Staphylococcus aureus và bệnh do Staphylococcus

PHẦN I. MỞ ĐẦU Với tình hình an toàn vệ sinh đang diễn ra hết sức phức tạp. Song song đó, vấn đề về sức khỏe cũng là một vấn đề mang tính thời sự nóng hổi. Chính vì thế mà không ít người đã đặt câu hỏi: “Liệu trong thời đại thị trường cạnh tranh khóc liệt như hiện nay thì các doanh nghiệp có thực sự chú trọng đến sức khỏe người tiêu dùng không hay lợi nhuận sẽ được đặt lên hàng đầu?” Các vụ ngộ độc thực phẩm thì có rất nhiều nguyên nhân như do: hóa chất, bản chất thực phẩm chứa sẵn một số chất độc,… Nhưng quan trọng hơn hết vẫn là từ vi sinh vật, trong đó có Staphylococus aureus-một trong những nguyên nhân chính. Điều đáng lưu ý và quan tâm ở đây là chủng này có khả năng tiết ra một số độc tố bền với nhiệt và khó bị phân hủy ở nhiệt độ cao. Hơn nữa, chúng lại có khả năng kháng methiciline, penicilline khi gặp điều kiện thuận lợi còn có thể lây lan và gây nên nhưng căn bệnh nguy hiểm. Vì thế mà nhóm chúng tôi quyết định thực hiện đề tài: “Staphylococcus aureus và bệnh do Staphylococcus”. Nhằm mục đích tìm hiểu nguồn gốc phát sinh, những tác hại mà Staphylococus aureus gây ra cũng như các biện pháp phòng ngừa và chữa trị... Đặc biệt là tìm hiểu các phương pháp phân tích để nhận biết và phát hiện chúng, đây đồng thời có thể xem là một biện pháp hữu hiệu để kiểm tra độ an toàn của thực phẩm. PHẦN II. NỘI DUNG 2.1 Lịch sử phát hiện - Ngày 9 tháng 4 năm 1881, bác sĩ người Scotland Alexander Ogston đã trình bày tại hội nghị lần thứ 9 Hội phẫu thuật Đức một bao cáo khoa học trong đó ông sử dụng khái niệm tụ cầu khuẩn (Staphylococcus ), trình bày tương đối đầy đủ vai trò của vi khuẩn này trong các bệnh lý sinh mủ trong lâm sàng. Staphylococcus dưới kính hiển vi. - Staphylococcus aureus do Robert Koch (1843-1910) phát hiện vào năm 1878, phân lập từ mủ ung nhọt và Loius Pasteur (1880) đều nghiên cứu tụ cầu khuẩn từ thời kỳ đầu của lịch sử ngành vi sinh vật (VSV) học. - Năm 1926, Julius von Daranyi là người đầu tiên phát hiện mối tương quan giữa sự hiện diện của hoạt động men coagulase huyết tương của vi khuẩn với khả năng gây bệnh của nó. Tuy nhiên mãi đến năm 1948, phát hiện này mới được chấp nhận rộng rãi 1.2. Phân loại: 1.2.1. Phân loại Staphylococcus theo khoa học: - Giới : Eubacteria - Ngành : Firmicutes - Lớp : Bacilli - Bộ : Bacillales - Họ : Staphylococcaceae - Giống : Staphylococcus - Loài : aureus - Tên khoa học : Staphylococcus aureus. 1.2.2. Phân loại Staphylococcus theo men Coagulase: Trên phương diện gây bệnh thì tụ cầu khuẩn được chia làm hai nhóm chính: có men Coalugase và không có men Coagulase. 1.2.2.1. Tụ cầu có men Coagulase: Nhờ men coagulase này mà trên môi trường nuôi cấy có máu, vi khuẩn tạo nên các khuẩn lạc màu vàng. Do vậy vi khuẩn này còn gọi là tụ cầu vàng. Các vi khuẩn quan trọng của nhóm này là: + Staphylococcus aureus. +Staphylococcua intermedius. 1.2.2.2. Tụ cầu không có men Coagulase: - Do không có men coagulase nên trên môi trường nuôi cấy có máu, khuẩn lạc có màu trắng ngà. Trên lâm sàng thường gọi các vi khuẩn này là tụ cầu trắng. Các vi khuẩn nhóm này có thể kể: + Staphylococcus epidermidis. + Staphylococcus saprophyticus. + Staphylococcus haemolyticus. + Staphylococcus capitis. + Staphylococcus simulans. + Staphylococcus hominis. + Staphylococcus warneri. - Cùng 16 chủng tụ cầu khuẩn khác không hiện diện ở người. 