Tổng quan luận án

Chăn nuôi lợn tại tỉnh Thái Nguyên đóng vai trò kinh tế quan trọng đối với ngành nông nghiệp địa phương. Theo số liệu thống kê năm 2018, tổng đàn lợn của tỉnh đạt trên 745.209 con với sản lượng thịt hơi xuất chuồng đạt trên 83.065 tấn. Tuy nhiên, hoạt động chăn nuôi trên địa bàn chủ yếu duy trì ở quy mô nông hộ và trang trại nhỏ lẻ, dẫn đến công tác kiểm soát dịch bệnh gặp nhiều trở ngại. Bên cạnh các bệnh truyền nhiễm nguy hiểm do virus như dịch tả lợn, lở mồm long móng hay hội chứng rối loạn hô hấp và sinh sản (PRRS), bệnh viêm phổi và viêm khớp do vi khuẩn Streptococcus suis (S. suis) diễn ra phổ biến, gây thiệt hại nghiêm trọng về tỷ lệ nuôi sống, tốc độ tăng trọng và tỷ lệ loại thải, đặc biệt ở giai đoạn lợn con sau cai sữa.

Khoảng trống nghiên cứu thực tế xuất phát từ việc vi khuẩn S. suis không chỉ là căn nguyên kế phát hoặc nguyên phát gây viêm phổi, viêm màng não, viêm khớp và bại huyết trên lợn mà còn là tác nhân truyền lây nguy hiểm sang người. Các thống kê dịch tễ trong nước ghi nhận năm 2017 có 171 ca mắc liên cầu lợn ở người với 14 ca tử vong (riêng 6 tháng đầu năm 2017 có 69 ca mắc, 4 ca tử vong); tại Thái Nguyên vào tháng 6 năm 2018 ghi nhận 3 ca mắc với 2 ca tử vong liên quan đến việc tiếp xúc lợn bệnh và sử dụng thực phẩm chưa nấu chín. Mặc dù vậy, tại tỉnh Thái Nguyên chưa có công trình nào nghiên cứu một cách hệ thống về đặc điểm sinh học, sự lưu hành các serotype, các gen mã hóa yếu tố độc lực và tính mẫn cảm kháng sinh của các chủng S. suis thực địa, cũng như chưa có quy trình chế tạo Autovaccine vô hoạt và phác đồ điều trị đặc hiệu tại chỗ.

Mục tiêu nghiên cứu của luận án được xác định gồm 2 nội dung:

  1. Xác định một số đặc điểm sinh học của vi khuẩn Streptococcus suis gây bệnh viêm phổi và viêm khớp ở lợn nuôi tại tỉnh Thái Nguyên.
  2. Nghiên cứu chế tạo Autovaccine thử nghiệm phòng viêm phổi và viêm khớp cho lợn từ các chủng Streptococcus suis phân lập được và thử nghiệm các phác đồ điều trị bệnh viêm phổi và viêm khớp cho lợn do Streptococcus suis gây ra có hiệu quả cao, góp phần thúc đẩy chăn nuôi lợn trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên phát triển.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

  • Đối tượng nghiên cứu: Lợn nuôi mắc hội chứng viêm phổi và viêm khớp tại các cơ sở chăn nuôi; các chủng vi khuẩn S. suis phân lập được từ bệnh phẩm (phổi, dịch khớp, dịch ngoáy hầu họng); động vật thí nghiệm phục vụ kiểm tra độc lực, kiểm nghiệm vaccine (chuột bạch, lợn thí nghiệm).
  • Phạm vi không gian: Nghiên cứu được triển khai tại các huyện, thành phố thuộc địa bàn tỉnh Thái Nguyên; các xét nghiệm chuyên sâu được thực hiện tại Viện Khoa học Sự sống (Đại học Thái Nguyên), Trung tâm Chẩn đoán Thú y Trung ương và Viện Thú y.
  • Phạm vi thời gian: Thu thập số liệu dịch tễ học và mẫu bệnh phẩm trong giai đoạn 2015 – 2017; các nội dung phân lập, chế tạo Autovaccine, đánh giá miễn dịch và thử nghiệm phác đồ điều trị hoàn thành vào năm 2019.

Tổng quan tài liệu và vị trí của luận án

Tổng quan tài liệu của luận án hệ thống hóa các nghiên cứu quốc tế và trong nước về vi khuẩn S. suis, phân loại, cấu trúc kháng nguyên, yếu tố độc lực, bệnh học, chẩn đoán, phòng bệnh và điều trị:

