Mục tiêu nghiên cứu
Mục tiêu tổng quát
Khảo sát mức độ nhiễm vi sinh vật chỉ thị an toàn thực phẩm và đánh giá khả năng kháng kháng sinh của Salmonella spp được thực hiện từ thực phẩm tại các chợ bán lẻ ở 24 quận/huyện tại thành phố Hồ Chí Minh.
Mục tiêu cụ thể
Phân tích và đánh giá mức độ nhiễm vi sinh vật chỉ thị cho 4 nhóm thực phẩm trên địa bàn TP HCM
Khảo sát và xác định mức độ kháng kháng sinh của các chủng
Salmonella spp phân lập từ các nhóm thực phẩm khác nhau
Phát hiện integron nhóm I, II, III và gen kháng kháng sinh của
Salmonella spp có kiểu hình đa kháng.
Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
Ý nghĩa khoa học
Nghiên cứu này sẽ cung cấp dữ liệu khoa học quan trọng để xây dựng cơ sở dữ liệu, giúp đánh giá mức độ nhiễm vi sinh vật chỉ thị trong các nhóm thực phẩm khác nhau tại thành phố Hồ Chí Minh.
Nghiên cứu cung cấp dữ liệu khoa học về Salmonella spp và đặc tính kháng kháng sinh của chúng, phục vụ cho các nghiên cứu tiếp theo nhằm hiểu rõ cơ chế kháng đa kháng sinh của Salmonella, từ đó nâng cao hiệu quả trong việc phòng và chống ngộ độc thực phẩm.
Ý nghĩa thực tiễn
Bổ sung tư liệu về tình hình nhiễm Salmonella spp trong thực phẩm phân lập tại các chợ địa phương thuộc 24 quận/huyện trên địa bàn thành phố
Hồ Chí Minh đóng vai trò quan trọng trong việc cảnh báo tình trạng an toàn thực phẩm (ATTP) cho người tiêu dùng, tạo nền tảng cho các cơ quan quản lý nhà nước có định hướng lâu dài về việc sử dụng kháng sinh trong chăn nuôi và chế biến thực phẩm Bài viết cung cấp thông tin về tình hình kháng kháng sinh, các gen kháng kháng sinh, cùng với các nhóm integron của vi khuẩn Salmonella spp có kiểu hình đa kháng.
Để nâng cao công tác quản lý an toàn thực phẩm (ATTP) tại Thành phố Hồ Chí Minh, cần phân lập 5 yếu tố từ thực phẩm nhằm phục vụ cộng đồng và người dân Việc này giúp chủ động trong việc đề ra các chính sách quản lý và xây dựng kế hoạch tăng cường kiểm tra, giám sát các mối nguy ATTP một cách kịp thời và chính xác.
Ngộ độc thực phẩm đang trở thành mối lo ngại lớn cho người tiêu dùng trong cả nước Nhiều vấn đề như việc sử dụng kháng sinh tràn lan trong nuôi trồng thủy sản và chăn nuôi, hóa chất cấm trong chế biến nông sản, cùng với sự mất kiểm soát các yếu tố độc hại từ môi trường và quy trình chế biến lạc hậu đã dẫn đến sản phẩm kém chất lượng, ảnh hưởng xấu đến sức khỏe người tiêu dùng và thị trường xuất khẩu Các vụ ngộ độc thực phẩm gần đây, cùng với thông tin về an toàn thực phẩm tại một số nước trên thế giới, càng làm gia tăng lo âu trong cộng đồng Hơn nữa, sự khác biệt trong kết quả phân tích kiểm tra chất lượng sản phẩm không chỉ gây khó khăn cho doanh nghiệp mà còn tạo thêm lo lắng cho người tiêu dùng, trong bối cảnh chúng ta đang nỗ lực khai thác lợi thế từ tư cách thành viên của WTO.
Quản lý chất lượng nông, thủy sản và thực phẩm của Việt Nam là vấn đề quan trọng, nhằm đảm bảo sản phẩm không nhiễm vi sinh, không chứa hóa chất cấm hay hóa chất ngoài danh mục cho phép Điều này cũng bao gồm việc kiểm soát tồn dư các chất tăng trưởng và kháng sinh vượt ngưỡng cho phép, qua đó nâng cao năng lực cạnh tranh cho doanh nghiệp, bảo vệ an toàn cho người tiêu dùng và góp phần vào sự phát triển kinh tế-xã hội của đất nước.
Tình hình ngộ độc thực phẩm
Trên thế giới
Trên toàn cầu, khoảng 70% các vụ ngộ độc thực phẩm là do vi sinh vật, trong đó Salmonella spp là nguyên nhân chính tại các quốc gia châu Á như Nhật Bản, Trung Quốc và khu vực Đông Nam Á.
