễm khuẩn huyết nặng [12] [14]. Tỷ lệ Acinetobacter spp. gây nhiễm khuẩn bệnh viện đã tăng lên đều đặn trong những năm gần đây trên thế giới. Kết hợp với tỷ lệ nhiễm khuẩn tăng là sự gia tăng của những chủng không nhạy cảm với kháng sinh, cụ thể Carbapenems, đặc biệt đáng lo ngại. Ở Anh, nhiễm khuẩn bệnh viện do Acinetobacter kháng Carbapenems đã xảy ra từ năm 2000. Từ năm 2004 đến năm 2008 tỷ lệ Acinetobacter không nhạy với Meropenem đã tăng từ 13% đến 29% . Trong năm 2008, sự không nhạy của Acinetobacter với các lớp khác của kháng sinh được báo cáo: Aminoglycosides khoảng 20%; Ciprofloxacin 30%; Ceftazidime 70%; Cefotaxime 89%; Piperacillin/ Tazobactam 50%. Ở Châu Âu, tỷ lệ kháng kháng sinh của Acinetobacter được báo cáo cao nhất thuộc vùng Địa Trung Hải bao gồm Hi Lạp, Thổ Nhĩ Kỳ, Ý và Nhật [60]. Ở Mỹ, dữ liệu nhiễm khuẩn bệnh viện xác định 65-75% bởi Acinetobacter đa kháng thuốc, và không nhạy với Carbapenem tăng từ 9% trong năm 1995 lên 57% trong năm 2008 [60]. Ở Việt Nam, nghiên cứu ở 36 bệnh viện các tỉnh phía Bắc trong năm 2006-2007 bao gồm 2 bệnh viện trung ương, 17 bệnh viện tuyến tỉnh và 17 bệnh viện tuyến huyện cho thấy 553/7571 (7,8%) bệnh nhân mắc nhiễm trùng bệnh viện (HAIs). Căn nguyên gây nhiễm khuẩn bệnh viện thường gặp là: viêm phổi (41,9%), nhiễm khuẩn vết mổ (27,5%), nhiễm khuẩn tiêu hoá (13,1%). Các vi khuẩn thường gặp là Pseudomonas aeruginosa (31,5%), Acinetobacter baumannii (23,3%),và Candida spp. (14,4%). Chủ yếu, HAIs xảy ra ở khoa phẫu thuật [9]. Trong một nghiên cứu hiện thời về nhiễm trùng tại ICU (intensive care units) tại 75 quốc gia của 5 lục địa, Acinetobacter được tìm thấy đứng thứ năm trong các tác nhân gây bệnh phổ biến nhất. Hai nét đặc biệt chính đóng góp cho khả năng gây bệnh ngày càng tăng 8 của A. baumannii: (i) A. baumannii biểu hiện một khả năng nổi bật là tích tụ cơ chế kháng thuốc biến đổi tuyệt vời bằng nhiều cơ chế khác nhau, hơn nữa còn thu nhận được các yếu tố thuộc về gene như plasmids, integrons, transposons, hay vùng kháng kháng sinh, làm cho vi khuẩn này đa hay toàn kháng thuốc và (ii) Khả năng tồn tại trong môi trường suốt một khoàng thời gian dài, kết hợp với sự kháng kháng sinh vốn có đến các yếu tố làm khô và chất tẩy uế, làm A. baumannii hầu như không thể diệt tận gốc từ thử nghiệm lâm sàng. Thêm vào đó, khả năng sản xuất màng sinh học đã đóng góp rất lớn vào sự tồn tại dai dẳng và kháng kháng sinh [37]. Qua các kết quả nghiên cứu của nhiều tác giả trên thế giới và trong nước cho thấy: nhiễm khuẩn bệnh viện do Acinetobacter và khả năng kháng kháng sinh của vi khuẩn này có xu hướng ngày càng tăng. Việc nhiễm khuẩn bệnh viện do Acinetobacter và việc sử dụng kháng sinh hợp lý ảnh hưởng trực tiếp đến sự sống còn của bệnh nhân. Do đó, chúng tôi thực hiện đề tài: “KHẢO SÁT SỰ KHÁNG KHÁNG SINH CỦA ACINETOBACTER BAUMANNII VÀ CÁC CHỦNG ACINETOBACTER SPP. TẠI VIỆN PASTEUR TP. HỒ CHÍ MINH”. 2. Mục đích đề tài Góp phần giúp bác sĩ lựa chọn kháng sinh thích hợp điều trị cho bệnh nhân và tìm gene kháng kháng sinh của vi khuẩn. 