Nhiễm Salmonella là bệnh lý nhiễm trùng đường tiêu hóa và toàn thân do các vi khuẩn thuộc chi Salmonella gây ra ở người và động vật. Bệnh cảnh phổ biến nhất là tình trạng viêm dạ dày - ruột cấp tính khởi phát sau khi tiêu thụ thực phẩm hoặc nguồn nước bị ô nhiễm vi sinh vật, biểu hiện qua hội chứng nhiễm khuẩn, nhiễm độc thức ăn với các triệu chứng tiêu chảy, sốt, đau quặn bụng và buồn nôn. Tùy thuộc vào chủng vi khuẩn gây bệnh và tình trạng miễn dịch của ký chủ, bệnh có thể biểu hiện từ thể nhẹ tự giới hạn tại niêm mạc ruột cho đến các biến chứng xâm lấn đe dọa tính mạng như nhiễm khuẩn huyết và áp xe khu trú ngoài đường tiêu hóa.
Đặc điểm sinh học và phân loại căn nguyên
Chi vi khuẩn Salmonella thuộc họ Enterobacteriaceae, gồm các trực khuẩn Gram âm kỵ khí tùy tiện, không sinh nha bào và phần lớn có khả năng di động nhờ tiêm mao bao quanh thân. Dựa trên cấu trúc di truyền và đặc tính sinh hóa, hệ thống phân loại hiện đại chia chi này thành 2 loài chính là Salmonella enterica và Salmonella bongori. Trong đó, loài Salmonella enterica bao gồm phần lớn các chủng gây bệnh cho động vật có vú và con người, được chia tiếp thành 6 phân loài với hơn 2500 typ huyết thanh khác nhau theo sơ đồ kháng nguyên White-Kauffmann-Le Minor.
Hệ thống định danh huyết thanh của vi khuẩn dựa trên sự phối hợp của ba cấu trúc kháng nguyên bề mặt:
- Kháng nguyên O (kháng nguyên thân): Bản chất là các chuỗi polysaccharide thuộc phức hợp lipopolysaccharide trên màng ngoài vi khuẩn, quy định nhóm huyết thanh.
- Kháng nguyên H (kháng nguyên tiêm mao): Bản chất là protein flagellin, thường có hai pha kháng nguyên thay đổi giúp vi khuẩn lẩn tránh phản ứng miễn dịch.
- Kháng nguyên Vi (kháng nguyên vỏ): Hiện diện chủ yếu ở typ huyết thanh Typhi và một số chủng Paratyphi C, đóng vai trò bảo vệ vi khuẩn khỏi sự thực bào.
Trên phương diện bệnh học lâm sàng và dịch tễ học y tế công cộng, các chủng Salmonella gây bệnh ở người thường được phân loại thành hai nhóm chính:
- Salmonella thương hàn: Bao gồm các chủng thích ứng hẹp với vật chủ người như Salmonella enterica huyết thanh Typhi và Paratyphi, là căn nguyên gây bệnh sốt thương hàn và phó thương hàn với bệnh cảnh sốt kéo dài toàn thân và biến chứng loét thủng ruột.
- Salmonella không thương hàn: Bao gồm phần lớn các typ huyết thanh còn lại, điển hình là Salmonella Enteritidis và Salmonella Typhimurium. Đây là các chủng có phổ vật chủ rộng ở nhiều loài động vật, chủ yếu gây bệnh cảnh viêm dạ dày - ruột cấp tính và ngộ độc thực phẩm.
Cơ chế bệnh sinh và sinh lý bệnh học
Quá trình gây bệnh của Salmonella bắt đầu khi vi khuẩn vượt qua hàng rào acid dạ dày để tiến vào lòng ruột non và đại tràng. Tại đây, vi khuẩn bám dính vào bề mặt niêm mạc ruột và kích hoạt các yếu tố độc lực được mã hóa trên các đảo gây bệnh Salmonella (Salmonella pathogenicity islands, SPI). Hai cấu trúc di truyền đóng vai trò then chốt trong sinh lý bệnh học gồm đảo gây bệnh SPI-1 và đảo gây bệnh SPI-2, mỗi đảo mã hóa một hệ thống bài tiết loại III (type III secretion system, T3SS) riêng biệt.