Năm 2003, Bỉ ghi nhận 12.849 trường hợp ngộ độc do Salmonella spp và 6.556 trường hợp nhiễm vi khuẩn Campylobacter, cùng với một số vi khuẩn khác Nguyên nhân chủ yếu của tình trạng này là do chế biến thực phẩm không đảm bảo an toàn, trong đó thịt nhiễm bẩn chiếm đến 20% (BYT, 2005).
Lai và ctv (2014) đã nghiên cứu sự phân bố serotype, mối quan hệ di truyền và kháng kháng sinh của Salmonella spp từ thực phẩm động vật tại tỉnh Sơn Đông, Trung Quốc trong các năm 2009 và 2012 Kết quả cho thấy có 50 trong số 692 mẫu thịt heo dương tính với vi khuẩn Salmonella spp., trong đó serovar phổ biến nhất là Salmonella Derby với 29 mẫu, chiếm 58%.
Typhimurium 9 mẫu chiếm 18% và Salmonella Enteriditis 6 mẫu chiếm 12% Hơn 99% các vi khuẩn Salmonella spp phân lập được kháng với ít nhất một kháng sinh và mức kháng trong năm 2012 cao hơn so với năm 2009
Năm 2011, Mihaiu và cộng sự đã thu thập 650 mẫu thịt gà và thịt heo từ các đơn vị sản xuất và thị trường bán lẻ ở nhiều khu vực khác nhau của Romania, trong đó phát hiện 149 mẫu có sự hiện diện của Salmonella spp.
(22,92%) đã được thu hồi với 13 serovar khác nhau, các serovar chủ yếu là
Salmonella Infantis, Salmonella Typhimurium, Salmonella Derby,
Li và cộng sự (2014) đã thu thập 1.096 mẫu thịt heo từ 20 chợ ở 4 thành phố thuộc tỉnh Tô Giang, Trung Quốc, trong khoảng thời gian từ tháng 8 năm 2010 đến năm 2012 Kết quả nghiên cứu cho thấy có 154 mẫu dương tính với Salmonella spp trong tổng số mẫu đã kiểm tra.
163 mẫu phân lập Salmonella spp đã được thu hồi, với 14 serovar được xác định trong đó Salmonella Derby là phổ biến nhất (47,9%); tiếp theo là Salmonella Typhimurium (10,4%); Salmonella Meleagridis (9,2%),
Salmonella Anatum (8,6%) và Salmonella London (6,7%)
Từ tháng 8/2012 đến tháng 3/2013, Schoder và cộng sự đã tiến hành thu thập 60 mẫu sản phẩm động vật nhập khẩu tại sân bay quốc tế Vienna, Áo để kiểm tra vi sinh vật Kết quả cho thấy có 2,5% mẫu dương tính với Listeria monocytogenes, 1,3% với Escherichia coli và 1,2% với Salmonella spp.
Năm 2014, Tadee và cộng sự đã tiến hành nghiên cứu tỷ lệ nhiễm vi khuẩn Salmonella spp tại ba lò mổ đại diện ở các tỉnh Chiang Mai và Lamphun, Thái Lan, từ tháng 5 đến tháng 10 năm 2013, cho thấy mức độ lây nhiễm tổng thể đạt 11,85% và ô nhiễm là 0,34 MPN/cm².
Tại Việt Nam
Tình trạng ngộ độc thực phẩm tại Việt Nam ngày càng nghiêm trọng, với số ca ngộ độc và tử vong gia tăng Theo Bộ Y tế, từ năm 2000 đến 2007, cả nước ghi nhận 1.616 vụ ngộ độc thực phẩm, khiến 41.898 người mắc và 436 người tử vong, trong đó có 178 vụ liên quan đến thực phẩm đường phố Nguyên nhân chủ yếu gây ngộ độc thực phẩm là do vi sinh vật, chiếm tỷ lệ 43,20%.
Lê Hữu Nghị và Tăng Mạnh Nhật (2005) đã nghiên cứu tình hình ô nhiễm vi sinh vật trong thịt bò và thịt heo tại lò mổ và chợ Đông Ba, Tây Lộc-Huế, phát hiện 61,36% mẫu thịt chứa Escherichia coli không đạt tiêu chuẩn, 25,0% mẫu Salmonella không đạt và 68,18% mẫu vi khuẩn hiếu khí không đạt Đỗ Ngọc Thúy và cộng sự (2006) tại Hà Nội cho biết 76,70% mẫu thịt bị nhiễm Escherichia coli vượt quá giới hạn cho phép, 30,0% mẫu nhiễm Salmonella spp và 18,30% mẫu nhiễm Bacillus cereus, trong khi tỷ lệ nhiễm Staphylococcus aureus và Clostridium perfringens tương đương nhau.
