đặc điểm các chủng Escherichiacoli trong tiêu chảy cấp đàm máu ở trẻ dưới 5 tuổi tại bệnh viện Nhi đồng 1về dịch tể học, lâm sàng và vi sinh học như thế nào

coli là tác nhân quantrong gây tiêu chảy cấp phân đàm máu, đặc biệt chiếm tỷ lệ cao ở các nước đangphát triển [17, 62].. Câu hỏi nghiên cứu của đề tài này là đặc điểm các chủng Escherich

ĐẶT VẤN ĐỀ

Tiêu chảy cấp phân đàm máu hay bệnh lỵ là một thể lâm sàng của tiêuchảy cấp trẻ em, chiếm 10 - 20% các bệnh tiêu chảy [34] Các trực khuẩn đườngruột chủ yếu là Shigella và Escherichia coli (viết tắt là E coli) là tác nhân quantrong gây tiêu chảy cấp phân đàm máu, đặc biệt chiếm tỷ lệ cao ở các nước đangphát triển [17, 62]

Mỗi năm trên toàn thế giới có trên 160 triệu lượt mắc lỵ trong đó số tửvong gần 1 triệu, phần lớn xảy ra ở trẻ dưới 5 tuổi [17, 49] Các chủng E coli gâybệnh lỵ được biết chỉ thuộc 2 nhóm Enteroinvasive E coli (viết tắt là EIEC) vàShiga toxin-producing E coli (viết tắt là STEC) [26] Tại bệnh viện Nhi đồng 1trong năm 2012, số bệnh nhân tiêu chảy cấp phân đàm máu điều trị tại bệnh viện

là 815 ca, trong đó có 794 trẻ dưới 5 tuổi, chiếm 97% [1] Năm 2010, theo tác giảBùi Thị Hồng Thắm, Escherichia coli chiếm 18,8% trong số 32 trẻ tiêu máu từ2đến 6 tháng tuổi và khoảng 40% vi khuẩn phân lập được trong lô nghiên cứu này[5] Tuy nhiên, thiết kế nghiên cứu này là mô tả hàng loạt ca và cỡ mẫu nhỏ nên

tỷ lệ này chưa được thuyết phục và vi khuẩn E coli là kết quả của cấy phân nênchưa xác định được các týp huyết thanh

Cho đến nay, ở khu vực các tỉnh phía Nam chưa có nghiên cứu nào vềphân nhóm vi khuẩn E coli gây bệnh trong thể bệnh này

Câu hỏi nghiên cứu của đề tài này là đặc điểm các chủng Escherichia

coli trong tiêu chảy cấp đàm máu ở trẻ dưới 5 tuổi tại bệnh viện Nhi đồng 1

về dịch tể học, lâm sàng và vi sinh học như thế nào? Chúng tôi thực hiện

nghiên cứu này nhằm xác định tỷ lệ các chủng vi khuẩn E coli trong tiêu chảycấp phân đàm máu ở trẻ nhỏ hơn 5 tuổi tại bệnh viện Nhi đồng 1 Qua nghiên cứunày, chúng tôi mong muốn đóng góp cho các nhà lâm sàng hiểu rõ hơn về bệnhnguyên để có hướng xử trí kháng sinh và tiên lượng các biến chứng thích hợp

MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU

1 Mục tiêu tổng quát

Khảo sát đặc điểm nhiễm các chủng Escherichia coli trong tiêu chảy cấpphân đàm máu ở trẻ nhỏ hơn 5 tuổi tại bệnh viện Nhi đồng 1

2 Mục tiêu chuyên biệt

2.1 Xác định tỷ lệ nhiễm E coli và các phân nhóm STEC, EHEC, O157:H7,EIEC, EPEC, ETEC, EAEC và DAEC trong tiêu chảy cấp phân đàm máu

ở trẻ nhỏ hơn 5 tuổi tại bệnh viện Nhi đồng 1

2.2 Mô tả các yếu tố lâm sàng, cận lâm sàng, dịch tể học của E coli và cácphân nhóm E coli

2.3 Xác định độ nhạy cảm và đề kháng kháng sinh của các chủng E coli vàShigella

2.4 So sánh đặc điểm lâm sàng, dịch tể học của tiêu đàm máu do E coli,Shigella và các trường hợp không phân lập được

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN TÀI LIỆU

Theo phân loại tiêu chảy cấp của Tổ chức Y tế thế giới, hội chứng lỵ là thểđặc biệt nặng và có chỉ định dùng kháng sinh Tùy theo độ nhạy kháng sinh củaShigella, từng địa phương đề xuất lựa chọn kháng sinh ban đầu thích hợp (theo tàiliệu Chương trình xử trí lồng ghép trẻ bệnh, the Intergrated management ofchildhood illness - IMCI)[4]

Cho đến nay, nhiều báo cáo về dịch bệnh do STEC và các biến chứng của

nó chứng tỏ các tác nhân E coli ngày càng được chú trọng [42, 52, 67, 74] Đồngthời, các kỹ thuật sinh học phân tử phát triển giúp phát hiện tác nhân E coli gâybệnh dễ dàng hơn

Vi khuẩn Escherichia coli được mô tả đầu tiên bởi bác sỹ nhi khoa ngườiĐức Theodore Escherich năm 1885 E coli là một vi khuẩn thường trú tại đườngruột của các loài động vật máu nóng bao gồm con người Như vậy tại sao chúnglại gây bệnh? Bệnh cảnh tại đường ruột, dự hậu như thế nào và cách phát hiệncác E coli gây bệnh được thảo luận tại các chuyên mục dưới đây

