TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ
KHOA THỦY SẢN
CHUYÊN ĐỀ
TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG VẮC-XIN
PHÒNG BỆNH VI KHUẨN AEROMONAS HYDROPHILA
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN HỌC VIÊN THỰC HIỆN
TS. TỪ THANH DUNG ThS. NGUYỄN THÀNH TÂM
Cần Thơ, 2013
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
ECP: Extracellular products.
ELISA: Enzyme linked immunosorbent assay.
EXO: Exo-enzyme.
GAPDH: Glyxerin-andehyt-3-photphat-dehydrogenaza.
LPS: Lipopolysaccharide.
MAS: Motile aeromonad septicaemia.
OMP: Outer membrane protein.
RPS: Relative Percent Survival.
TBS: Tris buffered saline.
WC: Whole cell.
i
MỤC LỤC
ii
PHẦN 1
ĐẶT VẤN ĐỀ
1.1Giới thiệu
Trong những năm gần đây, nuôi trồng thủy sản là ngành phát triển nhanh nhất
trong lĩnh vực sản xuất thực phẩm, đã và đang góp phần quan trọng trong chuyển
dịch cơ cấu kinh tế, đảm bảo an ninh thực phẩm, nguyên liệu cho chế biến, tạo
công ăn việc làm, xóa đói giảm nghèo và góp phần đưa ngành Thủy sản thật sự trở
thành một trong những ngành kinh tế mũi nhọn của Việt Nam (Vũ Dũng Tiến và
ctv., 2003).
Tuy nhiên, bệnh cá là sự khó khăn đầu tiên trong việc phát triển nuôi nhiều đối
tượng thủy sản có giá trị kinh tế. Đồng thơi, việc sử dụng các phương tiện vận
chuyển hiện đại, hiệu quả trong kinh doanh thủy sản tươi sống cũng dễ làm lấy lan
bệnh vào nhiều hệ thống nuôi và gây thiệt hại hơn 3 tỷ USD hàng năm cho ngành
nuôi trồng thủy sản (Arthur, 1995 và He et al., 1997).
Để phòng và trị bệnh cá, nhiều loại thuốc đã được sử dụng trong nuôi thủy sản,
nhưng dự lượng thuốc trong thực phẩm từ thủy sản có thế gây ảnh hưởng xấu đến
sức khỏe con người cho nên nhiều loại kháng sinh và hóa chất đã bị cấm sử dụng
trong nuôi trồng thủy sản. Vì vậy, việc nghiên cứu miễn dịch học động vật thủy
sản để tìm ra các biện pháp phòng và trị bệnh cá đang phát triển mạnh mẽ và là
một cuộc cách mạng trong nghề nuôi thủy sản (Vũ Dũng Tiến, 2005)
Trên thế giới đã có nhiều công trình nghiên cứu và ứng dụng miễn dịch học
ở cá, tuy nhiên Việt Nam cũng đã có khoảng 453 công trình nghiên cứu về miễn
dịch ở cá được công bố trên các Tạp chí nghiên cứu khoa học (Vũ Dũng Tiến,
2005). Những công trình nghiên cứu này chỉ mang tính chất sơ bộ, chưa ứng ứng
ngoài thực tiễn, vì vậy cần có một vài nghiên cứu sâu hơn đề ứng dụng miễn dịch
học “vắc-xin” vào trong thực tiễn nuôi thủy sản tại Việt Nam. Do đó, chuyên đề “
Tình hình nghiên cứu và ứng dụng vắc-xin phòng bệnh vi khuẩn A. hydrophila
1
được thực hiện nhằm làm rõ hơn những hiểu biết về vắc-xin A. hydrophila và
những giải pháp cho việc ứng dụng vắc-xin A. hydrophila một cách có hiệu quả
hơn.
1.2 Nội dung chuyên đề
• Những đặc điểm chung của vi khuẩn A. hydrophila
• Những nghiên cứu và ứng dụng vắc-xin A. hydrophila trong nuôi thủy sản.
2
PHẦN 2
NỘI DUNG CHUYÊN ĐỀ
1. Đặc điểm vi khuẩn A. hydrophila
1.1 Sơ lược về lịch sử phân loại của A. hydrophila
Giống Aeromonas lần đầu tiên được miêu tả bởi Zimmermann (1890) khi
tác giả sử dụng thạch Gelatin để phân lập vi khuẩn từ nước uống bổ sung
"Chemnitz" ở Đức và tác giả đã đặt tên cho vi khuẩn này là Bacillus punctatus.
Đến năm 1891, Sanarelli đã phân lập được nhóm vi khuẩn tương tự từ mẫu máu và
bạch huyết của Ếch, tác giả đã đặt tên vi khuẩn này là Bacillus hydrophilus fuscus.
Nhưng đến năm 1901, Chester đã đề xuất đổi tên nhóm vi khuẩn này thành
Bacterium hydrophillum (Caselitz, 1966). Trong quyển sách viết tay đầu tiên của
Bergey thì nhóm vi khuẩn này đã được miêu tả như là Proteus hydrophilus. Tuy
nhiên, đến quyển sách tái bản lần thứ sáu thì giống Proteus được tái định danh là
giống Pseudomonas (Speck và Stark, 1942; Rustigan và Stuart, 1943). Giống
Aeromonas đã được xác định lần cuối cùng trong quyển sách lần thứ bảy của
Bergey (Stainer, 1943). Sau đó nhóm vi khuẩn đặc biệt này đã được định danh như
là Aeromonas hydrophila.
Thông qua những nghiên cứu về di truyền học phân tử, Messner và Sleytr
(1992) đã đề xuất giống Aeromonas này nằm trong họ mới tên là
Aeromonadaceae. Dựa trên sự miêu tả về kiểu hình thì trước đó giống Aeromonas
được xếp vào họ Vibrionaceae (Farmer, 1992). Sakazaki và Shimada (1984) đã đề
cấp đến sự biến thể của chủng Aeromonas dựa trên cấu trúc của
Lipopolysaccharide (LPS). Giống Aeromonas đã được chứng minh là có tính
kháng nguyên đa dạng với hơn 90 nhóm huyết thanh (O'Farrell, 1975; Frerichs,
1989).
Nhóm vi khuẩn Aeromonas được chia ra làm 2: Nhóm Psychrophilic và
nhóm Mesophilic. Nhóm Psychrophilic không di động, không phát triển được ở
37
o
C nên nó không quan trọng trong bệnh vi sinh lâm sàng. Nhóm Mesophilic
phát triển ở 37
o
C và di động bằng cực roi và được chia thành 3 loài quan trọng:
Aeromonas hydrophila, Aeromonas caviae và Aeromonas sobria (Korbsrisate et
al., 2002).
3
1.2 Những đặc điểm của vi khuẩn A. hydrophila
1.2.1 Đặc điểm về sự phát triển
Aeromonas hydrophila là nhóm vi khuẩn hình que, có khả năng lên men,
kích thước khoảng 0,8 – 1 x 1 – 3,5 µm, di động dơn thông qua một cực roi. Vi
khuẩn này có thể sản sinh ra 2 loại roi: roi ở cực để bơi trong các dung dịch và roi
ở bên để di chuyển trên các bề mặt (Altarriba et al., 2003). Vi khuẩn này được
phân lập trên môi trường không chọn lọc như Nutrient Agar (NA) hay Tryptone
Soy Agar (TSA). Cũng có thể phân lập trên môi trường đặc trưng như Rimler-
Shotts (Zimmermanm, 1980), peptone beef-extract glycogen agar (Sanarelli,
1891) bằng cách ủ ở 20 – 30
o
C trong 18 – 36 giờ. Những khuẩn lạc của
Aeromonas hydrophila phát triển trên môi trường TSA ở 28
o
C trong 18 – 24 giờ
luôn xuất hiện dạng tròn, màu vàng kem hay vàng sáng, nổi, và đường kính 2 – 3
mm. Cepahlothin đã được báo cáo như là tác nhân làm giàu hóa tốt nhất trong
APW để phân lập được A. hydrophila đạt hiệu quả tốt hơn (Sachan và Agarwal,
2000).
