Tổng quan nghiên cứu

Giai đoạn 2011 - 2015, cả nước ghi nhận 2.638 ổ dịch Lở mồm long móng (LMLM) xảy ra tại 1.186 xã, phường thuộc 286 huyện của 43 tỉnh, thành phố, khiến 131.078 gia súc mắc bệnh và 23.450 con bị tiêu hủy. Mặc dù tổng số ổ dịch giảm hơn 52% so với giai đoạn 2006 - 2010, căn bệnh truyền nhiễm cấp tính do virus hướng thượng bì này vẫn là mối đe dọa thường trực đối với ngành chăn nuôi móng guốc chẵn. Tổ chức Thú y Thế giới (WOAH/OIE) xếp LMLM vào danh mục dịch bệnh nguy hiểm hàng đầu phải khai báo bắt buộc, bởi khả năng lây lan nhanh qua tiếp xúc và phát tán xa theo luồng không khí. Tại Việt Nam, thiệt hại kinh tế do dịch bệnh rất trầm trọng: gây sảy thai khoảng 25% ở gia súc mang thai, làm sụt giảm 50% sản lượng sữa và giảm 25% sản lượng thịt thương phẩm.

Vấn đề cốt lõi đặt ra trong công tác thú y là việc dự đoán thời điểm bùng phát ổ dịch còn thiếu chính xác, các yếu tố nguy cơ lưu chuyển mầm bệnh chưa được kiểm soát triệt để và công tác định type huyết thanh virus chưa được thực hiện đồng bộ tại tuyến cơ sở. Nhằm giải quyết thách thức này, luận văn thạc sĩ chuyên ngành Thú y của tác giả Nguyễn Thị Huyền tại Học viện Nông nghiệp Việt Nam đã thực hiện đề tài giám sát dịch tễ học phân tử tại hai tỉnh trọng điểm Lạng Sơn và Phú Thọ trong giai đoạn 2011 - 2015.

Mục tiêu cụ thể của công trình bao gồm: xác định tỷ lệ trâu bò mang kháng thể tự nhiên kháng virus LMLM bằng kỹ thuật huyết thanh học, đồng thời chẩn đoán và định type các chủng virus lưu hành tại thực địa khi xuất hiện ổ dịch. Địa bàn Lạng Sơn đại diện cho khu vực biên giới Đông Bắc với lưu lượng giao thương gia súc xuyên biên giới phức tạp, còn Phú Thọ giữ vai trò cửa ngõ trung chuyển động vật khu vực trung du miền núi phía Bắc. Kết quả nghiên cứu cung cấp hệ thống số liệu dịch tễ chuẩn xác, giúp tối ưu hóa tỷ lệ bảo hộ miễn dịch toàn đàn đạt trên 80% và định hướng lựa chọn chủng vacxin phòng bệnh hiệu quả cho từng vùng sinh thái.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Nghiên cứu được xây dựng dựa trên nền tảng dịch tễ học truyền nhiễm kinh điển kết hợp với học thuyết dịch tễ học phân tử hiện đại. Mô hình phân tích tập trung vào chu trình tương tác ba yếu tố: mầm bệnh virus, vật chủ mẫn cảm (trâu, bò) và phương thức truyền lây qua môi trường hoặc buôn bán vận chuyển động vật.

Khung lý thuyết của luận văn tích hợp các khái niệm chuyên ngành then chốt:

Thứ nhất, đặc tính sinh học của virus gây bệnh LMLM (Foot and Mouth Disease Virus - FMDV). Virus thuộc họ Picornaviridae, giống Aphthovirus, cấu trúc hạt vi-ri-ôn 20 mặt đối xứng không có vỏ bọc lipid, đường kính siêu nhỏ từ 20 đến 30 nm. Bộ gen là một phân tử ARN chuỗi đơn dương gồm 8.450 nucleotide, có hệ số sa lắng 35S. Vỏ capsid gồm 60 capsomer cấu tạo từ 4 loại prô-tê-in cấu trúc: VP1, VP2, VP3 nằm ở bề mặt ngoài và VP4 nằm bên trong gắn kết với ARN. Trong đó, prô-tê-in VP1 đóng vai trò quyết định tính kháng nguyên đặc hiệu và khả năng bám dính vào thụ thể tế bào vật chủ.

