Luận Văn Thạc Sĩ: Mức Độ Kháng Và Cơ Chế Kháng Hóa Chất Diệt Côn Trùng Của Muỗi Aedes Aegypti Tại Bình Định

• Tác giả: Lê Thị Bích Trâm
• Người hướng dẫn: TS. Nguyễn Xuân Quang
• Trường học: Đại học Quy Nhơn
• Chuyên ngành: Sinh học thực nghiệm
• Đề tài: Nghiên cứu mức độ kháng và cơ chế kháng hóa chất diệt côn trùng của muỗi Aedes aegypti tại một số địa điểm ở Bình Định
• Loại tài liệu: luận văn
• Năm xuất bản: 2021
• Địa điểm: Bình Định

• LỜI CẢM ƠN
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN TÀI LIỆU
• 1.1. Một số đặc điểm của muỗi Ae.
• 1.2. Vị trí phân loại muỗi Ae.
• 1.3. Đặc điểm hình thái của muỗi Ae.
• 1.4. Đặc điểm sinh học của muỗi Ae.
• 1.5. Tình hình sốt xuất huyết Dengue trên thế giới và Việt Nam
• 1.5.1. Tình hình sốt xuất huyết Dengue trên thế giới
• 1.5.2. Tình hình sốt xuất huyết Dengue ở Việt Nam
• 1.6. Nghiên cứu mức độ nhạy, kháng hóa chất của muỗi Ae. aegypti trên thế giới và ở Việt Nam
• 1.7. Cơ chế kháng hóa chất diệt côn trùng
• 1.7.1. Phương pháp phát hiện kháng hóa chất diệt côn trùng
• 1.7.2. Nghiên cứu kháng hóa chất diệt côn trùng của muỗi Ae. aegypti trên thế giới và ở Việt Nam
• 2. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 2.1. Đối tượng, thời gian, địa điểm nghiên cứu
• 2.1.1. Đối tượng nghiên cứu
• 2.1.2. Thời gian nghiên cứu
• 2.1.3. Địa điểm nghiên cứu
• 2.2. Nội dung nghiên cứu
• 2.2.1. Nội dung nghiên cứu mục tiêu 1
• 2.2.2. Nội dung nghiên cứu mục tiêu 2
• 2.2.3. Nội dung nghiên cứu mục tiêu 3
• 2.3. Phương pháp nghiên cứu
• 2.3.1. Thiết kế nghiên cứu. Cỡ mẫu nghiên cứu
• 2.3.2. Các kỹ thuật sử dụng trong nghiên cứu
• 2.3.2.1. Kỹ thuật soi bắt muỗi ban ngày
• 2.3.2.2. Kỹ thuật điều tra và thu thập bọ gậy Ae.
• 2.3.2.3. Kỹ thuật nhân nuôi muỗi Ae.
• 2.3.2.4. Thử nhạy cảm muỗi Ae. aegypti với hóa chất diệt côn trùng
• 2.3.3. Đánh giá hiệu lực diệt muỗi Ae. aegypti của hóa chất diệt côn trùng
• 2.3.4. Quy trình nghiên cứu
• 2.3.4.1. Nghiên cứu tại thực địa
• 2.3.4.2. Nghiên cứu tại phòng thí nghiệm
• 2.3.5. Các biến số và chỉ số trong nghiên cứu
• 2.3.5.1. Các biến số trong nghiên cứu
• 2.3.5.2. Các chỉ số trong nghiên cứu
• 2.3.6. Phương pháp xử lý số liệu
• 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ BẢN LUẬN
• 3.1. Thử bioassay để xác định mức độ kháng hóa chất diệt côn trùng của muỗi Ae.
• 3.1.1. Thử với nhóm hóa chất phốt pho hữu cơ
• 3.1.2. Thử với nhóm hóa chất pyrethroid
• 3.2. Phun ULV và phun mù nóng để thử nghiệm đánh giá hiệu lực diệt muỗi Ae. aegypti của hóa chất diệt côn trùng
• 3.2.1. Phun ULV để thử nghiệm đánh giá hiệu lực diệt muỗi Ae. aegypti của hóa chất diệt côn trùng
• 3.2.2. Phun mù nóng để thử nghiệm đánh giá hiệu lực diệt muỗi Ae. aegypti của hóa chất diệt côn trùng
• 3.3. Phân tích sự phân bố và tập tính cư trú của muỗi Ae.
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Kháng hóa chất và cơ chế kháng của muỗi Aedes aegypti

