ĐÁNH GIÁ SỰ TƯƠNG ĐỒNG GEN MÃ HÓA ĐỘC TỐ ĐƯỜNG RUỘT (STa, STb VÀ LT) CỦA VI KHUẨN E. COLI PHÂN LẬP TỪ LỢN CON BỊ TIÊU CHẢY

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC & MÔI TRƯỜNG
----------

NGUYỄN THỊ TRANG

ĐÁNH GIÁ SỰ TƯƠNG ĐỒNG GEN MÃ HÓA ĐỘC TỐ
ĐƯỜNG RUỘT (STa, STb VÀ LT) CỦA VI KHUẨN
E. COLI PHÂN LẬP TỪ LỢN CON BỊ TIÊU CHẢY

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Chuyên ngành Công nghệ Sinh học

NHA TRANG – 2016


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC NHA TRANG
VIỆN CÔNG NGHỆ SINH HỌC & MÔI TRƯỜNG
----------

NGUYỄN THỊ TRANG

ĐÁNH GIÁ SỰ TƯƠNG ĐỒNG GEN MÃ HÓA ĐỘC TỐ
ĐƯỜNG RUỘT (STa, STb VÀ LT) CỦA VI KHUẨN
E. COLI PHÂN LẬP TỪ LỢN CON BỊ TIÊU CHẢY

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Chuyên ngành Công nghệ Sinh học

Cán bộ hướng dẫn:
1)TS. Võ Thành Thìn
2)ThS. Lê Nhã Uyên

NHA TRANG - 2016


LỜI CẢM ƠN
Trước hết em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến Ban Giám Hiệu Trường Đại học
Nha Trang, Ban lãnh đạo Viện Công nghệ Sinh học và Môi Trường đã tạo điều kiện
thuận lợi nhất để em hoàn thành đồ án tốt nghiệp này.
Em xin gửi đến sự biết ơn sâu sắc nhất dành cho TS. Võ Thành Thìn – Trưởng bộ
môn nghiên cứu vi trùng trực thuộc Phân viện Thú y miền Trung, thầy PGS.TS. Ngô
Đăng Nghĩa – Viện Trưởng Viện Công nghệ Sinh học và Môi trường – Trường Đại học
Nha Trang, ThS. Lê Đình Hải - Cán bộ bộ môn nghiên cứu vi trùng và ThS. Lê Nhã
Uyên – Giảng viên Trường Đại học Nha Trang đã tận tình chỉ bảo và hướng dẫn em
thực hiện đồ án này một cách tốt nhất.
Xin cảm ơn cô ThS. Khúc Thị An – Trưởng bộ môn Công nghệ Sinh học và thầy
TS. Nguyễn Văn Duy – Phó Viện trưởng Viện Công nghệ Sinh và Môi trường – Trường
Đại học Nha Trang cùng với các thầy, cô giảng viên phản biện đã cho em những kiến
thức sâu sắc và những lời khuyên vô cùng quý báu để đồ án nghiên cứu này có thể hoàn
thành tốt nhất.
Đặc biệt xin được ghi nhớ tình cảm, sự giúp đỡ của các thầy cô giáo trong bộ môn
Công nghệ Sinh học - Viện Công nghệ Sinh học và Môi trường - Trường Đại học Nha
Trang, Ban lãnh đạo Phân viện Thú y miền Trung, các cán bộ - Bộ môn nghiên cứu vi
trùng và tập thể cán bộ công nhân viên - Phân viện Thú y miền Trung đã giúp đỡ nhiệt
tình và tạo điều kiện làm việc tốt nhất cho em trong suốt thời gian em thực hiện đồ án
này.
Cuối cùng, em xin gửi lời cảm ơn đến Cha Mẹ, người thân và các bạn cùng đồng
hành trong tập thể lớp 54CNSH – Trường Đại học Nha Trang đã gắn bó và động viên

khích lệ em hoàn thành tốt đồ án tốt nghiệp này.
Nha Trang, ngày 11 tháng 7 năm 2016
Sinh viên thực hiện

Nguyễn Thị Trang

i


MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................................ i
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT ............................................................................................. iv
DANH MỤC HÌNH ................................................................................................................. v
DANH MỤC BẢNG............................................................................................................... vi
DANH MỤC BIỂU ĐỒ ........................................................................................................ vii
ĐẶT VẤN ĐỀ .......................................................................................................................... 1
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN................................................................................................... 4
1.1. Tổng quan về vi khuẩn E. coli.................................................................................... 4
1.1.1. Giới thiệu về vi khuẩn E. coli............................................................................. 4
1.1.2. Phân loại ................................................................................................................ 4
1.1.3. Đặc điểm hình thái E. coli và tính chất bắt màu .............................................. 6
1.2. Tổng quan về nhóm ETEC ......................................................................................... 8
1.2.1 Các yếu tố gây bệnh của nhóm ETEC................................................................ 8
1.2.1.1. Yếu tố bám dính (colonization-CF) ........................................................... 8
1.2.1.2. Các loại độc tố đường ruột........................................................................10
1.2.2. Cơ chế gây bệnh của ETEC ..............................................................................16
1.3. Một số nghiên cứu về vai trò của các độc tố đường ruột trong bệnh tiêu chảy ở
lợn ........................................................................................................................................17
1.3.1. Nghiên cứu trong nước......................................................................................17
1.3.2. Nghiên cứu trên thế giới....................................................................................18

CHƯƠNG 2. VẬT LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ...................................20
2.1. Nội dung và đối tượng nghiên cứu ..........................................................................20
2.1.1. Nội dung nghiên cứu .........................................................................................20
2.1.2. Đối tượng nghiên cứu ........................................................................................20
2.2. Phương pháp nghiên c ứu...........................................................................................20
2.2.1. Phương pháp khảo sát sự lưu hành của gen mã hóa độc tố STa, STb, LT
của vi khuẩn E. coli ......................................................................................................20
2.2.2. Phương pháp đánh giá sự tương đồng của các gen mã hóa độc tố STa, STb
và LT ..............................................................................................................................22
2.2.3. Phương pháp xử lý số liệu ................................................................................23
2.3. Nguyên liệu và trang thiết bị nghiên cứu ................................................................23
ii


CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN......................................................................24
3.1. Kết quả khảo sát sự lưu hành của các gen mã hóa độc tố STa, STb, LT của các
chủng vi khuẩn E. coli ......................................................................................................24
3.2. Tổ hợp gen của các chủng mang gene mã hóa độc tố STa, STb và LT ..............27
3.3. Đánh giá sự tương đồng gen mã hóa độc tố STa, STb và LT ..............................29
CHƯƠNG 4. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ......................................................................34
4.1. Kết luận .......................................................................................................................34
4.2. Kiến nghị .....................................................................................................................34
TÀI LIỆU THAM KHẢO .....................................................................................................35
Tài liệu tiếng Việt ..............................................................................................................35
Tài liệu tiếng Anh ..............................................................................................................36
PHỤ LỤC ................................................................................................................................43
Phụ lục 1: Hóa chất điện di ..............................................................................................43
Phụ lục 2: Hóa chất nhuộm gel ........................................................................................43
Phụ lục 3: Cách kiểm tra ý nghĩa thống kê.....................................................................43
Phụ lục 4: Kết quả khảo sát sự có mặt gen mã hóa độc tố đường ruột (STa, STb,

LT) của vi khuẩn ETEC phân lập từ lợn con bị tiêu chảy ............................................44
Phụ lục 4: Trình tự nucleotide gen eltAB của 10 chủng ETEC khảo sát ....................50
Phụ lục 5: Trình tự nucleotide gen estA của 10 chủng ETEC khảo sát ......................54
Phụ lục 6: Trình tự nucleotide gen estB của 10 chủng ETEC khảo sát ......................55

iii


DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
AIEC

: Adherent Invasive E. coli

CFA

: Colonization factor antigen (yếu tố bám dính)

Cs

: Cộng sự

DAEC : Diffusely adherent E. coli
DNA

: Deoxyribonucleid acid

E. coli : Escherichia coli
EAEC : Enteroaggregative E. coli
EHEC : Enterohaemorrhagic E. coli
EIEC

: Enteroinvasive E. coli

eltA

: Gen mã hóa tiểu phân tử A của độc tố LT

eltAB : Gen mã hóa độc tố LT
eltB

: Gen mã hóa tiểu phân tử B của độc tố LT

EPEC : Enteropathogenic E. coli
ER

: endoplasmic reticulum (mạng lưới nội chất)

est

: Gen mã hóa độc tố ST

estA

: Gen mã hóa độc tố STa

estB

: Gen mã hóa độc tố STb

ETEC : Enterotoxigenic E. coli

FAO

: Tổ chức Lương thực và Nông nghiệp của Liên hợp quốc

F4, F5, F6, F18,…

: yếu tố bám dính

GM1

: Ganglioside (Thụ thể trên tế bào biểu mô niêm mạc ruột)

hlt

: Human heat labile toxin

LT

: Heat labile toxin

PCR

: Polymerase Chain Reaction

plt

: Porcine heat labile toxin

ST

: Heat stable toxin

STEC : Enteroaggregative E. coli

iv


DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1 Hình thái c ủa vi khuẩn E. coli ................................................................................6
Hình 1.2 Cấu trúc độc tố kém chịu nhiệt LT. .................................................................... 11
Hình 1.3 Cơ chế gây bệnh tiêu chảy của độc tố LT .......................................................... 12
Hình 1.4 Cấu trúc độc tố ST. Cầu nối disulfide (màu đỏ) trên 2 biến thể của độc tố
STa, vùng lõi của độc tố (gạch bên dưới) (Fleckenstein và cs, 2010). ................. 14
Hình 1.5 Cầu nối disulfide (-S-S-) và các số chỉ vị trí acid amin trong cấu trúc độc tố
STb (Sukumar và cs, 1995). ....................................................................................... 14
Hình 1.6 Cơ chế gây bệnh tiêu chảy của độc tố STa ........................................................ 15
Hình 1.7 Cơ chế gây bệnh tiêu chảy của độc tố STb ........................................................ 15
Hình 1.8 Quá trình lây nhiễm và gây bệnh của ETEC ..................................................... 16
Hình 3.1. Kết quả điện di sản phẩm PCR xác định gen mã hóa độc tố STa, STb, LT . 27
Hình 3.2. Kết quả điện di mẫu đã được khuếch đại PCR................................................. 29
Hình 3.3. Một số vị trí sai khác trong trình tự nucleotide gen eltAB của các chủng
ETEC ............................................................................................................................. 32
Hình 3.4. Một số vị trí sai khác trong trình tự acidamin của gen eltAB của các chủng
ETEC ............................................................................................................................. 32

v


DANH MỤC BẢNG
Bảng 2.1 Trình tự các mồi (primer) được sử dụng trong mutiplex-PCR ....................... 21

Bảng 2.2 Các thành phần của phản ứng multiplex-PCR (25μl/ phản ứng).................... 22
Bảng 2.3 Chu trình nhiệt trong phản ứng multiplex-PCR................................................ 22
Bảng 3.1. Kết quả khảo sát sự lưu hành của các gen mã hóa độc tố STa, STb, LT của
E. coli phân lập từ lợn con bị tiêu chảy .................................................................. 24
Bảng 3.2. Kết quả tổ hợp gen mã hóa độc tố STa, STb và LT của các chủng ETEC
phân lập từ lợn con bị tiêu chảy ............................................................................... 28
Bảng 3.3. Mức độ tương đồng nucleotide và acid amin của gen estA giữa các chủng vi
khuẩn ETEC phân lập từ lợn con bị tiêu chảy ....................................................... 30
Bảng 3.4. Mức độ tương đồng nucleotide và acid amin của gen estB giữa các chủng vi
khuẩn ETEC phân lập từ lợn con bị tiêu chảy ....................................................... 31
Bảng 3.5. Mức độ tương đồng nucleotide và acid amin của gen eltAB giữa các chủng
vi khuẩn ETEC phân lập từ lợn con bị tiêu chảy................................................... 33

vi


DANH MỤC BIỂU ĐỒ
Biểu đồ 3.1 Sự phân bố của các gen mã hóa độc tố STa, STb, LT của E. coli .........25
Biểu đồ 3.2 Tổ hợp gen mã hóa độc tố STa, STb và LT của các chủng ETEC phân lập
từ lợn con bị tiêu chảy...........................................................................................28