Về nghiên cứu quốc tế: Bệnh do S. suis gây ra trên lợn được phát hiện lần đầu tại Hà Lan năm 1951 và tại Anh năm 1954 (Higgins R., 2014). Dựa trên cấu trúc kháng nguyên polysaccharide vỏ (CPS), vi khuẩn được phân loại thành 35 serotype (từ serotype 1 đến 34 và serotype 1/2), trong đó 6 serotype gồm 20, 22, 26, 32, 33, 34 sau này có sự biến đổi phân loại sinh học (Okwumabua O. cs., 2017; Dutkiewicz J. cs., 2017). Serotype 2 được xác định là serotype phổ biến và có độc lực cao nhất gây bệnh cho cả lợn và người trên phạm vi toàn cầu (Gottschalk M. cs., 2007; Lun Z. cs., 2007). Nghiên cứu của Segura M. (2014a) chỉ ra 30 - 70% lợn khỏe mang vi khuẩn ở đường hô hấp trên. Các khảo sát tỷ lệ mang trùng ở lợn khỏe cũng được ghi nhận tại Hàn Quốc (Han D. cs., 2014: 13,8% hạch amidan) và Trung Quốc (Rui P. cs., 2012: 24,67% dịch mũi). Về bệnh ở người, ca bệnh đầu tiên ghi nhận tại Đan Mạch năm 1968; vụ dịch lớn tại Tứ Xuyên - Trung Quốc năm 2005 ghi nhận 215 người mắc và 39 người tử vong (Lun Z. cs., 2007). Tỷ lệ di chứng khiếm thính ở người sau viêm màng não do S. suis lên tới 50,0% ở châu Âu và 65,0% ở châu Á (Hoa N. cs., 2011).

Về mặt độc lực và miễn dịch, các công trình quốc tế đã làm rõ vai trò của vỏ polysaccharide CPS (Van Calsteren M. cs., 2013), độc tố gây dung huyết suilysin 65 kDa do gen sly mã hóa (Takeuchi D. cs., 2014; Tenenbaum T. cs., 2016), protein giải phóng muramidase 136 kDa do gen mrp mã hóa, yếu tố ngoại bào do gen epf mã hóa (Feng Y. cs., 2014), cùng enzym arginine deiminase do gen arcA mã hóa (Segura M. cs., 2014b). Về phòng trị, nhiều nghiên cứu tập trung phát triển vaccine vô hoạt, vaccine nhược độc như chủng XS045 serotype 5 (Jiang X. cs., 2016), chất bổ trợ keo phèn hoặc nhũ dầu (Wisselink H. cs., 2001; Baums C. cs., 2009), đánh giá tính mẫn cảm kháng sinh (Hendriksen R. cs., 2008; Haas B. cs., 2016) và thử nghiệm các hợp chất kháng khuẩn mới như nisin (Le Bel G. cs., 2013) hoặc dẫn xuất peptide NZ2114 (Wang Z. cs., 2014).

Về nghiên cứu trong nước: Các tác giả Trịnh Phú Ngọc và Lê Văn Tạo (2001), Cù Hữu Phú và cs. (2005) đã xác định Streptococcus spp. là nguyên nhân quan trọng gây viêm phổi ở lợn tại các tỉnh phía Bắc. Đỗ Ngọc Thúy và Lê Thị Minh Hằng (2009a, 2009b) đã chuẩn hóa quy trình PCR xác định các serotype thông thường và các gen độc lực (sly, mrp, epf, arcA) của S. suis. Trương Quang Hải và cs. (2012) khảo sát lợn viêm phổi tại Bắc Giang ghi nhận tỷ lệ phân lập S. suis đạt 47,78% (cao nhất ở lứa tuổi 1,5 - 3 tháng đạt 59,46%). Lê Văn Dương và cs. (2013) xác định trên lợn mắc PRRS tại Bắc Giang có sự lưu hành của serotype 2 (56,29%), serotype 9 (17,03%), serotype 7 (5,18%). Các nghiên cứu tại miền Trung và miền Nam của Bùi Thị Hiền và cs. (2016), Huỳnh Ngân Hà và cs. (2016), Lê Quốc Việt và cs. (2017), Lê Hồng Thủy Tiên và cs. (2018) cũng ghi nhận tỷ lệ nhiễm S. suis biến động từ 9,0% đến 72,2%. Về nghiên cứu vaccine, Nguyễn Thị Nội và cs. (1989) chế tạo vaccine Salsco; Khương Bích Ngọc (1996), Đỗ Ngọc Thúy và cs. (2010), Cù Hữu Phú và cs. (2013, 2014), Hoàng Văn Minh và cs. (2017) đã nghiên cứu các chế phẩm vaccine vô hoạt bổ trợ keo phèn phòng bệnh hô hấp cho lợn. Về ca bệnh ở người tại Việt Nam, Mai N. (2008) và Nghia H. (2008) chỉ ra S. suis chiếm 33,6% các ca viêm màng não mủ ở người lớn (trong đó 98,91% do serotype 2 và 1,09% do serotype 16).

