Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. CƠ SỞ KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI Bệnh tiên mao trùng được Blanchard (1888) phát hiện đầu tiên ở Việt Nam. Sau đó, bệnh được xác định là phổ biến ở hầu hết các tỉnh thành trong cả nước. Bệnh do loài tiên mao trùng Trypanosoma evansi gây ra.
Trâu, bò, ngựa mắc bệnh dễ chết hoặc thiếu máu, suy nhược, giảm hoặc mất khả năng sinh sản và sức sản xuất. Đặc điểm hình thái, cấu trúc và phân loại tiên mao trùng 1. Vị trí của tiên mao trùng Trypanosoma trong hệ thống phân loại động vật học Theo Levine và cs. (1980) (dẫn theo Lương Văn Huấn và cs., 1997 [8]), vị trí của tiên mao trùng trong hệ thống phân loại nguyên bào (Protozoa) như sau: Ngành Sarcomastigophora Phân ngành Mastigophora Lớp Zoomastigophorasida Bộ Kinetoplastorida Phân bộ Trypanosomatorida Họ Trypanosomatidae Donein, 1901 Giống Trypanosoma Gruby, 1843 Giống phụ Megatrypanum Hoare, 1964 Loài Trypanosoma (M) theileria Giống phụ Herpetosoma Donein, 1901 Loài Trypanosoma (H) leisi Giống phụ Schizotrypanum Chagas, 1909 Loài Trypanosoma (S) cruzi Giống phụ Duttonella Chalmers, 1918 Loài Trypanosoma (D) vivax Loài Trvpanosoma (D) uniform Giống phụ Nalmomonas Hoare, 1964 n 4 Loài Trypanosoma (N) congolense Loài Trypanosoma (N) siminae Loài Trypanosoma (N) vanhogi Giống phụ Trypanozoon Liihe, 1906 Loài Trypanosoma (T) brucei Loài Trypanosoma (T) gambience Loài Trypanosoma (T) rhodesiense Loài Trypanosoma (T) equiperdum Giống phụ Pycnomonas Hoare, 1964 Loài Trypanosoma (P) suis Giống phụ Trypanosoma Gruby, 1843 Loài Trypanosoma evansi (Steel, 1885) Trong các loài tiên mao trùng trên, có 7 loài được tổ chức dịch tễ quốc tế (OIE) thông báo là có khả năng gây bệnh cho người và động vật có vú, đó là: T.
Đặc điểm hình thái, cấu tạo của tiên mao trùng Tiên mao trùng T. evansi được xếp vào loại đơn hình thái, cơ thể chỉ là một tế bào, có kích thước nhỏ, chiều dài 18 - 34 µm (trung bình là 25 µm), chiều rộng 1,5 - 2µm. Cơ thể có hình suốt chỉ mảnh hoặc hình thoi, cuối thân nhọn. Nhìn chung, cấu trúc cơ bản của T.
evansi cũng giống như cấu trúc của các loài tiên mao trùng khác thuộc họ Trypanosomatidae. Cấu trúc từ ngoài vào trong được chia thành 3 phần chính: - Vỏ: ngoài cùng là lớp vỏ dày 10 - 15 nm, vỏ được chia làm 3 lớp (lớp ngoài và lớp trong cùng tiếp giáp với nguyên sinh chất dầy hơn lớp giữa). Lớp vỏ ngoài cùng được cấu tạo từ các phân tử glycoprotein luôn biến đổi (Vanant Glycoprotein Surface -VGS). Tiếp giáp với lớp trong cùng là 9 cặp vi ống xếp song song dọc theo chiều dài thân tiên mao trùng.
Chính nhờ sự sắp xếp của các cặp vi ống nên tiên mao trùng có dạng hình suốt chỉ mảnh (Hoare, 1972 [44]; Phạm Sỹ Lăng, 1982 [13]; Nguyễn Quốc Doanh, 1999 [5]). n 5 - Nguyên sinh chất: gồm lớp trong và lớp ngoài. Trong nguyên sinh chất có chứa các nội quan: ribosome có màu thẫm xen kẽ vùng không bào màu sáng, kinetoplast (thể cơ động), mitochrondrio, reticulum (lưới nội bào) và mạng lưới golgi. - Nhân: nhân tiên mao trùng có chứa ADN, hình bầu dục hoặc hình trứng.
Nhân thường nằm ở vị trí trung tâm hoặc gần vị trí trung tâm cơ thể. Ngoài nhân, về phía cuối thân còn có thể kinetoplast chứa ADN (KADN). Từ kinetoplast có một roi chạy vòng quanh thân lên đầu và ra phía ngoài cơ thể thành một roi tự do. Roi của tiên mao trùng có lớp vỏ ngoài cùng giống lớp vỏ của thân.
