Tổng quan nghiên cứu

Dịch bệnh Hội chứng rối loạn hô hấp và sinh sản ở lợn (PRRS - Porcine Reproductive and Respiratory Syndrome), thường gọi là bệnh Tai xanh, luôn là một trong những mối đe dọa nghiêm trọng nhất đối với ngành chăn nuôi toàn cầu. Tại Việt Nam, lịch sử dịch tễ ghi nhận những đợt bùng phát khốc liệt như đợt dịch năm 2008 lan rộng tại 47 trên 61 tỉnh thành, làm hơn 255.250 con lợn mắc bệnh và buộc phải tiêu hủy 254.000 con. Đến năm 2010, dịch bệnh tiếp tục uy hiếp đàn lợn với hơn 970.000 con trong vùng dịch và hơn 413.000 con bị tiêu hủy. Vấn đề cốt lõi đặt ra là virus PRRS sau khi xâm nhập sẽ gây tổn thương trực tiếp lên hệ thống phòng ngự miễn dịch, tạo điều kiện cho các vi khuẩn kế phát bùng phát gây tử vong nhanh chóng.

Mục tiêu cụ thể của nghiên cứu là xác định toàn diện các đặc điểm bệnh lý chủ yếu trên lợn mắc PRRS thực nghiệm, bao gồm diễn biến triệu chứng lâm sàng, sự biến đổi của các chỉ tiêu sinh lý máu, tổn thương bệnh tích đại thể và cấu trúc vi thể ở các cơ quan nội tạng. Đề tài được triển khai trong phạm vi thời gian từ ngày 01/10/2015 đến ngày 30/06/2016 tại Phòng thí nghiệm Bộ môn Bệnh lý Thú y và Phòng thí nghiệm Trọng điểm Công nghệ Sinh học Thú y thuộc Học viện Nông nghiệp Việt Nam.

Nghiên cứu mang ý nghĩa khoa học và thực tiễn sâu sắc khi chuẩn hóa các dữ liệu định lượng về bệnh lý học thực nghiệm, đo lường chính xác các chỉ số thân nhiệt, tần số hô hấp, nhịp tim và công thức bạch cầu. Đây là hệ thống dữ liệu tham chiếu quan trọng giúp đội ngũ bác sĩ thú y cơ sở nâng cao độ chính xác trong chẩn đoán lâm sàng, phân biệt PRRS với các bệnh truyền nhiễm nguy hiểm khác, đồng thời cung cấp luận cứ vững chắc để các nhà quản lý dịch tễ xây dựng phác đồ kiểm soát dịch bệnh hiệu quả.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu được xây dựng dựa trên Thuyết cơ chế bệnh sinh của Arterivirus và Thuyết suy giảm miễn dịch thứ cấp trong thú y học. Virus PRRS thuộc họ Arteriviridae, bộ Nidovirales, sở hữu bộ gen ARN sợi đơn dương kích thước khoảng 15 kilobase với 9 khung đọc mở (ORF) mã hóa các protein cấu trúc quan trọng như GP2, GP3, GP4, GP5, protein màng M và protein vỏ nhân N. Virus tồn tại hai kiểu gen nguyên mẫu gồm dòng Bắc Mỹ (VR-2332) và dòng Châu Âu (Lelystad) với sự sai khác di truyền lên tới 40%.

Mô hình nghiên cứu tập trung vào 4 khái niệm khoa học trọng tâm:

  • Tế bào đại thực bào phế nang (Pulmonary Alveolar Macrophage - PAM): Đích tấn công chọn lọc đầu tiên của virus PRRS, nơi virus nhân lên và phá hủy cấu trúc tế bào miễn dịch.
  • Viêm phổi kẽ (Interstitial Pneumonia): Tình trạng tổn thương đặc trưng tại vách phế nang và tổ chức liên kết quanh huyết quản của phổi.
  • Suy giảm miễn dịch tế bào: Hiện tượng sụt giảm dòng tế bào lympho máu ngoại vi, làm tê liệt đáp ứng miễn dịch đặc hiệu.
  • Hóa mô miễn dịch (Immunohistochemistry - IHC): Phương pháp sử dụng phức hợp kháng thể gắn enzym peroxidase để định vị sự hiện diện của hạt virus trực tiếp trên tiêu bản mô học.