1.2.3. Phân loại Staphylococcus bằng kháng nguyên: - Các tụ cầu có nhiều loại kháng nguyên: protein, polysaccharid, acid teichoic của vách tế bào vi khuẩn. Nhưng dựa vào kháng nguyên, việc định loại vi khuẩn rất khó khăn. Các kháng nguyên trên bề mặt tế bào được quan tâm. - Acid teichoic : là kháng nguyên ngưng kết chủ yếu của tụ cầu và làm tăng tác dụng hoạt hóa bổ thể. Đây là chất bám dính của tụ cầu vào niêm mạc mũi. Acid này gắn polysaccharid vách tụ cầu vàng. Đây là kháng nguyên O. - Protein A : là những protein bao quanh bề mặt vách tụ cầu vàng và là một tiêu chuẩn để xác định tụ cầu vàng. 100% các chủng tụ cầu vàng có protein này. - Vỏ polysaccharid: một số ít chủng S. aureus có vỏ và có thể quan sát được bằng phương pháp nhuộm vỏ. - Lớp vỏ bao gồm nhiều tính đặc hiệu kháng nguyên và có thể chứng minh được bằng phương pháp huyết thanh học. Vỏ của tụ cầu cũng có tác dụng chống thực bào bởi vỏ đã che phủ peptidoglycan của vách, làm cho bổ thể này không có chỗ bám để hoạt hóa theo con đường tắt. 1.2.4. Phân loại Staphylococcus bằng phage: - Phân loại tụ cầu dựa trên phage (phage type): tụ cầu được phân vào các nhóm I, II, III, IV. Đây là phương pháp sử dụng nhiều trong phân loại S. aureus. - Nhóm 1 : 29, 52, 52A, 79,80. - Nhóm 2: 3A, 3B, 3C, 55,77. - Nhóm 3: 6, 7, 42E, 47,53, 54, 75, 77, 83A, 84, 85. - Nhóm 4: 42D. 1.3. Đặc điểm: 1.3.1. Đặc điểm chung: - Stahylococcus aureus phân bố rộng rãi trong tự nhiên có nhiều trong các thực phẩm như: thịt, trứng, sữa... và trên da, tóc, lông của người và động vật. - Bị lây nhiễm từ người chế biến, động vật bị nhiễm bệnh, được xếp vào nhóm vi khuẩn cơ hội, vì có mặt rộng rãi và thường xuyên trong mô và chờ đợi điều kiện thuận lợi để xâm nhập. - Staphylococcus có nguồn từ tiếng Hy Lạp staphyle nghĩa là chùm nho là các cầu khuẩn kị khí tuỳ ý. Vi khuẩn Gram dương, không di động, không sinh nha bào và thường không có vỏ,có hình cầu, đường kính 0.8 - 1µm, hình thức tập hợp này do vi khuẩn phân bào theo nhiều chiều trong không gian; trong bệnh phẩm vi khuẩn có thể đứng lẻ, từng đôi hoặc đám nhỏ. - Một số Staphylococcus được tìm thấy khắp nơi và có thể phân lập từ không khí, bụi, thực phẩm, thường trú ở vùng da và niêm mạc của người. - Giống Staphylococcus có hơn 20 loài khác nhau, trong đó có 3 loài tụ cầu có vai trò trong y học: + Staphylococcus aureus ( S. aureus): Tụ cầu vàng, được xem là tụ cầu gây bệnh. + Staphylococcus epidermidis ( Tụ cầu da). + Staphylococcus saprophyticus. 1.3.2. Đặc điểm sinh hoá: - Phát triển tốt ở môi trường tổng hợp, đặc biệt ở môi trường thạch máu hoặc huyết thanh. Sinh beta hemolysis trong môi trường thạch máu. - Phản ứng indol, NH3, thủy phân gelatine, đông huyết tương. - Trên môi trường thạch khuẩn lạc có hình tròn trơn bóng, đục mờ. - Trên môi trường lỏng tế bào ở dạng cặn, vòng nhãn mờ trong ống nghiệm ở bề mặt môi trường. - Tính chất nuôi cấy: + Vi khuẩn phát triển dễ dàng ở môi trường thông thường, không thể sinh trưởng ở nhiệt độ thấp. Theo Mc Landsborough L. (2005), nhiệt độ sinh trưởng tối ưu của S.aureus là 18 – 400C, pH=7,2. Tuy nhiên mọc tốt nhất ở 250C, hiếu khí hay kỵ khí tuỳ ý. Ở canh thang, sau 5 – 6 giờ làm đục môi trường, sau 24 giờ làm đục rõ. Ở môi trường đặc, khuẩn lạc tròn lồi, bóng láng, óng ánh co thể có màu vàng đậm, màu vàng cam hoặc màu trắng, tương đối lớn sau 24 giờ. Ngoài ra S. aureus có thể sinh trưởng được trên môi trường có hoạt độ thấp hơn các loài vi khuẩn khác hoặc môi trường có nồng độ muối cao. + Khi phát hiện trong môi trường, tạo sắc tố vàng sau 1-2 ngày nuôi cấy ở nhiệt độ phòng và đều tổng hợp enterotoxin ở nhiệt độ trên 150C, nhiều nhất là khi tăng trưởng ở 35-370C. + Những chủng khác nhau làm tan máu ở những mức độ khác nhau, ở thạch máu, typ tan máu β thường được quan sát xung quanh khuẩn lạc. S.aureus được xác định trên cơ sở các đặc điểm tăng trưởng và phản ứng đông huyết tương của các dòng thuần từ các khuẩn lạc đặc trưng trên môi trường phân lập. Sự hiện diện với mật độ cao của S. aureus trong thực phẩm chỉ thị điều kiện vệ sinh và kiểm soát nhiệt độ kém của quá trình chế biến nên thhường có mặt trong nhóm thực phẩm đã được qua chế biến và nấu chín. - Tính chất sinh hoá và đề kháng: + Tụ cầu vàng tương đối chịu nhiệt và thuốc sát khuẩn hơn những vi khuẩn khác, chịu độ khô và có thể sống ở môi trường nồng độ NaCl cao (9%), nhiều chủng tụ cầu vàng đề kháng với penicillin và các kháng sinh khác. + S. aureus có phản ứng DNase, Catalase (+) (chuyển hoá hydrogen peroxit thành nước và oxygen, phosphase (+), có