I SƠ LƯỢC THỂ LÂM SÀNG TIÊU CHẢY CẤP PHÂN ĐÀM MÁU I.1 Tiêu chảy cấp phân đàm máu

Danh từ viêm dạ dày ruột (gastroenteritis) dùng để chỉ tình trạng viêm nhiễmđường tiêu hóa do các tác nhân vi trùng, siêu vi trùng và ký sinh trùng Nhiều tácnhân này có nguồn gốc từ thức ăn, gây ra chủ yếu triệu chứng nôn và tiêu chảy,đôi khi gây triệu chứng toàn thân như sốt, đau bụng [17] Vì vậy, từ viêm dạ dàyruột bao hàm cả các bệnh tiêu chảy Danh từ bệnh tiêu chảy (diarrheal disorders)thường sử dụng trong y tế cộng đồng dùng để chỉ các tiêu chảy do nhiễm trùng(infectious diarrhea) mặc dù có một số trường hợp nôn và tiêu chảy không donhiễm trùng Các nguyên nhân gây viêm dạ dày ruột có thể gây tiêu phân có máuđược liệt kê như sau [71]:

- Vi trùng: Bacillus anthracis; Brucella abortus, B melitensis, B suis;Campilobacter jejuni; các STEC, EIEC; Shigella spp.;

- Ký sinh trùng: chủ yếu Entamoeba histolytica, các tác nhân khác thườnggây đau bụng và tiêu chảy phân nước

- Siêu vi trùng: hầu hết gây đau bụng, nôn ói, tiêu chảy phân nước, khôngtiêu phân máu

- Tác nhân ngộ độc như nấm độc, độc chất, kim loại nặng thường ghi nhậntiêu chảy phân nước

Do đó, tiêu đàm máu tập trung vào 2 nhóm bệnh nhiễm trùng và ký sinh trùng.Tuy nhiên, bệnh tiêu chảy nhiễm trùng (infectious diarrhea) có thể phân loại tùytheo cơ chế sinh bệnh là tiết độc tố, xâm nhập, bám dính bề mặt tế bào ruột theobảng sau [30]:

Bảng: So sánh 3 dạng nhiễm trùng đường ruột

Vị trí Đoạn trên ruột non Đại tràng Đoạn dưới ruột non Bệnh cảnh Tiêu chảy phân nước Tiêu đàm máu Sốt đường ruột Xét nghiệm phân

Không có BC;

không /tăng nhẹ latoferrin

Có BC đa nhân;

latoferrin tăng cao Có BC đơn nhân

Tác nhân thường gặp

Tả, ETEC, EPEC, EAEC, tụ cầu, Clos.

Perfringens, Bacillus cereus, Gardia lambia, Rotavirus

Shigella, EIEC, EHEC, Salmonella enteridis, Vibrio parahaemolyticus, Clos Difficile, Campylobacter jejuni,

E histolytica

Salmonella typhi, Yersinia enterocolitica, Campylobacter fetus

Yếu tố nguy cơ bệnh tiêu chảy quan trọng là tình trạng môi trường nhiễm bẩn

và yếu tố lây lan mầm bệnh Nguy cơ kèm theo bao gồm tuổi nhỏ, tình trạng suy

giảm miễn dịch, sởi, suy dinh dưỡng, tình trạng bú mẹ Tình trạng thiếu vitamin

A và thiếu kẽm làm tăng nguy cơ mắc và tử vong do tiêu chảy [17]

Về mặt lâm sàng, các triệu chứng của bệnh tiêu chảy liên quan đến tác nhân visinh vật, nồng độ vi khuẩn hay độc tố và thời gian ủ bệnh [71] Các biến chứngcũng góp phần vào bệnh cảnh lâm sàng như mức độ mất nước, rối loạn điện giải,toan kiềm Vì dụ nhiễm độc tố tụ cầu có thể gây triệu chứng nôn sớm trong vòng

6 giờ đầu, sau đó sốt, đau bụng co thắt trong 8-72 giờ

Hầu hết các biến chứng của bệnh tiêu chảy liên quan đến chẩn đoán muộn và

xử trí không thích hợp bù nước và điều chỉnh cơ địa bệnh nhân như suy dinhdưỡng, thiếu kẽm, nhiễm HIV, … Biến chứng ngoài đường tiêu hóa gồm: nhiễmtrùng niệu sinh dục, viêm nội tâm mạc, viêm xương tủy, viêm phổi, viêm gan,viêm phúc mạc, nhiễm trùng huyết, đặc biệt các Shigella và STEC có thể gâyviêm khớp phản ứng, HUS, viêm cầu thận [71]

Triệu chứng bệnh tiêu chảy thường là tiêu chảy, đau bụng co thắt và ói Cácdấu hiệu khác cần được đánh giá để hướng đến nguyên nhân và có xử trí thíchhợp như mức độ mất nước và toan chuyển hóa, yếu tố dịch tể như nhiều ngườixung quanh cùng bệnh, du khách mới đến vùng dịch tể tiêu chảy, sốt, các bệnh lý

đi kèm như viêm tai giữa, nhiễm trùng tiểu Tình trạng tiêu phân nước kèm đaubụng nhẹ quanh rốn, buồn nôn, ói thường chỉ nhiễm trùng đoạn trên ruột Đaubụng nặng, mót rặn liên quan đến nhiễm trùng đại tràng và trực tràng [17]

Xét nghiệm phân ở bệnh nhân tiêu chảy nhằm tìm chất nhầy, bạch cầu, hồngcầu và ký sinh trùng gây bệnh trên kính hiển vi Cấy phân được chỉ định ở trẻbệnh tiêu chảy phân có máu hoặc tìm thấy bạch cầu trong phân, khi nghi ngờHUS, trẻ suy giảm miễn dịch [17]

Đánh giá và xử trí mức độ mất nước theo Tổ chức Y tế thế giới và Trung tâmKiểm soát bệnh tật Hoa Kỳ (CDC) gồm mất nước nhẹ hay không mất nước (mấtdưới 3% trọng lượng cơ thể), mất nước nhẹ đến trung bình (mất 3-9% trọnglượng cơ thể) và mất nước nặng (mất trên 9% trọng lượng cơ thể) [64, 71]