3. Nhiệm vụ của đề tài - Phân lập và định danh các chủng Acinetobacter. - Khảo sát đặc tính bệnh nhân nhiễm Acinetobacter. - Khảo sát tỷ lệ kháng kháng sinh của Acinetobacter baumannii. - Khảo sát tỷ lệ kháng kháng sinh của Acinetobacter spp. - Tìm một số gene mã hóa cho tính kháng kháng sinh của Acinetobacter. 4. Đối tượng, phạm vi nghiên cứu Các chủng Acinetobacter phân lập được từ các bệnh phẩm tại viện Pasteur TP. Hồ Chí Minh từ 01-06/2013. 5. Thời gian, địa điểm thực hiện đề tài - Thời gian: từ 01/2013 đến tháng 06/2013. 9 - Địa điểm thực hiện đề tài: Phòng Vi sinh bệnh phẩm, khoa Xét nghiệm Sinh học lâm sàng, viện Pasteur TP. Hồ Chí Minh. 10 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1.1. Nhiễm trùng bệnh viện 1.1.1. Khái niệm Theo tổ chức Y tế Thế giới (WHO), nhiễm trùng bệnh viện được định nghĩa như sau: “nhiễm trùng bệnh viện là những nhiễm trùng mắc phải trong thời gian điều trị tại bệnh viện mà thời điểm nhập viện hoặc trước đó không thấy có yếu tố nhiễm khuẩn hay ủ bệnh nào. Nhiễm trùng 48 giờ sau khi nhập viện thường được coi là nhiễm trùng bệnh viện” [1]. 1.1.2. Những đối tượng có nguy cơ nhiễm trùng bệnh viện Những đối tượng có nguy cơ nhiễm trùng bệnh viện là những bệnh nhân bị suy giảm miễn dịch làm giảm khả năng đề kháng của cơ thể bởi các lý do chính sau: - Mắc các bệnh của cơ quan miễn dịch. - Dùng các thuốc giảm miễn dịch. - Sau phẫu thuật hoặc sau mắc một bệnh nặng hoặc đang mắc một bệnh mạn tính. - Người có tuổi nằm điều trị ở bệnh viện lâu ngày, trẻ em còi xương, suy dinh dưỡng, bị bệnh tiêu chảy kéo dài,… - Nhân viên bệnh viện thường xuyên tiếp xúc với vi sinh vật gây bệnh trong khi cơ thể có sức đề kháng kém, tình trạng vệ sinh, bảo hộ lao động chưa được cải thiện [5]. 1.1.3. Các tác nhân gây nhiễm trùng bệnh viện Nguồn vi sinh vật gây nhiễm trùng bệnh viện rất phong phú. Khi cơ thể bị suy giảm miễn dịch thì vi sinh vật từ môi trường bên ngoài xâm nhập vào cơ thể và gây bệnh (nhiễm trùng ngoại sinh) hoặc bị nhiễm trùng do các vi sinh vật có ngay bên trong cơ thể (nhiễm trùng nội sinh). Các tác nhân gây nhiễm trùng bệnh viện bao gồm: vi khuẩn, virus, ký sinh trùng và nấm [1] [5]. 1.1.3.1. Vi khuẩn Vi khuẩn gây nhiễm trùng bệnh viện có thể xuất phát từ hai nguồn gốc khác nhau. Vi khuẩn nội sinh: thường cư trú ở lông, tuyến mồ hôi, tuyến chất nhờn. Bình thường trên da người có khoảng 13 loại vi khuẩn ái khí được phân bố khắp cơ thể và có vai trò ngăn cản sự 11 xâm nhập của vi sinh vật gây bệnh. Vi khuẩn ngoại sinh: là vi khuẩn từ dụng cụ y tế, từ không khí, nước hoặc lây chéo giữa các bệnh nhân. Vi khuẩn Gram dương, cầu khuẩn Staphylococcus aureus là tác nhân quan trọng gây nhiễm trùng bệnh viện từ cả hai nguồn nội sinh và ngoại sinh. Vi khuẩn Staphylococcus aureus có thể gây nên nhiều nhiễm trùng đa dạng và rộng ở phổi, xương, tim và là tác nhân quan trọng trong nhiễm trùng bệnh viện có liên quan đến dây truyền máu, ống thở, nhiễm trùng vết bỏng và nhiễm trùng vết mổ. Vi khuẩn Gram âm, trong đó các trực khuẩn Gram (-) thường có liên quan đến nhiễm trùng bệnh viện và phổ biến ở bệnh nhân nhiễm trùng phổi ở khoa Điều trị tích cực. Các loài thường phân lập được trong nhiễm trùng bệnh viện và thường được báo cáo: P. aeruginosa, Klebsiella pneumonia, Echerichia coli, Proteus spp., Acinetobacter spp. Trong đó, Acinetobacter spp. là