VAI TRÒ gây BỆNH của e COLI

VAI TRÒ GÂY BỆNH VÀ MỘT SỐ KHÁNG NGUYÊN
CHỦ YẾU CỦA VI KHUẨN E.COLI
I. ĐẶT VẤN ĐỀ

Tiêu chảy là bệnh truyền nhiễm phổ biến nhất gây chết ở lợn con trướ và sau cai sữa.
Bergeland (1980) đã thông báo rằng vi khuẩn E.coli được coi là tác nhân gây bệnh trong
48,0% trường hợp tiêu chảy ở lợn sơ sinh được xét nghiệm tại phịng thí nghiệm chẩn đốn ở
Mỹ. Tần xuất này là gấp đôi một căn bệnh khác tiếp sau được chẩn đoán là Isosporasuis.
Bệnh đường ruột do E.coli gây ra vì thế là một bệnh truyền nhiễm quan trọng ở lợn. Vi
khuẩn gây bệnh được Theobald Escherich mô tả lần đầu tiên vào năm 1885, mặc dù khi đó
ơng chưa coi vi khuẩn này có thể gây bệnh. Cho tới nhiều năm sau khi vi khuẩn được đặt tên
cho người mơ tả đầu tiên thì nó mới được gắn với việc gây bệnh ở lợn. Bệnh đường ruột do
E.coli gây ra có ở các vùng ni lợn trên thế giới và có tên khác như bệnh phân trắng, tiêu

chảy ở lợn sơ sinh, tiêu chảy lợn con và tiêu chảy dạng coli. Bệnh đường ruột do E.coli gây
ra thường điển hình ở lợn trước khi cai sữa và bệnh ít gặp hơn ở lợn vừa sau cai sữa.
Có ít nhất khoảng 160 kháng nguyên O khác nhau, nhưng chỉ một số ít
các kháng ngun này có tầm quan trọng gây bệnh cho lợn. Tần xuất bệnh
xảy ra liên quan đến các type huyết thanh O đặc hiệu tìm thấy ở lợn có xu
hướng thay đổi dần theo thời gian, vì thế giai đoạn những năm 1950 và 1960
kháng nguyên O8 nằm trong số phổ biến nhất thì nay rất hiếm, trong khi
kháng nguyên O149 lúc đó hầu như khơng xuất hiện thì hiện nay lại là type
huyết thanh phổ biến, loại này còn gặp nhiều trong những năm đầu thập kỷ
1970, chiếm tỷ lệ khoảng 80-100% trong số các chủng E.coli phân lập được.
Theo Orskov I. và cs. (1977)[42] một số chủng E.coli còn mang kháng
nguyên màng nhầy (Mucus-M).Theo Gyles G.L. (1992)[21] ở Canada những
năm cuối thập kỷ 1970, kháng nguyên O 101; O9 và O20 có tần xuất phân lập
1


cao trong các type huyết thanh phân lập trên lợn con theo mẹ. Người ta cho

rằng có sự biến đổi trong hoạt phổ các type huyết thanh của E.coli xảy ra ở
hầu hết các nước chăn nuôi lợn.
Vi khuẩn E.coli chứa 3 kháng nguyên chính là kháng nguyên thân
(KN-O, kháng nhiệt tới 121oC); kháng nguyên màng (KN-K, bị nhiệt ức chế
ở 121oC) và kháng ngun lơng (KN H). Từ đó E.coli được xếp loại theo
kháng nguyên cấu trúc O, K và H (Kauffman, 1943). Theo Jame P.và cs.
(1998)[23] ngoài ba kháng ngun trên cấu trúc kháng ngun của E.coli
cịn có kháng nguyên Fimbriae (KN-F).
Những hiểu biết về vai trò gây bệnh và các kháng nguyên của vi khuẩn
E.coli trong hội chứng tiêu chảy ở lợn con là rất quan trọng, là cơ sở khoa
học cho các nhà nghiên cứu cơ chế gây bệnh của vi khuẩn, phương pháp
chẩn đoán, chế tạo vaccine phòng bệnh và xác định kháng sinh điều trị cho
hiệu quả cao.
II. VAI TRÒ GÂY BỆNH CỦA VI KHUẨN E.COLI TRONG HỘI CHỨNG TIÊU
CHẢY Ở LỢN

2.1. Vi khuẩn Escherichia coli (E.coli)
Trực khuẩn ruột già Escherichia coli, trước đây cịn có tên là
Bacterium coli commune, Bacillus coli communis do Escherich phân lập
năm 1885 từ phân trẻ em. Vi khuẩn E.coli thường thấy ở đường tiêu hóa của
động vật bình thường sau khi sinh từ 2-4 giờ.
Những chủng E.coli phổ thông về mặt huyết thanh học được chia
thành một số type. Trong đó, một số type đóng vai trị quan trọng trong việc
gây ra một số bệnh ở động vật và người. Việc phân chia vi khuẩn E.coli
thành các type được căn cứ vào cấu trúc kháng nguyên.

2


Kháng nguyên H không quyết định yếu tố độc lực, khơng có vai trị

bám dính, nhưng có tác dụng bảo vệ vi khuẩn đường ruột tránh sự tiêu diệt
của đại thực bào, giúp vi khuẩn sống và nhân lên trong tế bào gan, thận và
ngay cả trong đại thực bào.
Bình thường, E. coli là vi khuẩn cộng sinh, thường trực trong đường
ruột gia súc, gia cầm và người. E. coli là trực khuẩn thuộc họ
Enterobacteriaceae, là vi khuẩn bắt màu Gram âm, hai đầu trịn, kích thước
từ 2 - 3 x 0,6µ, có lơng ở xung quanh nên vi khuẩn có khả năng di động. Vi
khuẩn E. coli khơng hình thành nha bào nên sức đề kháng yếu, dễ bị diệt ở
nhiệt độ 550C trong vòng 1 giờ, ở 60 0C sống được 15 - 30 phút. Các chất sát
trùng như acid phenic, clorua thủy ngân (HgCl 2), formol có thể diệt E. coli
trong vòng 5 phút, nhưng vi khuẩn đề kháng mạnh với sự sấy khô (Lê Văn
Tạo, 2006)[6].
* Đặc tính ni cấy:
Theo Nguyễn Quang Tun (2008)[10] vi khuẩn E. coli là trực khuẩn
hiếu khí và yếm khí tùy tiện, có thể sinh trưởng ở nhiệt độ 15 - 24 0C và nhiệt
độ thích hợp là 370C, pH thích hợp là 7,4. Vi khuẩn dễ dàng phát triển trên
các môi trường nuôi cấy thông thường như:
- Môi trường nước thịt phát triển tốt, mơi trường rất đục, có cặn lắng
xuống đáy màu tro nhạt, đơi khi hình thành màu xám nhạt. Canh trùng mùi
phân hôi thối.
- Môi trường thạch thường ở 370C sau 24 giờ hình thành những khuẩn
lạc hình trịn ướt, màu tro trắng nhạt, hơi lồi, đường kính 2 - 3mm. Để lâu
khuẩn lạc phát triển rộng ra và có thể quan sát thấy cả những khuẩn lạc dạng
R (Rough) và M (Mooth).