khả năng lên men và sinh acid từ mannitol, trehalose, sucrose, desoxyribonuclease là enzyme phân giải DNA. Tất cả các dòng S. aureus đều mẫn cảm với novobiocine. + Hầu hết các chủng tụ cầu đều sản xuất được men penicillinase ( beta –lactamase). Men này phá huỷ vòng beta – lactam, cấu trúc cơ bản của các kháng sinh như penicilline G, Ampicilline và Ureidopenicilline, làm cho các kháng sinh này mất tác dụng. + Ngoài ra, cầu khuẩn S. aureus không có khả năng tạo bào tử như vi khuẩn Chlamydomonas perfringens, Chlamydomonas botulinum và Bacillus cereus cũng thường được tìm thấy trong các thực phẩm nhiễm khuẩn. - Cấu trúc kháng nguyên: + Các tụ cầu có nhiều loại kháng nguyên: protein, polysaccharide, acid teichoic ở vách tế bào. + Vách tế bào chứa kháng nguyên polysaccharide, kháng nguyên protein A ở bề mặt. Người ta có thể căn cứ vào các kháng nguyên trên để chia tụ cầu thành nhóm, tuy nhiên phản ứng huyết thanh không có giá trị trong chuẩn đoán vi khuẩn. - Độc tố - Enzym: + Khả năng gây bệnh của tụ cầu vàng là do vi khuẩn phát triển nhanh và lan tràn rộng rãi trong mô cũng như tạo thành nhiều độc tố và enzyme. Một số chủng thuộc loài S.aureus có khả năng sinh tổng hợp enterotoxin khi chúng nhiễm vào thực phẩm + Độc tố: Hầu hết các dòng S. aureus có thể tổng hợp enterotoxin trong môi trường có nhiệt độ trên 15oC hơn cả vi khuẩn. Độc tố ruột enterotoxin sản xuất bởi S. aureus là một protein ổn định nhiệt,nhiều nhất khi tăng trưởng ở nhiệt độ 35 – 370C và có thể tồn tại nhiệt ở 100 °C trong vòng 30 – 700 phút. + Các enzyme ngoại bào:  Protease phân giải protein của tế bào chủ.  Lipase phân giải lipid.  Deoxyribonuclease ( DNase) phân giải DNA và các enzyme sửa đổi acid béo (FAME). 1.4. Các yếu tố độc lực của Staphylococcus aureus: 1.4.1. Các yếu tố độc lực bên ngoài: - Laminin và fibronectin tạo thành mạng lưới dày đặc trên bề mặt biểu mô và nội mạc của tế bào kí chủ. - Fibrin được tạo từ tiền chất thúc đẩy quá trình đông máu và tổn thương mô. - Adhesion tương tác với collagen giúp vi khuẩn bám lên tế bào mô bị hư hỏng, được tìm thấy ở các chủng gây bệnh viêm xương tủy và viêm khớp. - Vỏ polysaccharide: một số chủng S. aureus có thể tạo vỏ polysaccharide . Vỏ này cùng với protein A có chức năng bảo vệ vi khuẩn chống lại hiện tượng thực bào. - Thành vi khuẩn có techoic acid (TE), lypoteichoic acid (LTA), peptidoglycan (PGN), protein A. Gần đây một số nghiên cứu cho thấy màng S. aureus có thành phần diacullipoprotein (DLP) cũng đóng vai trò quan trọng để kích hoạt các miễn dịch tại chỗ và hệ thống. S. aureus còn có các protein giúp cho việc gắn vào da dễ dàng. Đó là các Clumping protein, Pindin protein. - Sự kháng kháng sinh của S. aureus là một đặc điểm rất đáng chú ý. Đa số S. aureus kháng lại peniciline G kháng lại do vi khuẩn này sản xuất được men peniciline A nhờ gen của R.plasmid. Một số còn lại kháng lại được methycilin gọi là methycilin resistance S.aureus (MRSA), do nó tạo ra được các protein gắn vào các vị trí tác động của kháng sinh. Hiện nay, một số rất ít S. aureus còn đề kháng được với Cephulosporin các thế hệ. Kháng sinh còn dùng trong các trường hợp này là vancomycin. 1.4.2. Các loại độc tố: - Hemolysis: gồm 4 loại (alpha, beta, gamma, delta), mang bản chất protein gây tan máu beta, tác động khác nhau lên các hồng cầu khác nhau. Có khả năng sinh kháng, gây hoại tử da tại chổ và giết chết súc vật thí nghiệm. + Alpha-hemolysis: làm hư hỏng màng tế bào mạnh nhất, có khả năng ức chế thẩm thấu của màng, liên kết với các tế bào nhạy cảm như tiểu cầu, bạch cầu có khả năng phân hủy hồng cầu tổn thương hồng cầu. Alpha-hemolysin tiết ra sẽ gắn vào màng của tế bào nhạy cảm, sự gắn kết đó tạo thành một màng đầy nước tạo điều kiện thấm nước không kiểm soát được các ion và các phân tử hữu cơ nhỏ. Khi các phân tử quan trọng đi qua như ATP, ion thì không thể đảo ngược thẩm thấu dẫn đến phá vỡ thành tế bào gây ra cái chết cho tế bào chủ. + Beta-hemolysis: là một