Các điều trị hỗ trợ được khuyến cáo bao gồm chế độ dinh dưỡng, bổ sung kẽm

và probiotics> Thuốc chống tiêu chảy không khuyến cáo, dùng bao gồm cảracecadotril [17]

Kháng sinh được khuyến cáo chỉ định trong một số trường hợp tiêu chảy cấp

vì giảm độ nặng và ngăn ngừa biến chứng: do Shigella, EIEC, EPEC, ETEC,Salmonella, Yersinia spp., Campylobacter jejuni, Entemoeba histolytica, Gardialambia [17]

I.2 Bệnh lỵ do Shigella

Bệnh lỵ (dysentery) là danh từ dùng để diễn tả hội chứng tiêu máu kèm sốt,đau bụng co thắt, đau trực tràng và phân có đàm Lỵ trực trùng (bacillarydysentery) dùng để phân biệt lỵ do Shigella với lỵ do amip

Cả 4 chủng Shigella (S dysenteriae, S flexneri, S boydii và S sonnei)thường gây viêm ruột xâm nhập cấp tính đặc trưng bởi phân có máu

Ước tính hằng năm trên thế giới có khoảng 165 triệu trường hợp bệnh do nhiễmShigella, trong số này tử vong trên 1 triệu Hầu hết các tử vong ở các nước đangphát triển Khoảng 70% ca mắc và 60% ca tử vong xảy ra ở tuối dưới 5 Mắcbệnh do Shigella dưới 6 tuổi hiếm gặp Kháng thể chưa trong sữa mẹ chống lạiyếu tố lan truyền kháng nguyên gây bệnh qua plasmid và LPS có thể giải thíchmột phần tần suất mắc bệnh ít gặp ở lứa tuổi dưới 6 tháng [62]

Shigella xuyên qua hàng rào tế bào ruột bằng cách xuyên qua tế bào M củaniêm mạc ruột và sinh sống trong đại thực bào Vi trùng này kích thích đại thựcbào vào chu kỳ chết theo chương trình Vi khuẩn được phóng thích khỏi đại thựcbào tiếp tục xâm nhập các tế bào khác Đại thực bào và tế bào nội mạc tổn thươngkích hoạt phản ứng viêm gây tăng bạch cầu đa nhân trung tính Giai đoạn này, có

tế bào bạch cầu trong phân Một số chủng Shigella tiết độc tố Shiga và độc tốruột Một số độc tố này có thể gặp ở một số vi khuẩn E coli (gọi là STEC), đượcthảo luận nhiễu hơn ở phần sau Các độc tố này gây nhiều hậu quả như ức chếsinh tổng hợp protein, ức chế tái hấp thu nước ở ruột và gây tiêu chảy phân nước

trong giai đoạn đầu [62] Giai đoạn sau là phản ứng viêm mạnh qua trung giancác interleukin, TNF, gây vi áp xe Khi các áp xe này vỡ làm tiêu phân có máu.Triệu chứng trong bệnh lỵ trực trùng tương tự nhau giữa các týp huyết thanh.Tuy nhiên, Shigella dysenteriae týp 1 thường gây biến chứng nặng Sau thời gian

ủ bệnh khoảng 12 giờ, lâm sàng đặc trưng ở hầu hết trẻ bệnh lỵ là tiêu chảy phânnước giai đoạn đầu với số lượng lớn, sau đó lượng phân giảm dần và xuất hiệnđàm máu Tình trạng mất nước là do mất theo phân và ói Diễn biến tự khỏi sau1-2 tuần Biến chứng tiêu chảy kéo dài thường do cơ địa suy dinh dưỡng, nhiễmHIV Triệu chứng khác như đau bụng co thắt, mót rặn, tăng nhu động ruột Biểuhiện thần kinh là dấu hiệu ngoài đường tiêu hóa hay gặp, khoảng 40% bệnh nhânnhập viện Biểu hiện thần kinh bao gồm li bì, ngủ gà, lú lẫn, ảo giác, co giật Tuynhiên, bện nhân biểu hiện thần kinh cần loại trừ do rối loạn điện giải như hạcanxi, hạ natri máu Biến chứng khác của lỵ do Shigella là mất nước, tiết ADHkhông thích hợp, hạ đường huyết, bệnh lý ruột mất protein, huyết tán, HUS,nhiễm trùng huyết, đông máu nội mạch rãi rác [62]

Xét nghiệm bạch cầu trong máu thường dao động trong khoảng từ 15000/mm3, một số ít trường hợp giảm bạch cầu Soi phân có đàm và nhiều bạchcầu đa nhân trung tính và loại trừ lỵ do amip Cấy phân nên cấy cả 2 môi trườngMacConkey và SS Dùng PCR tìm gen ipaH, virF hay virA đặc hiệu cho Shigellatrong mẫu phân trong trường hợp không có điều kiện cấy và thường sử dụngtrong nghiên cứu Đối với trẻ em có biểu hiện nhiễm độc, suy dinh dưỡng, trẻ quánhỏ được khuyến cáo cấy máu vì tìm nguy cơ du khuẩn huyết [62]

5000-Về điều trị bù nước, hỗ trợ tương tự như phần tiêu chảy chung 5000-Về dinhdưỡng, khuyên cáo ăn chế độ ăn giàu protein trong giai đoạn hồi phục và theo dõibiểu đồ tăng trưởng 6 tháng sau Ngoài ra cần bổ sung vitamin A, kẽm

