Cơ chế di truyền tính kháng thuốc ở vi khuẩn

Hiện nay, tình trạng vi khuẩn kháng kháng sinh đang ngày càng gia tăng, đây là vấn đề cấp bách, đe dọa sức khỏe của cả cộng đồng. Do đó, mỗi người dân cần tự nâng cao hiểu biết của mình để hạn chế sự gia tăng tình trạng vi khuẩn kháng kháng sinh. Hãy cùng nhau tìm hiểu câu trả lời cho câu hỏi vi khuẩn kháng kháng sinh bằng cách nào?

Vi khuẩn là những sinh vật sống rất nhỏ, có ở khắp mọi nơi xung quanh chúng ta, hầu hết các vi khuẩn đều vô hại, thậm chí chúng còn đem lại những lợi ích nhất định. Tuy nhiên, có một số vi khuẩn lại gây hại cho cả cây trồng, động vật và con người. Thuốc kháng sinh có tác dụng tiêu diệt hoặc ngăn chặn sự phát triển của vi khuẩn nên được sử dụng trong điều trị nhiễm trùng và các bệnh do vi khuẩn gây ra, bên cạnh đó, một số loại vi khuẩn tìm mọi cách để tồn tại và nhân lên.

Một số vi khuẩn vốn có khả năng đề kháng với một số loại kháng sinh gọi là đề kháng tự nhiên. Ví dụ, benzyl penicillin có rất ít ảnh hưởng đến hầu hết các sinh vật được tìm thấy trong hệ tiêu hóa của con người (ruột).

Một số vi khuẩn đã phát triển khả năng đề kháng với các loại thuốc kháng sinh từng được sử dụng phổ biến để điều trị chúng gọi là đề kháng thu được. Ví dụ, Staphylococcus aureus (hay còn được biết đến với tên gọi là 'tụ cầu vàng' hoặc MRSA) và Neisseria gonorrhoeae (nguyên nhân gây bệnh lậu) hiện nay gần như luôn đề kháng với benzyl penicillin. Trước đây, những bệnh nhiễm trùng này thường được kiểm soát bằng penicillin.

XEM THÊM: Kháng sinh và vi khuẩn: Những điều cần biết

Cơ chế di truyền tính kháng thuốc ở vi khuẩn

Một số vi khuẩn có khả năng đề kháng lại thuốc kháng sinh

Đề kháng giả không do nguồn gốc di truyền mà do một trong ba yếu tố hoặc có thể kết hợp hai hay thậm chí cả ba yếu tố kháng sinh - người bệnh - vi khuẩn.

  • Do kháng sinh: Do lựa chọn kháng sinh không đúng để điều trị tác nhân gây bệnh, cách sử dụng không phù hợp về liều lượng, đường dùng, thời gian giữa các lần dùng thuốc, hoặc sử dụng kháng sinh có chất lượng không tốt.
  • Do người bệnh: Hệ miễn dịch không tốt hoặc kháng sinh bị hạn chế khuếch tán vào ổ nhiễm khuẩn.
  • Do vi khuẩn: Vì vi khuẩn đang ở trạng thái không hoạt động, nên không bị kháng sinh tác dụng. Ví dụ: trực khuẩn lao nằm ở trong các “hang” lao.

Cơ chế di truyền tính kháng thuốc ở vi khuẩn

Hệ miễn dịch của người bệnh không tốt gây ra hiện tượng đề kháng giả

Đề kháng tự nhiên là đề kháng thật do một số loài vi khuẩn vốn không chịu tác dụng của một số kháng sinh nhất định. Ví dụ penicilin G không tác động lên Pseudomonas aeruginosa.

Đề kháng thu được cũng là một kiểu đề kháng thật nhưng do một biến cố di truyền là đột biến hoặc nhận được gen đề kháng, nghĩa là đang nhạy cảm thành có khả năng đề kháng kháng sinh. Các gen này có thể nằm trên một, một vài hoặc tất cả các yếu tố di truyền của vi khuẩn gồm nhiễm sắc thể, plasmid và transposon.

XEM THÊM: Kháng sinh đồ - giải pháp giảm thiểu đề kháng kháng sinh

Để tồn tại, vi khuẩn kháng kháng sinh theo các cơ chế rất đa dạng dựa vào các gen đề kháng, được gọi chung là cơ chế kháng thuốc, bao gồm:

Vi khuẩn kháng kháng sinh bằng cách làm của giảm tính thấm thuốc vách hoặc màng ngoài và màng bào tương nên kháng sinh không thấm được vào tế bào vi khuẩn. Cách khác đó là tăng hoạt động của hệ thống bơm (efflux) đẩy kháng sinh ra khỏi tế bào.

