Ngày 05 tháng 6 năm 2026, Trường Đại học Khoa học và Công nghệ Hà Nội đã ra Quyết định nghiệm thu đề tài Loại 1 có tên “Giải trình tự toàn bộ gen và xác định các gen kháng Colistin ở Pseudomonas aeruginosa” do TS. Lê Thị Thu Hằng làm chủ nhiệm đề tài.
Kháng kháng sinh hiện được Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) xem là một trong những mối đe dọa nghiêm trọng nhất đối với sức khỏe toàn cầu trong thế kỷ XXI. Trong số các vi khuẩn gây bệnh nguy hiểm, Pseudomonas aeruginosa là tác nhân gây nhiễm khuẩn cơ hội phổ biến tại các cơ sở y tế, đặc biệt ở những bệnh nhân suy giảm miễn dịch hoặc điều trị kéo dài. Loài vi khuẩn này có khả năng phát triển nhiều cơ chế kháng thuốc phức tạp, khiến việc điều trị ngày càng khó khăn. Đáng lo ngại hơn, sự xuất hiện của các chủng kháng Colistin – một trong những kháng sinh được sử dụng như lựa chọn cuối cùng đối với các trường hợp nhiễm khuẩn Gram âm đa kháng – đang đặt ra thách thức lớn cho hệ thống y tế.
Nhằm làm rõ cơ sở di truyền của hiện tượng kháng Colistin và đánh giá nguy cơ lan truyền các chủng vi khuẩn kháng thuốc trong môi trường bệnh viện, TS. Lê Thị Thu Hằng cùng nhóm nghiên cứu đã triển khai đề tài theo hướng tiếp cận liên ngành, kết hợp giữa vi sinh lâm sàng, phân tích kiểu hình kháng thuốc, giải trình tự hệ gen thế hệ mới và tin sinh học hiện đại.
Đề tài được phê duyệt triển khai trên cơ sở Quyết định số 105/QĐ-ĐHKHCN ngày 21/02/2023 của Hiệu trưởng Trường Đại học Khoa học và Công nghệ Hà Nội với các mục tiêu chính:
– Xây dựng và hoàn thiện bộ hệ gen của các chủng P. aeruginosa kháng Colistin bằng cách kết hợp dữ liệu giải trình tự đọc ngắn (NGS) và công nghệ giải trình tự đọc dài Oxford Nanopore Technology (ONT).
– Xác định đặc điểm kháng kháng sinh và làm sáng tỏ các cơ chế di truyền liên quan đến hiện tượng kháng Colistin ở các chủng P. aeruginosa phân lập từ môi trường bệnh viện.
Kết quả nghiên cứu đã cung cấp bức tranh toàn diện về đặc điểm sinh học, kiểu hình kháng thuốc và cấu trúc hệ gen của 15 chủng P. aeruginosa lâm sàng được thu thập tại một bệnh viện ở Việt Nam. Tất cả các chủng phân lập đều được định danh chính xác là P. aeruginosa, khẳng định tính tin cậy của các phương pháp phân tích được sử dụng trong nghiên cứu.
Các thí nghiệm đánh giá độ nhạy cảm kháng sinh và xác định nồng độ ức chế tối thiểu (MIC) cho thấy tất cả các chủng khảo sát đều mang đặc điểm đa kháng thuốc ở mức độ cao. Phần lớn các chủng kháng đồng thời nhiều nhóm kháng sinh quan trọng như Carbapenem và Fluoroquinolone, trong khi một số chủng còn biểu hiện khả năng kháng Colistin. Giá trị MIC cao ghi nhận ở nhiều chủng cho thấy chúng thuộc nhóm vi khuẩn kháng thuốc diện rộng (XDR), gây ra những thách thức đáng kể trong điều trị lâm sàng và kiểm soát nhiễm khuẩn bệnh viện.