Võ Thị Trà An và cộng tác viên (2006) đã tiến hành nghiên cứu về tình hình nhiễm Salmonella spp trong phân và thịt (bò, heo, gà) tại một số tỉnh phía Nam, cho thấy tỷ lệ nhiễm bệnh đáng kể.
Tỷ lệ mẫu phân nhiễm Salmonella spp đạt 40,50%, trong đó mẫu phân heo có tỷ lệ cao nhất là 49,30% Ngoài ra, tỷ lệ nhiễm Salmonella spp ở thân thịt heo là 55,90% và ở thịt gà là 64,0%.
Tỷ lệ nhiễm và mức độ nhiễm vi khuẩn Staphylococcus aureus, Salmonella spp và Escherichia coli ở thịt heo tại chợ tăng dần theo thời gian tồn tại ở bàn thịt Sau 1-2 giờ kể từ khi giết mổ, tỷ lệ nhiễm vi khuẩn này đã gia tăng đáng kể.
Staphylococcus aureus là 83,30%; mức độ nhiễm 6,2x10 4 CFU/g; tỷ lệ nhiễm
Nghiên cứu của Nguyễn Quang Tuyên và Lê Xuân Thăng (2009) cho thấy tỷ lệ nhiễm Salmonella spp là 3,69% và Escherichia coli là 95,53% với mức độ MPN/g Sau 8-9 giờ giết mổ, tỷ lệ nhiễm Staphylococcus aureus đạt 99,10% với mức độ 6,2x10^4 CFU/g, trong khi tỷ lệ nhiễm Salmonella spp là 7,4% và Escherichia coli là 10% với mức độ 1,5x10^2 MPN/g.
Theo nghiên cứu của Trần Thị Hạnh và ctv (2009) thì tỷ lệ nhiễm
Tỷ lệ nhiễm Salmonella spp tại các cơ sở giết mổ heo công nghiệp và thủ công là khá cao Cụ thể, tại các cơ sở giết mổ công nghiệp, 70% mẫu lau sàn giết mổ có sự hiện diện của Salmonella spp., trong khi tỷ lệ này ở mẫu lau sàn chờ giết mổ là 28%, và không phát hiện Salmonella spp trong các mẫu nước kiểm tra Đối với các cơ sở giết mổ thủ công, tỷ lệ nhiễm Salmonella spp ở mẫu lau sàn giết mổ lên đến 75%, mẫu nước là 50%, và mẫu lau sàn giết mổ đạt 80%.
Năm 2014, Phạm Hồng Ngân và ctv khi xác định tỷ lệ nhiễm vi khuẩn
Nghiên cứu về sự hiện diện của Salmonella spp trong thịt heo tại một số chợ ở huyện Gia Lâm, thành phố Hà Nội cho thấy có 56/120 mẫu thịt heo bị nhiễm, chiếm tỷ lệ 46,7% Tỷ lệ nhiễm này khác nhau giữa các chợ, dao động từ 30,0% đến 66,7%.
Theo nghiên cứu của Lê Văn Du và Hồ Thị Kim Hoa (2017), trong tổng số 150 mẫu thịt kiểm tra, 40,67% có nhiễm Salmonella spp Cụ thể, tỷ lệ nhiễm vi khuẩn này trên thịt heo là 43,75% và trên thịt gà là 37,14% Kết quả này cao hơn so với khảo sát các mẫu thịt được lấy tại các cơ sở giết mổ ở thành phố Hồ Chí Minh vào năm 2014.
Tỉ lệ nhiễm Salmonella spp trên thịt heo và thịt gà trong nghiên cứu này là 31,6%, thấp hơn so với tỉ lệ nhiễm Salmonella trên thịt heo (43,3%) và thịt gà (41,6%) được ghi nhận tại các chợ (Nguyễn Thanh Long, 2015).
Nhóm nghiên cứu tại Viện Pasteur TP.HCM đã tiến hành lấy ngẫu nhiên 1.150 mẫu thực phẩm thịt heo, gà và bò tươi sống từ các chợ trên địa bàn thành phố để xét nghiệm Kết quả cho thấy có 385 mẫu thịt bị nhiễm khuẩn.
Tỷ lệ nhiễm khuẩn Salmonella spp trong thịt heo đạt gần 40%, trong khi thịt gà là hơn 35% và thịt bò gần 31% Trung bình, khoảng 32,26% thịt động vật tươi sống được bày bán tại các chợ có chứa Salmonella spp.
