Tổng quan nghiên cứu
Bệnh Lở mồm long móng (LMLM - Foot and Mouth Disease) là bệnh truyền nhiễm cấp tính nguy hiểm nhất ở động vật móng guốc chẵn, được Tổ chức Thú y Thế giới (WOAH/OIE) xếp ở vị trí số một trong danh mục các bệnh bắt buộc phải khai báo kiểm dịch quốc tế. Theo thống kê của Tổ chức Thú y Thế giới, dịch bệnh LMLM có thể gây sảy thai ở khoảng 25% gia súc mang thai, làm sụt giảm 50% sản lượng sữa và giảm 25% sản lượng thịt, gây ra những thiệt hại kinh tế hàng tỷ USD trên toàn cầu. Tại Việt Nam, Lạng Sơn là tỉnh miền núi biên giới phía Đông Bắc có vị trí chiến lược đặc biệt với 2 cửa khẩu quốc tế, 7 cặp chợ biên giới và các tuyến huyết mạch giao thông như Quốc lộ 1A, 1B, 4A, 4B và Quốc lộ 279. Vị trí này tạo điều kiện giao thương thuận lợi nhưng đồng thời cũng là điểm nóng tiềm ẩn nguy cơ xâm nhập và lan truyền các chủng virus truyền nhiễm qua đường buôn bán, vận chuyển động vật.
Trong giai đoạn 2011 - 2015, tình hình dịch bệnh LMLM trên đàn trâu, bò tại tỉnh Lạng Sơn diễn biến hết sức phức tạp. Nếu như trong hai năm 2011 và 2012, căn nguyên gây bệnh được xác định đơn thuần do virus type O thì từ năm 2013 trở đi, thực địa đã ghi nhận thêm sự xuất hiện của virus type A, đe dọa trực tiếp đến hiệu quả phòng chống dịch bằng vắc xin đơn giá truyền thống. Đề tài luận văn thạc sĩ chuyên ngành Thú y của tác giả Đàm Thị Phương Mai dưới sự hướng dẫn khoa học của Phó Giáo sư, Tiến sĩ Đặng Xuân Bình tại Trường Đại học Nông Lâm - Đại học Thái Nguyên được thực hiện nhằm giải quyết trực tiếp bài toán cấp thiết này.
Mục tiêu cụ thể của công trình tập trung vào việc điều tra các đặc điểm dịch tễ học cơ bản, xác định tỷ lệ lưu hành và sự phân bố của các type virus LMLM (O, A, Asia 1) trên đàn trâu, bò tại Lạng Sơn giai đoạn 2011 - 2015, đồng thời ứng dụng chẩn đoán huyết thanh học chuyên sâu để đánh giá đáp ứng miễn dịch và thời gian bảo hộ của vắc xin phòng bệnh. Kết quả nghiên cứu là công trình đầu tiên tại địa phương cung cấp bức tranh toàn diện về dịch tễ LMLM, mang lại cơ sở khoa học then chốt giúp các cơ quan quản lý chuyển đổi chiến lược tiêm chủng sang vắc xin nhị giá phù hợp, nâng tỷ lệ bảo hộ đàn gia súc thực địa đạt trên 80% và bảo vệ an toàn sinh học cho ngành chăn nuôi đại gia súc.
Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu
Khung lý thuyết áp dụng
Nghiên cứu được xây dựng trên nền tảng lý thuyết dịch tễ học thú y truyền nhiễm và cấu trúc sinh học phân tử của mầm bệnh. Virus LMLM thuộc họ Picornaviridae, giống Aphthovirus, là loại virus ARN chuỗi đơn dương có kích thước hạt virion siêu hiển vi khoảng 20 đến 28 nm, gồm 60 capsomer không có vỏ bọc ngoài. Hệ gen của virus có chiều dài khoảng 8,4 kb mã hóa cho các protein cấu trúc (VP1, VP2, VP3, VP4) và các protein phi cấu trúc (NSP như 2C, 3A, 3B, 3ABC, 3D). Trong đó, protein vỏ VP1 mang tính kháng nguyên chủ yếu kích thích cơ thể sinh kháng thể trung hòa, nhưng có tần số đột biến cao dẫn đến sự biến đổi liên tục của các chủng virus thực địa.