Môi trường nuôi cấy có vai trò rất quan trọng trong sự phát triển và khả
năng gây độc (độc lực) của vi khuẩn, đặc biệt là dinh dưỡng có sẵn, nhiệt độ và
pH. Sautour et al. (2003), chỉ có nhiệt độ và độ hoạt động của nước ảnh hưởng
chính đến sự phát triển của A. hydrophila, còn pH ảnh hưởng không đáng kể. Mặc
dù A. hydrophila phát triển trong khoảng nhiệt độ rộng, nhưng thông qua nhiều
nhà nghiên cứu cho thấy nhiệt độ thích hợp cho sự phát triển của A. hydrophila từ
25 – 35
o
C, trong khi có một số nhà nghiên cứu đã tìm thấy khoảng nhiệt độ tối ưu
cho sự phát triển của vi khuẩn ở 20
o
C (Popoff, 1984). Tuy nhiên, Uddin et al.
(1997) đã tìm thấy khoảng nhiệt độ thích hợp cho sự phát triển của A. hydrophila
là 34,5 ± 1,0 °C. Sự phát triển của A. hydrophila ở các khoảng nhiệt độ khác nhau:
từ 4 – 42
o
C (Palumbo et al., 1985), từ 5 – 35
o
C (Callister và Agger, 1987).
1.2.2 Đặc điểm sinh hóa
Đặc điểm sinh hóa của A. hydrophila rất phức tạp và điều này đã gây khó
khăn cho nhiều nhà nghiên cứu tiến hành miêu tả những hoạt động và những chức
năng đặc biệt của loài vi khuẩn này. Ví du: những phản ứng sinh hóa của vi khuẩn
A. hydrophila thì không có mối tương quan đến sự sản sinh độc tố và dạng
plasmid của vi khuẩn (Kindschuh et al., 1987; Noterdaeme et al., 1991). Tuy
nhiên, những đặc điểm sinh hóa của các chủng A. hydrophila được phân lập từ
4
nước và trầm tích ở những vị trí và mùa vụ khác nhau trên sông Porma, Tây Ban
Nha có sự tương đồng cao, nhưng các chủng này thể hiện độc lực khác nhau trên
cá (Paniagua et al., 1990). Trước đó, Figueiredo và Plumb (1977) cho rằng độc lực
của A. hydrophila được phân lập từ nước không giống như độc lực của A.
hydrophila được phân lập từ cá, nhưng cả 2 đều có những đặc điểm sinh hóa
tương tự nhau.
Việc sản sinh ra những hệ thống hấp thụ sắt có mối quan hệ cao và tương
quan với độc lực của vi khuẩn, mặc dù những nhân tố này có sự thay đổi khác
nhau trong những lần lây nhiễm khác nhau lên cơ thể cá (Ellis, 1999), Có hai kiểu
hấp thu sắt (aerobactin và enterobactin) ở nhóm Aeromonas mesophilic. Nhưng
kiểu hấp thu aerobactin ở A. hydrophila chiếm ưu thế hơn. Việc sản sinh ra hệ
thống hấp thu sắt giữa các dòng khác nhau có thể là công cụ hữu ích để phân chia
nhóm Aeromonas di động (Barghouthi et al., 1989). Barghouthi et al. (1991) đã đề
xuất aerobactin có thể là nhân tố gây độc lực của nhóm Aeromonas. Naidu và
Yadav (1997) đã xác định sự sản sinh ra aerobactin trong nhóm Aeromonas được
phân lập từ cơ thể bệnh hơn là từ môi trường nước.
Merino et al. (2001) đã đề xuất rằng Mg
2+
và Co
2+
giúp A. hydrophila có
khả năng di chuyển vào cơ thể, sự bám chặt và sự hình thành màng sinh học. Hệ
thống kích thích và phản ứng là một hình thức truyền đạt thông tin giữa các tế bào
với nhau ở nhiều nhóm vi khuẩn Gram âm để điều chỉnh sự đa dạng của các đặc
điểm bao gồm sự phát quang sinh học, sự sản sinh kháng sinh, sự di động và sự
sản sinh những nhân tố độc lực ngoại bào (Kirke et al., 2004. Nhiều tác giả đã tìm
thấy một chỉ số hóa học ở những dòng phân lập được trên cơ thể bệnh cao hơn
nhiều so với những dòng từ môi trường nước và cho rằng những nhân tố này có
thể góp phần vào độc lực gây bệnh của vi khuẩn.
2. Bệnh động học
2.1 Sự phân bố, khả năng gây bệnh và sự lan truyền bệnh A. hydrophila
trên cá
Vi khuẩn A. hydrophila tồn tại trong những hệ thống nuôi thủy sản trên
toàn cầu, điều này thể hiện cho sự thích ứng của vi khuẩn trong môi trường nước
(Hazen et al., 1978b; Williams và LaRock, 1985). Nó là nguyên nhân gây sự hư
thối trên thực phẩm tươi sống bao gồm cả cá và hải sản (Rustigan và Stuart, 1943;
5
Amend và Fender, 1976; Daskalov, 2006). A. hydrophila hiện diện trong môi
trường nước chảy nhiều hơn trong môi trường nước tĩnh (Hazen et al., 1978b).
Bệnh cá là một trong những nhân tố gây rủi ro trong ngành nuôi trồng thủy
sản quy mô công nghiệp với sự thất thoát hàng tỷ đô la (Boulanger et al., 1977;
Fang et al., 2000 và 2004). Sự lây nhiễm A. hydrophila là hậu quả của việc nuôi cá
nước ngọt trên những khu vực có khí hậu ấm áp (Torres et al., 1990; Rahman et
al., 2001a; Hu et al., 2005) đặc biệt là ở Trung Quốc và Ấn Độ (Karunasagar et
al., 1989; Chang et al., 1992). Đây cũng là tác nhân gây bệnh quan trọng cho
những người tiêu thụ các sản phẩm cá và giáp xác bị nhiễm A. hydrophila
(Vivekanandhan et al., 2005).
A. hyrophila thuộc nhóm Aeromonas di động và là tác nhân chủ yếu gây
bệnh nhiễm trùng huyết (MAS), cũng là tác nhân cơ hội (thứ cấp) gây bệnh EUS
(Robert, 1993). Bệnh do A. hydrophila gây ra được gọi là bệnh "Đốm đỏ"
(Huizinga et al., 1979). Trong điều kiện bình thường, A. hydrophila không gây
bệnh đối với các sinh vật sống, nhưng khi môi trường ô nhiễm, cá bị stress, thay
đổi sinh lý đột ngột hay bị nhiễm những mầm bệnh khác thì A. hydrophila là tác
nhân gây bệnh tiềm tàng (Plumb et al., 1976; Fang et al., 2000). A. hydrophila trở
thành một tác nhân gây bệnh trầm trọng trong nghề nuôi cá thâm canh do tăng sức
tải môi trường, sinh lý cá nuôi bị rối loạn (Shaw và Squires, 1984). Khi điều kiện
môi trường thuận lợi. A. hydrophila tăng sinh rất nhanh và sản sinh ra độc tố ECP
rất nhiều, đây là nguyên nhân gây bệnh đột ngột cho cá và thậm chí làm cá chết
ngay (Allan và Stevenson,1981; Yadav et al., 1992; Vivas et al., 2004a).
A. hydrophila là nhóm vi khuẩn có khả năng sống sót trong môi trường
lạnh ngoài tự nhiên với nhiều nhân tố gây độc lực. Những chủng phân lập được từ
cá khỏe thì chỉ có một vài chủng có độc lực đủ để gây bệnh trên cá (Cahill, 1990;
Vivekanandhan et al., 2005). Có rất nhiều yếu tố liên quan đến sự lây nhiễm A.
hdrophila lên vật chủ. Ví dụ: khi môi trường quá tải, vật chủ (Chép; Cyprinus
carp) bị tổn thương thì sự lây nhiễm sẽ nhanh (Pai et al., 1995). Tương tự như
vậy, khi nhiệt độ nước ấm áp vào mùa hè thì sự nhạy cảm của cá Vàng, cá Koi bị
nhiễm ký sinh trùng sẽ rất nhạy cảm với A. hydrophila (Dixon và Issvoran, 1993).
