Đánh giá đáp ứng miễn dịch dịch thể sau khi tiêm vắc xin tái tổ hợp phòng bệnh E. coli ở lợn

• Tác giả: Nguyễn Hữu Thành
• Người hướng dẫn: PGS. Đinh Thị Bích Lân
• Trường học: Đại học Huế
• Chuyên ngành: Chăn nuôi - Thú y
• Đề tài: Đánh Giá Miễn Dịch Sau Tiêm Vắc Xin Tái Tổ Hợp Phòng Bệnh E. Coli Ở Lợn
• Loại tài liệu: luận văn
• Năm xuất bản: 2018
• Địa điểm: Thừa Thiên Huế

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• TÓM TẮT LUẬN VĂN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
• 1.1. TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VỀ E. COLI GÂY BỆNH Ở LỢN
• 1.1.1. Tình hình nghiên cứu ở trong nước
• 1.1.2. Tình hình nghiên cứu ở nước ngoài
• 1.2. VI KHUẨN ESCHERICHIA COLI
• 1.2.1. Đặc điểm hình thái
• 1.2.2. Đặc tính sinh hóa
• 1.2.3. Đặc tính nuôi cấy
• 1.2.4. Sức đề kháng
• 1.2.5. Cấu trúc kháng nguyên của vi khuẩn E.
• 1.3. TÍNH MIỄN DỊCH
• 1.4. YẾU TỐ ĐỘC LỰC CỦA E.
• 1.4.1. Độc tố ruột
• 1.4.2. Nhóm độc tố tế bào
• 1.4.3. Độc tố Stx2e
• 1.5. CÁC KHÁNG NGUYÊN BÁM DÍNH CỦA E.
• 1.5.1. Kháng nguyên bám dính F4
• 1.5.2. Kháng nguyên bám dính F18
• 1.5.3. Kháng nguyên bám dính F5
• 1.5.4. Kháng nguyên bám dính F6
• 1.5.5. Nghiên cứu sử dụng kháng nguyên bám dính để sản xuất vắc xin
• 1.6. COLI GÂY RA Ở LỢN
• 1.6.1. Cơ chế gây bệnh của vi khuẩn E.
• 1.7. PHÒNG BỆNH
• 1.7.1. Phòng bệnh bằng các chế phẩm sinh học
• 1.7.2. Phòng bệnh bằng kháng sinh
• 1.7.3. Phòng bệnh bằng vắc xin
• 1.8. PHƯƠNG PHÁP ELISA
• 1.8.1. Các phương pháp ELISA thường dùng
• 1.8.2. Lịch sử ra đời của vắc xin
• 1.8.3. Đặc tính cơ bản của một vắc xin
• 1.8.4. Các loại vắc xin
• 1.8.5. Thành phần của vắc xin
• 1.8.6. Một số điều cần chú ý khi sử dụng vắc xin
• 2. ĐỐI TƯỢNG, PHẠM VI, NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU
• 2.2. ĐỊA ĐIỂM VÀ THỜI GIAN NGHIÊN CỨU
• 2.3. VẬT LIỆU NGHIÊN CỨU
• 2.3.1. Dụng cụ và thiết bị
• 2.4. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
• 2.5. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.5.1. Phương pháp lấy mẫu và tách huyết thanh
• 2.5.2. Nghiên cứu đáp ứng kháng thể chủ động ở lợn nái sau khi tiêm vắc xin E. coli tái tổ hợp
• 2.5.3. Nghiên cứu đáp ứng kháng thể thụ động ở lợn con sinh ra từ lợn nái được tiêm vắc xin E. coli tái tổ hợp
• 2.5.4. Nghiên cứu đáp ứng kháng thể chủ động ở lợn con sau cai sữa khi tiêm phòng vắc xin E. coli tái tổ hợp
• 2.5.5. Theo dõi tỷ lệ tiêu chảy của lợn con theo mẹ sau khi tiêm phòng vắc xin E. coli tái tổ hợp
• 2.5.6. Đánh giá khả năng bảo hộ của vắc xin E. coli tái tổ hợp đối với lợn sau cai sữa
• 2.5.7. Phương pháp ELISA gián tiếp
• 2.5.8. Phương pháp xử lý số liệu
• 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
• 3.1. ĐÁNH GIÁ ĐÁP ỨNG KHÁNG THỂ CHỦ ĐỘNG Ở LỢN NÁI SAU KHI TIÊM VẮC XIN E. COLI TÁI TỔ HỢP
• 3.2. ĐÁNH GIÁ ĐÁP ỨNG KHÁNG THỂ THỤ ĐỘNG Ở LỢN CON SINH RA TỪ LỢN NÁI ĐƯỢC TIÊM VẮC XIN E. COLI TÁI TỔ HỢP
• 3.3. ĐÁNH GIÁ ĐÁP ỨNG KHÁNG THỂ CHỦ ĐỘNG Ở LỢN CON SAU CAI SỮA KHI TIÊM PHÒNG VẮC XIN E. COLI TÁI TỔ HỢP
• 3.4. THEO DÕI TỶ LỆ TIÊU CHẢY CỦA LỢN CON THEO MẸ SAU KHI TIÊM PHÒNG VẮC XIN E. COLI TÁI TỔ HỢP
• 3.5. ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG BẢO HỘ CỦA VẮC XIN E. COLI TÁI TỔ HỢP ĐỐI VỚI LỢN SAU CAI SỮA
• 4. KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Đánh giá miễn dịch sau tiêm vắc xin tái tổ hợp