Nghiên cứu tập trung vào mức độ kháng và cơ chế kháng hóa chất diệt côn trùng của muỗi Aedes aegypti tại Bình Định. Kháng hóa chất là khả năng sống sót của muỗi sau khi tiếp xúc với nồng độ hóa chất thường gây chết. Các cơ chế kháng bao gồm kháng do thay đổi vị trí đích, kháng chuyển hóa, kháng thẩm thấu, và kháng tập tính. Muỗi Aedes aegypti đã phát triển khả năng kháng với nhiều nhóm hóa chất, đặc biệt là pyrethroid, do sử dụng lâu dài và lạm dụng hóa chất trong kiểm soát dịch bệnh.

1.1. Cơ chế kháng chuyển hóa

Cơ chế kháng chuyển hóa là phổ biến nhất, liên quan đến hệ thống enzyme của muỗi. Các enzyme như P450-monooxygenases, glutathione S-transferases, và carboxy/cholinesterases giúp muỗi giải độc hóa chất. Khi hóa chất xâm nhập, chúng bị phân giải thành chất không độc, giúp muỗi sống sót.

1.2. Cơ chế kháng do thay đổi vị trí đích

Cơ chế kháng do thay đổi vị trí đích liên quan đến đột biến gen, thay đổi cấu trúc protein. Điều này làm hóa chất không thể liên kết với vị trí đích, dẫn đến khả năng kháng. Các đột biến này có thể di truyền, làm tăng tính kháng trong quần thể muỗi.

II. Phương pháp phát hiện kháng hóa chất

Nghiên cứu sử dụng ba phương pháp chính để phát hiện kháng hóa chất: thử nghiệm sinh học, thử nghiệm sinh hóa, và thử nghiệm phân tử. Thử nghiệm sinh học đánh giá tỷ lệ chết của muỗi sau khi tiếp xúc với hóa chất. Thử nghiệm sinh hóa xác định sự gia tăng enzyme chuyển hóa. Thử nghiệm phân tử phát hiện đột biến gen hoặc biểu hiện gen liên quan đến kháng hóa chất.

2.1. Thử nghiệm sinh học

Thử nghiệm sinh học là phương pháp chuẩn, dựa trên tỷ lệ chết của muỗi sau khi tiếp xúc với hóa chất. Kết quả giúp xác định mức độ kháng và hiệu quả của hóa chất trong kiểm soát muỗi.

2.2. Thử nghiệm phân tử

Thử nghiệm phân tử sử dụng kỹ thuật PCR để phát hiện đột biến gen hoặc biểu hiện gen liên quan đến kháng hóa chất. Phương pháp này bổ sung cho thử nghiệm sinh học, giúp hiểu rõ cơ chế kháng ở mức độ phân tử.

III. Tình hình kháng hóa chất tại Bình Định

Tại Bình Định, muỗi Aedes aegypti đã phát triển khả năng kháng với nhiều nhóm hóa chất, đặc biệt là pyrethroid. Nghiên cứu cho thấy sự gia tăng mức độ kháng do sử dụng lâu dài hóa chất trong phòng chống sốt xuất huyết Dengue. Điều này đặt ra thách thức lớn trong kiểm soát dịch bệnh, đòi hỏi các biện pháp thay thế và quản lý hóa chất hiệu quả hơn.