Khoảng trống nghiên cứu luận án lựa chọn giải quyết: Các nghiên cứu trước đây chủ yếu thực hiện rải rác tại một số địa phương vùng đồng bằng hoặc miền Nam, chưa có nghiên cứu chuyên sâu về dịch tễ học viêm phổi, viêm khớp gắn liền với đặc điểm vi sinh vật học, serotype và cấu trúc gen độc lực của S. suis tại tỉnh Thái Nguyên. Luận án giải quyết khoảng trống về dữ liệu thực nghiệm bản địa, đồng thời chế tạo thành công chế phẩm Autovaccine vô hoạt keo phèn từ chính các chủng phân lập tại địa phương và xây dựng phác đồ điều trị kháng sinh phù hợp với mô hình kháng thuốc thực tế.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Luận án được xây dựng dựa trên cơ sở lý thuyết vi sinh vật học thú y, dịch tễ học bệnh truyền nhiễm, sinh học phân tử và miễn dịch học thực nghiệm:

  • Cơ sở lý thuyết: Streptococcus suis thuộc bộ Lactobacillales, họ Streptococcaceae, giống Streptococcus. Vi khuẩn có cấu trúc kháng nguyên phức tạp gồm kháng nguyên thân (peptidoglycan với các chuỗi NAG, NAM, protein M, R, T và lipoteichoic acid), kháng nguyên giáp mô polysaccharide (CPS) có chức năng ức chế hiện tượng thực bào, và kháng nguyên fimbriae hỗ trợ bám dính biểu mô. Độc lực của vi khuẩn phụ thuộc vào sự hiện diện của các yếu tố suilysin (sly), protein giải phóng muramidase (mrp), yếu tố ngoại bào (epf) và enzym arginine deiminase (arcA). Cơ chế miễn dịch dịch thể chống S. suis dựa trên kháng thể đặc hiệu opsonin hóa vi khuẩn, trung hòa độc tố và kích hoạt bổ thể; nguyên lý phòng bệnh bằng Autovaccine vô hoạt keo phèn dựa trên việc kích thích đáp ứng miễn dịch dịch thể thông qua kháng nguyên toàn khuẩn bất hoạt kết hợp chất bổ trợ nhôm hydroxit.

Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm định lượng:

  • Phương pháp dịch tễ học: Thu thập số liệu lợn mắc bệnh và chết do viêm phổi, viêm khớp giai đoạn 2015 – 2017 tại các huyện/thành phố thuộc Thái Nguyên; phân tích tỷ lệ mắc, tỷ lệ chết theo địa bàn, theo mùa vụ trong năm và theo lứa tuổi lợn (lợn con theo mẹ, lợn sau cai sữa, lợn thịt, lợn nái); tính toán chỉ số so sánh nguy cơ tương đối (Relative Risk - RR).
  • Phương pháp vi sinh vật học: Thu thập bệnh phẩm từ phổi tổn thương, dịch bao khớp, dịch xoang mũi và hạch hầu họng. Nuôi cấy phân lập trên môi trường thạch máu cừu/thỏ 5% ở 37°C trong điều kiện hiếu khí và vi hiếu khí (5 - 10% CO2), nuôi cấy trên thạch MacConkey. Nhuộm Gram kiểm tra hình thái học vi khuẩn dưới kính hiển vi quang học.
  • Phương pháp giám định sinh hóa: Thực hiện phản ứng sinh vật hóa học cấp I (khả năng lên men các loại đường glucose, lactose, sucrose, inulin, trehalose, maltose, fructose, sorbitol, mannitol, arabinose, ribose, xylose; phản ứng catalase, oxidase, amylase, Voges-Proskauer) theo Tiêu chuẩn Quốc gia TCVN 8400-2:2010. Giám định sinh hóa cấp II khẳng định loài bằng bộ Kit sinh hóa thương mại API 20 Strep.
  • Phương pháp sinh học phân tử (PCR): Sử dụng kỹ thuật PCR với các cặp mồi đặc hiệu để giám định serotype (đặc biệt là serotype 2, 7, 9...) và phát hiện các gen mã hóa yếu tố độc lực (sly, mrp, epf, arcA, cps).
  • Phương pháp đánh giá độc lực và tính ổn định sinh học: Cấy truyền liên tục qua 5 đời để kiểm tra sự ổn định về đặc tính sinh vật hóa học; xác định liều gây chết 50% (LD50) và đánh giá độc lực của các chủng vi khuẩn phân lập trên chuột bạch thí nghiệm.
  • Phương pháp kháng sinh đồ: Sử dụng kỹ thuật khuếch tán khoanh giấy kháng sinh kháng vi sinh vật (Kirby-Bauer) trên môi trường thạch chuyên dụng để đánh giá mức độ mẫn cảm và đề kháng của các chủng S. suis đối với các loại kháng sinh thông dụng trong thú y.
  • Phương pháp chế tạo và kiểm nghiệm Autovaccine: Chọn chủng S. suis phân lập có độc lực cao và tính kháng nguyên ổn định; nhân sinh khối canh trùng đạt nồng độ CFU/ml quy định; vô hoạt bằng formalin; phối trộn chất bổ trợ keo phèn nhôm hydroxit [Al(OH)3]; kiểm tra độ thuần khiết, tính vô trùng, độ an toàn trên lợn và chuột bạch; kiểm tra hiệu lực bảo hộ thông qua thử thách công cường độc trên chuột bạch; theo dõi hiệu giá kháng thể trên lợn sau tiêm ở các thời điểm 30, 60, 90 và 120 ngày bằng phản ứng ngưng kết hồng cầu gián tiếp (IHA).
  • Phương pháp thử nghiệm phác đồ điều trị: Thiết lập các phác đồ phối hợp kháng sinh có độ mẫn cảm cao kết hợp thuốc hạ sốt, giảm đau, kháng viêm và trợ sức trên đàn lợn mắc viêm phổi, viêm khớp trong sản xuất.
  • Xử lý số liệu: Số liệu thực nghiệm được quản lý, phân tích thống kê sinh học để tính toán tỷ lệ %, giá trị trung bình, so sánh nguy cơ (RR) và kiểm định ý nghĩa thống kê.

