Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU 1. Tình hình bệnh do vi khuẩn A. Tình hình trên thế giới Dịch bệnh do vi khuẩn Aeromonas spp di động đã xuất hiện rộng rãi và khá phổ biến vào thế kỷ XIX. Năm 1891, Sanarelli đã có nghiên cứu đầu tiên về sự bùng nổ dịch bệnh này ở cá chình.
Ban đầu, nguyên nhân gây bệnh được phỏng đoán do các vi sinh vật gây ra hoặc do vi khuẩn Vibrio anguillarum. Sau đó, Schaperclaus (1929) [79] đã mô tả bệnh này xuất hiện ở cá chép với dấu hiệu bệnh lý là chứng sưng lên của bụng và ông phân lập được loài vi khuẩn gây bệnh là Bacterium punctatum. Trong khi đó, Toranzo và cs. sobria khi dịch bệnh này bùng nổ trên cá Mòi dầu hay cá Hồi nước ngọt.
Vào lúc đó, một hướng nghiên cứu khác đưa ra nguyên nhân chủ yếu gây bệnh phù trên cá chép được xem là do virus và vi khuẩn A. hydrophila (trước đây là B. punctatum) là tác nhân thứ cấp gây ra bệnh (Phạm Công Hoạt, 2012)[12]. Tình hình trong nước Năm 972-1973, bệnh lở loét được phát hiện trên cá lóc ở An Giang và Đồng Tháp.
Năm 1975, bệnh đốm đỏ đã thấy xuất hiện đầu tiên tại Đồng Bằng sông Cửu Long với mức độ nhẹ nhưng đến năm 1983 bệnh đã bùng nổ thành dịch bệnh lở loét. Dịch bệnh đã lan rộng khắp các vùng sông Tiền, sông Hậu, sông Đồng Nai, sông Sài Gòn với tỷ lệ cá bị nhiễm bệnh từ 60% - 70% (Đỗ Thị Hòa và Nguyễn Thị Muội, 2004) [10]. Từ năm 1986 đến 1997, bệnh xuất huyết đốm đỏ đã xuất hiện và bùng nổ trở thành dịch bệnh cho cá trắm cỏ nuôi lồng.000 lồng nuôi cá trắm cỏ bị bệnh đốm đỏ gây thiệt hại khoảng 500.000 USD (Viện Nghiên Cứu Nuôi Trồng Thủy Sản I., 1998, trích dẫn bởi www.vn cập nhật ngày 31/10/2008). Những thiệt hại 5 này không những ảnh hưởng trực tiếp đến đời sống của người dân mà còn để lại những hậu quả không nhỏ về kinh tế trong khu vực.
Năm 1994 đến 1998, bệnh đã xuất hiện ở hầu hết các ao nuôi cá trắm cỏ bố mẹ, ao nuôi thương phẩm. Năm 1999 đến nay, dịch bệnh vẫn xảy ra hằng năm với mức độ khác nhau trên nhiều địa phương, gây thiệt hại nặng nề cho nghề nuôi cá trắm cỏ (Phạm Công Hoạt, 2012) [12]. Năm 1999-2001 nhóm tác giả Phan Thị Vân, Nguyễn Thị Hà, Kim Văn Vạn, Phạm Thị Yên, Trần Thị Kim Chi [33] thuộc Viện Nghiên Cứu Nuôi Trồng Thủy Sản I đã tiến hành nghiên cứu xác định tác nhân gây bệnh đốm đỏ trên cá trắm cỏ với kết quả cho thấy A. caviae chính là tác nhân gây bệnh.
Trước tình hình thời tiết đầu năm 2009 diễn biến phức tạp: nhiệt độ thấp cộng mưa phùn kéo dài là điều kiện thuận lợi cho nấm, vi khuẩn, một số vi sinh vật có hại ở đáy ao phát triển mạnh và xâm nhập vào mang, da, hệ tiêu hoá của cá để gây ra bệnh xuất huyết làm cá chết hàng loạt, tỷ lệ chết cao đặc biệt nguy hiểm đối với cá chép, cá thịt chiếm 30-70%, cá giống chiếm 100% (Phạm Minh Thành và Nguyễn Văn Kiểm 2009) [28]. Một số đặc điểm về vi khuẩn A. hydrophila, gây bệnh xuất huyết trên cá chép * Phân loại vi khuẩn Aeromonas hydrophila: Ngành: Proteobacteria Lớp: Gammaproteobacteria Bộ: Aeromonadales Họ: Aeromonadaceae Giống: Aeromonas Loài: A. Đặc điểm vi khuẩn A.