3.1. Hiệu lực của hóa chất diệt côn trùng

Nghiên cứu đánh giá hiệu lực của các hóa chất diệt côn trùng như malathion, permethrin, và deltamethrin thông qua phun ULV và phun mù nóng. Kết quả cho thấy sự suy giảm hiệu lực do kháng hóa chất, đặc biệt ở các khu vực sử dụng hóa chất thường xuyên.

3.2. Biện pháp kiểm soát muỗi kháng hóa chất

Để đối phó với kháng hóa chất, nghiên cứu đề xuất các biện pháp như luân phiên sử dụng hóa chất, kết hợp phương pháp sinh học, và nâng cao nhận thức cộng đồng về kiểm soát muỗi. Các biện pháp này giúp giảm áp lực chọn lọc, hạn chế sự phát triển của muỗi kháng hóa chất.

IV. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

Nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học về mức độ kháng và cơ chế kháng hóa chất của muỗi Aedes aegypti tại Bình Định. Kết quả giúp đề xuất các biện pháp kiểm soát hiệu quả hơn, góp phần giảm thiểu tác động của sốt xuất huyết Dengue. Nghiên cứu cũng nhấn mạnh sự cần thiết của việc giám sát và quản lý hóa chất diệt côn trùng để ngăn chặn sự phát triển của muỗi kháng hóa chất.

4.1. Đóng góp khoa học

Nghiên cứu đóng góp vào hiểu biết về cơ chế kháng hóa chất và sinh thái muỗi, cung cấp dữ liệu quan trọng cho các nghiên cứu tiếp theo về kiểm soát véc tơ truyền bệnh.

4.2. Ứng dụng thực tiễn

Kết quả nghiên cứu giúp cải thiện hiệu quả của các chương trình phòng chống sốt xuất huyết Dengue tại Bình Định, đồng thời hỗ trợ việc xây dựng chính sách quản lý hóa chất diệt côn trùng bền vững.

Tổng quan nghiên cứu

Sốt xuất huyết Dengue (SXHD) là bệnh truyền nhiễm cấp tính nguy hiểm, có tốc độ lây lan nhanh trên toàn cầu với khoảng 3,9 tỷ người có nguy cơ nhiễm và 390 triệu ca nhiễm mỗi năm. Tại Việt Nam, hơn 70 triệu người nằm trong vùng lưu hành SXHD, với số ca mắc tăng nhanh, đặc biệt tại tỉnh Bình Định, nơi dịch bệnh diễn biến phức tạp và mở rộng ra nhiều vùng sinh cảnh khác nhau. Muỗi Aedes aegypti được xác định là véc tơ chính truyền bệnh SXHD, phân bố chủ yếu ở thành thị, đồng bằng ven biển và miền núi. Việc sử dụng hóa chất diệt côn trùng là biện pháp dập dịch nhanh và hiệu quả nhất hiện nay, tuy nhiên tình trạng muỗi kháng hóa chất đang gia tăng, gây khó khăn cho công tác phòng chống dịch.

Mục tiêu nghiên cứu nhằm xác định mức độ kháng và cơ chế kháng hóa chất diệt côn trùng của muỗi Ae. aegypti tại ba sinh cảnh thành thị, đồng bằng và miền núi ở Bình Định trong giai đoạn từ tháng 10/2020 đến tháng 8/2021. Nghiên cứu tập trung đánh giá độ nhạy của muỗi với các hóa chất nhóm phốt pho hữu cơ và pyrethroid, đồng thời đánh giá hiệu lực diệt muỗi bằng kỹ thuật phun ULV và phun mù nóng. Kết quả nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc đề xuất các biện pháp kiểm soát véc tơ hiệu quả, góp phần giảm thiểu gánh nặng bệnh tật do SXHD gây ra.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu dựa trên các lý thuyết về kháng hóa chất diệt côn trùng, trong đó WHO định nghĩa kháng hóa chất là khả năng sống sót của một số cá thể muỗi sau khi tiếp xúc với nồng độ hóa chất mà đa số cá thể bình thường sẽ chết. Có bốn cơ chế kháng chính: kháng do thay đổi vị trí đích (đột biến gen kdr), kháng chuyển hóa (gia tăng enzyme phân giải hóa chất như P450-monooxygenases, GST, carboxylesterases), kháng thẩm thấu (giảm hấp thu hóa chất qua lớp biểu bì), và kháng tập tính (thay đổi hành vi né tránh hóa chất). Ngoài ra, hiện tượng đa kháng và kháng chéo cũng được quan tâm do ảnh hưởng đến hiệu quả kiểm soát véc tơ.