3


- Trên thạch máu sau 24 giờ các khuẩn lạc phân lập được có màu xám,
đường kính 1-2 mm phụ thuộc vào chủng và type huyết thanh, một số type

huyết thanh có khuẩn lạc nhầy.
- Ngồi ra, khi ni cấy trên mơi trường Endo hình thành khuẩn lạc
màu đỏ; mơi trường EMB (Eosin Methyl Blue) hình thành khuẩn lạc màu tím
đen và chất men điển hình lactose tạo ra khuẩn lạc màu hồng sáng trên thạch
Macconkey.
* Đặc tính sinh hóa:
Theo Nguyễn Như Thanh và cs (2001)[7] vi khuẩn E. coli lên men
sinh hơi các loại đường fructoza, glucoza, levuloza, galactoza, xyloza,
ramnoza, manitol, mannit, lactoza. Trừ andonit và inozit, E. coli khơng lên
men, trong khi đó Klebsiella lại lên men các loại đường này. Hầu hêt các E.
coli đều lên men đường lactoza nhanh và sinh hơi, đó là một đặc điểm quan
trọng, dựa vào đó để phân biệt E. coli và Salmonella. Vi khuẩn E. coli không
lên men dextrin, amidin, glycogen, xenlobioza.
Theo Nguyễn Quang Tuyên (2008) [10] vi khuẩn E. coli cịn cịn một
số đặc tính sinh hóa như làm sữa đông sau 24 - 37 giờ ở 37 0C; sinh indol,
phản ứng dương tính với đỏ methyl, âm tính với Voges- Proskauer, H 2S và
hoàn nguyên nitrat thành nitrit.
2.2. Đặc tính gây bệnh của vi khuẩn E. coli
2.2.1. Cơ chế gây bệnh của vi khuẩn E.coli
Để có thể gây bệnh, trước hết vi khuẩn E.coli phải bám dính vào tế
bào nhung mao ruột bằng các yếu tố bám dính như kháng nguyên F, sau đó
nhờ các yếu tố xâm nhập (Invasion), vi khuẩn sx xâm nhập vào té bào biểu
mơ của thành ruột. Ở đó, vi khuẩn sẽ phát triển, nhân lên và phá hủy lớp tế
bào biểu mô gây viêm ruột, đồng thời sản sinh độc tố đường ruột
Enterotoxin. Độc tố đường ruột tác động vào quá trình trao đổi muối, nước
4


và làm rối loạn chu trình này. Nước từ cơ thể tập trung vào lòng ruột làm
căng ruột, cùng với khí là sản phẩm lên men ở ruột gây nên một tác dụng cơ

học làm nhu động ruột tăng, đẩy nước và chất chứa ra ngoài gây nên hiện
tượng tiêu chảy. Sau khi đã phát triển ở thành ruột, vi khuẩn đến hệ lâm ba
và đến hệ tuần hoàn gây nhiễm trùng máu. Ở trong máu, vi khuẩn chống lại
hiện tượn thực bào gây dung huyết và làm cho cơ thể thieus máu. Từ hệ tuàn
hoàn vi khuẩn đến các cơ quan, tổ chức và lại phát triển nhân lên lần thứ hai,
phá hủy tế bào tổ chức, gây viêm và sản sinh độc tố gồm Enterotoxin và
Verotoxin. Các độc tó này phá hủy tế bào tổ chức gây hiện tượng tụ huyết và
xuất huyết.
2.2.2. Các yếu tố gây bệnh của vi khuẩn E.coli
Nghiên cứu về một số yếu tố gây bệnh của vi khuẩn E. coli, Đỗ Ngọc
Thúy và cs (2007)[8] cho biết sự có mặt của các gen quy định độc lực cũng
như tổ hợp của các gen khác nhau trên cùng một chủng vi khuẩn E. coli
phân lập được từ lợn con sau cai sữa bị tiêu chảy tại tỉnh Phú Thọ đã được
khảo sát bằng các phản ứng multiplex PCR. Kết quả cho thấy trong số 69/74
chủng (chiếm 93,2%) có sản sinh ít nhất một loại độc tố hoặc yếu tố bám
dính, có tới 39 chủng (56,5%) mang cả 2 loại độc tố enterotoxin và
verotoxin, 36 chủng (52,2%) khơng mang kháng ngun bám dính và 33
chủng (47,8%) có mang kháng ngun bám dính F4 hoặc F18. Các chủng có
độc lực được phân loại thành 7 nhóm tổ hợp các yếu tố gây bệnh, trong đó tổ
hợp Sta/LT/VT2e/F18 là phổ biến nhất.
Vi khuẩn E. coli có khả năng gây bệnh đường ruột do một số yếu tố đã
được ghi nhận đó là khả năng bám dính vào tế bào biểu mô, khả năng xâm
nhập, khả năng dung huyết, khả năng tạo Colicin, khả năng sản sinh độc tố
đường ruột và khả năng kháng kháng sinh. Ngoài các yếu tố trên của vi

5


khuẩn, hội chứng tiêu chảy ở lợn cịn có một yếu tố quan trọng khác là vai
trò của nhiệt độ mơi trường.

* Yếu tố bám dính của vi khuẩn E.coli:
Khả năng bám dính của vi khuẩn là yếu tố gây bệnh vô cùng quan
trọng để thực hiện bước đầu tiên của q trình gây bệnh đường ruột. Đó là
một q trình liên kết vững chắc giữa bề mặt tế bào vi khuẩn và tế bào vật
chủ (Jones và cs, 1977)[24]. Hiện tượng bám dính của vi khuẩn lên bề mặt tế
bào vừa mang tính chất hóa học, vừa mang tính chất sinh học và được thực
hiện theo 3 bước sau:
Bước 1: Vi khuẩn liên kết từng phần với bề mặt tế bào, thực hiện q
trình này địi hỏi vi khuẩn phải có khả năng di động (Jones và cs, 1983)[25].
Sự liên kết này sẽ tăng lên khi bề mặt vi khuẩn có các ion hóa học hoạt động
mạnh, nhờ có ion hóa học này vi khuẩn mới được giữ lại trong lớp dịch nhầy
của niêm mạc ruột.
Bước 2: Đây là q trình hấp thụ, nó phụ thuộc vào đặc tính bề mặt
của vi khuẩn và tế bào mà vi khuẩn bám dính. Q trình này thực hiện theo
hướng thuận nghịch dưới sự tác động của những lực lượng hỗ trợ khác nhau
(Freter và cs, 1981)[18]. Việc chuyển động thẳng tiến của vi khuẩn cũng có
thể giúp vi khuẩn cố định và bám chắc trên bề mặt tế bào tham gia vào sự
hấp thụ của q trình bám dính.
Bước 3: Là quá trình tác động tương tác giữa yếu tố bám dính của vi
khuẩn với các điểm tiếp nhận trên bề mặt tế bào. Yếu tố bám dính của vi
khuẩn có thể tác dụng liên kết với điểm tiếp nhận trên bề mặt tế bào như
màng Glycoprotein của tế bào niêm mạc ruột non, tế bào nhung mao, tế bào
biểu mô, các vi tế bào trên bề mặt nhung mao (Jones và cs, 1977)[24].
Ở nhiều vi khuẩn Gram âm nói chung và vi khuẩn E. coli nói riêng,
ngồi lơng ra, cịn có những bộ phận khác hình sợi gọi là pili. Pili hay
6


fimbriae có bản chất là protein bao phủ trên tồn bộ bề mặt tế bào vi khuẩn.
Dưới kính hiển vi điện tử, chúng có hình ảnh giống 1 chiếc áo lông bao bọc

