Klebsiella là gì? Các bài báo công bố nghiên cứu khoa học

Klebsiella là gì?

Klebsiella là một chi vi khuẩn Gram âm, hình que, thuộc họ Enterobacteriaceae. Chúng không di động, không sinh bào tử, có khả năng lên men đường lactose và thường xuất hiện với khuẩn lạc rất nhầy do sản xuất lớp vỏ polysaccharide dày. Lớp vỏ này giúp vi khuẩn tránh khỏi sự nhận diện của hệ miễn dịch, đồng thời gia tăng độc lực trong quá trình gây bệnh.

Vi khuẩn Klebsiella có mặt phổ biến trong môi trường tự nhiên như đất, nước, cây cối và hệ vi sinh vật ruột của người và động vật. Tuy nhiên, một số loài Klebsiella lại là nguyên nhân chính gây ra các bệnh nhiễm khuẩn nghiêm trọng trong bệnh viện, đặc biệt là trên các bệnh nhân suy giảm miễn dịch, người cao tuổi hoặc bệnh nhân đang điều trị tích cực.

Klebsiella được đặt theo tên của nhà vi sinh học người Đức Edwin Klebs – người có đóng góp nền tảng trong nghiên cứu vi khuẩn học vào thế kỷ 19. Trong lâm sàng hiện đại, Klebsiella thường được nhắc đến như một trong những “vi khuẩn cơ hội” nguy hiểm nhất trong nhóm ESKAPE – nhóm vi khuẩn kháng đa thuốc phổ biến trong bệnh viện.

Đặc điểm sinh học và phân loại

Klebsiella là vi khuẩn hình que có kích thước trung bình từ 1–2 µm, nhuộm Gram âm, có đặc tính kỵ khí tùy nghi và không di động do thiếu tiên mao. Trên môi trường nuôi cấy MacConkey agar, chúng tạo khuẩn lạc màu hồng nhạt, bóng, có chất nhầy đặc trưng do vỏ polysaccharide ngoại bào bao phủ.

Phân loại trong chi Klebsiella hiện nay bao gồm nhiều loài, nhưng nổi bật nhất về mặt y học là:

• Klebsiella pneumoniae: Nguyên nhân chính gây viêm phổi bệnh viện, nhiễm trùng tiết niệu và nhiễm trùng huyết.
• Klebsiella oxytoca: Có khả năng gây viêm đại tràng liên quan đến kháng sinh và một số bệnh đường ruột khác.
• Klebsiella granulomatis: Tác nhân gây bệnh u hạt bẹn (donovanosis), bệnh lây truyền qua đường tình dục hiếm gặp ở các vùng nhiệt đới.

Chúng có thể sống sót lâu dài trên các bề mặt vô cơ như tay vịn, máy móc y tế, lavabo... tạo nguy cơ nhiễm chéo trong môi trường chăm sóc y tế nếu không được kiểm soát đúng mức.

Đường lây truyền và yếu tố nguy cơ

Klebsiella lây truyền chủ yếu qua tiếp xúc – có thể là tiếp xúc trực tiếp giữa người với người hoặc gián tiếp thông qua các bề mặt bị ô nhiễm, dụng cụ y tế hoặc tay nhân viên y tế. Trong môi trường bệnh viện, nguy cơ lây nhiễm Klebsiella tăng mạnh do các can thiệp y khoa xâm lấn và hệ miễn dịch bệnh nhân bị suy yếu.

Các yếu tố làm tăng nguy cơ nhiễm Klebsiella bao gồm:

• Thời gian nằm viện kéo dài, đặc biệt tại khoa hồi sức tích cực (ICU).
• Sử dụng kháng sinh phổ rộng kéo dài, làm mất cân bằng hệ vi sinh vật có lợi.
• Đặt ống thông tiểu, ống nội khí quản, catheter tĩnh mạch trung tâm.
• Người cao tuổi, bệnh nhân tiểu đường, suy thận, xơ gan hoặc đang hóa trị, xạ trị.

Ngoài ra, việc tuân thủ vệ sinh tay không nghiêm túc và sử dụng kháng sinh không hợp lý là hai trong số những nguyên nhân quan trọng khiến Klebsiella lan rộng trong môi trường điều trị nội trú.

Khả năng gây bệnh và biểu hiện lâm sàng

Klebsiella có khả năng gây bệnh mạnh nhờ một loạt yếu tố độc lực như vỏ polysaccharide chống thực bào, siderophore thu hút sắt trong mô chủ, và endotoxin trong thành tế bào. Tùy theo cơ quan bị nhiễm, các biểu hiện lâm sàng sẽ khác nhau và có thể đe dọa tính mạng nếu không được điều trị kịp thời.

