Nghiên cứu chế tạo bộ sinh phẩm xác định vi khuẩn gây nhiễm khuẩn huyết thường gặp và phát hiện gen kháng kháng sinh

BỘ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ BỘ QUỐC PHÒNG VIỆN NGHIÊN CỨU KHOA HỌC Y DƯỢC LÂM SÀNG 108 CHƯƠNG TRÌNH KHCN TRỌNG ĐIỂM CẤP NHÀ NƯỚC KC.10/11-15 BÁO CÁO CHUYÊN ĐỀ Báo cáo chuyên đề tổng quan về

BỘ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ BỘ QUỐC PHÒNG VIỆN NGHIÊN CỨU KHOA HỌC Y DƯỢC LÂM SÀNG 108

CHƯƠNG TRÌNH KHCN TRỌNG ĐIỂM CẤP NHÀ NƯỚC KC.10/11-15

BÁO CÁO CHUYÊN ĐỀ

Báo cáo chuyên đề tổng quan về nhiễm khuẩn huyết ở bệnh nhân xơ gan và bệnh đường tiêu hóa mạn tính

ĐỀ TÀI: Nghiên cứu chế tạo bộ sinh phẩm xác định vi khuẩn gây nhiễm khuẩn huyết thường gặp và phát hiện gen kháng kháng sinh

Mã số : KC-10.43/11-15

Cơ quan chủ trì đề tài: Bệnh viện TWQĐ108 Chủ nhiệm đề tài : PGS.TS Lê Hữu Song

HÀ NỘI – 2014

MỤC LỤC

ĐẶT VẤN ĐỀ

Nhiễm khuẩn huyết là một bệnh lý nghiêm trọng được đặc trưng bởi phản ứng viêm của cơ thể đối với tình trạng nhiễm khuẩn (Dellinger, et al 2013) Theo các báo cáo khảo sát tại các bệnh viện Hoa Kỳ năm 2008, tỷ lệ nhiễm khuẩn huyết có xu hướng tăng dần theo thời gian, tăng gấp đôi so với năm 2000 và tăng hơn ở nhóm người cao tuổi ở cả hai giới Năm 2009, số liệu báo cáo của CDC (Hoa Kỳ), cho biết có 829.500 người nhập viện vì nhiễm khuẩn huyết, trong đó, 4,2% là nhiễm khuẩn huyết bệnh viện, tử vong chiếm 16% (Anne Elixhauser and Stranges 2011)

Nhiễm khuẩn huyết có xu hướng nặng hơn ở những người lớn tuổi và thường liên quan đến chăm sóc y tế nhiều hơn (36%) Tỷ lệ tử vong do nhiễm khuẩn huyết tại bệnh viện là 17% (Anne Elixhauser and Stranges 2011)

Ở Pháp, nhiễm khuẩn huyết vẫn đang gia tăng với tỷ lệ là 1,5%/ năm (Anne Elixhauser and Stranges 2011) Mặc dù y học đã có nhiều tiến bộ lớn nhưng nhiễm khuẩn huyết nặng vẫn là nguyên nhân gây tử vong hàng đầu ở bệnh nhân dù được điều trị với kháng sinh và các liệu pháp hồi sức hiện đại

Các nghiên cứu đều chỉ ra yếu tố nguy cơ của nhiễm khuẩn huyết hay gặp ở những người có miễn dịch suy giảm, và đặc biệt gặp nhiều ở bệnh nhân

xơ gan Ở Hàn Quốc, tỷ lệ bệnh nhân nhiễm khuẩn huyết có xơ gan kèm theo chiếm tỷ lệ 8.2% (Park, et al 2012) Nhóm nghiên cứu của Bartoletti và cộng

sự tiến hành trên 1650 bệnh nhân nhiễm khuẩn huyết trong thời gian 4 năm ( tháng 1 năm 2008 đến tháng 6 năm 2012) để mô tả các nguyên nhân và yếu

tố nguy cơ tử vong trong vòng 30 ngày, kết quả như sau: 162 bệnh nhân nhiễm khuẩn huyết có xơ gan kèm theo, trong đó có 29 nhiễm phối hợp Hầu hết các ca bệnh là nhiễm khuẩn bệnh viện hoặc có liên quan đến chăm sóc y