Khung lý thuyết phân loại miễn dịch học xác định virus LMLM tồn tại dưới 7 serotype chính trên thế giới bao gồm A, O, C, SAT 1, SAT 2, SAT 3 và Asia 1 với hơn 70 phân type phụ. Đáng chú ý, giữa các serotype hoàn toàn không có hiện tượng miễn dịch chéo, đồng nghĩa với việc gia súc được bảo hộ trước type O vẫn có nguy cơ nhiễm bệnh 100% khi tiếp xúc với type A. Ngoài ra, nghiên cứu áp dụng nguyên lý phân biệt động vật nhiễm tự nhiên với động vật được tiêm phòng vắc xin (nguyên lý DIVA - Differentiating Infected from Vaccinated Animals). Khi động vật nhiễm virus thực địa, quá trình nhân lên của virus sẽ kích thích hệ miễn dịch sinh kháng thể kháng các protein phi cấu trúc, đặc biệt là kháng thể 3ABC; ngược lại, vắc xin vô hoạt tinh khiết chỉ tạo ra kháng thể kháng các protein cấu trúc vỏ (Structural Proteins - SP).
Phương pháp nghiên cứu
Nghiên cứu kết hợp điều tra dịch tễ học hồi cứu và nghiên cứu cắt ngang thực nghiệm trong toàn bộ khung thời gian 5 năm từ 2011 đến 2015. Nguồn dữ liệu dịch tễ được thu thập hệ thống từ Chi cục Thú y tỉnh Lạng Sơn và 11 trạm thú y cấp huyện, bao gồm số liệu về số ổ dịch, số ca mắc, số gia súc tiêu hủy và tiến độ tiêm phòng hàng năm.
Phương pháp chọn mẫu biểu mô và huyết thanh học được thực hiện theo quy chuẩn kỹ thuật nghiêm ngặt của Cục Thú y và Tổ chức Thú y Thế giới. Cỡ mẫu nghiên cứu bao gồm hàng trăm mẫu bệnh phẩm biểu mô mụn nước thu thập trực tiếp từ gia súc mắc bệnh tại các ổ dịch bùng phát và hàng ngàn mẫu huyết thanh trâu bò thu thập ngẫu nhiên tại các vùng chăn nuôi trọng điểm như huyện Văn Lãng, huyện Bắc Sơn.
Phương pháp phân tích phòng thí nghiệm sử dụng bộ kíp chẩn đoán 3ABC-ELISA để định lượng tỷ lệ dương tính với kháng thể kháng protein phi cấu trúc, từ đó đánh giá chính xác tỷ lệ mang trùng tự nhiên của đàn gia súc ngoài thực địa. Kỹ thuật ELISA đa type và RT-PCR khuếch đại gen VP1 được sử dụng để định danh chính xác serotype virus gây bệnh. Đồng thời, kỹ thuật Liquid Phase Blocking ELISA (LPB-ELISA) được ứng dụng để định lượng hiệu giá kháng thể trung hòa dịch thể tại các mốc thời điểm 30, 60, 90, 120 và 180 ngày sau tiêm vắc xin. Các kỹ thuật xét nghiệm miễn dịch enzyme này được lựa chọn vì có độ nhạy đạt trên 98%, độ đặc hiệu cao, kết quả khách quan và phù hợp tối đa với việc xử lý số lượng mẫu kiểm định lớn.
Kết quả nghiên cứu và thảo luận
Những phát hiện chính
Phát hiện thứ nhất chỉ ra sự biến động dịch bệnh theo chu kỳ thời gian và tính mùa vụ rõ nét. Tổng hợp số liệu giai đoạn 2011 - 2015 trên địa bàn tỉnh Lạng Sơn cho thấy các ổ dịch bùng phát tập trung cao nhất vào các tháng mùa đông và đầu xuân (từ tháng 11 đến tháng 3 năm sau), chiếm trên 65% tổng số ca mắc trong năm. Ngược lại, các tháng mùa hè có tỷ lệ mắc bệnh rất thấp, chỉ chiếm dưới 15% số ca bệnh ghi nhận.
Phát hiện thứ hai làm sáng tỏ sự khác biệt về tỷ lệ mắc bệnh và tỷ lệ chết theo loài cũng như lứa tuổi gia súc. Đàn trâu có tỷ lệ mắc bệnh cao hơn đàn bò khoảng 15% đến 20% do tập quán chăn thả tự do tại các vùng trũng đầm lầy tạo điều kiện virus phát tán. Đáng chú ý, trong khi tỷ lệ tử vong ở trâu, bò trưởng thành duy trì ở mức rất thấp (dưới 3%), thì tỷ lệ chết ở nhóm gia súc non dưới 6 tháng tuổi (bê, nghé) lại lên tới hơn 20% đến 25% do biến chứng viêm cơ tim cấp tính (triệu chứng tim hổ).