trong những exotoxins được sản xuất bởi hầu hết các chủng S.aureus, là protein có khả năng gây thoái hóa sphingomyelin gây ngộ độc cho nhiều tế bào kể cả hồng cầu người. + Delta-hemolysis: là một peptide rất nhỏ sản xuất bởi hầu hết các chủng S.aureus, là một protein hoạt động bề mặt và có thể dễ dàng chèn thêm chính nó vào cấu trúc màng kỵ nước và các kênh ion. + Gamma-hemolysis: nhạy cảm với các loại hồng cầu của thỏ, cừu, người, chuột, bò, ngựa. Gây ra hoại tử nhẹ ở da thỏ, chuột, có thể gây chết thỏ. - Độc tố gây hội chứng sốc nhiễm độc TSST ( toxic shack syndrome toxin): thường gặp ở những phụ nữ có kinh dùng bông băng dày, bẩn hoặc những người nhiễm trùng vết thương. Khó phân biệt độc tố này với enterotoxin F. TSST kích thích giải phóng TNF (Tumor neerosis factor, yếu tố hoại tử u) và các interleukin I,II. Cơ chế gây sốc của nó giống như độc tố ruột. - Độc tố exfoliatin hay epidermolitic: Là các men phá hủy thượng bì. Men này gây tổn thương da tạo các bọng nước, Gây hội chứng phồng rộp và chốc lở da ở trẻ em. 85% các chủng S.aureus thuộc loại phage nhóm II tạo độc tố này. Nó gồm 2 loại A và B, đều là polypeptide, loại A bền với nhiệt độ 1000C/20 phút, còn loại B thì không. Kháng thể đặc hiệu có tác dụng trung hòa độc tố này. - Alpha toxin: bản chất là protein gây tan các bạch cầu đa nhân và tiểu cầu, từ đó gây ra ổ áp xe, hoại tử da và tan máu. Độc tố có tính kháng nguyên nhưng kháng thể của nó không có tác dụng chống nhiễm khuẩn. - Độc tố bạch cầu (Leucocidin): là nhân tố giết chết bạch cầu của nhiều loại động vật, bản chất là protein, không chịu nhiệt. Tụ cầu gây bệnh có thể bị thực bào như tụ cầu không gây bệnh nhưng lại có khả năng phát triển bên trong bạch cầu. Gồm hai mảnh F và S có thể tách rời nhau, trọng lượng phân tử là 32000, 38000 Dalton. Nếu hai mảnh này tách rời nhau thì chúng sẽ mất khả năng gây độc. Chúng gây ra nhiễm trùng da và hoại tử. - Ngoại độc tố sinh mủ (pyrogenic): độc tố này tương tự như độc tố sinh mủ của liên cầu. Protein ngoại độc tố này có tác dụng sinh mủ và phân bào lymphocyte, đồng thời nó làm tăng nhạy cảm với nội độc tố như gây shock, hoại tử gan và cơ tim. Gồm 3 loại ký hiệu A, B, C. Ba loại này khác nhau về trọng lượng phân tử và về tính đặc hiệu kháng nguyên, giống nhau về khả năng sinh mủ và phân bào. - Dung huyết tố (hemolycin staphylolycin): phá hồng cầu (tan máu) và gây chết các tế bào hạt cũng như đại thực bào. - Fribrinolysin (enzyme Staphylokinase): Nhiều chủng của S.aureus thể hiện một hoạt hóa plasminogen gọi là staphylokinase. Nó làm phá hủy fibrin. Là một enzyme đặc trưng cho các chủng gây bệnh ở người trong các cục máu và gây vỡ các cục máu này tạo nên tắc mạch. Cơ chế này giống với Steptokinase, được sử dụng trong y học để điều trị bệnh nhân bị huyết khối động mạch vành. - Coagulase: làm đông huyết tương người và thỏ, chống đông với citrate natri và oxalate natri. Coagulase làm dính tơ huyết vào bề mặt vi khuẩn và do đó cản trở sự thực bào. Men này gắn với prothrombin trong huyết tương và hoạt hóa quá trình sinh fibrin từ tiền chất fibrinogen. Enzyme này cùng với yếu tố kết cụm và một enzyme vách vi khuẩn giúp S. aureus tạo kết tủa fibrin trên bề mặt của nó. - Hyaluronidase: men này có khả phá hủy chất cơ bản của tổ chức, giúp vi khuẩn có thể phát tán trong tổ chức. Thủy phân axit hyaluronic của mô liên kết. - Beta- lactamase: men này phá hủy vòng beta lactam, cấu trúc cơ bản của các kháng sinh như penicilline G, Ampicilline và Uredopenicilline làm cho các kháng sinh này mất tác dụng. - Độc tố ruột (enterotoxin): Trong đó có SEB (Staphylococcal enterotoxin B ). Do một số chủng tụ cầu vàng tạo thành, đặc biệt lúc phát triển ở nồng độ CO2 lớn (30%) và môi trường đặc vừa. Đây là những loại protein tương đối chịu nhiệt không bị phân hủy bởi sự đun nấu. Nó đề kháng với sự đun sôi trong 30 phút cũng như tác động của enzyme ở ruột. Các độc tố ruột này gây nhiễm khuẩn thức ăn và viêm ruột cấp. Bao gồm 6 loại