Nơi cư trú
Các vi khuẩn đường ruột thường sống ở ống tiêu hóa của người và động vật, có thể gây bệnh hoặc không gây bệnh. Ngoài ra chúng có thể sống ở ngoại cảnh (đất, nước) và trong thức ăn.
Hình thể
Các vi khuẩn thuộc họ Enterobacteriaceae là những trực khuẩn gram âm không sinh nha bào. Một số giống vi khuẩn thường không di động (Klebsiella, Shigella), một số vi khuẩn khác di động nhờ có lông ở xung quanh thân tế bào. Một số giống có vỏ nhìn thấy được nhờ kính hiển vi thường như Klebsiella.
Nuôi cấy
Các vi khuẩn đường ruột hiếu khí kỵ khí tùy tiện, phát triển được trên các môi trường nuôi cấy thông thường.
Trên các môi trường đặc, các khuẩn lạc của các vi khuẩn đường ruột thường nhẵn, bóng (dạng S). Tính chất này có thể biến đổi sau nhiều lần nuôi cấy liên tiếp thành các khuẩn lạc có bề mặt khô và xù xì (dạng R).
Các khuẩn lạc của các vi khuẩn có vỏ như Klebsiella là khuẩn lạc nhầy, lớn hơn khuẩn lạc dạng S và có xu hướng hòa lẫn vào nhau.
Nghiên cứu các tính chất sinh vật hóa học giúp cho việc định loại vi khuẩn.
Tính chất sinh vật hóa học
Các vi khuẩn thuộc họ Enterobacteriaceae lên men glucose, có sinh hơi hoặc không sinh hơi, oxidase âm tính, catalase dương tính, khử nitrate thành nitrite. Lên men hoặc không lên men một số đường (ví dụ lactose). Có hay không có một số enzyme như urease, tryptophanase. Khả năng sinh ra H2S khi dị hóa protein, axít amin hoặc các dẫn chất có lưu huỳnh...
Cấu trúc kháng nguyên
Ở các vi khuẩn đường ruột người ta có thể phân biệt:
Các kháng nguyên thân hoặc kháng nguyên O
Các kháng nguyên lông hoặc kháng nguyên H
Các kháng nguyên bề mặt (vỏ hoặc màng bọc) được gọi là kháng nguyên K.
Việc nghiên cứu các kháng nguyên khác nhau này cho phép phân chia các vi khuẩn thuộc cùng một loài hoặc một giống ra các type huyết thanh.
Kháng nguyên O
Là kháng nguyên nằm trong vách tế bào vi khuẩn, bản chất là lipopolysaccharide (LPS) bao gồm:
Thành phần protein làm cho phức hợp có tính chất kháng nguyên.
Thành phần polysaccharide quyết định tính đặc hiệu của kháng nguyên.
Thành phần lipid A chịu trách nhiệm về tính độc.
Kháng nguyên O (LPS) là nội độc tố, khi tiêm cho động vật, nó gây ra các phản ứng giảm bạch cầu, sốt và nhiễm độc. Các phản ứng này đều thấy ở bệnh nhân mắc bệnh thương hàn và sốc nội độc tố.
Cơ thể người hoặc động vật đáp ứng lại với kháng nguyên O bằng kháng thể O. Kháng nguyên O khi gặp kháng thể tương ứng sẽ xảy ra phản ứng ngưng kết gọi là hiện tượng ngưng kết O: thân vi khuẩn ngưng kết với nhau dưới dạng những hạt nhỏ, lắc khó tan.
Kháng nguyên H
Là kháng nguyên của lông chỉ có ở những vi khuẩn di động và có bản chất là protein giống như myosin của cơ. Kháng nguyên H kích thích cơ thể hình thành kháng thể H và khi gặp nhau sẽ xảy ra hiện tượng ngưng kết H, trong đó các vi khuẩn ngưng kết lại với nhau do các lông kết dính lại tạo nên các hạt ngưng kết rất dễ tan khi lắc.
Các vi khuẩn di động khi cho tiếp xúc với các kháng thể H tương ứng thì chúng bị bất động.
