Trong vi sinh vật học, nồng độ ức chế tối thiểu (MIC) là nồng độ thấp nhất của một hợp chất, thường là kháng sinh, có khả năng ức chế sự phát triển rõ rệt (in vitro) của vi khuẩn hoặc nấm. Thử nghiệm MIC được thực hiện phổ biến trong các phòng thí nghiệm chẩn đoán và nghiên cứu phát triển thuốc.
MIC được xác định thông qua việc pha loãng tuần tự hợp chất trong môi trường thạch hoặc huyền dịch, sau đó cấy vi sinh vật vào và ủ ở nhiệt độ thích hợp. Giá trị MIC thu được phụ thuộc chủ yếu vào mức độ nhạy cảm của vi sinh vật và hiệu lực kháng khuẩn của hợp chất, tuy nhiên các yếu tố khác cũng có thể ảnh hưởng đến kết quả. MIC thường được biểu thị bằng đơn vị microgam trên mililit (μg/mL) hoặc miligam trên lít (mg/L).
Trong thực hành lâm sàng, kết quả MIC được dùng để phân loại mức độ nhạy cảm của vi sinh vật đối với các tác nhân kháng khuẩn, thông qua các giá trị ngưỡng gọi là breakpoints. Các breakpoints này được thiết lập bởi các tổ chức tiêu chuẩn như Viện Tiêu chuẩn Lâm sàng và Phòng thí nghiệm Hoa Kỳ (CLSI), Hội Hóa trị kháng khuẩn Anh Quốc (BSAC) và Ủy ban Châu Âu về Thử nghiệm Độ nhạy kháng khuẩn (EUCAST). Mục tiêu của việc xác định MIC là giúp bác sĩ lựa chọn liệu pháp kháng sinh tối ưu.
Trong nghiên cứu phát triển thuốc, đo lường MIC là bước đầu tiên để đánh giá hiệu lực kháng khuẩn của các chiết xuất sinh học, hợp chất tinh khiết hoặc thư viện hóa chất lớn đối với các chủng vi sinh vật quan tâm. MIC càng thấp thì hiệu lực kháng khuẩn càng cao. Khi có dữ liệu độc tính in vitro, MIC còn có thể được dùng để tính chỉ số chọn lọc (selectivity index) – chỉ số thể hiện sự chọn lọc giữa độc tính lên tế bào đích và tế bào bình thường.
Lịch sử
Sau khi kháng sinh được phát hiện và thương mại hóa, nhà vi sinh vật học, dược lý học và bác sĩ lâm sàng Alexander Fleming đã phát triển phương pháp pha loãng trong môi trường dịch (broth dilution), sử dụng độ đục của môi trường làm chỉ dấu đánh giá. Đây được xem là cột mốc hình thành khái niệm MIC. Đến thập niên 1980, CLSI đã hệ thống hóa phương pháp và tiêu chuẩn xác định MIC cho mục đích lâm sàng. Do vi sinh vật luôn tiến hóa và thuốc mới liên tục được phát triển, các quy trình đánh giá MIC được cập nhật định kỳ.
Ứng dụng lâm sàng
MIC hiện được ứng dụng rộng rãi trong thử nghiệm độ nhạy kháng sinh (AST – Antimicrobial Susceptibility Testing). Kết quả MIC thường được báo cáo kèm với kết luận:
-
S: nhạy cảm (có đáp ứng với liều điều trị thông thường),
-
I: trung gian (cần tăng liều hoặc sử dụng phác đồ tăng cường),
-
R: kháng thuốc.
Phân loại này được CLSI và EUCAST xây dựng. Tuy nhiên, có sự khác biệt đáng kể giữa breakpoints của các quốc gia châu Âu cũng như giữa CLSI và EUCAST.
Trong thực tế lâm sàng, việc xác định chính xác tác nhân gây bệnh chỉ dựa vào triệu chứng thường rất khó khăn. Hơn nữa, cùng một loài vi sinh vật như Staphylococcus aureus có thể có nhiều mức độ kháng kháng sinh khác nhau. Do đó, việc định danh vi sinh vật và xác định MIC từ chủng phân lập trên bệnh nhân là rất quan trọng để đưa ra quyết định điều trị chính xác.
Việc sử dụng kháng sinh không hợp lý còn là một yếu tố thúc đẩy sự xuất hiện và lan rộng của vi khuẩn đa kháng thuốc (MDR). Kháng sinh ở mức dưới MIC cũng tạo ra áp lực chọn lọc, góp phần vào quá trình tiến hóa của kháng thuốc. Vì vậy, việc xác định MIC có ý nghĩa sống còn trong bối cảnh kháng thuốc đang gia tăng.
Phương pháp xác định MIC
1. Pha loãng trong dịch (Broth Dilution Assay)
Gồm ba thành phần chính: môi trường nuôi cấy (thường là Mueller-Hinton Broth có hiệu chỉnh cation), tác nhân kháng khuẩn và vi sinh vật thử nghiệm. Kháng sinh được pha loãng tuần tự trong các ống nghiệm hoặc giếng vi tấm, sau đó được cấy với vi sinh vật. Sau ủ 16–20 giờ, MIC được xác định là nồng độ thấp nhất không có hiện tượng đục (tức không có sự phát triển của vi khuẩn).
2. Etest
Etest là phương pháp thay thế định lượng MIC bằng cách sử dụng dải nhựa chứa gradient nồng độ kháng sinh cố định, do hãng bioMérieux sản xuất. Sau khi ủ, người ta đọc MIC tại điểm cắt của hình elip ức chế với dải thử.
MBC – Nồng độ diệt khuẩn tối thiểu (Minimum Bactericidal Concentration)
Khác với MIC, MBC là nồng độ tối thiểu của tác nhân kháng khuẩn có khả năng tiêu diệt vi khuẩn (không tái phát triển được sau cấy lại). Khoảng cách giữa MIC và MBC phản ánh tính diệt khuẩn của thuốc – nếu MBC gần với MIC, hợp chất có tính diệt khuẩn cao.
Trong lâm sàng, MIC thường được sử dụng nhiều hơn MBC vì dễ xác định hơn và hiệu quả điều trị thường tương đương, do hệ miễn dịch của cơ thể có thể loại bỏ tác nhân gây bệnh khi vi khuẩn không còn nhân lên. Nếu MBC quá cao so với MIC, việc sử dụng liều thuốc ở mức MBC có thể gây độc tính nghiêm trọng cho bệnh nhân.
Tầm quan trọng
Trong bối cảnh các đợt bùng phát vi khuẩn mới và sự gia tăng của vi sinh vật đột biến, việc xác định MIC ngày càng trở nên cần thiết. Đây là công cụ quan trọng để lựa chọn thuốc hiệu quả, hạn chế kháng thuốc, và đảm bảo an toàn trong điều trị.
nguồn: wiki