Hệ thống bài tiết loại III thứ nhất (T3SS-1) được vi khuẩn kích hoạt ngay khi tiếp xúc với tế bào biểu mô ruột. Cấu trúc này hoạt động như một bơm tiêm siêu vi, trực tiếp bơm các protein hiệu ứng vào bào tương tế bào ký chủ. Các protein này làm tái cấu trúc khung xương tế bào actin, tạo ra hiện tượng gấp nếp màng tế bào và kích thích tế bào biểu mô nuốt vi khuẩn vào trong qua cơ chế nhập bào cưỡng bức. Bên cạnh tế bào biểu mô ruột, vi khuẩn còn chủ động xâm nhập qua các tế bào M tại mảng Peyer để tiếp cận mô lympho dưới niêm mạc.
Sau khi xâm nhập vào mô dưới niêm mạc, hệ thống bài tiết loại III thứ hai (T3SS-2) được kích hoạt để giúp vi khuẩn sống sót và nhân lên bên trong các không bào của đại thực bào và bạch cầu đơn nhân. Quá trình này kích thích giải phóng ồ ạt các cytokine tiền viêm, thu hút một lượng lớn bạch cầu đa nhân trung tính thâm nhập vào niêm mạc ruột. Phản ứng viêm cấp tính gây tổn thương tế bào biểu mô, phá vỡ liên kết vòng bịt giữa các tế bào và làm tăng tính thấm thành mạch, dẫn đến xuất tiết dịch và điện giải ồ ạt vào lòng ruột, gây ra triệu chứng tiêu chảy phân nước nhiều lần.
Ở các cơ địa có khiếm khuyết miễn dịch, vi khuẩn Salmonella không bị tiêu diệt tại hạch mạc treo mà tiếp tục thoát vào dòng máu tuần hoàn qua đường bạch huyết, dẫn đến tình trạng nhiễm khuẩn huyết thứ phát và gieo rắc mầm bệnh đến các cơ quan xa như xương khớp, hệ thần kinh trung ương và nội mạc mạch máu.
Biểu hiện lâm sàng và phân loại thể bệnh
Biểu hiện lâm sàng của nhiễm Salmonella rất đa dạng, phụ thuộc vào số lượng vi khuẩn xâm nhập, độc lực của chủng vi khuẩn và tình trạng miễn dịch của người bệnh. Các hội chứng lâm sàng chính bao gồm:
1. Thể viêm dạ dày - ruột cấp tính: Đây là hình thái lâm sàng hay gặp nhất trong nhiễm Salmonella không thương hàn. Theo ghi nhận của Tổ chức Y tế Thế giới (WHO, 2018), thời gian ủ bệnh thường dao động từ 12 đến 36 giờ sau khi ăn phải thức ăn hoặc đồ uống bị nhiễm mầm bệnh, với khoảng biến thiên từ 6 đến 72 giờ. Bệnh khởi phát đột ngột với các triệu chứng:
- Buồn nôn và nôn mửa liên tục trong giai đoạn đầu.
- Đau bụng quặn từng cơn, thường khu trú nhiều ở vùng quanh rốn hoặc vùng hố chậu phải.
- Tiêu chảy dữ dội nhiều lần trong ngày, phân nhiều nước, có thể có màu xanh sền sệt, đôi khi xuất hiện chất nhầy hoặc lẫn máu vi thể.
- Hội chứng nhiễm trùng với biểu hiện sốt, mệt mỏi toàn thân, nhức đầu và đau mỏi cơ khớp.
Theo báo cáo của WHO (2018), ở những người khỏe mạnh bình thường, các biểu hiện lâm sàng của viêm dạ dày - ruột do Salmonella thường kéo dài từ 2 đến 7 ngày và người bệnh có khả năng tự hồi phục mà không cần can thiệp điều trị đặc hiệu. Mặc dù vậy, tình trạng mất nước và rối loạn điện giải nghiêm trọng vẫn có thể phát triển nhanh chóng ở trẻ nhỏ và người cao tuổi.
