Tình trạng vi khuẩn nhờn thuốc thời đại của kháng sinh đã kết thúc?

• Báo động tình trạng kháng thuốc kháng sinh ở Việt Nam
• Kháng thuốc kháng sinh: Bác sĩ cũng bất lực
• Việt Nam có tỷ lệ kháng thuốc kháng sinh cao trên thế giới

Tại cuộc họp các bộ trưởng y tế các nước G20 cũng đã thống nhất coi vấn đề này là chủ chốt mà nhân loại phải đối mặt trong vài thập niên tiếp theo. Một báo cáo cho rằng mỗi ngày trên thế giới có gần 2 nghìn người chết vì tình trạng kháng thuốc kháng sinh và con số này có thể lên tới 10 triệu người mỗi năm vào năm 2050.

Việc phát minh ra thuốc kháng sinh vào năm 1928 được coi là một trong những phát minh vĩ đại nhất của nhân loại. Tới năm 1940, kháng sinh được thương mại hóa và dần trở thành một phần không thể thiếu trong cuộc sống. Cùng với việc vi khuẩn trở nên nhờn thuốc kháng sinh, con người sẽ phải đối mặt với những căn bệnh hiểm nghèo, và cả những thiệt hại to lớn về mặt kinh tế. 

So với những năm 1950-1980, lượng kháng sinh mới do con người tạo ra mỗi lúc một sụt giảm và những căn bệnh do nhờn kháng sinh lại tăng lên, câu hỏi được đặt ra là có phải kỷ nguyên vàng của kháng sinh đã kết thúc?

Kháng kháng sinh là gì?

Những dược chất có khả năng hủy diệt hoặc làm chậm lại sự phát triển của vi khuẩn gây bệnh được gọi là thuốc kháng sinh. Thuốc kháng sinh có thể được tổng hợp từ các thành phần hóa học hoặc gây cấy từ vi sinh vật. 

Những chất này có thể là thuốc diệt siêu vi, thuốc diệt nấm, thuốc trụ sinh, sulfa, chất tẩy uế và các loại thuốc sát trùng. Người ta gọi hiện tượng kháng sinh không tiêu diệt được mầm bệnh hoặc vi khuẩn là hiện tượng kháng kháng sinh. Vi khuẩn không bị tiêu diệt mà còn sinh sản ra những thế hệ vi khuẩn mới cùng với đặc tính kháng thuốc và các loại hóa chất điều trị nhiễm trùng. 

Đã có rất nhiều loại kháng sinh được con người tạo ra để chống lại các vi khuẩn gây bệnh. Những loại vi khuẩn gây bệnh sẽ bị kháng sinh tiếp cận và tiêu diệt chủ yếu theo các cơ chế chính: Kháng sinh can thiệp vào quá trình tổng hợp protein của vi khuẩn; Phá hoại quá trình trao đổi chất; Tấn công thành tế bào, khiến cho vi khuẩn mất khả năng tự bảo vệ; Ngăn chặn sự tổng hợp DNA và RNA của vi khuẩn.

Theo các nhà nghiên cứu, vi khuẩn kháng thuốc có khả năng vô hiệu hóa một phần hoặc toàn phần cơ chế hoạt động của thuốc kháng sinh theo nhiều cách. Chúng có thể xây dựng một hệ thống phòng thủ của riêng mình bằng cách thay đổi cách thức hoạt động, thẩm thấu của màng tế bào do đó hạn chế kháng sinh xâm nhập và tấn công tổ chức của chúng. 

Các vi khuẩn cũng có khả năng tạo ra các phân tử gác cửa và sẵn sàng ngăn chặn kháng sinh. Ngụy trang mục tiêu cũng là một  cách vi khuẩn sử dụng để chống lại việc kháng sinh cô lập một phần của vi khuẩn (thường là bộ phận cung cấp protein) khiến cho vi khuẩn bị tiêu diệt bởi thiếu nguồn cung. 