Bảng 1. Những loài cá và giáp xác dễ bị nhiễm Aeromonas hydrophila
6
Có một vài nghiên cứu mô tả về khả năng gây bệnh của A. hydrophila ở
những loài cá khác nhau thì khác nhau, điều này chủ yếu là do tính không đồng
7
dạng giữa các chủng, sự khác nhau về cơ chế tấn công và gây độc đối với nhũng
cơ thể cá bị nhiễm bệnh (Fang et al., 2004). Khi gây cảm nhiễm tự nhiên (phương
pháp ngâm) đối với một dòng thuần về mặt di truyền lên cá Hòa Lan để xác định
sự gây bệnh của vi khuẩn, kết quả cho thấy tỷ lệ cá chết phụ thuộc vào nồng độ vi
khuẩn và dấu hiệu bệnh lý khi cá chết (Kawula et al., 1996). Có nhiều loài cá và
giáp xác rất nhạy cảm với A. hydrophila (Bảng 1). Esteve et al. (1994), cá Chình
châu Âu (Anguilla anguilla) rất nhạy cảm với A. hydrophila và được xem là ký
chú đặc biệt cho sự tồn tại và gây bệnh của A. hydrophila tại các nông trại nuôi cá
Chình ở Tây Ban Nha trong suôt những mùa vụ khác nhau. Cá Hồi Vân
(Oncorhynchus mykiss), mức độ nhạy cảm với A. hydrophila cao hơn so với cá
Chình châu Âu (Esteve et al., 1993).
2.2 Triệu chứng lâm sàng (bệnh lý)
Các dấu hiệu lâm sàng do A. hydrophila gây ra đã được xác định có 4 loại:
thứ nhất là dấu hiệu cấp tính (nhiễm trùng huyết gây tử vong nhanh với một vài
triệu chứng tổng quát), thứ hai là cơ thể bị trương nước cấp tính (da phồng, xù vẩy
và áp xe), thứ ba là lở loét sâu vào cơ thể (những khối u nhọt, áp xe) và thứ tư là
dấu hiệu tiềm tàng (không có triệu chứng) (Karunasagar et al., 1989). Những dấu
hiệu như: vết loét nhỏ trên bề mặt (xù vẩy), xuất huyết ở các vị trí đặc biệt (trên
mang, lỗ hậu môn, vi), mắt lồi, gây áp xe, bụng trương to và thường tích nước
(Jeney và Jeney, 1995). Azad et al. (2001), đã quan sát những dấu hiệu bên ngoài
như sự thay đổi những vùng hoại tử trên cá Rô phi (Oreochromis niloticus) bị
nhiễm A. hydrophila cũng như những dấu hiệu lâm sàng bên trong nội tạng của
những loài cá khác nhau. Ví dụ: gan và thận cá Hồi (Micropterus salmoides) đã bị
phá hủy và hoại tử khi bị nhiễm A. hydrophila (Huizinga et al., 1979). Sự thoái
hóa gan và sự hoại tử thận trên cá Vàng bị nhiễm A. hydrophila (Tafalla et al.,
1999). Những vết hoại tử sẽ lan rộng trong các cơ quan nội tạng và xuất hiện
những hắc tố trong đại thực bào của cá Nheo Mỹ nhiễm A. hydrophila (Ventura và
Grizzle, 1988).
Những chỉ tiêu về miễn dịch và sinh hóa của cá cũng bị ảnh hưởng. Ví dụ
như sự nhiễm trùng máu trên cá Chép nuôi tại Ấn Độ, cá Catla, Trôi đen, Trôi
trắng trong nghiên cứu của Karunasagar et al. (1986 và1989). Khi nghiên cứu gây
cảm nhiễm A. hydrophila trên cá Hồi cho thấy nồng độ glocose huyết thanh và số
lượng bạch cầu ở cá phát triển bình thường cao hơn ở cá vượt đàn (Peters et al.,
1988). Trong những thí nghiệm in vitro cũng được sử dụng như một mô hình để
8
dự đoán những thay đổi về dấu hiệu lâm sàng trên cá nhiễm A. hydrophila. Cá
vàng bị nhiễm A. hydrophila đã được phân tích và cho thấy có sự chết dần của tế
bào bạch huyết (Shao et al., 2004).
2.3 Những sản phẩm ngoại bào
Những sản phẩm ngoại bào của vi khuẩn A. hydrophila đã được quan tâm
như là nhân tố chủ yếu gây độc lực của vi khuẩn (Allan và Stevenson, 1981;
Ruangapan, 1986). Tuy nhiên, vai trò của mỗi nhân tố gây độc lực trong quá trình
lây nhiễm vẫn chưa rõ ràng (Handfield et al., 1996). A. hydrophila là loài vi khuẩn
đã được biết đến như là loài tiết nhiều độc tố như độc tố trong ruột (Ljungh et al.,
1981; Chakraborty et al., 1984), aerolysin (Howard and Buckley, 1985c;
Chakraborty et al., 1986), cytotoxin (Boulanger et al., 1977), haemolysin (Allan
và Stevenson, 1981; Rodriguez et al., 1992), protease (Leung và Stevenson,
1988a; Rodriguez et al., 1992), amylase (Gobius and Pemberton, 1988),
acetylcholine esterase (Nieto et al., 1991), lipase/acyltransferase (Munn et al.,
1982; Buckley, 1982), leucocidins (Caselitz, 1966; Scholz et al., 1974), enolase
(Sha et al., 2003), nucleases (Chang et al., 1992; Favre et al., 1993), chitinases
(Ueda et al., 1994) và các độc tố gây bất ổn định nhiệt chưa được biết (Khalil và
Mansour, 1997).
Dòng A. hydrophila cũng sản xuất ra gelatinase, caseinase, elastase, lipase,
lecithinase và deoxyribonuclease (Favre et al., 1993). Những enzyme này có vai
trò cung cấp dinh dưỡng cho vi khuẩn bằng cách phá vỡ các tế bào vật chủ thành
các phân tử nhỏ và sau đó đi vào quá trình hình thành tế bào vi khuẩn (Cicmanec
và Holder, 1979; Sakai, 1985).
Mặc dù dòng A. hydrophila sản sinh ra nhiều loại độc tố, nhưng chỉ có
enzym protase là nhân tố gây độc lực chính trong ECPs liên quan đến khả năng
gây bệnh trên cá. Ví dụ: sự sản sinh ra protase bởi vi khuẩn A. hydrophila sẽ làm
cho cá thoái hóa các mô/cơ quan (Howard và Buckley, 1982; O'Reilly và Day,
1983; Sakai, 1985). Điều này đã được xác định bởi Khashe et al. (1996), Vivas et
al. (2004a), tình trạng bệnh của cá tăng khi hoạt động của protase tăng mạnh.
Tương tự, khi xác nhận sự hoạt động của protase trong các vật chủ khác nhau cho
thấy: hoạt động của protelyotic tìm thấy trong A. hydrophila từ người, cá và động
vật khác cao hơn A. hydrophila được phân lập từ môi trường nước (Shotts et al.,
9
1985). Trái lại Allan và Stevenson (1981) đã đưa ra kết luận là protase không phải
là nhân tố gây độc lực chính.
Độc tố tiêu huyết của A. hydrophila đã được quan tâm là nhân tố gây độc
lực chính trong ECP của vi khuẩn này. Ví dụ như: Khalil và Mansour (1997) đã
quan sát độc lực của ECPs đã giảm cùng với hoạt động của độc tố tiêu huyết. Tuy
nhiên, trước đó Lallier et al. (1984) đã cho rằng độc tố tiêu huyết không phải là
nguyên nhân gây độc của vi khuẩn làm ảnh hưởng đến cá.