Thứ hai, tính đa dạng huyết thanh và topotype. Virus có 7 serotype gồm O, A, C, SAT1, SAT2, SAT3 và Asia1 với hơn 70 subtype khác nhau, hoàn toàn không tạo miễn dịch chéo. Tại Đông Nam Á và Việt Nam, các serotype lưu hành chủ yếu là O (với các topotype ME-SA dòng PanAsia, SEA dòng Mya-97, Cathay), serotype A (topotype ASIA dòng Sea-97) và serotype Asia1.

Thứ ba, cơ chế phân biệt miễn dịch tự nhiên và miễn dịch vacxin. Khi virus thực địa nhân lên trong cơ thể gia súc, chúng tổng hợp cả prô-tê-in cấu trúc lẫn prô-tê-in phi cấu trúc (Non-Structural Proteins - NSP), trong đó kháng nguyên 3ABC kích thích cơ thể sản sinh kháng thể đặc hiệu tồn tại kéo dài từ 12 đến 24 tháng. Ngược lại, vacxin vô hoạt tinh khiết công nghệ cao đã loại bỏ hoàn toàn kháng nguyên NSP, chỉ kích thích tạo kháng thể kháng prô-tê-in cấu trúc.

Thứ tư, động lực học phát tán mầm bệnh. Một cá thể lợn mắc bệnh có thể bài thải tới 400 triệu đơn vị nhiễm virus ra môi trường mỗi ngày qua dịch mụn nước và hơi thở, trong khi động vật nhai lại bài xuất khoảng 120.000 đơn vị nhiễm/ngày, tạo áp lực lây nhiễm cực lớn trong bán kính hàng chục kilomet.

Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu kết hợp phương pháp dịch tễ học hồi cứu, nghiên cứu cắt ngang (cross-sectional study) và nghiên cứu bệnh - chứng (case-control study):

Nguồn dữ liệu thứ cấp được thu thập từ báo cáo thống kê của Cục Thú y, Trung tâm Chẩn đoán Thú y Trung ương và Chi cục Thú y tỉnh Lạng Sơn, Phú Thọ giai đoạn 2011 - 2015 để phân tích biến động ổ dịch và tỷ lệ tiêm phòng vacxin.

Cỡ mẫu và quy trình lấy mẫu thực địa: Trong giai đoạn từ tháng 5/2015 đến tháng 5/2016, nghiên cứu thu thập các mẫu máu ngẫu nhiên của đàn trâu bò tại các hộ chăn nuôi. Mỗi cá thể được lấy từ 4 đến 6 ml máu tĩnh mạch cổ vô trùng, để đông tự nhiên nghiêng góc 20 độ trong 30 phút, ly tâm chắt lấy 2 ml huyết thanh bảo quản ở nhiệt độ 4 đến 8 độ C. Đối với những con cho kết quả dương tính kháng thể 3ABC, kỹ thuật viên sử dụng cốc Probang (Probang-cup) đưa sâu 70% - 90% chiều dài dụng cụ qua khoang miệng vào thực quản để cạo tế bào biểu mô hầu họng, thu thập dịch nhầy bảo quản trong môi trường MEM bổ sung kháng sinh và đệm HEPES ở nhiệt độ âm sâu trước khi xét nghiệm.