DANH MỤC SƠ ĐỒ
Sơ đồ 2.1 Phương pháp nghiên cứu ................................................................................20

vii


ĐẶT VẤN ĐỀ
Chăn nuôi lợn là ngành có vị trí hàng đầu trong ngành chăn nuôi ở nước ta và đang
có sự phát triển mạnh mẽ. Theo số liệu thống kê của FAO (2013), tổng đàn lợn trên thế

giới là 977.020.798 con, trong đó Việt Nam có 26.261.400 con, đứng thứ 5 trên toàn
thế giới sau Trung Quốc (475.922.000 con), Mỹ (64.775.000 con), Brazil (39.040.000
con) và Đức (27.690.100 con). Theo Tổng cục thống kê Việt Nam năm 2014 và năm
2015 cho biết: tại thời điểm tháng 4/2014, đàn lợn cả nước có tới 26,4 triệu con, tăng
0,3% và sản lượng thịt lợn hơi đạt 1,9 triệu tấn, tăng 1,7% so với cùng kỳ năm ngoái.
Tuy nhiên, bên cạnh những thành tựu đã đạt được, ngành chăn nuôi đang đối mặt
với nhiều khó khăn thách thức, đặc biệt là tình hình dịch bệnh. Song song với sự phát
triển về quy mô chăn nuôi thì tình hình dịch bệnh cũng xảy ra càng nhiều và khó kiểm
soát, mức độ thiệt hại mà dịch bệnh gây ra cho ngành chăn nuôi ngày càng lớn
(Zimmerman JJ và cs, 2012). Trong đó bệnh tiêu chảy do vi khuẩn E. coli gây ra được
xem là một trong những nguyên nhân quan trọng dẫn đến hiệu quả chăn nuôi chưa cao.
Lợn bị mắc bệnh tiêu chảy thường sẽ dẫn đến còi cọc, chậm phát triển và có thể chết
(Erume và cs, 2008).
Bệnh tiêu chảy do E. coli gây ra thường xuất hiện ở lợn con trước cai sữa và sau
cai sữa, mà nguyên nhân chủ yếu là do nhóm vi khuẩn ETEC - mang gen mã hóa độc
tố ruột kém chịu nhiệt (LT) và gen mã hóa độc tố ruột chịu nhiệt (ST) gây ra (Gyles và
Fairbrother, 2010). Bình thường các chủng vi khuẩn ETEC sống cộng sinh chiếm ưu
thế trong hệ vi sinh vật đường ruột của người và động vật. Khi có điều kiện bất lợi như
thay đổi về thức ăn, thời tiết hoặc lợn bị mắc các bệnh khác, thì các chủng vi khuẩn
ETEC sẽ tăng sinh nhanh chóng, trở thành nguyên nhân gây tiêu chảy. Để gây bệnh,
trước hết các chủng ETEC sẽ bám dính vào niêm mạc đường ruột thông qua các yếu tố
bám dính như F4, F5, F6, F18…. Sau đó chúng sản sinh ra các loại độc tố đường ruột
như STa, STb và LT. Chính những độc tố này là nguyên nhân trực tiếp gây nên rối loạn
trao đổi muối và nước trong đường ruột và hậu quả của nó là nước bị tiết quá mức vào
đường ruột gây tiêu chảy (Gyles và Fairbrother, 2010).
Bệnh tiêu chảy do vi khuẩn E. coli có thể được điều trị bằng kháng sinh, tuy nhiên
trên thế giới cũng như trong nước hiện tượng vi khuẩn kháng thuốc và sự tồn dư kháng
sinh trong thực phẩm là một vấn đề nan giải cần được quan tâm. Đặc biệt, trong xu thế
1

hội nhập sâu rộng hiện nay, ngành chăn nuôi trong nước sẽ tiếp tục phải đối mặt với
nhiều khó khăn và mức độ cạnh tranh với sản phẩm nhập khẩu ngày càng khốc liệt hơn,
nhất là sự cạnh tranh của các nước trong khu vực ASEAN, khi mà Cộng đồng Kinh tế
ASEAN được thành lập. Vì vậy sản phẩm chăn nuôi phải sạch là điều kiện bắt buộc nếu
muốn phát triển chăn nuôi. Do vậy việc phòng bệnh bằng vaccine là một biện pháp vừa
hiệu quả vừa an toàn đáp ứng được yêu cầu của người chăn nuôi.
Đối với bệnh tiêu chảy ở lợn do các chủng vi khuẩn ETEC thì độc tố đường ruột
đóng vai trò cực kỳ quan trọng, chúng phải được sử dụng như là những kháng nguyên
để phòng bệnh tiêu chảy. Tuy nhiên một vấn đề phức tạp đặt ra hiện nay đó là sự đa
dạng về kháng nguyên của các chủng vi khuẩn ETEC gây bệnh (Lasaro và cs, 2008).
Theo các nghiên cứu trước, gen mã hóa độc tố STa và STb được tìm thấy ở các chủng
ETEC là hoàn toàn giống nhau. Tuy nhiên, chỉ có một biến thể mới của gen mã hóa độc
tố STb trong nghiên cứu của Christine Taillon và cs (2008) được tìm thấy, đó là sự thay
đổi acid amin Histidine ở vị trí 12 thành acid amin Asparagine. Theo Lasaro và cs năm
2008, có 16 kiểu gen khác nhau mã hóa cho độc tố LT được tìm thấy trong số 51 chủng
vi khuẩn ETEC phân lập từ người. Trình tự gen mã hóa độc tố LT của 52 chủng vi
khuẩn ETEC phân lập từ lợn có một số điểm khác nhau, những điểm khác nhau này liên
quan đến khả năng bám của độc tố lên GM1 của tế bào và độc lực của chúng (Chengxian
Zhang và cs, 2009).
Tại Việt Nam mặc dù đã có một số công trình nghiên cứu về sự lưu hành của gen
mã hóa độc tố đường ruột ở các chủng vi khuẩn phân lập từ lợn bị tiêu chảy. Như nghiên
cứu của Lý Thị Liên Khai năm 2001 đã phân lập và xác định độc tố các chủng E. coli
gây bệnh tiêu chảy cho lợn con ở Cần Thơ và Hồ Chí Minh. Kết quả phát hiện 70/84
chủng có khả năng sản sinh độc tố STb - chiếm tỷ lệ lớn nhất, sau đó đến STa (57/84
chủng) và LT (40/84 chủng ); Bằng phương pháp phân tích PCR, Võ Thành Thìn (2012)
tìm ra 184 chủng E. coli phân lập từ lợn con bị tiêu chảy ở Tây Nguyên và Nam Trung
Bộ, phát hiện 40,76% chủng vi khuẩn mang gene mã hóa độc tố STb, tiếp theo là độc tố
STa (30,43%), độc tố LT (28,26% )…..Tuy nhiên, chưa có một công trình nào so sánh
trình tự gen mã hóa các loại độc tố đường ruột này. Do đó chúng tôi tiến hành thực hiện

đề tài: “Đánh giá sự tương đồng gen mã hóa độc tố đường ruột (STa, STb và LT)
của vi khuẩn E. coli phân lập từ lợn con bị tiêu chảy”.
2


Mục tiêu đề tài
So sánh sự tương đồng gen mã hóa độc tố đường ruột (STa, STb và LT) của vi
khuẩn E. coli phân lập từ lợn con bị tiêu chảy
Nội dung chính của đề tài
- Khảo sát sự có mặt của gen mã hóa độc tố STa, STb và LT của vi khuẩn E. coli
- So sánh sự tương đồng của các gen mã hóa các loại độc tố STa, STb và LT
Ý nghĩa khoa học của đề tài
Góp phần lựa chọn những trình tự gene mã hóa độc tố đường ruột đại điện cho các
chủng gây bệnh ở Việt Nam để phát triển vaccine phòng bệnh tiêu chảy ở lợn do vi
khuẩn ETEC gây ra một cách có hiệu quả.