Nghiên cứu này tập trung vào việc đánh giá miễn dịch của lợn sau khi tiêm vắc xin tái tổ hợp phòng bệnh do E. coli gây ra. Kết quả cho thấy, trước khi tiêm vắc xin, lượng kháng thể trong huyết thanh lợn nái rất thấp, chỉ đạt giá trị OD450 là 0,330 ± 0,048. Sau khi tiêm, vào thời điểm lợn nái sinh con, hàm lượng kháng thể trong huyết thanh và sữa đầu tăng cao, với giá trị OD450 đạt 0,876 ± 0,045 và 1,956 ± 0,445 tương ứng. Điều này chứng tỏ rằng vắc xin có khả năng kích thích đáp ứng miễn dịch hiệu quả. Việc kiểm tra kháng thể thụ động ở lợn con cho thấy, vào ngày thứ 7 sau sinh, lượng kháng thể đạt giá trị OD450 là 0,734 ± 0,029, nhưng giảm dần đến 0,329 ± 0,012 vào ngày thứ 28. Điều này cho thấy sự cần thiết của việc tiêm phòng cho lợn con để duy trì miễn dịch.

1.1. Tác dụng của vắc xin

Nghiên cứu đã chỉ ra rằng vắc xin tái tổ hợp có tác dụng tích cực trong việc phòng ngừa bệnh do E. coli gây ra. Sau khi tiêm mũi thứ nhất, lượng kháng thể giảm nhanh, nhưng sau mũi thứ hai, lượng kháng thể tăng cao và kéo dài, đạt giá trị OD450 là 0,980 ± 0,142 vào ngày 63 tuổi. Điều này cho thấy vắc xin không chỉ tạo ra miễn dịch mà còn duy trì hiệu quả trong thời gian dài. Hơn nữa, lợn con từ lợn nái được tiêm vắc xin có tỷ lệ tiêu chảy thấp hơn so với lợn con từ nái không tiêm, chứng minh rằng vắc xin có hiệu quả cao trong việc phòng bệnh. Việc sử dụng vắc xin tái tổ hợp không chỉ giúp bảo vệ sức khỏe cho lợn mà còn giảm thiểu thiệt hại kinh tế cho người chăn nuôi.

II. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

Nghiên cứu này không chỉ cung cấp cơ sở dữ liệu về tính khả thi của việc sử dụng vắc xin tái tổ hợp trong phòng bệnh do E. coli mà còn có ý nghĩa thực tiễn quan trọng. Việc chế tạo vắc xin tái tổ hợp giúp giảm thiểu việc sử dụng kháng sinh trong điều trị, từ đó hạn chế hiện tượng kháng thuốc và bảo vệ sức khỏe cho người tiêu dùng. Miễn dịch từ vắc xin cũng giúp lợn con có khả năng chống lại bệnh tật tốt hơn, từ đó nâng cao năng suất và chất lượng thịt. Điều này phù hợp với xu hướng hiện nay về việc sản xuất thực phẩm sạch và an toàn. Nghiên cứu cũng mở ra hướng đi mới cho việc phát triển các loại vắc xin khác trong tương lai, nhằm đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của thị trường.