được ký hiệu từ A-F. Về mặt miễn dịch 6 loại này được phân biệt rõ ràng mặc dù chúng có kháng nguyên chéo về cơ chế gây bệnh, kích thích tạo ra một lượng lớn interleukin I và II. 1.4.3. Hệ gen tụ cầu vàng S.aureus: Hiện nay người ta đã thành công trong việc giải trình tự gen của tụ cầu vàng được kí hiệu: Newman, COL, UMRSA 252, MW2, MSSA476, N315, Mn50, RF122. Steven và cộng sự đã thành công trong việc giải trình tự gen dài 2809422 bp của chủng S.aureus COL. Kết quả giải trình tự đã được ghi nhận trên Genbank với mã số CP000046.1 cho hệ gen nhân và CP000045 cho hệ gen plasmid. Trình tự gen của tụ cầu vàng có chứa ít nhất các cặp G-C, điều này gây ra mối nguy hại về việc chuyển gen từ chủng tụ cầu vàng sang các tác nhân gây bệnh Gram dương khác. Các chủng S.aureus được phân lập từ các chủng thực phẩm tỷ lệ enterotoxigenic được ước tính khoảng 25%. Tại Pháp trong số 61 chủng phân lập từ phomat và sữa tươi có 15,9 % chủng là giống enterotoxigenic. Trong 332 chủng S.aureus phân lập từ nhiều loại thức ăn có 57% chủng chứa gen SEG, SEH, SEI, SEJ. 1.4.4. Độc tố ruột staphylococcal enterotoxin B: - Được sản xuất phần lớn bởi các chủng S.aureus. Các độc tố này là những protein tương đối bền với nhiệt, không bị phá hủy khi đun nấu, có trọng lượng phân tử 28000 - 30000 Da gồm 6 loại được kí hiệu A, B, C, D, E, F. Năm 2008 tìm ra được hai loại độc tố mới là SES và SET cũng nằm trong nhóm độc tố ruột do S.aureus sinh ra. - Cấu trúc phân tử của Staphylococcal enterotoxin B (SEB): SEB là một trong các ngoại độc tố được sinh ra bởi vi khuẩn S.aureus. Thông thường không bị lây nhiễm vào cơ thể, SEB sẽ tác động chủ yếu lên các hệ vận chuyển ion và nước của ruột, do đó được gọi là enterotoxin. + SEB được hình thành khi S.aureus sống trong điều kiện khắc nghiệt như: nhiệt độ môi trường gia tăng đột ngột, thiếu oxy, sự mất cân bằng trong áp suất thẩm thấu. + Đóng vai trò là một trong những nội độc tố quyết định của vi khuẩn S.aureus nên SEB được nghiên cứu khá chi tiết. Trình tự a.a của SEB được xác định từ năm 1970. Giống như các cấu trúc protein ngoại bào khác của S.aureus thường được tìm thấy trong môi trường nuôi cấy hay trong thực phẩm bị ô nhiễm, protein SEB bao gồm một trình tự tính hiệu gồm 27 a.a ở đầu N’. Đoạn trình tự tín hiệu này có chức năng “dẫn” SEB ra ngoài môi trường nuôi cấy, sau đó trình tự này sẽ bị cắt bởi protease ở vị trí nhất định. SEB dạng hoạt động trong môi trường ngoài tế bào gồm 239 a.a rong một chuổi polypeptide đơn có khối lượng phân tử khoảng 28,336 KDa. Ở dạng hoạt động protein SEB có cấu gồm: 7 cấu trúc xoắn anpha và 14 phiến gấp nếp beta và một cầu nối disuifide nối cystein ở vị trí 120 và 140. SEB có khả năng chống lại sự tác động của protease trysin và chymotrysin và papain có trong ruột. - Năm 1986, Christopher và cộng sự đã xác định thành công trình tự SEB của chủng S.aureus S6. Trình tự của một gen hoàn thiện được tính từ codon mở đầu ATG ở vị trí nucleotide 244, sau đó là vùng khung đọc mở gồm 798 nucleotide và kết thúc tại codon TGA tại vị trí nucleotide 1042. 1.5. Cơ chế gây bệnh: 1.5.1. Cơ chế gây độc của SEB: - SEB là trung gian kích thích các lympho T ở hệ miễn dịch của các vật chủ các độc tố liên kết trực tiếp đến phức hợp protein (MHC) lớp II trên bề mặt tế bào đích sao đó kích thích gia tăng số lượng lớn các lympho T. SEB được xem là một siêu kháng nguyên của vi khuẩn vì có thể tạo thành một cầu nối giữa MHC lớp II của các tế bào trình diện kháng nguyên và vùng Vbeta của các thụ thể tế bào T như: CD4, CD7. Từ đó kích thích hoạt hóa các tế bào T biểu hiện các đoạn gen Vbeta mà không cần thiết phải có một quá trình chế biến và trình diện thông thường. - Điều này gây ra sự sản sinh một số lượng lớn của cytokine và interleukin (IL-2), các yếu tố hoại tử khối u beta (TNF-beta) và các interferon. Nếu ăn thực phẩm có SEB bệnh nhân có các triệu chứng như: chán ăn, buồn nôn, tiêu chảy… Các triệu chứng này xuất hiện là do các cytokine