Giới thiệu
Thế giới về sức khỏe và dinh dưỡng hiện đang tự hỏi làm thế nào để giải quyết các vấn đề liên quan đến sự đề kháng kháng sinh. Việc sử dụng thể thực khuẩn hoặc enzyme kháng khuẩn có thể tạo ra sự thay thế tốt. Chúng chính xác là gì, ưu và nhược điểm là gì và quan trọng nhất và cách nào để chúng có thể được sử dụng?
Bài tóm tắt lược dịch trong tạp chí pigprogress.net do Pilar García Suárez and Ana Rodríguez González biên soạn (1/2019) với tiêu đề “Pros and cons of using phages and enzybiotics” viết về những nghiên cứu trên thể thực khuẩn và enzyme kháng khuẩn cùng những ưu và khuyết điểm của chúng để ứng dụng trong sản xuất nông nghiệp và đời sống. Nội dung bài lược dịch được tóm tắt ở các phần dưới đây.
Động vật và bệnh nhiễm trùng
Thật đáng báo động, là làm thế nào để mô tả tốt nhất các dữ liệu gần đây nhất về sự đề kháng kháng sinh đối với vi khuẩn gây bệnh. Rốt cuộc, chúng cũng ảnh hưởng đến tình trạng sức khỏe của con người. Ước tính mỗi năm, nó là nguyên nhân của 25.000 người thương vong chỉ riêng ở Liên minh châu Âu; 700.000 sinh mạng bị mất đi trên toàn thế giới. Vào năm 2050, xu hướng này sẽ dẫn đến tình hình là vấn đề chết chóc có liên quan đến nhiễm trùng sẽ phổ biến hơn so với chết do ung thư.
Chương trình hành động về sức khỏe
Chương trình của Liên minh châu Âu về “Một kế hoạch hành động cho sức khỏe chống lại sự kháng kháng sinh” đã được tạo lập để phối hợp và thực thi các luật nhằm ngăn ngừa và kiểm soát vấn đề này ở tất cả các quốc gia. Ngoài ra, kế hoạch được thiết kế để tiếp thêm sức cho nghiên cứu và phát triển thành các phương pháp trị liệu thay thế mới.
Liên quan đến sức khỏe vật nuôi, vấn đề đặc biệt nghiêm trọng vì một số lượng lớn vi khuẩn lây bệnh sang người cũng đang gây nhiễm trùng ở người. Trên hết, điều quan trọng cần lưu ý là việc sử dụng kháng sinh bừa bãi trong một số bộ phận của ngành chăn nuôi đã dẫn đến sự phát triển của vi khuẩn kháng thuốc thậm chí có thể được tìm thấy trong các bệnh viện.
Bất kỳ giải pháp nào cho vấn đề toàn cầu này, ảnh hưởng đến các phân khúc thị trường khác nhau (kinh doanh nông nghiệp, chăm sóc sức khỏe, môi trường), phải cần được xem xét từ nhiều góc độ khác nhau. Đó là lý do tại sao có lời bào chữa cho việc giảm sử dụng các thuốc kháng sinh sát trùng, phải được thay thế bằng các phương pháp kháng khuẩn khác, mà lý tưởng sẽ dẫn đến tần số thấp của các vi khuẩn kháng thuốc. Ngoài ra, nó sẽ là chìa khóa để tìm giải pháp thay thế mà người ta có thể sử dụng để chống lại các vi khuẩn đa kháng thuốc.
Thể thực khuẩn và enzyme kháng khuẩn
Thể thực khuẩn (Hình 1) là những virus đầu độc loại trừ vi khuẩn. Bên trong những vi khuẩn này, chúng nhân lên và tạo ra các tiểu thể vi rút mới được gieo tự do ngay khi vi khuẩn phân rã hoặc tiêu tan. Khả năng tiêu diệt vi khuẩn này biến các thể thực khuẩn thành thuốc kháng khuẩn mạnh và chính xác mà đặc tính đó có thể được khai thác trong điều trị các bệnh truyền nhiễm khác nhau, đó là do cách xử lý của thể thực khuẩn. Loại điều trị này được phát hiện bởi Felix d’Herelle vào đầu thế kỷ 20 và nó được sử dụng ở Đông Âu trong nhiều năm cho đến khi việc sử dụng kháng sinh trở nên phổ biến bình thường. Tuy nhiên, ở Ba Lan và Liên Xô cũ, việc sử dụng các thể thực khuẩn cho mục đích kháng khuẩn vẫn tiếp tục. Những ngày này, nhiều quốc gia phương Tây cũng đang tìm kiếm nhiều hơn về việc sử dụng các thực khuẩn trong sự cố gắng chống nhiễm trùng.
