Tại Sao Vi Khuẩn “biết” Kháng Thuốc? - Báo Sức Khỏe & Đời Sống

LTS: Sau sự việc vi khuẩn E.Coli gây dịch bùng phát làm nhiều người mắc và một số người tử vong tại các quốc gia châu Âu - nơi có nền y học phát triển đã đặt ra một câu hỏi tại sao vi khuẩn tưởng chừng dễ bị tiêu diệt bởi kháng sinh này lại có thể kháng thuốc? Trên số 102 báo SK&ĐS đã có bài “Cần sửa thói quen dùng kháng sinh chưa đúng”, trong số này chúng tôi cung cấp cho độc giả thông tin về nguyên nhân vi khuẩn có thể kháng thuốc.

Kháng thuốc là do “gen”

Kháng sinh là thuốc tấn công vào cơ thể vi khuẩn nhằm mục đích tiêu diệt. Nó như một vũ khí ngăn chặn sự sống của loài vi sinh vật này. Nhưng ngày nay, càng có nhiều loại vi khuẩn kháng thuốc và ngày càng có nhiều thuốc bị kháng. Tại sao vi khuẩn lại có khả năng nhận ra thuốc kháng sinh và kháng lại?

Thuốc kháng sinh là một thuốc duy nhất có công hiệu có thể tiêu diệt các vi khuẩn gây bệnh. Nó đã cứu được hàng triệu triệu người trên thế giới. Tuy nhiên, vấn nạn kháng thuốc kháng sinh đang trở thành một vấn đề đau đầu, nhức nhối và thời sự, WHO phải lên tiếng cảnh báo rằng “không hành động hôm nay, ngày mai không thuốc chữa”.

Kể từ khi xuất hiện một trường hợp kháng thuốc kháng sinh đầu tiên vào năm 1947, nạn vi khuẩn kháng lại kháng sinh đã lan rộng. Sự lan rộng của kháng thuốc kháng sinh không chỉ về mặt địa lý, mà còn cả về mặt chủng loại vi khuẩn và loại thuốc bị kháng.

Mắt xích DNA bị đột biến trong kháng thuốc.

Hiện tượng kháng thuốc kháng sinh đã lan từ vùng này sang vùng khác, khiến nó trở thành một vấn đề toàn cầu. Không chỉ các quốc gia kém phát triển và vệ sinh nghèo nàn mới có hiện tượng kháng thuốc kháng sinh mà ngay cả các nước phát triển như Anh, Pháp, Đức... cũng có sự kháng lại kháng thuốc kháng sinh.

Ngày càng có nhiều chủng loại vi khuẩn kháng thuốc. Ban đầu chỉ có một loại vi khuẩn kháng thuốc là vi khuẩn tụ cầu vàng Staphylococcus aureus. Nhưng ngày nay đã có nhiều loài vi khuẩn có đặc tính này như trực khuẩn mủ xanh Pseudomonas aeruginosa, vi khuẩn kỵ khí gram dương như Clostridium spp, vi khuẩn viêm màng não Neisseria meningitidis, phế cầu khuẩn...

Sự kháng lại thuốc kháng sinh của vi khuẩn về cơ bản là do gen. Tức là vi khuẩn “tự nhiên” có những gen kháng thuốc trong tế bào. Nhờ có gen kháng thuốc mà vi khuẩn có đủ năng lực chống lại tác dụng của thuốc kháng sinh. Và nhờ đó mà chúng có thể tồn tại và tiếp tục gây bệnh. Vấn đề là ở chỗ, làm thế nào mà vi khuẩn có được gen kháng thuốc này?

Cách “tạo” ra gen kháng thuốc

Như trên đã nói, sự kháng thuốc có thể nói rằng về cơ bản do xuất hiện các gen kháng thuốc. Nhưng không phải “tự nhiên” mà vi khuẩn có được mẩu gen nguy hại này. Việc có được gen kháng thuốc là do một trong nhiều cách thức sau đây:

Thứ nhất là do đột biến, tức là chính thuốc kháng sinh đã làm đột biến hệ vật chất di truyền của vi khuẩn làm cho hệ vật chất này bị biến đổi. Cụ thể ở đây là DNA của vi khuẩn bị biến đổi. Sự biến đổi này theo hướng kháng lại thuốc kháng sinh và gen bị biến đổi này được gọi là gen kháng thuốc.

