Trước sự tấn công của vi khuẩn, loài người cũng đã thành công trong việc tìm ra vũ khí chống lại chúng. Antibiotic (tiếng Hy Lạp) cấu tạo từ "anti" có nghĩa là "đối lại" và "biotic" có nghĩa là "sống, cuộc sống". Antibiotic có thể được coi là những chất ngay ở nồng độ thấp đã có khả năng ức chế hoặc tiêu diệt vi khuẩn một cách đặc hiệu bằng cách gây rối loạn phản ứng sinh học ở tầm phân tử. Trong tự nhiên, nhiều loại kháng sinh do các loài vi khuẩn và nấm tạo ra. Kháng sinh được phân loại theo các cách khác nhau như dựa vào cấu tạo hóa học, dựa vào cơ chế tác động, dựa vào phổ tác dụng đối với vi khuẩn... Nhờ sự ra đời của kháng sinh, mỗi năm trên thế giới có hàng chục triệu người mắc các bệnh nhiễm khuẩn đã được chữa khỏi và cứu sống. Kháng sinh được coi như một vũ khí vĩ đại trong cuộc chiến của loài người nhằm chống lại vi khuẩn và các nhiễm khuẩn do chúng gây ra.
Hình phóng đại của một vết thương kinh niên bằng kính hiển vi điện tử, cho thấy một bạch huyết cầu (X) với sự hiện diện của một cụm tế bào vi khuẩn (XX). Một khi vi khuẩn không di chuyển tự do, chúng kháng lại các cách điều trị bằng thuốc kháng sinh cổ điển.
Vi khuẩn và sự kháng kháng sinh
Tuy nhiên, trong nhiều trường hợp, mặc dù dùng kháng sinh điều trị nhưng tình trạng nhiễm khuẩn vẫn không được cải thiện, vi khuẩn vẫn tồn tại và phát triển, người ta gọi đó là đề kháng kháng sinh. Có những trường hợp vi khuẩn đề kháng nhưng đó là đề kháng giả (chỉ là biểu hiện bên ngoài chứ không phải do bản chất của vi khuẩn). Ví dụ, khi vi khuẩn gây bệnh nằm trong các ổ áp xe, ổ mủ... có các tổ chức hoại tử, tổ chức viêm bao bọc khiến cho kháng sinh không thể thấm tới vị trí tổn thương được hoặc chỉ một lượng nhỏ kháng sinh có thể tới vị trí đó. Trường hợp khác có thể gặp như khi vi khuẩn ở trạng thái không phát triển, do vậy nó không chịu tác động của kháng sinh... Nhiều loại vi khuẩn đề kháng tự nhiên với một số kháng sinh (tức là vi khuẩn không chịu tác dụng của một số kháng sinh nào đó do có những tính chất về mặt cấu trúc hay sinh lý đặc biệt khiến kháng sinh đó không thể phát huy tác dụng với vi khuẩn). Một số trường hợp đề kháng tự nhiên. Nhiều loại vi khuẩn có khả năng đề kháng kháng sinh thông qua các thay đổi về mặt di truyền (đột biến, nhận được gen qui định sự đề kháng...) người ta gọi là đề kháng thu được. Các gen kháng kháng sinh có thể lan truyền từ vi khuẩn này sang vi khuẩn khác. Các gen kháng kháng sinh tạo cho vi khuẩn đề kháng bằng nhiều cách: làm giảm tính thấm của tế bào vi khuẩn ngăn cản kháng sinh thấm vào trong tế bào hay làm rối loạn hoặc ngăn cản việc vận chuyển kháng sinh vào trong tế bào (với một số kháng sinh như tetracyclin, oxacillin...); làm thay đổi đích tác động của kháng sinh làm cho kháng sinh không bám được vào các cấu trúc của vi khuẩn và do vậy, kháng sinh không phát huy được tác dụng (streptocmycin, erythromycin...); vi khuẩn tạo ra các enzym (các men) làm biến đổi hoặc phá hủy cấu trúc hóa học của kháng sinh, do vậy, kháng sinh bị mất tác dụng (như enzyme beta-lactamase làm mất tác dụng của kháng sinh nhóm beta-lactam...).
Tìm ra NDM-1
Các kháng sinh nhóm beta-lactam thường được sử dụng rộng rãi và nhiều kháng sinh có hiệu quả trong điều trị các nhiễm khuẩn nặng. Một trong những kháng sinh có tác dụng tốt nhất trong nhóm này là các carbapenem. Tuy nhiên, các kháng sinh nhóm beta-lactam chịu tác động của enzym betalactamase của vi khuẩn, trong đó các enzyme metallo-b-lactamases (MBLs) rất hay gặp ở các P. aeruginosa, hay các vi khuẩn thuộc họ vi khuẩn đường ruột (enterobacteriaceae). Mới đây, một phân nhóm mới của MBL là NDM-1 đã được xác định từ một chủng Klebsiella pneumoniae (K. pneumoniae 05-506) có nguồn gốc ở New Dehli, Ấn Độ từ một người đàn ông 59 tuổi.
Sau khi phân tích trình tự ADN của chủng K. pneumoniae 05-506, người ta thấy có một gen mới qui định việc sản xuất ra MBL và được đặt tên là blaNDM-1. Chủng K. pneumoniae 05-506 kháng lại tất cả các kháng sinh nhóm beta-lactam được thử nghiệm (ampicillin, piperacillin, cephalothin, cefoxitin, cefotaxime, cefuroxime, ceftazidime, aztreonam, cefepime, ertapenem, imipenem, meropenem) và chỉ nhạy cảm với colistin. Người ta đã xác định rõ ràng rằng chủng 05-506 này có nguồn gốc từ Ấn Độ. Còn quá ít dữ liệu đánh giá sự lan tràn của gen này. Tuy nhiên, trên thực nghiệm tại phòng thí nghiệm, người ta thấy gen này có thể lan truyền dễ dàng giữa chủng K. pneumoniae và E. coli.
Mối đe dọa của các vi khuẩn sinh NDM-1
Vi khuẩn có các gen đề kháng sẽ ít hoặc không chịu tác động của kháng sinh khi điều trị. Đặc biệt, việc điều trị một số vi khuẩn có vai trò quan trọng gây các nhiễm khuẩn ở bệnh viện, cộng đồng như viêm phổi, viêm đường tiết niệu, nhiễm khuẩn huyết... sẽ gặp rất nhiều khó khăn. Nếu vi khuẩn đề kháng với nhiều loại kháng sinh hiện có, bệnh nhân có thể bị tử vong do thất bại điều trị.
Tuy nhiên vi khuẩn thường xuyên có sự thay đổi về cấu trúc hay sinh lý để kháng lại kháng sinh. Vì vậy điều quan trọng là chúng ta phải tuân thủ nguyên tắc sử dụng kháng sinh hết sức tránh việc lạm dụng kháng sinh nhiều hạn chế khả năng kháng thuốc của vi khuẩn.