Enzyme kháng khuẩn (enzybiotic) là các protein chức năng có hoạt tính kháng khuẩn. Trong phạm vi của liệu pháp thể thực khuẩn, các enzybiotic là các protein được mã hóa bởi các thể thực khuẩn. Khi chúng được thêm vào bên ngoài, các enzybiotic có khả năng hủy diệt những vi khuẩn nào đó. Phần lớn các enzyme kháng khuẩn là các endolysin và có nguồn gốc từ các thể thực khuẩn. Chức năng đặc trị của các endolysin này là hủy diệt vi khuẩn, vật chủ của các thể thực khuẩn, vì thế các tiểu thể virus mới được tạo ra có thể được giải thoát khi chu trình sao chép nhân lên kết thúc (Hình 2).
Ưu và khuyết điểm
Khi đề xuất một chất mới như một chất kháng khuẩn, một đánh giá cần phải so sánh với những phương pháp hiện có liên quan đến ưu và khuyết điểm của nó.
- Thể thực khuẩn là những vi sinh vật có sẵn rất phong phú, vì chúng có thể được tìm thấy ở dạng bình thường trong môi trường. Ví dụ, chúng được phân lập trong các mẫu đất với mật độ 108 tiểu thể/g. Điều này có nghĩa là con người, động vật và thực vật tiếp xúc với các thể thực khuẩn cho hầu hết cuộc sống của chúng ta mà không gây ra phản ứng có hại rõ ràng.
- Tác động kháng khuẩn của thể kháng khuẩn và enzyme kháng khuẩn rất đặc hiệu. Khi được sử dụng trong điều trị, chúng chỉ nhắm mục tiêu vi khuẩn gây bệnh cụ thể và phần còn lại sẽ vẫn còn nguyên không bị ảnh hưởng.
- Dù áp dụng với vi khuẩn kháng kháng sinh hoặc vi khuẩn nhạy cảm, hiệu quả loại trừ của thể thực khuẩn và enzyme kháng khuẩn là giống hệt nhau.
- Các thể thực khuẩn nhân lên khi nhiễm vi khuẩn gây bệnh, do đó làm tăng đặc tính kháng khuẩn của chúng.
- Enzyme kháng khuẩn hoạt động trên các mục tiêu thiết yếu cho sự tồn tại của vi khuẩn và vì lý do đó, rất khó để vi khuẩn sửa đổi chúng. Điều này xem ra là lý do tại sao cho đến nay vẫn chưa có bất kỳ mô tả nào về vi khuẩn đề kháng với enzyme kháng khuẩn.
Tuy nhiên, các thuốc kháng khuẩn có nguồn gốc từ thể thực khuẩn, có một số bất lợi.
- Sự chấp nhận của một bộ phận xã hội có thể là một vấn đề, vì thể thực khuẩn có liên quan đến những virus nguy hiểm. Tuy nhiên, những virus kháng khuẩn hoàn toàn đặc hiệu với những vi khuẩn này và vì lý do đó, chúng vô hại với người, động vật, thực vật hoặc môi trường.
- Việc sử dụng thể thực khuẩn đòi hỏi một nghiên cứu chi tiết về sinh học cũng như các đặc tính di truyền của nó. Mục tiêu của nghiên cứu này phải đảm bảo rằng trong mọi trường hợp không phải là vật mang các thể thực khuẩn hoặc có khả năng truyền các yếu tố độc lực đến các vi khuẩn khác.
- Tính đặc hiệu của các thể thực khuẩn đối với vi khuẩn mục tiêu của chúng là rất cao, điều đó có nghĩa là, để đảm bảo rằng tất cả các chủng sẽ bị loại trừ, điều cần thiết là sử dụng hỗn hợp các thể thực khuẩn khác nhau với phạm vi vật chủ khác nhau.
- Sự xuất hiện của sự đề kháng kháng lại các thuốc kháng khuẩn có nguồn gốc từ thể thực khuẩn có thể là một chủ đề của sự quan tâm. Trong trường hợp các thể thực khuẩn, vi khuẩn có thể trở nên kháng thuốc. Sử dụng hỗn hợp các thể thực khuẩn khác nhau sẽ giảm thiểu đến khả năng có được sự kháng thuốc đối với chúng. Điều tốt để chú ý rằng không có bất kỳ mô tả nào về vi khuẩn kháng lại enzyme kháng khuẩn, mặc dù nhiều nghiên cứu lặp lại đã được thực hiện.