Phương pháp phân tích phòng thí nghiệm:

  • Kỹ thuật 3ABC-ELISA: Sử dụng bộ kit PrioCHECK FMDV NS (hoặc Bommeli CHEKIT) phát hiện kháng thể kháng prô-tê-in 3ABC trên đĩa 96 giếng. Đo mật độ quang OD ở bước sóng 450 nm, tính chỉ số ức chế PI (Percentage of Inhibition). Ngưỡng chẩn đoán quy định mẫu dương tính khi PI đạt từ 50% trở lên.
  • Kỹ thuật Realtime RT-PCR: Tách chiết ARN virus bằng cột lọc silica gel Qiagen, sử dụng hỗn hợp enzyme phiên mã ngược kết hợp cặp mồi xuôi (AGATGCAGGARGACATGTCAA), mồi ngược (TTGTACCAGGGYTTGGCYT) và mẫu dò huỳnh quang Probe (AAACACGGACCCGACTTTAACCG gắn màu FAM) để khuếch đại đoạn gen mục tiêu với chu trình 40 chu kỳ nhiệt.
  • Kỹ thuật RT-PCR truyền thống: Khuếch đại đoạn gen mã hóa prô-tê-in vỏ VP1 phục vụ phân tích giải trình tự và định type serotype virus. Lý do lựa chọn tổ hợp phương pháp này là đảm bảo độ nhạy trên 98%, độ đặc hiệu cao, cho phép sàng lọc số lượng mẫu lớn và truy xuất nhanh nguồn gốc chủng virus.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

Quá trình điều tra và thực nghiệm tại hai tỉnh Lạng Sơn và Phú Thọ giai đoạn 2011 - 2015 đã mang lại 4 phát hiện quan trọng:

Thứ nhất, quy mô và cường độ dịch bệnh LMLM giảm rõ rệt theo thời gian. Tại Lạng Sơn, số xã có dịch giảm từ 18 xã năm 2011 xuống chỉ còn vài ca rải rác năm 2015, số trâu bò mắc bệnh giảm trên 65%. Tại Phú Thọ, số lượng ổ dịch phát sinh trên đàn gia súc giảm hơn 70% trong cùng giai đoạn, không còn xuất hiện các ổ dịch lớn diện rộng như thời kỳ 2008 - 2010.

Thứ hai, tỷ lệ bao phủ vacxin phòng bệnh có sự chuyển biến tích cực. Tỷ lệ tiêm phòng vacxin LMLM cho đàn trâu bò tại Lạng Sơn và Phú Thọ tăng dần đều qua từng năm, nâng tỷ lệ bảo hộ quần thể từ mức dưới 60% năm 2011 lên đạt mức trên 78% - 82% vào năm 2015.

Thứ ba, sự thay đổi mức độ lưu hành kháng thể tự nhiên (3ABC-ELISA). Dữ liệu huyết thanh học chứng minh tỷ lệ trâu bò dương tính với kháng thể 3ABC tại Lạng Sơn năm 2015 thấp hơn rõ rệt so với các đợt kiểm tra năm 2012 và năm 2014, phản ánh sự suy giảm nồng độ virus thực địa lưu hành ngoài tự nhiên.

Thứ tư, bức tranh phân bố serotype virus có sự phân hóa không gian. Tại Phú Thọ, virus lưu hành trong toàn bộ giai đoạn 2011 - 2015 chỉ duy nhất là serotype O thuộc topotype ME-SA (dòng PanAsia). Trong khi đó tại Lạng Sơn, ngoài serotype O chiếm ưu thế chủ đạo qua các năm, nghiên cứu đã phát hiện sự xâm nhập và bùng phát của serotype A (thuộc topotype ASIA-Sea97) trong các năm 2013 và 2014.

Thảo luận kết quả

Diễn biến giảm dần của các ổ dịch LMLM tương quan nghịch chặt chẽ với sự gia tăng tỷ lệ tiêm phòng vacxin trên địa bàn hai tỉnh. Khi dữ liệu được trực quan hóa qua biểu đồ đường kết hợp biểu đồ cột so sánh theo từng năm, đường biểu diễn tỷ lệ tiêm phòng vacxin đi lên đồng pha với sự sụt giảm của đường cong dịch bệnh và tỷ lệ trâu bò dương tính với kháng thể 3ABC. Điều này chứng minh chương trình tiêm phòng bằng vacxin tinh khiết đạt tỷ lệ bao phủ trên 80% đóng vai trò cốt lõi trong việc tạo hàng rào miễn dịch vững chắc, ngăn chặn virus nhân lên và cắt đứt chuỗi lây truyền.