Để đối phó với điều này, vi khuẩn có thể thay đổi cấu trúc của các bộ phận để kháng sinh không nhận ra nó. Ở một số loại vi khuẩn có khả năng phản công lại thuốc kháng sinh. Chúng có thể sản xuất ra một số loại enzyme làm giảm hoặc mất hoàn toàn tính kháng khuẩn của thuốc. Kết quả của một số thử nghiệm cho thấy enzyme có tên beta-lactamse được vi khuẩn sản sinh ra đã đánh bại peniciliin.

Việc tăng trưởng nhanh quá trình chăn nuôi thịt gia cầm cũng khiến một số nước trên thế giới phải đối mặt với cuộc khủng hoảng do lạm dụng thuốc kháng sinh. Những người chăn nuôi cho rằng sử dụng kháng sinh sẽ phòng bệnh và kích thích tăng trưởng ở đàn gia cầm. 

Nhưng kháng sinh khi được sử dụng cho gia cầm sẽ không tiêu diệt được hết mầm bệnh, khiến cho vi khuẩn tồn tại và phát triển cơ chế kháng kháng sinh. Điều này gây hại lớn cho môi trường và trực tiếp đe dọa sức khỏe con người. Trong những cuộc điều tra tại một số cơ sở chăn nuôi ở bang Punjab, Ấn Đô,å người ta thấy rằng có tới 2/3 số gia cầm ở đây có chứa enzyme có khả năng chống lại các chủng kháng sinh.

Những nhà nghiên cứu đã đưa ra nhiều giả thiết để giải thích về hiện tượng vi khuẩn có thể tự tạo ra cơ chế kháng thuốc. Theo đó, trong hàng triệu con vi khuẩn thì có xác xuất tồn tại một vài cá thể có khả năng kháng lại thuốc kháng sinh. Không bị tiêu diệt bởi thuốc kháng sinh, các vi khuẩn này tiếp tục tồn tại và sinh sản, những thế hệ sau của chúng sẽ thay thế dần các vi khuẩn nhạy thuốc và mang trên mình cơ chế kháng thuốc. 

Ở một giả thiết khác, những vi khuẩn có thể truyền lại cho nhau những đoạn mã DNA trong đó chứa những cách để ngụy trang hoặc tạo ra các enzyme kháng thuốc…

Trong một bài viết của mình, Giáo sư Cheryl Jones, Đại học Melbourne cho rằng trong tương lai nếu con người không có biện pháp ngăn chặn sự kháng thuốc của vi khuẩn thì những căn bệnh thông thường cũng có thể trở thành bệnh hiểm nghèo.

Một viễn cảnh về thời kỳ hậu kháng sinh, khi mà tình trạng AMR lan rộng, khi đó những bệnh lây nhiễm đơn giản có thể đe dọa trực tiếp tính mạng con người. Những cuộc phẫu thuật, các phương pháp truyền hóa trị, cấy ghép nội tạng cũng đi kèm với tỷ lệ tử vong cao.

Những hy vọng mới

Trong một báo cáo mới đây của Tổ chức Y tế thế giới (WHO) thì hiện nay có quá ít kháng sinh mới được điều chế trong khi tốc độ phát triển của các loại bệnh kháng kháng sinh đang ngày một tăng nhanh. 

Hiện nay đang có 51 loại kháng sinh được nghiên cứu và 11 chất sinh học từ thiên nhiên có thể dùng thay thế kháng sinh. 33 loại kháng sinh trong số đó nhắm tới mục tiêu ưu tiên của WHO là 12 loại bệnh, gồm cả vi khuẩn lao và Enterobacteriaceae gây bệnh nhiễm trùng. 

Theo các nhà nghiên cứu, bệnh lao cần được điều trị ít nhất bằng ba loại kháng sinh và chỉ có 7 loại đang trong quá trình thử nghiệm, có thể trong tương lai, bệnh nhân lao sẽ rơi vào tình trạng thiếu thuốc điều trị. 

Trong 33 loại kháng sinh tiềm năng nói trên, chỉ có 8 loại được điều chế mới, còn lại là được sửa đổi đơn giản từ những nhóm kháng sinh sẵn có, chúng chỉ có thể được dùng như biện pháp ngắn hạn để chống lại vi khuẩn mà thôi. Bên cạnh đó, các kháng sinh đường uống vốn rất phù hợp với các nước có thu nhập thấp cũng không được chú trọng để điều chế.

