Vi khuẩn bạch hầu (corynebacterium diphtheriae)

Năm 1826, Klebs đã quan sát và mô tả trực khuẩn bạch hầu, một năm sau 1884 Loeffler phân lập được vi khuẩn này, sau đó Roux và Yersin tìm ra ngoại độc tố (1888). Roux chế huyết thanh kháng độc tố để chữa bệnh (1894) và Ramon chế giải độc tố bạch hầu để phòng bệnh (1924). Vi khuẩn bạch hầu thuộc họ Corynebacteriaceae. Họ này gồm các giống Conrynebacterium, Listeria, Erysipelothrix, phần lớn không gây bệnh, ký sinh ở đất, súc vật và người, một số ít gây bệnh cho người.

Hình thể

Vi khuẩn bạch hầu có kích thước 0,5 -1x 2 - 8µm, dạng hình que thẳng hoặc hơi cong, hai đầu tròn và thường phình ra to hơn thân làm cho vi khuẩn có dạng hình chùy. Vi khuẩn có thể xếp thành hàng rào hay thành chữ cái H, V, X, Y ... Vi khuẩn không di động, không có vỏ, không sinh nha bào. Trực khuẩn bạch hầu bắt màu Gram dương nhưng khi tẩy màu kéo dài dễ mất màu tím. Khi nhuộm vi khuẩn bằng các phương pháp như Albert hoặc Neisser thì sẽ thấy có các hạt di nhiễm sắc (hạt volutin) những hạt này bắt màu đen khác với màu của thân vi khuẩn.

Tính chất nuôi cấy

Vi khuẩn bạch hầu là vi khuẩn hiếu khí. Mọc được ở môi trường nuôi cấy thông thường, nhưng mọc tốt và nhanh ở môi trường có máu và huyết thanh. Nhiệt độ thích hợp là 37oC, pH thích hợp 7,6 - 8.

Ở môi trường huyết thanh đông Loeffler, môi trường trứng, vi khuẩn mọc nhanh, 10-18 giờ sau đã tạo thành những khuẩn lạc nhỏ, tròn lồi, bờ đều, màu xám nhạt.

Ở môi trường có Tellurit kali 0,3% như môi trường Mac-Leod, môi trường Schroer, vi khuẩn bạch hầu mọc thành những khuẩn lạc đen hoặc xám đen tùy theo typ.

Ở môi trường thạch máu: vi khuẩn mọc tạo thành khuẩn lạc bờ đều, tâm cao, màu trắng đục và có vòng tan máu xung quanh khuẩn lạc tuỳ theo typ. Dựa vào khả năng tan máu , người ta phân biệt 3 typ: gravis, mitis và intermedius

Ở canh thang vi khuẩn làm đục nhẹ, tạo nên những hạt dính vào thành ống và xuất hiện màng trên mặt môi trường.

Tính chất sinh hóa

 Lên men và không sinh hơi các loại đường: glucose, galactose, không lên men đường saccharose và lactose.         

 Để phân biệt các typ vi khuẩn bạch hầu thật và các trực khuẩn giả bạch hầu (Corynebacterium hoffmani, Corynebacterium xerosis), người ta dựa vào bảng các tính chất sinh vật hoá học dưới đây:

Bảng các tính chất sinh vật hoá học cơ bản

Sức đề kháng

Vi khuẩn nhạy cảm với nhiệt, ở nhiệt độ 56oC chết trong vòng 5 phút. Ở trong giả mạc và khi dính vào đồ chơi, áo quần, vi khuẩn tồn tại khá lâu ở nhiệt độ bình thường. Trong điều kiện khô và lạnh vi khuẩn bạch hầu có sức đề kháng cao hơn các vi khuẩn không nha bào khác. Các chất sát khuẩn thông thường giết chết nhanh vi khuẩn sau 1 phút.

Khả năng sinh độc tố

Trực khuẩn bạch hầu tạo ngoại độc tố lúc ở trạng thái sinh dung giải với phage b. Sự hiện diện của prophage đã mang lại cho vi khuẩn gen có khả năng tổng hợp nên độc tố. Sự tạo thành độc tố của chúng còn phụ thuộc vào một số yếu tố khác như nồng độ Fe++ trong môi trường, áp suất thẩm thấu, nồng độ  axit amin, nguồn N2 và C thích hợp.

Bản chất ngoại đôc tố bạch hầu là protein không bền với nhiệt, là 1 độc tố mạnh, 1mg độc tố có thể giết chết 1.000 con chuột lang nặng 250g sau 96 giờ. Nếu cho tác dụng với  formol 0,3-0,4 % ở nhiệt độ 40oC sau 1 tháng thì độc tố bạch hầu biến thành giải độc tố được sử dụng để làm vaccine phòng bệnh bạch hầu.