Tình trạng hiện tại của liệu pháp thể thực khuẩn
Số lượng nghiên cứu về liệu pháp thể thực khuẩn đang tăng lên, chỉ ra rằng sẽ có nhiều dữ liệu hơn về hiệu quả và sự an toàn của thể thực khuẩn và enzyme kháng khuẩn, đặc biệt là liên quan đến sự loại trừ vi khuẩn gây bệnh trên sức khỏe của người, sức khỏe động vật hoặc môi trường.
Đáng chú ý là tầm quan trọng về nghiên cứu của một số công ty, chủ yếu là công nghệ sinh học có trụ sở tại Hoa Kỳ, khi họ nhận được sự cho phép cho các sản phẩm khác nhau. Những sản phẩm này có thể được sử dụng trong các phân khúc khác nhau của chuỗi sản xuất kinh doanh nông sản, từ điều trị hoặc phòng ngừa dịch bệnh ở vật nuôi trại, đến khử trùng chuồng trại. Các ứng dụng sau đây có giá trị liên quan đến nông nghiệp.
- AgriPhage (Intralytix, USA) là một sản phẩm thương mại có chứa hỗn hợp các thể thực khuẩn có hoạt tính kháng khuẩn gây bệnh cây trồng. Mục tiêu của nó là kháng lại một số bệnh ở cây trồng (cà chua và ớt).
- Trong lĩnh vực thực phẩm, Listex P100 (Micreos, Hà Lan) là sản phẩm kết hợp 6 thể thực khuẩn để loại bỏ Listeria monocytogenes trong một số chất dinh dưỡng và trong các cơ sở công nghiệp.
- Liên quan đến sức khỏe động vật, Intralytix đã phát triển các chế phẩm thể thực khuẩn để phòng ngừa và điều trị các bệnh trên vật nuôi, bao gồm cả vật nuôi trại cũng như thú cưng. Họ đang bán các sản phẩm thương mại kháng lại Salmonella (PLSV-1) và Clostridium perfringens (INT-401) để điều trị trên gà.
- Các sản phẩm khác, như ListShield, EcoShield, SalmoFresh và ShigaShield, hoạt động kháng lại L. monocytogenes và E. coli O157: H7, Salmonella và Shigella, đang được sử dụng như một biện pháp phòng ngừa ở vật nuôi để tránh các vi khuẩn này xâm nhập vào chuỗi thức ăn.
- Trong phạm vi này, sẽ rất tốt khi bổ sung các sản phẩm đã được phát triển để khử trùng trên da của vật sống trước khi giết mổ. Những sản phẩm này gồm Ecolicide PX (Intralytix) và BacWash (OmniLytics, USA). - Cuối cùng nhưng không kém quan trọng, cũng có những sản phẩm được phát triển để tránh nhiễm khuẩn gây bệnh trong thức ăn thú cưng, như Ecolinf, SalmoLyse và LystPhage (Intralytix).
Triển vọng cho tương lai
Danh sách này tất nhiên có thể được mở rộng cùng với các ứng dụng cho người. Tuy nhiên, rõ ràng là các sản phẩm này chỉ thiết lập tiền lệ cho việc sử dụng các hợp chất dựa trên thể thực khuẩn như các thuốc kháng khuẩn, ứng dụng trong các lĩnh vực khác nhau.
Thương mại hóa cần những quy định rõ ràng
Trên thực tế, một trong những vấn đề quan trọng nhất trước khi thương mại hóa các loại sản phẩm này là thiếu các quy định rõ ràng cho chúng ở mọi quốc gia. Ví dụ, Bộ Nông nghiệp Hoa Kỳ (USDA) và Cục Quản lý Thực phẩm và Dược phẩm Hoa Kỳ (FDA) đã phê duyệt các sản phẩm khác nhau ủng hộ sử dụng trong kinh doanh nông nghiệp. Tuy nhiên, Cơ quan an toàn thực phẩm châu Âu (EFSA) đã hoàn chỉnh đánh giá một số chất bảo quản thực phẩm nhất định, nhưng không tìm thấy dữ liệu kết luận về việc sử dụng nó trong Liên minh châu Âu.
Không có sự chấp thuận của Liên minh châu Âu
Đối với các sản phẩm cho sức khỏe vật nuôi, tại Liên minh châu Âu, không có sản phẩm nào trong số này nhận được sự chấp thuận tại thời điểm này. Một lần nữa, nhiều nghiên cứu chỉ ra tiềm năng to lớn trong lĩnh vực này. Vì lý do đó, điều cần thiết là tiếp tục đóng góp dữ liệu cần thiết, để các giới chức thẩm quyền có thể hiểu được giá trị thực sự của việc sử dụng sau này.
PGS Bùi Xuân Mến, Trung tâm RD Vemedim, lược dịch và tóm tắt.
Tài liệu tham khảo
Suárez PG & González AG (2019). Pros and cons of using phages and enzybiotics.