3


CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN
1.1. Tổng quan về vi khuẩn E. coli
1.1.1. Giới thiệu về vi khuẩn E. coli
Vi khuẩn E. coli lần đầu tiên được nhà khoa học người Đức tên là Theodor
Escherich phân lập vào năm 1885 từ phân của một đứa bé và được mô tả như là một
trực khuẩn ngắn và được đặt tên là Bacterium coli commune (Escherich, 1988). Tên của
vi khuẩn sau đó được mô tả bởi những tên khác nhau bởi các tác giả khác nhau như
Bacillus coli, Bacterium coli. Cho đến năm 1954 vi khuẩn này được đặt theo tên nhà
khoa học đầu tiên phân lập được vi khuẩn này là E. coli (Cowan, 1954).
Vi khuẩn E. coli chiếm phần lớn trong số các loài vi khuẩn hiếu khí ở các loài
động vật và người (thường khoảng 10 7 -109 vi khuẩn/gram phân). Tuy nhiên ở loài chim

cảnh khỏe mạnh số lượng vi khuẩn E. coli rất thấp. Ngoài ra vi khuẩn này cũng được
tìm thấy nhiều trong môi trường, bụi bẩn và rác thải. Mặc dù hầu hết các chủng vi khuẩn
E. coli được coi là vi khuẩn thường trực trong đường tiêu hóa và không gây bệnh hoặc
là vi khuẩn cơ hội. Bên cạnh đó một số chủng vi khuẩn mang những yếu tố độc lực
được xem là những tác nhân gây bệnh ở người và động vật (Gyles và Fairbrother, 2010;
Fairbrother và cs, 2005)
1.1.2. Phân loại
Vi khuẩn E. coli là một trực khuẩn Gram âm, không hình thành bào tử và được
phân loại như sau:
Giới: Bacteria,
Ngành: Proteobacteria
Lớp: Gamma proteobacteria
Bộ: Enterobacteriales
Họ: Enterobacteriaceae
Giống: Escherichia
Loài: Escherichia coli
Gần đây giống Escherichia có 5 loài là E.albetii, E. coli, E.fergusonii, E.hermannii
và E.vulneris. Có 2 loài cũng thuộc giống này là E.edecarbocilata và E.blattae đã được
phân vào giống khác. Trong các loài kể trên phổ biến nhất là vi khuẩn E. coli.
4


Trước đây, E. coli gây bệnh đường ruột được chia thành 6 phân nhóm dựa trên khả
năng gây bệnh của chúng (yếu tố độc lực, dấu hiệu lâm sàng và cơ chế gây bệnh): EPEC,
EHEC, ETEC, EAEC, EIEC và DAEC (Kaper và cs, 2004). Gần đây đã xuất hiện thêm
hai nhóm mới, đó là AIEC được cho là có liên quan với bệnh Crohn, nhưng không sinh
ra tiêu chảy và STEC (Clements và cs, 2012).
EPEC: Mang kháng nguyên bám dính, có khả năng tấn công lên niêm mạc ruột
non, phá hủy lớp tế bào biểu mô ruột nhưng không sản sinh độc tố, gây viêm ruột kèm
sốt và tiêu chảy. Vi khuẩn thuộc nhóm này thường gây bệnh tiêu chảy ở người, thỏ, chó,

mèo, lợn và có thể ngựa. Dịch bệnh do EPEC gây ra có liên quan đến việc tiêu thụ nước
uống bị ô nhiễm cũng như một số sản phẩm thịt (Feng và cs, 2011).
ETEC: Mang một số kháng nguyên bám dính và sinh độc tố đường tiêu hóa. Vi
khuẩn nhóm này thường gây bệnh tiêu chảy trên người, lợn, cừu, dê, bò, chó và ngựa
(Zinnah và cs, 2007). ETEC được công nhận là tác nhân gây tiêu chảy và bệnh được đặc
trưng bởi tiêu chảy nhẹ, không sốt và nhiễm ETEC xảy ra phổ biến ở các nước kém phát
triển.
EIEC: Vi khuẩn xâm nhiễm vào biểu mô tế bào ruột kết, làm dung giải thể thực
bào gây bệnh nghiêm trọng cho người giống như Shigella. EIEC thường gây tiêu chảy
nước và đôi khi gây bệnh lỵ cho cả trẻ em và người lớn (Kaper và cs, 2004).
EHEC: Nhóm này thường sản sinh yếu tố xâm nhiễm, độc tố Shiga (Stx). Quá trình
xâm nhiễm và gây bệnh thường gây nên những bệnh lý tế bào rất nặng. Thường được
phân lập được từ người và động vật nhai lại.
EAEC: Bám lên thành ruột non và ruột già, sản sinh độc tố đường tiêu hóa. Vi
khuẩn nhóm này chỉ có thể tìm thấy ở người và có thể ở lợn, bò.
DAEC: Có thể tìm thấy trong ruột non, đặc biệt ở trẻ em từ 12 tháng tuổi trở lên

5


1.1.3. Đặc điểm hình thái E. coli và tính chất bắt màu
 Hình thái

Hình 1.1. Hình thái của vi khuẩn E. coli (Vũ Khắc Hùng, 2012)
E. coli là trực khuẩn, có hình que, kích thước khoảng 2 x 0,6 μm - 3x0,6 μm, có
lông tơ xung quanh, không hình thành bào tử và có thể có giáp mô. Trong cơ thể động
vật, đứng riêng lẻ, đôi khi xếp thành chuỗi ngắn. Trong môi trường nuôi cấy, trực khuẩn
E. coli có thể dài từ 4 μm - 8 μm và những loài này thường gặp trong canh khuẩn già.
Phần lớn E. coli di động do có lông xung quanh nhưng có một số không thấy di động
(Nguyễn Như Thanh và cs, 1997).