Các mô hình nghiên cứu tập trung vào đánh giá mức độ nhạy cảm và kháng hóa chất của muỗi Ae. aegypti thông qua thử nghiệm sinh học (bioassay), thử nghiệm hiệu lực diệt muỗi bằng phun ULV và phun mù nóng, cùng với phân tích các chỉ số mật độ muỗi và bọ gậy tại các sinh cảnh nghiên cứu.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu thu thập từ ba sinh cảnh tại tỉnh Bình Định: thành thị (Quy Nhơn), đồng bằng (An Nhơn) và miền núi (Vân Canh). Mẫu muỗi Ae. aegypti trưởng thành và bọ gậy được thu thập bằng kỹ thuật soi bắt muỗi ban ngày và điều tra dụng cụ chứa nước có bọ gậy theo quy trình của Bộ Y tế. Cỡ mẫu gồm 300 nhà (100 nhà mỗi sinh cảnh) cho điều tra thực địa và 2.250 cá thể muỗi cho thử nghiệm nhạy cảm với 5 loại hóa chất.

Phương pháp phân tích bao gồm thử nghiệm sinh học với giấy tẩm hóa chất theo tiêu chuẩn WHO, đánh giá hiệu lực diệt muỗi bằng phun ULV và phun mù nóng với các hóa chất Malathion 50EC, K-Othrine 2EW, Permethrine 50EC, Stmed-Permethrin 50EC và Han-Pec 50EC. Dữ liệu được xử lý bằng phần mềm Excel và SPSS 16, sử dụng các kiểm định thống kê χ2 và t-test với mức ý nghĩa p < 0,05.

Thời gian nghiên cứu kéo dài từ tháng 10/2020 đến tháng 8/2021, bao gồm giai đoạn điều tra thực địa và thử nghiệm tại phòng thí nghiệm.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Mức độ nhạy cảm với hóa chất phốt pho hữu cơ: Muỗi Ae. aegypti tại cả ba sinh cảnh đều rất nhạy với malathion 5%, với tỷ lệ muỗi chết sau 24 giờ đạt 100%. Điều này cho thấy malathion vẫn là hóa chất hiệu quả trong kiểm soát muỗi tại Bình Định.

2. Kháng hóa chất nhóm pyrethroid: Muỗi Ae. aegypti đã kháng hoàn toàn với permethrin 0,75% (tỷ lệ chết 0%), deltamethrin 0,05% (0-1%), lambda-cyhalothrin 0,05% (0-1%) và alphacypermethrin 30mg/m2 (4-30%). Mức độ kháng cao nhất ghi nhận tại sinh cảnh miền núi với alphacypermethrin chỉ có 4% muỗi chết, thấp hơn nhiều so với thành thị và đồng bằng.

3. Hiệu lực diệt muỗi bằng phun ULV và phun mù nóng: Các hóa chất Malathion 50EC, K-Othrine 2EW và Permethrine 50EC khi phun ULV cho hiệu lực diệt muỗi cao, tỷ lệ muỗi chết sau 24 giờ đạt trên 90%. Phun mù nóng với Stmed-Permethrin 50EC và Han-Pec 50EC cũng cho hiệu quả diệt muỗi tốt, tỷ lệ muỗi chết dao động từ 70% đến trên 90% tùy sinh cảnh.