2.1. Tác động đến ngành nông nghiệp

Việc áp dụng vắc xin tái tổ hợp trong chăn nuôi lợn không chỉ giúp bảo vệ sức khỏe cho vật nuôi mà còn góp phần vào sự phát triển bền vững của ngành nông nghiệp. Sự giảm thiểu dịch bệnh sẽ giúp tăng cường sản lượng và chất lượng sản phẩm chăn nuôi, từ đó nâng cao thu nhập cho người chăn nuôi. Hơn nữa, việc giảm thiểu sử dụng kháng sinh sẽ giúp bảo vệ môi trường và sức khỏe cộng đồng. Nghiên cứu này khẳng định rằng việc đầu tư vào nghiên cứu và phát triển vắc xin là cần thiết để nâng cao hiệu quả sản xuất trong ngành chăn nuôi.

Tổng quan nghiên cứu

Chăn nuôi lợn đóng vai trò quan trọng trong ngành nông nghiệp Việt Nam, góp phần giải quyết việc làm và nâng cao thu nhập cho người dân. Tuy nhiên, bệnh tiêu chảy do vi khuẩn Escherichia coli (E. coli) gây ra là một trong những nguyên nhân chính làm tổn thất nghiêm trọng trong chăn nuôi lợn. Theo báo cáo của ngành, tỷ lệ lợn con sơ sinh mắc tiêu chảy do ETEC (Enterotoxigenic E. coli) có thể lên đến 70%, gây thiệt hại lớn về kinh tế. Việc sử dụng kháng sinh tuy hiệu quả nhưng dẫn đến nguy cơ kháng thuốc và ảnh hưởng đến sức khỏe người tiêu dùng. Do đó, phát triển và ứng dụng vắc xin tái tổ hợp phòng bệnh tiêu chảy do E. coli là giải pháp bền vững, an toàn và hiệu quả.

Mục tiêu nghiên cứu là đánh giá đáp ứng miễn dịch dịch thể ở lợn sau khi tiêm vắc xin tái tổ hợp phòng bệnh do E. coli gây ra, nhằm cung cấp cơ sở khoa học cho việc ứng dụng vắc xin trong thực tiễn chăn nuôi. Nghiên cứu được thực hiện tại Trung tâm giống vật nuôi Quảng Bình và Viện Công nghệ sinh học – Đại học Huế trong khoảng thời gian từ tháng 5/2017 đến tháng 2/2018. Kết quả nghiên cứu góp phần nâng cao hiệu quả phòng bệnh, giảm thiểu sử dụng kháng sinh, đồng thời cải thiện chất lượng sản phẩm chăn nuôi, đáp ứng yêu cầu về thực phẩm sạch và an toàn.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên các lý thuyết miễn dịch dịch thể và mô hình đáp ứng miễn dịch của lợn đối với vắc xin tái tổ hợp. Hai lý thuyết chính được áp dụng gồm:

• Lý thuyết miễn dịch dịch thể: Kháng thể IgG, IgA và IgM đóng vai trò trung tâm trong bảo vệ lợn con khỏi nhiễm trùng ETEC, đặc biệt là kháng thể truyền qua sữa đầu từ lợn nái sang lợn con.
• Mô hình đáp ứng miễn dịch chủ động và thụ động: Đáp ứng miễn dịch chủ động được kích thích bởi tiêm vắc xin trực tiếp, trong khi đáp ứng miễn dịch thụ động là kháng thể truyền từ mẹ sang con qua sữa đầu.

Các khái niệm chuyên ngành quan trọng bao gồm: kháng nguyên bám dính F4, F5, F6, F18 của E. coli; độc tố đường ruột STa, STb, LT; phương pháp ELISA gián tiếp để đo nồng độ kháng thể; và vắc xin tái tổ hợp chứa các kháng nguyên bám dính.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu chính là mẫu huyết thanh và sữa đầu của lợn nái, huyết thanh của lợn con và lợn sau cai sữa. Cỡ mẫu gồm 10 lợn nái, 50 lợn con sau cai sữa và các lợn con theo mẹ. Mẫu máu được lấy tại tĩnh mạch cổ hoặc tai, huyết thanh được tách và bảo quản ở -20°C.

Phương pháp phân tích chính là ELISA gián tiếp để xác định nồng độ kháng thể kháng E. coli trong huyết thanh và sữa đầu. Các bước thực hiện ELISA được chuẩn hóa với các dung dịch phủ, rửa, kháng thể gắn enzyme và cơ chất OPD. Giá trị OD450 được đo để đánh giá mức độ đáp ứng miễn dịch.