xung quanh vi khuẩn. Pili vi khuẩn đường ruột khác lơng ở chỗ cứng hơn,
khơng lượn sóng và không liên quan đến chuyển động của vi khuẩn. Trước
đây, kháng nguyên bám dính được ký hiệu là K (K88, K99), nay đổi là F
(K88 = F4; K99 = F5, 987P = F6). Một số kháng nguyên bám dính chính
thường gặp ở các chủng E. coli phân lập từ gia súc bị tiêu chảy bao gồm F4,
F5, F6, F18 và F41. Riêng đối với giống E. coli phân lập từ lợn thì kháng
ngun fimbriae F4 đóng vai trị quan trọng nhất trong việc bám dính
(Orskov và cs, 1984) [43]. Mỗi loại kháng ngun bám dính có các cấu trúc
quyết định kháng nguyên tương xứng, phù hợp với cấu trúc điểm tiếp nhận
trên bề mặt tế bào biểu mô nhung mao ruột non của từng loài động vật hoặc
từng lứa tuổi.
Về khả năng bám dính, theo Lê Văn Tạo (2006)[6] với các yếu tố gây
bệnh có được, trước hết, vi khuẩn bám dính vào tế bào nhung mao ruột non
bằng kháng ngun bám dính F4 (K88). Sau đó, vi khuẩn xâm nhập và cư
trú ở thành ruột non, phát triển nhân lên, sản sinh ra độc tố đường ruột.
Phạm Thế Sơn và cs (2008) [5] khi nghiên cứu về đặc tính của vi
khuẩn E. coli, Salmonella, Cl. perfringens gây bệnh lợn con tiêu chảy ở
Hưng Yên và Hà Nội đã có kết luận số chủng E. coli mang kháng nguyên
bám dính F4 (K88) là 78%, F5 (K99) là 22%. Số chủng mang F4 ở Hưng
Yên là 80%, Hà Nội là 76%.
Đỗ Ngọc Thúy và cs (2008) [9] cho biết một số yếu tố gây bệnh cơ
bản của các chủng vi khuẩn E. coli phân lập từ lợn con bị tiêu chảy (1 - 45
ngày) nuôi tại Hưng Yên đã được khảo sát bằng các phản ứng multiplex
PCR. Kết quả cho thấy 3 loại độc tố là STa, STb, LT và 2 loại yếu tố bám

7


dính là F4 và F18 đã được phát hiện trong số 46 chủng vi khuẩn E.coli phân
lập được từ các lợn trước và sau cai sữa bị tiêu chảy.

Đặng Xuân Bình và cs (2008)[1] khi nghiên cứu đặc tính sinh học của
vi khuẩn E.coli trong bệnh phân trắng lợn con tại một số tỉnh phía Bắc cho
thấy đã phát hiện được các chủng E.coli mang yếu tố bám dính F4 chiếm tỷ
lệ 7,8%; yếu tố bám dính F5 chiếm 15,6%; yếu tố bám dính F6 chiếm 23,4%
và F18 chiếm 4,6%.
* Yếu tố xâm nhập của vi khuẩn E.coli:
Sau khi bám dính, vi khuẩn sẽ thực hiện q trình xâm nhập vào sâu
bên trong các lớp tế bào. Tại đây, vi khuẩn E.coli nhân lên với tốc độ lớn
đồng thời sản sinh ra độc tố đường ruột, gây phản ứng niêm mạc và đầu độc
cơ thể.
Theo Giannella và cs (1976)[19] khả năng xâm nhập của vi khuẩn là
một khái niệm dùng để chỉ q trình mà nhờ đó vi khuẩn đường ruột qua
được hàng rào bảo vệ của lớp mucosa trên bề mặt niêm mạc để xâm nhập
vào tế bào biểu mô (Epithel), đồng thời sản sinh và phát triển trong lớp tế
bào này. Trong khi đó, những vi khuẩn khác khơng có khả năng xâm nhập,
khơng thể qua được hàng rào bảo vệ của lớp mucosa hoặc khi qua được lớp
hàng rào này sẽ bị bắt bởi tế bào đại thực bào của tổ chức hạ niêm mạc.
* Yếu tố dung huyết của vi khuẩn E.coli:
Dung huyết là một trong những yếu tố quan trọng để E.coli gây tiêu
chảy. Đó là do các chủng E.coli có khả năng sản sinh ra men Haemolyzin
để phá hủy hồng cầu của vật chủ, giải phóng Fe +++ dùng cho q trình phát
triển.
Theo Smith và cs (1976)[50] có 4 kiểu dung huyết của E.coli nhưng
quan trọng nhất là kiểu α và β. Trong đó, kiểu β gắn với tế bào vi khuẩn, do
vậy mà khơng có tác dụng độc lực.
8


Kiểu α hình thành là do một protein thẩm thấu qua lọc, không được
gắn với tế bào vi khuẩn, được giải phóng vào mơi trường ni cấy ở pha

logarit trong chu trình phát triển vi khuẩn và được coi là yếu tố độc lực của
vi khuẩn.
Vũ Bình Minh và cs (1999)[3] khi phân lập vi khuẩn E.coli và
Salmonella ở lợn mắc tiêu chảy đã kết luận với 70 mẫu bệnh phẩm lợn mắc
bệnh tiêu chảy lứa tuổi từ 35 ngày đến 4 tháng tuổi nuôi tại các địa điểm
khác nhau vùng lân cận Hà Nội, đã phân lập được 60 chủng E.coli (chiếm
85,71%), trong đó có 42 chủng E.coli gây dung huyết (chiếm 70%) và 56
chủng Salmonella (chiếm 80%).
Trương Quang và cs (2007)[4] khi nghiên cứu vai trò của E.coli trong
hội chứng tiêu chảy ở lợn cho biết tỷ lệ chủng E.coli phân lập từ lợn bị tiêu
chảy có độc lực mạnh và các yếu tố gây bệnh cao hơn rất nhiều so với lợn
không bị tiêu chảy, cụ thể là: yếu tố bám dính 93,33% so với 33,33%; khả
năng gây dung huyết 53,33% so với 25,92%.
* Khả năng tạo Colicin của vi khuẩn E.coli:
Theo Smith và cs (1976)[50] để tạo thuận lợi cho quá trình phát triển
của mình trong quá trình tồn tại và phát triển và trở thành vi khuẩn chiếm ưu
thế trong đường ruột cùng với nhiều loại vi khuẩn khác như Salmonella,
Staphylococcus proteus, họ Clostridium, Vibriochorea. Vi khuẩn E.coli
thường sản sinh ra một loại chất kháng khuẩn có khả năng hạn chế hoặc tiêu
diệt các loại vi khuẩn khác gọi là ColV (Colicin V). Vì vậy, yếu tố này cũng
được coi là yếu tố độc lực của vi khuẩn E.coli gây bệnh.
Khả năng sản sinh ColV của E.coli được di truyền bằng Plasmid,
ColV Plasmid đã được tìm thấy khơng chỉ ở vi khuẩn E.coli gây bệnh mà
cịn tìm thấy ở các loại vi khuẩn đường ruột gây bệnh khác. Nhiều tác giả
cho rằng ColV là một kháng sinh có hiệu quả, có thể tác dụng với tất cả các
9


loại vi khuẩn đường ruột, trừ vi khuẩn sinh ra nó và hy vọng trong thời gian
tới ColV được sử dụng rộng rãi như một loại kháng sinh để ức chế hay tiêu