Cấu trúc kháng nguyên

Kháng nguyên độc tố: Độc tố phân lập từ tất cả các chủng vi khuẩn bạch hầu cho thấy sự tương đồng về miễn dịch nghĩa là tạo thành 1 type độc tố sinh kháng duy nhất, điều này đảm bảo sự thành công của vaccine trong phòng bệnh.

Kháng nguyên của vi khuẩn: Những khảo sát cho thấy kháng nguyên polysaccharide ở bề mặt vi khuẩn ở cả 3 type gravis, mitis, intermedius không khác nhau trong khi ở các trực khuẩn giả bạch hầu không có kháng nguyên này.

Khả năng gây bệnh cho người

Trực khuẩn bạch hầu là nguyên nhân gây bệnh bạch hầu ở người, thường gặp nhất là ở trẻ em, ở lứa tuổi từ 2 - 7 tuổi. Bệnh có ở khắp nơi trên thế giới, xảy ra quanh năm nhưng gặp nhiều về mùa lạnh, bệnh chủ yếu  lây trực tiếp qua đường hô hấp khi bệnh nhi nói, ho hoặc hắt hơi. Ngoài ra có thể lây gián tiếp qua đồ chơi, áo quần của bệnh nhi.

Bệnh bạch hầu là bệnh nhiễm trùng, nhiễm độc cấp tính, có thể gây thành dịch và tỷ lệ tử vong còn tương đối cao. Bệnh có 2 biểu hiện chính là: gây màng giả ở họng cùng với nổi hạch ở cổ và nhiễm độc toàn thân.

Cơ chế bệnh sinh

Vi khuẩn bạch hầu vào đường hô hấp, cư trú ở niêm mạc hầu, họng, phát triển ở đường hô hấp trên và tiết ra ngoại độc tố. Một mặt vi khuẩn và độc tố kích thích gây loét tại chổ tạo thành màng giả màu trắng xám, dính chặt vào niêm mạc, bóc ra làm chảy máu và cho vào nước không tan. Mảng giả thường xuất hiện trước tiên ở họng rồi lan tràn lên đường mũi hoặc xuống khí quản. Bạch hầu thanh quản đặc biệt nghiêm trọng vì gây khó thở. Mặt khác ngoại độc tố theo đường máu đến tác động vào hệ thống thần kinh gây nên các hiện tượng như liệt vòm miệng, cơ mắt, tứ chi và thương tổn tại tuyến thượng thận, độc tố bạch hầu còn tác động lên tim gây rối loạn nhịp, suy tim...

Ngoài ra cũng có bạch hầu ở da hoặc ở các vết thương, ở đây màng giả cũng được tạo thành, tuy nhiên sự phân tán độc tố thường nhẹ, không gây những triệu chứng đáng kể.

Miễn dịch

Độc lực của vi khuẩn bạch hầu phụ thuộc vào 1 type độc tố duy nhất nên miễn dịch thu hoạch sau chứng bệnh cơ bản là kháng độc tố. Trẻ sơ sinh thu hoạch miễn dịch tạm thời nhờ kháng độc tố của mẹ đi qua nhau thai, tính miễn dịch thụ động này chỉ kéo dài trong ít tháng. Phần lớn trẻ em, đặc biệt từ 1 đến 7 tuổi rất nhạy cảm với vi khuẩn bạch hầu. Trong quá trình lớn lên cơ thể sẽ tự gây được miễn dịch chủ động, do trẻ bị bệnh hoặc bị nhiễm trùng nhẹ, do sống gần người lành mang vi khuẩn. Hiện nay ở nước ta, trẻ càng lớn thì khả năng mắc bệnh giảm dần và người lớn hầu như không mắc bệnh bạch hầu.

Để đánh giá tình trạng miễn dịch với độc tố của vi khuẩn bạch hầu người ta dùng phản ứng Shick: tiêm nội bì ở mặt trước cánh tay 0,1ml độc tố bạch hầu. Phản ứng dương tính thì sau 24 - 48 giờ chổ tiêm nổi lên 1 quầng đỏ, cộm cứng với đường kính 1 - 2cm, đáp ứng viêm tại chổ đạt cực đại trong vòng 5 ngày sau đó nhạt dần. Điều này chứng tỏ độc tố không bị kháng độc tố trung hòa, cơ thể có khả năng thụ cảm với vi khuẩn bạch hầu. Phản ứng âm tính thì chổ tiêm không có phản ứng nghĩa là độc tố đã bị trung hòa bởi kháng độc tố. Tuy nhiên cần phải tiêm đồng thời vào tay đối chứng 1 lượng độc tố tương tự nhưng đã chưng ở 60oC trong15 phút để phá hủy tác dụng của độc tố, bên đối chứng sẽ không có phản ứng hoặc nếu có thì mất rất nhanh trong khi phản ứng Shick dương tính thực sự thì đáp ứng viêm kéo dài trong nhiều ngày.