Vi khuẩn E. coli bắt màu Gram âm, có thể bắt màu đều hoặc sẫm ở hai đầu. Nếu
lấy vi khuẩn từ khuẩn lạc nhầy để nhuộm có thể thấy giáp mô, còn khi soi tươi sẽ không
thấy được. Dưới kính hiển vi người ta có thể phát hiện được cấu trúc pili- một yếu tố
bám dính của vi khuẩn E. coli lên tế bào niêm mạc ruột (Pizarro-Cerda và Cossart, 2006)
 Đặc tính nuôi cấy
E. coli là trực khuẩn hiếu khí và yếm khí tùy tiện, nhiệt độ nuôi cấy tối ưu là 37 0C
(98,6 0F), tuy nhiên cũng có trường hợp E. coli sinh trưởng ở nhiệt độ cao tới 49 0C
(120,2 0F), pH thích hợp 6,4-7,5 (tối ưu là 7,2-7,4 ) (Lê Thanh Bình, 2012).
Trên môi trường EMB (Eosin Methylen Blue), khuẩn lạc của E. coli có màu đỏ
tím, có ánh kim.

6


Trên môi trường nước thịt vi khuẩn phát triển tốt, môi trường rất đục, có cặn màu
tro lắng xuống đáy, đôi khi có màu xám nhạt trên mặt môi trường, môi trường có mùi
phân thối (Nguyễn Như Thanh và cs, 1997)
Trên môi trường NA (Nutrient Agar), TSA (Tripticase Soy Agar) qua 18-24h ủ ở
37 0C hình thành những khuẩn lạc tròn ướt, màu trắng nhạt, mặt khuẩn lạc hơi lồi, đường
kính 2 - 3mm (Nguyễn Vĩnh Phước, 1974)
Trên môi trường thạch máu, vi khuẩn hình thành khuẩn lạc to, ướt, lồi, viền không
gọn, màu sáng, một số chủng có vòng dung huyết xung quanh, sau 24h nuôi cấy ở 37 0C
Trên môi trường thạch thường, sau 12-18h ở nhiệt độ 35-370 C, vi khuẩn hình thành
khuẩn lạc tròn, lồi, không trong suốt, bóng láng
Trên môi trường MacConkey: Sau 24h nuôi cấy ở 37 0C, vi khuẩn hình thành khuẩn
lạc màu đỏ hồng, tròn, bóng, không nhầy, rìa gọn được bao quanh vòng đục. Một số
chủng vi khuẩn không lên men đường lactose thì khuẩn lạc sẽ có màu nhạt (Nguyễn
Như Thanh và cs, 1997).
 Đặc tính sinh hóa
Vi Khuẩn E. coli có khả năng lên men sinh hơi các loại đường Lactose, Fructose,

Glucose, Galactose, Xylose, Mantiol nhưng không lên men Adonit và Inozit. Tuy nhiên,
có một vài chủng E. coli không lên men Lactose.
Một số phản ứng sinh hóa khác: Phản ứng dương tính với Indol và MR, hầu hết
các chủng âm tính với VP, không sinh H2S, không sử dụng Citrar (Nguyễn Như Thanh
và cs, 1997).
 Cấu trúc kháng nguyên
Vi khuẩn E. coli được chia làm các serotype khác nhau dựa vào cấu trúc kháng
nguyên thân O, kháng nguyên giáp mô K, kháng nguyên lông H và kháng nguyên bám
dính F. Bằng phản ứng ngưng kết, các nhà khoa học đã tìm ra được 250 serotype O, 89
serotype K, 56 serotype H và một số serotype F (Fairbrother, 1992)
Kháng nguyên O (kháng nguyên thân): Được coi như là một yếu tố độc lực có thể
tìm thấy ở thành tế bào và có liên hệ trực tiếp với hệ thống miễn dịch. Kháng nguyên O
khi gặp kháng huyết thanh tương ứng sẽ xảy ra phản ứng ngưng kết và tạo thành những
hạt nhỏ, khó tan.

7


Kháng nguyên H (kháng nguyên lông): Là thành phần lông của vi khuẩn, có bản
chất protein, kém bền vững hơn so với kháng nguyên O. Kháng nguyên này có khả năng
tạo miễn dịch mạnh và phản ứng miễn dịch xảy ra nhanh hơn so với kháng nguyên O
(Orskov, 1978)
Kháng nguyên K là kháng nguyên hỗ trợ trong phản ứng ngưng kết của kháng
nguyên O và tạo ra hàng rào bảo vệ cho vi khuẩn chống lại tác động của ngoại cảnh và
hiện tượng thực bào, yếu tố phòng vệ của vật chủ
Kháng nguyên F (Kháng nguyên bám dính): Hầu hết các chủng E. coli đều sản
sinh ra một hoặc nhiều kháng nguyên bám dính. Các chủng không gây bệnh thì không
có kháng nguyên này. Kháng nguyên bám dính giúp vi khuẩn bám vào các thụ thể đặc
hiệu trên bề mặt tế bào biểu mô ruột và trên lớp màng nhày để xâm nhập và gây bệnh,
đồng thời chống lại khả năng đào thải vi khuẩn của nhu động ruột (Carter và cs, 1995).

1.2. Tổng quan về nhóm ETEC
Enterotoxigenic Escherichia coli (ETEC) là nguyên nhân gây bệnh tiêu chảy phổ
biến ở lợn con trước cai sữa và sau cai sữa, gây thiệt hại đáng kể cho nền kinh tế các
nước trên thế giới (Nagy và Fekete, 1999). Để gây bệnh, vi khuẩn ETEC bám chặt vào
các thụ thể trên bề mặt tế bào biểu mô ruột nhờ vào các yếu tố bám dính như F4 (K88 ),
F5 (K99 ), F6, F18, F41; sau đó sản sinh một hay nhiều độc tố ruột, bao gồm độc tố chịu
nhiệt (STa, STb) và độc tố không chịu nhiệt (LT) (Gyles Faibrother, 2010).
1.2.1 Các yếu tố gây bệnh của nhóm ETEC
Các chủng ETEC gây tiêu chảy cho động vật nhờ 2 yếu tố độc lực cơ bản là: kháng
nguyên bám dính có trên bề mặt vi khuẩn như F4, F5, F6, F17, F18, F41 và độc tố đường
ruột (STa, STb và LT)
1.2.1.1. Yếu tố bám dính (colonization-CF)
Yếu tố bám dính là các yếu tố gây độc quan trọng của các chủng E. coli gây bệnh
đường ruột. Nhờ các yếu tố bám dính có trên bề mặt, vi khuẩn E. coli mới có khả năng
bám và xâm nhiễm vào ruột non của vật chủ để gây bệnh (Mulvey, 2002). Hầu hết các
yếu tố bám dính đều được tìm thấy trên các vi khuẩn đường ruột và được gọi là fimbriae.
Fimbriae là những cấu trúc liên kết có tính đa phân tử, khả năng miễn dịch cao và có
khả năng liên kết với các thụ thể đặc hiệu (Sellwood và cs, 1975). Fimbriae cũng có thể