Sự xuất hiện những đốm đỏ trên cá Hồi (Salvelinus fontinalis) khi được
tiêm bằng đường bụng chất ECP của vi khuẩn A. hydrophila cho thấy hoạt động
độc tố tiêu huyết gây chết cá có ý nghĩa (Allan và Stevenson, 1981). Điều này đã
được chứng minh khi Ventura và Grizzle (1988) đã quan sát thấy những
hemoglobin bị vỡ ra khi cá Nheo Mỹ nhiễm A. hydrophila. Tuy nhiên, hoạt động
sản sinh ra độc tố tiêu huyết ở những dòng A. hydrophila khác nhau thì khác nhau,
do đó khả năng gây độc khác nhau, độc tố tiêu huyết của A. hydrophila có khả
năng chống lại các loài vi khuẩn khác (như Staphylococcus spp) (Messi et al.,
2003). Theo Rodriguez et al. (1993), enzym acetylcholinesterase của vi khuẩn A.
hydrophila được tìm thấy trong cá Hồi bị nhiễm bệnh, ezyme này đã làm cho cá
giảm phản ứng bơi lội, giảm sự thăng bằng, cá bơi lờ đờ và chết. Thông qua những
triệu chứng đó tác giả đã đề xuất: độc tố ảnh hưởng đến trung tâm hệ thống thần
kinh.
Độc tố Aerolysin được cho là độc tố ngoại bào phức tạp trong độc lực của
A. hydrophila, nó kết hợp với các thụ thể glycoprotein đặc biệt trên bề mặt những
tế bào nhân thật, Aerolysin xâm nhập vào những màng lipid rồi hình thành nên
những cái lỗ có đường kính 3 nm (Karunasagar et al., 1986). Điều này sẽ dẫn đến
sự tiêu diệt sự bảo vệ của màng thấm và sau đó làm cho tế bào chêt (Howard và
Buckley, 1985c). Như vậy, Aerolysin hủy diệt tế bào bằng cách hình thành những
rãnh riêng biệt trong màng plasma của những tế bào (Buckley và Howard, 1999).
Theo Sirirat et al. (1999), số lượng Aerolysin trong những dòng có độc lực cao
hơn những dòng không có độc lực.
Sự biểu hiện của các nhân tố độc lực trong ECP phụ thuộc vào môi trường
dinh dưỡng sẵn có (Gonzalez-Serrano et al., 2002). Ví dụ: Theo Esteve và Birbeck
(2004), số lượng của độc tố tiêu máu và phân giải protein của A. hydrophila phụ
10
thuộc vào môi trường nuôi cấy như sự khác biệt về biểu hiện của những hoạt động
này trong môi trường TSY và BHI.
Sự sản sinh ra các thành phần trong các sản phẩm ngoại bào phụ thuộc vào
nhiệt độ môi trường nuôi cấy như Merino et al. (1992) đã tìm thấy khả năng gây
độc cho cá tăng cao khi vi khuẩn được nuôi cấy ở 25
o
C thay vì nuôi ở 37
o
C. Theo
O'Reilly và Day (1983), sự sản sinh protase của các dòng A. hydrophila ở 30
o
C
nhiều hơn so với ở 25
o
C. Tương tự như vậy, sự sản sinh độc tố tiêu huyết tăng khi
nuôi vi khuẩn ở 35
o
C thay vì nuôi ở 25 và 30
o
C (Khalil và Mansour, 1997). A.
hydrophila có thể sinh ra độc tố tiêu huyết và độc tố phân bào khi nuôi ở 37, 28 và
5
o
C, tuy nhiên, ở 28
o
C sẽ cho tỷ lệ cao hơn so với 5 và 37
o
C (Tsai et al., 1997).
2.4 Các nhân tố gây độc của A. hydrophila
Những nhân tố gây độc lực như aerolysin, haemolysin, cytosine,
enterotoxin, hoạt động phân giải protein, hoạt động thủy phân chất béo, gelatinase,
sản xuất dịch nhờn và những peptide kháng khuẩn đã được xác định trong A.
hydrophila (Asmat và Gires, 2002; Castro - Escarpulli et al., 2003; Martins et al.,
2002; Illanchezian et al., 2010). Những nhấn tố gây độc lực có vai trò trong sự
sống còn, cơ chế tự bảo vệ và khả năng gây bệnh của vi khuẩn. Vào năm 1995, các
nhà nghiên cứu đã khẳng định rằng, các nhân tố độc lực chính là yếu tố quyết định
khả năng gây bệnh của vi khuẩn (Vadivelu et al., 1995). Đây là những nhân tố chủ
yếu được tìm thấy trong nhóm Aeromonas spp. (Singh et al., 2010). Theo
Subashkumar và các đồng nghiệp, protease, aerolysin, hemolysin, enterotoxins,
lipases, gelatinase và màng sinh học là những nhân tố độc lực của Aeromonas spp.
Màng sinh học là một chất nhầy polysaccharide trên bề mặt ngoại bào của vi
khuẩn dùng để bám dính và tự bảo vệ mình. Kết quả hình thành màng sinh học là
để tạo ra sức đề kháng cho vi khuẩn, sự kháng kháng sinh thường dùng và sự gây
bệnh một cách bền vững của vi khuẩn (Rodney, 2008). Màng sinh học giúp tái
sinh những chất khoáng (Brown et al., 1999). Một số nhà nghiên cứu đã tìm thấy
sự đề kháng của vi khuẩn chứa ( Pb
2+
, Cu
2+
và Zn
2+
) từ 2 đến 600 lần khi so với
những tế bào sinh vật phù du (Teitzel và Parsek, 2003; Harrison et al., 2005).
Những kim loại nặng mặc dù cần thiết trong một cơ thể sống nhưng với số lượng
quá cao sẽ trở nên nguy hiểm cho hệ thống sống bao gồm cả vi sinh vật. Điều này
là do sự gắn kết với nhũng thành phần khác để tạo ra những hợp chất phức tạp
(Anne Spain và Elizabeth Alm, 2003). Những kim loại này được tìm thấy trong
môi trường sống của vi khuẩn hay trong tự nhiên thông qua các hoạt động của con
11
người (Adarsh et al., 2007). Theo Anne Spain và Elizabeth Alm (2003), sự gia
tăng của các gen kháng kháng sinh cùng với những kim loại năng trong môi
trường đã đe dọa đến sức khỏe của con người.
3. Sự chẩn đoán
Sự chẩn đoán bệnh và sự định danh những tác nhân lây nhiễm là một phần
quan trọng trong việc quản lý bất kỳ một loại bệnh nào. Dựa vào những dấu hiệu
lâm sàng có thể rất khó khăn vì sự phát triển rất nhanh của A. hydrophila trong cơ
thể cá dưới điều kiện thuận lợi (Jeney và Jeney 1995) và các mầm bệnh khác như
A. salmonicida và Vibrio cũng gây ra những dấu hiệu tương tự. Có một số phương
pháp xác định loại bệnh này như phương pháp truyền thống (hình thái và đặc điểm
sinh hóa), miễn dịch học và kỹ thuật sinh học phân tử.
Phương pháp truyền thống dùng để xác định A. hydrophila bào gồm: hình
dạng, màu sắc khuẩn lạc trên môi trường NA, nhuộm gram, hình thái, khả năng di
động của vi khuẩn và một số phân tích chỉ tiêu sinh hóa khác (Altwegg et al.,
1990; Chaudhury et al., 1996; Yambot, 1998). Một phương pháp định danh nhanh
chóng dựa trên phân tích sinh hóa từ băng API có chứa sẵn những hóa chất đã
được pha trộn trước, phương pháp này thường được sử dụng để định danh A.
hydrophila (Dixon et al., 1990; Gatesoupe, 1991; Hettiarachchi và Cheong, 1994;
Noterdaeme et al., 1991). Tuy nhiên, phương pháp truyền thống thì không chính
xác để định danh A. hydrophila đến mức độ loài (De Figueiredo và Plumb, 1977).