Nguồn tư liệu và dữ liệu:

  • Dữ liệu thứ cấp từ Niên giám thống kê của Chi cục Thống kê tỉnh Thái Nguyên và báo cáo dịch tễ của Chi cục Chăn nuôi và Thú y tỉnh Thái Nguyên.
  • Dữ liệu sơ cấp từ quá trình điều tra thực địa, mổ khám bệnh phẩm lợn, số liệu xét nghiệm vi sinh, kết quả điện di PCR, kết quả kháng sinh đồ, số liệu theo dõi đáp ứng miễn dịch và hiệu quả điều trị trên đàn lợn thí nghiệm.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Tổng quan tài liệu

Chương 1 tổng quan toàn diện các công trình nghiên cứu trong và ngoài nước liên quan đến vi khuẩn Streptococcus suis:

  • Đặc điểm vi sinh vật học: S. suis là cầu khuẩn Gram dương, hình cầu hoặc hình trứng, kích thước dưới 1,0 µm, xếp thành chuỗi ngắn 2 - 8 tế bào trong bệnh phẩm và tạo chuỗi dài trong môi trường lỏng. Vi khuẩn hiếu khí hoặc kỵ khí tùy tiện, phát triển tối ưu ở 37°C và tăng trưởng mạnh khi có 5 - 10% CO2. Trên thạch máu thể hiện dung huyết dạng α hoặc β, không phát triển hoặc tạo khuẩn lạc rất nhỏ trên thạch MacConkey. Vi khuẩn có phản ứng amylase dương tính, Voges-Proskauer âm tính, catalase âm tính và oxidase âm tính.
  • Cấu trúc kháng nguyên và độc lực: Phân tích chi tiết 3 loại kháng nguyên chính (thân, giáp mô CPS, fimbriae) và 5 nhóm yếu tố độc lực phân tử (CPS, SLY 65 kDa, MRP 136 kDa, EF, enzym Arginine deiminase).
  • Bệnh học và dịch tễ học: Trình bày cơ chế xâm nhập từ niêm mạc hầu họng, di chuyển theo hệ lympho vào máu gây nhiễm trùng huyết, sau đó khu trú tại màng não, bao khớp, phế quản phổi và màng tim; phân tích các tổn thương đại thể, vi thể và đường truyền lây dịch bệnh ở lợn và người.
  • Chẩn đoán, phòng bệnh và điều trị: Khái quát các phương pháp chẩn đoán vi sinh vật học, huyết thanh học (ngưng kết nhanh, ELISA, IHA, IHC), kỹ thuật sinh học phân tử (PCR, PFGE, RFLP); đánh giá ưu nhược điểm của các loại vaccine toàn khuẩn, vaccine nhược độc, autovaccine và thực trạng kháng kháng sinh của S. suis trên thế giới và tại Việt Nam.

Chương 2: Nội dung, đối tượng, nguyên liệu và phương pháp nghiên cứu

Chương 2 mô tả chi tiết thiết kế nghiên cứu, vật liệu và toàn bộ quy trình thực nghiệm:

  • Xác định 4 nội dung nghiên cứu gắn liền với mục tiêu đề tài.
  • Trình bày cụ thể đối tượng nghiên cứu (lợn mắc bệnh, các chủng vi khuẩn, động vật thí nghiệm), địa điểm (các cơ sở chăn nuôi tại Thái Nguyên và hệ thống phòng thí nghiệm chuyên ngành) và thời gian nghiên cứu.
  • Chuẩn hóa hệ thống các phương pháp nghiên cứu: phương pháp điều tra dịch tễ học; phương pháp thu thập và bảo quản mẫu bệnh phẩm; phương pháp nuôi cấy, phân lập và nhuộm Gram; phương pháp thử phản ứng sinh hóa cấp I và cấp II (Kit API 20 Strep); phương pháp PCR xác định serotype và gen độc lực; phương pháp tính liều LD50 và thử nghiệm độc lực trên chuột; phương pháp kháng sinh đồ Kirby-Bauer; quy trình chế tạo Autovaccine vô hoạt keo phèn; quy trình kiểm tra vô trùng, thuần khiết, an toàn và công cường độc; phương pháp xác định hiệu giá kháng thể bằng phản ứng IHA; quy trình thử nghiệm phác đồ điều trị và phương pháp phân tích số liệu dịch tễ.