8


chứa nhiều bản sao của tiểu đơn vị nhỏ, một trong số đó có thể là yếu tố mang đặc trưng
bám dính.
Cơ chế mà ETEC kết dính và cư trú trên lớp màng nhầy ruột đã được nghiên cứu
kỹ. Để gây tiêu chảy, đầu tiên ETEC phải bám dính vào tế bào ruột non nhờ vào lông
trên bề mặt của vi khuẩn, gọi là yếu tố bám dính (CF hay CFA)
Danh pháp của fimbriae chưa được tiêu chuẩn hóa và được đặt tên dựa trên các
tiêu chí như: nguồn gốc chủng (F44, 987P, F107), cấu trúc (K88, K99) và chức năng
bám dính (CFA). Các yếu tố bám dính phổ biến có trên bề mặt vi khuẩn E. coli đã được

tìm thấy như K88, K99, 987P, F17, F18 và F41
K88 (F4) Fimbriae: Là yếu tố bám dính đầu tiên được phát hiện trong các chủng
ETEC phân lập từ lợn và là kháng nguyên bám dính phổ biến nhất ở các chủng E. coli
gây bệnh tiêu chảy trên lợn con sau cai sữa. Theo nhiều kết quả nghiên cứu trên thế giới
cho thấy các chủng ETEC gây bệnh tiêu chảy ở lợn con thường xuyên mang yếu tố bám
dính F4 và F18 ở nhiều nước như ở cộng hòa Slovak; ban đầu F4 được cho là một kháng
nguyên vỏ, nhưng sau đó được xác định là một kháng nguyên có cấu trúc sợi nhỏ mịn.
Nó được mã hóa bởi gen trên plasmid, và có 3 biến thể đó là ab, ac và ad. Các loại
glycoprotein của màng ruột có thể là một thụ thể sinh học của F4. Tuy nhiên, có tới 50%
lợn không có thụ thể cho F4, và sự thiếu hụt này là do yếu tố di truyền qua các thế hệ
(Van den Broeck và cs, 2000).
F5 (K99) Fimbriae: Lúc đầu cũng được cho là vỏ bao, nhưng sau đó đã được chứng
minh là sợi nhỏ phụ. Kháng nguyên bám dính F5 được mã hóa bởi gen trên plasmid.
Đây là yếu tố bám dính phổ biến nhất được sản xuất bởi các chủng ETEC phân lập từ
bò và cừu. Kháng nguyên bám dính F5 chủ yếu xuất hiện ở các phần dưới của ruột non,
đặc biệt là ở động vật nhỏ. F5 bám vào các thụ thể đặc hiệu N-glycolylneuraminic acidGM3 là yếu tố trung gian gắn ETEC vào phía sau niêm mạc ruột non ở động vật non,
và đôi khi ở động vật lớn tuổi (Gyles và Faibrother, 2010).
F6 (987P) Fimbriae: Các gen mã hóa F6 fimbriae được tìm thấy ở cả trên nhiễm
sắc thể, plasmid và mã hóa 3 cấu trúc protein gồm FasA là nhóm lớn, FasF và FasG là
nhóm nhỏ. Đây là yếu tố trung gian liên kết vi khuẩn với ruột non chủ yếu ở lợn con. Ở
ruột lợn già rất ít khi quan sát được sự liên kết của vi khuẩn với các thụ thể F6 hiện diện

9


trong chất nhầy ruột hơn với thụ thể trên tế bào biểu mô ruột. Vì thế, tiêu chảy do F6
của ETEC hầu như chỉ ở lợn sơ sinh (Schifferli và cs, 1987).
F18 Fimbriae: Được mã hóa bởi gen trên plasmid. F18 có hai loại biến thể là Fab
và Fac, dựa trên sự khác biệt chuỗi huyết thanh và trình tự nucleotide. F18ab ít biểu
hiện ở invivo, invitro và thường được kết hợp với Stx2e của chủng E. coli liên quan đến

bệnh phù (ED). Còn F18ac thì biểu hiện hiệu quả hơn ở invitro, invivo. Lợn sơ sinh
không có thụ thể đối với F18, do đó chúng không có khả năng kháng với F18. Tuy
nhiên, lợn cai sữa dễ bị hơn do sự gia tăng của các thụ F18 (Gyles và Fairbrother, 2004).
Vì vậy F18 của E. coli phổ biến nhất ở lợn cai sữa (Chen và cs, 2004).
F41 Fimbriae: Được mã hóa bởi gen hiện diện trên nhiễm sắc thể và được tìm thấy
ở cả trâu, bò và các chủng ETEC gây bệnh ở lợn. Nó chủ yếu được thể hiện cùng với
K99 fimbriae trên ETEC của kháng nguyên O nhóm 9 và 101, mặc dù một số chủng,
chủ yếu là từ lợn, có thể sản xuất F41 một mình. F41 bám dính ở phía sau ruột non ở
lợn sơ sinh và bê có thể dẫn đến tiêu chảy, cho dù K99 fimbriae có mặt hay không
(Gyles và Fairbrother, 2004).
F17 fimbriae: F17 là fimbriae chủ yếu trên chủng ETEC ở bò. Bốn biến thể gen a,
b, c, d đã được mô tả dựa trên sự khác biệt trong tiểu đơn vị chính F17. F17 cũng đã
được tìm thấy trên các chủng ETEC bò, mặc dù vai trò của nó trong tiêu chảy do các
chủng ETEC chưa được làm sáng tỏ (Mainil và cs, 2000).
1.2.1.2. Các loại độc tố đường ruột
 Độc tố kém chịu nhiệt (Heat-labile enterotoxin LT)
-

Cấu trúc
Độc tố LT được sản xuất bởi các chủng vi khuẩn ETEC có cấu trúc và chức năng

tương đối giống với độc tố CT (cholera enterotoxin) được sản xuất bởi các chủng vi
khuẩn Vibrio cholerae. Độc tố LT có trọng lượng phân tử khoảng 84 kDa, có dạng độc
tố AB5 với 1 tiểu phân tử A (có trọng lượng 28kDa) kết hợp không cộng hóa trị (noncovenlent) với 5 tiểu phân tử B (trọng lượng 11,5kDa). Trong đó tiểu phân tử A chịu
trách nhiệm cho phần hoạt động enzym của độc tố và nó bị phân cắt bởi enzym protease
để tạo thành 2 chuỗi peptide là A1 (21kDa) và A2 (9kDa). Hai chuỗi peptide A1 và A2
liên kết với nhau bằng cầu nối disulfide giữa A1-Cys187 và A2-Cys199. Chuỗi A2 tạo
thành cái móc liên kết không đồng hóa trị giữa tiểu đơn vị A và lỗ hổng giữa của vòng
5 tiểu phân tử B (Fairbrother và cs, 2005; Liu, 2014). Chuỗi A1 của tiểu phân tử A là
10

một ADP-ribosyltransferase, đó chính là vị trí hoạt động của độc tố và đóng vai trò cho
sự ổn định của độc tố (Gyles và Fairbrother, 2010). 5 tiểu phân tử B trong cấu trúc của
LT sắp xếp thành vòng nhẫn 5 cạnh bền vững. Mỗi tiểu phân tử B có 1 vị trí gắn với thụ
thể có trên tế bào niêm mạc ruột là monosialoganglioside GM.

