Tổng quan luận án
Hội chứng rối loạn hô hấp và sinh sản ở lợn (Porcine Reproductive and Respiratory Syndrome - PRRS, thường gọi là bệnh Tai xanh) là một bệnh truyền nhiễm nguy hiểm gây thiệt hại nặng nề cho ngành chăn nuôi lợn tại Việt Nam cũng như trên toàn thế giới. Virus PRRS (PRRSV) có đặc tính hướng đại thực bào, đặc biệt là đại thực bào phế nang tại phổi, tiêu diệt tới 40% số lượng đại thực bào này và làm suy giảm nghiêm trọng hệ thống miễn dịch tự nhiên của lợn. Tình trạng suy giảm miễn dịch mở đường cho các loại vi khuẩn gây bệnh đường hô hấp thường trực bùng phát và gây nhiễm trùng kế phát trầm trọng.
Tại tỉnh Bắc Giang, tính đến tháng 4 năm 2012, tổng đàn lợn đạt khoảng 1,1 triệu con (gồm 182.780 lợn nái, 983.862 lợn thịt và hơn 550 trang trại tập trung). Năm 2010, dịch PRRS bùng phát diện rộng trên địa bàn tỉnh làm 101.371 con lợn mắc bệnh, trong đó số lợn chết và tiêu hủy lên tới 24.181 con, xuất hiện tại 956 thôn thuộc 151/230 xã, phường, thị trấn. Mặc dù các nghiên cứu trước đây đã chỉ ra sự hiện diện của các vi khuẩn kế phát đường hô hấp như Actinobacillus pleuropneumoniae, Pasteurella multocida, và Streptococcus suis, song việc nghiên cứu có hệ thống về đặc tính sinh vật học, huyết thanh học (serotype), độc lực, mức độ đề kháng kháng sinh và giải pháp phòng trị đặc hiệu bằng Autovaccine tại địa phương vẫn còn là một khoảng trống khoa học cần được giải quyết cụ thể.
Luận án "Nghiên cứu một số đặc tính sinh học của vi khuẩn Actinobacillus pleuropneumoniae, Pasteurella multocida, Streptococcus suis gây viêm phổi trong Hội chứng rối loạn hô hấp và sinh sản ở lợn tại Bắc Giang, biện pháp phòng trị" của tác giả Lê Văn Dương được thực hiện nhằm giải quyết các yêu cầu thực tiễn và học thuật nêu trên.
Mục tiêu nghiên cứu của luận án được xác định gồm 3 nội dung:
- Xác định một số đặc tính sinh học của vi khuẩn Actinobacillus pleuropneumoniae, Pasteurella multocida, Streptococcus suis gây viêm phổi ở lợn mắc PRRS tại Bắc Giang.
- Nghiên cứu chế tạo Autovaccine phòng bệnh viêm phổi cho lợn từ các chủng A. pleuropneumoniae, P. multocida, S. suis phân lập được.
- Đề xuất và thử nghiệm các phác đồ điều trị lợn nghi mắc viêm phổi và PRRS đạt hiệu quả cao.
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:
- Đối tượng nghiên cứu: Lợn nuôi tại tỉnh Bắc Giang có biểu hiện mắc PRRS và bệnh lý đường hô hấp; các mẫu bệnh phẩm phẩm phủ tạng (phổi, hạch, dịch phế quản); các chủng vi khuẩn A. pleuropneumoniae, P. multocida, S. suis phân lập được; động vật thí nghiệm (chuột bạch, lợn thí nghiệm).
- Phạm vi không gian: Các huyện chăn nuôi tập trung có dịch PRRS lưu hành thuộc tỉnh Bắc Giang; các phòng thí nghiệm thuộc Bộ môn Vi trùng, Bộ môn Virus - Viện Thú y Quốc gia và Khoa Chăn nuôi Thú y - Trường Đại học Nông Lâm Thái Nguyên.
- Phạm vi thời gian: Thu thập mẫu dịch tễ và thực hiện các thí nghiệm trong giai đoạn từ năm 2010 đến năm 2012, hoàn thành và bảo vệ năm 2013.