Trong cuộc đua giữa thuốc kháng sinh và vi khuẩn, con người có trong tay hơn 100 loại thuốc khác nhau và vẫn đang nghiên cứu cơ chế kháng thuốc của các loại vi khuẩn và điều chế ra thêm nhiều loại thuốc mới. Nghiên cứu mới đây của một nhóm các nhà khoa học đã cho phép kết hợp 3 loại kháng sinh để chống lại gien mcr-1, loại gien có trong vi khuẩn kháng thuốc. 

Trước đó, vi khuẩn e-coli chứa mcr-1 được phát hiện lần đầu tại Trung Quốc và sau đó trở thành cơn ác mộng ở Mỹ và hơn 30 nước trên thế giới. Vi khuẩn chứa gien mcr-1 sẽ tấn công bệnh nhân, khiến cho họ mắc chứng bệnh nhiễm trùng không thể điều trị do các loại kháng sinh sử dụng đều không hiệu quả.

Phó Giáo sư Brian Tsuji đến từ Trường Dược và Khoa học dược phẩm, Mỹ cho rằng: “Những chủng loại vi khuẩn mang gien mrc-1 và ndm-5 là mối đe dọa cấp bách bởi mức độ kháng thuốc và khả năng lây lan nhanh chóng”. Trong khi đó, Phó Giáo sư Zackery Bulman, Đại học Illinois cảnh báo về kỷ nguyên hậu kháng sinh, khi các loại thuốc của con người đều mất tác dụng trước vi khuẩn.

Hợp chất polymyxins B là loại kháng sinh có hiệu quả nhưng có tác dụng phụ gây hại thận, điều này buộc các nhà nghiên cứu phải tìm cách giảm liều lượng sử dụng đồng thời tìm kiếm các loại kháng sinh khác để kết hợp với nó. 

Sau quá trình thử nghiệm với hơn 15 loại kháng sinh thường và những cách kết hợp khác nhau, họ đã tìm ra kháng sinh aztreonam và amikacin có thể kết hợp với polymyxin B. Loại kháng sinh tổng hợp mới có tác dụng tốt đối với các vi khuẩn mang gien mcr-1 và cả gien ndm-5, vi khuẩn e-coli bị tiêu diệt sau 24 giờ và không phát triển trở lại

Một kết quả khả quan khác là việc sản xuất được kháng sinh pseudouridimycin từ một loại vi khuẩn trong đất từ Italia. Loại kháng sinh mới có cơ chế hoạt động trung hòa được enzyme polymerase, loại enzyme cần thiết cho tất cả chức năng của mọi sinh vật. 

Với nguy cơ kháng thuốc thấp hơn 10 lần so với kháng sinh thông thường, và khả năng tiêu diệt hơn 20 loại vi khuẩn, đây được coi là niềm hy vọng mới trong việc tìm kiếm kháng sinh. Hiện nay loại kháng sinh này đang được đưa vào thử nghiệm và sẽ đưa ra thị trường trong vòng 10 năm tới.

Trong một nghiên cứu khác, Tiến sĩ Sheref S. Mansy, đến từ Đại học Trento, Italia và các đồng sự đã thành công trong việc chế tạo một tế bào nhân tạo có thể giao tiếp hóa học được với tế bào sống. Tế bào nhân tạo sẽ trà trộn vào vi khuẩn gây bệnh và phá hủy chúng từ bên trong. 

Những nhà nghiên cứu đã xây dựng nên một cấu trúc tý hon có chứa các đoạn mã DNA, có thể cảm nhận được các phân tử, sau đó có thể “suy nghĩ” tổng hợp lại và tạo ra các phản ứng hóa học để trao đổi với vi khuẩn. Nếu thành công, đây sẽ là một giải pháp mới trong tương lai, giúp con người có thêm vũ khí chống lại sự kháng thuốc của vi khuẩn.