Thực trạng tồn dư và kháng kháng sinh của vi khuẩn
Tồn dư kháng sinh trong thực phẩm nguồn gốc động vật là vấn đề nghiêm trọng, có thể làm tăng tình trạng kháng kháng sinh ở người, ảnh hưởng đến hệ miễn dịch và đường hô hấp, thậm chí gây ung thư Các loại kháng sinh như sulfamethazine, oxytetracycline và furazolidone có thể gây bệnh thận, trong khi gentamicin gây độc cho gan và rối loạn sinh sản Ngoài ra, chloramphenicol độc hại cho tủy xương, còn penicillin và tetracycline có thể gây dị ứng.
Sử dụng kháng sinh trong nông nghiệp, đặc biệt là trong thức ăn chăn nuôi để điều trị và phòng ngừa bệnh cho gia súc và gia cầm, đang trở thành một thực trạng phổ biến Hành động này góp phần làm gia tăng tình trạng kháng kháng sinh, ảnh hưởng nghiêm trọng đến sức khỏe động vật và con người.
Theo nghiên cứu của Nguyen và cộng tác viên (2013), mặc dù thông tin về việc sử dụng kháng sinh trong chăn nuôi gia cầm còn hạn chế, một ước tính cho thấy ngành chăn nuôi gà tiêu thụ 42,2 tấn kháng sinh mỗi năm, trong khi ngành chăn nuôi heo sử dụng 981,3 tấn Tổng cộng, Việt Nam sử dụng khoảng 1023,5 tấn kháng sinh hàng năm trong chăn nuôi (Carrique-Mas, 2015) Gần đây, Bộ NNPTNT đã ban hành Thông tư số nhằm quản lý tình hình này.
Vào ngày 31 tháng 5 năm 2016, Thông tư 06/2016 đã được ban hành về danh mục và hàm lượng kháng sinh được phép sử dụng trong thức ăn chăn nuôi gia súc và gia cầm nhằm kích thích sinh trưởng Thông tư này có hiệu lực từ ngày 15/7/2016, thay thế cho Thông tư số 81/2009/TT-BNNPTNT ngày 25/12/2009 Theo đó, có 15 loại kháng sinh được phê duyệt cho mục đích này, đồng thời quy định các nguyên tắc cần áp dụng khi sử dụng kháng sinh trong thức ăn chăn nuôi.
Theo nghiên cứu của Lê Văn Du và cộng sự (2017), sulfadimidine đã được phát hiện trong 14 mẫu thịt heo, chiếm tỷ lệ 17,5%, với hàm lượng từ 2 đến 10.330 àg/kg Đặc biệt, trong số đó có 7 mẫu có dư lượng vượt mức giới hạn quy định, từ 103,3 đến 10.330 àg/kg.
Theo Thông tư 24/2013/TT-BYT của Bộ Y tế, Norfloxacin được phát hiện trong 3 mẫu thịt gà, chiếm 3,75% với hàm lượng từ 1,8-28,7 àg/kg Tetracycline và chlortetracycline cũng được tìm thấy trong 1 mẫu, nhưng không vượt mức giới hạn cho phép Đặc biệt, enrofloxacin xuất hiện trong gần 1/3 số mẫu (32,86%) và 27,14% có florfenicol Theo quy định của Liên minh Châu Âu, hàm lượng enrofloxacin và florfenicol trong thịt gà không vượt quá mức MRL quy định Năm 2012, có 12,3% mẫu thịt có tetracycline vượt mức cho phép, con số này tăng lên 25,53% vào năm 2013 Năm 2014, tỷ lệ này giảm xuống còn 2,33%, nhưng lại tăng lên 23,27% vào năm 2015 Dư lượng enrofloxacin trong khảo sát này thấp hơn so với khảo sát ở 19 tỉnh miền Bắc năm 2015, nơi có 19/66 mẫu thịt gà phát hiện enrofloxacin.
12 hàm lượng cao từ 128,7-1161,0 àg/kg và 1,5% mẫu thịt gà cú chloramphenicol
Theo nghiên cứu của Vi Thị Thanh Thủy (2011), tỉ lệ tồn dư kháng sinh (bao gồm β-lactam, aminozid–AG, macrozid, lincosamid và chloramphenicol) trong sản phẩm thịt heo, thận và gan heo tại Thái Nguyên khá cao, dao động từ 10,2% đến 39,7%, với mức trung bình là 27,4% Bên cạnh đó, Lã Văn Kính (2007) cũng ghi nhận rằng chlortetracycline được sử dụng phổ biến trong thức ăn chăn nuôi tại Bình Dương, với 53,9% mẫu cho kết quả dương tính và nồng độ trung bình đáng kể.