Các biểu hiện thường gặp bao gồm:

• Viêm phổi bệnh viện: Ho sốt cao, khó thở, đờm sẫm màu hoặc có máu, hình ảnh phổi mờ đặc trên X-quang.
• Nhiễm trùng đường tiết niệu: Tiểu buốt, tiểu rắt, tiểu đục, sốt, đau vùng thắt lưng.
• Nhiễm trùng huyết: Hạ huyết áp, nhịp tim nhanh, lú lẫn, tổn thương đa cơ quan.
• Viêm mô mềm, áp xe, viêm màng não: Gặp ở bệnh nhân suy giảm miễn dịch nặng hoặc trẻ sơ sinh.

Bảng sau tổng hợp một số hội chứng lâm sàng do Klebsiella gây ra và tỉ lệ tử vong trung bình khi không điều trị kịp thời:

Bệnh lý	Tỷ lệ tử vong không điều trị
Viêm phổi do máy thở	30–50%
Nhiễm trùng huyết	40–60%
Viêm màng não sơ sinh	70–80%
Viêm đường tiết niệu đơn thuần	Dưới 5%

Các nhiễm trùng do Klebsiella thường diễn tiến nhanh và khó kiểm soát nếu không được chẩn đoán và điều trị sớm, đặc biệt trong bối cảnh vi khuẩn kháng kháng sinh gia tăng.

Kháng kháng sinh và mối đe dọa toàn cầu

Klebsiella pneumoniae là một trong những tác nhân gây bệnh nguy hiểm nhất hiện nay do khả năng kháng kháng sinh cao và lan truyền mạnh mẽ trong cộng đồng cũng như bệnh viện. Đặc biệt, sự xuất hiện của các chủng Klebsiella sản xuất enzyme phân hủy kháng sinh – như ESBLs (Extended Spectrum Beta-Lactamases) và carbapenemase – đã làm giảm nghiêm trọng hiệu quả của các nhóm thuốc vốn được coi là “tuyến phòng vệ cuối cùng” trong điều trị nhiễm trùng nặng.

Các cơ chế kháng thuốc phổ biến ở Klebsiella bao gồm:

• Sản xuất ESBLs: Làm mất hiệu lực của cephalosporin thế hệ 3 và penicillin.
• Carbapenemase: Như KPC, NDM-1, OXA-48 phá vỡ vòng β-lactam của nhóm carbapenem (meropenem, imipenem).
• Biến đổi kênh porin: Giảm hấp thu thuốc vào tế bào vi khuẩn.
• Bơm đẩy thuốc (efflux pumps): Loại bỏ thuốc kháng sinh khỏi tế bào.

WHO đã xếp Klebsiella kháng carbapenem vào nhóm mối đe dọa sức khỏe cấp bách nhất toàn cầu. Một nghiên cứu năm 2023 cho thấy có đến 53,75% chủng Klebsiella được phân lập tại các cơ sở y tế ở Ethiopia kháng với ít nhất một loại kháng sinh phổ rộng [Nguồn]. Điều này khiến việc điều trị các nhiễm trùng Klebsiella trở nên rất khó khăn, đặc biệt tại các quốc gia có hệ thống y tế yếu kém.

Chẩn đoán và điều trị

Chẩn đoán nhiễm Klebsiella thường dựa vào xét nghiệm vi sinh để phân lập vi khuẩn từ các mẫu bệnh phẩm như máu, nước tiểu, đờm hoặc dịch não tủy. Phương pháp nuôi cấy trên môi trường đặc hiệu giúp xác định sự hiện diện của Klebsiella, kết hợp với kháng sinh đồ để đánh giá mức độ nhạy cảm với các kháng sinh.

Các bước chẩn đoán cơ bản gồm:

1. Thu thập mẫu bệnh phẩm vô trùng.
2. Nuôi cấy và nhận diện đặc điểm khuẩn lạc.
3. Xác định loài bằng phương pháp sinh hóa hoặc MALDI-TOF.
4. Thử kháng sinh đồ bằng phương pháp khuếch tán đĩa hoặc MIC (Minimum Inhibitory Concentration).

Điều trị Klebsiella phụ thuộc vào mức độ nhạy thuốc của chủng vi khuẩn. Các phác đồ phổ biến gồm:

• Cephalosporin thế hệ 3 hoặc 4 như ceftriaxone, cefepime (khi vi khuẩn còn nhạy).
• Carbapenem như meropenem, imipenem đối với chủng ESBL dương tính.
• Colistin, tigecycline hoặc fosfomycin trong trường hợp vi khuẩn kháng carbapenem.