tác nhân gây nhiễm trùng bệnh viện với chiều hướng ngày càng tăng. 1.1.3.2. Virus Một số virus có thể gây nhiễm trùng bệnh viện như virus viêm gan B và C (lây qua đường máu, lọc máu, đường tiêm, nội soi), các virus hợp bào đường hô hấp, SARS và virus đường ruột (Enteroviruses: truyền qua đường tiếp xúc từ tay-miệng và theo đường phân miệng). Các virus khác cũng luôn lây truyền trong bệnh viện như Cytomegalo virus, HIV, Ebola, Influenzae, Herpes virus, Varicella-zoster virus. 1.1.3.3. Ký sinh trùng và nấm Một số ký sinh trùng (Giardia lamblia) có thể lây truyền dễ dàng giữa những người trưởng thành và trẻ em. Nhiều loại nấm và ký sinh trùng là các sinh vật cơ hội và là nguyên nhân gây nhiễm trùng khi bệnh nhân được điều trị quá nhiều kháng sinh và trong trường hợp suy giảm miễn dịch (Candida albicans, Aspergillus spp., Cryptococccus neoformans, Cryptosporidium). Các ký sinh trùng và nấm thường là căn nguyên chính gây nhiễm trùng ở những bệnh nhân bị tổn thương hệ miễn dịch. Các loài nấm Aspergillus spp. thường gây nhiễm bẩn môi trường không khí và các loài này thường bắt nguồn từ bụi và đất, đặc biệt là quá trình xây dựng bệnh viện. C. albicans và C. neoformans lại rất thường gặp trên bệnh nhân suy giảm miễn dịch mắc phải ở nhiều giai đoạn khác nhau. 12 1.2. Sự đề kháng kháng sinh 1.2.1. Kháng sinh 1.2.1.1. Định nghĩa Kháng sinh (antibiotic, chemotherapeutica) là những chất ngay ở nồng độ thấp đã có khả năng ức chế hoặc tiêu diệt vi sinh vật một cách đặc hiệu (mỗi kháng sinh chỉ tác động lên một vi khuẩn hay một nhóm vi khuẩn) bằng cách gây rối loạn phản ứng sinh vật ở tầm phân tử [5]. 1.2.1.2. Phân loại Dựa trên sự liên quan về cấu tạo hóa học, đưa đến sự liên quan về cơ chế và hoạt phổ tác dụng, kháng sinh được chia thành 2 nhóm lớn: β-lactams và non β-lactams. a/ β- lactams: Gọi là β-lactams vì phân tử của chúng có một vòng β-lactam. Cơ chế tác động chung là ức chế tổng hợp vách của tế bào vi khuẩn. Nhóm này gồm các lớp và phụ lớp: Bảng 1.1. Lớp, phụ lớp và kháng sinh nhóm β-lactams [23] Lớp Phụ lớp Penicillins Kháng sinh Penicillin Penicillin Amino-penicillin Ampicillin, Amoxicillin Ureido-penicillin Azlocillin, Mezlocillin, Piperacillin Carboxy-penicillin Carpenicillin, Ticarcillin Penicillinase- stable Cloxacillin, Dicloxacillin, Methicillin, Penicillins Nafcillin, Oxacillin Amidinopenicillin Mecillinam β-lactam/yếu Amoxicillin- clavulanic acid tố kết hợp ức Ampicillin- sulbactam, β- Ceftaroline-avibactam, chế lactamase Piperacillin- tazobactam, 13 Ticarcillin- clavulanic acid Cepems (tiêm) Cephalosporin I Cefazolin, Cephalothin, Cephapirin, Cephradine Cephalosporin II Cefamandole, Cefonicid, Cefuroxime Cephalosporin III Cefoperazone, Cefotaxime, Ceftriaxone, Ceftizoxime, Ceftazidime Cephalosporin IV Cephalosporins sự Cefepime kháng Ceftaroline, Ceftopiprole động hoạt của MRSA Cepems Cephamycin Cefmetazole, Cefotetan, Cefoxitin Oxacepem Moxalactam Cephalosporin Cefaclor, (uống) Cefditoren, Cefpodoxime, Cefadroxil, Cefdinir, Cefetamet, Cefixime, Cefprozil, Ceftibuten, Cefuroxime, Cephalexin, Cephradine Carbacepem Monobactams Penems Loracarbef Aztreonam Carbapenem Doripenem, Ertapenem, Imipenem, Meropenem, Razupenem