2. Thể nhiễm khuẩn huyết và nhiễm trùng xâm lấn: Vi khuẩn xâm nhập trực tiếp vào hệ tuần hoàn, gây sốt cao liên tục dao động kèm rét run, mạch nhanh, hạ huyết áp và suy đa tạng. Thể bệnh này có thể khởi phát sau một đợt tiêu chảy cấp hoặc xuất hiện đơn độc mà không có triệu chứng tiêu hóa rõ rệt, đặc biệt phổ biến ở bệnh nhân nhiễm HIV, bệnh nhân suy giảm miễn dịch bẩm sinh hoặc mắc các bệnh huyết học ác tính. Tại Việt Nam, một nghiên cứu lâm sàng của Lan và cộng sự (2016) thực hiện tại Bệnh viện Bệnh Nhiệt đới Thành phố Hồ Chí Minh trên 102 bệnh nhân nhiễm Salmonella xâm lấn không thương hàn đã ghi nhận có 71% trường hợp đồng nhiễm HIV và tỷ lệ tử vong chung lên tới 28%.
3. Thể tổn thương khu trú ngoài ruột: Sau giai đoạn nhiễm khuẩn huyết thoáng qua, vi khuẩn có thể cư trú tại các mô tổn thương trước đó để hình thành ổ áp xe khu trú, bao gồm viêm tủy xương, viêm khớp nhiễm khuẩn mủ, viêm màng não ở trẻ sơ sinh, hoặc viêm nội tâm mạc nhiễm khuẩn và viêm phình động mạch nhiễm trùng.
4. Trạng thái người lành mang trùng: Một tỷ lệ nhỏ người bệnh sau khi khỏi triệu chứng lâm sàng vẫn tiếp tục bài xuất vi khuẩn Salmonella qua phân trong nhiều tuần hoặc nhiều tháng, trở thành nguồn lây truyền âm thầm nguy hiểm cho cộng đồng nếu tham gia chế biến thực phẩm.
Phương pháp chẩn đoán và tiêu chuẩn xác định
Chẩn đoán xác định nhiễm Salmonella đòi hỏi sự kết hợp chặt chẽ giữa yếu tố dịch tễ học tiếp xúc thực phẩm, triệu chứng lâm sàng và các bằng chứng vi sinh vật học từ phòng xét nghiệm.
1. Nuôi cấy vi sinh vật: Phân lập vi khuẩn bằng phương pháp nuôi cấy được coi là tiêu chuẩn vàng trong chẩn đoán. Các mẫu bệnh phẩm bao gồm phân, chất nôn, máu hoặc thức ăn nghi ngờ được nuôi cấy trên các môi trường phân lập chọn lọc và phân biệt như thạch SS (Salmonella-Shigella), thạch XLD (Xylose Lysine Deoxycholate) hoặc thạch MacConkey. Vi khuẩn Salmonella điển hình sinh khuẩn lạc không lên men lactose và có khả năng sinh khí hydro sunfua tạo tâm đen trên môi trường phù hợp.
2. Định danh huyết thanh và sinh học phân tử: Các chủng vi khuẩn phân lập được xác định nhóm huyết thanh bằng kỹ thuật ngưng kết kháng huyết thanh đơn giá hoặc đa giá. Trong thực hành cận lâm sàng, kỹ thuật phản ứng chuỗi polymerase (PCR) và giải trình tự toàn bộ hệ gene (whole-genome sequencing) ngày càng được áp dụng rộng rãi để định danh chính xác typ huyết thanh, tầm soát các gene kháng kháng sinh và điều tra nguồn gốc các vụ dịch ngộ độc thực phẩm trong cộng đồng.