Chương 3: Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Chương 3 trình bày toàn bộ các phát hiện, số liệu thực nghiệm của luận án, được chia thành 4 nội dung chính tương ứng với 36 bảng số liệu và 6 hình/biểu đồ:

  1. Tình hình dịch tễ học bệnh viêm phổi, viêm khớp ở lợn tại tỉnh Thái Nguyên (2015 – 2017):
  • Tỷ lệ mắc và chết chung do viêm phổi và viêm khớp trên đàn lợn qua 3 năm điều tra được ghi nhận chi tiết tại Bảng 3.1 và Hình 3.1.
  • Tỷ lệ mắc và chết phân bố không đồng đều giữa các huyện, thành phố thuộc tỉnh Thái Nguyên (Bảng 3.2, Hình 3.2).
  • Khảo sát biến động theo mùa vụ cho thấy tỷ lệ mắc và chết tập trung cao nhất vào các tháng có điều kiện thời tiết bất lợi (mùa đông và mùa xuân) (Bảng 3.3, Hình 3.3); kết quả phân tích so sánh nguy cơ mắc bệnh (RR) theo mùa vụ được lượng hóa tại Bảng 3.4 (đối với viêm phổi) và Bảng 3.5 (đối với viêm khớp).
  • Phân tích dịch tễ theo lứa tuổi chỉ ra lợn con sau cai sữa và lợn con theo mẹ có tỷ lệ mắc và tỷ lệ chết cao hơn so với lợn thịt và lợn nái (Bảng 3.6, Hình 3.4); mức độ chênh lệch nguy cơ mắc bệnh giữa các lứa tuổi được tổng hợp tại Bảng 3.7 và Bảng 3.8.
  1. Đặc tính sinh học của các chủng Streptococcus suis phân lập được:
  • Kết quả phân lập vi khuẩn S. suis từ các mẫu bệnh phẩm phổi và dịch khớp của lợn ở các lứa tuổi khác nhau được thống kê tại Bảng 3.9.
  • Giám định đặc tính sinh vật, hóa học cấp I (Bảng 3.10) và xác định loài bằng bộ Kit API 20 Strep (Bảng 3.11) khẳng định các chủng phân lập có đặc tính điển hình của S. suis (Amylase dương tính, VP âm tính, lên men glucose, lactose, sucrose, inulin, trehalose; không lên men sorbitol, mannitol, arabinose).
  • Kết quả kháng sinh đồ xác định tính mẫn cảm và tỷ lệ đề kháng của các chủng phân lập với các loại kháng sinh (Bảng 3.12).
  • Kỹ thuật PCR xác định tỷ lệ phân bố các serotype (Bảng 3.13, Hình 3.5) và xác định sự hiện diện của các gen độc lực (arcA, sly, mrp, epf) cùng các kiểu tổ hợp gen độc lực trong các chủng phân lập (Bảng 3.14, Hình 3.6).
  • Kết quả lựa chọn sơ bộ các chủng vi khuẩn (Bảng 3.15), đánh giá sự ổn định đặc tính sinh học (Bảng 3.16) và kiểm tra độc lực trên chuột bạch sau 5 đời cấy truyền (Bảng 3.17) làm cơ sở chọn chủng sản xuất Autovaccine (Bảng 3.18).
  1. Kết quả chế tạo và kiểm nghiệm Autovaccine thử nghiệm:
  • Xác định mật độ vi khuẩn trong canh trùng (CFU/ml) (Bảng 3.19), kiểm tra độ thuần khiết của canh trùng (Bảng 3.20) và kiểm tra tính vô trùng của chế phẩm sau vô hoạt (Bảng 3.21).
  • Kiểm tra tính an toàn của Autovaccine trên lợn thí nghiệm (Bảng 3.22) và xác định hiệu lực bảo hộ trên chuột bạch khi công cường độc vi khuẩn S. suis (Bảng 3.23, Bảng 3.24, Bảng 3.25).
  • Theo dõi động thái kháng thể trong huyết thanh và hiệu giá kháng thể IHA của lợn sau tiêm Autovaccine tại các mốc thời gian: sau 30 ngày (Bảng 3.26, Bảng 3.27), sau 60 ngày (Bảng 3.28, Bảng 3.29), sau 90 ngày (Bảng 3.30, Bảng 3.31) và sau 120 ngày (Bảng 3.32, Bảng 3.33).
  1. Kết quả thử nghiệm phòng và trị bệnh trong sản xuất:
  • Kết quả thử nghiệm hiệu lực bảo hộ của Autovaccine phòng hội chứng viêm phổi và viêm khớp cho đàn lợn nuôi tại Thái Nguyên (Bảng 3.34).
  • Kết quả thử nghiệm các phác đồ điều trị lợn mắc bệnh viêm phổi (Bảng 3.35) và lợn mắc bệnh viêm khớp (Bảng 3.36) dựa trên sự kết hợp kháng sinh mẫn cảm cao với thuốc điều trị hỗ trợ.