Phương pháp xác định miễn dịch học như phương pháp ELISA đã được
phát triển để xác định A. hydrophila bởi Merino et al. (1993) và Sendra et al.
(1997). Korbsrisate et al. (2002) đã sản xuất đa kháng thể để chống lại A.
hydrophila sử dụng một thử nghiệm kết dính trực tiếp để xác định A. hydrophila.
Kháng thể đơn dòng cũng đóng một vai trò quan trọng trong việc xác định các tác
nhân gây bệnh trên cá (Adams và Thompson, 2006). Chanphong et al. (1999) đã
phát triển một kháng thể đơn dòng chống lại một protein 41 kDa của vi khuẩn A.
hydrophila, trong khi kháng thể đơn dòng cũng đã được sản xuất để chóng lại
polypeptide 110 kDa của vi khuẩn A. hydrophila (Delamare et al., 2002). Mặc dù
phương pháp miễn dịch học rất hữu ích trong việc xác định A. hydrophila nhưng
nó chỉ có thể định danh được những dòng đặc biệt (Merino et al., 1993).
Phương pháp sinh học phân tử được đề nghị để xác định A. hydrophila để
khắc phục những khuyết điểm từ phương pháp truyền thống hay phương pháp
12
miễn dịch. Sugita et al. (1994) đã đề nghị một phương pháp lai ADN để định danh
A. hydrophila khi khuếch đại một gen cụ thể (gen tiêu huyết) bằng phản ứng PCR
đã được khuyến cáo cho việc định danh vi khuẩn (Xia et al., 2004). Thêm vào đó,
có một phương pháp xác định nhanh chóng dựa trên sự xác định trình tự 16s
ribosome ADN (rADN) của vi khuẩn A. hydrophila (Dorsch et al., 1994). Và gần
đây, Chu và Lu (2005) đã phát triển một phương pháp PCR đa thành phần để
khuếch đại gen 16s rDNA và gen aerolysin để xác định chủng gây bệnh. Sau đó
có một phương pháp kết hợp giữa miễn dịch học và sinh học phân tử để xác định
nhanh chóng và hiệu quả A. hydrophila (Peng et al., 2002).
4. Kiểm soát và xử lý
4.1 Kháng sinh
Kháng sinh là một trong những nhân tố chủ yếu để kiểm soát A. hydrophila
(Fang et al., 2004). Hiệu quả nhất là nhóm furance (Mitchell và Plumb, 1980),
sulfonamide (Bowser et al., 1987), chloramphenical, neomycin,
sulfamethoxazoletrimethoprim, streptomycin, naladixic acid, oxolinic acid,
neomycin và sarafloxacin (Krovacek et al., 1989; Dixon et al., 1990), rifampicin
(Ansary et al., 1992), oxytetracycline (Tafalla et al., 1999), cephamycins và
moxalactam (Zervosen et al., 2001), ciprofloxacin (Ko et al., 2003), amoxycillin
và enrofloxacin (Ilhan et al., 2006). A. hydrophila cũng nhạy cảm với các amino
acid có nguồn gốc từ hydroximates (Walter et al., 1999) và H
2
O
2
(Landre et al.,
2000). Mặc dù kháng sinh kiểm soát được A. hydrophila nhưng ở mức độ nào đó,
một nghiên cứu cho thấy vi khuẩn đã kháng lại các tác nhân hóa trị liệu khi chúng
được sử dụng trong một khoảng thời gian dài (Mitchell và Plumb, 1980;
Vivekanandhan et al., 2002). Nhiều dòng A. hydrophila được phân lập đã có sự đề
kháng với các loại kháng sinh ampicillin, carbenicillin, erythromycin, gentamicin,
penicillin, tetracycline, nitrofuradantoin, ormetoprim-sulfadimethoxine,
sulfamethoxazole-trimethoprim và triple sulfa (Dixon et al., 1990; Ansary et
al.,1992; Dixon và Issvoran, 1993; Ilhan et al., 2006).
Tỷ lệ kháng lại kháng sinh ngày càng cao đối với nhóm A. hydrophila được
phân lập từ những loài cá nuôi, do áp lực mạnh về việc sử dụng hóa trị liệu trong
nuôi cá công nghiệp. Trong khi đó, những dòng A. hydrophila được phân lập từ cá
tự nhiên thì không có sự kháng lại kháng sinh (Aoki et al., 1971; Radu et al.,
2003). Hơn thế nữa, phần lớn những nhà nghiên cứu đã tìm thấy những plasmid có
13
tính đối kháng đóng một vai trò quan trọng trong việc hình thành những dòng
kháng kháng sinh (Chang và Bolton, 1987; Choudhury et al., 1996; Son et al.,
1997). Kích thước phân tử plasmid kháng trong vi khuẩn A. hydrophila từ 3 - 150
Kb Chang và Bolton, 1987; Choudhury et al., 1996; Son et al., 1997). Việc hạn
chế sử dụng thuốc để điều trị vi khuẩn cho cá nuôi để giảm sự phát triển những
plasmid kháng trong vi khuẩn (Son et al., 1997). Tuy nhiên, một số yếu tố khác
đang được nghi ngờ là có khả năng kháng lại kháng sinh kể từ khi Ansary et al.
(1992) đã tìm thấy trong A. hydrophila một thành phần không phải là plasmid
kháng kháng sinh mà là một thành phần gì đó kháng lại (ampicillin và
carbenicillin).
Do sự kháng lại kháng sinh cao nên khi tiến hành các phương pháp trị liệu lâm
sàng nên rât khó để kiểm soát những dòng A. hydrophila được phân lập từ những
hệ thống nuôi thủy sản (Riquelme et al., 1996; Daskalov, 2006). Sự phát triển
những dòng kháng kháng sinh là do việc sử dụng nhiều loại thuốc kháng sinh và
những loại kháng sinh có hiệu quả cao. Ngoài ra, việc lây truyền những dòng vi
khuẩn kháng kháng sinh đến con người hay động vật trên cạn đang là mối nguy
cao đến sức khỏe cộng đồng (Shariff, 1998). Thayumanavan et al. (2003) đã cảnh
báo về việc gia tăng những dòng vi khuẩn A. hydrophila kháng kháng sinh trên
tôm cá thì đang là mối nguy hiểm cho con người. Ngoài ra, việc gia tăng kháng
sinh sẽ làm tăng chi phí trong nuôi trồng thủy sản công nghiệp. Vì vậy việc quan
trọng là giảm nguyên nhân gây bệnh và giảm sử dụng thuốc đến tối thiều
(Gudding et al., 1999).
Ngoài việc kháng kháng sinh, một số tác giả đã báo cáo về tác dụng phụ của
việc sử dụng kháng sinh như việc tích lũy dư lượng tại các mô và làm giảm khả
năng miễn dịch tự nhiên ở cá (Van Muiswinkel et al., 1985; Ellis, 1988;
Thompson và Adams, 2004). Trái lại, một số tác giả khác cho rằng, việc sử dụng
những loài kháng sinh như sulfonamide và oxytetracycline sẽ không có tác dụng
phụ cho cá (Bowser et al., 1987; Tafalla et al., 1999). Việc sử dụng kháng sinh và
những hóa chất trị liệu đã chi ra sự ảnh hưởng độc hại đến động vật (Martin, 1973)
và có thể cản trở nhất định đến quá trình tổng hợp protein (Watson, 1975). Một số
người đã cho rằng có sự ức chế việc tổng hợp protein của ty thể bởi một số loại
kháng sinh (De Vries và Kroon, 1970).
Đáp ứng miễn dịch dịch thể và tế bào của cá chép đã được chứng minh là bị ức
chế trong thời gian xử lý cá bằng oxytetracyline và sự gia tăng bạch cầu hạt trong
14
cá được xử lý (Rijkers et al., 1980). Việc sử dụng các loại hóa chất khác để diệt ký
sinh trùng, côn trùng và cây cỏ sẽ làm giảm khả năng đáp ứng miễn dịch trên cá.
