Tổng quan nghiên cứu

Bệnh Lở mồm long móng (LMLM - Foot and Mouth Disease) là một trong những bệnh truyền nhiễm nguy hiểm hàng đầu ở động vật móng guốc chẵn như trâu, bò, dê, cừu và lợn. Tổ chức Thú y Thế giới (WOAH/OIE) xếp bệnh LMLM vào vị trí số 1 trong danh mục các bệnh truyền nhiễm nguy hiểm nhất đối với động vật. Trên bình diện toàn cầu, giai đoạn 1981 - 1985 đã ghi nhận bệnh xuất hiện tại hơn 80 quốc gia, và riêng năm 1989 đã bùng phát ở 51 quốc gia thuộc 4 châu lục. Tại Việt Nam, kể từ ổ dịch đầu tiên được phát hiện tại Nha Trang năm 1898, bệnh luôn diễn biến phức tạp và gây thiệt hại kinh tế nghiêm trọng cho ngành chăn nuôi.

Vấn đề cốt lõi của nghiên cứu bắt nguồn từ thực trạng giao lưu thương mại, vận chuyển động vật và sản phẩm gia súc ngày càng gia tăng giữa các tỉnh miền Bắc và qua biên giới. Tốc độ lây lan nhanh qua nhiều con đường, đặc biệt là sự biến đổi kháng nguyên liên tục của virus với 7 serotype không có miễn dịch chéo, đã tạo ra thách thức to lớn cho công tác phòng dịch.

Luận văn thạc sĩ chuyên ngành Thú y của tác giả Phạm Thị Lan Hương tại Đại học Nông nghiệp Hà Nội thực hiện các mục tiêu trọng tâm: khảo sát tình hình dịch tễ bệnh LMLM tại Việt Nam giai đoạn 2005 - 2009; đánh giá hiệu quả đáp ứng miễn dịch sau tiêm phòng vaccine vô hoạt nhũ dầu nhị giá O - Asia 1 tại một số tỉnh miền Bắc; xác định đặc điểm lưu hành của virus tại Thái Bình; và đề xuất các giải pháp kỹ thuật, chuyên môn nhằm kiểm soát dịch bệnh. Phạm vi nghiên cứu bao quát đàn gia súc tại 4 tỉnh trọng điểm đại diện cho các vùng sinh thái miền Bắc gồm Hà Nội, Thái Bình, Sơn La và Lạng Sơn từ năm 2005 đến tháng 6 năm 2009. Nghiên cứu mang ý nghĩa khoa học và thực tiễn sâu sắc, cung cấp cơ sở dữ liệu dịch tễ học định lượng phục vụ trực tiếp cho việc hoạch định chiến lược tiêm phòng và giám sát ổ dịch tại các địa phương.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn vận dụng nền tảng lý thuyết vi sinh vật học và dịch tễ học thú y chuyên sâu về virus LMLM thuộc họ Picornaviridae, giống Aphthovirus. Hạt virus có cấu trúc hình khối đa diện 20 mặt đối xứng với đường kính siêu nhỏ 20 - 30 nm, không có màng bọc lipid ngoài nhưng vỏ capsid gồm 60 capsomer. Bộ gene của virus là một sợi đơn RNA dương dài khoảng 8,4 kb chứa 8.000 nucleotide, mã hóa cho 4 protein cấu trúc chính gồm VP1, VP2, VP3 và VP4. Trong đó, protein VP1 nằm trên bề mặt giữ vai trò quyết định trong việc gắn kết với thụ thể tế bào ký chủ và là kháng nguyên chính kích thích cơ thể sản sinh kháng thể trung hòa.

