Tổng quan nghiên cứu

Năm 2018, tổng đàn lợn của Việt Nam đạt khoảng 27,8 triệu con với sản lượng thịt hơi xuất chuồng trên 3,81 triệu tấn, khẳng định vị thế trụ cột của ngành chăn nuôi trong cơ cấu kinh tế nông nghiệp. Tuy nhiên, sự xâm nhiễm của bệnh Dịch tả lợn Châu Phi (African Swine Fever - ASF) được Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn công bố chính thức vào ngày 19 tháng 2 năm 2019 đã tạo nên một cuộc khủng hoảng nghiêm trọng. Tính đến cuối năm 2019, dịch bệnh đã nhanh chóng lan rộng ra toàn bộ 63 tỉnh, thành phố trên cả nước, buộc tiêu hủy hơn 5 triệu con lợn và gây thiệt hại kinh tế ước tính hàng nghìn tỷ đồng. Bệnh do một loại DNA virus phức tạp thuộc họ Asfarviridae gây ra với tỷ lệ tử vong ở đàn lợn mẫn cảm lên đến 100%, trong khi các giải pháp vắc xin thương mại thời điểm đó vẫn chưa sẵn sàng.

Mục tiêu trọng tâm của luận văn là xác định một cách hệ thống các triệu chứng lâm sàng điển hình, biến đổi bệnh tích đại thể và vi thể ở lợn mắc bệnh DTLCP tại thực địa, đồng thời xác định bản đồ phân bố của kháng nguyên virus tại các cơ quan nội tạng thông qua kỹ thuật sinh học phân tử và mô bệnh học tiên tiến. Nghiên cứu được triển khai thực hiện trong khung thời gian từ tháng 6 năm 2019 đến tháng 5 năm 2020 tại Phòng thí nghiệm trọng điểm Công nghệ sinh học Thú y thuộc Học viện Nông nghiệp Việt Nam, phối hợp thu thập mẫu ca bệnh thực địa tại các tỉnh trọng điểm chăn nuôi phía Bắc.

Kết quả của đề tài mang ý nghĩa khoa học và thực tiễn sâu sắc, cung cấp cơ sở dữ liệu bệnh lý học chuẩn xác giúp nâng cao năng lực chẩn đoán phân biệt thực địa cho cán bộ thú y từ 60% lên trên 95%, đồng thời định hướng thu thập chính xác các cơ quan có mật độ tải lượng virus cao nhất phục vụ công tác phân lập virus, nghiên cứu chế phẩm sinh học và phát triển vắc xin phòng bệnh.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu được xây dựng trên nền tảng lý thuyết bệnh sinh của các bệnh truyền nhiễm do virus hướng đại thực bào và lý thuyết tổn thương mạch máu hệ thống. Cơ chế cốt lõi xoay quanh quá trình virus DTLCP tấn công và nhân lên ưu tiên bên trong các tế bào thuộc hệ thống thực bào đơn nhân (Mononuclear Phagocyte System - MPS), đặc biệt là đại thực bào phế nang (PAM) và tế bào mono máu ngoại vi. Sự phá hủy ồ ạt đại thực bào kích hoạt cơn bão cytokine, dẫn đến hiện tượng tăng tính thấm thành mạch nghiêm trọng, rối loạn đông máu nội mạch rải rác và xuất huyết ồ ạt tại đa cơ quan.

Các khái niệm chuyên ngành nền tảng được vận dụng bao gồm:

  • Virus DTLCP (ASFV): DNA virus sợi đôi kích thước lớn từ 170 đến 190 kbp, mã hóa hơn 160 protein (trong đó có 54 protein cấu trúc như p72, p54, p30) thuộc Genotype II lưu hành tại khu vực Châu Á.
  • Bệnh tích đại thể và vi thể: Biến đổi hình thái mô học quan sát được bằng mắt thường và cấu trúc tế bào dưới kính hiển vi quang học qua nhuộm Hematoxylin & Eosin (H&E).
  • Kỹ thuật Hóa mô miễn dịch (Immunohistochemistry - IHC): Phương pháp định vị kháng nguyên virus đặc hiệu trực tiếp trên tiêu bản mô học thông qua liên kết kháng nguyên - kháng thể và phản ứng enzyme peroxidase với cơ chất DAB.
  • Chu kỳ ngưỡng (Ct value): Chỉ số biểu thị chu kỳ khuếch đại phát hiện tín hiệu huỳnh quang trong phản ứng Realtime PCR nhằm đánh giá bán định lượng tải lượng virus.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu nghiên cứu bao gồm 30 ca bệnh lợn thịt và lợn giống (chủ yếu là lợn lai 2 máu và 3 máu) nghi nhiễm DTLCP được thu thập tại các ổ dịch thực địa thuộc một số tỉnh phía Bắc trong giai đoạn 2019 - 2020. Phương pháp chọn mẫu là chọn mẫu có chủ đích dựa trên tiền sử dịch tễ và triệu chứng lâm sàng nghi ngờ rõ rệt. Cỡ mẫu 30 cá thể được mổ khám giải phẫu toàn diện theo quy trình an toàn sinh học cấp độ II, tiến hành thu thập các mô đích gồm: lách, hạch lympho, thận, phổi, gan, màng não, tim, dạ dày và ruột.

Mẫu bệnh phẩm được phân tích thông qua hệ thống kỹ thuật đa tầng:

  • Realtime PCR khuếch đại đoạn gen p72 đặc hiệu để xác định khẳng định sự hiện diện của virus với ngưỡng dương tính Ct ≤ 35.
  • Phản ứng RT-PCR và PCR thông thường được sử dụng nhằm sàng lọc, loại trừ các ca đồng nhiễm với virus Dịch tả lợn cổ điển (CSFV), virus Tai xanh (PRRSV) và Circo virus type 2 (PCV2).
  • Phương pháp mô bệnh học thường quy: Cố định mẫu bằng dung dịch formol đệm trung tính 10% trong 7 đến 14 ngày, đúc khối paraffin, cắt lát mỏng 3 µm bằng máy microtome và nhuộm H&E.
  • Phương pháp Hóa mô miễn dịch sử dụng kháng thể sơ cấp đặc hiệu ASFV11-S kết hợp kháng thể thứ cấp gắn enzyme peroxidase và nhuộm màu với DAB để phân tích định vị không gian của hạt virus trên từng loại mô.

Lý do lựa chọn chuỗi phương pháp phân tích này là nhằm tạo ra sự đối chiếu chéo chặt chẽ giữa triệu chứng lâm sàng, bệnh tích thực thể, cấu trúc vi mô bị phá hủy và sự hiện diện trực tiếp của kháng nguyên virus tại chính vị trí tế bào tổn thương.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Nghiên cứu trên 30 ca bệnh lợn nhiễm DTLCP tại thực địa đã ghi nhận các phát hiện then chốt:

Thứ nhất, về triệu chứng lâm sàng, 100% lợn mắc bệnh biểu hiện hội chứng sốt cao liên tục từ 40 đến 42°C kèm theo trạng thái mệt mỏi, ủ rũ và bỏ ăn hoàn toàn. Triệu chứng khó thở, thở gấp và ho xuất hiện ở 73,33% cá thể. Rối loạn thần kinh như co giật, đi loạng choạng chiếm 60,00%. Triệu chứng xuất huyết tím tái thành từng mảng ngoài da tại các vùng da mỏng như tai, hông và bụng xuất hiện ở 53,33% trường hợp, trong khi có 10,00% cá thể ghi nhận tử vong đột ngột thể quá cấp tính mà chưa kịp biểu hiện tổn thương da rõ nét.

Thứ hai, về bệnh tích đại thể, tỷ lệ tổn thương xuất huyết đặc trưng tập trung cao nhất ở hạch lympho (100% hạch sưng to, phù thũng, xuất huyết đỏ sẫm như cục máu đông) và thận (100% xuất huyết điểm li ti hình đầu đinh ghim ở vỏ thận). Biến đổi ở lách chiếm 96,66% với biểu hiện lách sưng to gấp 2 đến 3 lần bình thường, màu tím đen sẫm, rìa lách nhồi huyết và chất nền rất dễ bở nát. Bệnh tích xuất huyết màng não và phù thũng xuất huyết nhu mô phổi cùng đạt tỷ lệ 60,00%, trong khi xuất huyết niêm mạc dạ dày và ruột chiếm 53,33%.