Dưới đây là bảng tổng hợp các nhóm nội dung thực nghiệm và chỉ tiêu theo dõi chính của luận án:

Nội dung thực nghiệm Chỉ tiêu theo dõi chính Phương pháp / Công cụ đánh giá Căn cứ số liệu
Dịch tễ học thực địa Tỷ lệ mắc, tỷ lệ chết, phân tích nguy cơ tương đối (RR) theo năm, địa bàn, mùa vụ và lứa tuổi lợn Điều tra dịch tễ thú y, thống kê sinh học Bảng 3.1 đến 3.8; Hình 3.1 đến 3.4
Đặc tính sinh vật học chủng phân lập Tỷ lệ phân lập; hình thái nhuộm Gram; dung huyết thạch máu; phản ứng sinh hóa cấp I và cấp II Nuôi cấy vi sinh vật, kính hiển vi, TCVN 8400-2:2010, Kit API 20 Strep Bảng 3.9 đến 3.11
Tính mẫn cảm kháng sinh & độc lực phân tử Tỷ lệ nhạy cảm/đề kháng kháng sinh; tỷ lệ serotype; tần suất xuất hiện gen độc lực (arcA, sly, mrp, epf) Kháng sinh đồ Kirby-Bauer; kỹ thuật PCR nhân gen đặc hiệu Bảng 3.12 đến 3.14; Hình 3.5 và 3.6
Độ ổn định chủng & kiểm nghiệm Autovaccine Độ ổn định sinh hóa, độc lực sau 5 đời cấy truyền; độ vô trùng, an toàn, hiệu lực công cường độc chuột Cấy truyền đời, LD50, bất hoạt formalin, keo phèn Al(OH)3, công cường độc Bảng 3.15 đến 3.25
Đáp ứng miễn dịch Autovaccine Động thái kháng thể và hiệu giá kháng thể huyết thanh lợn tại 30, 60, 90 và 120 ngày sau tiêm Phản ứng ngưng kết hồng cầu gián tiếp (IHA) Bảng 3.26 đến 3.33
Thử nghiệm phòng và trị bệnh thực tế Tỷ lệ bảo hộ của vaccine trên đàn lợn; tỷ lệ chữa khỏi lợn mắc viêm phổi và viêm khớp theo phác đồ Thử nghiệm lâm sàng thực địa tại các trại lợn tỉnh Thái Nguyên Bảng 3.34 đến 3.36

Kết quả và những đóng góp mới

Những đóng góp mới về lý luận và khoa học của luận án:

  • Luận án là công trình nghiên cứu có hệ thống đầu tiên cung cấp đầy đủ các dữ liệu khoa học về tình hình dịch tễ, tỷ lệ mắc và chết do viêm phổi, viêm khớp ở lợn gắn liền với vi khuẩn Streptococcus suis tại tỉnh Thái Nguyên.
  • Xác định được các đặc điểm sinh vật hóa học, cấu trúc serotype và sự phân bố của các gen mã hóa yếu tố độc lực (arcA, sly, mrp, epf) của các chủng S. suis phân lập trên đàn lợn nuôi tại địa phương bằng các kỹ thuật vi sinh vật học chuẩn hóa và sinh học phân tử (PCR).
  • Cung cấp dẫn liệu khoa học thực nghiệm về động thái sản sinh kháng thể đặc hiệu (đánh giá bằng phản ứng IHA) và khả năng đáp ứng miễn dịch bảo hộ kéo dài đến 120 ngày của lợn sau khi tiêm Autovaccine vô hoạt bổ trợ keo phèn chế tạo từ các chủng S. suis thực địa.

Những đóng góp mới về mặt thực tiễn:

  • Chế tạo thành công chế phẩm Autovaccine vô hoạt có bổ trợ keo phèn từ các chủng S. suis phân lập tại Thái Nguyên đạt các tiêu chuẩn về độ thuần khiết, tính vô trùng, độ an toàn và có hiệu lực bảo hộ tốt khi thử nghiệm công cường độc trên chuột bạch và tiêm phòng thực địa cho đàn lợn.
  • Xác lập và kiểm chứng thành công các phác đồ điều trị lợn mắc bệnh viêm phổi và viêm khớp do S. suis cho hiệu quả chữa khỏi cao dựa trên kết quả kháng sinh đồ thực tế, góp phần giảm thiểu thiệt hại kinh tế cho người chăn nuôi lợn trên địa bàn tỉnh Thái Nguyên.