3. Tiêu chuẩn quốc gia tại Việt Nam: Trong lĩnh vực kiểm nghiệm vệ sinh an toàn thực phẩm, Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 10780-1:2017 quy định phương pháp phát hiện Salmonella spp. trong chuỗi thực phẩm và mẫu thức ăn chăn nuôi. Quy trình này bao gồm các bước tăng sinh sơ bộ không chọn lọc, tăng sinh chọn lọc trên môi trường lỏng, ria cấy trên đĩa thạch chọn lọc và khẳng định bằng các thử nghiệm sinh hóa, huyết thanh học chuẩn mực.
4. Xét nghiệm cận lâm sàng bổ trợ: Đánh giá mức độ rối loạn nội môi bao gồm xét nghiệm điện giải đồ để phát hiện hạ natri máu, hạ kali máu, xét nghiệm chức năng thận (ure, creatinin) để tầm soát suy thận cấp trước thận do mất nước, và công thức máu nhằm đánh giá phản ứng viêm toàn thân.
Nguyên tắc điều trị và quản lý lâm sàng
Chiến lược điều trị nhiễm Salmonella phụ thuộc cơ bản vào thể lâm sàng, mức độ nghiêm trọng của bệnh và yếu tố nguy cơ của từng cá thể người bệnh.
1. Bù nước và cân bằng điện giải: Đây là biện pháp can thiệp căn bản và quan trọng nhất trong quản lý bệnh nhân viêm dạ dày - ruột cấp tính. Theo Quyết định 3610/QĐ-BYT năm 2015 của Bộ Y tế ban hành Hướng dẫn chẩn đoán và xử trí ngộ độc, bù nước và điện giải là khâu cơ bản hàng đầu trong điều trị các ca ngộ độc thức ăn có triệu chứng nôn và tiêu chảy. Người bệnh mất nước nhẹ đến trung bình được chỉ định uống dung dịch bù nước đường uống pha đúng tỷ lệ. Trường hợp mất nước nặng, nôn nhiều liên tục không thể uống hoặc có dấu hiệu sốc giảm thể tích cần được thiết lập đường truyền tĩnh mạch khẩn cấp để bù dịch tinh thể.
2. Chỉ định kháng sinh theo hướng dẫn quốc tế: Một nguyên tắc lâm sàng cốt lõi là không sử dụng kháng sinh thường quy cho các trường hợp viêm dạ dày - ruột nhẹ đến trung bình do Salmonella không thương hàn ở người khỏe mạnh. Hướng dẫn thực hành lâm sàng của Hiệp hội Bệnh truyền nhiễm Hoa Kỳ (IDSA, Shane và cs., 2017) đã chỉ rõ việc dùng kháng sinh ở đối tượng này không rút ngắn thời gian biểu hiện triệu chứng lâm sàng, ngược lại còn làm kéo dài thời gian thải trừ vi khuẩn qua phân và gia tăng nguy cơ chọn lọc các chủng kháng thuốc.
Tuy nhiên, hướng dẫn của IDSA (Shane và cs., 2017) khuyến cáo bắt buộc phải chỉ định điều trị kháng sinh nhắm trúng đích cho các nhóm đối tượng có nguy cơ cao xảy ra biến chứng xâm lấn đe dọa tính mạng, bao gồm:
- Trẻ sơ sinh và trẻ nhỏ dưới 3 tháng tuổi do hệ miễn dịch chưa hoàn thiện.
- Người cao tuổi từ 50 tuổi trở lên có nghi ngờ hoặc tiền sử mắc bệnh xơ vữa động mạch, nhằm phòng ngừa nguy cơ vi khuẩn bám dính vào mảng xơ vữa gây phình mạch nhiễm trùng.
- Bệnh nhân có tình trạng suy giảm miễn dịch nặng, bao gồm nhiễm HIV, bệnh nhân ung thư đang điều trị hóa chất hoặc người ghép tạng đang dùng thuốc ức chế miễn dịch.
- Người mắc các bệnh lý huyết sắc tố mạn tính, đặc biệt là bệnh hồng cầu hình liềm, do nguy cơ cao phát triển viêm tủy xương do Salmonella.
- Bệnh nhân có biểu hiện nhiễm khuẩn huyết, sốt rét run toàn thân hoặc tổn thương cơ quan ngoài đường tiêu hóa.