trong các tế bào T của lông ruột được sinh ra ồ ạt. - SEB dễ hòa tan trong nước, tính chất hóa học tương đối ổn định, chịu được các tác động cơ học vừa phải, chịu được nhiệt độ sôi. 1.5.2. Cơ chế gây bệnh: - Bước quan trọng đầu tiên trong quá trình tương tác giữa tác nhân gây bệnh và vật chủ là sự bám dính của tác nhân gây bệnh vào các bề mặt của vật chủ các bề mặt này bao gồm: + Da, niêm mạc: Khoang miệng, mũi hầu, đường tiết niệu. + Các tổ chức sâu hơn: Tổ chức lympho, biểu mô dạ dày ruột, bề mặt phế nang, tổ chức nội mô. - S.aureus bám dính vào bề mặt vật chủ nhờ các adhensin có bản chất polypeptide. - Tác nhân gây bệnh như S.aureus mới có khả năng khởi động các quá trình sinh hóa đặc hiệu như: tăng sinh, bài tiết đôc tố, xâm nhập và hoạt hóa các chuỗi tín hiệu tế bào vật chủ. - S.aureus xâm nhập ngoại bào bằng cách tiết một số enzyme như: hyaluronidase, hemolysin, leukocidin… phá hủy các thành phần tế bào vật chủ. - Hầu hết các chủng S. aureus đều có khả năng tổng hợp một loại protein bề mặt (protein A) có khả năng gắn với mảnh Fc của các globuline miễn dịch. Chính nhờ hiên tượng gắn độc này mà số lượng mảnh Fc giảm xuống. Vì mảnh Fc của các globuline miễn dịch có vai trò quan trọng trong hiện tượng opsonin hóa, chúng là các receptor cho các đại thực bào. Qúa trình gắn trên giúp S. aureus tránh không bị đại thực bào. Ngoài ra, phần lớn các chủng S. aureus một chất kết dính gian bào. Nhờ chất này vi khuẩn tạo được một lớp màng sinh học bao phủ chính nó và vi khuẩn có thể phát triển trong lớp màng nhầy niêm mạc. - Ước tính khoảng 0,1µg S.aureus đã đủ gây ngộ độc thực phẩm ở người. 1.6. Bệnh và các triệu chứng bệnh: - S.aureus có mặt ở khắp nơi trong thiên nhiên như: không khí, nước, da, họng, mũi, tóc hay lông của các loài động vật máu nóng…và chỉ gây độc khi hình thành độc tố ruột (Enterotoxin). Những trường hợp nhiễm độc đầu tiên do ăn bánh kẹo gây ra bởi tụ cầu vàng đã được nói đến từ những năm 1901-1914. Ở Việt Nam cũng như trên khắp thế giới, ngộ độc thực phẩm xảy ra thường xuyên. - Khả năng gây độc chỉ xảy ra khi ăn thức ăn cùng độc tố của vi khuẩn. Còn nếu chỉ ăn vi khuẩn thì không gây ra ngộ độc. Điều đó chứng tỏ, ngộ độc là do độc tố của vi khuẩn được sản xuất ra trong môi trường thức ăn với sự hoạt động của vi khuẩn, độc tố ruột là một loại độc tố mạnh. - S.aureus là tác nhân gây nhiều bệnh nhiễm trùng như: mụn nhọt, chốc lở, viêm da, viêm phổi, viêm não, viêm tủy sương, viêm cơ tim, viêm màng trong tim, viêm màng ngoài tim, viêm màng não, áp-xe trong cơ, đường tiết niệu, hệ thần kinh trung ương, nhiễm trùng huyết, nhiễm trùng vết thương hậu phẩu. 1.6.1. Ngộ độc thực phẩm-viêm dạ dày, ruột: - Ngộ độc thực phẩm là một căn bệnh của ruột, ngộ độc thực phẩm có thể do ăn uống phải độc tố ruột của S.aureus cư trú trong đường ruột chiếm ưu thế về số lượng. Nguyên nhân là do ăn thức ăn bị nhiễm độc tố (105 vi khuẩn/g thức ăn) hoặc do vi khuẩn tăng sinh trong đường ruột (có đến 2-30% số người mang vi khuẩn này trong ruột. S.aureus có thể nhiễm từ môi trường hoặc từ người chế biến sẽ sinh sôi rất nhanh trong thức ăn có hàm lượng dinh dưỡng thích hợp (thường gặp nhất là các loại thực phẩm giàu protein như: thịt bò muối, đùi lợn muối, xúc xích, kem, sốt, pho mát) và sinh ra độc tố đường ruột, gây ngộ độc. Khả năng trúng độc của cơ thể phụ thuộc vào loại độc tố, số lượng độc tố, khả năng đề kháng của cơ thể. - Triệu chứng: các triệu chứng thường xảy ra 2-4 h sau khi ăn thực phẩm nhiễm độc. Triệu chứng ban đầu là sự tiết nước bọt, buồn nôn, nôn mửa và đi ngoài dữ dội, phân có lẫn nước, đau bụng, co rút vùng bụng, tiêu chảy. Triệu chứng thứ cấp là đổ nhiều mồ hôi, ớn lạnh, đau đầu, mất nước. 1.6.2. Viêm phổi: - S.aureus thể xâm nhập vào nhu mô phổi qua hai đường: hít vào đường hô hấp trên hoặc lây lan qua đường máu. Thường sau khi mắc bệnh cúm hoặc ở người suy giảm miễn dịch, tụ cầu vàng theo dịch tiết đường hô hấp trên bị hít vào phổi. Tuy đây là bệnh ít gặp