Tổng quan tài liệu và vị trí của luận án
Tổng quan tài liệu trong luận án điểm lại các công trình nghiên cứu trong và ngoài nước liên quan đến căn bệnh PRRS, đặc tính vi sinh vật học và bệnh học của ba loài vi khuẩn kế phát chủ yếu:
-
Nghiên cứu về PRRSV: Virus thuộc họ Arteriviridae, bộ Nidovirales, có cấu trúc ARN sợi đơn dương kích thước khoảng 15 kb chứa 9 khung đọc mở (ORF1a, 1b và ORF2a-7). Wensvoort và cs (1991) đã phân lập chủng Lelystad (dòng Châu Âu), còn Collins và cs (1992) phân lập dòng VR-2332 (dòng Bắc Mỹ), giữa hai dòng có sự sai khác nucleotide khoảng 40% (Han và cs, 2006). Tại Việt Nam, các nghiên cứu của Cục Thú y (2008), Lê Thanh Hòa và cs (2009), Nguyễn Văn Cảm và cs (2011), Cao Văn Thật và cs (2012), Lý Thị Liên Khai và Võ Thị Cẩm Giàng (2012) xác định các chủng PRRSV lưu hành thuộc dòng Bắc Mỹ nhánh biến thể độc lực cao Trung Quốc, có mức tương đồng amino acid 99 - 99,7% và đặc trưng bởi sự mất 30 acid amin. Độc lực cao của virus làm tỷ lệ lợn chết trên 20% (Kegong Tian và Yu, 2007). Nghiên cứu về bệnh tích vi thể và đại thể của William T.Christianson và Han Soo Joo (2001), Nguyễn Tiến Dũng (2011), Bùi Quang Anh và cs (2008), Phạm Ngọc Thạch (2007), Nguyễn Như Thanh (2007) chỉ rõ PRRSV gây tổn thương đại thực bào phế nang và viêm phổi kẽ điển hình.
-
Nghiên cứu về vi khuẩn Actinobacillus pleuropneumoniae: Là vi khuẩn Gram âm, hình cầu trực khuẩn, không di động, phụ thuộc yếu tố V (NAD) khi nuôi cấy và tạo hiện tượng CAMP với Staphylococcus aureus (Kilian, 1976; Moller và Kilian, 1990). Phân loại gồm 2 biotype và 15 serotype dựa trên kháng nguyên vỏ CPS và LPS (Pohl và cs, 1983; Perry và cs, 1990; Nielsen và cs, 1997; Blackall và cs, 2002). Độc lực do hệ độc tố RTX ngoại bào ApxI, ApxII, ApxIII, ApxIV quy định (Frey và Bosse, 1993; Rycroft và cs, 1991; Schaller và cs, 1999; Inzana, 1991). Các nghiên cứu trong nước của Trịnh Quang Hiệp và cs (2004), Cù Hữu Phú và cs (2005), Đặng Xuân Bình và cs (2007), Nguyễn Thị Thu Hằng (2010), Tiêu Quang An và Nguyễn Hữu Nam (2011) đã ghi nhận sự phân lập vi khuẩn này tại các ổ dịch và xác định tình trạng kháng nhiều loại kháng sinh thông thường.
-
Nghiên cứu về vi khuẩn Pasteurella multocida: Là vi khuẩn Gram âm, yếm khí tùy tiện (Bergey, 1974; Carter, 1984; Cù Hữu Phú, 2011). Hệ thống kháng nguyên gồm 5 serotype giáp mô A, B, D, E, F (Carter, 1963; Rimler và Rhoades, 1987) và 16 serotype kháng nguyên thân O (Namioka và Murata, 1961). Vi khuẩn sinh độc tố gây hoại tử da DNT do gen toxA mã hóa (Hunt và cs, 2000). Tại Việt Nam, Nguyễn Vĩnh Phước và cs (1979, 1986), Cao Văn Hồng (2002), Phan Thanh Phượng và cs (2006), Đỗ Quốc Tuấn và Nguyễn Quang Tuyên (2007), Đỗ Quốc Tuấn (2008), Đặng Xuân Bình và cs (2010) đã khảo sát bệnh lý tụ huyết trùng, đặc tính kháng nguyên và khả năng kháng kháng sinh mang trên các plasmid pJR1 và pJR2 (Wu và cs, 2003).
-
Nghiên cứu về vi khuẩn Streptococcus suis: Cầu khuẩn Gram dương, gồm 35 serotype theo giáp mô (Petch và cs, 1983; Higgins và cs, 1995; Gottschalk và cs, 1989, 1998; Higgins và Gottschalk, 2002), trong đó serotype 2 có độc lực cao nhất và là nguyên nhân lây bệnh sang người. Các yếu tố độc lực chính gồm polysaccharide giáp mô CPS, suilysin (SLY), protein MRP và yếu tố ngoại bào EF (Vecht và cs, 1991, 1992; Smith và cs, 1992; Lun và cs, 2007). Các nghiên cứu của Nguyễn Ngọc Nhiên và cs (1994), Trịnh Phú Ngọc (1999, 2002), Đỗ Ngọc Thúy và cs (2009), Trương Quang Hải và cs (2012), Phạm Sỹ Lăng và cs (2005, 2012) đã làm rõ tình hình lưu hành và sự gia tăng đề kháng kháng sinh của liên cầu khuẩn lợn tại các tỉnh phía Bắc.
Khoảng trống nghiên cứu được luận án lựa chọn giải quyết: Tổng hợp đồng thời mối liên hệ dịch tễ - vi sinh của cả ba loài vi khuẩn gây viêm phổi kế phát (A. pleuropneumoniae, P. multocida, S. suis) trực tiếp trên đàn lợn dương tính với PRRSV tại địa bàn trọng điểm Bắc Giang; định danh serotype bằng kỹ thuật phân tử và huyết thanh học; đánh giá độc lực và mô hình đề kháng kháng sinh cập nhật; từ đó trực tiếp chế tạo Autovaccine vô hoạt đa giá từ các chủng thực địa để thử nghiệm phòng ngừa và xây dựng phác đồ can thiệp điều trị hiệu quả.
Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu
Cơ sở lý thuyết và khung phân tích
Luận án dựa trên cơ sở lý thuyết bệnh truyền nhiễm thú y và cơ chế tương tác mầm bệnh virus - vi khuẩn trong đường hô hấp lợn. Virus PRRS làm suy giảm chức năng hàng rào miễn dịch tại phổi do dung giải đại thực bào phế nang, làm mất khả năng thực bào và suy yếu phản ứng miễn dịch qua trung gian tế bào, tạo điều kiện thuận lợi cho các vi khuẩn nội sinh và ngoại sinh nhân lên, tiết độc tố làm tổn thương nhu mô phổi, phế quản và màng phổi.
Phương pháp nghiên cứu cụ thể
-
Phương pháp điều tra dịch tễ học:
- Điều tra hồi cứu và mô tả cắt ngang tình hình dịch PRRS tại các huyện thuộc tỉnh Bắc Giang giai đoạn 2010 - 2012.
- Phân tích tỷ lệ mắc, tỷ lệ chết, tỷ lệ tiêu hủy theo đơn vị hành chính, theo lứa tuổi và mục đích nuôi (lợn nái, lợn thịt, lợn choai, lợn con), và theo mùa vụ (Đông - Xuân, Hè - Thu).
-
Phương pháp lấy mẫu và xét nghiệm vi sinh:
- Lấy mẫu bệnh phẩm vô trùng từ lợn ốm, chết nghi mắc PRRS và viêm phổi (phổi nhục hóa, hạch phổi, dịch phế quản, lách, máu).
- Xác định PRRSV bằng quan sát triệu chứng, bệnh tích điển hình và xét nghiệm sinh học phân tử (RT-PCR).
- Nuôi cấy, phân lập vi khuẩn trên các môi trường chọn lọc và môi trường giàu dinh dưỡng: Brain Heart Infusion (BHI), Tryptic Soya Agar (TSA) có bổ sung huyết thanh ngựa và dịch chiết nấm men (YE), thạch máu cừu 5 - 7% bổ sung yếu tố V (NAD), thạch chocolate, thạch MacConkey, môi trường YPC.
- Thực hiện phản ứng CAMP với chủng chuẩn Staphylococcus aureus tạo dung huyết beta bổ trợ để phát hiện A. pleuropneumoniae.
-
Phương pháp giám định đặc tính sinh vật - hóa học:
- Nhuộm soi hình thái vi khuẩn bằng phương pháp Gram.
- Thử nghiệm khả năng lên men các loại đường (Glucose, Lactose, Sucrose, Mannitol, Mannose, Arabinose, Xylose, Sorbitol, Inulin, Trehalose, Trehalose, v.v.).
- Kiểm tra các phản ứng sinh hóa: Catalase, Oxidase, Urease, Indol, Methyl Red (MR), Voges-Proskauer (VP), CAMP test.
- Sử dụng hệ thống kit định danh sinh hóa thương mại API 20 Strep để định danh Streptococcus suis.
-
Phương pháp định type huyết thanh (Serotyping):
- A. pleuropneumoniae: Xác định serotype bằng phản ứng khuếch tán trên thạch (Agargel Immuno Diffusion - AGID) với kháng huyết thanh mẫu chuẩn.
- P. multocida: Xác định serotype nang (A, B, D) bằng phản ứng PCR sử dụng các cặp mồi đặc hiệu theo trình tự gen quy định sinh tổng hợp vỏ capsule.
- S. suis: Xác định serotype và các gen mã hóa polysaccharide vỏ (cps), các yếu tố độc lực bằng kỹ thuật PCR chuyên biệt.
-
Phương pháp đánh giá độc lực và thử nghiệm sinh học:
- Thử nghiệm độc lực trên chuột bạch thuần chủng: tiêm phúc mạc hoặc dưới da canh trùng vi khuẩn.
- Xác định liều gây chết 50% động vật thí nghiệm (LD50) theo phương pháp giải tích thống kê Reed-Muench hoặc Karber.
-
Phương pháp kiểm tra tính mẫn cảm kháng sinh (Kháng sinh đồ):
- Kỹ thuật khuếch tán đĩa giấy kháng sinh (Kirby-Bauer) trên môi trường Mueller-Hinton (có bổ sung máu/yếu tố sinh trưởng phù hợp).
- Đánh giá đường kính vòng vô khuẩn theo hướng dẫn chuẩn của Viện Tiêu chuẩn Lâm sàng và Phòng xét nghiệm Hoa Kỳ (NCCLS - 2002) với các mức độ: Mẫn cảm (S), Trung gian (I), Kháng (R).