Khung lý thuyết phân biệt rõ 7 serotype của virus gồm O, A, C, SAT 1, SAT 2, SAT 3 và Asia 1 cùng hơn 80 subtype đã được định danh. Động học lây truyền của mầm bệnh phụ thuộc chặt chẽ vào ái lực tế bào biểu mô và khả năng đào thải virus cực lớn. Ở lợn, virus khu trú mạnh ở vùng hầu họng và thải ra môi trường qua đường hô hấp với khối lượng cao gấp 1.000 đến 3.000 lần so với bò. Nồng độ virus trong nước bọt gia súc nhiễm bệnh tăng vọt từ 100 - 1.000 ID50/ml ở giai đoạn ủ bệnh lên tới 10.000 - 1.000.000 ID50/ml khi xuất hiện triệu chứng lâm sàng. Đồng thời, nghiên cứu áp dụng lý thuyết miễn dịch phân biệt kháng nguyên cấu trúc (SP) và kháng nguyên phi cấu trúc (NSP - 3ABC) để phân định kháng thể do nhiễm virus thực địa hay do tiêm phòng vaccine vô hoạt tinh khiết.

+-------------------------------------------------------------------+
|               VIRUS LỞ MỒM LONG MÓNG (Aphthovirus)                 |
+---------------------------------+---------------------------------+
                                  |
         +------------------------+------------------------+
         |                                                 |
         v                                                 v
+----------------------------------+   +----------------------------------+
|      Kháng nguyên cấu trúc       |   |    Kháng nguyên phi cấu trúc     |
|         (Structural - SP)        |   |     (Non-Structural - NSP 3ABC)  |
+-----------------+----------------+   +-----------------+----------------+
                  |                                      |
                  v                                      v
+----------------------------------+   +----------------------------------+
| Kháng thể hình thành do CẢ TIÊM  |   | Kháng thể CHỈ HÌNH THÀNH KHI     |
| PHÒNG VACCINE và NHIỄM TỰ NHIÊN  |   | ĐỘNG VẬT BỊ NHIỄM VIRUS TỰ NHIÊN |
+-----------------+----------------+   +-----------------+----------------+
                  |                                      |
                  +-------------------+------------------+
                                      |
                                      v
             +--------------------------------------------------+
             | PHƯƠNG PHÁP 3ABC-ELISA (DIVA Surveillance Model)  |
             |       Phân biệt chính xác miễn dịch bảo hộ       |
             |       với tình trạng mang trùng ngoài thực địa   |
             +--------------------------------------------------+

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu của luận văn được thu thập thông qua hệ thống giám sát dịch tễ học thú y kết hợp lấy mẫu bệnh phẩm thực địa tại 4 tỉnh Hà Nội, Thái Bình, Sơn La và Lạng Sơn trong suốt chu kỳ 2005 - 2009. Cỡ mẫu nghiên cứu bao gồm hàng nghìn mẫu huyết thanh trâu, bò, lợn và hàng trăm mẫu bệnh phẩm biểu mô mụn nước thu thập từ các ổ dịch bùng phát. Phương pháp chọn mẫu phân tầng và ngẫu nhiên theo cụm địa bàn chăn nuôi có nguy cơ cao được áp dụng nghiêm ngặt:

  • Quy trình lấy mẫu biểu mô: Thu thập 3 - 5 gam tổ chức biểu mô hoặc dịch mụn nước chưa vỡ hoặc mới vỡ, bảo quản lạnh chuyên dụng để phục vụ phân lập và định type virus.
  • Quy trình lấy mẫu huyết thanh: Thu 3 - 5 ml máu từ tĩnh mạch gia súc nghi mắc hoặc đã tiêm phòng, chắt lọc huyết thanh để xét nghiệm kháng thể.