Penem Faropenem, Sulopenem b/ Non β-lactam Bảng 1.2. Lớp, phụ lớp và kháng sinh nhóm Non β- lactams Lớp Phụ lớp Kháng sinh Aminocyclitols Spectinomycin Aminoglycosides Amikacin, Kanamycin, 14 Streptomycin, Gentamicin, Netilmycin, Plazomicin, Tobramycin Ansamycins Rifampin Folate Iclaprim, pathway Sulfonamides, Trimethoprim, inhibitors Trimethoprim- sulfamethoxazole Fosfomycins Fosfomycin Glycopeptides Glycopeptide Vancomycin Lipoglycopeptide Dalbavanco, Oritavancin, Teicoplanin, Telavancin, Ramoplanin Lincosamides Clindamycin Lipopeptides Daptomycin Polymyxins Colistin, Polymyxin B Macrocyclic Fidaxomicin Macrolides Ezithromycin, Clarithromycin, Dirithromycin, Erythromycin Ketolide Telithromycin Flouroketolide Solithromycin Nitrofurans Nitrofurantoin Nitroimidazoles Metronidazole, Tinidazole Oxazolidinones Linezolid, Tedizolid Phenicols Chloramphenicol Pseudomonic acid Mupirocin Quinolones Quinolone Cinoxacin, Garenoxacin, Nalidixic acid Flouroquinolone Besifloxacin, Ciprofloxacin, Clinafloxacin, Enoxacin, Finafloxacin, Fleroxacin, Gatifloxacin, Gemifloxacin, Grepafloxacin, Levofloxacin, Lomefloxacin, Moxifloxacin, Norfloxacin, Sparfloxacin, Trovafloxacin, Ulifloxacin (prulifloxacin) Steroidal Streptogramins Fusidanes Fusidic acid Linopristin-flopristin, 15 Quinupristin- dalfopristin Tetracyclines Doxycycline, Minocycline, Tetracycline Glycylcyclines Tigecycline Aminomethylcycline Omadacycline Thiazolide Nitazoxanide, Tizoxanide 1.3.1.3. Cơ chế tác động của kháng sinh http://www.rovetco.com/?act=news&detail=detail&news_id=157&cat_id=35&cat_item_id=232&lang=vn Hình 1.1. Cơ chế tác dụng của kháng sinh a/ Ức chế quá trình tổng hợp vách tế bào Tế bào vi khuẩn có một lớp vỏ cứng bên ngoài gọi là vách tế bào, có nhiệm vụ giữ hình dạng tế bào được nguyên vẹn trước áp lực thẩm thấu cao ở bên trong tế bào. Áp lực nội bào ở vi khuẩn Gram dương lớn hơn vi khuẩn Gram âm từ 3-5 lần. Khi sự tổng hợp vách tế bào bị ức chế do tác dụng kháng sinh, các vi khuẩn Gram dương biến thành dạng hình cầu không có vách (protoplast) và các vi khuẩn Gram âm có vách không hoàn chỉnh (sphaeroplast). Những hình thức này làm tế bào dễ bị vỡ ở môi trường có trương lực bình thường. 16 Các kháng sinh tác động lên thành tế bào đa phần thuộc nhóm diệt khuẩn (bactericide). Có nhiều cách tác động lên thành tế bào tùy vào loại kháng sinh. * Để có được tác dụng, các β-lactam phải đạt được các yêu cầu sau: - Tiếp xúc được với màng sinh chất: các β-lactam thấm dễ dàng qua lớp murein để tiếp xúc với màng sinh chất nên thuốc có hiệu lực với vi khuẩn Gram dương. Chúng không thấm qua màng bọc phospholipid của vi khuẩn Gram âm, chúng chỉ vào được nhờ các kênh ưa nước porin. Các chất ưa nước như Ampicillin, Amoxicillin, Cephalosporins thấm qua vỏ Gram âm tốt hơn Penicillin [2]. - Gắn vào các thụ thể PBPs (Penicillin-binding proteins) của tế bào. Có khoàng 3-6 thụ thể PBP, trong đó một số thụ thể là những enzyme transpeptidase. Sau khi gắn vào một hay nhiều thụ thể thuốc sẽ phong bế transpeptidase, làm ngăn chặn việc tổng hợp peptidoglycan, một thành phần quan trọng của vách tế bào. Cơ chế của việc phong bế transpeptidase có lẽ do enzyme này gắn vào Penicillins