Phương pháp nghiên cứu

Dữ liệu nghiên cứu được thu thập từ quá trình theo dõi lâm sàng, xét nghiệm huyết học, mổ khám đại thể và phân tích mô bệnh học của 10 con lợn ngoại giống Landrace thuần chủng ở 6 tuần tuổi. Phương pháp chọn mẫu áp dụng nguyên tắc ngẫu nhiên có kiểm soát nghiêm ngặt: toàn bộ lợn trước thí nghiệm được nuôi thích nghi 7 ngày, kiểm tra thân nhiệt và xét nghiệm huyết thanh bằng kỹ thuật ELISA cùng RT-PCR để bảo đảm 100% cá thể đạt giá trị S/P dưới 0,3 (âm tính tuyệt đối với kháng thể và kháng nguyên virus PRRS cũng như các mầm bệnh Dịch tả lợn, Circovirus).

Cỡ mẫu 10 con được phân chia đồng đều thành 2 nhóm: Lô thí nghiệm gồm 5 con được gây nhiễm chủng virus PRRSV-CG-03 với liều chuẩn 10^6 TCID50 trong 3 ml dịch qua đường xoang mũi; Lô đối chứng gồm 5 con được nuôi dưỡng trong cùng điều kiện và nhỏ dung dịch sinh lý vô trùng. Phương pháp gây nhiễm qua đường mũi được lựa chọn vì phản ánh chính xác cơ chế lây truyền tự nhiên qua đường hô hấp ngoài thực địa.

Phương pháp phân tích bao gồm:

  • Đo thân nhiệt trực tràng 2 lần/ngày (vào 9h00 và 17h00), đếm nhịp thở và nhịp tim định kỳ.
  • Lấy mẫu máu kiểm tra công thức hồng cầu, huyết sắc tố, tỷ khối thể tích huyết cầu và công thức bạch cầu vào các ngày thứ 3, 5, 7, 9, 11, 13, 15, 17, 19, 21 và 28 sau gây nhiễm.
  • Mổ khám kiểm tra bệnh tích đại thể toàn bộ các phủ tạng (phổi, tim, gan, lách, thận, hạch lympho, đường tiêu hóa).
  • Xử lý mô bệnh học qua hệ thống chuyển đúc tự động 12 bước, vùi sáp parafin, cắt lát mỏng bằng máy Microtome, nhuộm Hematoxylin - Eosin (HE) và nhuộm Hóa mô miễn dịch (IHC) sử dụng kháng thể kháng PRRS đặc hiệu.
  • Số liệu được xử lý thống kê sinh học trên phần mềm Excel 2010 và MINITAB 16 để tính toán giá trị trung bình, độ lệch chuẩn và so sánh sai khác.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Quá trình nghiên cứu thực nghiệm đã ghi nhận 4 phát hiện quan trọng có giá trị khoa học cao:

Thứ nhất, chủng PRRSV-CG-03 gây bệnh cảnh cấp tính điển hình với tỷ lệ phát bệnh đạt 100% ở lô thí nghiệm sau thời gian ủ bệnh 3 đến 5 ngày. Lợn thí nghiệm sốt cao liên tục từ 40,5°C đến 41,8°C, kéo dài trong 10 đến 14 ngày. Tần số hô hấp tăng vọt từ mức bình thường 28 - 32 lần/phút lên 65 - 85 lần/phút, nhịp tim tăng trên 140 lần/phút. Các triệu chứng lâm sàng nổi bật gồm ủ rũ, bỏ ăn, ho, khó thở thể bụng, mí mắt sưng húp có dử nhầy, da toàn thân phát ban đỏ và xuất hiện hiện tượng tím tái đặc trưng ở vành tai và vùng da mỏng sau 5 - 7 ngày gây nhiễm.

Thứ hai, có sự biến động sâu sắc về các chỉ tiêu huyết học. Số lượng hồng cầu, hàm lượng huyết sắc tố (Hb) và tỷ khối huyết cầu (PCV) tăng từ 15% đến 22% so với lô đối chứng do hiện tượng cô đặc máu và mất nước cấp. Tổng số bạch cầu tăng cao trong giai đoạn đầu, trong đó bạch cầu đa nhân trung tính tăng từ 35% đến 48%, nhưng tỷ lệ tế bào lympho lại giảm sâu nghiêm trọng từ mức bình thường 60% - 65% xuống chỉ còn 28% - 34% vào các ngày thứ 5 đến ngày thứ 11, minh chứng cho sự phá hủy nặng nề của virus lên hệ miễn dịch tế bào.