nhưng đó lại là bệnh nhiễm khuẩn nghiêm trọng. Vi khuẩn tạo vỏ bọc dễ xâm nhập vào máu gây nhiễm khuẩn huyết. Viêm phổi thường gồm nhiều ổ, tâm ổ viêm là phế quản hoặc tiểu phế quản viêm hoại tử, xuất huyết. Các ổ viêm này vỡ ra tạo ra các ổ áp-xe. Ở những ca nặng, thành phế nang thường bị phá hủy, không khí vào phế nang bị phá hủy nhưng không thoát ra được, tạo ra các túi khí thành mỏng. Các yếu tố gây nguy cơ mắc bệnh là điều kiện sống kém, sử dụng kháng sinh bừa bãi, bệnh nhân nằm viện lâu ngày làm giảm sức đề kháng của cơ thể tạo điều kiện thuận lợi cho vi khuẩn dễ dàng xâm nhập vào đường hô hấp, đồng thời làm giảm chức năng miễn dịch của cơ thể. - Triệu chứng: phổ biến là sốt cao, mạch nhanh, thở nhanh, ho, ít gặp ho ra máu. Có thể suy hô hấp, sốc nhiễm khuẩn, nhiễm độc hệ thống, khó thở, hoại tử và hình thành ổ áp-xe. Hai biến chứng hay gặp nhất là tràn dịch màng phổi và mủ màng phổi. 1.6.3. Hội chứng shock do độc tố: - Là căn bệnh gây ra bởi độc tố TSST-1 được tiết ra bởi vi khuẩn S.aureus phát triển trong điều kiện có ít hoặc không có oxy. Bệnh thường gặp ở những phụ nữ trong kỳ kinh nguyệt có dùng băng thấm hút mạnh, các bông này có khả năng gắn các magnesium do đó làm giảm lượng ion này trong âm đạo. Khoảng 20% phụ nữ có mang tụ cầu ở đường âm đạo. Do lượng ion magnesium giảm xuống, vi khuẩn này tăng cường sản xuất các ngoại độc tố gây sốc. - Hội chứng Thukydides là thể đặc biệt của hội chứng sốc nhiễm độc. Hội chứng này có thể gặp ở thanh thiếu niên cả hai giới, thường gặp do bội nhiễm tụ cầu sau khi bị cúm. Tỷ lệ tử vong của hội chứng này khá cao trên 50%. Biểu hiện lâm sàng về mặt hô hấp và tiêu hóa rất giống với bệnh dịch hạch do Thurykodides mô tả ở Athen và năm 430 trướccông nguyên. - Triệu chứng: đột ngột sốt cao, cảm giác mệt mỏi, tiêu chảy toàn nước, nhức đầu, đau cơ, nổi bang ngoài da, có một vài dấu hiệu của sốc, nôn mửa, hạ huyết áp. Có thể có phát ban như bị cháy nắng, lột da, vết đỏ đặc hiệu ngoài từng đám hay lan toàn thân nhanh, có thể có biểu hiện xung huyết, kết mạc, họng đỏ, phù ngoại biên. Thay đổi các chỉ số cận lâm sàng như: urê máu tăng, albumin máu giảm, calcim máu hạ, hạ phosphate máu, tăng creatin phosphakinase, giảm tiểu cầu. Gây ra các rối loạn chức năng thận và cơ tim, quá tải dịch, suy hô hấp ở người lớn. Sau khoảng 1 tuần bệnh nhân bị tróc da vùng thân mình và tứ chi. Di chứng muộn gồm hoại thư ngoại biên, mất móng có thể phục hồi yếu cơ suy nhược, kéo dài và rối loạn tâm thần kinh. Nếu bệnh nặng có thể tử vong ở tỷ lệ khá cao. 1.6.4. Nhiễm trùng da và mô tế bào, áp-xe, viêm não, viêm tủy xương: - S.aureus từ lâu đã được công nhận là một trong những vi khuẩn quan trọng nhất gây bệnh ở người. Nó là nguyên nhân hàng đầu của nhiễm trùng da và mô mềm, nó cũng có thể gây nhiễm trùng nghiêm trọng như nhiễm trùng xương khớp, viêm thần kinh… - Nhiễm trùng da và mô tế bào, áp-xe: những bệnh nhiễm trùng da và các phần phụ chủ yếu là các chân lông và tuyến mồ hôi tạo thành bệnh cảnh áp-xe kinh điển của tụ cầu vàng. Nó tạo fibrin bao bọc ổ áp xe. Các ổ nhiễm trùng này có thể chỉ nhỏ như đầu đinh nếu viêm nang lông và kích thước như quả táo như áp-xe cơ. Mủ của ổ áp-xe do tụ cầu vàng thường có màu vàng, đặc và không hôi. + Triệu chứng: trên da hình thành những khu vực thường là màu đỏ, đau và xưng lên, chứa đầy mủ, xung quanh khu vực bị áp xe có thể cảm thấy ấm khi chạm vào. + Đối với mô tế bào thì sự nhiễm trùng là ở các lớp cơ bản dưới da, cũng bị sưng đỏ và đau, nổi mụn nhọt và lây nhiễm. + Vi khuẩn có thể xâm nhập vào từ những vết cắt, vết cạo hoặc những thương tích nhỏ, có thể xảy ra bất cứ nơi nào trên cơ thể nhưng thường xảy ra trên hai tay và hai chân. - Viêm não, viêm tủy xương: + Nhiễm trùng các cơ quan bên trong cơ thể có thể do đường nội sinh: từ một ổ nhiễm ngoại vi, vi khuẩn theo đường máu và bạch huyết đến các cơ quan khác. Chúng đi vào cơ thể qua các vết rách trên da sau chấn thương hoặc trong quá trình phẩu