-
Phương pháp chế tạo và thử nghiệm Autovaccine:
- Lựa chọn các chủng A. pleuropneumoniae, P. multocida, S. suis phân lập tại Bắc Giang có độc lực cao và tính kháng nguyên đại diện.
- Nhân nuôi sinh khối trên môi trường thích hợp, đếm số lượng vi khuẩn (CFU/ml).
- Vô hoạt bằng formol nồng độ và thời gian thích hợp, phối trộn chất bổ trợ (adjuvant).
- Kiểm tra chất lượng vaccine: kiểm tra độ thuần khiết của canh trùng, kiểm tra vô trùng, kiểm tra độ an toàn trên chuột bạch.
- Đánh giá hiệu lực Autovaccine: thử nghiệm công cường độc trên chuột bạch và lợn thí nghiệm; theo dõi động thái hiệu giá kháng thể trong huyết thanh lợn sau tiêm 1, 2, 3 và 4 tháng; đánh giá dịch tễ học thực địa thông qua tỷ lệ mắc bệnh và chỉ số nguy cơ tương đối (Relative Risk - RR) giữa nhóm tiêm và nhóm không tiêm.
-
Phương pháp thử nghiệm phác đồ điều trị:
- Xây dựng các phác đồ kết hợp kháng sinh mẫn cảm nhất với thuốc hạ sốt, kháng viêm, trợ sức, trợ lực và hộ lý chăm sóc.
- Thử nghiệm trên các nhóm lợn ốm nghi mắc viêm phổi ghép PRRS tại cơ sở thực địa, đối chứng và tính tỷ lệ điều trị khỏi.
-
Phương pháp xử lý số liệu:
- Số liệu được thu thập, quản lý và phân tích bằng các phần mềm thống kê sinh học trong thú y để so sánh tỷ lệ %, kiểm định sai khác có ý nghĩa thống kê.
Nội dung chính theo từng chương
Chương 1: Tổng quan tài liệu
Chương này hệ thống hóa các tài liệu khoa học về PRRS và ba loài vi khuẩn gây viêm phổi kế phát:
- Mô tả chi tiết cấu trúc hạt PRRSV, bộ gen RNA, cơ chế xâm nhập và ái tính đặc hiệu với thụ thể trên đại thực bào phế nang. Phân tích sự khác biệt kháng nguyên giữa 2 chủng Bắc Mỹ và Châu Âu, đặc điểm dịch tễ học của chủng biến thể độc lực cao mất 30 amino acid.
- Phân tích cơ chế bệnh sinh của A. pleuropneumoniae: vai trò của 4 loại ngoại độc tố Apx (ApxI gây độc tế bào và dung huyết mạnh; ApxII dung giải trung bình; ApxIII dung giải tế bào mạnh; ApxIV đặc trưng loài), giáp mô polysaccharide (CPS), lipopolysaccharide (LPS), protein màng ngoài (OMPs) và protein thu nhận sắt (TbpA, TbpB).
- Trình bày đặc tính sinh học của P. multocida: cấu trúc kháng nguyên vỏ (serotype A, B, D, E, F) và kháng nguyên thân O (1-16 serotype), độc tố DNT hoại tử biểu bì (toxA), cơ chế kháng thuốc truyền qua plasmid pJR1 và pJR2.
- Trình bày đặc tính sinh học của S. suis: 35 serotype giáp mô, đặc điểm gây bệnh của serotype 2, các yếu tố độc lực Suilysin (SLY), MRP, EF.
- Tổng kết tình hình nghiên cứu sử dụng vaccine vô hoạt, vaccine giải độc tố, autovaccine và thực trạng kháng thuốc kháng sinh của các chủng vi khuẩn phân lập từ lợn trên thế giới và ở Việt Nam.
Chương 2: Nội dung, nguyên liệu và phương pháp nghiên cứu
Chương này trình bày toàn bộ quy trình thiết kế nghiên cứu, đối tượng, phương tiện và các bước thực nghiệm:
- Danh mục bảng phương pháp: Trình bày bảng 2.1 về trình tự các cặp mồi PCR xác định serotype A, B, D của vi khuẩn P. multocida; bảng 2.2 về trình tự các mồi xác định gen mã hóa cps và yếu tố độc lực của S. suis; bảng 2.3 và 2.4 quy định thành phần hóa chất và chu kỳ nhiệt của các phản ứng PCR; bảng 2.5 quy chuẩn đánh giá đường kính vòng ức chế kháng sinh theo NCCLS (2002); bảng 2.6 thiết kế thí nghiệm kiểm tra tính an toàn của Autovaccine trên chuột bạch.
- Mô tả chi tiết kỹ thuật phân lập vi khuẩn trên thạch máu bổ sung NAD và cấy vạch tụ cầu S. aureus để quan sát hiện tượng CAMP; kỹ thuật ngưng kết khuếch tán trên thạch AGID; kỹ thuật định danh sinh hóa API 20 Strep; phương pháp xác định LD50 trên chuột bạch.