hydrophila là vi khuẩn gây bệnh xuất huyết trên cá, còn có tên gọi khác là bệnh đốm đỏ, hoặc bệnh lở loét trên cá. Nó thường tìm thấy trong các khu vực có khí hậu ấm, ngoài ra chúng ta còn tìm thấy trong muối tươi, biển 6 và nơi cửa sông, được phân lập từ người và động vật. Vi khuẩn này có khả năng gây bệnh trên cá, người và động vật lưỡng cư như ếch, thằn lằn, cá sấu (Trust và cs. Đặc điểm hình thái Nhận dạng về đặc điểm hình thái vi khuẩn A.
hydrophila là rất cần thiết cho việc chuẩn đoán trong phòng thí nghiệm vì có sự khác biệt trong dịch tễ học, kháng sinh và tính nhạy cảm lâm sàng có thể có ý nghĩa giữa các loài. Ngoài ra đó còn là một điều cần thiết để biết được sự tiến hóa của các loài Aeromonas di động, có ý nghĩa trong quá trình tiến hóa của loài A. hydrophila thuộc nhóm vi khuẩn gram (-), thân thẳng, dạng hình que ngắn và kết thúc bằng hai đầu tròn, di động được nhờ có một tiên mao, không có khả năng hình thành bào tử. Vi khuẩn có kích thước 0,5 x 1- 1,5 µm.
Chính nhờ cấu trúc của vi khuẩn như vậy, đã dẫn đến kết quả của những phản ứng sinh hóa, những phản ứng được thực hiện với mục đích giám định vi khuẩn mà ta đã tìm và phân lập được (Von Gravenitz và cs. hydrophila cũng giống như những vi khuẩn khác, trên mỗi môi trường nuôi cấy khác nhau sẽ có hình thái khuẩn lạc khác nhau, thể hiện đặc tính khác nhau (Boulanger và cs. Trên môi trường đặc hiệu - môi trường thạch máu có bổ sung kháng sinh ampicilin và máu cừu, khuẩn lạc mọc trên môi trường này có màu trắng đục, kích thước 0,5-1cm, có khả năng gây dung huyết trên thạch máu do cơ chế độc lực của nó, tạo aerolysin Cytotoxic enterrotoxin (ATC) phá hủy các tế bào hồng cầu tạo nên các vòng sáng trắng trên bề mặt thạch (kiểu dung huyết beta) hoặc vòng sáng có ánh xanh (kiểu dung huyết alpha). (Allan và cs.
Còn trên môi trường Rimsof khuẩn lạc có màu vàng trên nền thạch xanh. Trên môi trường không đặc hiệu TSA, khuẩn lạc có màu vàng đục. Trên môi trường LB khuẩn lạc bóng, trong, có màu nâu nhạt (Baba và cs. Đặc điểm sinh học A.
hydrophila là một trong 6 loài vi khuẩn gây bệnh nguy hiểm nhất trong họ Aeromonas di động, nó có thể tồn tại và phát triển trong bất cứ môi trường nào, dù đó là môi trường hiếu khí hay môi trường kị khí, có thể là môi trường nước ấm, môi trường nước lạnh. Đặc biệt loài này rất khó bị tiêu diệt, nó có thể chịu nhiệt rất cao, lên tới 42ºC. Mặc dù bệnh liên quan tới vi khuẩn A. hydrophila được nghiên cứu trong phòng thí nghiệm với những loài cá nuôi theo mô hình thâm canh trên quy mô công nghiệp, nhưng nó cũng có thể ảnh hưởng đến các loài cá nuôi trong tự nhiên ở các hồ, ao, và nó cư trú trong hệ đường ruột của cá khỏe mạnh (Trust và cs.
Vi khuẩn này phổ biến hơn trong môi trường nuôi cá nước ngọt. Nó được tìm thấy cả trong tầng nước đứng và lớp trên cùng của lớp trầm tích. hydrophila có khả năng thích nghi với môi trường có biên độ về pH rộng, nhiệt độ, độ đục, và độ mặn cao (T. Hazen, 1979) [85]… Nhiệt độ tối ưu có thể phụ thuộc vào các chủng đặc trưng đã được nghiên cứu, nhưng thường là vào khoảng 25-35oC (Ventura và cs.