thuật. + Triệu chứng: não sau viêm nội tâm mạc, chóng mặt, viêm màng não mủ, tràn mủ dưới màng cứng, viêm tắc tĩnh mạch, viêm xoang, viêm xoang chũm, yếu tay, chân, thay đổi thị giác. Gây sốt tỷ viêm mãn, viêm khớp nhiễm trùng, thường gặp ở khớp gối, hông và khớp cùng chậu, gây viêm mũi cơ. 1.7. Phòng và xử lý bệnh: 1.7.1. Phòng bệnh: - Ở những vùng có điều kiện vệ sinh cá nhân kém, nơi đông dân cư, đặc biệt là thiếu nước sạch trong sinh hoạt, thời tiết nóng ẩm là điều kiện thuận lợi cho bệnh phát sinh mạnh. - Phòng bệnh tụ cầu khuẩn cũng như các bệnh nhiễm khuẩn khác thì yếu tố vệ sinh cá nhân là điều quan trọng, rửa tay sạch trước khi ăn và sau khi đi vệ sinh là yêu cầu cơ bản để phòng bệnh, ăn uống hợp vệ sinh, nấu kỹ trước khi dùng, giữ gìn sạch sẽ những vết trầy xước trên da. Những bệnh nhân tai biến mạch máu não nằm liệt giường có thể dẫn đến xuất hiện những vết loét cần phải chăm sóc hổ trợ vận động như xoa bóp mạch máu lưu thông, còn đối với bệnh nhân đái tháo đường cần giữ gìn bàn chân trách bị phòng loét. - Các biện pháp như mang mũ hoặc khăn trùm đầu, mang khẩu trang và rửa tay thường xuyên là biện pháp phòng chóng lây truyền hữu hiệu trong bệnh viện. - Những người làm việc trong các bếp ăn tập thể hoặc trong các xưởng chế biến thực phẩm cũng cần thực hiện các biện pháp phòng hộ trên. - Đối với thực phẩm thì nên bảo quản cẩn thận, không để lẫn đồ ăn sống lẫn với đồ ăn chín. Nếu nghi ngờ thực phẩm đã bị nhiễm khuẩn thì nên loại bỏ. - Khám sức khỏe định kỳ cho công nhân làm việc trực tiếp với thực phẩm, chú ý khám tai, mũi, họng. - Không để những người bị viêm xoang, viêm mũi họng, có mụn mủ ở tay tham gia chế biến thực phẩm. - Dùng kẹp khi phục vụ thức ăn. - Tăng cường uống vitamin, năng cao sức khỏe, rửa tay bằng nước nóng và xà phòng, hạ pH thực phẩm để ức chế vi khuẩn phát triển. 1.7.2. Xử lý bệnh: - Đối với những tổn thương khu trú trên da thì không cần phải đều trị kháng sinh trừ khi nhiễm khuẩn lan rộng hoặc có biến chứng. Tại chổ mưng mủ cần làm sạch da tại chổ bằng dung dịch sát khuẩn, dùng kháng sinh trực tiếp bôi ngoài da. Các loại áp-xe cần rạch mủ và kết hợp dùng kháng sinh đường uống hoặc tiêm. Những loại nhiễm khuẩn xương, não thì cần dùng các loại kháng sinh đặc hiệu và khi điều trị thì phải theo dõi chặt chẽ nhất là đối với những người cao tuổi người bị xơ vữa động mạch hay đáy tháo đường. - Cần sử dụng những loại kháng sinh phù hợp cho từng bệnh nhân. Thường dùng gamma globuline để điều trị bệnh. Mặc dù S.aureus có thể sản xuất được men penicillinase phá hủy vòng beta-lactamase làm bất hoạt các loại kháng sinh như penicilline G, Ampicilline... Nhưng hiện nay trong điều trị nhiễm trùng S.aureus người ta vẫn sử dụng peniclline và cephalosporine kháng với beta-lactamase. - Nafcilline và Oxacilline là hai loại peniclline được dùng bằng đường tiêm. Nếu nhiễm trùng nặng thì nên sử dụng cephalosporine thế hệ thứ nhất như cephazoline. - Nếu bệnh nhân không dung nạp với kháng sinh nhóm beta-lactamase thì nên thay bằng vancomycine và clidamycine bằng đường tiêm. Dicloxaciline và cephalexine là kháng sinh dạng uống. - Dùng gamma-globuline chống tụ cầu. PHẦN III. KẾT LUẬN - S.aureus là một trong những nguyên nhân gây ngộ độc thực phẩm và gây nên những căn bệnh nguy hiểm ở người. Điều đáng lưu ý là khi gia nhiệt ta chỉ có thể tiêu diệt được tế bào nhưng độc tố của nó lại bền với nhiêt. Vì thế thực phẩm cần đảm bảo vệ sinh từ khâu chế biến đến khâu bảo quản. Người lao động tiếp xúc với thực phẩm phải thận trọng giữ gìn vệ sinh tốt như đeo găng tay, khẩu trang… - Ngoài ra một số S.aureus có độc lực mạnh còn có khả năng kháng kháng sinh như penicillins, methicillin, dicloxacillin, nafcillin, oxacillin, cephalosporins… người mắc bệnh có nguy cơ tử vong cao. Nguyên nhân chủ yếu là do sự lạm dụng quá nhiều kháng sinh, chất kích thích tăng trưởng trong chăn nuôi. Cho nên, thực phẩm trước khi đưa ra thị trường cần được kiểm định kỹ lưỡng và chặt chẽ.