Nồng độ 140 phần triệu (ppm) và mức cao nhất lên đến 275 ppm, gấp 5-6 lần so với nồng độ khuyến cáo cho điều trị và kích thích tăng trưởng Thực trạng kháng thuốc đối với các vi khuẩn Gram âm ngày càng gia tăng, đặc biệt là kháng các vi khuẩn dòng beta-lactamase và Klebsiella pneumoniae carbapenemase, đang trở thành một vấn đề nghiêm trọng trong y tế.
Delhi Metallobeta-lactamase-1, OXA-48-like và các vi khuẩn kháng Colistin đang trở thành mối đe dọa nghiêm trọng cho sức khỏe con người và động vật Các kháng sinh hiện có không còn đảm bảo hiệu quả đối với những vi sinh vật kháng thuốc này Theo báo cáo năm 2010 về tình hình sử dụng và kháng kháng sinh tại Việt Nam, tỷ lệ kháng penicillin lên tới 71,4% và erythromycin đạt 92,1% ở Streptococcus pneumoniae, tác nhân chính gây nhiễm trùng hô hấp Đặc biệt, 75% Pneumococcus kháng lại ít nhất 3 nhóm kháng sinh.
Vào năm 2001, 57% vi khuẩn Haemophilus influenzae, một tác nhân gây bệnh đường hô hấp phổ biến ở người, đã được phát hiện kháng ampicillin từ mẫu phân lập của trẻ em tại Hà Nội Nghiên cứu năm 2009 cho thấy 42% vi khuẩn Gram âm kháng ceftazidime, 63% kháng gentamicin và 74% kháng axit nalidixic, phản ánh tình trạng kháng kháng sinh ngày càng gia tăng Tại thành phố Hồ Chí Minh, đầu những năm 1990, chỉ có 8% Pneumococcus phân lập kháng penicillin, nhưng đến giai đoạn 1999-2000, tỷ lệ này đã tăng vọt lên 56%.
Nghiên cứu của nhóm tác giả tại Viện Pasteur TP HCM (2014) cho thấy tỉ lệ nhiễm khuẩn E coli trong thực phẩm đạt 14,1%, với 76,7% chủng kháng ít nhất 1 kháng sinh và 65% kháng từ 2 kháng sinh trở lên Đặc biệt, 63,3% số chủng sản xuất men beta-lactamase Mặc dù kháng kháng sinh của vi khuẩn trong bệnh phẩm đã được nghiên cứu nhiều, nhưng vấn đề này trong thực phẩm vẫn còn hạn chế Do đó, việc phân lập vi khuẩn gây bệnh từ thực phẩm và đánh giá tình trạng nhiễm khuẩn là cần thiết để cung cấp thông tin về kháng thuốc, từ đó hỗ trợ các cơ quan quản lý trong việc định hướng sử dụng kháng sinh trong ngành chăn nuôi.
Cơ chế tác dụng của kháng sinh
Ức chế sinh tổng hợp vách tế bào vi khuẩn
Các kháng sinh beta-lactam, fosfomycin và vancomycin ức chế quá trình tổng hợp lớp peptidoglycan, dẫn đến việc không hình thành được khung murein và vách tế bào Kết quả là, tế bào con không có vách, không thể sinh sản và dễ bị tiêu diệt hoặc bị ly giải, đặc biệt là ở vi khuẩn Gram dương Do đó, những kháng sinh này có tác dụng diệt khuẩn chủ yếu đối với các tế bào đang phát triển (degenerative bactericide).
Gây rối loạn chức năng màng bào tương
Màng bào tương có chức năng thẩm thấu chọn lọc rất quan trọng; khi chức năng này bị rối loạn, các ion bên trong tế bào có thể thoát ra ngoài, trong khi nước từ bên ngoài tràn vào, dẫn đến cái chết của tế bào Ví dụ như polymyxin B và colistin, với cơ chế tác động diệt khuẩn tuyệt đối, có khả năng tiêu diệt cả tế bào đang phân chia lẫn tế bào ở trạng thái nghỉ.
Ức chế sinh tổng hợp protein
Quá trình tổng hợp protein ngoài ribosom liên quan đến RNA thông tin và RNA vận chuyển, với ribosom 70S của vi khuẩn là điểm tác động chính Tại tiểu phần 30S, các kháng sinh như aminoglycosid và tetracyclin ảnh hưởng đến sự trượt của RNA thông tin và việc mang acid amin Trong khi đó, tiểu phần 50S, nơi acid amin liên kết để tạo polypeptid, bị tác động bởi erythromycin, cloramphenicol và clindamycin Kết quả là sự hình thành protein bị ngăn chặn hoặc protein được tổng hợp nhưng không có hoạt tính sinh học, dẫn đến sự ngừng trệ trong quá trình sinh trưởng và phát triển.