diệt các loại vi khuẩn đường ruột khác.
* Độc tố của vi khuẩn E.coli:
Sản sinh độc tố là một đặc điểm gây bệnh của E.coli. Độc tố sản sinh
ra bao gồm: độc tố đường ruột (Enterotoxin), độc tố tế bào (Verotoxin) và
độc tố thần kinh (Neurotoxin). Độc tố đường ruột tác động vào chu trình
adenylat làm thay đổi quy trình trao đổi muối - nước ở ruột gây tiêu chảy.
Độc tố tế bào phá hủy tế bào, tăng tính thẩm thấu thành mạch, tạo bệnh tích
ở các tổ chức, cơ quan và gây thẩm dịch mô bào. Độc tố thần kinh phá hủy
tế bào thần kinh gây những triệu chứng thần kinh (Lê Văn Tạo, 2006)[6].
+ Độc tố đường ruột - Enterotoxin:
Fairbrother và cs (1992)[15] cho biết độc tố đường ruột do E.coli tạo
ra (ETEC) gây tiêu chảy trầm trọng cho lợn sơ sinh từ 1 - 4 ngày tuổi. E.coli
xâm nhập vào tế bào biểu mô ruột bằng 1 hay nhiều yếu tố bám dính F4
(K88), F5 (K99), F6 (987P) và F41 rồi xâm nhập vào thành ruột. Tại đó chúng
sản sinh ra độc tố đường ruột gồm 2 loại:
- Độc tố chịu nhiệt (Heat Stable Toxin = ST): Độc tố này chịu được
nhiệt đọ 1000C trong 15 phút. Độc tố ST chia thành 2 nhóm STa và STb dựa
trên đặc tính sinh học và khả năng hịa tan trong Methanol.
STa là một protein khơng có tính kháng ngun, có phân tử lượng gần
2000 Dalton, STa kích thích sản sinh ra cGMP mức cao trong tế bào, ngăn
trở hệ thống chuyển Na+ và Cl-, làm giảm khả năng hấp thu chất điện giải và
nước ở ruột. STa thường thấy ở ETEC gây bệnh ở lợn dưới 2 tuần tuổi và ít
thấy ở lợn lớn.
STb là một protein có tính kháng ngun yếu, có phân tử lượng gần
5000 Dalton, STb kích thích vịng Nucleotit phân tiết dịch độc lập ở ruột,
10


phương thức tác dụng của nó chưa được hiểu rõ. STb hoạt động ở ruột non
lợn nhưng không hoạt động ở ruột non chuột, bê và bị vô hoạt bởi Trypsin.

STb tìm thấy ở 75% các chủng vi khuẩn E.coli phân lập từ lợn con, 33%
phân lập từ lợn lớn.
- Độc tố không chịu nhiệt (Heat Labile Toxin = LT): Độc tố này bị vô
hoạt ở nhiệt độ 60oC trong vịng 15 phút. LT là độc tố phức tạp có phân tử
lượng cao, gồm 5 nhóm, trong đó nhóm B có thể gắn với thụ thể trên bề mặt
tế bào biểu mơ, cịn nhóm A có hoạt tính sinh học cao. Nhóm A kích thích
sản sinh cAMP ở mức cao trong tế bào, dẫn đến tăng tiết Cl -, Na+, HCO3- và
nước vào trong ruột. Sự tiết nước quá mức sẽ dẫn đến sự mất nước và rối
loạn trao đổi chất, có thể dẫn đến chết gia súc.
LT cũng có 2 nhóm là LT1 và LT2, chỉ có LT1 mới bị trung hòa bởi
Anticholerae toxin. LT được sinh ra bởi các chủng E.coli ở lợn thuộc nhóm
phụ LT1. LT2 sinh ra bởi ETEC phân lập từ lợn và người. LT là một trong
những yếu tố quan trọng gây triệu chứng tiêu chảy.
+ Độc tố tế bào - Verotoxin:
Clarke và cs (1988)[12] cho thấy độc tố tế bào có dạng ức chế tổng
hợp protein của tế bào Hela và làm teo tế bào; có dạng dung giải các khơng
bào nội bào, làm chết tế bào Vera, tế bào Hela và tế bào CHO (Chinese
Hansten Ovary Cell).
Theo Gyles (1992)[21] đầu tiên người ta nhận thấy E.coli chủng
O157: H7 (gây bệnh cho người) sản sinh một loại độc tố gọi là Verotoxin,
sau này Verotoxin được gọi là Shiga-like toxin (SLT) do chúng giống như
độc tố Shiga cả về cấu trúc khơng gian, trình tự axit amin và phương thức
tác động. Cả hai nhóm SLTI và SLTII đều có cấu trúc A-B protein, trong đó
tiểu phần A ức chế q trình sinh tổng hợp protein của tế bào. Nhóm SLT có
hai tác dụng: độc tố đường ruột và độc tố tế bào, SLT sản sinh ở ruột, được
11


hấp thụ vào máu, theo máu đến tác động lên những tế bào ở các bộ phận
khác. Các chủng E.coli thuộc nhóm Verotoxin genic E.coli gây các chứng

tiêu chảy, bại huyết, hội chứng đi tiểu ra máu, bệnh phù đầu ở lợn con.
+ Enteropathrogenic E. coli (EPEC):
Các chủng E.coli thuộc nhóm EPEC khơng sản xuất các loại độc tố
phổ biến như trên, tuy nhiên các chủng E.coli thuộc nhóm này có khả năng
gây tổn thương đặc trưng gọi là attaching/effacing. Các chủng EPEC bám
trên niêm mạc ruột thông qua protein bề mặt là intimin (Ngeleka và cs,
2003)[37].
+ Enteroaggregative E. coli (EaggEC):
Các chủng E.coli thuộc nhóm EaggEC có khả năng sản xuất độc tố
EAST1, cũng là loại độc tố chịu nhiệt nhưng có trình tự chuỗi axit amin và
đặc tính miễn dịch khác với độc tố Sta. Độc tố EAST1 là protein gồm 38
axit amin. Độc tố này cũng đóng vai trị quan trọng trong q trình gây bệnh
ở lợn (Ngeleka và cs, 2003)[37].
* Khả năng kháng kháng sinh của vi khuẩn E.coli:
Trong chăn nuôi lợn thường trộn kháng sinh vào thức ăn với liều thấp
để đề phòng bệnh đường ruột và kích thích sinh trưởng. Bên cạnh đó việc
lạm dụng kháng sinh trong điều trị bệnh đã làm cho sự kháng kháng sinh của
vi khuẩn ngày một tăng lên. Do đó, hiệu quả điều trị bệnh giảm đi rất nhiều,
thậm chí nhiều loại kháng sinh đã bị vơ hiệu hóa đối với vi khuẩn.
Theo Falkow và cs (1987)[16] khả năng kháng kháng sinh của vi
khuẩn nói chung và vi khuẩn E. coli nói riêng tăng nhanh, lan rộng là do gen
sản sinh yếu tố kháng kháng sinh nằm trong Plasmid R. Plasmid này có thể
di truyền dọc và di truyền ngang cho tất cả các quần thể vi khuẩn thích hợp.
Khi nghiên cứu về khả năng kháng thuốc của vi khuẩn E.coli, Phạm
Khắc Hiếu (1999)[2] cho biết đã tìm thấy chủng E. coli kháng lại 11 loại
12


kháng sinh, đồng thời chứng minh khả năng di truyền tính kháng thuốc của
vi khuẩn E.coli và Salmonella qua Plasmid và E.coli phân lập từ lợn con ỉa

phân trắng tỷ lệ kháng Sulphonamid lên tới 89,97%.
2.2.3. Nhiệt độ môi trường:
Sarmiento (1983) đã cho thấy lợn con nuôi ở nhiệt độ dưới 25 oC thì
nhu động ruột giảm đi nhiều, thậm chí bị ngưng trệ. Do việc ngưng q trình
rửa trơi bình thường trong đường tiêu hóa nên đa số vi khuẩn ở đường ruột
làm chậm việc truyền các kháng thể bảo vệ trong sữa ở ruột non. Ở điều kiện
như vậy thì đa số vi khuẩn E.coli trong đường tiêu hóa phát triển mạnh, tăng
số lượng và sản sinh độc tố nên lợn con mắc bệnh tiêu chảy nặng hơn so với
lợn nuôi ở nhiệt độ trên 30oC.
2.2.4. Dịch tễ học:
Khi bệnh xảy ra ở lợn con, sự lây lan của vi khuẩn E.coli phụ thuộc
vào liều gây nhiễm và sức đề kháng của lợn con chống lại bệnh. Ở mức độ
nhất định cả hai điều kiện này đều bị ảnh hưởng từ lợn nái và sự quản lý
nuôi dưỡng lợn mẹ. Các yếu tố ảnh hưởng tới sức kháng bệnh ở lợn nái và
sự lưu tồn bệnh ở trại chăn ni cịn chưa được hiểu rõ. Người ta cho rằng
hầu hết trong cơ thể lợn nái mang một số vi khuẩn E.coli có khả năng gây
bệnh.
Sự nhiễm bệnh là do sự có mặt vi khuẩn E.coli gây bệnh trên đường
ruột của lợn con do xâm nhập của vi khuẩn qua đường miệng hay dây rốn.
Để gây bệnh thực nghiệm cần có số lượng lớn vi khuẩn E.coli có khả năng
gây bệnh đường ruột (107-1011 vi khuẩn). Người ta cho rằng số lượng lớn vi
khuẩn E.coli như vậy là do chúng xâm nhập từ ngồi mơi trường ngoại cảnh
vào cơ thể lợn hơn là khả năng chúng sinh sản trong đường ruột sau khi xâm
13