Cá chép Ấn Độ giảm đáp ứng miễn dịch không đặc hiệu khi tiếp xúc với thuốc trừ
sâu gốc permethrin (Nayak et al., 2004a), chúng rất nhạy cảm khi tiếp xúc với A.
hydrophila. Cá tiếp xúc với đồng ở nồng độ cao cũng làm ảnh hưởng đến khả năng
đáp ứng miễn dịch, khi đó sẽ có một số thay đổi về các thông số miễn dịch đo
được (Ellis, 1981; Shariff et al., 2001).
4.2 Chất kích thích miễn dịch
Những chất kích thích miễn dịch được chiết xuất chủ yếu từ thảo dược như
polysaccharide và vitamin C giúp tăng cường hệ thống miễn dịch của cá để chống
lại A. hydrophila. Ví dụ, sự tăng khả năng miễn dịch của cá Sặc gấm
(Trichogaster trichopterus) bằng cách ngâm cá vào chất chiết xuất từ tảo biển
(aminaran) để chống lại dòng A. hydrophila (có độc lực) (Samuel et al., 1996). Sự
gia tăng đường trong huyết thanh, cholesterol, protein tổng số, số lượng tế bào
máu đỏ, hemoglobin và hematocrit đã được tìm thấy trong A. hydrophila lây
nhiễm trên cá Chép sau khi được xử lý với dịch chiết từ lá cây (Azadirachta
indica) (Harikrishnan et al., 2003). Bột của hạt cây thảo dược (Achyranthes
aspera) đã được bổ sung vào chế độ cho ăn đã làm tăng khả năng miễn dịch bẫm
sinh và sự kháng lại A. hydrophila ở cá Chép Ấn Độ (Vasudeva Rao et al., 2006).
Một số dịch chiết từ những động vật biển có màng áo như Mực biển
(Ecteinascidia turbinate) để làm tăng miễn dịch tế bào và miễn dịch dịch thể trên
cá Chình Mỹ (A. rostrata) chống lại A. hydrophila (Davis và Hayasaka, 1984).
Một số báo cáo cho thấy polysaccharide có khả năng tăng đáp ứng miễn dịch của
cá chống lại A. hydrophila như tỷ lệ sống cá Rô Phi và cá Trắm Cỏ khi được tiêm
một số polysaccharide trước khi bị lây nhiễm A. hydrophila (Wang và Wang,
1997). Tương tự như vậy, cá Chép được tiêm polysaccharide đã làm tăng lượng
bạch cầu trung tính và bạch cầu đơn nhân và khả năng chống lại A. hydrophila khi
thí nghiệm gây cảm nhiễm bệnh cho cá (Selvaraj et al., 2005).
Một tác dụng bổ trợ của polysaccharide được quan sát khi tiêm polysaccharide
vào cá cho thấy kháng thể tăng cao nhất để chống lại chủng vắc-xin A. hydrophila.
Đáp ứng miễn dịch trung gian qua miễn dịch thể và miễn dịch tế bào của cá Chốt
Nghệ (Mystus gulio) tăng lên cao khi tăng lượng Vitamin C bổ sung vào thức ăn
cho cá (Anbarasu và Chandran, 2001). Theo Sobhana et al. (2002), ở cá Trôi có sự
15
tập trung của tế bào thực bào đến vị trí tiêm chủng nhanh khi chế độ cho ăn của cá
có bổ sung Vitamin C và cá hết nhiễm vi khuẩn sau 9 ngày. Hormon lactoferrin ở
người cũng có thể điều hòa hoạt động miễn dịch, theo Weifeng et al. (2004), sự
kháng lại A. hydrophila trong cá Trắm Cỏ chuyển gen (Ctenopharyngodon idella)
có hormon lactoferrin. Sự bổ sung men ribonucleotides vào thức ăn cũng có khả
năng kháng lại A. hydrophila ở cá Rohu (Choudhury et al., 2005). Chế phẩm sinh
học cũng có khả năng làm tăng đáp ứng miễn dịch cho cá. Theo Ramadan et al.
(1994), khi bổ sung ascogen vào thức ăn cho Rô Phi cho thấy kháng thể tăng khi
cá được tiêm chủng A. hydrophila (chết). Ngoài ra, chế độ cho ăn với hormon
triiodothyronine trong cá Rohu cũng làm tăng cường đáp ứng miễn dịch của cá khi
cá được tiêm chủng A. hydrophila (chết) (Sahoo, 2003).
5. Hiện trạng nghiên cứu và ứng dụng vắc-xin phòng bệnh do vi khuẩn A.
hydrophila
Sự tiêm ngừa vắc-xin là một trong những phương pháp chủ yếu để ngăn ngừa
sự lây nhiễm bệnh trên cả người và động vật (kể cả cá) (Potter và Baiuk, 2001). Sự
tiêm ngừa giúp vật chủ chống lại mầm bệnh trong suốt quá trình lây nhiễm
(Thompson và Adams, 2004). Sự tiêm ngừa trên cá đã được quan tâm nhằm giảm
thiệt hại kinh tế do sự lây nhiễm bệnh trên cá (Ellis et al., 1997; Rahman và
Kawai, 2000; Ebanks et al., 2004). Có nhiều loại vắc-xin khác nhau đã và đang
được nghiên cứu và ứng dụng nhằm kháng lại A. hydrophila bao gồm vắc-xin tế
bào (WC), OMPs, ECPs, LPS và màng sinh.
5.1 Hiện trạng nghiên cứu và ứng dụng vắc-xin A. hydrophila phòng bệnh
cho cá nuôi (nước ngoài, trong nước)
Aeromonas hydrophila mà một trong những tác nhân gây tổn thất rất lớn cho
ngành nuôi thủy sản thâm canh trong nhiều thập kỷ qua (Shotts et al., 1972;
Olivier et al., 1981; Esteve et al., 1995). Đã có nhiều nổ lực được thực hiện nhằm
phát triển một loại vắc-xin chống lại A. hydrophila một cách có hiệu quả (Lamers
et al., 1985; Baba et al., 1988b; Leung et al., 1997; Rahman và Kawai, 2000). Sự
gia tăng mức độ kháng huyết thanh chống lại A. hydrophila của cá Chép thông qua
phương pháp ngâm cá trong vắc-xin A. hydrophila bất hoạt (Lamers et al., 1985).
Theo Kusuda et al. (1987), sự gia tăng nồng độ protein huyết thanh tổng khi cá
Chép được tiêm với vắc-xin A. hydrophila (đã bị tiêu diệt bởi formalin). Cá Hồi
Vân được tiêm chủng vắc-xin A. hydrophila (đã chết) đã cho thấy sự gia tăng
16
kháng thể trong huyết thanh, dịch chiết từ mật, da, ruột, chất nhầy và cơ
(Loghothetis và Austin, 1994). Một vắc-xin kết hợp (có chứa WC đã bị giết bởi
nhiệt và ECP bất hoạt bởi formalin) của vi khuẩn A. hydrophila đã được thử
nghiệm trên 2 loài cá Chép Ấn Độ (Rohu và Mrigal), nhưng kết quả cho thấy vắc-
xin này không bảo vệ cá chống lại sự tấn công của mầm bệnh vi khuẩn (Chandran
et al., 2002a). Tuy nhiên, các tác giả đã quan sát thấy sự tăng tương đối cao lượng
kháng thể trong nhóm cá được tiêm vắc-xin, tỷ lệ chết thấp hơn so với cá không
được tiêm vắc-xin do một trong những nguyên nhân có thể là ảnh hưởng của tình
trạng stress của cá trong ao hay các kháng thể được sinh ra không có tính bảo vệ.