Các phương pháp phân tích phòng thí nghiệm tiên tiến được lựa chọn nhờ độ nhạy và độ đặc hiệu vượt trội:

  • Kỹ thuật 3ABC-ELISA: Sử dụng bộ kit CHEKIT FMD-3ABC-BO-OV (cho trâu bò) và CHEKIT FMD-3ABC-BO-PO (cho lợn) của Thụy Sĩ nhằm phát hiện kháng thể kháng protein phi cấu trúc, phát hiện chính xác gia súc mang trùng tự nhiên.
  • Kỹ thuật Liquid Phase Blocking ELISA (LPB-ELISA): Ứng dụng bộ kit chuẩn của Viện Pirbright (Vương quốc Anh) để định lượng hiệu giá kháng thể bảo hộ đối với các serotype O, A, C và Asia 1 sau khi tiêm vaccine.
  • Kỹ thuật RT-PCR và giải trình tự gene: Phục vụ giám định trực tiếp vật liệu di truyền RNA của virus gây bệnh.
  • Phương pháp dịch tễ học mô tả và phân tích: Tính toán định lượng các chỉ số dịch tễ gồm Tỷ lệ hiện mắc (TLHM), Tỷ lệ tử vong (TLTV), Hệ số năm dịch (HSND) và Chỉ số mắc bệnh trung bình tháng (CSMBTB) theo các công thức chuẩn mực thú y.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Thứ nhất, nghiên cứu ghi nhận sự phát triển mạnh mẽ về quy mô tổng đàn gia súc tại 4 tỉnh khảo sát từ năm 2005 đến tháng 6 năm 2009. Tại Hà Nội và Thái Bình, mật độ chăn nuôi lợn và trâu bò tập trung cao tạo điều kiện cho virus luân chuyển; trong khi tại Sơn La và Lạng Sơn, phương thức chăn thả và hoạt động buôn bán qua biên giới khiến dịch bệnh dễ xâm nhập.

Thứ hai, kết quả giám định kháng nguyên và định type virus LMLM tại miền Bắc giai đoạn 2005 - 2009 xác định 2 serotype chủ yếu lưu hành là type O và type Asia 1. Sự xuất hiện của type Asia 1 trong giai đoạn 2005 - 2006 gây ra các đợt bùng phát trên diện rộng do đàn gia súc trước đó chưa có kháng thể bảo hộ đặc hiệu với type này.

Thứ ba, kết quả chẩn đoán huyết thanh học bằng 3ABC-ELISA phát hiện tỷ lệ dương tính với kháng nguyên phi cấu trúc trên đàn trâu, bò và lợn chưa tiêm phòng tại các vùng có ổ dịch cũ dao động từ 15% đến trên 35%. Điều này chứng minh virus LMLM lưu hành âm thầm trong đàn và tồn tại nhiều cá thể mang trùng không triệu chứng lâm sàng.

Thứ tư, đánh giá hiệu quả tiêm phòng vaccine vô hoạt nhũ dầu nhị giá O - Asia 1 trong năm 2008 bằng kỹ thuật LPB-ELISA cho thấy tỷ lệ bảo hộ sau tiêm đạt trên 70% đến 85% ở những đàn trâu bò được tiêm đủ 2 mũi đúng quy trình. Tuy nhiên, tỷ lệ này sụt giảm đáng kể ở những huyện miền núi do công tác bảo quản dây chuyền lạnh và kỹ thuật tiêm chưa đồng đều.

Thứ năm, phân tích chi tiết diễn biến dịch tại Thái Bình giai đoạn 2005 - 2009 cho thấy dịch xảy ra theo chu kỳ rõ rệt, bùng phát mạnh vào các tháng vụ đông xuân từ tháng 11 năm trước đến tháng 3 năm sau. Tỷ lệ hiện mắc ở đàn lợn cao hơn trâu bò, nhưng tỷ lệ tử vong ở gia súc trưởng thành rất thấp (dưới 3%), chủ yếu gây chết ở gia súc non như bê, nghé, lợn con do biến chứng viêm thoái hóa cơ tim hoại tử.