nhập vào. Lợn con nhiễm bệnh sau khi đẻ do môi trường bị ô nhiễm vi
khuẩn từ lợn mẹ hoặc từ phân lưu tồn ở khu vực chuồng trại không được vệ
sinh tẩy uế thường xuyên. Tuy nhiên, bệnh tiêu chảy cũng thường xảy ra
ngay ở nơi duy trì các tiêu chuẩn vệ sinh nghiêm ngặt.

Trong điều kiện bình thường bệnh tiêu chảy ở lợn không lan truyền
nhanh. Bệnh thường xảy ra ở chuồng nuôi lợn nái, tăng dần lên đến mức tối
đa rồi lại giảm dần xuống và thường lưu tồn ở mức chấp nhận. Đôi khi, bệnh
xảy ra rất nặng trong các đàn nuôi ở chuồng mới, do lợn thiếu khả năng
miễn dịch đối với một số type vi khuẩn E.coli có khả năng gây bệnh.
III. MỘT SỐ KHÁNG NGUYÊN CHỦ YẾU CỦA VI KHUẨN E.COLI

3.1. Kháng nguyên thân (O)
Kháng nguyên O được xác định có mặt trên tất cả các chủng vi khuẩn
đường ruột dạng S. Kháng nguyên này nằm trên lớp lipopolysaccharide của
thành tế bào trực khuẩn gram âm, có bản chất là polysaccharide, bền với
nhiệt và khơng bị biến tính ở nhiệt độ 100 0C. Đây là kháng nguyên gây đáp
ứng miễn dịch trên vật chủ, tạo phản ứng ngưng kết và ngưng kết tố.
Kaufmann F.,1944)[26] bằng phương pháp huyết thanh học đã định
type vi khuẩn E.coli theo các nhóm huyết thanh O và đến năm 1944, ông đã
đưa ra hệ thống phân loại 20 nhóm E.coli dựa trên huyết thanh O đầu tiên.
Năm 1945, Knipschildt H. E.[30] đã bổ sung thêm 5 nhóm huyết thanh O
của vi khuẩn E.coli.
Lớp Lipopolysaccharides (LPS) của thành tế bào vi khuẩn gram âm
được chia thành 3 vùng, bao gồm: (a) lipid A được cấu tạo bởi axit
hydroxymyristic, glucosamine và acid béo giúp LPS được neo giữ vào màng
ngoài của vi khuẩn bằng các liên kết đồng hoá trị đồng thời đóng vai trị nội
độc tố của vi khuẩn (Luderitz O. và cs.,1973)[32]; (b) nhân oligosaccharide

14


có cấu tạo từ các loại đường hoặc các gốc đường và gắn với vùng lipid A bởi
acid 2-keto-3-deoxymannulosoctonic (KDO) và (c) vùng biến đổi, có bản
chất là polysaccharide đặc trưng cho từng chủng vi khuẩn, mang tính đặc

hiệu cho kháng nguyên O, vùng này bao gồm từ 10-30 phân tử
oligosaccharide kết hợp lặp lại và tạo nên 3-6 gốc đường. Chính nhờ khả
năng tái tổ hợp ngẫu nhiên và số lượng các gốc đường trong cấu trúc kháng
nguyên O đã tạo nên tính đa dạng của loại kháng nguyên này, bên cạnh đó,
sự có mặt của các gốc O-acetyl hoặc các acid min là yếu tố làm kéo dài
chuỗi polysaccharide.
Năm 1977, Orskov I. và cộng sự [42] đã thống kê được 164 type kháng
nguyên O. Và từ đó đến nay, đã có 187 type huyết thanh O của vi khuẩn này
được đưa vào hệ thống phân loại.
Để phát hiện kháng nguyên O, người ta dùng phương pháp ngưng kết
huyết thanh với kháng thể đặc hiệu tương ứng, một số chủng vi khuẩn có
giáp mơ bền nhiệt thì phản ứng ngưng kết chỉ xảy ra khi vi khuẩn được xử lý
ở nhiệt độ tiệt trùng (1210C/2 giờ). Tuy nhiên, giữa các kháng nguyên O của
E.coli với kháng nguyên O của các chủng vi khuẩn đường ruột khác như
Salmonella, Shigella, Klebsiella, Vibrio cholera… thậm chí giữa các nhóm
hoặc các type kháng nguyên O trong cùng loài E.coli cũng thường xuất hiện
phản ứng chéo (Frantzen A.,1950[17], Kauffmann F.,1954[28], Edwards
P.R.,và cs.,1972[14], Orskov I.,1977[42]). Bên cạnh đó, một số chủng E.coli
lại có khả năng biến dị khuẩn lạc từ dạng S sang dạng R do đột biến của một
hoặc vài gen quy định tổng hợp và trùng hợp kháng nguyên O. Vì vậy, các
chủng vi khuẩn đột biến đó sẽ mất khả năng tổng hợp kháng nguyên này,
nên việc phát hiện kháng nguyên O bằng kháng thể đặc hiệu không cho kết
quả mong muốn (Orskov I., 1977)[42]. Hiện nay người ta có thể sử dụng các
phương pháp miễn dịch học như Western blot (Walter J.H. và cs.,1995)
15


[51], ELISA (Gleeson M. và cs.,1998)[20] hoặc sinh học phân tử như
PCR (Chitrita D. và cs.,2005)[11] để phát hiện kháng nguyên O của vi
khuẩn E. coli.

Gen mã hoá kháng nguyên O gồm có: (a) gen wzx (orf4) mã hố
enzyme gắn các tiểu phần kháng nguyên và (b) wzy (orf2) mã hoá enzyme
trùng hợp kháng nguyên O. Hầu hết các kháng nguyên này đều được tổng
hợp bởi hệ thống gen phụ thuộc wzx, hệ thống này cho phép tổng hợp các
tiểu phần O trên màng trong của màng nguyên sinh chất tế bào vi khuẩn, sau
đó các tiểu phần này được chuyển qua màng bằng các emzyme phụ thuộc
gen wzx để tham gia quá trình trùng hợp tạo kháng nguyên O được quy định
bởi gen wzy (Reeves R.,1994)[47].
Kháng nguyên O là thành phần gây đáp ứng miễn dịch đối với vật
chủ của các chủng vi khuẩn đường tiêu hoá. Người ta có thể tách chiết
kháng nguyên O của vi khuẩn E.coli bằng các loại dung môi (Kiyoshi
Suzki và cs., 1971)[29] hoặc bằng phương pháp tái tổ hợp gen (Lu Feng
và cs.,2004)[33] để sản xuất vaccine phòng bệnh hoặc gây miễn dịch để
chế kháng huyết thanh.
3.2. Kháng nguyên lông (H)
Kháng nguyên lông có bản chất protein và định vị trên lơng của vi
khuẩn, nên kháng ngun này chỉ có ở các lồi vi khuẩn có cấu trúc lơng
hoặc tiên mao. Lơng của vi khuẩn có cấu tạo từ protein roi, có cấu trúc là
một ống rỗng xoắn hoặc uốn cong, nằm bên ngoài thành tế bào, chiều dày
của thành ống là 20 nm, ống này được gắn với thành tế bào bằng các phân tử
protein vòng. Ở vi khuẩn gram dương, protein vịng hình thành hai cấu trúc
vịng nhẫn, một gắn với màng peptidoglycan và một gắn với màng nguyên
sinh chất. Còn ở vi khuẩn gram âm, có tới 4 cấu trúc vịng nhẫn để giúp lơng
gắn chặt và tế bào, bao gồm: vòng L liên kết với lớp Lipopolysaccharide,
16


vòng P liên kết với lớp Peptidoglycan, vòng M nằm trên màng nguyên sinh
chất, vòng S gắn trực tiếp vào màng nguyên sinh chất, đầu tận cùng của lông
là một protein mũ.