Thứ ba, bệnh tích đại thể tập trung nghiêm trọng nhất tại phổi và hệ thống hạch lympho. 100% lợn bệnh có biểu hiện viêm phổi kẽ và viêm phổi hoại tử với tổn thương chiếm từ 60% đến 80% diện tích bề mặt phổi. Các thùy đỉnh và thùy tim của phổi bị đông đặc, chắc đặc lại như tổ chức gan hoặc đá granit, có màu xám đỏ loang lổ và chìm hoàn toàn khi thử trong nước. Hạch phổi và hạch màng treo ruột sưng to gấp 2 đến 3 lần kích thước bình thường, sung huyết và xuất huyết đỏ thẫm. Thận xuất huyết điểm hình đinh ghim, niêm mạc dạ dày và tá tràng sung huyết tụ máu.

Thứ tư, bệnh tích vi thể và hóa mô miễn dịch khẳng định tính hướng tế bào của virus. Tiêu bản mô học nhuộm HE cho thấy vách phế nang dầy cộm do sự thâm nhiễm ồ ạt của các tế bào đơn nhân, lòng phế nang chứa đầy dịch thẩm xuất tơ huyết, hồng cầu và các mảnh vụn hoại tử của tế bào đại thực bào. Kết quả nhuộm IHC với phức hợp kháng thể cho thấy các hạt kháng nguyên virus PRRS bắt màu nâu đậm đặc bên trong bào tương của đại thực bào phế nang và tế bào biểu mô ống mật gan.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân chính dẫn đến các tổn thương lâm sàng và bệnh lý nghiêm trọng bắt nguồn từ việc virus PRRSV tấn công có chọn lọc vào đại thực bào phế nang PAM. Khi các tế bào này bị ly giải, các cytokin tiền viêm được giải phóng ồ ạt gây phản ứng sốt cao và tổn thương tính thấm thành mạch. Hiện tượng đông đặc phổi làm suy giảm nghiêm trọng diện tích trao đổi khí, dẫn đến tình trạng thiếu oxy mô sâu kéo dài; máu tĩnh mạch ứ trệ thiếu oxy chính là cơ chế bệnh sinh giải thích vì sao vùng da vành tai, mõm và bẹn chuyển sang màu tím xanh.

So sánh với các nghiên cứu của các tác giả quốc tế trên dòng virus PRRS Bắc Mỹ độc lực cao và các công bố dịch tễ học tại Việt Nam, diễn biến bệnh lý của chủng PRRSV-CG-03 có mức độ tương đồng rất cao về khả năng gây tổn thương hoại tử mô phổi và ức chế dòng tế bào lympho. Các biến đổi này có thể được trình bày một cách trực quan qua biểu đồ đường thể hiện động thái thân nhiệt và biểu đồ cột so sánh tỷ lệ các loại bạch cầu theo từng mốc thời gian từ ngày thứ 3 đến ngày thứ 28. Bảng tổng hợp đối chiếu bệnh tích đại thể và vi thể giữa lô gây bệnh và lô đối chứng giúp làm nổi bật tính đặc hiệu của các tổn thương tại phổi và hạch lympho, tạo cơ sở thực nghiệm vững chắc cho công tác giám định pháp y thú y.

Đề xuất và khuyến nghị

Nhằm kiểm soát triệt để nguy cơ bùng phát và giảm thiểu thiệt hại kinh tế do dịch bệnh PRRS, luận văn đề xuất 4 nhóm giải pháp kỹ thuật có tính ứng dụng cao:

  • Thiết lập hàng rào an toàn sinh học đa lớp tại trang trại: Thực hiện quy trình vệ sinh tiêu độc định kỳ 2 lần/tuần bằng dung dịch Cloramin B nồng độ 2% đến 3% hoặc Virkon 1%. Áp dụng nghiêm ngặt quy trình cách ly tối thiểu 28 ngày đối với toàn bộ lợn giống mới nhập đàn, kiểm tra huyết thanh âm tính trước khi nhập đàn nhằm giảm 95% nguy cơ mang mầm bệnh từ bên ngoài. Chủ thể thực hiện: Chủ trang trại và kỹ sư chăn nuôi thú y; Thời gian: Duy trì thường xuyên liên tục.
  • Triển khai chương trình tiêm phòng vaccine đúng chủng kháng nguyên: Căn cứ vào đặc điểm dịch tễ lưu hành của địa phương để lựa chọn vaccine nhược độc hoặc vaccine vô hoạt phù hợp (chủng dòng Bắc Mỹ hoặc Châu Âu, đạt hàm lượng kháng nguyên tối thiểu 10^5 TCID50/liều). Tiêm phòng cho lợn con lúc 3 đến 4 tuần tuổi và lợn nái hậu bị trước khi phối giống 4 tuần để nâng tỷ lệ bảo hộ kháng thể toàn đàn đạt trên 85%. Chủ thể thực hiện: Bác sĩ thú y cơ sở và người chăn nuôi; Thời gian: Thực hiện theo chu kỳ sản xuất của từng lứa lợn.
  • Tăng cường năng lực chẩn đoán sớm và kiểm soát bội nhiễm: Sử dụng kỹ thuật chẩn đoán phân tử RT-PCR và ELISA để phát hiện sớm virus trong vòng 24 đến 48 giờ kể từ khi xuất hiện ca sốt đầu tiên. Khi có dịch, kết hợp dùng thuốc trợ sức, hạ sốt và kháng sinh phổ rộng (như Amoxicillin, Doxycycline) để khống chế các vi khuẩn kế phát đường hô hấp (Streptococcus suis, Pasteurella multocida), giúp hạ tỷ lệ tử vong xuống dưới 10%. Chủ thể thực hiện: Trạm thú y huyện và Chi cục Chăn nuôi Thú y; Thời gian: Triển khai ngay khi phát hiện ổ dịch.
  • Quản lý vận chuyển và giám sát lưu thông lợn giống: Kiểm soát 100% các phương tiện vận chuyển lợn ra vào vùng có dịch, nghiêm cấm việc bán chạy gia súc ốm. Thực hiện tiêu hủy an toàn sinh học theo đúng quy chuẩn kỹ thuật quốc gia đối với những cá thể lợn mắc bệnh nặng không có khả năng hồi phục trong vòng 24 giờ. Chủ thể thực hiện: Cơ quan Thú y vùng và chính quyền địa phương; Thời gian: Bắt buộc trong suốt giai đoạn công bố dịch.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Công trình nghiên cứu mang giá trị chuyên môn sâu rộng, là nguồn tài liệu hữu ích cho 4 nhóm đối tượng trọng tâm:

  • Bác sĩ thú y thực hành và Kỹ thuật viên trại: Nắm vững hệ thống triệu chứng lâm sàng đặc trưng, các mốc biến đổi huyết học và hình ảnh bệnh tích mổ khám đại thể để phân biệt nhanh chóng bệnh PRRS với các hội chứng hô hấp phức hợp khác ngay tại chuồng nuôi.
  • Chủ trang trại và Nhà quản lý doanh nghiệp chăn nuôi lợn: Vận dụng cơ sở khoa học về đường truyền lây và sức đề kháng của virus để hoàn thiện quy trình an toàn sinh học, xây dựng lịch tiêm phòng vaccine chuẩn xác, bảo vệ an toàn sinh học cho đàn giống hạt nhân và lợn thương phẩm.
  • Giảng viên, Nghiên cứu sinh và Sinh viên ngành Thú y: Sử dụng luận văn như một tài liệu tham khảo chuẩn mực về phương pháp luận nghiên cứu bệnh truyền nhiễm thực nghiệm, kỹ thuật xử lý mẫu giải phẫu bệnh, nhuộm HE và ứng dụng phương pháp nhuộm Hóa mô miễn dịch (IHC) trong chẩn đoán virus học.
  • Chuyên gia dịch tễ học và Cơ quan quản lý Thú y nhà nước: Khai thác các dữ liệu về độc lực và tính chất gây bệnh của chủng PRRSV lưu hành tại Việt Nam để xây dựng bản đồ dịch tễ, hoạch định chính sách phòng chống dịch bệnh quốc gia và thẩm định chất lượng các loại vaccine lưu hành trên thị trường.

Câu hỏi thường gặp

  • Đường truyền lây chủ yếu của virus PRRS trong điều kiện chăn nuôi thực tế là gì? Virus PRRS lây lan chủ yếu qua đường tiếp xúc trực tiếp giữa lợn ốm và lợn mẫn cảm thông qua dịch mũi, nước bọt, phân và nước tiểu. Ngoài ra, virus còn phát tán qua tinh dịch của lợn đực giống, truyền dọc từ mẹ sang thai qua nhau thai, và có khả năng lan truyền qua các tiểu phần không khí theo chiều gió trong bán kính từ 1 đến 3 km giữa các trang trại lân cận.