Các nhóm kháng sinh thường được lựa chọn bao gồm cephalosporin thế hệ 3 đường tiêm (như ceftriaxone), fluoroquinolone đường uống (như ciprofloxacin) hoặc azithromycin, có hiệu chỉnh liều theo kháng sinh đồ thực tế tại địa phương.
3. Sử dụng thuốc điều trị triệu chứng: Quyết định 3610/QĐ-BYT năm 2015 của Bộ Y tế cũng nhấn mạnh cảnh báo không được sử dụng các loại thuốc ức chế nhu động ruột trong các trường hợp tiêu chảy do nhiễm trùng xâm nhập. Việc làm giảm nhu động ruột sẽ làm ứ đọng vi khuẩn và độc tố trong lòng ống tiêu hóa, làm tăng nguy cơ kéo dài tình trạng nhiễm độc toàn thân và biến chứng giãn đại tràng nhiễm độc nguy hiểm.
Dịch tễ học và giám sát an toàn thực phẩm
Nhiễm Salmonella là một trong những nguyên nhân hàng đầu gây bùng phát các vụ dịch ngộ độc thực phẩm tập thể trên phạm vi toàn thế giới. Theo số liệu thống kê của Tổ chức Y tế Thế giới (WHO, 2018), các bệnh lây truyền qua thực phẩm tạo ra gánh nặng bệnh tật to lớn, khiến gần 1 trong 10 người trên thế giới mắc bệnh mỗi năm và cướp đi khoảng 33 triệu năm sống điều chỉnh theo mức độ tàn tật. Bệnh tiêu chảy do thức ăn ô nhiễm ảnh hưởng tới 550 triệu người mỗi năm, bao gồm 220 triệu trẻ em dưới 5 tuổi, trong đó vi khuẩn Salmonella được xác định là 1 trong 4 nguyên nhân hàng đầu gây tiêu chảy toàn cầu.
Bên cạnh thể viêm ruột thông thường, gánh nặng của các thể xâm lấn cũng vô cùng nghiêm trọng. Trong nghiên cứu phân tích toàn cầu thuộc dự án Gánh nặng Bệnh tật Toàn cầu (GBD 2017) được công bố bởi Stanaway và cộng sự (2019) trên tạp chí The Lancet Infectious Diseases, các tác giả ước tính trong năm 2017 đã có khoảng 535000 ca mắc bệnh nhiễm Salmonella xâm lấn không thương hàn trên toàn cầu, gây ra 77500 ca tử vong với tỷ lệ tử vong trung bình lên tới 14.5%.
Đặc điểm dịch tễ đáng lưu ý là mặc dù các vụ bùng phát ngộ độc lớn tại các bếp ăn tập thể hoặc nhà hàng thường thu hút sự chú ý của truyền thông, theo WHO (2018), có khoảng 60% đến 80% các trường hợp nhiễm Salmonella trong thực tế diễn ra dưới dạng các ca bệnh tản phát lẻ tẻ trong cộng đồng hoặc hoàn toàn không được hệ thống y tế chẩn đoán xác định.
Nguồn truyền nhiễm chính của vi khuẩn là động vật nuôi lấy thịt, gia cầm và các sản phẩm chế biến từ trứng, sữa chưa qua tiệt trùng. Vi khuẩn có thể xâm nhập chuỗi thực phẩm ở mọi giai đoạn, từ chăn nuôi ban đầu, giết mổ, chế biến, vận chuyển đến bảo quản tại gia đình. Tại Việt Nam, một nghiên cứu thực nghiệm của Nhung và cộng sự (2018) khảo sát thực phẩm bán lẻ tại các chợ truyền thống và siêu thị đã ghi nhận tỷ lệ nhiễm Salmonella không thương hàn ở mức rất cao: 71.8% đối với thịt gà, 70.7% đối với thịt lợn và 62.2% đối với thịt bò.