tế (93%) Nghiên cứu của Galboi (Pháp) về nhiễm khuẩn huyết, tỷ lệ xơ gan

là 7,6% Một số các nghiên cứu khác cho thấy, tỷ lệ nhiễm khuẩn huyết ở bệnh nhân xơ gan tăng cao gấp 10 lần, và tỷ lệ tử vong tăng gấp 5 lần so với

người bình thường Xơ gan mất bù là giai đoạn cuối của quá trình viêm gan kéo dài do vi rút HBV, HCV, do rượu và các căn nguyên khác Hậu quả là chức năng của gan bị suy giảm nghiêm trọng, kéo theo đó là hàng loạt chức năng của cơ thể bị suy giảm theo, trong đó có hệ thống miễn dịch của cơ thể

Cơ chế của sự suy giảm miễn dịch trong xơ gan chưa được hiểu biết đầy đủ

I Nhiễm khuẩn huyết ở bệnh nhân xơ gan.

1 Cơ chế bệnh sinh của nhiễm khuẩn huyết ở bệnh nhân xơ gan

Nhiễm khuẩn là tình trạng phổ biến hay gặp ở bệnh nhân bị xơ gan hơn

so với người bình thường, và ở bệnh nhân xơ gan mất bù nhiều hơn ở những người bị xơ gan còn bù Cơ chế của tăng tính nhạy cảm với nhiễm trùng trong

xơ gan vẫn còn chưa rõ ràng Một số giả thuyết đã đề cập đến vai trò do sự thiếu hụt của C3 và C4, và việc giảm số lượng của bạch cầu monocyte, giảm mức độ biểu hiện của gen DR (suy giảm khả năng nhận biết kháng nguyên),

và giảm số lượng receptor đại thực bào (Dhiman, et al 2014)

Bệnh nhân bị xơ gan có tình trạng suy giảm miễn dịch nên rất dễ bị nhiễm khuẩn, đặc biệt là nhiễm khuẩn huyết Các nghiên cứu đã chứng minh

tế bào T điều tiết (tế bào Treg) đóng vai trò quan trọng gây ức chế miễn dịch

ở bệnh nhân xơ gan có nhiễm khuẩn huyết

Một nghiên cứu bệnh chứng gồm 33 người bình thường và 82 bệnh nhân

xơ gan đã được Huang et al tiến hành để xác định giá trị của các tế bào Treg (gồm các tế bào CD4 + + Cd25 Foxp3 + T) trong máu ngoại vi của những bệnh nhân này, Huang nhận thấy: Tỷ lệ phần trăm của các tế bào Treg tăng lên đáng kể ở những bệnh nhân xơ gan so với người bình thường và có tương quan đáng kể với mức độ bilirubin huyết thanh và cho phép dự đoán các biến chứng tiếp theo ở bệnh nhân xơ gan (Huang, et al 2014)

Nhiễm trùng huyết là một đáp ứng sinh lý của quá trình tiền viêm và đông máu cơ bản với tác nhân gây bệnh Có ba giai đoạn ghi nhận trong phản

ứng viêm với tiến triển suy hoặc mất chức năng của các cơ quan và cuối cùng

là tử vong: nhiễm trùng huyết, nhiễm khuẩn nặng và sốc nhiễm trùng (Gustot,

et al 2009) Bệnh nhân bị xơ gan dễ bị nhiễm trùng huyết, suy cơ quan gây ra nhiễm trùng huyết và tử vong

Ở bệnh nhân xơ gan và nhiễm khuẩn huyết nặng có điểm tương đồng là tăng sản xuất các cytokin tiền viêm làm xấu đi của chức năng gan, và tổn thương các cơ quan như: suy thận cấp, tổn thương phổi cấp tính hoặc hội chứng suy hô hấp cấp, rối loạn đông máu, và bệnh cảnh não gan nặng thêm Ngoài ra nhiễm khuẩn huyết còn có thể gây tăng đường huyết, suy thượng thận, giảm tiết vasopressin (Gustot, et al 2009)