Hình 2.1 Cơ chế kháng kháng sinh của các vi khuẩn Gram âm
Ức chế sinh tổng hợp acid nucleic
Kháng sinh nhóm quinolon có khả năng ngăn cản sự sao chép DNA mẹ, dẫn đến việc tạo ra DNA con không hiệu quả Chúng hoạt động bằng cách gắn vào enzym gyrase, làm cho DNA không thể mở được vòng xoắn, từ đó cản trở quá trình sao chép.
Kháng sinh có khả năng ngăn cản sinh tổng hợp RNA bằng cách gắn vào enzym RNA-polymerase, như rifampicin Đồng thời, chúng cũng ức chế quá trình sinh tổng hợp các chất chuyển hóa cần thiết cho tế bào, ví dụ như acid folic-coenzym, mà sulfonamide và trimethoprim tác động lên Mỗi loại kháng sinh chỉ ảnh hưởng đến một vị trí cụ thể trong cấu trúc tế bào vi khuẩn, dẫn đến việc ngừng phát triển và sinh trưởng của chúng Nếu vi khuẩn không bị tiêu diệt hoàn toàn hoặc không bị thực bào, chúng có thể hồi phục khi không còn tác động của kháng sinh Chỉ cần một tế bào sống sót, với tốc độ sinh sản nhanh chóng, có thể dẫn đến sự gia tăng số lượng vi khuẩn không thể kiểm soát, đặc biệt nguy hiểm nếu tế bào đó kháng lại kháng sinh.
Cơ chế kháng kháng sinh
Sinh enzyme phân hủy kháng sinh
Khả năng sinh enzyme phân hủy kháng sinh, đặc biệt là enzyme β-lactamase, là một trong những cơ chế kháng kháng sinh quan trọng mà các nhà nghiên cứu đang tập trung Enzyme đầu tiên được phát hiện là AmpC β-lactamase từ E coli, có khả năng phá hủy penicillin Sự kháng lại kháng sinh beta lactam của vi khuẩn ngày càng gia tăng, với các enzyme như ESBL, AmpC và β-lactamase ly giải carbapenem trở thành những cơ chế kháng phổ biến Beta lactamase mã hóa qua plasmid lần đầu tiên được phát hiện vào những năm 1960 trên vi khuẩn Gram âm, và hiện nay đã có hơn 1.150 loại beta lactamase được ghi nhận trên chromosome, plasmid và các gen nhảy.
Enzyme β-lactamase được chia thành các nhóm hẹp, trung bình, rộng và phổ rộng, trong đó enzyme phổ rộng (ESBL) có khả năng kháng penicillin, cephalosporin thế hệ 1, 2 và 3 cùng aztreonam, nhưng không kháng carbapenem và có thể bị ức chế bởi các chất ức chế β-lactamase Ngược lại, vi khuẩn sinh enzyme carbapenemase có khả năng ly giải penicillin, cephalosporin, monobactam và carbapenem, dẫn đến tình trạng nhiễm trùng kéo dài và nghiêm trọng Trong những năm gần đây, sự gia tăng vi khuẩn mang gen mã hóa ESBL và carbapenem đã trở thành một vấn đề toàn cầu đáng lo ngại.
Hệ thống kênh bơm ngược thải kháng sinh
Cơ chế thải kháng sinh bằng hệ thống bơm ngược là một trong những cơ chế kháng kháng sinh quan trọng ở vi khuẩn Các kênh bơm ngược không chỉ đào thải một lượng lớn kháng sinh mà còn hỗ trợ các cơ chế kháng khác bằng cách giảm nồng độ kháng sinh trong tế bào và thúc đẩy quá trình tích tụ đột biến Tăng cường biểu hiện của hệ thống này liên quan đến tính kháng kháng sinh của vi khuẩn trong lâm sàng Bên cạnh đó, hệ thống kênh bơm ngược cũng có chức năng sinh lý quan trọng, giúp vi khuẩn đáp ứng với nhiều môi trường khác nhau Việc hiểu biết toàn diện về cơ chế này là cần thiết để phát triển các biện pháp can thiệp nhằm hạn chế kháng kháng sinh ở vi khuẩn.