- Quy trình chế tạo Autovaccine đa giá phòng viêm phổi (vô hoạt formol, bổ trợ keo phèn/dầu khoáng) và thiết kế thí nghiệm công cường độc, lấy mẫu máu theo dõi kháng thể ở các mốc 1, 2, 3, 4 tháng sau tiêm phòng.
Chương 3: Kết quả nghiên cứu và thảo luận
Chương này phản ánh toàn bộ các phát hiện thực nghiệm và số liệu nghiên cứu của luận án, được chia thành 4 nhóm nội dung lớn:
-
Tình hình dịch PRRS và kết quả chẩn đoán tại tỉnh Bắc Giang (2010 - 2012):
- Dịch PRRS bùng phát nghiêm trọng, đặc biệt trong năm 2010. Kết quả xác định tỷ lệ lợn mắc bệnh và tử vong có sự khác biệt giữa các huyện chăn nuôi tập trung trong tỉnh (thể hiện qua Bảng 3.1, Hình 3.1, Hình 3.2).
- Tỷ lệ mắc và tử vong do PRRS biến động theo lứa tuổi và nhóm lợn: lợn con theo mẹ và lợn nái có mức độ mẫn cảm và thiệt hại cao nhất (Bảng 3.2, Hình 3.3, Hình 3.4). Lợn nái có biểu hiện sảy thai, thai chết lưu, đẻ non; lợn con sốt cao, khó thở, tử vong nhanh.
- Mùa vụ xuất hiện dịch: Tỷ lệ mắc và chết ở vụ Đông - Xuân cao hơn rõ rệt so với vụ Hè - Thu do điều kiện thời tiết lạnh ẩm tạo thuận lợi cho virus phát tán và gây stress cho đàn lợn (Bảng 3.3, Hình 3.5, Hình 3.6).
- Triệu chứng lâm sàng và bệnh tích đại thể mổ khám: Lợn sốt 40 - 42°C, tai tím xanh, da đỏ ửng chuyển sang tím bầm; phổi viêm tụ huyết, xuất huyết, phù thũng, phổi kẽ nhục hóa xám đặc chắc, cuống phổi chứa nhiều dịch bọt nhầy (Bảng 3.4).
-
Kết quả phân lập và xác định đặc tính sinh học của các chủng vi khuẩn:
- Phân lập thành công 3 loài vi khuẩn gây bệnh kế phát từ các mẫu bệnh phẩm lợn dương tính với PRRSV tại Bắc Giang (Bảng 3.5, Hình 3.7).
- Đặc tính sinh vật - hóa học:
- Chủng A. pleuropneumoniae phân lập được bắt màu Gram âm, phụ thuộc NAD, dương tính với CAMP test, urease, oxidase, lên men đường glucose, mannitol, không mọc trên MacConkey (Bảng 3.6).
- Chủng P. multocida là cầu trực khuẩn Gram âm, có giáp mô, phản ứng catalase, oxidase, indol dương tính; urease âm tính; không mọc trên thạch MacConkey (Bảng 3.7).
- Chủng S. suis là cầu khuẩn Gram dương xếp chuỗi ngắn, dung huyết, mọc được trên môi trường MacConkey, kết quả định danh trên hệ thống API 20 Strep thể hiện các đặc tính sinh hóa chuẩn xác của loài (Bảng 3.8, Bảng 3.9).
- Kết quả xác định serotype:
- Bằng phản ứng AGID, xác định được tỷ lệ phân bố các serotype của A. pleuropneumoniae lưu hành trên địa bàn (Bảng 3.10, Hình 3.8).
- Bằng kỹ thuật PCR với các cặp mồi đặc hiệu, xác định được các chủng P. multocida chủ yếu thuộc serotype A và D (Bảng 3.11, Hình 3.9, Hình 3.10).
- Bằng kỹ thuật PCR, xác định tỷ lệ lưu hành serotype của S. suis, trong đó serotype 2 chiếm tỷ lệ chủ yếu cùng sự hiện diện của các gen độc lực (Bảng 3.12, Hình 3.11, Hình 3.12).
- Kết quả kiểm tra độc lực và xác định LD50 trên chuột bạch: Cả ba loài vi khuẩn phân lập đều thể hiện độc lực cao, gây chết chuột thí nghiệm trong vòng 10 - 48 giờ sau khi tiêm truyền và tái phân lập được vi khuẩn thuần khiết từ máu tim và phủ tạng chuột chết (Bảng 3.13, 3.14, 3.15).
-
Kết quả xác định tính mẫn cảm với kháng sinh (Kháng sinh đồ):
- Khảo sát sự mẫn cảm và đề kháng của từng loài vi khuẩn với các nhóm kháng sinh thông dụng theo tiêu chuẩn NCCLS-2002 (Bảng 3.16, 3.17, 3.18, 3.19).
- Các chủng vi khuẩn A. pleuropneumoniae, P. multocida, S. suis phân lập tại Bắc Giang còn mẫn cảm cao với một số kháng sinh thế hệ mới như ceftiofur, florfenicol, amoxicillin, amikacin, ceftriaxone.