hoặc Cephalosporins có nhân cấu trúc tương tự với acyl-D-alanyl-D-alanine, một phân tử mà enzyme bình thường vẫn tác động, nên tác động của enzyme bị phong bế. Giai đoạn tiếp theo có liên quan đến việc hoạt hóa các enzyme tự tiêu (autolytic enzymes) gây ra sự ly giải của tế bào ở môi trường đẳng trương. Trong môi trường ưu trương những tế bào bị biến đổi thành protoblast hay sphaeroplast chỉ được bao bọc bởi một màng tế bào nên rất dễ vỡ. * Một số thuốc khác như Bacitracin, Vancomycin, Novobiocin ức chế giai đoạn đầu của việc tổng hợp peptidoglycan. Bacitracin ngăn cản việc dephosphoryl hóa phospholipid cần thiết cho tổng hợp chuỗi peptidoglycan. Vancomycin ngăn cản sự di chuyển đường pentapeptide thành chuỗi đa phân tử bên ngoài màng tế bào. Do việc tổng hợp ở giai đoạn đầu này xảy ra ở bên trong màng tế bào chất nên thuốc phải được ngấm vào bên trong màng mới có tác dụng [15] [16]. b/ Ức chế chức năng màng tế bào Tế bào chất của tất cả tế bào sống đều được bao bọc bởi một màng tế bào chất. Màng này được xem như một hàng rào có khả năng thẩm thấu chọn lọc, điều hòa sự trao đổi với môi trường bên ngoài. Nếu sự toàn vẹn chức năng màng tế bào bị phá vỡ thì những đại phân tử và ion sẽ thoát khỏi tế bào làm tế bào chết. Các kháng sinh thuộc nhóm Polypeptide (Colistin, Polymycin,…), kháng sinh này gắn kết trên các chất hóa học riêng biệt làm xáo 17 trộn chức năng thẩm thấu, làm cho các chất trong bào tương như Mg2+, K+, Ca2+ thoát ra ngoài và tế bào bị chết [15] [16]. c/ Ức chế tổng hợp acid nucleic Gồm các kháng sinh: Actinomycin, Novobiocin, Rifampin, Nalidixic acid, Mitomycin, Sulfonamides, Trimethoprim,… Actinomycin gắn vào ADN tạo nên một phức hợp, phức hợp này ức chế các polymerase tổng hợp các ARN tương ứng, đặc biệt là mARN. Actinomycin cũng ức chế việc sao chép ADN của virus. Mitomycin gắn vào 2 chuỗi ADN ngăn cản 2 chuỗi tách rời và như vậy ADN không được sao chép. Tuy nhiên Actinomycin và Mitomycin đều ức chế tế bào vi khuẩn lẫn tế bào động vật nên ít được dùng trong điều trị. Nalidixic acid và Oxolinic ức chế sự tái tạo ADN do ức chế hoạt động của enzyme ADN gyrase là enzyme nối các ADN trong quá trình tổng hợp và tạo thành các vòng xoắn. Rifampin ức chế sự tổng hợp ARN do ức chế ARN polymerase. Sulfonamides: là một nhóm phân tử có cấu trúc tương tự với acid para-aminobenzoic (PABA- là một chất biến dưỡng cần thiết, được dùng như là một tiền chất để tổng hợp acid folic, cần thiết cho việc tạo ra các purin và pyrimidin, một giai đoạn quan trọng để tổng hợp acid nucleic). Các Sulfonamides có tác dụng cạnh tranh vị trí hoạt động với PABA, tạo ra những chất tương tự acid folic nhưng không có chức năng dẫn đến việc cản trở sự phát triển của vi khuẩn [15] [16]. d/ Ức chế tổng hợp protein SỰ ỨC CHẾ TỔNG HỢP PROTEIN BỞI KHÁNG SINH Chloramphenicol gắn vào 50S rARN và ức chế tạo cầu peptide Chuỗi Peptide Erythromycin gắn vào 50S rARN và ngăn cản sự chuyển vị trên mARN Streptomycin thay đổi hình dạng của 30S rARN và dẫn đến mARN bị đọc sai Tetracycline ngăn cản tARN không đọc được mã trên mARN 18 http://www.elmhurst.edu/~chm/vchembook/654antibiotic.html Hình 1.2. Sự ức chế tổng hợp protein ở tế bào vi khuẩn của kháng sinh