Thứ ba, về bệnh tích vi thể, tổn thương mô học nổi bật là hiện tượng vỡ nhân, teo nhân và hoại tử tiêu biến hàng loạt tế bào lympho tại vùng vỏ và tủy của hạch bạch huyết cũng như tủy trắng của lách. Nhu mô gan xuất hiện hoại tử ổ lan tỏa, thoái hóa mỡ và thoái hóa hạt tế bào gan, biểu mô ống thận thoái hóa nước kèm theo xuất huyết tràn ngập các khoảng kẽ.

Thứ tư, về phân bố kháng nguyên bằng kỹ thuật IHC, tín hiệu bắt màu vàng nâu đặc hiệu với DAB xuất hiện đậm đặc nhất tại các tế bào đại thực bào và tế bào đơn nhân nằm trong lách và hạch lympho. Mức độ phân bố kháng nguyên đạt mức trung bình tại biểu mô ống lượn thận, đại thực bào phế nang phổi và tế bào Kupffer trong gan; trong khi đó mức độ phân bố kháng nguyên thấp hơn tại cơ quan thần kinh trung ương, tim và hệ tiêu hóa.

Thảo luận kết quả

Các phát hiện bệnh lý phản ánh chính xác ái lực mô học cực cao của chủng virus DTLCP Genotype II đối với tế bào dòng đại thực bào mono. Hiện tượng lách nhồi huyết sưng to (96,66%) và hạch xuất huyết hoàn toàn (100%) là hậu quả trực tiếp của việc virus nhân lên phá hủy hệ thống lưới nội mô, làm suy sụp hàng rào miễn dịch và giải phóng các chất trung gian gây giãn mạch cục bộ. Khi đối chiếu với các nghiên cứu quốc tế trên các chủng virus thực địa tại Châu Âu và Trung Quốc, các số liệu về tỷ lệ sốt cao (100%) và hoại tử hạch lympho đều có sự tương đồng tuyệt đối trên 95%, chứng minh độc lực cao của chủng virus đang lưu hành tại miền Bắc Việt Nam.

Dữ liệu phân bố kháng nguyên qua kỹ thuật IHC và giá trị chu kỳ ngưỡng Ct của Realtime PCR (thường dao động trong khoảng từ 16 đến 22 ở mẫu lách và hạch) có thể được trực quan hóa sinh động qua biểu đồ cột thể hiện cường độ bắt màu kháng nguyên tương quan với giá trị tải lượng acid nucleic. Bảng đối chiếu bệnh tích lâm sàng và tỷ lệ phân bố mô học là công cụ hữu hiệu giúp minh họa rõ nét cơ chế bệnh sinh lan tỏa theo hệ tuần hoàn và bạch huyết. Nghiên cứu khẳng định rằng lách và hạch lympho là hai cơ quan ưu tiên số một, mang tính quyết định cao nhất khi lấy mẫu bệnh phẩm chẩn đoán xác thực tại phòng thí nghiệm.

Đề xuất và khuyến nghị

Dựa trên các bằng chứng bệnh lý học thực nghiệm, 4 nhóm giải pháp cụ thể được đề xuất nhằm nâng cao hiệu quả kiểm soát dịch bệnh:

  • Chuẩn hóa quy trình lấy mẫu xét nghiệm thực địa: Cán bộ thú y cơ sở và kỹ thuật viên trang trại cần ưu tiên thu thập tối thiểu 2 cơ quan đích là lách và hạch lympho màng treo ruột hoặc hạch cổ (nơi có độ nhạy phát hiện virus đạt 100%) để gửi phòng xét nghiệm; thực hiện ngay trong vòng 24 giờ sau khi phát hiện lợn nghi nhiễm; chủ thể thực hiện là Chi cục Thú y các tỉnh và mạng lưới thú y viên xã phường.
  • Triển khai phác đồ chẩn đoán lâm sàng tích hợp: Áp dụng bảng kiểm điểm bệnh tích đại thể (tập trung vào bộ 3 dấu hiệu: lách sưng đen nhồi huyết 96,66%, thận xuất huyết đinh ghim 100%, hạch xuất huyết dạng cục máu 100%) nhằm nâng cao độ chính xác sàng lọc tại chỗ lên trên 90% trước khi có kết quả xét nghiệm PCR; lộ trình hoàn thành tập huấn diện rộng trong quý IV năm 2020; đơn vị chủ trì là Cục Thú y và các Viện nghiên cứu chuyên ngành.
  • Nâng cấp hệ thống an toàn sinh học trang trại: Thiết lập hệ thống khử trùng tiêu độc nghiêm ngặt sử dụng dung dịch xút (NaOH) nồng độ 2% đến 3% hoặc vôi bột 20% tại cổng trại và khu chuồng nuôi; loại bỏ 100% việc sử dụng thức ăn thừa chưa qua xử lý nhiệt tối thiểu 70°C trong 30 phút; mục tiêu giảm thiểu 85% nguy cơ xâm nhập mầm bệnh; thời gian áp dụng liên tục tại các cơ sở chăn nuôi gia súc.
  • Đẩy mạnh nghiên cứu phát triển chế phẩm sinh học và vắc xin: Các phòng thí nghiệm trọng điểm cần tận dụng chủng virus thực địa có hoạt lực cao phân lập từ các mô lách và hạch đạt chuẩn để nuôi cấy trên dòng tế bào đại thực bào PAM, phục vụ đánh giá độc lực và phát triển các kit chẩn đoán nhanh dạng kháng nguyên cũng như nghiên cứu vắc xin nhược độc; mốc thời gian hoàn thiện các thử nghiệm tiền lâm sàng trong giai đoạn 2021 - 2023; đơn vị thực hiện là Học viện Nông nghiệp Việt Nam phối hợp cùng các doanh nghiệp công nghệ sinh học thú y.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Công trình nghiên cứu cung cấp khối lượng tri thức chuyên sâu và dữ liệu bệnh lý chuẩn xác, đặc biệt hữu ích cho 4 nhóm đối tượng sau:

  • Bác sĩ thú y và cán bộ kiểm dịch động vật: Nắm vững bộ tiêu chí triệu chứng lâm sàng và bệnh tích mổ khám đại thể để tiến hành sàng lọc, khoanh vùng dịch tễ khẩn cấp và đưa ra quyết định xử lý ổ dịch kịp thời ngay tại cơ sở chăn nuôi.
  • Chủ trang trại và kỹ sư chăn nuôi lợn công nghiệp: Hiểu rõ cơ chế lây truyền, sức đề kháng của virus trong môi trường (tồn tại tới 105 ngày trong phủ tạng và 1 tháng trong chuồng trại) để thiết kế quy trình an toàn sinh học ngăn chặn triệt để các nguồn lây gián tiếp.
  • Giảng viên, nghiên cứu sinh và sinh viên ngành Thú y: Sử dụng tài liệu như một nguồn tham khảo học thuật chuẩn mực về giải phẫu bệnh lý, kỹ thuật làm tiêu bản vi thể H&E và kỹ thuật Hóa mô miễn dịch (IHC) trong chẩn đoán bệnh lý truyền nhiễm chuyên sâu.
  • Các chuyên gia nghiên cứu và phát triển sản phẩm sinh học thú y: Ứng dụng số liệu định vị kháng nguyên tại các cơ quan để tối ưu hóa quy trình thu nhận mẫu phân lập virus, phục vụ sản xuất kháng thể đơn dòng, kit chẩn đoán ELISA/PCR và nghiên cứu vắc xin phòng bệnh thế hệ mới.

Câu hỏi thường gặp

Bệnh Dịch tả lợn Châu Phi có khả năng lây truyền sang người khi tiếp xúc hoặc sử dụng thịt lợn bệnh không?
Virus DTLCP thuộc họ Asfarviridae có tính đặc hiệu vật chủ rất nghiêm ngặt, chỉ gây bệnh trên loài lợn nhà và lợn rừng, hoàn toàn không lây nhiễm sang người. Tuy nhiên, người và các phương tiện vận chuyển có thể đóng vai trò là vật chủ trung gian truyền lây cơ học mầm bệnh sang các đàn lợn khỏe mạnh.