Chỉ số dịch tễ học và chẩn đoán Đàn Trâu, Bò Đàn Lợn Ghi chú dịch tễ lâm sàng
Thời gian ủ bệnh trung bình 3 - 6 ngày 2 - 12 ngày Lợn có thời gian ủ bệnh dao động dài hơn
Mức đào thải virus hô hấp 1 lần (chuẩn quy chiếu) 1.000 - 3.000 lần Lợn là nguồn phát tán mầm bệnh khí dung cực lớn
Nồng độ virus trong nước bọt 10.000 - 1.000.000 ID50/ml 1.000 - 100.000 ID50/ml Tăng vọt khi các mụn nước vùng miệng bị vỡ
Tỷ lệ kháng thể 3ABC-ELISA 15,0% - 32,5% 18,2% - 36,4% Chứng minh virus lưu hành tự nhiên ngoài thực địa
Tỷ lệ bảo hộ sau tiêm O-Asia1 72,5% - 85,0% 68,0% - 78,5% Đạt ngưỡng bảo hộ khi tiêm đủ 2 mũi đúng lịch
Tỷ lệ tử vong trung bình Dưới 2,5% Dưới 4,0% Tỷ lệ chết tập trung chủ yếu ở con non do hoại tử cơ tim

Thảo luận kết quả

Các kết quả dịch tễ thu được phản ánh tính quy luật về sức đề kháng và phương thức phát tán của virus. Virus LMLM có khả năng tồn tại bền vững trong môi trường tự nhiên: sống tới 20 tuần trong cỏ khô ở 18 - 20°C, 4 tuần trên lông bò, 14 ngày trong phân khô, 39 ngày trong nước tiểu và lên tới 103 ngày trong nước thải chuồng trại ở nhiệt độ 4 - 13°C. Ở nhiệt độ âm sâu hoặc đông lạnh, virus duy trì độc lực tới 425 ngày. Do đó, điều kiện ẩm ướt và nhiệt độ thấp của mùa đông miền Bắc là môi trường lý tưởng để virus tồn tại lâu dài, kết hợp với gió mùa có thể mang mầm bệnh đi xa hàng trăm cây số.

  Nhiệt độ môi trường / Vật mang        Thời gian virus LMLM sống sót
+-------------------------------------+---------------------------------+
| Tủ lạnh sâu (-20°C đến 4°C)         | [====================] 425 ngày
| Nước thải chuồng trại (4 - 13°C)    | [=====] 103 ngày
| Cỏ khô tự nhiên (18 - 20°C)         | [===] 140 ngày (20 tuần)
| Nước tiểu gia súc                   | [=] 39 ngày
| Lông bò                             | [=] 28 ngày (4 tuần)
| Phân chuồng khô                     | [=] 14 ngày
| Ánh nắng mặt trời trực tiếp         | 1 giờ
| Đun sôi 100°C                       | Bị bất hoạt tức thì
+-------------------------------------+---------------------------------+

So sánh với các công trình nghiên cứu trước đây của các nhà khoa học trong nước và quốc tế, luận văn tái khẳng định nhận định của Donaldson về khoảng chịu đựng pH tối ưu của virus từ 7,2 đến 7,6; virus bị vô hoạt nhanh chóng ở môi trường acid có pH dưới 5 hoặc kiềm mạnh có pH trên 11. Các dẫn liệu chẩn đoán bệnh học lâm sàng và mổ khám cũng làm sáng tỏ hiện tượng bệnh tích tim vằn hổ (hoại tử cơ tim dạng vệt xuất huyết) là nguyên nhân gây chết đột ngột ở bê nghé và lợn con theo mẹ. Dữ liệu luận văn được minh họa trực quan qua 16 bảng thống kê chi tiết, sơ đồ cây phả hệ virus và biểu đồ đường thể hiện động thái mắc bệnh theo tháng tại Thái Bình.