Trong roi có 9 cặp vi ống ở xung quanh và một cặp ở trung tâm, xếp song song dọc chiều dài roi (Hoare, 1972 [44]; Nguyễn Quốc Doanh,1999 [5]). Tiên mao trùng di động được trong máu nhờ một roi tự do xuất phát từ phía sau thân, chạy vòng quanh thân tạo thành một màng rung. Khi di động, roi tự do vung ra phía trước và màng rung chuyển động giúp cho tiên mao trùng di chuyển rất nhanh trong máu của vật chủ (Phạm Sỹ Lăng và cs. Cấu tạo của Trypanosoma A.Tổ hợp cytoskeleton; C.
Thể cơ động kinetoplast; F. Phần thân chính; L. Lưới nội sinh chất; K. Chỗ tiếp xúc roi với màng rung; M.
Chỗ tiếp xúc roi với thân. Cấu trúc kháng nguyên của T. evansi Kháng nguyên của T. evansi gồm hai loại: kháng nguyên ổn định (kháng nguyên không biến đổi) và kháng nguyên biến đổi.
n 6 * Kháng nguyên ổn định (kháng nguyên không biến đổi) Phần lớn các thành phần kháng nguyên tiên mao trùng không biến đổi trong quá trình sống ký sinh. Bằng phương pháp điện di miễn dịch huyết thanh thỏ tối miễn dịch với T. evansi, Kageruka (1982) đã phát hiện tới 30 thành phần kháng nguyên khác nhau. Người ta xác định có ba loại kháng nguyên không biến đổi ở màng nguyên sinh chất tế bào (ISG: Invanant Surface Glycoprotein): ISG 65, ISG 75 và ISG 100.
Do cấu trúc không gian ba chiều và đặc tính ưa nước, các loại này không kết hợp với kháng thể của vật chủ. * Kháng nguyên biến đổi Cần đề cập đến sự biến đổi lớp vỏ bề mặt VSG (Variant Surface Glycoprotein), những quan điểm mới về sự xuất hiện kháng nguyên biến đổi của tiên mao trùng và cơ chế di truyền của kháng nguyên biến đổi. Theo Nguyễn Thị Kim Lan (2012) [11], nhờ kháng thể đặc hiệu được đánh dấu mà Vickerman và Luckins (1969) đã phát hiện ra sự biến đổi của lớp kháng nguyên bề mặt. Lớp áo bề mặt này kích thích cơ thể vật chủ tạo ra kháng thể đặc hiệu với từng type kháng nguyên biến đổi VAT (Variable Antigen Type).
Chỉ có kháng nguyên biến đổi mới có khả năng kích thích vật chủ tạo miễn dịch chủ động. Người ta ước lượng rằng, một tiên mao trùng có ít nhất vài trăm hoặc vài nghìn VSG, nghĩa là 5% - 10% số gen của tiên mao trùng cung cấp cho kháng nguyên bề mặt này. Nhiều tác giả nghiên cứu về miễn dịch học cho rằng, tiên mao trùng biến đổi kháng nguyên bề mặt để né tránh miễn dịch đặc hiệu của vật chủ. Tuy nhiên, Van Meirvence (1995) [62] cho biết, sự biến đổi kháng nguyên bề mặt của ký sinh trùng đã có ngay ở pha đầu tiên của quá trình nhiễm (trước khi xuất hiện đáp ứng miễn dịch của cơ thể vật chủ).
Theo Hajduc và Vickernlan (1981), hiện tượng biến đổi kháng nguyên bề mặt của tiên mao trùng còn thấy ở gia súc đã bị tiêm thuốc làm suy giảm miễn dịch. n 7 Weir et al (1986) [65] cho biết, glucoprotein chịu trách nhiệm về sự thay đổi kháng nguyên của T. Cấu trúc kháng nguyên, đặc tính và chức năng của glucoprotein bề mặt là khó hiểu nhất của một kháng nguyên ký sinh trùng. Giai đoạn nhân lên của T.
evansi ở trong máu dài hơn, còn giai đoạn Trypamasigote ngắn ngủi. Sự nhân lên của T.evansi tiếp tục tới khi ký chủ có khả năng sản sinh kháng thể làm ngưng kết, tiêu tan T. Kháng thể xuất hiện đã làm số lượng T. evansi giảm tụt xuống.
evansi mới xuất hiện có tính kháng nguyên khác với tính kháng nguyên của T. evansi xuất hiện lần đầu, ngay sau đó T. evansi đợt mới lại bị kháng thể tiêu diệt, tới khi T. evansi phát triển giai đoạn thứ ba.