Thông qua việc kết hợp dữ liệu giải trình tự đọc ngắn và đọc dài, nhóm nghiên cứu đã xây dựng thành công các bộ hệ gen hoàn chỉnh với độ chính xác cao. Kết quả phân tích cho thấy mặc dù các chủng có kích thước hệ gen tương đối tương đồng, sự khác biệt đáng kể tồn tại ở các thành phần hệ gen phụ trợ, bao gồm các yếu tố di truyền di động và các gen kháng kháng sinh. Đây là những yếu tố quan trọng giúp vi khuẩn thích nghi với áp lực môi trường, đồng thời tạo điều kiện cho quá trình tiếp nhận và lan truyền các đặc tính kháng thuốc.
Nghiên cứu chuyên sâu trên hai chủng đại diện đã làm rõ các cơ chế kháng thuốc khác nhau. Chủng 71 thể hiện kiểu hình siêu đột biến (hypermutator) liên quan đến các biến đổi trong gen sửa chữa sai hỏng DNA mutS. Cơ chế này cho phép vi khuẩn tích lũy nhanh các đột biến thích nghi, từ đó thúc đẩy sự hình thành khả năng kháng thuốc ở mức độ cao. Trong khi đó, chủng 445 mang các yếu tố kháng thuốc thu nhận được, nổi bật là gen NDM-1, minh chứng cho vai trò quan trọng của quá trình chuyển gen ngang trong sự lan truyền các đặc tính kháng kháng sinh giữa các quần thể vi khuẩn.
Bộ gen hoàn chỉnh của chủng Pseudomonas aeruginosa 71 (ST1971), thể hiện sự phân bố của các gen kháng kháng sinh (ARGs), các yếu tố di truyền di động (MGEs), các vùng prophage và vị trí, cấu trúc của cụm gen kháng thuốc tmexCD2-toprJ2 trên hệ gen.
Bên cạnh đó, phân tích so sánh hệ gen còn cho thấy các hệ thống điều hòa như ParRS và PmrAB có vai trò quan trọng trong cơ chế kháng Colistin. Những kết quả này góp phần làm sáng tỏ các con đường phân tử liên quan đến sự xuất hiện và phát triển tính kháng thuốc ở P. aeruginosa, đồng thời cung cấp cơ sở khoa học cho việc giám sát và dự báo nguy cơ xuất hiện các chủng vi khuẩn kháng thuốc nguy hiểm trong tương lai.
Nhìn chung, nghiên cứu cho thấy áp lực sử dụng kháng sinh, sự tích lũy đột biến di truyền và quá trình trao đổi vật liệu di truyền giữa các vi khuẩn là những động lực chính thúc đẩy sự tiến hóa của các chủng P. aeruginosa đa kháng thuốc. Những phát hiện này không chỉ góp phần làm rõ cơ sở di truyền của hiện tượng kháng Colistin mà còn cung cấp dữ liệu quan trọng phục vụ công tác giám sát dịch tễ học phân tử, kiểm soát nhiễm khuẩn và xây dựng các chiến lược sử dụng kháng sinh hợp lý trong môi trường bệnh viện.
Trong quá trình thực hiện, đề tài đã công bố 01 bài báo trên tạp chí quốc tế thuộc danh mục tạp chí uy tín được Quỹ Phát triển Khoa học và Công nghệ Quốc gia (NAFOSTED) công nhận. Bên cạnh đó, đề tài cũng đạt được những kết quả tích cực trong công tác đào tạo thông qua việc hướng dẫn thành công 01 học viên cao học bậc thạc sĩ và 01 sinh viên đại học tham gia nghiên cứu.
Các kết quả đạt được từ đề tài khẳng định tiềm năng ứng dụng của các công nghệ giải trình tự hệ gen thế hệ mới trong nghiên cứu vi sinh y học và giám sát kháng kháng sinh. Đồng thời, nghiên cứu cũng thể hiện định hướng phát triển khoa học liên ngành mà USTH đang thúc đẩy, thông qua việc kết hợp giữa vi sinh học, sinh học phân tử, tin sinh học và y sinh học nhằm giải quyết các vấn đề cấp thiết về sức khỏe cộng đồng và góp phần ứng phó với thách thức toàn cầu về kháng kháng sinh.