- Ngược lại, xuất hiện tỷ lệ đề kháng rất cao với các kháng sinh truyền thống bị lạm dụng lâu năm trên thực địa như streptomycin, neomycin, colistin, enrofloxacin, lincomycin, tetracycline.
-
Kết quả nghiên cứu biện pháp phòng và trị bệnh:
- Chế tạo Autovaccine: Lựa chọn các chủng vi khuẩn đại diện có độc lực mạnh, tính kháng nguyên hoàn chỉnh (Bảng 3.20). Xác định mật độ vi khuẩn trong canh trùng chế tạo (Bảng 3.21). Kiểm tra độ thuần khiết của 3 lô canh trùng (Bảng 3.22) và kiểm tra vô trùng tuyệt đối của 3 lô vaccine thành phẩm sau vô hoạt (Bảng 3.23).
- Kiểm nghiệm tính an toàn và hiệu lực của Autovaccine:
- Thí nghiệm trên chuột bạch khẳng định vaccine tuyệt đối an toàn, không gây phản ứng cục bộ hay tử vong (Bảng 3.24).
- Hiệu lực bảo hộ trên chuột bạch khi công cường độc với liều gây chết của A. pleuropneumoniae, P. multocida, S. suis đạt tỷ lệ bảo hộ cao (Bảng 3.25, 3.26, 3.27).
- Hiệu lực bảo hộ trên lợn thí nghiệm qua phương pháp công cường độc đạt kết quả tốt, lợn có khả năng chống chịu bệnh lý viêm phổi (Bảng 3.28).
- Động thái kháng thể trong huyết thanh lợn tiêm phòng Autovaccine: Hiệu giá kháng thể tăng cao và duy trì ổn định sau 1 tháng, 2 tháng, 3 tháng và 4 tháng (Bảng 3.29, 3.30, 3.31, 3.32).
- Ứng dụng thực địa tại Bắc Giang: Tỷ lệ lợn nghi mắc viêm phổi và PRRS ở vùng tiêm phòng Autovaccine giảm rõ rệt so với vùng không tiêm (Bảng 3.33); phân tích chỉ số nguy cơ tương đối (RR) chứng minh việc tiêm Autovaccine giúp giảm thiểu nguy cơ mắc bệnh viêm phổi ghép PRRS có ý nghĩa thống kê (Bảng 3.34).
- Thử nghiệm phác đồ điều trị: Xây dựng và so sánh các phác đồ điều trị kết hợp kháng sinh mẫn cảm cao (florfenicol, amoxicillin, ceftiofur...) với thuốc hạ sốt giảm đau, thuốc trợ tim mạch, trợ sức và tiêu viêm. Kết quả điều trị đạt tỷ lệ lợn khỏi bệnh cao, giảm thiểu tỷ lệ tử vong và hồi phục nhanh thể trạng (Bảng 3.35).
Kết quả và những đóng góp mới
Kết quả chính
- Xác lập bức tranh dịch tễ học toàn diện về dịch PRRS tại tỉnh Bắc Giang giai đoạn 2010 - 2012, chỉ ra đặc điểm lưu hành theo địa bàn, lứa tuổi đàn lợn và tính quy luật mùa vụ (tập trung cao ở vụ Đông - Xuân).
- Phân lập, định danh và xác định đầy đủ các đặc tính hình thái, sinh vật - hóa học của ba loài vi khuẩn gây bệnh thứ phát chủ yếu trong ổ dịch PRRS là Actinobacillus pleuropneumoniae, Pasteurella multocida, và Streptococcus suis.
- Xác định tỷ lệ phân bố các serotype gây bệnh: A. pleuropneumoniae (qua phản ứng AGID), P. multocida (serotype A và D qua PCR), S. suis (serotype 2 và các serotype khác qua PCR).
- Cung cấp dữ liệu kháng sinh đồ chuẩn xác theo chuẩn NCCLS-2002, chỉ rõ các loại kháng sinh có độ mẫn cảm cao (ceftiofur, florfenicol, amoxicillin) và các loại kháng sinh bị đề kháng mạnh.
- Chế tạo thành công Autovaccine đa giá bất hoạt từ các chủng vi khuẩn thực địa Bắc Giang, đạt các tiêu chuẩn vô trùng, an toàn, có hiệu lực bảo hộ cao đối với động vật thí nghiệm và duy trì hàm lượng kháng thể bảo hộ kéo dài 4 tháng trên lợn.
Những đóng góp mới của đề tài
- Về mặt khoa học: Làm rõ một cách có hệ thống vai trò bệnh lý và mối liên hệ gây viêm phổi kế phát của ba loài vi khuẩn A. pleuropneumoniae, P. multocida, S. suis trên đàn lợn mắc PRRS; cung cấp bộ dữ liệu hoàn chỉnh về serotype, gen độc lực và đặc tính sinh học phân tử của các chủng vi khuẩn gây bệnh đường hô hấp ở lợn tại miền Bắc Việt Nam.