Về kháng sinh, một số tác giả chủ trương không sử dụng vì bệnh tự giới hạn,giá cả thuốc và sự đề kháng kháng sinh Tuy nhiên, đa số khuyến cáo sử dụngkháng sinh vì nhận thấy rằng các trẻ không được điều trị có tổng trạng xấu trong

vài tuần trước khi hồi phục, tình trạng suy dinh dưỡng làm kéo dài thời gian bệnhđặc biệt ở các nước đang phát triển ngày nguy cơ lây lan cho các thành viên tronggia đình và người chăm sóc Kháng sinh được khuyến cáo gồm Cotrimoxazole,Amoxicillin, cephaloporins thế hệ 3 uống, Ceftriaxon, Naliđixic acid,Azithromycin Tổ chức Y tế thế giới khuyến cáo dùng Ciprofoxacin cho trườnghợp tiêu đàm máu ở mọi lứa tuổi, vì mặc dù có báo cáo quinolones có biến chứngtrên phát triển sụn động vật nhưng bằng chứng ảnh hưởng lên trẻ em rất nhẹ vàkhông đáng kể so với hiệu quả điều trị [62].

II SƠ LƯỢC VỀ VI KHUẨN ESCHERICHIA COLI

II.1 Sự hình thành và phát triển hệ vi khuẩn chí đường ruột ở trẻ em

Trong bào thai, đường tiêu hóa không có vi khuẩn Lúc sanh và ngay lậptức sau sanh, vi khuẩn đường ruột bắt đầu hình thành

Nguồn vi khuẩn ở trẻ sanh thường có nguồn gốc từ vùng hội âm của sảnphụ nên vi khuẩn ở những trẻ này hình thành và phát triển nhanh chóng sau sanh.Đối với trẻ sanh mổ, nguồn vi khuẩn từ việc cho bú, chăm sóc và động tác hônhít Trong một vài ngày đầu sau sanh, axít trong dạ dày còn ít nên việc vi khuẩnđến đường ruột dễ dàng hơn [16]

Do tiếp xúc với vi khuẩn sớm nên trẻ sanh thường có hệ vi khuẩn chíđường ruột phát triển sớm và hoàn thiện khi sau sanh vài tháng, trong khi nhómtrẻ sanh mổ phải cần thời gian gấp đôi

Trẻ bú sữa mẹ có hệ vi khuẩn khác hơn trẻ được nuôi bằng sữa công thức

Ở trẻ bú mẹ, Bifidobacteria chiếm khoảng 90%; Enterobacteriaceae vàEnterococci có hiện diện nhưng với tỷ lệ ít hơn; Bacteroides, Staphylococci,Lactobacilli Clostridia hầu như không có Ở trẻ nuôi bằng sữa công thức haythức ăn đặc, Bifidobateria được thay bằng các nhóm khác như Bacteroides,Enterococci, Lactobacilli và Clostridia Nhóm trẻ này hình thành hệ vi khuẩnthường trú giống người trưởng thành sớm hơn

Hệ vi khuẩn đường ruột phát triển tăng dần đến khi trẻ được 9 - 12 tháng,sau đó giảm dần và ổn định về thành phần lúc 2-3 tuổi Trong nhóm trên 400 loài

vi khuẩn thường trú tại đường ruột, có từ 30-40 loài chiếm 99% số lượng và nhìnchung vi khuẩn yếm khí chiếm ưu thế E coli xuất hiện ở hồi tràng và số lượngphát triển nhanh khi càng xuống thấp ở đại tràng (biểu đồ 1) Số lượng E coli ởđoạn cuối hồi tràng khoảng 109 – 1010/mm3 dịch ruột Tần suất phân lập được E.coli trong phân người bình thường là 100% [78]

Do đó, việc phân lập được E coli trong phân bệnh nhân tiêu chảy khôngđồng nghĩa với E coli là tác nhân gây bệnh

Biểu đồ 1: minh họa nồng độ vi khuẩn thường trú theo giải phẫu ống tiêu hóa (theo

www.vivo.colostate.edu )

II.2 E coli K12 và cơ chế truyền gen bệnh (virulance gene).

Vi khuẩn E coli K12 được phân lập từ lâu và được giải trình tự toàn bộ hệgen năm 1997 tham khảo được ở [72] Từ đó, E coli K12 chứng tỏ sự bền vững

về tính chất di truyền qua các nghiên cứu phân tích hệ gen của chúng E coliK12 còn được xem như hệ gen chuẩn cho E coli trong các nghiên cứu có liênquan [68]

Qua đó, E coli là đã tồn tại hàng triệu năm Hệ thống di truyền E coli gồmmột sợi đôi chromatide hình vòng, chứa rất nhiều gen mã hóa protein chằng chịthơn so với bộ gen người Các nghiên cứu cho thấy rằng bộ gen tương đối ổn địnhvới tia cực tím, X quang, một số phẩm nhuộm và hóa chất [68]

Việc thay đổi tính di truyền theo chiều dọc qua hiện tượng nhân đôi đượcxem là hiếm gặp vì tính ổn định của bộ gen di truyền Hiện tượng truyền gen chonhau theo chiều ngang là quan trọng trong tính sinh bệnh và kháng thuốc Hiệntượng liên quan đến bacteriophage và cơ chế truyền gen sinh bệnh qua plasmid.Điều này được chứng minh khi quan sát bộ nhiễm sắc thể của Shigella,Sansonetti và cộng sự nhận thấy có trên 90% trình tự ADN giống E coli và hầunhư không chứa gen sinh bệnh, trong khi hầu hết các gen sinh bệnh nằm ở cácplasmid [25, 37-39]

III CÁC CHỦNG E COLI GÂY BỆNH ĐƯỜNG TIÊU HÓA

E Coli là tác nhân quan trọng gây nhiễm trùng đường tiêu hóa, tiết niệu vànhiễm trùng huyết, viêm màng não ở trẻ sơ sinh; du khuẩn huyết, nhiễm trùng huyết ở người suy giảm miễn dịch, bệnh nhân có đặt dụng cụ mạch máu