  • Tại sao lợn mắc bệnh PRRS lại xuất hiện triệu chứng tai và da chuyển màu xanh tím? Triệu chứng tai xanh xuất hiện do virus phá hủy đại thực bào phế nang PAM, gây tổn thương viêm kẽ và làm đông đặc từ 60% đến 80% mô phổi. Tình trạng này khiến quá trình trao đổi khí bị ngưng trệ nghiêm trọng, dẫn đến thiếu hụt oxy trong máu động mạch. Hiện tượng ứ trệ máu tĩnh mạch giàu CO2 tại các vùng da mỏng có nhiều mao mạch như vành tai, mõm và bẹn tạo nên màu xanh tím đặc trưng.

  • Có thể sử dụng thuốc kháng sinh để điều trị dứt điểm virus PRRS hay không? Kháng sinh hoàn toàn không có tác dụng tiêu diệt virus PRRS vì đây là tác nhân siêu vi trùng mang vật liệu di truyền ARN. Tuy nhiên, việc sử dụng kháng sinh phổ rộng đóng vai trò vô cùng quan trọng trong phác đồ can thiệp nhằm ngăn chặn các vi khuẩn cơ hội bội nhiễm như liên cầu khuẩn Streptococcus suis, tụ huyết trùng hay phó thương hàn, vốn là nguyên nhân chính gây tử vong hàng loạt.

  • Phương pháp xét nghiệm nào cho kết quả chẩn đoán bệnh PRRS chính xác nhất hiện nay? Phương pháp RT-PCR (Reverse Transcriptase - PCR) là kỹ thuật chẩn đoán phân tử có độ nhạy và độ đặc hiệu cao nhất hiện nay để phát hiện trực tiếp ARN của virus PRRS trong máu và bệnh phẩm phủ tạng chỉ sau vài giờ. Bên cạnh đó, xét nghiệm ELISA được sử dụng rộng rãi để đánh giá hàm lượng kháng thể huyết thanh (giá trị S/P) phục vụ giám sát miễn dịch sau tiêm phòng.

  • Người chăn nuôi cần lưu ý điều gì khi lựa chọn vaccine phòng bệnh PRRS cho trang trại? Người chăn nuôi cần xác định rõ kiểu gen virus PRRS đang lưu hành tại địa phương thuộc dòng Bắc Mỹ hay dòng Châu Âu vì giữa hai dòng này có sự sai khác kháng nguyên lên tới 40% và không có miễn dịch bảo hộ chéo hoàn toàn. Chỉ sử dụng vaccine có nguồn gốc rõ ràng, bảo quản nghiêm ngặt ở nhiệt độ 2°C đến 8°C và kết hợp đồng bộ với các biện pháp an toàn sinh học.

Kết luận

  • Đề tài đã gây bệnh thực nghiệm thành công trên lợn giống Landrace 6 tuần tuổi bằng chủng virus PRRSV-CG-03 với liều 10^6 TCID50, tái hiện đầy đủ và chuẩn xác bệnh cảnh lâm sàng cấp tính.
  • Làm rõ quy luật biến đổi sinh lý máu với hiện tượng cô đặc hồng cầu (tăng 15% - 22%) và sự suy giảm sâu sắc của tế bào lympho xuống dưới 35%, chứng minh cơ chế gây ức chế miễn dịch đặc hiệu của virus.
  • Xác định bệnh tích đại thể điển hình tập trung ở phổi với tình trạng viêm phổi kẽ hoại tử chiếm 60% - 80% thể tích và hệ thống hạch lympho sưng to xuất huyết toàn phần.
  • Chứng minh tính hướng tế bào của virus thông qua kỹ thuật Hóa mô miễn dịch (IHC), định vị chính xác mật độ virus tập trung cao trong đại thực bào phế nang PAM và tế bào biểu mô gan.
  • Đóng góp nguồn cơ sở dữ liệu bệnh lý học thực nghiệm chuẩn hóa, hỗ trợ đắc lực cho công tác chẩn đoán phân biệt và hoàn thiện phác đồ an toàn sinh học phòng chống dịch bệnh Tai xanh tại Việt Nam.

Trong kế hoạch 6 đến 12 tháng tới, các nghiên cứu tiếp theo cần mở rộng giải trình tự gen các khung đọc mở ORF5 và ORF7 để theo dõi biến dị di truyền của các chủng thực địa mới. Độc giả, các kỹ sư và chủ trang trại hãy chủ động tham khảo toàn văn công trình nghiên cứu này để ứng dụng ngay các tiêu chuẩn chẩn đoán và biện pháp an toàn sinh học vào thực tiễn sản xuất chăn nuôi.