Đề xuất và khuyến nghị

Dựa trên kết quả nghiên cứu thực địa, luận văn đưa ra 4 nhóm giải pháp đồng bộ nhằm kiểm soát bền vững bệnh LMLM:

  1. Thiết lập chiến lược tiêm phòng vaccine nhị giá O - Asia 1 có định hướng: Chi cục Thú y các địa phương miền Bắc cần tổ chức 2 đợt tiêm phòng tập trung hàng năm vào tháng 3 - 4 và tháng 9 - 10, đảm bảo tỷ lệ tiêm phòng đạt trên 80% tổng đàn thuộc diện tiêm nhằm tạo miễn dịch quần thể vững chắc trước mùa dịch cao điểm.
  2. Nâng cao năng lực chẩn đoán và giám sát dịch tễ học chủ động: Các Trung tâm Chẩn đoán Thú y cần áp dụng thường quy kỹ thuật 3ABC-ELISA và LPB-ELISA theo định kỳ 6 tháng một lần để phát hiện sớm đàn mang trùng tự nhiên, đồng thời giám sát chặt chẽ sự biến đổi kháng nguyên của các chủng virus thực địa bằng RT-PCR.
  3. Chuẩn hóa quy trình vệ sinh sát trùng chuồng trại và xử lý ổ dịch: Người chăn nuôi và chính quyền cơ sở cần tuyệt đối không sử dụng cồn thông thường để sát trùng vì virus LMLM kháng dung môi hữu cơ. Bắt buộc sử dụng dung dịch xút (NaOH) 1% có khả năng tiêu diệt virus trong 1 - 10 phút, nước vôi tôi 5 - 10%, hoặc formol 2% để khử trùng tiêu độc triệt để chuồng trại và phương tiện vận chuyển.
  4. Tăng cường kiểm dịch vận chuyển và kiểm soát giết mổ liên tỉnh: Lực lượng thú y phối hợp với các cơ quan chức năng tăng cường chốt kiểm dịch tại các cửa ngõ giao thông huyết mạch, kiên quyết xử lý động vật không rõ nguồn gốc và thực hiện quy trình kiểm tra bệnh tích tim vằn hổ, niêm mạc miệng, móng chân tại 100% các cơ sở giết mổ tập trung.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Luận văn thạc sĩ này là tài liệu tham khảo có giá trị cao cho 4 nhóm đối tượng chính:

  • Học viên cao học, nghiên cứu sinh và sinh viên ngành Thú y, Chăn nuôi: Cung cấp tài liệu học thuật toàn diện về dịch tễ học phân tử, phương pháp bố trí thí nghiệm, kỹ thuật xét nghiệm huyết thanh học và phân tích số liệu dịch tễ.
  • Cán bộ quản lý dịch tễ và Chi cục Thú y các tỉnh, thành phố: Ứng dụng nguồn số liệu thực chứng để xây dựng kịch bản ứng phó khẩn cấp, lập kế hoạch phân bổ vaccine nhị giá O - Asia 1 và thiết lập bản đồ dịch tễ học tại địa phương.
  • Doanh nghiệp chăn nuôi gia súc quy mô trang trại: Vận dụng các kiến thức về động thái đào thải mầm bệnh của lợn và trâu bò để hoàn thiện quy trình an toàn sinh học, quản lý thời gian cách ly gia súc mới nhập đàn tối thiểu 21 - 30 ngày.
  • Các nhà khoa học tại các viện nghiên cứu vaccine và kit chẩn đoán sinh học: Sử dụng cơ sở dữ liệu về tính tương đồng kháng nguyên và hiệu giá kháng thể ELISA để nghiên cứu chế tạo các dòng vaccine vô hoạt đa giá và kit xét nghiệm chẩn đoán nhanh phù hợp với đặc thù Việt Nam.

Câu hỏi thường gặp

Virus Lở mồm long móng có những serotype nào và tại sao tiêm vaccine vẫn có thể mắc bệnh?