Thuộc thành viên trong gia đình Enterobacteriaceae, E coli có đặc tính là trực khuẩn gram âm, yếm khí tùy nghi và hầu hết lên men lactose

Cho đến nay, vi khuẩn E coli gây bệnh đường tiêu hóa được chia làm 6 nhóm lớn dựa trên phân loại về lâm sàng, sự chuyển hóa và đặc tính di truyền của

vi khuẩn [22]:

III.1 Enterotoxigenic E coli (ETEC) là nhóm vi khuẩn gây bệnh tiêu chảy qua

cơ chế sản sinh 2 loại độc tố (1) kháng nhiệt (heat-labile enterotoxin, LT) và(2) chịu nhiệt (heat-stable enterotoxin, ST) và bám dính qua yếu tố khángnguyên tạo khúm (colonization factor antigens I, II và IV, CFAs) Lâm sàngbệnh do ETEC là tiêu chảy cấp, phân nhiều nước, không gây xâm nhập nên

không có hồng cầu và bạch cầu trong phân Xét nghiệm chẩn đoán xác địnhETEC là tìm gen liên quan 2 độc tố LT và ST.

III.2 Enteropathogenic E coli (EPEC) là nhóm vi khuẩn gây bệnh tiêu chảy

qua 2 cơ chế (1) bám dính do A/E lesion, intimin/Tr, EspABD và Bfp (2) cácđộc tố EspF, Map, EST1 Lâm sàng bệnh do EPEC là tiêu chảy cấp có thể gâytiêu chảy kéo dài, phân nhiều nước, không gây xâm nhập nên không có hồngcầu và bạch cầu trong phân Xét nghiệm chẩn đoán xác định EPEC là tìm genliên quan các kháng nguyên eae và bfpA

III.3 Shiga toxin-producing E coli (STEC), Enterohemorrhagic E coli

(EHEC) hay Verocytotoxin-producing E coli (VTEC) Đây là nhóm vi

khuẩn E coli gây bệnh tiêu chảy không điển hình, tiêu phân máu và hội chứngtán huyết tăng urê huyết (hemolytic uremic syndrome, HUS) do tiết độc tốShiga tương tự như Shigella dysenteriae týp 1 [7, 8, 44, 52, 67, 82] Về danhpháp có thể khác nhau như sau:

- VTEC là danh từ dùng để chỉ nhóm E coli tiết độc tố tiêu diệt tế bào Vero trong kỹ thuật cấy tế bào được Konowalchuk và cộng sự đề xuất năm 1977 [36] Tuy nhiên, sau này do tính chất tương tự như độc tố Shiga nên danh từ này thường được thay thế là STEC

- EHEC là danh từ dùng để chỉ E coli O157:H7, một tác nhân quan trọng gây bệnh tiêu chảy phân máu có biến chứng hội chứng tán huyết tăng urê huyết (hemolytic uremic syndrome, HUS) và có thể gây suy thận cấp ở trẻ em [42, 52, 67] Sau đó có nhiều báo cáo có các phân týpkhác như O103:H2, O104:H21, O111:H- và O145H- cũng gây bệnh cảnh tương tự như O157:H7 [9, 14, 18, 19, 32, 53, 61, 70, 81] Do đó, EHEC được xem là nhóm vi khuẩn đặc biệt của STEC

- STEC là danh từ dùng để chỉ nhóm vi khuẩn E coli gây bệnh có tiết độc tố Shiga Độc tố này lần đầu tiên được mô tả vào đầu thế kỷ XX do

Shigella dysenteriae tiết và phát hiện độc tố này được E coli tiết năm

1977 [31, 36, 76]

Về tính chất gây bệnh, STEC có cơ chế bám dính tương tự EPEC nhưng tiết độc tố là các độc tố Shiga (Shiga toxins, Stx1, Stx2) Các yếu tố kết dính (attaching and effacting lesions, A/E lesions) góp phần tạo khúm của vi trùng giúp chúng phát triển trên tế bào ruột và tiết độc

tố [12]

Các độc tố Shiga sau khi gắn vào thụ thể globotriaosylceramide (Gb3) sẽ kích hoạt chuỗi phản ứng viêm gây viêm ruột, tuy nhiên cơ chế đáp ứng của cơ thể đối với độc tố Shiga thì chưa thật sự biết rõ [15,21] Thử nghiệm ở chuột trưởng thành, người ta ghi nhận độc tố này kích hoạt đáp ứng viêm mạnh [66, 77] Hiện tượng viêm do độc tố Shiga gây viêm toàn bộ các lớp của ruột

Thụ thể Gb3 có ở đại thực bào, bạch cầu đa nhân trung tính và tế bào nội mạc mạch máu Vai trò của bạch cầu đa nhan trung tính đóng vai trò quan trọng trong bệnh sinh của STEC Độc tố Shiga vừa kích hoạt phản ứng viêm đồng thời kích hoạt tế bào thực bào chết theo chương trình Như vậy, STEC không gây xâm nhập nhưng gây phản ứng viêm ruột làm xuất tiết dịch viêm, mủ, máu vào lòng ruột gây tiêu phân máu

Tế bào biểu mô ruột không bị phá hủy trực tiếp từ độc tố Shiga nhưng việc vận chuyển độc tố này qua tế bào biểu mô Cơ chế vận chuyển này chưa được thật sự được biết rõ [11]

Do týp huyết thanh E coli của STEC đặc trưng theo từng quốc gia[80], nên việc phân týp E c oli không có giá trị cao về mặt lâm sàng Tuy nhiên, trong nghiên cứu này chúng tôi phân loại thành 2 nhóm: nhóm STEC O157:H7 và các STEC khác O157:H7