Sự xuất hiện của serotype A tại Lạng Sơn vào năm 2013 - 2014 là chỉ báo dịch tễ cực kỳ quan trọng. Lạng Sơn có đường biên giới giáp Trung Quốc kéo dài, nơi hoạt động buôn bán, vận chuyển trâu bò và sản phẩm gia súc nhập lậu diễn ra phức tạp. So sánh với cơ sở dữ liệu quốc gia của Cục Thú y giai đoạn 2010 - 2014 trên 105 mẫu serotype O (phân bố tại 34 tỉnh) và 33 mẫu serotype A (phân bố tại 12 tỉnh), kết quả giải trình tự gen cho thấy chủng serotype A tại Lạng Sơn hoàn toàn tương đồng với dòng ASIA-Sea97 từng xuất hiện ở các tỉnh biên giới phía Bắc như Cao Bằng, Bắc Kạn. Trong khi đó, Phú Thọ là địa bàn nội địa, áp lực xâm nhập chủng mới thấp hơn nên serotype O dòng ME-SA PanAsia tiếp tục duy trì trạng thái lưu hành lưu cữu.

Những bằng chứng trên khẳng định rằng chỉ chẩn đoán lâm sàng đơn thuần là không đủ để kiểm soát dịch bệnh, bởi triệu chứng mụn nước ở niêm mạc miệng, kẽ móng do serotype O và serotype A gây ra hoàn toàn giống nhau. Việc áp dụng đồng bộ kỹ thuật 3ABC-ELISA để giám sát lưu hành tự nhiên và Realtime RT-PCR định type virus là yêu cầu bắt buộc để lựa chọn đúng loại vacxin đơn giá hoặc đa giá (nhị giá O - A), tránh hiện tượng thất bại miễn dịch trong thực tiễn chăn nuôi.

Đề xuất và khuyến nghị

Dựa trên kết quả giám sát dịch tễ, 4 giải pháp hành động cụ thể được đề xuất nhằm nâng cao hiệu quả kiểm soát bệnh Lở mồm long móng:

Thứ nhất, tổ chức tiêm phòng vacxin định kỳ nghiêm ngặt với mục tiêu đạt tỷ lệ bảo hộ trên 85% tổng đàn trâu bò. Chi cục Chăn nuôi và Thú y tỉnh Lạng Sơn và Phú Thọ cần triển khai 2 đợt tiêm chính vào tháng 3 - 4 và tháng 9 - 10 hàng năm. Tại Lạng Sơn và các huyện giáp ranh, bắt buộc sử dụng vacxin nhị giá (chứa kháng nguyên type O và type A dòng ASIA-Sea97), trong khi Phú Thọ có thể sử dụng vacxin đơn giá type O vô hoạt chất lượng cao có bổ sung chất bổ trợ nhũ dầu kép DOE nhằm duy trì miễn dịch kéo dài từ 8 đến 12 tháng.

Thứ hai, thiết lập mạng lưới giám sát huyết thanh học chủ động định kỳ 6 tháng/lần tại 100% các xã có nguy cơ cao, ổ dịch cũ và vùng giáp biên. Trung tâm Chẩn đoán Thú y Trung ương phối hợp cùng trạm thú y cấp huyện thu thập tối thiểu 300 - 500 mẫu huyết thanh/tỉnh/năm để xét nghiệm 3ABC-ELISA, kịp thời phát hiện gia súc mang trùng không biểu hiện triệu chứng lâm sàng.

Thứ ba, tăng cường kiểm soát vận chuyển động vật và kiểm dịch biên giới 24/7. Ban chỉ đạo phòng chống dịch các tỉnh biên giới cần chỉ đạo liên ngành Thú y, Quản lý thị trường và Biên phòng lập chốt kiểm dịch cố định và lưu động, ngăn chặn 100% các vụ vận chuyển gia súc nhập lậu không rõ nguồn gốc, giảm thiểu tối đa nguy cơ xâm nhập các topotype virus mới từ bên ngoài.