Kiến nghị và giải pháp đề xuất từ kết quả nghiên cứu:

  • Đề xuất áp dụng chế phẩm Autovaccine vô hoạt keo phèn để tiêm phòng chủ động cho đàn lợn, đặc biệt là lợn con giai đoạn trước và sau cai sữa tại các vùng chăn nuôi có ổ dịch lưu hành.
  • Khuyến cáo các cơ sở chăn nuôi và cán bộ thú y cơ sở áp dụng phác đồ điều trị phối hợp kháng sinh có độ mẫn cảm cao theo kết quả kháng sinh đồ của đề tài, kết hợp với các thuốc kháng viêm, hạ sốt và nâng cao sức đề kháng cho lợn.
  • Tăng cường thực hiện các biện pháp vệ sinh thú y, tiêu độc khử trùng chuồng trại bằng hóa chất (Iodine, NaOH), thực hiện quy trình "Cùng vào - Cùng ra" và bảo đảm an toàn sinh học, trang bị bảo hộ lao động cho người chăn nuôi và giết mổ lợn để phòng tránh lây nhiễm S. suis sang người.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế của nghiên cứu:

  • Phạm vi nghiên cứu dịch tễ học và thu thập mẫu bệnh phẩm giới hạn trong không gian hành chính của tỉnh Thái Nguyên, chưa mở rộng điều tra so sánh với các tỉnh lân cận trong khu vực trung du miền núi phía Bắc.
  • Chế phẩm Autovaccine được nghiên cứu và kiểm nghiệm ở quy mô thử nghiệm phòng thí nghiệm và cơ sở chăn nuôi thực địa quy mô nhỏ, chưa triển khai sản xuất ở quy mô công nghiệp thương mại.
  • Thời gian theo dõi hiệu giá kháng thể bảo hộ sau tiêm Autovaccine mới được đánh giá đến mốc 120 ngày, chưa theo dõi hết chu kỳ khai thác của lợn nái sinh sản.

Hướng nghiên cứu tiếp theo:

  • Mở rộng phạm vi khảo sát dịch tễ học phân tử, theo dõi sự biến đổi serotype và độc lực gen của S. suis trên địa bàn rộng hơn.
  • Nghiên cứu hoàn thiện quy trình công nghệ nâng cao quy mô sản xuất Autovaccine hoặc phát triển vaccine đa giá kết hợp phòng ngừa đồng thời S. suis với các tác nhân vi khuẩn gây bệnh hô hấp khác ở lợn (Actinobacillus pleuropneumoniae, Pasteurella multocida).
  • Tiếp tục theo dõi thời gian tồn lưu miễn dịch kéo dài trên đàn lợn nái và đánh giá mức độ truyền kháng thể thụ động từ lợn mẹ sang lợn con qua sữa đầu.

Giá trị tham khảo

Giá trị đối với các đối tượng sử dụng:

  • Giảng viên, nghiên cứu sinh và học viên cao học chuyên ngành Ký sinh trùng và Vi sinh vật học thú y, Bệnh truyền nhiễm thú y: Luận án là tài liệu tham khảo chuyên khảo về phương pháp luận kết hợp giữa dịch tễ học thực địa, kỹ thuật vi sinh cổ điển, sinh học phân tử (PCR) và quy trình nghiên cứu sản xuất vaccine thú y.
  • Cán bộ quản lý dịch tễ tại Chi cục Chăn nuôi và Thú y tỉnh Thái Nguyên và các cơ quan thú y địa phương: Cung cấp nguồn số liệu cơ sở về đặc tính dịch tễ học, mùa vụ phát bệnh, lứa tuổi cảm nhiễm và bản đồ đề kháng kháng sinh của vi khuẩn S. suis phục vụ công tác dự báo và kiểm soát dịch bệnh.
  • Kỹ thuật viên trại lợn và người chăn nuôi: Tham khảo trực tiếp các phác đồ điều trị viêm phổi, viêm khớp có căn cứ thực nghiệm và quy trình sử dụng Autovaccine để nâng cao hiệu quả kinh tế trong chăn nuôi lợn.

Các phần nội dung đáng tham khảo nhất trong luận án:

  • Quy trình giám định vi khuẩn S. suis bằng phản ứng sinh hóa cấp I (TCVN 8400-2:2010), bộ Kit API 20 Strep và hệ thống phản ứng PCR xác định serotype cùng các gen độc lực (sly, mrp, epf, arcA).
  • Quy trình công nghệ chế tạo, vô hoạt bằng formalin, bổ trợ keo phèn và phương pháp kiểm nghiệm an toàn, hiệu lực của Autovaccine trên động vật thí nghiệm.
  • Kết quả kháng sinh đồ và các phác đồ phối hợp thuốc điều trị hội chứng viêm phổi và viêm khớp trên đàn lợn.