Chẩn đoán

Phương pháp duy nhất là phân lập vi khuẩn. Bệnh phẩm là màng giả hoặc chất ngoáy họng ở chổ có tổn thương.

Khảo sát trực tiếp bệnh phẩm

Làm tiêu bản nhuộm Gram, nhuộm Albert để phát hiện vi khuẩn. Nếu thấy hình thể vi khuẩn điển hình thì cho kết quả sơ bộ để lâm sàng có hướng điều trị kịp thời.

Nuôi cấy, phân lập, định danh

Cấy bệnh phẩm vào các môi trường thích hợp như môi trường trứng, môi trường có Tellurit để ở nhiệt độ 37oC trong 18 - 24 giờ, rồi chọn khuẩn lạc điển hình để khảo sát tính chất về hình thể, sinh hóa và xác định độc tố của vi khuẩn bạch hầu bằng 1 trong các phương pháp sau:

Phản ứng trung hòa trong da thỏ

Cạo lông ở sườn thỏ dùng bút chì chia các ô vuông nhỏ. Tiêm nội bì 0,2ml canh khuẩn bạch hầu thử nghiệm 48 giờ vào 1 ô (đồng thời tiêm nội bì 0,2ml canh khuẩn bạch hầu độc làm chứng vào ô bên cạnh), 5 - 7 giờ sau tiêm vào tĩnh mạch 1.000 đơn vị kháng độc tố bạch hầu. Ngay sau đó tiêm nội bì vào 1 ô khác 0,2ml canh khuẩn thử nghiệm. Đọc kết quả sau 48 - 72 giờ. Nếu vi khuẩn thử nghiệm sinh ra độc tố thì ở ô tiêm lần đầu xuất hiện nốt hoại tử 5 - 10 mm, bao quanh là một vùng ban đỏ 10 - 15mm giống như ô làm chứng, còn ở ô tiêm lần 2 thì chỉ có một nốt hồng 10 - 15mm.

Phản ứng Eleck

Đặt 1 giải giấy thấm có chứa kháng độc tố bạch hầu vào giữa đáy của đĩa thạch có chứa 20% huyết thanh ngựa hoặc bê. Vi khuẩn thử nghiệm được cấy thẳng góc với miếng giấy. Kháng độc tố khuếch tán ra môi trường gặp độc tố của vi khuẩn sẽ tạo thành đường kết tủa trắng ở trong thạch cũng giống như chủng bạch hầu độc lực làm chứng.

Phản ứng đồng ngưng kết

Nuôi cấy vi khuẩn bạch hầu thử nghiệm trên môi trường trứng ở 37oC qua đêm rồi cho vào môi trường 1ml dung dịch đệm phosphat (PBS) (pH:  7,2) vô trùng để trong 1 giờ, sau đó lấy PBS ra ly tâm, tách nước nổi để xác định ngoại độc tố bạch hầu bằng cách dùng 1 lam kính chia ra làm 3 ô:

Ô 1: Trộn nước nổi bạch hầu thử nghiệm với tụ cầu đã gắn SAD (Serum Anti Diphterie).

Ô 2: Gồm tụ cầu gắn huyết thanh thỏ với nước nổi bạch hầu.

Ô 3: Gồm tụ cầu gắn SAD với dung dịch đệm PBS.

Ô 2,  ô 3 là 2 ô chứng âm. Lắc nhẹ lam kính 1 phút và đọc kết quả sau 15 - 30 phút. Phản ứng dương tính khi ở ô thử nghiệm (ô 1) có các hạt ngưng kết có thể quan sát được bằng mắt thường hoặc bằng kính lúp, còn ở 2 ô chứng không có hạt ngưng kết.

Phòng bệnh và điều trị

Phòng bệnh

Bệnh bạch hầu lây chủ yếu qua đường hô hấp do vậy cần cách ly triệt để và điều trị cho người bệnh và người lành mang mầm bệnh. Biện pháp phòng bệnh tốt nhất hiện nay là tiêm vaccine giải độc tố bạch hầu có hệ thống cho trẻ em dưới 1 tuổi để gây miễn dịch cơ bản. Tiêm nhắc lại sau 1 năm và 5 năm để củng cố miễn dịch. Hiện nay ở nước ta đang dùng vaccine hổn hợp DTC (Diphterie-Tetanie-Cough).

Điều trị

Trên nguyên tắc chung là:

Trung hòa độc tố bạch hầu bằng cách tiêm kháng độc tố bạch hầu (SAD) kịp thời.

Diệt vi khuẩn bạch hầu bằng các kháng sinh như penicillin, erythromycin...

Giải quyết tình trạng ngạt thở ở bệnh nhân bằng cách cho thở oxy hoặc mở khí quản.