4. Phân bố và tập tính muỗi Ae. aegypti: Mật độ muỗi và bọ gậy cao nhất tại sinh cảnh thành thị với chỉ số mật độ muỗi (CSMĐ) và chỉ số Breteau (BI) vượt mức cảnh báo, trong khi sinh cảnh miền núi có mật độ thấp hơn. Muỗi chủ yếu trú đậu trong nhà, tập trung ở các dụng cụ chứa nước sinh hoạt.

Thảo luận kết quả

Kết quả cho thấy muỗi Ae. aegypti tại Bình Định đã phát triển mức độ kháng cao với các hóa chất nhóm pyrethroid, tương đồng với xu hướng kháng hóa chất trên thế giới và trong khu vực Đông Nam Á. Việc kháng hoàn toàn với permethrin và các pyrethroid khác làm giảm hiệu quả của các biện pháp phun tồn lưu và phun không gian sử dụng nhóm hóa chất này. Ngược lại, malathion vẫn giữ được hiệu lực diệt muỗi cao, phù hợp với các khuyến cáo hạn chế sử dụng để tránh phát sinh kháng mới.

Phân bố mật độ muỗi cao tại thành thị phản ánh điều kiện môi trường thuận lợi và mức độ đô thị hóa cao, tạo điều kiện cho muỗi sinh sản và phát triển. Tập tính trú đậu trong nhà của muỗi Ae. aegypti cũng làm tăng nguy cơ lây truyền SXHD cho người dân.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ tỷ lệ muỗi chết sau 24 giờ tiếp xúc với từng loại hóa chất và bảng so sánh chỉ số mật độ muỗi giữa các sinh cảnh, giúp minh họa rõ ràng mức độ kháng và phân bố véc tơ.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Thay đổi chiến lược sử dụng hóa chất: Khuyến khích sử dụng luân phiên và phối hợp các nhóm hóa chất khác nhau, đặc biệt ưu tiên nhóm phốt pho hữu cơ như malathion để giảm áp lực chọn lọc và hạn chế phát sinh kháng pyrethroid. Thời gian áp dụng: ngay trong vòng 1 năm tới. Chủ thể thực hiện: ngành y tế và các đơn vị phòng chống dịch.

2. Tăng cường giám sát kháng hóa chất: Thiết lập hệ thống giám sát định kỳ mức độ kháng hóa chất của muỗi Ae. aegypti tại các sinh cảnh trọng điểm để kịp thời điều chỉnh biện pháp kiểm soát. Thời gian: hàng năm. Chủ thể: Viện Sốt rét-Ký sinh trùng-Côn trùng Quy Nhơn và các trung tâm y tế địa phương.

3. Phát triển biện pháp kiểm soát tổng hợp: Kết hợp các biện pháp sinh học, quản lý môi trường và sử dụng hóa chất hợp lý nhằm giảm mật độ muỗi và hạn chế sự phát triển của kháng hóa chất. Thời gian: triển khai liên tục. Chủ thể: cộng đồng dân cư, chính quyền địa phương và ngành y tế.

4. Nâng cao nhận thức cộng đồng: Tuyên truyền, giáo dục người dân về tác hại của việc sử dụng hóa chất không đúng cách và các biện pháp phòng chống muỗi hiệu quả, đặc biệt chú trọng các sinh cảnh có mật độ muỗi cao. Thời gian: liên tục. Chủ thể: ngành y tế, các tổ chức xã hội và truyền thông.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Ngành y tế công cộng và phòng chống dịch: Giúp xây dựng chiến lược kiểm soát véc tơ phù hợp với tình hình kháng hóa chất thực tế, nâng cao hiệu quả phòng chống SXHD.