- Về mặt thực tiễn:
- Chế tạo và đưa vào ứng dụng thực tế sản xuất tại tỉnh Bắc Giang chế phẩm Autovaccine đa giá phòng bệnh viêm phổi cho lợn, góp phần khống chế các bệnh kế phát, giảm mức độ trầm trọng và thiệt hại kinh tế do dịch PRRS gây ra.
- Xác định và kiểm chứng thành công các phác đồ điều trị kết hợp thuốc kháng sinh mẫn cảm và trị liệu triệu chứng, nâng cao tỷ lệ chữa khỏi cho lợn mắc bệnh viêm phổi ghép PRRS tại địa phương.
Kiến nghị và giải pháp đề xuất
- Đưa quy trình tiêm phòng bổ sung vaccine/autovaccine phòng các bệnh vi khuẩn đường hô hấp (A. pleuropneumoniae, P. multocida, S. suis) vào quy trình chăn nuôi an toàn sinh học tại các vùng có nguy cơ cao xảy ra dịch PRRS.
- Quản lý chặt chẽ việc sử dụng thuốc kháng sinh trong điều trị thú y, căn cứ trên kết quả kháng sinh đồ định kỳ để thay thế các loại kháng sinh đã bị vi khuẩn đề kháng cao.
- Thực hiện nghiêm ngặt các biện pháp vệ sinh thú y, tiêu độc khử trùng chuồng trại bằng các hóa chất sát trùng thông thường (Han-Iodine 10%, Benkocid, Chloramin B, dung dịch NaOH 2%) và áp dụng nguyên tắc quản lý đàn “Cùng vào - Cùng ra” (All in - All out).
Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp
Hạn chế
- Phạm vi thu thập mẫu bệnh phẩm và thử nghiệm thực địa của luận án chủ yếu tập trung trong địa giới hành chính tỉnh Bắc Giang trong khung thời gian từ 2010 đến 2012.
- Việc nghiên cứu Autovaccine mới dừng lại ở quy mô thử nghiệm phòng thí nghiệm và ứng dụng tại các trại thực địa địa phương, chưa phát triển thành sản phẩm vaccine thương mại quy mô công nghiệp.
- Chưa khảo sát toàn diện sự tương tác sinh học phân tử chi tiết giữa PRRSV và các tác nhân vi khuẩn khác ngoài 3 loài vi khuẩn chủ chốt được chọn lọc.
Hướng nghiên cứu tiếp
- Tiếp tục theo dõi, giám sát sự biến đổi serotype và động thái đột biến kháng thuốc của các vi khuẩn A. pleuropneumoniae, P. multocida, S. suis tại các tỉnh trọng điểm chăn nuôi lợn miền Bắc.
- Nghiên cứu hoàn thiện công nghệ sản xuất, tiêu chuẩn hóa quy trình bảo quản và nâng cao quy mô sản xuất vaccine phối hợp phòng hội chứng hô hấp phức hợp ở lợn.
- Phân tích sâu hơn về cấu trúc kháng nguyên bảo hộ chéo giữa các serotype nhằm hướng tới các thế hệ vaccine tái tổ hợp hoặc vaccine tiểu phần đa giá.
Giá trị tham khảo
Luận án là tài liệu chuyên khảo có giá trị học thuật và ứng dụng thực tiễn cao:
- Đối với nghiên cứu sinh, học viên cao học và sinh viên ngành Chăn nuôi Thú y, Bệnh học Thủy sản, Vi sinh vật học: Cung cấp cơ sở lý thuyết chi tiết, tài liệu tổng quan toàn diện và phương pháp luận chuẩn xác về chẩn đoán vi khuẩn, kỹ thuật PCR định serotype, kỹ thuật AGID, thử nghiệm độc lực LD50 và phương pháp làm kháng sinh đồ theo NCCLS.
- Đối với giảng viên và các nhà khoa học: Là nguồn tư liệu tham khảo hữu ích trong công tác giảng dạy chuyên ngành Bệnh truyền nhiễm thú y, Ký sinh trùng và Vi sinh vật học Thú y.
- Đối với cán bộ quản lý thú y, Chi cục Chăn nuôi và Thú y các địa phương: Cung cấp cơ sở khoa học để xây dựng chiến lược phòng chống dịch bệnh PRRS, chính sách giám sát kháng thuốc và phác đồ xử lý ổ dịch viêm phổi kế phát.
- Đối với kỹ thuật viên trang trại và bác sĩ thú y thực hành: Cung cấp quy trình chế tạo thử nghiệm Autovaccine và các phác đồ điều trị thực chứng đạt tỷ lệ khỏi bệnh cao trên thực địa.