Theo một số nghiên cứu cho thấy, vi khuẩn A. hydrophila có thể sống và phát triển ở nhiệt độ cao, lên tới 42ºC và ở nhiệt độ thấp như 4ºC nó cũng phát triển. Đây là loại vi khuẩn gây bệnh trên cá nước ngọt nhưng cũng có khả năng gây bệnh trên cá nước mặn và cá nuôi ở vùng nước lợ, do đó mà nó có thể tồn tại trong môi trường có pH 4,5 - 8,5, nồng độ muối là 0,5% - 5%. (Ventura và cs.
Đặc tính sinh hóa Davis và cs. (1981) [46] nghiên cứu hoạt tính enzym ngoại bào và thấy, chủng A. hydrophila có khả năng thủy phân tinh bột, casein, DNA, gelatin, tế bào máu, huyết thanh,…nhưng không thủy phân xenlulo và pectin. Nghiên cứu về đặc tính sinh hóa và đặc tính enzym của vi khuẩn thuộc họ Aeromonas nói chung và A.
hydrophila nói riêng, các tác giả đã tìm ra rất 8 nhiều phương pháp để đánh giá các chỉ tiêu này ví dụ như dùng các phản ứng sinh hóa có khả năng sử dụng đường, sinh khí hay phân giải protein…Một trong những mục đích của việc làm các phản ứng sinh hóa là để định danh và phân loại vi khuẩn. Các xét nghiệm sinh hóa này nhằm đánh giá khả năng lên men đường. phản ứng carbohydrates được thử nghiệm bao gồm gentobiose, glucamine, glucose1 - phosphat, glucose 6 -phosphate, Inulin, lactulose, D- lyxose, maltotriose, palatinose, se-doheptulose, stachyose, D-tagatose, và xylitol (Zhang và cs. Cơ chế gây bệnh Có một số bằng chứng cho rằng loài vi khuẩn này có khả năng gây bệnh bởi một số protein ngoại bào như: aerolysin, lypase, chitinase, amylase, gelatinase, hemolysins, enterotoxin, caseinase, elastase, lecithinnase, deoxyribonuclease và protease cùng với các chất gây độc cho tế bào, độc tố đường ruột và chất làm tan máu.
Khi tấn công vào cơ thể vật chủ, đầu tiên giống vi khuẩn gây bệnh này bám vào các tế bào hồng cầu, theo hệ thống tuần hoàn lây nhiễm trên toàn cơ thể cá. Vi khuẩn gây bệnh sẽ tiết ra enzyme gây rối loạn quá trình trao đổi chất của tế bào vật chủ. Tuy nhiên người ta vẫn chưa biết được cơ chế gây ra bệnh cụ thể. Gần đây, người ta đã đề xuất cơ chế gây bệnh TTSS (Type III secretion system), đã được chứng minh là đóng vai trò quan trọng trong việc gây ra bệnh của A.
TTSS như là những chiếc máy chuyên tiết ra các protein độc rồi đưa trực tiếp vào tế bào vật chủ. Các yếu tố này làm phá vỡ tế bào chức năng của vật chủ theo cách có lợi cho sự xâm nhập của chúng. Trái ngược với cách tiết một cách bình thường thì hệ thống TTSS được kích hoạt khi tác nhân gây bệnh tiếp xúc với tế bào vật chủ. Độc tố ADP- ribosylation được tiết ra bởi một số vi khuẩn gây bệnh rồi di chuyển qua TTSS và đưa vào tế bào vật chủ dẫn đến sự gián đoạn của NK- kB, phá hoại các tế bào chủ chốt, gây hại cho cytoskeletal và apoptosis (Gado và cs.
9 Do cấu trúc và đặc tính của vi khuẩn này phức tạp, khi cùng tồn tại với vi sinh vật nào đó hoặc khi xâm nhập vào tế bào vi sinh vật, vi khuẩn này sẽ gây hại cho vi sinh vật ấy. Khi vào cơ thể vật chủ, đầu tiên nó sẽ đi qua các mạch máu đến cơ quan đích đã xác định trước, như thận, tim, ruột, gan…rồi tiết độc tố aerolysin Cytotoxic enterrotoxin(ATC) có khả năng gây bệnh cho vật chủ. Aerolysin là một chất độc có khả năng gây hư hại tế bào. Vì vậy chúng được coi là tác nhân gây bệnh cơ hội, nghĩa là chúng chỉ lây nhiễm với những phản ứng miễn dịch bị suy yếu (Mishra và cs.
Yếu tố độc tố và gen gây bệnh Phát hiện các yếu tố độc tố là một phần quan trọng trong việc phát hiện khả năng sinh bệnh của vi khuẩn A.