Thứ tư, chuẩn hóa quy trình vệ sinh tiêu độc khử trùng chuồng trại và cơ sở giết mổ định kỳ 1 lần/tuần. Hộ chăn nuôi và chủ cơ sở giết mổ cần chủ động sử dụng nước vôi tôi 10% hoặc dung dịch xút (NaOH) nồng độ 1% - 2% để phun xịt khử khuẩn môi trường, tiêu diệt hoàn toàn mầm bệnh ngoại cảnh trong vòng 10 đến 15 phút tiếp xúc.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

Công trình nghiên cứu mang lại giá trị thực tiễn và học thuật cao cho 4 nhóm đối tượng chính:

Thứ nhất, cơ quan quản lý nhà nước và cán bộ thú y địa phương. Chi cục Chăn nuôi và Thú y các tỉnh biên giới phía Bắc và vùng trung du có thể sử dụng số liệu dịch tễ trong luận văn để xây dựng bản đồ nguy cơ dịch bệnh, hoạch định kế hoạch mua sắm vacxin đúng chủng loại kháng nguyên và điều chỉnh chính sách kiểm dịch động vật phù hợp với tình hình thực tế.

Thứ tư, các nhà nghiên cứu, giảng viên và học viên sau đại học chuyên ngành Thú y, Bệnh học thủy sản và Vi sinh vật học. Luận văn cung cấp tài liệu tham khảo chuẩn mực về quy trình thiết kế nghiên cứu dịch tễ học thực địa, kỹ thuật thu thập mẫu bệnh phẩm Probang chuẩn xác và các bước thực hành xét nghiệm 3ABC-ELISA, Realtime RT-PCR theo quy chuẩn của Tổ chức Thú y Thế giới.

Thứ ba, các doanh nghiệp chăn nuôi gia súc quy mô công nghiệp và hợp tác xã nông nghiệp. Đơn vị quản lý trang trại có thể ứng dụng các kiến thức về con đường lây truyền, cơ chế bài thải mầm bệnh và phương pháp an toàn sinh học để thiết lập quy trình phòng dịch nghiêm ngặt, bảo vệ đàn trâu bò thịt và bò sữa trị giá hàng chục tỷ đồng.

Thứ tư, các công ty sản xuất, nhập khẩu và phân phối vacxin, sinh phẩm thú y. Dữ liệu thực chứng về sự phân bố của các serotype O dòng ME-SA PanAsia và serotype A dòng ASIA-Sea97 giúp các doanh nghiệp định hướng nhập khẩu, sản xuất các dòng vacxin đa giá tinh khiết đạt độ tương đồng kháng nguyên cao nhất với virus lưu hành tại Việt Nam.

Câu hỏi thường gặp

Kháng nguyên không cấu trúc 3ABC có ý nghĩa như thế nào trong chẩn đoán bệnh LMLM? Kháng nguyên 3ABC chỉ được sinh ra khi virus LMLM sống xâm nhập và nhân lên trong tế bào vật chủ. Phản ứng 3ABC-ELISA giúp phát hiện kháng thể kháng 3ABC, cho phép phân biệt chính xác 100% giữa gia súc nhiễm bệnh tự nhiên (mang mầm bệnh thực địa) với gia súc khỏe mạnh được tiêm phòng bằng vacxin vô hoạt tinh khiết, điều mà các phản ứng huyết thanh thông thường không làm được.

Phương pháp lấy mẫu bằng dụng cụ Probang-cup có ưu điểm gì vượt trội? Dụng cụ Probang-cup cạo nhẹ lớp biểu mô sâu 70% - 90% tại niêm mạc vùng hầu họng và thực quản, nơi virus LMLM cư trú dai dẳng ngay cả khi con vật không sốt hay nổi mụn nước. Lượng mẫu thu thập qua Probang có chứa nồng độ virus cao hơn nhiều so với tăm bông ngoáy mũi miệng, giúp nâng tỷ lệ phát hiện ARN virus bằng kỹ thuật Realtime RT-PCR lên trên 90%.