Màng sinh học đã được bất hoạt bởi nhiệt để tạo ra vắc-xin màng sinh học
chống lại A. hydrophila bằng cách bổ sung vào thức ăn. Ví dụ như: vi khuẩn được
thu hoạch từ huyền phù lơ lửng (chitin) trong TSB đã được sử dụng để tạo ra một
đáp ứng miễn dịch nhằm bảo vệ cá Chép Ấn Độ và cá Chép Trung Quốc (Azad et
al., 1999). Những vắc-xin màng sinh học đã được tìm thấy có sự tồn tại lâu hơn
những tế bào vắc-xin tự do trong mô, ruột, tỳ tạng, mật của cá Chép Ấn Độ (Azad
et al., 2000a). Cá da trơn được cho ăn với những vắc-xin màng sinh học đã cho
thấy kháng thể tồn tại trong huyết thanh cao đáng kể (Nayak et al. 2004b). Đã có
một sự thay đổi trong biểu hiện tính kháng nguyên của A. hydrophila khi phát triển
trên màng sinh học (Asha et al., 2004). Các tác giả đã tìm thấy protein lớp-S đã bị
mất và LPS của vi khuẩn chứa đựng một dãy tế bào màng sinh học được nuôi có
trọng lượng phân tử cao hơn.
Sự quan tâm đáng kể nhất đã được thể hiện trong một loại vắc-xin OMP của vi
khuẩn, nó chứa đựng một vài kháng nguyên chuyên biệt để gây ra một đáp ứng
miễn dịch cho vật chủ (Aoki và Holland, 1985; Fang et al., 2004). Rahman và
Kawai (2000) đã cho rằng OMPs của A. hydrophila đã gây ra một sự bảo vệ để
chống lại sự tấn công của A. hydrophila và tác giả đề nghị vắc-xin dựa trên kháng
nguyên OPM là có hiệu quả. Munn (1994) đã đề nghị rằng màng ngoài LPS có thể
là đại diện cho sự bảo vệ ở vi khuẩn Gram âm. Vai trò bảo vệ của LPS đã được
xác định trong cá Chép được tiêm vắc-xin LPS thô khi so sánh với vắc-xin WC
(đã được gây chết bởi formalin) (Baba et al., 1988b). Sự bảo vệ này được dựa trên
miễn dịch tế bào, những tế bào đặc biệt ở tuyến ức, đại thực bào hơn là miễn dịch
dịch thể (Baba et al., 1988a). Loghothetis và Austin (1996b) đã nhận định LPS có
thể là thành phần kháng nguyên chính của A. hydrophila. Những tế bào vắc-xin
WC sống đã làm tăng đáp ứng kháng thể trên cá (Loghothetis và Austin, 1994).
Những vắc-xin sống khác như là vắc-xin giảm độc lực sống cũng được phát triển
17
cho A. hydrophila. Ví dụ: vắc-xin A. hydrophila phát triển yếu do đột biến được
cho là có triển vọng cho vắc-xin A. hydrophila sống (Leung et al., 1997). Một vắc-
xin AroA đột biến của A. hydrophila cũng được kiểm tra và cho thấy có sự bảo vệ
trên cá Hồi (Moral et al., 1998). Những vắc-xin này cũng được tìm thấy sự bảo vệ
có ý nghĩa để chống lại A. salmonicida (Vivas et al., 2004b). Vivas et al. (2004c),
đề nghị vắc-xin sống aroA giảm độc lực thì an toàn hoàn toàn đối với những dòng
bình thường khác vì sự sống sót của nó thấp trong nước. Những vắc-xin sống khác
cũng được kiểm tra trên cá da trơn (Clarias batrachus) khi được tiêm chủng
những tế bào plasmid tự do đột biến của A. hydrophila, kết quả cho thấy tỷ lệ sống
tăng cao so với nhóm đối chứng (Majumdar et al., 2006). Những dòng đột biến A.
hydrophila có sự giảm xuống của enzyme EXO cũng đã có tác dụng bảo vệ cá
đuôi kiếm (Xiphophorus helleri) (Liu và Bi, 2006). Mặc dù tất cả các vắc-xin đã
được báo cáo là có sự khác nhau về sự tăng cường đáp ứng miễn dịch và khả năng
bảo vệ, nhưng không có một vắc-xin thương mại nào có thể dùng cho A.
hydrophila (Loghothetis and Austin, 1996b; Rahman and Kawai, 2000; Fang et
al., 2004; Vivas et al., 2005). Điều này có thể do hiệu quả giảm của vắc-xin chống
lại những dòng phân lập khác nhau hay những nhóm huyết thanh của A.
hydrophila bởi tính không đồng nhất của vi khuẩn này (Stevenson, 1988; Janda et
al., 1996; Merino et al., 1997; Aguilar et al., 1999; Chandran et al., 2002a). Hơn
90 nhóm huyết thanh đã thu được từ giống Aeromonas, bản chất của A. hydrophila
cả về sinh hóa học và huyết thanh học vần còn là mối quan tâm lớn nhất để điều
chế một loại vắc-xin chống lại A. hydrophila một cách hiệu quả (Sakazaki và
Shimada 1984; Newman, 1993; Stevenson, 2008; Khashe et al., 2010).
Vijayaragavan Thangaviji et al. (2012), sử dụng vắc-xin Aeromonas dạng protein
và vắc-xin kết hợp chất bổ thể để đánh giá sự miễn dịch của cá Vàng (Carassius
auratus) bằng phương pháp tiêm định kỳ 10 ngày/lần/2 μg/g trọng lượng cơ thể
cá. Sau 30 ngày và 60 ngày sử dụng vắc-xin cá được gây cảm nhiễm bằng phương
pháp tiêm Aeromonas hydrophila (10
7
cfu/ml) trong 5 ngày và mẫu máu được thu
để xác định một số chỉ tiêu huyết học. Kết quả cho thấy nghiệm thức đối chứng cá
chết 100%, nghiệm thức vắc-xin cá chết 46% (sau 30 ngày sử dụng vắc-xin),
nghiệm thức vắc-xin kết hợp bổ thể cá chết 30% (sau 30 ngày sử dụng vắc-xin).
Việc sử dụng vắc-xin sau 60 ngày cũng tương tự như vậy và khác biệt có ý nghĩa
thống kê (p < 0,001) so với nghiệm thức đối chứng. Các chỉ tiêu: sự thực bào, tỷ
lệ Albumin:Globulin, hoạt động kháng khuẩn của huyết thanh của nghiệm thức
vắc-xin và nghiệm thức vắc-xin + chất bổ thể đều cao và khác biệt có ý nghĩa
thống kê (p < 0,001) so với nghiệm thức đối chứng.
18
Kamelia et al. (2009) nghiên cứu so sánh 2 hỗn hợp vắc-xin (hỗn hợp 1: A.
hydrophila + P. fluorescens. Hỗn hợp 2: A. hydrophila + A. sobria + A. caviae +
P. fluorescens) khi ngâm cá Rô Phi giống (5-10g) trong dung dịch vắc-xin 30 phút
và cho cá ăn vắc-xin trong 7 ngày rồi sau đó ương cá trong 4 tuần để đánh giá chất
lượng vắc-xin, kết quả cho thấy tỷ lệ sống của cá ở hỗn hợp 1 là 80% và hỗn hợp 2
là 82% (phương pháp ngâm) và hỗn hợp 1 là 88% và 74% ở hỗn hợp 2 (phương
pháp cho ăn).