Kháng nguyên bề mặt
Là kháng nguyên bao quanh thân của vi khuẩn hoặc dưới dạng một cái vỏ nhìn thấy được rõ ràng ở kính hiển vi thường (ví dụ kháng nguyên K của Klebsiella) hoặc là dưới dạng một màng bọc không nhìn thấy được ở kính hiển vi thường (ví dụ kháng nguyên Vi của Salmonella typhi)
Phân loại
Có nhiều cách phân loại họ Enterobacteriaceae. Theo cách phân loại của Bergey’s Manual (1984) chia Enterobacteriaceae làm 13 giống chính như sau:
Các giống :
I.Escherichia II.Shigella
III.Edwardsiella IV.Citrobacter
V.Salmonella VI.Klebsiella
VII.Enterobacter VIII.Serratia
IX.Proteus X.Providencia
XI.Morganella XII.Yersinia
XIII.Erwinia
Trong các giống kể trên thì các giống vi khuẩn có ý nghĩa y học nhất là : Escherichia; Shigella; Salmonella; Klebsiella; Enterobacter; Proteus; Yersinia; còn các giống khác ít ý nghĩa
ESCHERICHIA COLI
Escherichia coli (E.coli) là những vi khuẩn ký sinh, bình thường có ở ruột, nhưng đồng thời cũng là tác nhân gây bệnh khi chúng xâm nhập vào các cơ quan khác như đường niệu, đường máu..., và có một số chủng E. coli có khả năng gây bệnh ỉa chảy như ETEC, EPEC, EIEC...
Đặc điểm sinh vật học
Hình thể
E.coli là trực khuẩn gram âm, di động do có lông quanh thân, một số chủng E.coli có vỏ polysaccharide, không sinh nha bào.
Tính chất nuôi cấy
E.coli là vi khuẩn hiếu khí hoặc kỵ khí không bắt buộc, phát triển dễ dàng trên các môi trường nuôi cấy thông thường, một số có thể phát triển được ở môi trường tổng hợp đơn giản. Nhiệt độ thích hợp 370C, pH thích hợp là 7 - 7,2.
Tính chất sinh vật hóa học
E.coli lên men nhiều loại đường sinh axit và sinh hơi như: Glucose, lactose, ramnose; indol dương tính, đỏ methyl dương tính, VP âm tính, citrat âm tính, urease âm tính, H2S âm tính.
Kháng nguyên của E.coli
E.coli có rất nhiều type huyết thanh mà công thức dựa vào sự xác định kháng nguyên thân O, kháng nguyên vỏ K và kháng nguyên lông H.
Kháng nguyên O : Có khoảng 150 yếu tố khác nhau về mặt huyết thanh.
Kháng nguyên K : Được chia ra thành loại L, A hoặc B tùy theo sức đề kháng đối với nhiệt. Có chừng 100 kháng nguyên K khác nhau.
Kháng nguyên H : Đã xác định được khoảng 50 yếu tố H.
Khả năng gây bệnh cho người
E.coli là thành phần vi khuẩn hiếu khí chủ yếu ở ruột của người bình thường. Sự có mặt của E.coli ở ngoại cảnh và trong thức ăn chứng tỏ có sự nhiễm bẩn do phân. Tuy thế vai trò gây bệnh của nó đã được nói tới từ lâu. E.coli có thể gây nhiễm khuẩn ở nhiều cơ quan trong cơ thể người.
Bệnh tiêu chảy do E.coli
Các E.coli gây bệnh tiêu chảy ở người gồm có:
Enterotoxigenic E.coli (ETEC)
Là loại E.coli sinh độc tố ruột. ETEC là một nguyên nhân quan trọng gây tiêu chảy nặng giống triệu chứng do Vibrio cholerae 01 gây ra ở người. Bệnh tiêu chảy do ETEC xảy ra chủ yếu ở các xứ nhiệt đới và có thể gặp ở các lứa tuổi khác nhau, nhưng đặc biệt ở trẻ nhỏ thường thấy bệnh cảnh lâm sàng nặng dễ dẫn tới tình trạng kiệt nước và rối loạn điện giải. ETEC còn là một nguyên nhân thường gây tiêu chảy cho khách du lịch từ các nước phát triển sang các nước đang phát triển.
Cơ chế gây bệnh: ETEC vào ruột sẽ gắn vào niêm mạc ruột nhờ các yếu tố bám dính, đồng thời sản sinh ra độc tố ruột tác động lên tế bào niêm mạc ruột gây xuất tiết ra một số lượng lớn một chất dịch đẳng trương với huyết tương. Bệnh nhân nôn, tiêu chảy liên tục, phần lớn có đau nhức bắp cơ, đau bụng và sốt nhẹ.