Hình 1.2. Cấu trúc độc tố kém chịu nhiệt LT
Cấu trúc tinh thể của E. coli LT-I (bên trái) và LT-II (bên phải). Các tiểu phân tử A1
được biểu thị bằng màu vàng đậm và A2 màu vàng, trung tâm hoạt động nằm ở tiểu
phần này (có đánh dấu *), cầu disulfide được biểu thị bằng mũi tên đen liên kết A1 và
A2. 5 tiểu phân tử B được biểu thị như là các cấu trúc sợi màu đỏ, trắng, hồng, xanh lá
cây và màu xanh (Oludare Odumosu và cs, 2010)
Độc tố LT tiết ra bởi các chủng ETEC được phân thành 2 nhóm biến thể khác nhau
đó là LTI (từ bây giờ gọi là LT) và LTII, trong đó chỉ có độc tố LTI bị trung hòa bởi
độc tố kháng bệnh tả (Guth và cs, 1986; Fukuta và cs, 1988). LTI thường được tìm thấy
ở các chủng vi khuẩn gây bệnh ở người và động vật, trong khi LTII chỉ tìm thấy ở một
số ít chủng phân lập từ động vật và không có khả năng gây bệnh (Elsinghorst, 2002).
LTI: Cho đến hiện nay, người ta xác định được 2 biến thể của độc tố LTI đó là LTpI và LTh-I. Biến thể LTp-I được tìm thấy ở những chủng vi khuẩn phân lập từ lợn và
LTh-I tìm thấy ở những chủng phân lập từ người. Hai biến thể này có cấu trúc tượng tự
nhau nhưng khác nhau ở một vài acid amin và có thể gây miễn dịch chéo cho nhau
(Tsuji và cs, 1982; Liu, 2014). Gen mã hóa độc tố LTI, eltAB là sự kết hợp của 2 gene
eltA mã hóa cho tiểu phân tử A (LTA) và gene eltB mã hóa cho tiểu phân tử B (LTB).
Trình tự gen mã hóa eltAB tương đồng 80% với gen ctxAB (gen mã hóa độc tố CT). Cả
2 độc tố LT và CT có khoảng 240 acid amin (Mudrak và Kuehn, 2010; Fan và cs, 2004).
11


Độc tố LTI có thể bám vào thụ thể trên niêm mạc ruột là ganglioside GM1
(monosialotetrahexosylganglioside), ngoài ra LT còn có khả năng bám vào thụ thể khác

như GM2 và một số glycoprotein có ở ruột (Fukuta và cs, 1988; Teneberg và cs, 1994;
Backstrom và cs, 1997).
LTII: Có trọng lượng phân tử tương tự LTI nhưng nó có đặc tính kháng nguyên
khác với LTI và CT. Về mặt cấu trúc, tiểu phân tử A của độc tố LTII tương đồng 57%
với độc tố LTI , tuy nhiên tiểu phân tử B của 2 biến thể này hoàn toàn khác nhau. Những
nghiên cứu trước đây người ta cho rằng nhóm độc tố LTII có 2 biến thể là LT-IIa
(Pickett và cs, 1987) và biến thể LT-IIb. Hai biến thể này tương đồng với nhau 71% ở
tiểu phần A và 66% ở tiểu phân tử B. Gần đây một số tác giả còn cho thấy một biến thể
mới LT-IIc được mô tả từ chủng ETEC phân lập từ đà điểu bị bệnh và biến thể này ít
độc hơn so với LT-IIa và LT-IIb (Nardi và cs, 2005, Nawar và cs, 2010). Bởi vậy cho
đến hiện tại có 3 biến thể của LT-II đã được phát hiện. Tuy nhiên vai trò gây bệnh của
LT-II thì vẫn còn hạn chế được nghiên cứu (Fukuta và cs, 1988).
Các gen mã hóa độc tố LT hầu như giống hệt nhau về trình tự giữa các chủng ETEC
ở lợn. Chỉ có nucleotide mã hóa hai loại acid amin thứ 44 (S44N) và thứ 60 (S60T) của
gen mã hóa eltB ở tiểu phân tử B, khác nhau giữa 4 chủng (trong tổng số 52 chủng
nghiên cứu) (Chengxian Zhang và cs, 2009).
-

Cơ chế gây tiêu chảy của độc tố LT

Hình 1.3. Cơ chế gây bệnh tiêu chảy của độc tố LT (Gyles và cs, 2010)

12


Sau khi vi khuẩn bám lên lớp tế bào biểu mô ruột thì độc tố LT được giải phóng ra,
và sẽ bám lên các receptor trên lớp tế bào biểu mô niêm mạc ruột. Sau khi bám vào
niêm mạc ruột, độc tố LT xuyên qua màng ngoài tế bào và đi vào thể Golgi và mạng
lưới nội chất (ER- endoplasmic reticulum). Sau khi phân tách thành 2 phần tại mạng
lưới nội chất, tiểu phân tử A1 sẽ di chuyển tới tế bào chất và chuyển phần ADP-ribosyl

từ NAD đến protein của liên kết GTP (GTP-binding protein) là Gsα. Quá trình bám của
GTP lên Gsα làm cho Gsα tách khỏi phức hợp protein Gsβγ và gây hoạt hóa enzyme
Adenylate cyclase, làm gia tăng cAMP (cyclic adenosine monophosphate) trong tế bào.
Vì vậy, enzyme cAMP-dependent protein kinase (A kinase) được hoạt hóa dẫn đến sự
phosphoryl hóa kênh Cl - ở màng tế bào biểu mô vượt quá mức bình thường. Điều này
dẫn đến kích thích tế bào bên dưới tiết Cl- và HCO3 - ngăn tế bào lông nhung hấp thụ
Na+. Hàm lượng ion Cl- trong ruột già tăng lên, kéo theo nước từ tế bào di chuyển vào
lòng ruột, gây ra tiêu chảy (Nataro và Kaper, 1998).
 Độc tố chịu nhiệt (Heat-stable enterotoxin ST)
-