Trong hơn 20 năm qua, nghiên cứu về hệ thống kênh bơm ngược thải kháng sinh ở vi khuẩn đa kháng đã chỉ ra vai trò quan trọng của chúng đối với tính kháng kháng sinh Tuy nhiên, vẫn còn nhiều câu hỏi chưa được giải đáp, như lý do tồn tại của các kênh bơm này trong điều kiện không tiếp xúc với kháng sinh và sự hiện diện của nhiều kênh chỉ nhằm bơm kháng sinh ra khỏi tế bào Hệ thống kênh bơm ngược thải kháng sinh ở Salmonella gây khó khăn cho việc dự phòng và điều trị các bệnh do nhiễm Salmonella do khả năng kháng lại các kháng sinh và độc tố (Buckner và ctv, 2016).
Salmonella Typhimurium possesses four main families of antibiotic efflux pumps: (1) the Major Facilitator Superfamily (MFS), which includes the EmrAB and MdfA pumps; (2) the Resistance Nodulation Division (RND), comprising AcrAB, AcrD, AcrEF, MdtABC, and MdsAB pumps; (3) the Multidrug and Toxic Compound Extrusion (MATE) family, represented by the MdtK pump; and (4) the ATP-Binding Cassette (ABC) transporters.
18 gồm kênh MacAB TolC là một kênh vận chuyển màng ngoài, có vai trò chính trong việc bơm kháng sinh ra khỏi tế bào vi khuẩn.
Đột biến gen
Mối quan hệ giữa đột biến gen và khả năng kháng kháng sinh ở vi khuẩn vẫn chưa được làm sáng tỏ đầy đủ, mặc dù nhiều đột biến đã được xác định (Suzuki và ctv, 2014) Một số đột biến cho phép các nhà khoa học xác định mối quan hệ nhân quả với tính kháng kháng sinh, như việc thay đổi đích tác động của kháng sinh Tuy nhiên, thường có nhiều đột biến mới hình thành một kiểu hình kháng, và một đột biến đơn lẻ cũng có thể tạo ra nhiều kiểu hình khác nhau, bao gồm cả nhạy và kháng kháng sinh Nghiên cứu cho thấy nhiều gen đột biến ảnh hưởng đến tính nhạy và kháng kháng sinh, bao gồm cả các gen không liên quan trực tiếp Tổng thể, mối quan hệ phức tạp giữa khả năng kháng kháng sinh và đột biến gen vẫn cần được làm rõ hơn (Suzuki và ctv, 2014).
2.5 Tổng quan vi khuẩn Salmonella spp
Salmonella spp là vi khuẩn Gram âm, trực khuẩn, có hình dạng hai đầu tròn và không hình thành nha bào Chúng thường có khả năng di động mạnh nhờ vào 7-12 lông xung quanh thân, ngoại trừ Salmonella Gallinarum và Salmonella Pullorum, hai loại vi khuẩn gây bệnh cho gia cầm Salmonella spp có thể tồn tại trong môi trường hiếu khí hoặc yếm khí tùy thuộc vào điều kiện.
Nguyễn Như Thanh và cộng tác viên (2001) chỉ ra rằng vi khuẩn Salmonella spp phát triển tốt trong điều kiện hiếu khí, nhưng cũng có khả năng sinh trưởng trong môi trường yếm khí Nhiệt độ tối ưu cho sự phát triển của chúng là từ 35-37 độ C, tuy nhiên, chúng cũng có thể phát triển trong khoảng nhiệt độ rộng từ 5-45 độ C Độ pH thích hợp cho sự phát triển của vi khuẩn này là từ 6,5-7,6.
Trong môi trường nuôi cấy, nồng độ 3-4% NaCl có khả năng ức chế sự phát triển của vi khuẩn Salmonella spp Hiệu quả ức chế này tăng lên khi nồng độ NaCl cao hơn và nhiệt độ nuôi cấy giảm Tuy nhiên, trong một số trường hợp, vi khuẩn có thể phát triển ở nồng độ NaCl cao nếu nhiệt độ nuôi cấy được tăng lên.
Salmonella spp có khả năng phát triển mạnh mẽ trong các môi trường dinh dưỡng phổ biến và thường khó phân biệt với sự phát triển của các vi khuẩn đường ruột khác.
Giống vi khuẩn Salmonella spp được phân chia thành 7 phân nhóm, mỗi nhóm có khả năng lên men một số loại đường như glucoza, mannit, mantoza, galactoza, dulcitol, arabonoza, và sorbitol, đồng thời sinh hơi nhưng không lên men lactoza và saccaroza Hầu hết các vi khuẩn thuộc giống này không làm tan chảy gelatin, không phân giải urê và không sản sinh indol Ngoài ra, phản ứng Methyl red và catalaza dương tính (trừ Salmonella choleraesuis và Salmonella gallinarum).