Có hai loại độc tố ruột đã được nghiên cứu kỹ về tính chất sinh lý, sinh hóa và tính truyền bằng plasmid đó là :
Độc tố ruột LT (Heat-labile toxin)
Độc tố ruột ST (Heat-stable toxin)
Những chủng ETEC có thể sinh ra một hoặc hai loại độc tố ruột tùy thuộc vào plasmid mà chúng mang.
LT loại độc tố ruột bị hủy bởi nhiệt, là một protein gồm 2 tiểu phần A (Active) và B (Binding) có chức năng riêng biệt. Tiểu phần A có hai tiểu đơn vị A1 và A2, tiểu phần B có 5 tiểu đơn vị B1, B2, B3, B4 và B5. Các tiểu đơn vị B có chức năng gắn với thụ thể ganglioside GM1 ở bề mặt tế bào biểu mô ruột và chuẩn bị mở đường cho tiểu phần A mà chủ yếu là A1 xâm nhập vào bên trong tế bào. Tiểu đơn vị A tác động tới vị trí đích ở mặt trong màng bào tương nơi điều hòa enzyme adenylate cyclase. Adenylate cyclase bị hoạt hóa và làm tăng hàm lượng adenosine monophosphate vòng (AMP vòng). Hiện tượng này dẫn tới sự tăng thấm của các điện giải và nước qua màng ruột, gây tiêu chảy cấp và kiệt nước, rối loạn điện giải.
ST, loại độc tố ruột kháng nhiệt, là một phân tử có trọng lượng thấp nhất và không có tính kháng nguyên. Thụ thể dánh cho ST khác với thụ thể LT. Sau khi đã gắn với thụ thể, ST sẽ hoạt hóa guanylate cyclase trong tế bào niêm mạc ruột. Hiện tượng này dẫn tới sự tăng guanosine monophosphate vòng (GMP vòng) và do đó xảy ra tình trạng tăng tiết dịch ở ruột.
Enteropathogenic E.coli (EPEC)
EPEC hiện nay được biết gồm một số type huyết thanh thường gây bệnh tiêu chảy cấp (bệnh viêm dạ dày - ruột) ở trẻ em lứa tuổi nhỏ (trẻ dưới một tuổi), có thể gây thành dịch. Các vụ dịch do EPEC thường hay gặp trong bệnh viện, cơ chế gây bệnh của EPEC chưa được biết rõ. Các EPEC phân lập từ các vụ dịch thường là thuộc các type huyết thanh:
O26 : B6 O111 : B4 O126 : B16
O55 : B5 O119 : B4 O127 : B18
O86 : B7 O125 : B15 O128 : B12
Enteroinvasive E.coli (EIEC)
Là loại E.coli gây bệnh bằng cơ chế xâm nhập tế bào biểu mô niêm mạc ruột, gây tiêu chảy ở người lớn và trẻ em với những triệu chứng bệnh lý giống Shigella: nghĩa là đau bụng quặn, mót rặn, đi tiêu nhiều lần, phân có nhiều mũi nhầy và máu.
Người ta đã chứng minh được rằng khả năng xâm nhập tổ chức ruột của EIEC được chi phối bởi plasmid. EIEC có thể không lên men lactose, không di động và giống Shigella về nhiều mặt kể cả cấu trúc kháng nguyên. Do vậy những vụ dịch tiêu chảy do EIEC gây nên dễ bị lẫn lộn với tiêu chảy do Shigella.
Enteroadherent E.coli (EAEC)
Là loại E.coli bám dính đường ruột gây bệnh do bám vào niêm mạc và làm tổn thương chức năng ruột.
Enterohemorrhagic E.coli (EHEC)
EHEC là một trong những tác nhân gây tiêu chảy có thể dẫn tới viêm đại tràng xuất huyết và hội chứng tan máu - ure huyết. EHEC là những chủng E.coli có khả năng sản xuất một độc tố gây độc tế bào Vero (Verocytotoxin), gọi là VT.