Tại Việt Nam những năm gần đây vắc-xin trên cá cũng được sử dụng nhiều như
vắc-xin chống lại vi khuẩn Edwardsiella ictaluri (ALPHA JECT ® Panga 1). Cao
Thành Trung và Chih Chu Chen (2012) sử dụng Glyxerin-andehyt-3-photphat-
dehydrogenaza (GAPDH) "một sản phẩm màng ngoài của tế bào vi khuẩn E.
ictaluri" để kháng lại bệnh Edwardsielloisis trên cá Rô Phi do Edwardsiella tarda
gây ra. Cá Rô phi được tiêm dưới bụng 3 loại vắc xin: Vắc xin E. ictaluri bất hoạt
trộn với tá dược ISA 763A, vắc xin protein GAPDH tái tổ hợp (30 μg/cá) của E.
ictaluri trộn với vắc xin bất hoạt và tá dược ISA 763A, vắc xin protein GAPDH tái
tổ hợp (30 μg/cá) của E. ictaluri trộn với tá dược ISA 763A. Đối chứng âm được
tiêm nước muối phốt phát (phosphate buffered saline -PBS). Sau 3 tháng tiêm vắc
xin GAPDH trộn với tế bào bất hoạt và tá dược ISA 763A, đánh giá hiệu quả của
vắc xin theo tỷ lệ bảo hộ (Relative Percent Survival - RPS), với tỷ lệ RPS là 71,4%
sau khi cá được cảm nhiễm với chủng vi khuẩn E. tarda. Tính kháng thể đặc hiệu
của nhóm cá tiêm vắc xin GAPDH sau 3 tháng có sự tăng lên có sự khác biệt so
với nhóm cá đối chứng.Vì vậy, vắc xin protein GAPDH tái tổ hợp được xem như
một vắc xin có khả năng trong phòng ngừa vi khuẩn gây bệnh Edwardsielloisis
trên cá rô phi do E. tarda gây ra.
5.2 Những giải pháp cho việc sử dụng vắc-xin A. hydrophila hiệu quả
Nhiều nhân tố được quan tâm cho sự phát triển hiệu quả của vắc-xin. Một vắc-
xin được sản xuất để bảo vệ và không gây ra bất kỳ tác dụng phụ nào cho vật chủ
(Makela, 2000; Potter và Babiuk, 2001; Schuijffel et al., 2005). Ngoài ra, vắc-xin
còn phải mang tính hiệu quả kinh tế cho việc nuôi trồng thủy sản thâm canh trên
toàn cầu (Leong và Munn, 1991; Munn, 1994; Naidu và Yadav, 1997). Các Vắc-
xin cho A. hydrophila đã được phát triển bởi một số nhà nghiên cứu dường như
không hoàn toàn hiệu quả khi áp dụng ngoài thực tế, có thể là do tính không đồng
nhất của những dòng được phân lập. Các tác giả đã đề xuất nên nghiên cứu một
19
kháng nguyên chung giữa các dòng A. hydrophila để điều chế vắc-xin hiệu quả
(Dooley et al., 1988; Leung et al., 2010).
Những hiểu biết về tương tác của tác nhân gây bệnh lên vật chủ đặc biệt là đáp
ứng miễn dịch của vật chủ đối với tác nhân gây bệnh có thể cung cấp manh mối
quan trọng về khả năng bảo vệ của kháng nguyên để phát triển vắc-xin (Ellis,
1999). Những phân tử như vậy có xu hướng là độc tố ECP và protein trên bề mặt
của tác nhân gây bệnh. Ví dụ: ECP của A. hydrophila có chứa một kháng nguyên
cần thiết cho việc tạo ra một loại vắc-xin thành công chống lại MAS (Allan và
Stevenson, 1981). Loghothetis và Austin (1996b) đã đề nghị rằng LPS như là vắc-
xin có tiềm năng khi họ tìm thấy sự gia tăng kháng thể chống lại những thành phần
này ở cá Hồi Vân nhiễm A. hydrophila. Tương tự như vậy, các thành phần trên bề
mặt của vi khuẩn gây bệnh này, như OMPs được đề nghị rỗng rãi như là một mục
tiêu hấp dẫn cho vắc-xin (do sự tham gia của chúng trong quá trình lây nhiễm
bệnh) (Esteve et al., 1994; Zhang et al., 2000). Gần đây, Maji et al. (2006) đã đề
xuất sử dụng protein 23 và 57 kDa được tìm thấy trong thành phần OMP của A.
hydrophila.
Nghiên cứu về protein: kết hợp phương pháp Western blot với kỹ thuật đo khối
quang phổ đã được công nhận là công cụ hữu ích cho việc định đanh protein và rất
cần thiết cho sự phát triển của vắc-xin (Chen et al., 2004).
Công nghệ tái tổ hợp AND cho phép sản xuất nhanh chóng số lượng lớn các
protein so với phương pháp truyền thống (Munn, 1994; Chakravarti et al. 2000;
Potter và Babiuk, 2001; Van den Bergh và Arckens, 2005). Vắc-xin protein tái tổ
hợp đã cho thấy có sự chống lại hàng loạt các tác nhân gây bệnh trên người và
động vật (bao gồm cả cá) như Yersinia pestis (Williamson et al., 1995),
Ichthyophthirius multifiliis (He et al., 1997), Rabies virus (Rupprecht et al., 2005),
Plasmodium falciparum (Saul et al., 2005) và Piscirickettsia salmonis (Wilhelm
et al., 2006).
PHẦN 3
KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT
20
3.1 Kết luận
Nhóm Aeromonas được chia làm 2 nhóm: nhóm di động và nhóm không di động.
Nhóm di động nhờ có 2 roi và gây bệnh chủ yếu trên cá như: A. hydrophila, A.
caviae, A. sobria.
Aeromonas di động có khả năng thích nghi ở khoảng nhiệt độ rộng: 4 – 42
o
C.
Đặc điểm sinh hóa tương đồng cao giữa các nhóm A. hydrophila trong môi trường
nước và trên mẫu cá bệnh và không tương quan đến khả năng sinh độc lực và
dạng plasmid của vi khuẩn.
Aeromonas hydrophila gây bệnh trên cá động vật và con người.
Có 4 triệu chứng dấu hiệu lâm sàng: (1)-Dấu hiệu cấp tính, (2)-Dấu hiệu cơ thể bị
trương nước cấp tính, (3)-Dấu hiệu lở loét sâu vào cơ thể, (4)-Dấu hiệu tiềm tàng.
Có nhiều độc tố sinh ra từ sản phẩm ngoại bào nhưng quan trọng nhất và đang
được nghiên cứu nhiều nhất là sản phẩm protase.
Chẩn đoán A. hydrophila dựa trên dấu hiệu bệnh lý (khó khăn), định danh theo
phương pháp truyền thống, phương pháp miễn dịch học (ELISA) và phương pháp
sinh học phân tử (giải trình tự gen).
Kiểm soát A. hydrophila bằng kháng sinh sẽ gây ra hiên tượng kháng kháng sinh
của vi khuẩn và ảnh hưởng đến kính tế, người tiêu dùng. Sử dụng chất kích thích
miễn dịch để phòng bệnh thì chưa đạt hiệu quả cao.
Có rất nhiều vắc-xin (đơn giá và đa giá) được nghiên cứu cho bệnh A. hydrophila
gây ra: vắc-xin chết, vắc-xin nhược độc, vắc-xin màng sinh học, vắc-xin protein
màng ngoài, DNA vắc-xin. Tuy nhiên chưa có vắc-xin nào đáp ứng được yêu cầu
thực tế cho ngành thủy sản.
3.2 Đề xuất
Nghiên cứu chế vắc-xin vắc-xin không gây tác dụng phụ cho vật chủ.
Nghiên cứu chế vắc-xin đáp ứng hiệu quả kinh tế.
Nghiên cứu 1 kháng nguyên chung cho các dòng vi khuẩn.
Nghiên cứu sâu về độc tố từ ECP để xác định độc tố chính của vi khuẩn.
21
Nghiên cứu vắc-xin OMP để mang lại hiệu quả cao.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Altarriba M., Merino S., Gavin R., Canals R., Rabaan A., Shaw J.G. and Tomas J.M. (2003)
A polar flagella operon (flg) of Aeromonas hydrophila contains genes required for lateral
flagella expression. Microbial Pathogenesis 34, 249-259.
Bacteriology 44, 687-701. Rustigan R. and Stuart C.A. (1943) Taxonomic relationships in
the genus Proteus. Proceedings of the Society for Experimental Biology and Medicine 53,
241-243.
Caselitz F.H. (1966) Pseudomonas-Aeromonas und ihre humanme-diznische bedeutung,
VEG Verlag Gustav Fischer. Jena.
22