Salmonella pullorum có phản ứng Methyl red âm tính) Phản ứng oxidaza âm tính Phản ứng sinh H2S dương tính (trừ Salmonella paratyphi A, Salmonella typhisuis, Salmonella choleraesuis)
Các loài Salmonella ban đầu được đặt tên theo hội chứng lâm sàng mà chúng gây ra, như S Typhi và các S Paratyphi A, B, C, trong đó typhoid là bệnh thương hàn và para là phó thương hàn Ngoài ra, Salmonella còn được đặt tên theo vật chủ mà chúng thường gặp.
Salmonella Typhimurium là một chủng vi khuẩn gây bệnh ở chuột, và sau này, người ta phát hiện rằng một loài Salmonella có thể gây ra nhiều hội chứng và được phân lập từ nhiều loài động vật khác nhau Các loài Salmonella mới được phát hiện thường được đặt tên theo địa phương nơi chúng lần đầu tiên được tìm thấy, chẳng hạn như S Teheran, S Congo và S London (Lê Văn Phủng, 2012).
Nghiên cứu sâu về cấu trúc ADN bằng kỹ thuật sinh học phân tử đã cho phép phân loại tất cả các chủng Salmonella vào một loài duy nhất Tuy nhiên, đề xuất này không được chấp nhận do phương pháp phân loại truyền thống đã được sử dụng lâu dài và có ý nghĩa thực tiễn riêng (Lê Văn Phủng, 2012).
Hiện nay, Salmonella được chia thành hai loài chính là S bongori và S enterica Trong đó, S enterica có 6 dưới loài: I (enterica), II (salamae), IIIa (arizonae), IIIb (diarizonae), IV (houtenae) và VI (indica) Đến nay, đã có 2.610 serovar khác nhau được phát hiện.
Salmonella được phân loại thành các serovar thông qua hệ thống Kauffman cổ điển, dựa trên sự kết hợp của 46 kháng nguyên O và 85 kháng nguyên H, bao gồm cả kháng nguyên H1 và H2.
Sự kết hợp này tạo ra khoảng 1.500 serovar trong S enterica subspecies enterica và khoảng 1.000 serovar trong các phân loài khác của S enterica và
Salmonella được chia thành hai loài chính là S bongori và S enterica Trong đó, S enterica có 6 dưới loài: I, II, IIIa, IIIb, IV và VI, trong khi S bongori thuộc dưới loài V với 23 serovar Đặc biệt, dưới loài I của S enterica có số lượng serovar lớn nhất (1.547 serovar), và 99% trong số này gây ra nhiễm trùng ở người và động vật.
2.5.5 Đặc điểm hệ gen của Salmonella spp
Kích thước hệ gen của Salmonella dao động từ 3,39 Mb đến 5,59 Mb, với số gen trung bình là 4.742, nằm trong khoảng từ 3.969 đến 9.898 gen Điều thú vị là không có mối liên quan nào giữa kích thước hệ gen và số lượng gen của Salmonella.
21 gen Ngoài ra, Salmonella còn sở hữu từ 1 đến 2 plasmid Các plasmid của
Salmonella có kích thước rất khác nhau, dao động từ 2 kb đến 20 kb Tuy nhiên, hầu hết Salmonella enterica không có plasmid Ví dụ, các serovar như
Salmonella Typhi, Salmonella Paratyphi, Salmonella Hadar, Salmonella
Infantis và hầu hết các serovar độc khác thường không có plasmid Ngược lại, các Salmonella thường xuyên gây bệnh ở người và động vật, ví dụ,
Salmonella Enteritidis, Salmonella Typhimurium, Salmonella Dublin,
Salmonella Choleraesuis, Salmonella Gallinarum, Salmonella Pullorum, và
Salmonella Abortus-ovis thường sở hữu plasmid, trong khi Salmonella enterica cần khoảng 3.499 gen và Salmonella bongori cần khoảng 3.368 gen để đảm bảo quá trình sinh trưởng bình thường (Wassenaar và ctv, 2017).
Trình tự protein của Salmonella enterica cho thấy độ tương đồng từ 65% đến 99%, cho thấy tính ổn định cao của hệ gen, thường tập trung vào một số vùng đặc biệt Khoảng 2.80 họ gen có mặt ở tất cả các Salmonella, với tổng số họ gen của tất cả các serovar lên đến khoảng 10.000 Salmonella sở hữu nhiều gen ổn định, bên cạnh đó, còn có nhiều gen thu được trong quá trình sống, bao gồm các Salmonella Pathogenicity Islands (SPI), yếu tố di truyền chuyển vị, thực khuẩn thể và plasmid Những gen này thường biến đổi và phong phú, khác nhau giữa các serovar (Jacobsen và ctv, 2011).