Quá trình phát triển nhịp nhàng của T. evansi và kháng thể của ký chủ đã làm T. evansi suy yếu và gây nên thể bệnh mãn tính. Chu kỳ xuất hiện này thường là 7 ngày.
Sự thay đổi tính kháng nguyên là do có sự thay đổi độ dày chất bề mặt của T. (1990) [49] đã nghiên cứu kháng nguyên T. evansi ở Thái Lan, bằng phương pháp miễn dịch huỳnh quang thấy rằng, kháng nguyên T. evansi không phản ứng chéo với Babesia bovis, Babesia bigemina, Anaplasma maginale và Theileria sergenti ở hiệu giá 1:30.
(1992) [42] khi so sánh các type kháng nguyên từ 15 chủng của T. evansi phân lập từ các vùng khác nhau của Indonesia thấy, có 2 nhóm chính và 2 nhóm phụ, 4 nhóm có khác nhau về type kháng nguyên, các type kháng nguyên này cũng giống như các type kháng nguyên phân lập từ Châu Phi và Nam Mỹ. Những quan điểm này là hoàn toàn mới để lý luận về sự xuất hiện kháng nguyên biến đổi của tiên mao trùng. Như vậy, quan điểm về sự biến đổi kháng nguyên lớp vỏ của tiên mao trùng cho đến nay vẫn chưa thống nhất.
* Cơ chế di truyền của kháng nguyên biến đổi Khi kháng thể đặc hiệu kết hợp với phân tử của kháng nguyên bề mặt (VSG), làm tiêu tan tiên mao trùng thì đó cũng là nguyên nhân chính thúc đẩy sự hoạt hoá của gen. Kết quả là các phân tử kháng nguyên VSG được thay đổi hoàn toàn bằng các phân tử VSG mới. Lúc này, kháng thể đặc hiệu lúc trước đã không còn tác dụng đối với kháng nguyên mới này. (1991) [37], Vanhamme và cs.
(1995) [63], các VSG được mã hoá nhờ các gen chuyên biệt, từ kho chứa hàng nghìn các gen khác nhau, một gen VSG được hoạt hoá một cách chọn lọc, dẫn đến tổng hợp ra một loại kháng nguyên VSG. Mỗi bên VSG mới tạo ra một loại kháng nguyên VSG mới. Trong bộ gen của tiên mao trùng tồn tại một số lớn gen VSG, các gen này sử dụng nhiều cơ chế sắp xếp khác nhau, do vậy tiên mao trùng đã tạo ra nhiều VSG khác nhau ở gia súc bị bệnh mãn tính. Cơ chế biến đổi kháng nguyên theo 2 cách: cách thứ nhất là sử dụng lần lượt các điểm biểu hiện gen khác nhau, không có sự sắp xếp của ADN.
Các điểm biểu hiện khác nhau sẽ mang các gen VSG khác nhau, sự luân phiên này dẫn đến sự thay đổi type kháng nguyên. Cơ chế này quan sát được chủ yếu ở giai đoạn đầu của quá trình cảm nhiễm. Có lẽ ở giai đoạn đầu này chưa có đáp ứng miễn dịch của vật chủ đối với VSG, chính điều này không gây ra một cản trở hoạt hoá tự nhiên của các điểm biểu hiện gen này. Cách thứ hai là, tập hợp lại các đoạn ADN khác nhau để tái tổ hợp gen, mà việc tái tổ hợp này cho phép thay thế hoàn toàn hoặc từng phần gen; hoặc việc thay thế diễn ra dựa vào sự chuyển đổi gen chứ không phải dựa vào tái tổ hợp gen.
Trường hợp này được diễn giải như sau: một gen hoạt hoá được thay thế bằng bản sao chép của một gen khác. Do có sự thay thế một phần của gen nên đã tạo ra loại gen phức hợp và đặc trưng. Dịch tễ học bệnh T. Phân bố bệnh T.
evansi Bệnh tiên mao trùng phân bố rất rộng, từ phía Tây sang phía Đông bán cầu. Phía Tây bán cầu thuộc châu Mỹ, phía Đông bán cầu trải dài từ châu Phi cho đến Philippine. Theo Euzeby (1984), bệnh phổ biến ở trâu, bò, ngựa các nước nhiệt đới ở châu Phi, châu Á và Nam Mỹ.