Bệnh nhân xơ gan giảm sản xuất yếu tố C3, C4 của hệ thống bổ thể, kèm theo đó giảm số lượng cũng như giảm hóa hướng động, khả năng thực bào và giảm khả năng tiêu diệt trong tế bào của bạch cầu đa nhân và bạch cầu đơn nhân cũng là một trong những yếu tố gây nên dễ nhiễm trùng và nhiễm trùng huyết nặng ở bệnh nhân xơ gan (Yang and Lin 2005; Yu, et al 2014)

2 Đặc điểm lâm sàng, cận lâm sàng của nhiễm khuẩn huyết ở bệnh nhân

xơ gan

2.1 Nguồn nhiễm trùng

Nhiễm khuẩn, đặc biệt nhiễm khuẩn huyết là một biến chứng thường xuyên và nghiêm trọng của xơ gan với tỷ lệ 30-60% ở bệnh nhân xơ gan nhập viện Các biến chứng nhiễm trùng thường gặp nhất bao gồm viêm phúc mạc

tự phát do vi khuẩn, nhiễm trùng đường tiểu, nhiễm trùng đường hô hấp, và nhiễm khuẩn huyết, chủ yếu là do sự hiện diện đồng thời của các cơ chế khác nhau như thay đổi trong hệ thống lưới nội mô, giảm hoạt động opsonic của dịch cổ trướng, rối loạn chức năng bạch cầu trung tính bạch cầu, và các yếu tố

do điều trị Trong thực tế, có tới 25% các trường hợp tử vong ở bệnh nhân xơ gan được cho là liên quan đến nhiễm khuẩn (Yang and Lin 2005)

Ổ nhiễm khuẩn khởi điểm hay gặp nhất ở những bệnh nhân này là đường tiết niệu

Bảng 1 Nguồn nhiễm trùng ở bệnh nhân nhiễm khuẩn huyết

(Hae Suk Cheong and Kwang Cheol Koh 2009)

Ổ bụng 288 (24,2) 176 (26,8) 112 (20,9) 0.017 Xương khớp 11 (0.90 6 (0.9) 5 (0.9) 1.00

Hệ tim mạch 18 (1.5) 12 (1.8) 6 (1.1) 0.35

Hệ thần kinh trung ương 18 (1.5) 12 (1.8) 6 (1.1) 0.35

Đầu và cổ 6 (0.5) 3 (0.5) 3 (0.5) 1.00 Blood stream 52 (4.4) 31 (4.7) 21 (3.9) 0.569

Hô hấp 360 (30.2) 257 (39.2) 103 (19.2) < 0.001

Da và niêm mạc 97 (8.1) 72 (11.0) 25 (4.7) < 0.001 Bệnh hệ thống 21 (1.9) 11 (1.7) 10 (1.9) 0.828 Đường tiết niệu 315 (26.4) 240 (11.4) 75 (44.8) < 0.001

Ở những bệnh nhân bị xơ gan, nhiễm trùng phổ biến nhất là viêm phúc mạc tiên phát do vi khuẩn (SBP), tiếp theo là nhiễm trùng đường tiết niệu, viêm phổi, nhiễm khuẩn huyết sau một thủ thuật, viêm mô tế bào, bệnh tự miễn (Garcia-Tsao 2004)

Nghiên cứu của Kang, Cheol-In và cộng sự tại Samsung Medical Center, Seoul, Hàn Quốc tiến hành trên 159 bệnh nhân nhiễm khuẩn huyết đã được chẩn đoán xơ gan và so sánh với 1659 bệnh nhân với các bệnh nền khác nhau với mục đích đánh giá đặc điểm lâm sàng và kết quả điều trị của nhiễm trùng

ở bệnh nhân xơ gan và xác định yếu tố nguy cơ cho tử vong ở bệnh nhân nhiễm khuẩn huyết Kết quả cho thấy:

- Nhiễm trùng ổ bụng thường gặp ở bệnh nhân xơ gan

Nghiên cứu của Bartoletti ở Hoa kỳ được tiến hành dựa trên hồi cứu hồ

sơ của 742.391 bệnh nhân xơ gan nhập viện trong thời gian từ 1998- 2007 cho thấy tỷ lệ nhiễm khuẩn là 23% Tỷ lệ nhiễm bệnh có liên quan với cổ trướng (22-25%) và suy thận (RI) (38-43%) Nhiễm trùng tiết niệu phổ biến nhất (9-12%) tiếp theo là nhiễm trùng dưới da mô (5-6%) và viêm phúc mạc tiên phát (2-3%), khoảng 12% trong bệnh nhân bị cổ trướng (Bartoletti, et al 2014)

2.2 Biểu hiện tổn thương ở các cơ quan

Biểu hiện tim mạch

Bệnh nhân không xơ gan, nhiễm khuẩn huyết có thể làm tăng nguy cơ rối loạn chức năng thất trái dẫn đến giãn cơ tim góp phần gây sốc Tuy nhiên chưa có dữ liệu về ảnh hưởng của chức năng tim với sốc nhiễm khuẩn ở bệnh nhân xơ gan

Tổn thương thận

Rối loạn chức năng thận gặp ở 33% bệnh nhân xơ gan bị viêm phúc mạc tiên phát và 27% ca nhiễm khuẩn huyết không có viêm phúc mạc tiên phát Nghiên cứu hồi cứu tại Pháp cho thấy tỷ lệ rối loạn chức năng thận ở những bệnh nhân sốc nhiễm khuẩn trên nề xơ gan cao hơn so với người không xơ gan (71,5% so với 54,8%, p <0,0001) (Galbois, et al 2014) Ở bệnh nhân viêm phúc mạc tiên phát, có mối liên quan chặt chẽ giữa tỷ lệ cao TNF, IL16, mức độ NO và dịch cổ trướng

Cơ chế rối loạn chức năng thận ở bệnh nhân xơ gan nhiễm khuẩn huyết còn chưa được rõ ràng Bệnh nhân xơ gan nhiễm khuẩn huyết không sốc thể tiền suy thận cấp có thể đáp ứng hoặc không với liệu pháp bù đủ dịch Nếu không đáp ứng với bù dịch, gọi là hội chứng gan thận typ 1 (HRS) Các bệnh

nhân xơ gan và sốc nhiễm khuẩn nhanh chóng phát triển hội chứng suy thận tăng ure do thiếu máu cục bộ gây hoại tử ống thận cấp

Biểu hiện hô hấp

Biến chứng hô hấp là biến chứng phổ biến ở bệnh nhân xơ gan mất bù Dịch cổ trướng tăng làm giảm diện tích hô hấp của phổi Chức năng cơ bản của tế bào phổi và phế nang cũng có thay đổi trong xơ gan, với sự giảm hoạt tính kháng khuẩn của đại thực bào, giá trị của tế bào lympho T, và thay đổi tính thấm mao mạch Những thay đổi của ý thức do bệnh não gan làm tăng nguy cơ viêm phổi Dữ liệu thực nghiệm cho thấy rằng xơ gan làm tăng số lượng đại thực bào nội mạch phổi, nhạy cảm với LPS gây ra phù phổi cấp và

tử vong Tất cả những yếu tố này, thêm vào sự tăng sản xuất các cytokine tiền viêm và NO trong quá trình nhiễm trùng,có thể giải thích tỷ lệ tăng cao của các bệnh đường hô hấp cấp tính và hội chứng suy hô hấp cấp (ARDS) trong

xơ gan Tỷ lệ tử vong do ARDS ở bệnh nhân nhiễm trùng huyết có xơ gan có khả năng cao hơn ở những người không xơ gan (Gustot, et al 2009)

Rối loạn chức năng đông máu

Xơ gan làm giảm tổng hợp các yếu tố đông máu ở gan (V, VII, X, và prothrombin) và các yếu tố chống đông (protein C, protein S, antithrombin ) Hơn nữa, giảm tiểu cầu là tình trạng phổ biến trong xơ gan do tăng sản xuất các tự kháng thể ở lách Nhiễm trùng huyết nặng, thông qua kích hoạt yếu tố nội mô, làm gia tăng sự thiếu hụt các yếu tố V, VII, X, prothrombin, proteinC, antithrombin, và giảm tiểu cầu ở xơ gan Các sản phẩm giáng hóa Fibrin hiện diện trong 40% bệnh nhân xơ gan có nhiễm khuẩn nặng so với 14% -32% bệnh nhân không xơ gan nhiễm khuẩn nặng (Gustot, et al 2009)