Số lượng lông của vi khuẩn cũng phụ thuộc vào lồi vi khuẩn. Vi khuẩn
tả Vibrio cholera có có một lơng, trong khi đó E.coli lại có rất nhiều và phân
bố khắp trên bề mặt tế bào. Cấu trúc lông là cấu trúc đặc trưng cho các
chủng vi khuẩn, chính vì sự khác biệt trên cấu trúc bề mặt của lông đã dẫn
đến sự khác biệt về cấu trúc kháng nguyên H. Theo Lawn .M. và cs. (1977)
[3l] các chủng vi khuẩn có cấu trúc lơng giống nhau thì có cấu trúc kháng
ngun H giống nhau. Đây chính là cơ sở để lý giải khả năng gây phản ứng
chéo giữa các kháng nguyên H. Theo Macnab R.M. (1996) các tiểu phần
protein cấu tạo nên kháng nguyên lông của vi khuẩn E.coli được mã hoá bởi
genflic (Macnab R.M.,1996)[34]. Dựa trên hình thái, cấu trúc của tiên mao,
người ta chia vi khuẩn E. coli làm 6 nhóm ký hiệu từ A-F với các đặc điểm
sau:
- Nhóm A: gồm 2 kiểu huyết thanh H4 và H17. Cấu trúc lông mảnh,
xoắn đều trôn ốc, đường kính 19 nm, trọng lượng phân tử 37.000 Dal
(Smith và cs.(1976)[49]
- Nhóm B: gồm 8 kiểu huyết thanh H5, 25, 33, 38, 39, 42, 47 và 52.
Cấu trúc lông dạng sợi mảnh, gồm nhiều tiểu phần liên kết với nhau, đường
kính 20 nm, trọng lượng phân tử 46.000 Da. Theo Lawn M. và cs. (1977)[3l]
các kháng nguyên H5 và H25 có cấu trúc bề mặt tương tự nhau và điển hình
của nhóm, các kiểu huyết thanh cịn lại có sự biến đổi hình thái bề mặt, một
số trường hợp có biểu hiện tương tự nhóm C.
- Nhóm C: gồm 7 kiểu huyết thanh H2, 10, 24, 29, 43, 48 và 53, trong
đó, E.coli K22 có kiểu kháng nguyên H48. Cấu trúc lông dạng R, chứa nhiều
tiểu phần, đường kính 23 nm, trọng lượng phân tử 46.000 Da. Theo Lawn
17


M.và cs. (1977)[31] các kiểu kháng nguyên lông C và D có tính tương đồng
rất cao với vi khuẩn Sal. typhimunum.
- Nhóm D: gồm 5 kiểu huyết thanh H8, 11, 21, 27 và 40. Trong đó H40

tương đối giống với các kiểu huyết thanh thuộc nhóm C. Cấu trúc lơng chứa
nhiều tiểu phần phân cực, xếp theo hình răng cá, đường kính 22 nm, trọng
lượng phân tử 56 Da.
- Nhóm E: gồm 8 kiểu huyết thanh Hl, 7, 12, 23, 34, 45, 49 và 51. Cấu
trúc lơng chứa các vịng xếp đều nhau, khoảng cách l0 nm tạo thành dạng vỏ
xoắn, đường kính 22 nm, trọng lượng phân tử 62.000 Da.
- Nhóm F: gồm 15 kiểu kháng nguyên H 6, 14, 15, 18, 19, 20, 26, 28,
30, 31, 32, 37, 41, 44 và 46. Cấu trúc lơng tương tự nhóm E, tuy nhiên
khoảng cách giữa các vòng xếp là 20 nm, đường kính lơng là 24 nm, trọng
lượng phân tử 56.000 Da.
Mặc dù có tới 65 kiểu huyết thanh H, nhưng theo Ratiner Y.A. (1982)
[46] chúng được quyết định bởi 5 gen định vị trên nhiễm sắc thể là fliC,
(fliC-fliC), flkA, fllA, và flmA, trong đó, gen fliC được xác định là gen đặc
hiệu quy định các kháng nguyên H. Trong số 65 kiểu kháng ngun H thì có
tới 43 chủng mang gen fliC trên nhiễm sắc thể biểu hiện kháng nguyên H.
Do sự tái tổ hợp các phân tử DNA trên gen fliC đã tạo nên các allen mới và
tạo nên sự đa dạng kháng nguyên này của vi khuẩn E.coli cũng như của các
vi khuẩn gram âm khác. Orskov F. và cs.(1984)[43], Ewing W.H. (1986)[13]
đã thống kê được các chủng vi khuẩn E.coli mang kháng nguyên H đã được
xác định là Hl đến H12, H14 đến H21, H23 đến H49, H51 đến H56. Ngồi
ra, cịn có các kiểu kháng nguyên H khác không thuộc 53 kiểu huyết thanh H
đã được xác định. Bên cạnh đó, một số chủng E. coli có thể gồm các subtype
H khác nhau như H7a,b (h7a,7b); H7a,c (H7a,7c); O55:H2a,b và 055:H2a,c.

18


Chính vì sự đa dạng kháng ngun H này đã tạo nên quần thể E.coli đa dạng
trong tự nhiên.
Ở điều kiện thông thường, vận tốc quay của lông đạt tới 200-1000

vịng/phút. Tuy nhiên, lơng của vi khuẩn khơng di động theo tốc độ cố định
mà vận tốc của chúng phụ thuộc vào tốc độ của quá trình trao đổi ion. Nhờ
có lơng mà vi khuẩn có thể chuyển động trong môi trường lỏng với tốc độ
0,00017 km/h, tương đương với 60 lần chiều dài tế bào/giây. Nếu tính vận
tốc theo chiều dài của cơ thể thì so với các động vật có kích thước lớn, vận
tốc chuyển động của vi khuẩn tương đối nhanh, ví dụ: so với lồi báo Gepa,
lồi động vật có vận tốc chạy nhanh nhất ở trên mặt đất thì tố độ của chúng
đạt tới 1l0 km/h, nhưng tốc độ này cũng chỉ tương đương với 25 lần cơ
thể/giây (Milton H., 2003)[35].
Do cấu trúc xoắn nên các chủng vi khuẩn có lơng di động theo dạng
xốy. Năng lượng cung cấp cho quá trình di động được lấy từ các quá trình
trao đổi ion như quá trình trao đổi ion Hydro qua màng tế bào vi khuẩn theo
chiều gradient nồng độ hoặc nhờ quá trình trao đổi ion Natri thông qua các
bơm ion định vị trên màng tế bào (Minamino T. và cs.,2008)[36].
3.3. Kháng nguyên giáp mô (K)
Kaffmann và cs.(1945)[27] đã tách được kháng nguyên giáp mô và đặt
tên là kháng nguyên K (Kapsel), đồng thời cũng đã phát hiện được 3 kiểu
kháng nguyên K và ký hiệu là L, A, và B. Các kiểu kháng nguyên này được
xác định phân biệt nhờ phản ứng ngưng kết huyết thanh đặc hiệu. Tuy nhiên,
bằng phương pháp này cũng rất khó phân biệt type kháng nguyên L và B của
vi khuẩn E.coli. Vì vậy, theo Orskov I.và cs.(1961)[38] trong một số trường
hợp, trên cùng một chủng vi khuẩn, người ta có thể xếp chúng vào type L
hoặc B tùy thuộc vào điều kiện nhiệt độ tăng sinh vi khuẩn do kháng nguyên
19