Bệnh nhân nhiễm STEC mắc phải do thức ăn, nước uống bị nhiễm trùng hoặc bị lây từ người sang người [43] Nguồn bệnh sống cộng sinh

ở ruột các động vật nuôi như gia súc, đặc biệt loài nhai lại như trâu bò Các thức ăn này gồm (1) thức ăn được chế biến từ thịt bò sống, sữa không tiệc trùng bằng phương pháp Pasteur và (2) thức ăn bị nhiễm chéo STEC như nước trái cây lên men, sữa chua, rau, củ

Biểu hiện lâm sàng điển hình nhiễm STEC là tiêu chảy phân nước vài ngày, có thể nôn, đau bụng, sốt ít gặp, sau đó tiêu phân có hồng cầu

và bạch cầu

Khoảng 5 – 10% có biến chứng HUS Các cơ quan có thể ảnh hưởng gồm thận, đường tiêu hóa, não, ít gặp hơn ở phổi và tụy Yếu tố

có thể tăng nguy cơ biến chứng HUS gồm tuổi nhỏ hay người già, mức

độ nặng của tiêu chảy, sốt cao, bạch cầu trong máu tăng và độc tố Stx2 cao [20, 41, 52, 83]

Dự hậu HUS rất xấu, khoảng 5 – 15% tử vong Khoảng 50% sống sót có bệnh suy thận tiến triển [51] Theo số liệu tại Hoa Kỳ, 20 – 30% HUS có biểu hiện bệnh não, đây là dấu hiệu xấu của HUS vì gia tăng tần suất tử vong [50, 51] Nguyên nhân dẫn đến tử vong trong giai đoạncấp là suy thận cấp, tổn thương đa cơ quan như não, gan, cơ, da,

thuợng thận, cơ tim; trong giai đoạn sau là bệnh cảnh suy thận giai đoạn cuối [83]

Về dịch tể học, tần xuất bệnh do STEC toàn cầu chưa được công bố

do không đồng nhất trong giám sát và hệ thống báo cáo Argentina có tần suất mắc cao nhất là 22/100.000 trẻ em mỗi năm, trong khi tại Hoa

Kỳ, Anh và Canada khoảng 2 – 4 ca Tại Hoa Kỳ và Anh, O157:H7 chiếm tỷ lệ cao hơn ở các bang miền Bắc [27, 81] Nhìn chung toàn cầu, O157:H7 xảy ra thường hơn vào mùa hè [45, 74, 75] Việt Nam chưa có hệ thống giám sát, nghiên cứu này tuy không trả lời được câu

hỏi về tần suất mắc trong dân số nhưng với thiết kế nghiên cứu ngẫu nhiên trong năm có thể khuyến cáo số ca mắc chiếm ưu thế theo mùa.

III.4 Enteroinvasie E coli (EIEC) là nhóm vi khuẩn E coli có tính chất xâm

nhập tế bào và mô ruột, chủ yếu ở đại tràng Chúng thoát khỏi hiện tượng lygiải trong nội bào, tồn tại trong tế bào biểu mô và các đại thực bào, phát triển

và kích hoạt quá trình chết theo chương trình Sau khi tế bào bị vỡ, chúng tiếptục lan sang các tế bào khác Tế bào bị phá vỡ kích hoạt phản ứng viêm gâyviêm loét tại chỗ, áp xe nhỏ đến lan rộng Cơ chế sinh bệnh của EIEC vàShigella tương tự nhau vì chia sẻ yếu tố sinh bệnh như nhau, ngoại trừ S.dysenteria týp 1 có tiết độc tố Shiga như đã trình bày ở phần trên.Việc táchbiệt EIEC gây bệnh trong bệnh lỵ trực trùng do Shigella được công bố vàothập niên 70 của thế kỷ trước [40, 46]

Bệnh cảnh lâm sàng lỵ do EIEC tương tự như Shigella vì chia sẻgen sinh bệnh với Shigella Ở các nước đang phát triển chiếm 5% bệnhtiêu chảy, # 20% bệnh tiêu đàm máu [22]

Sau thời gian ủ bệnh từ 1 đến 7 ngày, các triệu chứng lỵ bao gồmsốt, đau bụng kiểu co thắt nặng, mót rặn, tiêu chảy kèm theo đàm và dâymáu Phân này chứa nhiều vi khuẩn và bạch cầu đa nhân trung tính Tiêuphân nước trong bệnh lỵ thường trong giai đoạn đầu hoặc có thể không có.Giai đoạn này phản ánh hiện tượng nhân đôi thoáng qua của vi khuẩn tạiruột non Lượng nước mất theo phân tương đối ít có thể do enterotoxinscủa vi khuẩn làm ức chế quá trình xuất tiết ở ruột Ngoài ra, vì sự xâmnhập và phá hủy các cấu trúc của niêm mạc, các dịch tiết ở hổng tràngkhông được tái hấp thu tốt ở đại tràng sẽ thảy ra phân cùng với các môchết [23] Giai đoạn lỵ toàn phát liên quan đến việc tạo khúm quá mức của

vi khuẩn tại niêm mạc đại tràng Vi khuẩn xâm nhập vào tế bào biểu môđại tràng, lan rộng từ tế bào này sang tế bào khác nhưng chỉ đến mànglamina propria Nhiều ổ tế bào nhiễm trùng tạo thành vi ápxe liên kết với

nhau tạo thành các ổ lớn hơn và gây loét Một khi nhiễm trùng tiến triển,các tế bào bề mặt niêm mạc chết bong ra làm cho phân có máu, mủ và chấtnhầy Lỵ trực trùng cũng có đặc tính chung là có nhiều bạch cầu đa nhântrung tính từ lớp dưới niêm mạc di chuyển vào lòng ruột EIEC gây bện lỵ

có khả năng gây đáp ứng viêm cho ký chủ có thể từ nhẹ đến nặng, trongkhi S dysenteriae týp 1 luôn luôn gây bệnh nặng, S sonnei thường gâyđáp ứng viêm nhẹ [40, 46]