Rối loạn thần kinh

Suy giảm cấp tính của trạng thái thần kinh, được gọi là nhiễm trùng thần kinh là tình trạng phổ biến trong nhiễm trùng huyết ở bệnh nhân xơ gan Sự hiện diện của triệu chứng thần kinh được quan sát thấy ở 21% -33% bệnh

nhân bị xơ gan với nhiễm trùng huyết và 60% -68% ở những người bị sốc nhiễm khuẩn So với bệnh nhân không xơ gan, bệnh nhân xơ gan có điểm APACHE II cao hơn (63,1 +/- 22,7 vs 58,5 +/- 22,8, p <0,0001) và tỷ lệ rối loạn chức năng thần kinh cao hơn (26,1% so với 19,5%, p <0,0001) (Galbois,

et al 2014) Một số dữ liệu cho thấy mối liên quan giữa cơ chế của hội chứng đáp ứng viêm hệ thống với hội chứng não gan, đặc biệt là sự tăng cao của các hóa chất trung gian tiền viêm và gây viêm như TNF - alpha, IL-1, IL-6, và không có các chất chuyển hóa Hơn nữa, LPS làm thay đổi ý thức ở chuột bị

xơ gan và làm nặng thêm phù não, một hiệu ứng mà không quan sát thấy ở chuột nhóm chứng Tiên lượng bệnh về não nặng hơn ở bệnh nhân xơ gan có nhiễm trùng nặng (Gustot, et al 2009)

Sốc nhiễm khuẩn ở bệnh nhân xơ gan

Bệnh nhân bị nhiễm trùng huyết nặng và sốc nhiễm trùng đòi hỏi cần được chăm sóc khẩn cấp trong giai đoạn đầu của nhiễm trùng huyết (6 giờ đầu) tiếp theo là chăm sóc quan trọng trong các giai đoạn sau

2.3 Một số đặc điểm về cận lâm sàng của nhiễm khuẩn huyết/ xơ gan

Procalcitonin huyết thanh cao được đánh giá cao khi kết hợp với điểm RAI ở bệnh nhân xơ gan bị sốc nhiễm khuẩn Tuy nhiên, không có mối liên quan giữa Procalcitonin với tỷ lệ tử vong trong 28 ngày ở nhóm bệnh nhân này (Al-Dorzi, et al 2014) Ở những bệnh nhân nhiễm khuẩn huyết có xơ gan, mức độ lưu hành của các cytokine tiền viêm, yếu tố hoại tử khối u (TNF)

và IL-6 tăng cao hơn ở những bệnh nhân không xơ gan (Huang, et al 2014)

Nhiễm trùng huyết có kết quả cấy máu dương tính trong 50% -70% trường hợp Các vi sinh vật gây bệnh ở cộng đồng gồm trực khuẩn Gram âm, đặc biệt là E.coli chiếm 60%, cầu khuẩn Gram dương chiếm 30% -35% và tác nhân hỗn hợp chiếm 5% -10% Mô hình này khác nhau trong nhiễm trùng

bệnh viện với 60% do vi khuẩn gram dương, và 30% -35% do gram âm Bên cạnh E.coli, vi khuẩn hay phân lập được là S.aureus, Enterococcus faecalis, và Streptococcus pneumoniae Nấm Candida spp cũng liên quan đến 15% nhiễm trùng huyết nặng ở bệnh nhân xơ gan (Garcia-Tsao 2004)

Ở trung tâm nghiên cứu y học Samsung, Hàn Quốc, các tác giả nhận thấy căn nguyên gây nhiễm khuẩn huyết chính trong nhóm xơ gan là K pneumoniae (20,1% so với 14,3%, P= 0,018) nhưng ít gặp tụ cầu coagulase âm hơn (5,1% so với 10,4%, P= 0,028) (Hae Suk Cheong and Kwang Cheol Koh 2009)