Tại sao việc phân loại serotype virus lại mang tính quyết định trong phòng chống dịch? Virus LMLM có 7 serotype khác nhau và không tạo miễn dịch bảo hộ chéo. Nếu đàn trâu bò chỉ được tiêm vacxin type O thì khi tiếp xúc với serotype A, cơ thể hoàn toàn không có kháng thể bảo vệ và vẫn mắc bệnh với tỷ lệ lên đến 100%. Do đó, định type virus bằng RT-PCR là tiền đề bắt buộc để lựa chọn đúng chủng loại vacxin.

Tại sao tỷ lệ tiêm phòng vacxin toàn đàn phải đạt từ 80% trở lên mới tạo được miễn dịch quần thể? Virus LMLM có hệ số lây truyền cơ bản rất cao, một con lợn ốm bài xuất 400 triệu đơn vị nhiễm/ngày qua môi trường không khí. Chỉ khi tỷ lệ gia súc có kháng thể bảo hộ đạt tối thiểu 80%, chuỗi lây truyền ngang giữa các cá thể trong đàn mới bị bẻ gãy, ngăn chặn nguy cơ mầm bệnh bùng phát thành ổ dịch lớn tại địa phương.

Virus LMLM có thể tồn tại bao lâu trong môi trường tự nhiên và tiêu diệt bằng cách nào? Virus có sức đề kháng cao ở nhiệt độ lạnh, sống được tới 425 ngày trong điều kiện bảo quản mát, nhưng bị vô hoạt nhanh ở nhiệt độ 60 - 70 độ C trong 15 phút hoặc đun sôi 100 độ C. Trong tự nhiên, virus bền vững ở pH từ 7,2 đến 7,6; do đó có thể tiêu diệt virus dễ dàng bằng dung dịch xút 1% - 2% hoặc nước vôi tôi 10% trong vòng 10 phút.

Kết luận

  • Dịch LMLM tại Lạng Sơn và Phú Thọ giảm rõ rệt giai đoạn 2011 - 2015 cả về số xã có dịch và số gia súc mắc bệnh nhờ nỗ lực giám sát và phòng dịch đồng bộ.
  • Tỷ lệ tiêm phòng vacxin cho đàn trâu bò tăng trưởng liên tục, đạt ngưỡng bảo hộ trên 78% vào năm 2015, góp phần hạ thấp tỷ lệ lưu hành huyết thanh học 3ABC ngoài tự nhiên.
  • Xác định serotype O (topotype ME-SA dòng PanAsia) lưu hành chủ đạo tại cả hai tỉnh, đồng thời phát hiện kịp thời sự xâm nhập của serotype A (topotype ASIA-Sea97) tại Lạng Sơn năm 2013 - 2014.
  • Chuẩn hóa thành công quy trình chẩn đoán kết hợp giữa kỹ thuật 3ABC-ELISA và Realtime RT-PCR phục vụ giám sát dịch tễ học phân tử chuyên sâu tại tuyến cơ sở.
  • Cung cấp luận cứ khoa học thực tiễn phục vụ định hướng sử dụng vacxin nhị giá (O và A) và hoạch định Chương trình quốc gia phòng, chống bệnh Lở mồm long móng giai đoạn 2026 - 2030.

Công tác giám sát chủ động và giải trình tự gen virus cần tiếp tục được mở rộng liên tục trong các năm tiếp theo. Các cơ quan quản lý, trang trại chăn nuôi và nhà khoa học hãy chủ động liên hệ các đơn vị thú y chuyên trách hoặc tham khảo chi tiết toàn văn luận văn để áp dụng ngay giải pháp an toàn sinh học vào thực tiễn sản xuất!