này là một loại kháng nguyên kém ổn định do khả năng thay đổi đặc tính ngưng kết dới tác dụng của nhiệt độ. Kháng nguyên O của chủng E.coli
K88:H19 có khả năng ngưng kết với huyết thanh K87 của chủng E.coli
08:K87 và chủng E.coli O8:K87 khi nuôi cấy ở điều kiện 37 0C có khả năng
phản ứng ngưng kết với huyết thanh O8 nhưng không ngưng kết với huyết

thanh K87, nhưng trong thí nghiệm với vi khuẩn ni cấy ở 18 0C thì lại cho
kết quả ngược lại. Điều này một lần nữa chứng tỏ tính khơng ổn định của
kháng ngun K nên việc chẩn đốn sự có mặt của vi khuẩn E.coli dựa vào
thành phần kháng nguyên này là không hợp lý.
Hầu hết kháng nguyên K của vi khuẩn E.coli đều có bản chất
polysacacharide, trừ hai chủng K88 và K99 (Rantz L.A.,1962)[45]. Đặc biệt,
với hai kháng nguyên K88 và K99, có bản chất protein thì q trình tổng
hợp chúng lại do gen plasmide quy định (Orskov I.và cs.,1966)[39]. Theo
Stirm S.và cs. (1967)[50] hai chủng kháng nguyên này đều gây bệnh đường
ruột cho gia súc, trong đó K88 gây bệnh trên lợn, K99 gây bệnh trên trâu bò,
cừu. Tuy K88 và K99 đều thuộc nhóm kháng nguyên L, có khả năng gây
ngưng kết hồng cầu chuột lang hoặc hồng cầu ngựa nhưng không gây phản
ứng ngưng kết chéo với nhau và với bất kỳ chủng E.coli mang kháng nguyên
K nào khác.
Ở mức độ phân tử, gen tổng hợp kháng nguyên K định vị gần gen his,
gen này tham gia tổng hợp 3 nhóm kháng nguyên là L, B và A của các chủng
K8, K9, K25, K57, K26, K27, K30, K31, K42. Tuy nhiên, theo Orskov I. và
cs.(1974)[30], (1976)[41] quá trình tổng hợp kháng nguyên K lại phụ thuộc
vào gen kpsA (K: kháng nguyên K, ps: polysacacharide, A: đoạn gen đầu
tiên có liên quan đến q trình tổng hợp kháng nguyên K được xác định).
Các tác giả này đã xác định được các kháng nguyên K được tổng hợp bởi
gen kspA là K1, K4, K10 và K54. Tuy nhiên, có một số trường hợp như
20


kháng nguyên K7, Smith H.W. và cs.(1976)[49] lại chứng minh được rằng
q trình tổng hợp kháng ngun K khơng lên quan đến gen kspA và gen
định vị gần gen his.
Để xác định sự có mặt của kháng nguyên K trên một chủng vi khuẩn
nào đó, thường sử dụng phản ứng ngưng kết nhanh trên phiến kính. Tuy

nhiên, do bản chất của kháng nguyên giáp mô cũng là polysaccharide giống
với bản chất kháng nguyên O của vi khuẩn, nên người ta sử dụng hai loại
huyết thanh ngưng kết là O và OK. Nếu một chủng vi khuẩn E.coli nào đó
khơng có phản ứng ngưng kết với huyết thanh O mà có phản ứng ngưng kết
với kháng nguyên OK thì chủng vi khuẩn đó có kháng nguyên K (Orskov I.,
1977)[42]. Tuy nhiên, phương pháp ngưng kết huyết thanh trên phiến kính
chỉ có giá trị đúng với các chủng vi khuẩn mang kháng nguyên K bền nhiệt,
với các trường hợp khác phải sử dụng các phương pháp điện di (Scheidegger
J.J.,1955)[48] hoặc khuếch tán trong thạch (Ouchterlony O.,1958)[44].
Sự đa dạng các chủng E.coli trong tự nhiên dẫn đến khả năng phản ứng
ngưng kết chéo giữa kháng nguyên K với huyết thanh OK của các chủng vi
khuẩn khác là rất phổ biến. Theo Orskov I. (1977)[42] các cặp chủng vi
khuẩn E.coli mang kháng nguyên K có khả năng tạo phản ứng ngưng kết
chéo là K18-K22-K100, K13-K20-K23, K53-K93, K54-K96, K16-K97,
K37-K97, K12-K82, K2ab-k2ac, K62, K7-K56. Một số chủng cũng có khả
năng này là K2ab, ac-K62, K7-K56, K12-K82. Bên cạnh đó, do bản chất hố
học của kháng ngun K là tương tự với kháng nguyên O, vì vậy trong một
số trường hợp chúng có khả năng gây phản ứng chéo giữa hai loại kháng
nguyên này.
Về cấu tạo, thành phần của kháng nguyên K có thể thay đổi phụ thuộc
vào các chủng vi khuẩn. Theo Orskov I. (1977)[42] dựa vào bản chất hố
học, người ta có thể chia kháng nguyên K làm 3 nhóm, bao gồm: (a) nhóm
21


có mặt trên các chủng vi khuẩn mang kháng nguyên O8, O9, Ol01, O20; (b)
nhóm có mặt trên các chủng E.coli khác O8, O9, Ol01, O20; và (c) nhóm có
bản chất protein (K88 và K99).
Kháng nguyên K có mặt trên các chủng vi khuẩn E.coli mang kháng
nguyên O8, O9, Ol01, O20 gồm có hai kiểu: (a) có liên kết với các đường

amin và (b) không liên kết. Với các kiểu kháng nguyên K thứ nhất, nếu loại
trừ các đường amin thì kháng ngun có trọng lượng phân tử là 3xl0 5-l06,
cấu tạo tương tự kháng nguyên thân O, gồm một chuỗi polysacacharide dài
gắn với nhân lipid A, cấu trúc của chuỗi polysacchande cũng tạo nên tính
đặc hiệu của từng kháng nguyên. Như vậy, ở các chủng vi khuẩn có chứa
loại kháng nguyên này, thành tế bào gồm hai lớp lipopolysacacharide, một
1ớp cấu tạo nên kháng nguyên O, lớp còn lại cấu tạo nên kháng nguyên K.
Với các chủng vi khuẩn E.coli khác ngoài các chủng O8, O9, O20 và Ol01,
kháng nguyên K của chúng chứa các polysacacharide mang tính acid và có trọng
lượng phân tử thấp. Trong thành phần cấu tạo kháng nguyên K của các chủng
này có chứa các thành phần khơng thường thấy ở các lồi vi khuẩn có
mannosaminuronic acid.
Vi khuẩn E.coli là một các lồi vi khuẩn và nấm men có khả năng sản
sinh giáp mơ. Trừ hai chủng E.coli K88 và E.coli K99, giáp mơ có bản chất
cấu tạo là protein, giáp mô của các chủng vi khuẩn E.coli khác đều có cấu
tạo bởi các loại đường đa, nằm bên ngồi thành tế bào, được hình thành
trong q trình sinh trưởng.Q trình hình thành giáp mơ có liên quan chặt
chẽ đến thành phần dinh dưỡng trong mơi trường sống, nếu mơi trường
nghèo chất dinh dưỡng thì vi khuẩn không sinh hoặc sản sinh lớp giáp mô
mỏng, cịn nếu mơi trường sống có hàm lượng đường cao thì lớp giáp mơ
sinh ra dày (Isaacson R.E. (1977)[22].
22


Giáp mô tham gia bảo vệ vi khuẩn chống lại điều kiện khơ, nóng, các
yếu tố thực bào, giúp cho vi khuẩn bám dính lên các bề mặt tự nhiên, tạo
điều kiện tiên quyết cho vi khuẩn xâm nhập vào trong cơ thể hoặc tổ chức.
Ngồi ra, giáp mơ cịn là nguồn dự trữ chất dinh dưỡng của vi khuẩn. Ở một
số lồi vi khuẩn, giáp mơ cịn có khả năng sản sinh độc tố (Yoshida K.và cs.
(2000)[53].