Timeline nghiên cứu kéo dài từ tháng 5/2017 đến tháng 2/2018, bao gồm các giai đoạn tiêm vắc xin cho lợn nái trước phối và ngày mang thai thứ 90, theo dõi kháng thể thụ động ở lợn con từ 7 đến 28 ngày tuổi, tiêm vắc xin cho lợn con sau cai sữa ở 35 và 49 ngày tuổi, và theo dõi tỷ lệ tiêu chảy đến 119 ngày tuổi.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Đáp ứng miễn dịch chủ động ở lợn nái: Trước khi tiêm vắc xin, lượng kháng thể trong huyết thanh lợn nái thấp với giá trị OD450 là 0,330 ± 0,048. Sau khi tiêm 2 mũi vắc xin tái tổ hợp, lượng kháng thể tăng mạnh, đạt OD450 = 0,876 ± 0,045 trong huyết thanh và OD450 = 1,956 ± 0,445 trong sữa đầu, cao hơn gấp khoảng 2,6 lần so với trước tiêm.

2. Đáp ứng miễn dịch thụ động ở lợn con: Lượng kháng thể trong huyết thanh lợn con 7 ngày tuổi đạt OD450 = 0,734 ± 0,029, giảm dần đến 28 ngày tuổi còn 0,329 ± 0,012, cho thấy kháng thể thụ động giảm theo thời gian bú mẹ.

3. Đáp ứng miễn dịch chủ động ở lợn con sau cai sữa: Sau mũi tiêm đầu tiên ở 35 ngày tuổi, lượng kháng thể giảm nhanh, OD450 chỉ còn 0,136 ± 0,024 sau 14 ngày. Tuy nhiên, sau mũi tiêm thứ hai ở 49 ngày tuổi, lượng kháng thể tăng cao và duy trì đến ít nhất 119 ngày tuổi với OD450 = 0,457 ± 0,038.

4. Tỷ lệ tiêu chảy: Lợn con của lợn nái được tiêm vắc xin có tỷ lệ tiêu chảy thấp hơn đáng kể so với nhóm không tiêm, chứng tỏ hiệu quả bảo hộ của vắc xin tái tổ hợp.

Thảo luận kết quả

Kết quả cho thấy vắc xin tái tổ hợp chứa các kháng nguyên bám dính F4, F5, F6 và F18 kích thích đáp ứng miễn dịch dịch thể mạnh mẽ ở lợn nái, từ đó truyền kháng thể thụ động bảo vệ lợn con trong giai đoạn bú sữa đầu. Sự giảm dần kháng thể thụ động ở lợn con phù hợp với các nghiên cứu trước đây về thời gian tồn tại của kháng thể mẹ truyền.

Đáp ứng miễn dịch chủ động ở lợn con sau cai sữa được kích thích hiệu quả sau mũi tiêm thứ hai, cho thấy cần tiêm nhắc để duy trì miễn dịch lâu dài. Tỷ lệ tiêu chảy giảm rõ rệt ở nhóm được tiêm vắc xin chứng minh tính hiệu quả và an toàn của vắc xin tái tổ hợp trong điều kiện thực tế.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ đường thể hiện sự biến thiên giá trị OD450 theo thời gian ở các nhóm lợn nái và lợn con, cũng như bảng so sánh tỷ lệ tiêu chảy giữa nhóm tiêm và không tiêm vắc xin.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Triển khai tiêm vắc xin tái tổ hợp cho lợn nái: Tiêm 2 mũi trước phối và ngày mang thai thứ 90 để tạo kháng thể truyền qua sữa đầu, nâng cao miễn dịch thụ động cho lợn con. Thời gian thực hiện: ngay trong chu kỳ sinh sản hiện tại. Chủ thể thực hiện: các trại chăn nuôi và trung tâm giống.

2. Tiêm nhắc vắc xin cho lợn con sau cai sữa: Tiêm 2 mũi vào 35 và 49 ngày tuổi để kích thích miễn dịch chủ động, duy trì kháng thể lâu dài. Thời gian: áp dụng cho lứa lợn con mới cai sữa. Chủ thể: người chăn nuôi và thú y.