Trong bối cảnh kháng thuốc tăng cao, việc phối hợp kháng sinh và theo dõi sát lâm sàng là bắt buộc. Ngoài ra, các thuốc thế hệ mới như ceftazidime-avibactam hoặc meropenem-vaborbactam được phát triển để đối phó với chủng kháng carbapenem có thể được chỉ định [Nguồn].

Biến thể siêu độc lực (hypervirulent Klebsiella pneumoniae)

Một dòng vi khuẩn mới gọi là hypervirulent Klebsiella pneumoniae (hvKp) đang được ghi nhận ngày càng nhiều trên toàn cầu. Không giống như chủng cổ điển (cKp), hvKp có khả năng gây bệnh nghiêm trọng trên cả người khỏe mạnh, không có yếu tố nguy cơ nền.

HvKp có các đặc điểm sinh học đặc trưng:

• Sản xuất lượng lớn vỏ polysaccharide (do gen rmpA/rmpA2), tăng cường khả năng tránh hệ miễn dịch.
• Biến thể siderophore mạnh như aerobactin và salmochelin giúp vi khuẩn khai thác sắt hiệu quả trong mô người.
• Khả năng gây áp xe gan, viêm nội tâm mạc, viêm mô mềm và lan tỏa nhanh chóng trong máu.

Nguy hiểm hơn, một số dòng hvKp đã tiếp nhận gen kháng thuốc như bla_KPC hoặc bla_NDM, khiến chúng trở thành “siêu vi khuẩn kép” – vừa có độc lực cao vừa kháng nhiều loại kháng sinh. Một nghiên cứu tại Trung Quốc năm 2023 cho thấy hvKp đang là nguyên nhân ngày càng phổ biến gây nhiễm trùng huyết nặng ở người lớn tuổi [Nguồn].

Phòng ngừa và kiểm soát lây nhiễm

Kiểm soát lây nhiễm Klebsiella đòi hỏi sự phối hợp chặt chẽ giữa cá nhân, cơ sở y tế và chính sách quốc gia. Các biện pháp phòng ngừa được khuyến cáo bởi CDC và WHO bao gồm:

• Tuân thủ nghiêm ngặt vệ sinh tay trước và sau khi tiếp xúc với người bệnh.
• Khử khuẩn định kỳ các thiết bị và bề mặt có nguy cơ cao trong bệnh viện.
• Cách ly bệnh nhân nhiễm Klebsiella kháng thuốc để tránh lây lan chéo.
• Giám sát kháng sinh đồ và sử dụng kháng sinh hợp lý theo khuyến cáo.

Bên cạnh đó, xây dựng các chương trình “Quản lý sử dụng kháng sinh” (Antibiotic Stewardship Programs) trong bệnh viện giúp giảm lạm dụng thuốc, tăng hiệu quả điều trị và giảm nguy cơ kháng thuốc. Việc đào tạo định kỳ cho nhân viên y tế về kiểm soát nhiễm khuẩn cũng đóng vai trò rất quan trọng.

Nghiên cứu và phát triển vắc-xin

Hiện tại chưa có vắc-xin nào được cấp phép để phòng ngừa Klebsiella cho cộng đồng. Tuy nhiên, nhiều nghiên cứu tiền lâm sàng và lâm sàng đang được tiến hành, tập trung vào việc sử dụng:

• O-antigen (thành phần vách tế bào ngoài) làm kháng nguyên chính.
• Vỏ polysaccharide (capsule) – yếu tố độc lực quan trọng.
• Protein ngoại bào như fimbriae để kích thích đáp ứng miễn dịch.

Một số ứng viên vắc-xin đa giá đang được thử nghiệm trong mô hình động vật và bước đầu cho thấy hiệu quả phòng ngừa nhiễm khuẩn toàn thân. Nếu thành công, các loại vắc-xin này có thể giúp bảo vệ nhóm bệnh nhân nguy cơ cao như người già, bệnh mạn tính và bệnh nhân ICU [Nguồn].

Kết luận

Klebsiella là một trong những mối đe dọa nghiêm trọng nhất hiện nay trong lĩnh vực bệnh truyền nhiễm. Khả năng gây bệnh đa dạng, tốc độ lây lan nhanh và xu hướng kháng nhiều loại kháng sinh khiến việc kiểm soát Klebsiella trở thành thách thức lớn với y học hiện đại. Cần sự phối hợp toàn diện giữa điều trị, phòng ngừa, giám sát kháng thuốc và đầu tư vào nghiên cứu vắc-xin để hạn chế tác động của vi khuẩn này lên sức khỏe cộng đồng.