Câu hỏi thường gặp

  1. Vi khuẩn Streptococcus suis gây ra những biểu hiện bệnh lý chủ yếu nào trên lợn và con đường lây nhiễm sang người là gì?
  • Trên đàn lợn, S. suis gây ra các thể bệnh đa dạng bao gồm nhiễm trùng huyết, viêm phổi, viêm khớp, viêm màng não, viêm nội tâm mạc, dẫn đến tỷ lệ chết cao hoặc giảm khả năng sinh trưởng, đặc biệt ở lợn con sau cai sữa (4 - 16 tuần tuổi).
  • Ở người, vi khuẩn lây truyền chủ yếu qua các vết thương trầy xước trên da khi tiếp xúc, chăm sóc, giết mổ lợn bệnh hoặc qua đường tiêu hóa do ăn thịt lợn chưa nấu chín, tiết canh lợn nhiễm khuẩn, dẫn đến viêm màng não mủ, nhiễm trùng huyết, hội chứng sốc nhiễm độc liên cầu khuẩn và di chứng khiếm thính.
  1. Cấu trúc kháng nguyên và các yếu tố độc lực chính của S. suis được phân tích trong luận án gồm những gì?
  • Cấu trúc kháng nguyên gồm kháng nguyên thân (peptidoglycan với NAG, NAM, protein M, R, T), kháng nguyên giáp mô polysaccharide (CPS) và kháng nguyên bám dính (fimbriae).
  • Các yếu tố độc lực chính gồm CPS (chống thực bào), suilysin (SLY 65 kDa do gen sly mã hóa, gây dung huyết và tổn thương biểu mô), protein giải phóng muramidase (MRP 136 kDa do gen mrp mã hóa), yếu tố ngoại bào (EF do gen epf mã hóa) và enzym arginine deiminase do gen arcA mã hóa.
  1. Kỹ thuật nào được luận án sử dụng để giám định đặc tính sinh học và xác định serotype của vi khuẩn S. suis?
  • Giám định hình thái và nuôi cấy: Quan sát vi khuẩn Gram dương xếp chuỗi, nuôi cấy trên thạch máu (dung huyết α, β) ở 37°C có 5 - 10% CO2, nuôi cấy trên thạch MacConkey.
  • Giám định sinh hóa: Thực hiện phản ứng sinh hóa cấp I (Amylase dương tính, VP âm tính, lên men đường) theo TCVN 8400-2:2010 và khẳng định cấp II bằng bộ Kit API 20 Strep.
  • Giám định phân tử: Kỹ thuật PCR sử dụng các cặp mồi đặc hiệu để xác định các serotype phổ biến và phát hiện các gen mã hóa yếu tố độc lực (arcA, sly, mrp, epf).
  1. Quy trình chế tạo và kiểm nghiệm Autovaccine vô hoạt keo phèn trong luận án được tiến hành như thế nào?
  • Chế tạo: Lựa chọn chủng S. suis phân lập có độc lực và đặc tính sinh học ổn định qua 5 đời cấy truyền, nuôi cấy tăng sinh canh trùng đạt mật độ CFU quy định, vô hoạt bằng dung dịch formalin và phối trộn với chất bổ trợ keo phèn nhôm hydroxit [Al(OH)3].
  • Kiểm nghiệm: Kiểm tra độ thuần khiết, tính vô trùng của vaccine; thử nghiệm độ an toàn trên chuột bạch và lợn; thử nghiệm hiệu lực bảo hộ thông qua công cường độc trên chuột bạch; đánh giá động thái sản sinh kháng thể trong huyết thanh lợn qua phản ứng ngưng kết hồng cầu gián tiếp (IHA) tại các thời điểm 30, 60, 90 và 120 ngày sau tiêm.
  1. Luận án ghi nhận tình trạng mẫn cảm và đề kháng kháng sinh của các chủng S. suis phân lập như thế nào?
  • Các chủng S. suis phân lập thể hiện mức độ mẫn cảm cao với các kháng sinh như ceftiofur, florfenicol, amoxicillin và ampicillin.
  • Ngược lại, vi khuẩn thể hiện tỷ lệ đề kháng cao đối với các kháng sinh thông thường như streptomycin, neomycin, colistin, tetracycline và penicillin G (ở một số chủng), làm cơ sở cho việc lựa chọn kháng sinh xây dựng phác đồ điều trị đặc hiệu.

Kết luận

Luận án Tiến sĩ Thú y của nghiên cứu sinh Nguyễn Mạnh Cường là công trình nghiên cứu hệ thống về đặc điểm dịch tễ học, sinh vật hóa học, serotype và gen độc lực của vi khuẩn Streptococcus suis gây viêm phổi, viêm khớp ở lợn tại tỉnh Thái Nguyên. Tác giả đã chế tạo thành công chế phẩm Autovaccine vô hoạt bổ trợ keo phèn từ các chủng vi khuẩn bản địa, chứng minh được độ an toàn, hiệu lực bảo hộ trên động vật thí nghiệm và hiệu quả giảm tỷ lệ mắc bệnh trên đàn lợn thực địa với khả năng duy trì kháng thể IHA đến 120 ngày. Đồng thời, luận án đã xác lập các phác đồ điều trị kháng sinh kết hợp đạt hiệu quả điều trị cao, cung cấp cơ sở khoa học và giải pháp kỹ thuật thiết thực phục vụ công tác phòng chống dịch bệnh cho ngành chăn nuôi lợn tại địa phương.