Bartoletti và cộng sự thấy trọng nghiên cứu của ông về nhiễm khuẩn huyết ở bệnh nhân xơ gan, vi khuẩn Gram âm chiếm 64%, vi khuẩn Gram dương 38% và Candida spp.10% Các vi khuẩn gram âm phân lập được có tỷ

lệ đề kháng kháng sinh rất cao: đa kháng thuốc (MDR) 25% và siêu kháng thuốc (XDR) 21% các trường hợp Tỷ lệ tử vong thô trong 30 ngày là 29%

Nhiễm khuẩn huyết ở bệnh nhân xơ gan cao hơn 10 lần so với người bình thường và có xu hướng được gây ra bởi các mầm bệnh kháng thuốc Bốn yếu tố nguy cơ liên quan độc lập với tỷ lệ tử vong thô 30 ngày: điểm MELD,

ổ nhiễm trùng khởi điểm là viêm phúc mạc tiên phát, phân loại nguồn nhiễm trùng huyết, điều trị kháng sinh không thích hợp trong vòng 24h từ khi có kết quả cấy máu Trong bệnh viện, tỷ lệ tử vong là khoảng 5%, cao hơn gấp năm lần ở bệnh nhân xơ gan bị nhiễm Nhiễm khuẩn huyết (38-42%), viêm phổi (23-30%), SBP (16-23%) và CDI (11-16%) là những nguyên nhân tử vong nhiều nhất trong bệnh viện (Bartoletti, et al 2014)

II Nhiễm khuẩn huyết ở các bệnh đường tiêu hóa mạn tính khác

2.1 Bệnh do rượu

Nghiên cứu của Dhiman về xơ gan do rượu và xơ gan không do rượu đã thu được kết quả sau: Nam giới (86%) là chủ yếu, bệnh gan do rượu (68%) là nguyên nhân thường gặp nhất của xơ gan, nhiễm trùng huyết (66%) được nguyên nhân phổ biến nhất của mất bù cấp tính khi bị nhiễm trùng (Dhiman,

et al 2014)

2.2 Nhiễm khuẩn huyết ở bệnh do tắc nghẽn đường mật mạn tính do sỏi

Stewart đã đưa ra giả thuyết rằng sỏi mật chứa vi khuẩn và mức độ nghiêm trọng của bệnh tương quan với sự hiện diện của vi khuẩn Nghiên cứu này xem xét sự khác biệt độc lực của vi khuẩn gram âm đường mật được phân lập từ sỏi mật và mật và huyết thanh thu được từ 210 bệnh nhân Kết quả thu được có 98 (47%) bệnh nhân có vi khuẩn đường mật E coli và Klebsiella là hai vi khuẩn phân lập được từ máu và mật có độc lực mạnh nhất (Stewart, et

al 2002) Một nghiên cứu khác của tác giả này trên bệnh nhân bị bệnh sỏi mật, gồm có 27 phụ nữ và 258 nam giới, với tuổi trung bình là 62 năm Bằng cách nuôi cấy sỏi mật, mật, và máu của đối tượng nghiên cứu, các tác giả đã xác định được ba nhóm vi khuẩn: EK (Escherichia coli hay các loài Klebsiella), N (Enterococcus), hoặc Oth (các loài khác) Kết quả cho thấy vi khuẩn đường mật đã có mặt tại 145 (51%) bệnh nhân.) Bệnh nhân có E coli

và / hoặc các loài Klebsiella thường hay nhiễm trùng và mức độ nặng hơn nhiều so với nhóm bệnh nhân mang Enterococcus và một số loài vi khuẩn khác (Stewart, et al 2005)

Nghiên cứu hồi cứu của Fica về nhiễm khuẩn huyết ở bệnh nhân trong

6 năm (2006-2012) ở một bệnh viện đa khoa thuộc Chi Lê cho kết quả: có 22 bệnh nhân với 29 kết quả cấy máu dương tính đã được xác định Tiền sử viêm