2. Các nhà nghiên cứu và sinh viên chuyên ngành sinh học, côn trùng học: Cung cấp dữ liệu khoa học về mức độ kháng và cơ chế kháng hóa chất của muỗi Ae. aegypti, làm cơ sở cho các nghiên cứu tiếp theo.

3. Cơ quan quản lý môi trường và chính quyền địa phương: Hỗ trợ trong việc hoạch định chính sách quản lý môi trường, kiểm soát nguồn sinh sản muỗi và tổ chức các chiến dịch phòng chống dịch.

4. Cộng đồng dân cư tại các vùng có nguy cơ cao: Nâng cao nhận thức và tham gia tích cực vào các hoạt động phòng chống muỗi, giảm thiểu nguy cơ mắc SXHD.

Câu hỏi thường gặp

1. Muỗi Ae. aegypti có thể kháng với những loại hóa chất nào?
   Muỗi Ae. aegypti tại Bình Định đã kháng cao với các hóa chất nhóm pyrethroid như permethrin, deltamethrin, lambda-cyhalothrin và alphacypermethrin, trong khi vẫn nhạy cảm với malathion thuộc nhóm phốt pho hữu cơ.

2. Tại sao việc giám sát kháng hóa chất lại quan trọng?
   Giám sát giúp phát hiện sớm sự phát triển của tính kháng, từ đó điều chỉnh kịp thời các biện pháp kiểm soát để duy trì hiệu quả phòng chống dịch và tránh lãng phí nguồn lực.

3. Phun ULV và phun mù nóng có hiệu quả như thế nào trong kiểm soát muỗi?
   Cả hai kỹ thuật phun ULV và phun mù nóng đều cho hiệu lực diệt muỗi cao, với tỷ lệ muỗi chết sau 24 giờ thường trên 70-90%, giúp giảm nhanh mật độ muỗi trong cộng đồng.

4. Có thể sử dụng hóa chất malathion rộng rãi không?
   Malathion vẫn hiệu quả nhưng được khuyến cáo sử dụng hạn chế để tránh phát sinh kháng và bảo vệ sức khỏe con người cũng như môi trường, theo quy định của Bộ Y tế.

5. Biện pháp nào hiệu quả để phòng chống muỗi kháng hóa chất?
   Sử dụng luân phiên hóa chất, phối hợp các biện pháp sinh học và quản lý môi trường, cùng với nâng cao nhận thức cộng đồng là các giải pháp hiệu quả để kiểm soát muỗi kháng hóa chất.

Kết luận

• Muỗi Ae. aegypti tại Bình Định đã kháng cao với các hóa chất nhóm pyrethroid, trong khi vẫn nhạy cảm với malathion 5%.
• Phun ULV và phun mù nóng với các hóa chất được thử nghiệm có hiệu lực diệt muỗi cao, phù hợp cho công tác phòng chống dịch.
• Mật độ muỗi cao nhất tại sinh cảnh thành thị, tập trung trú đậu trong nhà và các dụng cụ chứa nước sinh hoạt.
• Cần áp dụng chiến lược luân phiên và phối hợp hóa chất, đồng thời tăng cường giám sát và nâng cao nhận thức cộng đồng để kiểm soát véc tơ hiệu quả.
• Nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học quan trọng cho việc xây dựng chính sách và biện pháp phòng chống SXHD tại Bình Định và các vùng tương tự.

Tiếp theo, cần triển khai các chương trình giám sát kháng hóa chất định kỳ và thử nghiệm hiệu lực diệt muỗi thực địa để cập nhật dữ liệu, đồng thời đẩy mạnh công tác truyền thông nâng cao nhận thức cộng đồng. Hành động kịp thời sẽ góp phần giảm thiểu nguy cơ bùng phát dịch SXHD, bảo vệ sức khỏe cộng đồng.

Hãy cùng chung tay kiểm soát muỗi và phòng chống sốt xuất huyết hiệu quả!