Phát hiện thứ ba ghi nhận sự dịch chuyển cơ cấu serotype virus gây bệnh. Trong hai năm 2011 và 2012, 100% mẫu xét nghiệm định type từ các ổ dịch đều thuộc serotype O (chủng PanAsia và Myanmar-98). Tuy nhiên, từ năm 2013 đến năm 2015, thực địa đã xác định thêm sự xâm nhập của serotype A, chiếm khoảng 30% đến 40% các ca xét nghiệm dương tính, tạo nên tình trạng đồng lưu hành hai type virus nguy hiểm trên cùng một địa bàn.
Phát hiện thứ tư là tỷ lệ mang trùng tự nhiên và động thái kháng thể vắc xin. Kết quả xét nghiệm 3ABC-ELISA cho thấy tỷ lệ gia súc dương tính với kháng thể phi cấu trúc tại một số xã biên giới huyện Văn Lãng dao động từ 15% đến 28,5%, chứng minh mầm bệnh vẫn âm thầm lưu hành trong quần thể vật nuôi lành mang trùng. Đối với gia súc được tiêm phòng đầy đủ, tỷ lệ đáp ứng miễn dịch bảo hộ đạt trên 80% sau 21 đến 28 ngày tiêm, nhưng hiệu giá kháng thể suy giảm dần và mất ngưỡng bảo hộ sau khoảng 4 đến 6 tháng.
Thảo luận kết quả
Nguyên nhân căn bản của việc dịch bùng phát vào mùa đông - xuân là do điều kiện thời tiết rét đậm, rét hại vùng cao làm suy giảm sức đề kháng niêm mạc của vật nuôi, đồng thời độ ẩm cao giúp virus kéo dài thời gian sống ngoài môi trường tự nhiên. Bên cạnh đó, các tháng cuối năm ghi nhận nhu cầu buôn bán, vận chuyển gia súc phục vụ giết mổ tăng gấp 2 đến 3 lần so với bình thường qua các trục đường Quốc lộ 1A và các chợ vùng biên.
Sự xuất hiện của type A từ năm 2013 tại Lạng Sơn hoàn toàn tương đồng với diễn biến dịch tễ học quốc gia được Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn báo cáo cùng thời kỳ, khi type A lan rộng từ các tỉnh Nam Trung Bộ và Tây Nguyên ra các tỉnh miền núi phía Bắc. Sự kiện này giải thích lý do nhiều ổ dịch vẫn bùng phát dù địa phương đã tiêm phòng vắc xin đơn giá type O, bởi kháng thể type O không có khả năng bảo hộ chéo chống lại type A. Toàn bộ các xu hướng dịch tễ này được chuẩn hóa trong luận văn thông qua các bảng thống kê chi tiết theo từng huyện và các biểu đồ cột thể hiện biến động số ca bệnh theo mùa, kết hợp biểu đồ đường biểu diễn sự suy giảm hiệu giá kháng thể bảo hộ theo thời gian.
Đề xuất và khuyến nghị
Chuyển đổi ngay cơ cấu vắc xin từ đơn giá sang nhị giá: Chi cục Chăn nuôi và Thú y tỉnh Lạng Sơn cần tham mưu cho Ủy ban Nhân dân tỉnh phê duyệt kế hoạch sử dụng bắt buộc vắc xin LMLM nhị giá (chứa đồng thời hai kháng nguyên type O và type A) cho toàn bộ đàn trâu, bò trên địa bàn. Mục tiêu đặt ra là nâng tỷ lệ bao phủ tiêm phòng đạt tối thiểu 85% tổng đàn hàng năm, tổ chức đồng loạt 2 đợt tiêm chính vào tháng 3 - 4 và tháng 9 - 10, đảm bảo tiêm nhắc lại mũi thứ hai cho gia súc non sau 30 ngày.
Thiết lập hệ thống kiểm dịch vận chuyển liên ngành nghiêm ngặt: Tăng cường hoạt động 24/7 của các trạm kiểm dịch động vật đầu mối trên các tuyến Quốc lộ 1A, 1B, 4A, 4B và đường 279. Lực lượng Thú y phối hợp với Bộ đội Biên phòng và Quản lý Thị trường kiểm soát 100% gia súc xuất nhập qua 2 cửa khẩu quốc tế và 7 chợ biên giới; thực hiện tiêu độc, khử trùng 100% phương tiện vận chuyển gia súc trong các tháng cao điểm từ tháng 10 năm trước đến tháng 2 năm sau.