Cơ chế di truyền tính kháng thuốc ở vi khuẩn

Làm giảm tính thấm thuốc là một cách khiến vi khuẩn kháng thuốc kháng sinh

Đích tác dụng hay còn gọi là Receptor hoặc thụ thể gắn thuốc là cách thuốc gắn vào để gây ra tác dụng tiêu diệt vi khuẩn. Từ đó, vi khuẩn kháng kháng sinh bằng cách biến đổi các thụ thể gắn thuốc nên kháng sinh không gắn được vào đích để phát huy tác dụng. Ví dụ, vi khuẩn kháng kháng sinh bằng cách thay đổi ribosom là vị trí gắn thuốc của kháng sinh, streptomycin, erythromycin.

Với những khác sinh tấn công vào con đường trao đổi chất của vi khuẩn khiến chúng không thể phát triển và nhân lên, vi khuẩn kháng kháng sinh bằng cách tạo ra enzyme đối lập còn gọi là isoenzyme, phá vỡ ái lực kháng sinh với vi khuẩn, làm mất tác dụng của thuốc.

Ví dụ, sulfamid, trimethoprim có khả năng kiềm khuẩn bằng cách ngăn cản tổng hợp acid folic của vi khuẩn. Vi khuẩn tạo ra ra isoenzyme chống lại tác dụng của kháng sinh.

Cơ chế di truyền tính kháng thuốc ở vi khuẩn

Vi khuẩn tạo ra isoenzyme làm giảm đi tác dụng của thuốc kháng sinh

Một số vi khuẩn đề kháng kháng sinh bằng cách tạo ra các enzym để biến đổi cấu trúc phân tử kháng sinh, từ đó làm phân hủy hoặc bất hoạt tác dụng của thuốc. Ví dụ, vi khuẩn tiết các Ophosphotransferase, N-acetyltransferase làm biến đổi phân tử kháng sinh aminoglycosid hoặc tiết enzym beta-lactamase làm bất hoạt các kháng sinh nhóm beta-lactam.

Thông thường, một vi khuẩn kháng kháng sinh không do một chế chế riêng rẽ nêu trên mà thường phối hợp đồng thời cùng lúc nhiều cơ chế khác nhau. Bên cạnh đó, vi khuẩn kháng kháng sinh này có thể gây ra sự đề kháng với thuốc kháng sinh khác cùng nhóm hoặc có cấu trúc tương tự, gọi là đề kháng chéo.

Để đặt lịch khám tại viện, Quý khách vui lòng bấm số HOTLINE hoặc đặt lịch trực tiếp TẠI ĐÂY. Tải và đặt lịch khám tự động trên ứng dụng MyVinmec để được giảm ngay 20% phí khám khi đặt hẹn khám lần đầu trên toàn hệ thống Vinmec (áp dụng từ 1/8 - 31/12/2022). Quý khách cũng có thể quản lý, theo dõi lịch và đặt hẹn tư vấn từ xa qua video với các bác sĩ Vinmec mọi lúc mọi nơi ngay trên ứng dụng.

Nguồn tham khảo: .cdc.gov, who.int/

XEM THÊM:

Trong lâm sàng hiệu quả kháng sinh chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố bao gồm

  • Dược động học Tổng quan về Dược động học Dược động học là những tác động của cơ thể đối với thuốc trong suốt quá trình thuốc đi vào, ở trong và đi ra khỏi cơ thể- bao gồm các quá trình hấp thụ, sinh khả dụng, phân bố, chuyển hó... đọc thêm : Tiến trình thời gian của nồng độ kháng sinh, bị ảnh hưởng bởi các yếu tố như hấp thu Hấp thu thuốc Sự hấp thu thuốc được xác định bởi tính chất hóa lý, công thức và đường dùng của thuốc. Các dạng thuốc (ví dụ viên nén, viên nang, dung dịch) bao gồm hoạt chất cùng với các tá dược được sản... đọc thêm , phân bố Phân bố thuốc đến các mô Sau khi một loại thuốc xâm nhập vào hệ thống tuần hoàn sẽ được phân bố đến các mô của cơ thể. Sự phân bố thuốc nói chung là không đều do sự tưới máu khác nhau, sự liên kết với mô (ví dụ do hàm... đọc thêm , nồng độ trong nước và mô, liên kết protein, tỷ lệ chuyển hóa Chuyển hóa thuốc Chuyển hóa thuốc xảy ra chủ yếu ở gan. Mặc dù sự chuyển hóa thường làm mất tác dụng của thuốc, một số chất chuyển hóa của thuốc có hoạt tính dược lý- thậm chí đôi khi còn mạnh hơn hợp chất gốc... đọc thêm và bài tiết Bài tiết thuốc Thận là cơ quan chính để bài tiết các chất tan trong nước. Hệ thống mật góp phần bài tiết đến mức thuốc không bị hấp thu lại từ đường tiêu hóa. Nói chung, sự đóng góp của ruột, nước bọt, mồ... đọc thêm )