Các nhiễm khuẩn khác do E.coli
E.coli có thể gây nên nhiễm khuẩn đường tiết niệu: sự ứ động nước tiểu do sỏi, thai nghén... tạo điều kiện thuận lợi cho bệnh nhiễm khuẩn đường tiết niệu dễ xảy ra . Mặt khác, khi thông niệu đạo, người ta có thể gây ra nhiễm khuẩn ngược dòng.
E.coli có thể gây ra nhiễm khuẩn đường sinh dục, nhiễm khuẩn gan mật, viêm màng não ở trẻ còn bú, nhiễm khuẩn huyết ...
Chẩn đoán vi sinh vật
Chủ yếu là chẩn đoán trực tiếp phân lập vi khuẩn từ bệnh phẩm.
Trong bệnh tiêu chảy do E.coli thì cấy phân để phân lập vi khuẩn. Giữa các nhóm E.coli không thể phân biệt được bằng các thử nghiệm sinh vật hóa học. Đối với EPEC thì xác định type huyết thanh bằng các kháng huyết thanh mẫu. Đối với ETEC thường được xác định bằng các thử nghiệm tìm khả năng sinh độc tố ruột thông thường nhất là tìm độc tố ruột bằng thử nghiệm ELISA. Đối với EIEC cần xác định tính xâm nhập, có thể dùng thử nghiệm Sereny để xác định. Đối với EHEC tìm khả năng sinh verocytotoxin.
Trong nhiễm khuẩn đường tiết niệu thì lấy nước tiểu giữa dòng của bệnh nhân để nuôi cấy. Chỉ nuôi cấy khi nhuộm soi kính hiển vi cặn nước tiểu thấy nhiều bạch cầu đa nhân cùng với vi khuẩn. Cần phải định lượng vi khuẩn trong 1 ml nước tiểu để có thể khẳng định vai trò gây bệnh của vi khuẩn phân lập được ở nước tiểu.
Phòng bệnh và chữa bệnh
Hiện nay chưa có vaccine đặc hiệu. Chủ yếu là phòng bệnh chung mà chủ yếu là tôn trọng các nội quy về vệ sinh.
Qua nhiều công trình nghiên cứu cho thấy một số lớn các chủng E.coli gây bệnh đề kháng các kháng sinh và hiện tượng một chủng vi khuẩn E.coli đề kháng với nhiều loại kháng sinh cũng khá phổ biến. Do vậy nên dựa vào kết quả của kháng sinh đồ để lựa chọn kháng sinh thích hợp trong chữa bệnh.
SHIGELLA
Shigella là tác nhân gây ra bệnh lỵ trực khuẩn ở người.
Đặc điểm sinh vật học
Shigella là trực khuẩn Gram âm tính, không có lông, vì vậy không có khả năng di động, không có vỏ không sinh nhà bào.
Shigella lên men glucose không sinh hơi, lên men manitol (trừ Shigella dysenteriae không lên men manitol), hầu hết Shigella không lên men lactose, chỉ có Shigella sonnei lên men lactose nhưng chậm. Không sinh H2S, urease âm tính, phản ứng indol thay đổi, phản ứng đỏ metyl dương tính, phản ứng VP âm tính, phản ứng citrat âm tính
Shigella có kháng nguyên thân O, không có kháng nguyên H. Căn cứ vào kháng nguyên O và tính chất sinh hóa, người ta chia Shigella ra làm 4 nhóm:
Nhóm A (Shigella dysenteriae)
Không lên men manitol, có 10 type huyết thanh được ký hiệu bằng các chữ số Ả Rập từ 1 - 10. Các type huyết thanh trong nhóm không có quan hệ về kháng nguyên với nhau và cũng không có quan hệ kháng nguyên với các nhóm khác. Type 1 (Sh. dysenteriae type 1) hay còn gọi là trực khuẩn Shiga là type có ngoại độc tố.
Nhóm B (Shigella flexneri)
Lên men manitol, có 6 type huyết thanh. Các type này có 1 kháng nguyên nhóm chung và mỗi một type huyết thanh lại có 1 kháng nguyên đặc hiệu type.
Nhóm C (Shigella boydii)
Lên men manitol, có 15 type huyết thanh, mỗi type có kháng nguyên đặc hiệu type.
Nhóm D (Shigella sonnei)
Lên men manitol, lên men lactose chậm, chỉ có 1 type huyết thanh.