3. Tăng cường giám sát và theo dõi tỷ lệ tiêu chảy: Áp dụng phương pháp ELISA định kỳ để đánh giá hiệu quả miễn dịch và điều chỉnh kế hoạch tiêm phòng phù hợp. Thời gian: hàng quý. Chủ thể: cơ quan thú y và các trại chăn nuôi.

4. Đẩy mạnh tuyên truyền và đào tạo: Nâng cao nhận thức về lợi ích của vắc xin tái tổ hợp, hướng dẫn kỹ thuật tiêm phòng đúng quy trình để đảm bảo hiệu quả và an toàn. Thời gian: liên tục. Chủ thể: các tổ chức thú y, trường đại học và trung tâm nghiên cứu.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Người chăn nuôi lợn: Nắm bắt kiến thức về vắc xin tái tổ hợp, áp dụng tiêm phòng đúng cách để giảm thiểu bệnh tiêu chảy, nâng cao năng suất và chất lượng đàn lợn.

2. Chuyên gia thú y và cán bộ kỹ thuật: Sử dụng kết quả nghiên cứu để tư vấn, hướng dẫn kỹ thuật tiêm phòng và giám sát hiệu quả miễn dịch trong thực tế.

3. Nhà nghiên cứu và sinh viên ngành chăn nuôi, thú y: Tham khảo phương pháp nghiên cứu, kết quả và cơ sở lý thuyết để phát triển các đề tài nghiên cứu tiếp theo về vắc xin và bệnh truyền nhiễm.

4. Các cơ quan quản lý và hoạch định chính sách: Dựa trên dữ liệu khoa học để xây dựng chính sách tiêm phòng, kiểm soát dịch bệnh và phát triển ngành chăn nuôi bền vững.

Câu hỏi thường gặp

1. Vắc xin tái tổ hợp có an toàn cho lợn không?
   Nghiên cứu cho thấy vắc xin tái tổ hợp an toàn, không gây phản ứng phụ nghiêm trọng, phù hợp cho lợn nái và lợn con.

2. Tại sao cần tiêm 2 mũi vắc xin cho lợn con sau cai sữa?
   Mũi tiêm đầu kích thích miễn dịch ban đầu nhưng kháng thể giảm nhanh, mũi thứ hai giúp tăng cường và duy trì miễn dịch lâu dài.

3. Kháng thể thụ động truyền từ mẹ sang con kéo dài bao lâu?
   Kháng thể thụ động cao nhất trong tuần đầu sau sinh, giảm dần và gần như mất vào khoảng 28 ngày tuổi.

4. Phương pháp ELISA có độ chính xác như thế nào?
   ELISA là phương pháp nhạy, đặc hiệu, cho phép định lượng chính xác nồng độ kháng thể ở mức thấp, được sử dụng rộng rãi trong nghiên cứu miễn dịch.

5. Làm thế nào để giảm tỷ lệ tiêu chảy ở lợn con hiệu quả nhất?
   Kết hợp tiêm vắc xin cho lợn nái và lợn con, duy trì vệ sinh chuồng trại và quản lý dinh dưỡng hợp lý giúp giảm tỷ lệ tiêu chảy hiệu quả.

Kết luận

• Vắc xin E. coli tái tổ hợp kích thích đáp ứng miễn dịch dịch thể mạnh mẽ ở lợn nái và lợn con, nâng cao khả năng bảo vệ chống tiêu chảy.
• Kháng thể thụ động truyền qua sữa đầu bảo vệ lợn con trong giai đoạn bú sữa, đáp ứng miễn dịch chủ động ở lợn con sau cai sữa cần tiêm nhắc.
• Tỷ lệ tiêu chảy giảm rõ rệt ở nhóm lợn được tiêm vắc xin, chứng minh hiệu quả bảo hộ cao của vắc xin.
• Nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học cho việc ứng dụng vắc xin tái tổ hợp trong thực tiễn chăn nuôi lợn tại Việt Nam.
• Đề xuất triển khai tiêm phòng đồng bộ cho lợn nái và lợn con, đồng thời tăng cường giám sát và đào tạo kỹ thuật tiêm phòng.

Hành động tiếp theo: Các trại chăn nuôi và cơ quan thú y nên áp dụng kết quả nghiên cứu để xây dựng kế hoạch tiêm phòng vắc xin tái tổ hợp, góp phần nâng cao hiệu quả chăn nuôi và bảo vệ sức khỏe cộng đồng.