Virus LMLM có 7 serotype gồm O, A, C, Asia 1, SAT 1, SAT 2 và SAT 3. Giữa 7 serotype này hoàn toàn không có miễn dịch chéo bảo hộ lẫn nhau. Một con vật sau khi khỏi bệnh hoặc được tiêm phòng vaccine đơn giá serotype O vẫn có thể bị nhiễm và phát bệnh bình thường nếu tiếp xúc với serotype A hoặc Asia 1 ngoài thực địa.

Phương pháp 3ABC-ELISA có ưu điểm gì vượt trội so với các phương pháp chẩn đoán thông thường?

Phương pháp 3ABC-ELISA phát hiện kháng thể kháng lại protein phi cấu trúc (NSP) của virus. Protein này chỉ được tạo ra khi virus nhân lên trong tế bào vật chủ sống khi nhiễm tự nhiên. Vaccine vô hoạt tinh khiết đã loại bỏ NSP, do đó xét nghiệm 3ABC-ELISA giúp phân biệt chính xác gia súc nhiễm trùng tự nhiên và gia súc chỉ mang kháng thể do tiêm phòng vaccine.

Sức đề kháng của virus LMLM ngoài môi trường tự nhiên tồn tại trong bao lâu?

Virus LMLM có sức đề kháng cao trong môi trường tự nhiên: tồn tại 20 tuần trong cỏ khô, 4 tuần trên lông bò, 14 ngày trong phân khô, 39 ngày trong nước tiểu và tới 103 ngày trong nước thải chuồng trại ở 4 - 13°C. Ở nhiệt độ âm sâu, virus sống được 425 ngày nhưng bị tiêu diệt hoàn toàn trong vòng 1 - 10 phút bởi dung dịch xút 1%.

Tại sao loài lợn lại đóng vai trò nguy hiểm đặc biệt trong sự lây lan diện rộng của dịch LMLM?

Lợn là loài vật có khả năng nhân lên và đào thải virus LMLM qua đường hô hấp với số lượng cực lớn, cao gấp 1.000 đến 3.000 lần so với trâu bò. Nồng độ virus đậm đặc trong khí dung do lợn thở ra kết hợp với gió có thể phát tán mầm bệnh đi xa hàng chục đến hàng trăm cây số.

Bệnh tích giải phẫu đặc trưng nhất của bệnh LMLM trên gia súc non là gì?

Bệnh tích đặc trưng nhất là hiện tượng thoái hóa cơ tim hoại tử tạo thành các vệt màu xám sáng xen lẫn xuất huyết đỏ trên bề mặt quả tim, tạo nên hình thái được gọi là tim vằn hổ. Đây là tổn thương bệnh lý điển hình dẫn đến trụy tim và tử vong đột ngột ở bê, nghé và lợn con.

Kết luận

  • Luận văn đã hệ thống hóa toàn diện bức tranh dịch tễ học bệnh Lở mồm long móng tại 4 tỉnh đại diện miền Bắc (Hà Nội, Thái Bình, Sơn La, Lạng Sơn) trong giai đoạn 2005 - 2009.
  • Xác định 2 serotype chủ đạo gây dịch trong giai đoạn nghiên cứu là type O và type Asia 1, đồng thời làm rõ tính quy luật mùa vụ bùng phát vào các tháng đông xuân lạnh ẩm.
  • Ứng dụng thành công kỹ thuật 3ABC-ELISA và LPB-ELISA giúp phân định chính xác tỷ lệ lưu hành mầm bệnh tự nhiên và đánh giá hiệu quả đáp ứng kháng thể của vaccine nhị giá O - Asia 1.
  • Đóng góp luận cứ khoa học quan trọng phục vụ công tác xây dựng quy chuẩn an toàn sinh học, kiểm dịch giết mổ và quy trình khử trùng tiêu độc bằng hóa chất kiềm mạnh.
  • Khuyến nghị các cơ quan chuyên môn tiếp tục mở rộng giải trình tự gene VP1 của các biến chủng mới và triển khai chiến dịch tiêm phòng định kỳ đạt độ bao phủ trên 80% đàn gia súc toàn miền Bắc.