  • Sự hiện diện của vật liệu nhân tạo

Kháng sinh diệt vi khuẩn. Thuốc kháng vi khuẩn sẽ làm chậm hoặc ngừng sự phát triển của vi khuẩn trong ống nghiệm. Những định nghĩa này không tuyệt đối; thuốc diệt khuẩn có thể giết chết một số loài vi khuẩn nhạy cảm, và các loại thuốc diệt khuẩn chỉ có thể ức chế sự phát triển của một số loài vi khuẩn nhạy cảm. Các phương pháp định lượng chính xác hơn xác định nồng độ in vitro tối thiểu mà kháng sinh có thể ức chế sự tăng trưởng (nồng độ ức chế tối thiểu, MIC) hoặc giết chết vi khuẩn (nồng độ diệt khuẩn tối thiểu MBC). Thuốc kháng sinh có hoạt tính diệt khuẩn có thể cải thiện việc tiêu diệt vi khuẩn khi cơ chế bảo vệ cơ thể bị khiếm khuyết ở cơ quan nhiễm trùng (ví dụ như trong viêm màng não hoặc viêm nội tâm mạc) hoặc có hệ thống (ví dụ ở những bệnh nhân giảm bạch cầu trung tính hoặc suy giảm miễn dịch theo cách khác). Tuy nhiên, có những dữ liệu lâm sàng hạn chế chỉ ra rằng một loại thuốc diệt khuẩn nên được lựa chọn trên một loại thuốc diệt khuẩn đơn giản dựa trên sự phân loại đó. Lựa chọn thuốc cho hiệu quả tối ưu nên dựa trên cách nồng độ thuốc thay đổi theo thời gian liên quan đến MIC hơn là liệu thuốc có hoạt tính diệt khuẩn hay không.

  • Phụ thuộc vào nồng độ: Cường độ theo đó nồng độ đỉnh vượt quá MIC (thường được biểu thị bằng tỷ số đỉnh-MIC) tương quan tốt nhất với hoạt tính kháng khuẩn

  • Phụ thuộc vào thời gian: Thời gian của khoảng thời gian dùng thuốc trong đó nồng độ kháng sinh vượt quá MIC (thường được biểu thị bằng tỷ lệ phần trăm thời gian trên MIC) tương quan tốt nhất với hoạt tính kháng khuẩn

  • Phụ thuộc vào tiếp xúc: Lượng thuốc liên quan đến MIC (lượng thuốc là 24 giờ dưới đường cong nồng độ [AUC24]; tỷ lệ AUC24-MIC tương ứng tốt nhất với hoạt tính kháng khuẩn)

Beta-Lactam Beta-lactam Beta-lactam là thuốc kháng sinh có vòng nhân beta-lactam. Các phân nhóm bao gồm Cephalosporin và cephamycins (cephems) Clavams Carbapenems Monobactams đọc thêm , clarithromycin và erythromycin có hoạt tính diệt khuẩn theo thời gian. Tăng nồng độ của chúng trên MIC không làm tăng hoạt tính diệt khuẩn, và việc giết chết cơ thể của chúng nói chung chậm. Ngoài ra, vì Không áp dụng hoặc rất ngắn ức chế sự phát triển của vi khuẩn sau khi nồng độ giảm xuống dưới MIC (tác dụng hậu kháng sinh), beta-lactam thường có hiệu quả nhất khi nồng độ thuốc trong huyết thanh (thuốc không liên quan đến protein huyết thanh) cao hơn MIC 50% thời gian. Bởi vì ceftriaxone có thời gian bán thải huyết thanh dài (khoảng 8 giờ), nồng độ tự do tự miễn dịch vượt quá MIC của các mầm bệnh rất dễ bị nhiễm bệnh trong suốt khoảng thời gian dùng 24 giờ. Tuy nhiên, đối với beta-lactam có thời gian bán hủy huyết thanh 2 giờ, cần phải dùng liều thường xuyên hoặc tiêm truyền liên tục để tối ưu hóa thời gian trên MIC.

Hầu hết các thuốc kháng sinh có hoạt tính kháng khuẩn phụ thuộc vào phơi nhiễm, đặc trưng bởi tỷ lệ AUC-MIC. Vancomycin, tetracyclines, và clindamycin là những ví dụ.

Có 3 thông số dược động học/dược lực học liên quan đến hiệu quả kháng khuẩn:

  • Tỷ lệ nồng độ đỉnh trong huyết thanh

  • Phần trăm thời gian trên MIC