Triển khai chương trình giám sát dịch tễ học chủ động: Hàng năm, cơ quan thú y chuyên trách cần lấy tối thiểu 500 mẫu huyết thanh ngẫu nhiên tại các huyện có nguy cơ cao như Văn Lãng, Cao Lộc, Tràng Định và Lộc Bình để kiểm tra kháng thể 3ABC-ELISA. Việc này giúp phát hiện sớm các ổ dịch tiềm ẩn và xác định tỷ lệ mang trùng tự nhiên trước khi dịch bùng phát diện rộng ít nhất 30 ngày.
Nâng cao năng lực chăn nuôi an toàn sinh học cơ sở: Trung tâm Khuyến nông tỉnh phối hợp với Ủy ban Nhân dân cấp xã tổ chức các lớp tập huấn kỹ thuật cho 100% cán bộ thú y viên thôn bản và tối thiểu 70% các chủ trang trại chăn nuôi đại gia súc. Hướng dẫn người dân áp dụng triệt để quy trình vệ sinh tiêu độc bằng vôi bột hoặc hóa chất khử trùng định kỳ 1 lần/tuần, thực hiện cách ly nghiêm ngặt đàn gia súc mới nhập đàn trong vòng tối thiểu 21 ngày trước khi cho nhập đàn đại trà.
Đối tượng nên tham khảo luận văn
Cơ quan quản lý nhà nước và cơ quan thú y chuyên ngành: Cán bộ lãnh đạo tại Cục Thú y, Chi cục Chăn nuôi và Thú y các tỉnh miền núi phía Bắc có thể sử dụng các số liệu thực địa và bản đồ dịch tễ học trong luận văn làm căn cứ khoa học vững chắc để hoạch định chính sách tiêm phòng vắc xin nhị giá, xây dựng vùng an toàn dịch bệnh và phân bổ nguồn kinh phí dự phòng hàng năm.
Cán bộ thú y cơ sở và kỹ thuật viên dịch tễ thực địa: Những người trực tiếp tham gia công tác phòng chống dịch bệnh tại các huyện, xã sẽ nắm bắt được quy luật phát sinh dịch bệnh theo mùa, phương pháp phát hiện triệu chứng lâm sàng ở gia súc non và lịch tiêm nhắc vắc xin định kỳ 4 đến 6 tháng một lần để duy trì ngưỡng bảo hộ miễn dịch liên tục.
Học viên cao học, nghiên cứu sinh và giảng viên chuyên ngành Thú y: Luận văn là tài liệu tham khảo học thuật giá trị về mặt phương pháp luận nghiên cứu dịch tễ học phân tử, quy trình chuẩn hóa các phản ứng xét nghiệm chuyên sâu như 3ABC-ELISA, LPB-ELISA và kỹ thuật định type virus LMLM theo tiêu chuẩn quốc tế.
Chủ trang trại và các hợp tác xã chăn nuôi trâu, bò quy mô lớn: Người chăn nuôi có thể tiếp cận kiến thức dịch tễ trực quan, hiểu rõ mức độ nguy hiểm của việc đồng lưu hành hai serotype O và A, từ đó chủ động đầu tư vắc xin đúng chủng loại và thực hiện các biện pháp an toàn sinh học nhằm giảm thiểu tối đa tỷ lệ tử vong ở bê nghé non.
Câu hỏi thường gặp
Tại sao cần phải xác định chính xác serotype virus LMLM trước khi chọn vắc xin tiêm phòng? Virus LMLM có 7 serotype khác nhau và không có khả năng tạo miễn dịch bảo hộ chéo. Kết quả nghiên cứu tại Lạng Sơn chứng minh từ năm 2013 đã xuất hiện serotype A bên cạnh serotype O truyền thống. Do đó, nếu chỉ tiêm vắc xin đơn giá type O, đàn gia súc hoàn toàn không có khả năng chống đỡ trước chủng virus type A, dẫn đến nguy cơ bùng phát dịch bệnh lên đến 100% đối với các cá thể phơi nhiễm.
Xét nghiệm 3ABC-ELISA có điểm gì vượt trội so với các phương pháp xét nghiệm huyết thanh học thông thường? Protein 3ABC là protein phi cấu trúc (NSP) chỉ được tổng hợp khi virus sống nhân lên bên trong tế bào vật chủ trong quá trình nhiễm tự nhiên. Vắc xin vô hoạt tinh khiết chỉ chứa các protein cấu trúc vỏ (SP). Do đó, phản ứng 3ABC-ELISA cho phép phân biệt chính xác trên 98% giữa gia súc mang trùng tự nhiên ngoài thực địa và gia súc được tạo miễn dịch nhân tạo nhờ tiêm phòng vắc xin.
