Thảm họa khi vi khuẩn làm việc "team work", bệnh nhân phải cắt cụt cả 4 chi mới bảo toàn được mạng sống

Những con vi khuẩn có thể dùng kế ve sầu thoát xác để trốn tránh sự săn lùng của thuốc kháng sinh. Và chúng cũng có thể xây dựng hệ thống phòng thủ, hoặc ngụy trang các mục tiêu mà vũ khí của loài người nhắm tới.

Tất cả mọi thứ binh pháp đều có thể được vi khuẩn vận dụng trong cuộc chiến với chúng ta. Nhưng còn điều gì tệ hơn thế nữa? 

Mới đây, một nhóm các nhà khoa học đã phát hiện một trường hợp hi hữu, trong đó, hai chủng vi khuẩn đã làm việc "team work" với nhau để cùng đánh bại hệ miễn dịch của một bệnh nhân, khiến người này phải cắt cụt cả 4 chi mới có thể bảo toàn mạng sống.

Hiện tượng ít được biết đến gọi là nhiễm trùng đa khuẩn. Mặc dù các trường hợp mầm bệnh "hợp tác" với nhau không phải mới, đây là báo cáo đầu tiên sử dụng kỹ thuật phân tích gen để chứng minh: 

Các biến thể di truyền trên một loài vi khuẩn có thể chủ động giúp chúng khuếch đại mức độ nhiễm trùng. Nếu chỉ điều trị một chủng vi khuẩn, chủng còn lại có thể phát triển điên cuồng, và đó sẽ là một thảm họa cho người bệnh.

Thảm họa khi vi khuẩn làm việc "team work", bệnh nhân phải cắt cụt cả 4 chi mới bảo toàn được mạng sống

Nghiên cứu được thực hiện bởi các nhà khoa học đến từ Đại học Maryland và Đại học Texas, Hoa Kỳ. Trong đó, họ mô tả một trường hợp bệnh nhân nhập viện vì nhiễm vi khuẩn ăn thịt người gây hoại tử cân mạc.

Chẩn đoán ban đầu cho thấy căn bệnh này là do chủng vi khuẩn Aeromonas hydrophila đơn giản gây ra. Các bác sĩ đã điều trị cho bệnh nhân này bằng kháng sinh và đinh ninh bệnh nhân của mình sẽ hồi phục.

Nhưng không, chỉ một thời gian ngắn sau đó, tình trạng bệnh nhân bắt đầu trở nặng với tốc độ đáng kinh ngạc. Vi khuẩn đã lây nhiễm vào máu, các cơ quan nội tạng và đe dọa tính mạng buộc các bác sĩ phải cắt bỏ cả bốn chi của bệnh nhân.

Sau khi mọi sự kinh hoàng kết thúc, các bác sĩ mới tự hỏi chuyện gì vừa xảy ra? Tại sao một chủng vi khuẩn đơn giản có thể chống lại được kháng sinh điều trị và tăng tốc độ phát triển của nó khủng khiếp đến vậy?

Nghi ngờ dẫn ngược trở lại một nghiên cứu mà các nhà khoa học đã thực hiện trước đó. Trong nghiên cứu này, họ phát hiện mô hình lây nhiễm của hai loại vi khuẩn khác nhau về mặt di truyền, được gọi là viêm cân mạc hoại tử 1 (NF1) và viêm cân mạc hoại tử 2 (NF2).

Sử dụng mô hình chuột, các nhà khoa học nhận thấy nếu đứng riêng lẻ một mình, mỗi chủng NF1 hoặc NF2 chỉ có thể gây ra những vết hoại tử nhỏ trên quy mô cục bộ. Nhiễm trùng dạng này sẽ không lây lan vào máu hoặc các cơ quan quan trọng khác. Cuối cùng, vi khuẩn đứng một mình sẽ bị hệ miễn dịch của chuột đánh bại và xóa sổ hoàn toàn.

Nhưng điều ngược lại sẽ xảy ra, khi có mặt cả NF1 và NF2 cùng lúc. Nghiên cứu mới được công bố trong Kỷ yếu của Viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia Hoa Kỳ tuần này đã chứng minh sự nguy hiểm khi cả hai chủng vi khuẩn cùng xuất hiện và hợp tác với nhau.

Cơ chế "team work" của chúng đã được làm sáng tỏ. Theo đó, khi NF2 lây nhiễm một vật chủ, cơ thể vật chủ sẽ tìm cách tiêu diệt nó và tiết ra một loại độc tố phá vỡ các mô cơ. Vô tình, những mô cơ bị phá vỡ tạo điều kiện cho NF1 xâm nhập vào máu và các cơ quan.

"Nghiên cứu này cung cấp bằng chứng rõ ràng cho thấy một bệnh nhiễm trùng rất nặng [viêm cân mạc hoại tử trước đây từng] được cho là do một loài vi khuẩn tự nhiên gây ra, nhưng thực tế có tới hai chủng", giáo sư Rita Colwell đến từ Đại học Maryland cho biết.

"Một chủng tạo ra độc tố phá vỡ mô cơ và cho phép chủng kia di chuyển vào hệ thống tuần hoàn và lây nhiễm tới các cơ quan".

Vi khuẩn aeromonas hydrophila

Mặc dù nghiên cứu này chỉ chứng minh sự hợp tác của hai chủng vi khuẩn là biến thể của nhau, nhưng các nhà nghiên cứu lưu ý các mầm bệnh như virus, nấm và các vi khuẩn họ xa cũng có thể cùng nhau hợp lực để tấn công mạnh mẽ vật chủ.

Các nghiên cứu này đã rọi một luồng sáng vào hiểu biết của chúng ta, trong cách mầm bệnh hợp đồng tác chiến trên cơ thể vật chủ. Nó có thể cho phép chúng ta tìm ra một loại thuốc hay phương pháp điều trị các bệnh nhiễm đa khuẩn trong tương lai.

"Bây giờ chúng ta đã có khả năng sử dụng metagenomics [một kỹ thuật phân tích di truyền] để xác định các tác nhân lây nhiễm riêng lẻ liên quan đến nhiễm trùng đa khuẩn. Với những phương pháp mới mạnh mẽ này, chúng ta có thể xác định cách thức vi khuẩn phối hợp với nhau, cho dù chúng là vi khuẩn, virus hay ký sinh trùng", giáo sư Colwell cho biết.

Khả năng xác định các tác nhân liên quan đến nhiễm trùng đa khuẩn, cho dù chúng là loài khác nhau hay chủng biến thể của một loài, có thể cải thiện đáng kể kết quả điều trị cho bệnh nhân.

"Khi chúng ta điều trị bệnh này bằng một loại kháng sinh nhất định, chúng ta sẽ loại bỏ được một sinh vật ra khỏi cơ thể", giáo sư Colwell nói. "Nhưng nếu có một sinh vật khác tham gia vào quá trình nhiễm trùng và cũng gây ra căn bệnh, thì bất kỳ phương pháp điều trị bằng kháng sinh nào không nhắm mục tiêu vào cả hai sinh vật đều có thể sẽ khiến chúng phát triển như điên".

Chỉ điều trị một sinh vật trong nhiễm trùng đa khuẩn có thể là nguyên nhân của nhiều bệnh nhiễm trùng thứ cấp và nhiễm trùng mãn tính chống lại điều trị. Theo giáo sư Colwell, một hỗn hợp kháng sinh hoặc thuốc điều trị có thể sẽ là vũ khí mà chúng ta cần nghĩ đến khi chống lại các bệnh nhiễm trùng đa khuẩn.

Tham khảo Iflscience