Khả năng gây bệnh cho người
Shigella gây bệnh lỵ trực khuẩn ở người, đây là một bệnh truyền nhiễm có thể gây thành các vụ dịch địa phương. Thương tổn đặc hiệu khu trú ở ruột già, trên lâm sàng biểu hiện bằng hội chứng lỵ với các triệu chứng: đau bụng quặn, đi ngoài nhiều lần, phân có nhiều mũi nhầy và thường có máu.
Shigella gây bệnh bằng cơ chế xâm nhập vào tế bào biểu mô của niêm mạc ruột và nhân lên với số lượng lớn trong tổ chức ruột.
Các Shigella đều có nội độc tố. Riêng trực khuẩn Shiga còn có thêm ngoại độc tố bản chất là protein .
Nội độc tố Shigella cấu tạo như kháng nguyên thân, có độc tính mạnh nhưng tính kháng nguyên yếu. Tác dụng chính của nội độc tố là gây phản ứng tại ruột.
Ngoại độc tố của trực khuẩn Shiga không giống như độc tố ruột của Vibrio cholerae 01 và ETEC, hoạt tính sinh học chủ yếu của ngoại độc tố trực khuẩn Shiga là tác dụng độc đối với tế bào.
Ở Việt Nam, Shigella gây bệnh lỵ trực khuẩn thường gặp nhất là nhóm B (Shigella flexneri) và nhóm A (Shigella dysenteriae).
Dịch tễ học: Bệnh lây theo đường tiêu hóa, do ăn uống phải các thức ăn, nước uống bị nhiễm khuẩn. Ruồi là vật chủ trung gian truyền bệnh.
Người lành mang vi khuẩn và người bệnh đóng vai trò quan trọng gây dịch. Dịch thường xảy ra vào mùa hè.
Miễn dịch: Người ta cho rằng kháng thể dịch thể không có hiệu lực vì thương tổn của bệnh ở trên bề mặt của ống tiêu hóa. Ngược lại các miễn dịch tại chỗ ở ruột có thể có một vai trò quan trọng trước hết là các IgA tiết có trong đường ruột và các đại thực bào được hoạt hóa.
Chẩn đoán vi sinh vật
Cấy phân là phương pháp chẩn đoán tốt nhất. Bệnh phẩm cần được lấy sớm trước khi sử dụng kháng sinh, lấy chỗ phân có biểu hiện bệnh lý (có máu có nhầy) và phải chuyển đến phòng xét nghiệm vi trùng nhanh chóng. Nuôi cấy phân lập vi khuẩn trên các môi trường thích hợp: môi trường không có chất ức chế (thạch lactose) và môi trường có chất ức chế (DCA, SS hoặc Istrati). Xác định vi khuẩn dựa vào các tính chất sinh vật hóa học và làm phản ứng ngưng kết với kháng huyết thanh mẫu của Shigella.
Trong bệnh lỵ trực khuẩn, cấy máu không tìm được vi khuẩn.
Phòng bệnh và chữa bệnh
Phòng bệnh
Chủ yếu là cách ly bệnh nhân, khử trùng phân và nước thải, phát hiện và điều trị người lành mang vi khuẩn, áp dụng các biện pháp vệ sinh và kiểm tra dịch tể đối với nguồn nước, thức ăn... Hiện nay vẫn chưa có vaccine phòng bệnh có hiệu lực như mong muốn... Đang thử nghiệm dùng vaccine sống giảm độc lực đường uống nhằm tạo nên miễn dịch tại chỗ ở ruột. Vaccine sống này chỉ có khả năng bảo vệ đặc hiệu đối với type.
Chữa bệnh
Dùng kháng sinh để tiêu diệt vi khuẩn, việc chọn kháng sinh thích hợp dựa vào kết quả kháng sinh đồ. Việc sử dụng kháng sinh bừa bãi, thiếu thận trọng sẽ có nguy cơ làm tăng nhanh các chủng có sức đề kháng đối với kháng sinh và tăng nguy cơ bị loạn khuẩn với tất cả các hậu quả nghiêm trọng của nó.
Xem tiếp: Họ vi khuẩn đường ruột (Enterobacteriaceae) ( P2)
Bệnh viện Nguyễn Tri Phương - Đa khoa Hạng I Thành phố Hồ Chí Minh