Thách thức kháng kháng sinh và định hướng phòng ngừa
Sự gia tăng nhanh chóng của các chủng Salmonella đa kháng thuốc đang nổi lên như một thách thức y tế công cộng nghiêm trọng trên toàn cầu. Việc lạm dụng kháng sinh trong nông nghiệp và chăn nuôi công nghiệp để thúc đẩy tăng trưởng và phòng bệnh hàng loạt đã tạo áp lực chọn lọc mạnh mẽ, hình thành các chủng Salmonella đề kháng đồng thời với nhiều nhóm kháng sinh quan trọng như ampicillin, chloramphenicol, trimethoprim-sulfamethoxazole, cùng với sự xuất hiện của các chủng giảm nhạy cảm với fluoroquinolone và kháng cephalosporin thế hệ 3 qua cơ chế sinh men beta-lactamase phổ rộng (ESBL).
Tình trạng đa kháng thuốc làm tăng đáng kể nguy cơ thất bại trong điều trị các thể bệnh xâm lấn, kéo dài thời gian nằm viện và làm gia tăng chi phí y tế. Để kiểm soát hiệu quả mầm bệnh, Tổ chức Y tế Thế giới và các cơ quan y tế khuyến cáo áp dụng tiếp cận Một Sức khỏe (One Health), tích hợp chặt chẽ việc giám sát dịch tễ trên động vật, chuỗi thực phẩm và bệnh nhân trong bệnh viện.
Đối với cộng đồng và các cơ sở chế biến thực phẩm, việc tuân thủ nghiêm ngặt các nguyên tắc vệ sinh an toàn thực phẩm là biện pháp phòng ngừa tiên quyết:
- Thực hiện nguyên tắc ăn chín uống sôi, đảm bảo nhiệt độ nấu nướng đủ cao để tiêu diệt hoàn toàn vi khuẩn Salmonella trong lõi thực phẩm.
- Bảo quản thực phẩm tươi sống ở nhiệt độ thấp thích hợp nhằm ngăn chặn sự sinh sôi của vi khuẩn.
- Ngăn ngừa nhiễm chéo vi sinh vật bằng cách sử dụng dao, thớt và dụng cụ chứa riêng biệt cho thực phẩm sống và thực phẩm chín.
- Rửa tay kỹ bằng xà phòng dưới vòi nước chảy trước khi chuẩn bị thức ăn, sau khi đi vệ sinh và sau khi tiếp xúc với gia súc, gia cầm hoặc vật nuôi.
Ranh giới và hạn chế trong thực hành y khoa
Mặc dù y văn đã mô tả chi tiết về sinh lý bệnh và phương pháp điều trị nhiễm Salmonella, các bác sĩ lâm sàng và cán bộ y tế dự phòng vẫn đối mặt với những ranh giới và hạn chế cụ thể:
Thứ nhất, việc nuôi cấy phân lập vi khuẩn thường mất từ 2 đến 3 ngày để cho kết quả định danh và kháng sinh đồ hoàn chỉnh. Trong khoảng thời gian này, các quyết định điều trị ban đầu chủ yếu dựa vào phán đoán lâm sàng và tình trạng dịch tễ tại chỗ, đòi hỏi sự thận trọng cao độ để tránh chỉ định kháng sinh không cần thiết.
Thứ hai, các xét nghiệm chẩn đoán nhanh bằng kỹ thuật sinh học phân tử có độ nhạy cao nhưng không thể phân biệt được vi khuẩn còn sống hay chỉ là mảnh DNA tồn lưu, đồng thời không cung cấp trực tiếp kiểu hình nhạy cảm kháng sinh thực tế của chủng vi khuẩn.
Thứ ba, các vaccine phòng bệnh thương hàn hiện có chỉ tạo miễn dịch đặc hiệu chống lại Salmonella Typhi mà không có hiệu quả bảo vệ chéo đối với các chủng Salmonella không thương hàn. Do đó, việc phòng ngừa nhiễm Salmonella không thương hàn hoàn toàn phụ thuộc vào việc kiểm soát vệ sinh chuỗi cung ứng thực phẩm và hành vi vệ sinh cá nhân trong cộng đồng.