Biến chứng: Lỵ có thể rất đau và bệnh khó kiểm soát được và là lý

do nhập viện nhiều hơn các bệnh tiêu chảy khác Bệnh hiếm khi nặngngoại trừ trẻ suy dinh dưỡng, người già và cơ địa suy giảm miễn dịch Cácbiến chứng có thể gặp là mất nước nặng, thủng ruột, toxic megacolon,nhiễm trùng huyết, co giật, HUS và hội chứng Reiter (viêm niệu đạo, viêmkết mạc và viêm khớp) [59] Tuy nhiên, hai hội chứng này thường gặp do

S dysenteriae nên cần xác định thêm có phải vai trò của độc tố Shiga haykhông

Dịch tể học: Ngưỡng gây bệnh của EIEC là 108 cao hơn so vớiShigella, từ 200 – 5000 vi khuẩn [46, 47] Tương tự STEC, EIEC vàShigella lây lan từ người sang người qua đường phân miệng, nước, thức ănnhiễm khuẩn, đặc biệt ở những nơi đông đúc như sống tập thể, trường họcbán trú, trại quân đội Dịch thường xảy ra vào mùa hè, ấm áp

Trẻ sơ sinh mắc bệnh lỵ rất hiếm Triệu chứng thường không sốthoặc sốt nhẹ, tiêu chảy không có máu Tuy nhiên, biến chứng xảy rathường hơn trẻ lớn như nhiễm trùng huyết, viêm màng não, thủng đại tràng

và toxic megacolon

Shigella có thể có người lành mang trùng, ngoài ra cũng có một sốbáo cáo Shigella truyền từ loài khỉ [6, 48, 54, 79] Tuy nhiên, Shigellakhông phát hiện ở trẻ dưới 6 tháng tuổi và số liệu về người lành mang vikhuẩn EIEC còn ít

Có nhiều ý kiến quanh vấn đề có nên xếp Shigella vào phân týp của

E coli hay không vì chúng có bộ gen di truyền tương tự Ngoài ra, do tínhchất gây bệnh tương đồng giữa EIEC và Shigella nên một số ý kiến chorằng EIEC là sự tiến hóa trung gian từ E coli và Shigella Tính chất củaEIEC giống Shigella là không di động, không lên men lactose và âm tínhvới hoạt động lysine decarboxylase (LCD) [56] Một số tác giả khác thìcho rằng Shigella đã truyền gen bệnh qua plasmid cho vi khuẩn E coli,quá trình này làm mất đi một số gen ức chế sự nhạy cảm với tế bào ký chủ,

do đó tạo điều kiện cho vi khuẩn xâm nhập và gây bệnh [38, 56]

Tất cả gen cần cho vi khuẩn xâm nhập vào tế bào ký chủ (IpaH vàial) thuộc vùng 30-kb của plasmid gây bệnh và được biết là tương tự vớigen trong plasmid gây bệnh của Shigella Các gen này mã hóa protein xâmnhập Ipa ABCD và IpgD

EIEC bao gồm một số týp huyết thanh như O28ac, O29, O112ac,O124, O136, O143, O144, O152, O159, O164, O167 và một số chủngkhông điển hình khác LPS các týp huyết thanh này có quan hệ mật thiếtvới Shigella và cũng giống các đặc tính của Shigella như không di chuyển

vì không kháng nguyên H hay flagella và thường không lên men lactose[22]

Tuy nhiên, nhìn chung vẫn chưa có bằng chứng nào giải thích đượchết các vấn đề và ở hầu hết các phân loại đều xếp các týp Shigella vào cácchủng của E coli thuộc một trong các nhóm A, B1, B2 và D Trong nghiêncứu này, chúng tôi quan sát cả EIEC và Shigella, nhưng Shigella chỉ nhậndiện qua kết quả cấy phân trên môi trường SS

III.5 Enteroaggregative E coli (EAEC) liên quan đến bệnh tiêu chảy cấp và

tiêu chảy kéo dài ở các nước đang phát triển hầu hết gặp ở trẻ dưới 2 tuổi.EAEC thường gây tiêu chảy phân nước có đàm, đôi khi sốt nhẹ và nôn ói.EAEC được cho rằng có liên quan đến chậm phát triển thể chất ở trẻ nhủ nhi

tại các nước đang phát triển EAEC tạo biofilm đặc trưng trên niêm mạc ruột,gây tổn thương vi nhung mao, hoại tử xuất huyết và kích hoạt đáp ứng viêm.Sinh bệnh học chia làm 3 giai đoạn (1) kết dính vào niêm mạc ruột bằng cácfimbriae hoặc chất kết dính đặc hiệu (2) kích thích tiết chất nhầy (3) tiết độc tốlàm tổn thương niêm mạc và làm tăng tiết dịch ruột Đáp ứng viêm ở ruột quatrung gian interleukin (IL-8 và IL-1β) và tăng lactoferin trong phân Phản ứng) và tăng lactoferin trong phân Phản ứngviêm này được cho rằng liên quan đến chậm phát triển về thể chất và suy dinhdưỡng [22, 63].