Vì sao tỷ lệ tử vong do bệnh LMLM ở bê nghé non lại cao hơn rất nhiều so với trâu bò trưởng thành? Ở trâu bò trưởng thành, tỷ lệ chết do LMLM thường duy trì ở mức dưới 3% do tổn thương chủ yếu khu trú ở niêm mạc miệng và móng chân. Tuy nhiên, ở gia súc non dưới 6 tháng tuổi, virus có ái lực đặc biệt với mô cơ tim đang phát triển, gây ra hiện tượng viêm cơ tim hoại tử cấp tính (bệnh tích tim hổ), khiến con vật chết đột ngột do trụy tim với tỷ lệ tử vong thực địa vượt quá 20%.
Yếu tố môi trường nào thúc đẩy dịch LMLM bùng phát mạnh vào mùa đông - xuân tại vùng núi Lạng Sơn? Các tháng mùa đông - xuân tại vùng núi cao có nhiệt độ xuống thấp kèm theo độ ẩm không khí cao, là điều kiện lý tưởng giúp vỏ capsid của virus duy trì tính bền vững lâu hơn ngoài môi trường tự nhiên. Đồng thời, thời tiết lạnh giá làm suy giảm hệ miễn dịch niêm mạc của gia súc, kết hợp với mật độ vận chuyển gia súc qua biên giới gia tăng gấp 2 đến 3 lần dịp Tết Nguyên đán.
Sau khi tiêm phòng vắc xin LMLM, đàn trâu bò duy trì được thời gian miễn dịch bảo hộ trong bao lâu? Sau khi tiêm phòng đúng kỹ thuật, đàn gia súc bắt đầu sản sinh kháng thể sau 14 ngày và đạt đỉnh bảo hộ (trên 80% đàn đạt hiệu giá kháng thể an toàn) sau 21 đến 28 ngày. Tuy nhiên, hàm lượng kháng thể dịch thể này sẽ suy giảm dần theo thời gian và mất ngưỡng bảo hộ sau khoảng 4 đến 6 tháng, đòi hỏi người chăn nuôi phải tiến hành tiêm mũi nhắc lại định kỳ 2 lần mỗi năm.
Kết luận
Nghiên cứu của luận văn đã làm sáng tỏ bức tranh dịch tễ học toàn diện về bệnh LMLM trên đàn trâu, bò tại tỉnh Lạng Sơn giai đoạn 2011 - 2015, chỉ ra quy luật phân bố dịch theo chu kỳ mùa vụ đông - xuân chiếm trên 65% tổng số ca bệnh ghi nhận.
Công trình xác định bước ngoặt dịch tễ quan trọng với sự xuất hiện của serotype virus A từ năm 2013 bên cạnh serotype O truyền thống, giải thích nguyên nhân gây mất hiệu lực bảo hộ cục bộ của các dòng vắc xin đơn giá cũ.
Ứng dụng thành công kỹ thuật xét nghiệm 3ABC-ELISA để định lượng chính xác tỷ lệ mang trùng tự nhiên tại các vùng biên giới dao động từ 15% đến 28,5%, chứng minh nguồn lây nhiễm tiềm ẩn nguy hiểm trong quần thể gia súc khỏe mạnh.
Đánh giá khoa học động thái kháng thể sau tiêm phòng, khẳng định vắc xin đạt đỉnh bảo hộ trên 80% sau 28 ngày và duy trì hiệu quả tối ưu trong khung thời gian 4 đến 6 tháng, làm cơ sở định hình lịch tiêm chủng định kỳ 2 lần/năm.
Đưa ra hệ thống giải pháp đồng bộ kết hợp giữa chuyển đổi vắc xin nhị giá O-A với tỷ lệ bao phủ trên 85%, siết chặt kiểm dịch tại 2 cửa khẩu quốc tế và nâng cao quy trình an toàn sinh học cho các cơ sở chăn nuôi thực địa.
Trong giai đoạn tiếp theo, các đơn vị thú y cần tiếp tục mở rộng nghiên cứu giải trình tự gen đoạn VP1 nhằm theo dõi sát sao sự tiến hóa của các biến chủng virus mới. Các nhà quản lý, nhà nghiên cứu và người chăn nuôi hãy chủ động liên hệ và ứng dụng ngay các kết quả nghiên cứu khoa học này để bảo vệ bền vững sức khỏe đàn gia súc và nâng cao hiệu quả kinh tế ngành chăn nuôi.