Câu hỏi thường gặp
1. Tại sao lợn mắc bệnh PRRS lại thường bị viêm phổi nặng do các vi khuẩn kế phát?
PRRSV có ái lực đặc biệt với đại thực bào phế nang tại phổi của lợn. Virus nhân lên bên trong và phá hủy tới 40% tế bào đại thực bào này, làm suy giảm nghiêm trọng hệ thống miễn dịch tự nhiên và miễn dịch thích ứng của cơ thể. Tình trạng này làm phổi mất đi khả năng tự bảo vệ, tạo điều kiện thuận lợi cho các vi khuẩn cư trú sẵn trong đường hô hấp hoặc từ môi trường ngoài như A. pleuropneumoniae, P. multocida, S. suis bùng phát, xâm nhập mô phổi, tiết độc tố và gây tổn thương viêm phổi hoại tử, mưng mủ, làm bệnh tình trầm trọng và tăng tỷ lệ tử vong.
2. Ba loài vi khuẩn chính được phân lập từ lợn mắc PRRS trong luận án có các đặc điểm sinh học nổi bật nào?
- Actinobacillus pleuropneumoniae: Cầu trực khuẩn Gram âm, khó nuôi, phụ thuộc yếu tố V (NAD) trong môi trường cấy, dương tính với CAMP test (tạo vùng dung huyết hỗ trợ xung quanh đường cấy Staphylococcus aureus), tiết hệ độc tố RTX (Apx).
- Pasteurella multocida: Cầu trực khuẩn Gram âm, hiếu khí/yếm khí tùy tiện, có giáp mô, phản ứng Indol, Catalase, Oxidase dương tính; Urease âm tính; không mọc trên thạch MacConkey; mang các serotype nang A, D và sinh độc tố DNT hoại tử biểu bì.
- Streptococcus suis: Cầu khuẩn Gram dương xếp chuỗi ngắn, mọc được trên môi trường MacConkey, dung huyết trên thạch máu, mang kháng nguyên giáp mô (chủ yếu serotype 2) và các yếu tố độc lực Suilysin, MRP, EF.
3. Phương pháp nào được luận án sử dụng để xác định serotype của các loài vi khuẩn phân lập được?
- Đối với A. pleuropneumoniae: Sử dụng phản ứng ngưng kết khuếch tán trên thạch (AGID - Agargel Immuno Diffusion) với kháng huyết thanh mẫu chuẩn.
- Đối với P. multocida: Sử dụng kỹ thuật sinh học phân tử PCR với các cặp mồi đặc hiệu để xác định các serotype A, B, D dựa trên trình tự gen quy định giáp mô.
- Đối với S. suis: Sử dụng kỹ thuật PCR nhân đoạn gen đặc hiệu để xác định serotype và hệ thống định danh sinh hóa API 20 Strep.
4. Quy trình kiểm tra chất lượng Autovaccine chế tạo trong luận án bao gồm những bước nào?
Quy trình kiểm tra chất lượng Autovaccine gồm:
- Kiểm tra độ thuần khiết của 3 lô canh trùng vi khuẩn trước khi vô hoạt.
- Kiểm tra độ vô trùng tuyệt đối của vaccine thành phẩm sau khi vô hoạt bằng formol.
- Kiểm tra độ an toàn trên chuột bạch (theo dõi chuột sống khỏe mạnh, không có phản ứng phụ).
- Kiểm tra hiệu lực bảo hộ thông qua thử nghiệm công cường độc trên chuột bạch và lợn thí nghiệm.
- Theo dõi động thái hiệu giá kháng thể đặc hiệu trong huyết thanh lợn sau tiêm ở các thời điểm 1, 2, 3 và 4 tháng.
5. Kết quả kháng sinh đồ trong luận án chỉ ra những kháng sinh nào còn tác dụng tốt và những kháng sinh nào bị vi khuẩn đề kháng cao?
- Kháng sinh có độ mẫn cảm cao (tác dụng điều trị tốt): Ceftiofur, Florfenicol, Amoxicillin, Amikacin, Ceftriaxone.
- Kháng sinh bị đề kháng mạnh (tác dụng kém hoặc không còn tác dụng): Streptomycin, Neomycin, Lincomycin, Colistin, Enrofloxacin, Tetracycline.
Kết luận
Luận án tiến sĩ của tác giả Lê Văn Dương là một công trình nghiên cứu vi sinh vật học thú y có hệ thống, phản ánh đầy đủ thực trạng dịch tễ học PRRS và các đặc tính sinh học của ba loài vi khuẩn kế phát đường hô hấp (A. pleuropneumoniae, P. multocida, S. suis) tại tỉnh Bắc Giang giai đoạn 2010 - 2012. Bằng việc kết hợp các phương pháp chẩn đoán vi sinh truyền thống với kỹ thuật sinh học phân tử PCR, AGID và hệ thống định danh API, luận án đã xác định chính xác các serotype gây bệnh, độc lực và phổ đề kháng kháng sinh của các chủng vi khuẩn thực địa. Thành công trong việc chế tạo và ứng dụng thử nghiệm Autovaccine đa giá cùng các phác đồ điều trị chọn lọc đã mang lại giải pháp khoa học thực tiễn, góp phần quan trọng vào việc kiểm soát hội chứng hô hấp phức hợp và giảm thiểu thiệt hại kinh tế cho ngành chăn nuôi lợn.