Lê Văn Tạo (2006)[6] cho biết cấu trúc kháng nguyên của vi khuẩn
E.coli gồm kháng nguyên thân (O, Somatic), kháng nguyên lông (H,
Flagellar), kháng nguyên vỏ (K-Capsular) hoặc còn gọi là kháng nguyên
OMP (Outer Memberance Protein), và kháng nguyên bám dính (FFimbriae). Cho đến nay, các nhà khoa học đã xác định được 170 type kháng
nguyên O; 80 type kháng nguyên H; 56 type kháng nguyên K và một số
kháng nguyên F. Cũng theo tác giả trên, bệnh phân trắng lợn con là bệnh
truyền nhiễm có điều kiện nên lây lan khơng mạnh. Các serotype E.coli
thường phân lập được từ bệnh phẩm lợn con bị bệnh phân trắng là O9; O11:
O149. Khi đàn lợn bị bệnh nếu không can thiệp kịp thời tỷ lệ chết cao tới 60
- 90%, đặc biệt lợn con mắc bệnh vào tuần tuổi đầu. Bệnh tiêu chảy lợn con
do vi khuẩn E.coli xảy ra ở tất cả các lứa tuổi của lợn, nhưng tỷ lệ mắc bệnh,
mức độ trầm trọng và tỷ lệ chết cao tập trung vào lợn con từ 4 tuần tuổi đến
sau cai sữa một tháng. Bệnh do các serotype E. coli O8; O141: O147;O149
và O157, trong đó O149, F4 thường chiếm tỷ lệ cao.
Theo Nguyễn Quang Tuyên (2008)[10] trong 28 typ huyết thanh E.
coli phổ biến có 8 chủng thường gây bệnh là O 111B4; O86B7; O55B5; O127B8
(Mỹ); O128; B12 (Anh); 408 và 145.

23


IV. KẾT LUẬN

1. Trực khuẩn E.coli được Escherish phân lập năm 1885. Vi khuẩn
thường xuất hiện ở đường tiêu hóa sau khi sinh 2 đến 4 giờ và có rất nhiều
type. Việc phân biệt các type cần căn cứ vào cấu trúc kháng nguyên. Trong
đó đáng lưu ý là kháng nguyên bám dính F. Đây là kháng nguyên quan trọng
cho việc gây bệnh. Kháng ngun H khơng có động lực, ít vai trị gây bệnh,
khơng bám dính nhưng có tác dụng bảo vệ vi khuẩn này tránh sự tiêu diệt
của đại thực bào.

2. Vi khuẩn E.coli là trực khuẩn hiếm khí và yếm khí tùy tiện, có thể
sinh trưởng tốt ở nhiệt độ 15- 24 o C và nhiệt độ thích hợp là 37 o C, PH= 7,4
và có thể dễ dàng nuôi cấy chúng trên nhiều môi trường. Khi lên men sinh
hơi trên nhiều môi trường đường.
3. Vi khuẩn E.coli gây bệnh theo cơ chế nhờ vào kháng nguyên bám
dính F, sau đó nhờ vào các yếu tố xâm nhập, vi khuẩn xâm nhập vào tế bào
biểu mô ở ruột. Tại đây, vi khuẩn phát triển nhân lên và phá hủy lớp tế bào
biểu mô gây viêm ruột, đồng thời sản sinh độc tố đường ruột Enterotoxin.
Độc tố này tác động đến quá trình trao đổi muối và nước gây rối loạn chu
trình này. Nước từ trong cơ thể tập trung vào lòng ruột làm cơ thể mất nước,
sau đó nước và khí trong ruột lên men gây tác động cơ học làm cho nhu
động ruột đẩy chất chứa ra ngoài gây hiện tượng tiêu chảy. Vi khuẩn tiếp tục
đến hệ lâm ba và hệ tuần hoàn gây nhiễm trùng máu. Ở trong máu, vi khuẩn
chống lại hiện tượng thực bào gây dung huyết và làm cơ thể thiếu máu. Từ
hệ tuần hoàn, vi khuẩn đến các cơ quan tổ chức và lại phát triển nhân lên lần
thứ hai phá hủy tế bào tổ chức gây viêm và sản sinh độc tố Enterotoxin,
Verotoxin. Các độc tố này phá hủy tế bào tổ chức gây hiện tượng tụ huyết và
xung huyết.

24


4. Các yếu tố gây bệnh của vi khuẩn E.coli bao gồm yếu tố bám dính,
yếu tố xâm nhập, yếu tố dung huyết. Vi khuẩn E.coli sản sinh ra một loại
chất kháng khuẩn có khả năng hạn chế hoặc tiêu diệt vi khuẩn khác gọi là
Col V (Colicin V). Vì vậy, yếu tố này cũng được coi là yếu tố độc lực của vi
khuẩn E.coli.
5. Vi khuẩn E.coli có 5 độc tố chính gồm độc tố đường ruột
Enterotoxin, độc tố chịu nhiệt Heat Stable Toxin (ST), độc tố không chịu
nhiệt Heat Lable Toxin (LT), độc tố tế bào Verotoxin, độc tố thần kinh

Neurotoxin. Chính vì vậy trong q trình điều trị hội chứng tiêu chảy cần
tìm các giải pháp hạn chế tính độc hại của độc tố và giải độc thì hiệu quả
điều trị sẽ cao.
6. Vi khuẩn E.coli có khả năng kháng kháng sinh do vi khuẩn tiếp xúc
với kháng sinh liều thấp lâu ngày dẫn đến kháng kháng sinh, khả năng kháng
kháng sinh tăng nhanh và lan rộng do gen sản sinh yếu tố kháng kháng sinh
nằm trong plasmid R. Plasmid có thể di truyền dọc và di truyền ngang cho
tất cả các vi khuẩn có quần thể thích hợp. Do tính kháng kháng sinh nên hiệu
quả điều trị giảm đi rõ rệt. Thậm chí nhiều loại kháng sinh đã bị vơ hiệu hóa
đối với vi khuẩn E.coli gây tiêu chảy cho lợn.
7. Vi khuẩn E.coli có 4 kháng nguyên chủ yếu gồm kháng nguyên bám
dính F, kháng nguyên thân O, kháng nguyên lông H, kháng nguyên giáp mơ K.
Người ta nghiên cứu vai trị và tác dụng gây bệnh của một số kháng nguyên
chính của vi khuẩn E.coli để chiết tách và chế chế phẩm vacxin tinh khiết chứa
kháng nguyên đặc hiệu để khi tiêm vacxin phòng bệnh tiêu chảy cơ thể sẽ hạn
chế tính độc, giảm stress và sẽ miễn dịch với kháng nguyên đó nhanh hơn và
đặc hiệu hơn. Ví du như chế vacxin phịng bệnh E.coli chứa kháng nguyên bám
dính F, kháng nguyên quyết định gây bệnh.

25