Cấu trúc
Độc tố chịu nhiệt (ST) của các chủng vi khuẩn ETEC là những monomeric toxin có

trọng lượng phân tử nhỏ, có chứa những gốc cystein tự do là những cầu nối disulfide
giúp cho độc tố ổn định về nhiệt. Hoạt tính của độc tố này có thể tồn tại ở 100 0C trong
vòng 15 phút. Độc tố ST được chia thành hai nhóm là STa và STb
Heat-stable enterotoxin STa (STI): là một peptide gồm 18 hoặc 19 amino acid với
trọng lượng phân tử nhỏ (khoảng 2 kDa). Cho đến hiện tại có 2 biến thể của độc tố STa
được tìm thấy là STp (ST porcine hoặc STIa) được tiết ra từ những chủng E. coli phân
lập được trên lợn và STh (ST human hoặc STIb) từ những chủng vi khuẩn phân lập trên
người. Cả 2 biến thể này đều giống nhau ở 14 acid amin tận cùng, đây cũng chính là
phần có chức năng của độc tố và được xem như là vùng độc tố. Cả 2 biến thể có chứa
3 cầu nối disulfide được hình thành từ 6 acid amin Cystein là Cys6-Cys11, Cys7- Cys15
và Cys10-Cys18. Thụ thể chính của STa là enzyme xuyên màng guanylate cyclase C
(GCC) (Ozaki và cs, 1991; Gariepy và cs, 1987).

13

Hình 1.4. Cấu trúc độc tố ST
Cầu nối disulfide (màu đỏ) trên 2 biến thể của độc tố STa, vùng lõi của độc tố (gạch
bên dưới) (Fleckenstein và cs, 2010).
Heat – stable enterotoxin STb (STII): Độc tố STb là một chuỗi peptide chứa 48
amino acid với trọng lượng phân tử khoảng 5,1 kDa, trong đó có 4 acid amin Cystein
tạo thành 2 cầu nối disulfide giữa Cys10-Cys48 và Cys21-Cys36. Chính các cầu nối
này có vai trò giúp cho STb bền vững trong tế bào chất. Độc tố STb và độc tố STa có
cấu trúc độc tố và tính kháng nguyên không giống nhau, nên cả 2 đều không thể trung
hòa độc tố còn lại (Dubreuil, 2008).
Theo Chengxian Zhang và cs, 2009: các gen estA mã hóa độc tố ST hoàn toàn
giống hệt nhau về trình tự giữa các chủng ETEC ở lợn. Độc tố STa ban đầu tiết ra là
một chuỗi 72 acid amin, sau khi xuyên vào tế bào chất chúng bị phân cắt thành độc tố
chứa 18 đến 19 acid amin.

Hình 1.5. Cầu nối disulfide (-S-S-) và các số chỉ vị trí acid amin trong cấu trúc độc
tố STb (Sukumar và cs, 1995).
14


-

Cơ chế gây tiêu chảy

Hình 1.6. Cơ chế gây bệnh tiêu chảy của độc tố STa (Gyles và cs, 2010)
STa: STa kết hợp với enzyme xuyên màng Guanylate cyclase C (GC-C), kích thích
hoạt tính GC, dẫn đến việc gia tăng lượng cGMP nội bào. Hoạt động này cuối cùng dẫn
đến sự gia tăng tiết Cl- và ngăn cản sự hấp thu NaCl, dẫn đến tăng lượng tiết chất lỏng
trong ruột, gây tiêu chảy. Quá trình xâm nhập vào tế bào biểu mô ruột và gây tiêu chảy
của STa xảy ra nhanh, độc tố STa kích thích giải phóng cGMP đạt nồng độ tối đa sau 5
phút, tuy nhiên quá trình này duy trì trong thời gian ngắn (He và Yun, 2010).

Hình 1.7. Cơ chế gây bệnh tiêu chảy của độc tố STb (Gyles và cs, 2010)
STb: Tác động của độc tố STb là bám vào thụ thể của nó dẫn đến hấp thụ Ca2+ từ
bên ngoài vào bên trong tế bào. Sự gia tăng nồng độ Ca2+ trong tế bào sẽ hoạt hóa
enzyme phospholipase, dẫn đến giải phóng acidarachidonic từ lớp màng lipid. Acid này
sẽ kích thích tế bào sản sinh PGE2 và 5- hydroxyltryptamine( 5-TH) gây tăng tiết một
15


số ion Cl- vào ruột và ức chế hấp thụ Na+, cuối cùng là sự tích lũy chất lỏng trong lòng
ruột và gây tiêu chảy (Gyles và Fairbrother, 2010).
1.2.2. Cơ chế gây bệnh của ETEC

(1). Lợn con ăn thực phẩm chứa vi khuẩn E. coli gây bênh
(2). Vi khuẩn E. coli bám vào các thụ thể trên biểu mô ruột non nhờ vào các kháng
nguyên bám dính, và sản sinh các loại độc tố đường ruột (ST và LT )
(3). Nước và chất điện giải không được hấp thu từ ruột vào cơ thể
(4). Lợn bị tiêu chảy, giảm cân, có thể gây chết
Hình 1.8. Quá trình lây nhiễm và gây bệnh của ETEC
Cơ chế gây bệnh tiêu chảy của ETEC được tóm tắt ở hình 1.8 Các chủng ETEC
xâm nhập vào động vật bằng cách trực tiếp hay gián tiếp xâm nhập vào đường ruột và
khi có đủ điều kiện thuận lợi, vi khuẩn nhân lên với số lượng lớn, bám vào các thụ thể
trên biểu mô ruột non nhờ vào các kháng nguyên bám dính. Hầu hết các ETEC gây bệnh
sản xuất một hoặc nhiều yếu tố bám dính, chúng là yếu tố trung gian gắn ETEC với các
thụ thể trên tế bào biểu mô niêm mạc ruột (GM1), vi khuẩn sẽ bám vào các lớp tế bào
biểu mô nhung mao ruột và sản sinh các loại độc tố đường ruột như độc tố chịu nhiệt
ST, độc tố kém chịu nhiệt LT. Chính những độc tố này tác động vào quá trình trao đổi
muối, nước làm cho nước và chất điện giải không được hấp thu từ ruột vào cơ thể, ngược
lại thẩm xuất từ cơ thể vào ruột (Sarmiento và cs, 1988). Nước tập trung ở ruột làm cho
ruột căng lên, cộng với khí do vi khuẩn E. coli trong ruột lên men tạo ra càng làm cho

16