Cơ quan nội tạng nào thể hiện bệnh tích rõ rệt nhất và có mật độ virus tập trung cao nhất?
Kết quả nghiên cứu thực nghiệm khẳng định hạch lympho (100% xuất huyết) và lách (96,66% sưng to nhồi huyết màu sẫm bở nát) là hai cơ quan chịu tổn thương nặng nề nhất và chứa mật độ kháng nguyên virus đậm đặc nhất theo kết quả định vị Hóa mô miễn dịch.

Bằng cách nào phân biệt nhanh bệnh DTLCP với bệnh Dịch tả lợn cổ điển (CSF) và Tai xanh (PRRS)?
Bệnh DTLCP thể cấp tính gây tỷ lệ chết chạm ngưỡng 100% kèm bệnh tích nhồi huyết lách sưng to đậm màu và hạch xuất huyết đen như cục máu đông toàn phần. Để phân biệt chính xác tuyệt đối, bắt buộc phải sử dụng kỹ thuật Realtime PCR kết hợp RT-PCR sàng lọc gen đặc hiệu của từng loại virus.

Virus DTLCP có thể tồn tại trong các điều kiện môi trường tự nhiên và sản phẩm thịt bao lâu?
Virus có sức đề kháng cực kỳ bền vững: tồn tại tới 1000 ngày trong thịt đông lạnh, 300 ngày trong thịt sấy khô, 182 ngày trong thịt muối, 18 tháng trong máu ở 4°C và sống sót 30 ngày trong chuồng trại ô nhiễm. Virus chỉ bị bất hoạt hoàn toàn khi đun nấu ở 70°C trong tối thiểu 30 phút.

Vai trò then chốt của kỹ thuật Hóa mô miễn dịch (IHC) trong chẩn đoán mô bệnh học DTLCP là gì?
Khác với PCR chỉ phát hiện sự có mặt của vật liệu di truyền DNA, kỹ thuật IHC cho phép quan sát trực tiếp vị trí kháng nguyên virus khu trú bên trong từng loại tế bào cụ thể (như đại thực bào phế nang hay tế bào biểu mô ống thận), giúp làm sáng tỏ tường tận cơ chế bệnh sinh ở mức độ vi mô.

Kết luận

  • Đề tài đã làm sáng tỏ bức tranh bệnh lý học toàn diện của bệnh DTLCP thể cấp tính và á cấp tính trên đàn lợn tại một số tỉnh phía Bắc Việt Nam với các triệu chứng lâm sàng chủ đạo gồm sốt cao 40 - 42°C (100%), suy nhược kém ăn (100%) và khó thở (73,33%).
  • Xác lập bộ ba bệnh tích đại thể đặc trưng nhất phục vụ chẩn đoán định hướng thực địa gồm: hạch lympho phù thũng xuất huyết đỏ sẫm (100%), thận xuất huyết đinh ghim (100%) và lách sưng to nhồi huyết tím đen (96,66%).
  • Chứng minh tổn thương vi thể cốt lõi là hiện tượng hoại tử, teo vỡ nhân tế bào lympho và phá hủy hoàn toàn cấu trúc đại thực bào tại các mô lympho lympho bào và cơ quan tạo máu.
  • Ứng dụng thành công kỹ thuật Hóa mô miễn dịch (IHC) xác định bản đồ phân bố kháng nguyên ASFV đậm đặc tại hệ thống thực bào đơn nhân ở lách, hạch, phổi và thận, tạo cơ sở thực nghiệm vững chắc cho việc lựa chọn mẫu bệnh phẩm chuẩn xác.
  • Khẳng định giá trị khoa học to lớn của việc kết hợp chẩn đoán lâm sàng - giải phẫu bệnh - sinh học phân tử, đóng góp nền tảng dữ liệu quan trọng cho chiến lược giám sát dịch tễ, an toàn sinh học và lộ trình nghiên cứu sản xuất vắc xin phòng chống DTLCP tại Việt Nam trong giai đoạn tiếp theo.