Chất kết dính được gọi là AAF-1,2 (aggregative adherence fimbriae) kết hợp với tế bào HEp-2 Một số chủng EAEC tiết độc chất: plasmid-encode enterotoxin (EAST1), độc tố ST giống ETEC,

autotransporter toxin (Pet) Gen mã hóa độc tố ruột gọi là ShET1

Các chủng E coli thuộc nhóm EAEC gồm O3, O7, O15, O44, O77,O86, O126 và O127 Tiêu chuẩn chẩn đoán trước đây là sự kết dính với tế bào HEp-2 nhưng có dương tính giả Hiện nay Nhận diện gen AggR chứa trong plasmid cho kết quả tin cậy hơn

III.6 Diffusely adherant E coli (DAEC) thực sự gây bệnh chưa được xác định

chắc chắn Tuy nhiên có nhiều bằng chứng tại các nước phát triển và các nướcđang phát triển báo cao DAEC gây bệnh tiêu chảy ở trẻ em trên 1 tuổi và dukhách DAEC gây tiêu chảy cấp không đàm máu và không gây tiêu chảy kéodài DAEC được nhận diện dựa trên việc kết dính đặc hiệu lên tế bào biểu mô.Việc nghiên cứu các yếu tố gây bệnh và xác định týp huyết thanh của E coliđối với DAEC đang được tiến hành

IV TỔNG HỢP PHÂN LOẠI CHỦNG E COLI GÂY BỆNH

Có nhiều cách phân loại khác nhau Theo cổ điển, E coli cũng như các vikhuẩn khác được phân loại theo hình thái (cầu, gậy), mức ái khí (yếu khí, hiếukhí, yếm khí tùy nghi), khả năng di chuyển, bắt màu gram và hiện tượng lên men

Trong họ vi khuẩn đượng ruột Bacteriaceae, vi khuẩn E coli là trực khuẩn,gram âm, yếm khí tùy nghi, di chuyển và lên men lactose.

Với sự phát triển của sinh học phân tử từ cuối thế kỷ XX, hệ thống phânloại vi khuẩn E coli dần dần được sắp xếp theo kiểu gen một cách rõ ràng vàchính xác hơn vì dựa theo các kiểu gen chính và các gen gây bệnh [24, 28, 29, 35,

55, 60, 65, 73] Theo đó, E coli được chia thành 4 nhóm A, B1, B2 và D NhómB2 và nhóm D bao gồm các chủng E coli thường gây bệnh ngoài đường tiêu hóa,trong khi nhóm A và nhóm B1 thường gây bệnh đường tiêu hóa, ít khi gây bệnhngoài đường tiêu hóa đối với cơ địa không suy giảm miễn dịch Pupo và cộng sựcông bố mối liên hệ gen của các tác nhân E coli gây bệnh phân lập được vớiphương pháp điện di (multilocus enzyme electrophoresis, MLEE) và giải trình tựgen (multilocus sequence typing, MLST) [55] Theo cây phân loại này, Shigellaflexneri týp 2, 2a, 4 thuộc nhóm D, trong khi các nhóm còn lại thuộc nhóm A.Tương tự, EIEC có ở 2 nhóm A và B1 (xem biểu đồ 2)

Biểu đồ 2: Minh họa sự phân bố vi khuẩn E coli gây bệnh, bao gồm Shigella Bên trái là các thành viên của E coli (E coli refference, ECOR), bên phải là phân nhóm lớn (A, B1, B2 và D) và một số chủng chưa phân loại được (non) Phân nhóm dựa trên phương pháp MLEE với 10 enzyme chuyển hóa Các vi khuẩn được phân tích có nguồn gốc từ 8 chủng gây nhiễm trùng tiểu

có triệu chứng và số còn lại từ phân người và súc vật bị bệnh tiêu chảy, gồm EPEC, EIEC, ETEC, EHEC và các vi khuẩn Shigella spp Boyd, boydii; Flex, flexneri, Dysen, dysenterii, Sonn, sonnei [55].

Tuy nhiên, phân loại theo di truyền học như trên rất khó nhớ và tính ứngdụng không cao cho các nhà lâm sàng Mặt khác, cùng một kiểu gen di truyềnnhưng có một số vi khuẩn mang gen bệnh còn một số khác thì không, vì hầu hếtgen gây bệnh nằm trên plasmid.

Phân loại tóm lược theo khả năng và cơ chế sinh bệnh chứng tỏ tính ứngdụng cao trên lâm sàng (xem biểu đồ 3) Các chủng gây bệnh được chia 2 nhómchính là nhóm gây bệnh tại đường tiêu hóa và nhóm gây bệnh ngoài đường tiêuhóa (extraintestinal pathogenic E coli, ExPEC) Các chủng ExPEC gồm chủnggây viêm màng não (meningitis-associated E coli, MAEC) và chủng gây nhiễmtrùng tiết niệu (uropathogenic E coli, UPEC) Một số chủng chia sẻ nhiều yếu tốgây bệnh, trong khi một số chủng khác thì không [10] Giữa UPEC và DAECchia sẽ yếu tố kết dính với nhau Một số báo cáo cho rằng một số chủng DAEC,STEC gây bệnh cả ở đường tiết niệu và đường tiêu hóa [34, 84] Chủng STECchia sẻ gen độc tố Shiga với chủng E coli kết dính (attaching and effecting E.coli, AEEC) được xem như EHEC, gồm chủng O157:H7 và không phảiO157:H7 Như vậy, các chủng EHEC chia sẻ 2 gen sinh bệnh của STEC vàAEEC hay EPEC Chủng EIEC và Shigella được phân nhóm chung vì cùng tínhchất xâm nhập mô và tế bào trong cơ chế sinh bệnh, trong đó chỉ có S dysenterytýp 1 chia sẻ gen sinh độc tố Shiga của STEC Chủng Enteroaggregative E coli(EAEC) gây tiêu chảy cấp và kéo dài do tính chất kết dính đặc hiệu khác hơnAEEC Chủng ETEC gây tiêu chảy cấp bằng cách tiết độc tố LT và ST tương tựđộc tố của vi khuẩn tả Chủng DAEC hiện vẫn còn đang nghiên cứu

ETEC

Typical EPEC

Typical EPEC

Atypical EPEC

Atypical EPEC

EHEC

O157:H 7

O157:H 7

S dys týp 1

ExPEC