Không phải là dễ dàng mà vi khuẩn có được sự đột biến này. Sự đột biến chỉ xảy ra khi thuốc được dùng với liều lượng không quy chuẩn và vi khuẩn có thể sống sót sau đợt điều trị. Những “con” vi khuẩn sống sót này sẽ nhận biết, cảm hoá và biến đổi DNA để chống lại tác dụng của thuốc kháng sinh. Và thế là gen kháng thuốc được tạo thành. Về cơ bản, đây là cách thức chủ yếu nhất tạo ra kháng thuốc. Tuy nhiên, sự đột biến tự thân của vi khuẩn chưa phải là cách chủ đạo gây ra sự kháng thuốc lan nhanh.

Thứ hai là do sự lai tạo của dòng vi khuẩn động vật với vi khuẩn trên người. Tức là vi khuẩn gây bệnh trên người có được gen kháng thuốc là do tiếp nhận được những gen kháng thuốc từ hệ vi khuẩn trên động vật. Quá trình này diễn ra như sau: Ban đầu, vi khuẩn trên động vật kháng thuốc. Sau đó, vì một lý do nào đó, những vi khuẩn này thâm nhập được vào cơ thể người. Những vi khuẩn bị đột biến này sẽ truyền tải gen kháng thuốc theo cơ chế chuyển gen cho vi khuẩn trên người. Vật mang gen kháng thuốc từ vi khuẩn động vật sang vi khuẩn người là một “bán sinh thể sống” có tên gọi là plasmid. Kết quả là vi khuẩn trên người có khả năng kháng thuốc.

Thứ ba là có sự chuyển đổi gen kháng thuốc giữa những vi khuẩn trên lãnh thổ quốc gia này sang lãnh thổ quốc gia khác thông qua những chủ thể người đi du lịch. Ban đầu, những người đi du lịch có những vi khuẩn kháng thuốc. Họ đi sang một quốc gia khác, mang theo luôn cả loại vi khuẩn này. Những vi khuẩn này sẽ truyền gen kháng thuốc cho những vi khuẩn lành ở quốc gia bị tạp nhiễm. Kết quả cuối cùng là tạo ra một dòng vi khuẩn kháng thuốc ở chính quốc gia thứ hai này và từ đó có thể làm nạn kháng thuốc lan ra toàn cầu.

Các gen kháng thuốc chống lại thuốc như nào?

Xét dưới góc độ tế bào, hạt nhân giúp vi khuẩn kháng thuốc ấy chính là các gen kháng thuốc trong bộ vật chất di truyền DNA. Những gen kháng thuốc sẽ giúp vi khuẩn chống lại thuốc theo một trong 4 phương thức: tránh sự xâm nhập kháng sinh vào tế bào, tổng hợp các enzym bất hoạt hoặc phân huỷ kháng sinh, thay đổi con đường chuyển hoá và bơm thải kháng sinh ra khỏi tế bào.

Một trong các phương thức chủ yếu đó là vi khuẩn tổng hợp ra các enzym bất hoạt hoặc phân huỷ kháng sinh. Khi mà các enzym được tổng hợp ra thì chúng sẽ phân huỷ hoặc biến đổi thuốc kháng sinh thành những “mảnh” không có tác dụng. Ví dụ điển hình là enzym ß-lactamase trong tụ cầu vàng có tác dụng phân huỷ kháng sinh dòng ß-lactamam như penicillin, piperacillin, cefotaxime; enzym chuyển acetyl làm biến đổi thuốc kháng sinh chloramphenicol.

Cơ chế thứ hai khá thông dụng đó là gen kháng thuốc giúp vi khuẩn thay đổi chuyển hoá theo hướng không sử dụng kháng sinh trong sinh trường. Dù có hay không có kháng sinh thì vi khuẩn cũng không bị tiêu diệt. Đây là hiện tượng hay gặp khi vi khuẩn chống lại các kháng sinh dòng sulphonamide, quinolon, macrolid.

Không chỉ có thế, các vi khuẩn còn có khả năng thải trừ kháng sinh ra khỏi tế bào. Sự kháng thuốc kháng sinh của trực khuẩn mủ xanh Pseudomonas aeruginosa là một ví dụ điển hình của hình thức kháng lại kháng sinh theo cơ chế này.

Nghiên cứu về tốc độ kháng thuốc người ta thấy, tỷ lệ kháng thuốc vào cỡ 10-9 vi khuẩn trong cộng đồng vi sinh vật. Tỷ lệ này tương đương với các tỷ lệ đột biến di truyền tự nhiên. Nhưng sự kháng thuốc thì không nhỏ như thế mà nhanh hơn rất rất nhiều lần. Đó là nhờ sự hoạt động của các gen kháng thuốc theo các cơ chế như trên.

Bs. Yên Lâm Phúc