Nghiên cứu giải trình tự gen kháng nguyên GP5 của virut gây hội chứng rối loạn sinh sản và hô hấp ở lợn PRRS tai xanh việt nam và so sánh với một số chủng của thế giới

...

BỘ GIÁO DỤC VÀ ðÀO TẠO
TRƯỜNG ðẠI HỌC NÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
----------

----------

LẠI THỊ TUYẾT

NGHIÊN CỨU GIẢI TRÌNH TỰ GEN KHÁNG NGUYÊN
GP5 CỦA VIRUS GÂY HỘI CHỨNG RỐI LOẠN SINH SẢN
VÀ HÔ HẤP Ở LỢN (PRRS, TAI XANH) VIỆT NAM
VÀ SO SÁNH VỚI MỘT SỐ CHỦNG CỦA THẾ GIỚI

LUẬN VĂN THẠC SĨ NÔNG NGHIỆP

Chuyên ngành : THÚ Y
Mã số

: 60.62.50

Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. LÊ THANH HÒA

HÀ NỘI - 2009


LỜI CAM ðOAN
Tơi xin cam đoan tồn bộ kết quả trong luận văn là do chính tơi trực
tiếp thực hiện.
Các số liệu và kết quả được cơng bố trong luận văn là hồn tồn trung

thực, chính xác và chưa được cơng bố ở bất kỳ cơng trình nào khác.
Hà Nội, ngày

tháng

năm 2009

Tác giả

Lại Thị Tuyết

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………i


LỜI CẢM ƠN
Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc nhất đến PGS.TS. Lê Thanh Hồ Trưởng phịng Miễn dịch học, Viện Công nghệ sinh học, Viện Khoa học và
Công nghệ Việt Nam, là người Thầy trực tiếp hướng dẫn, đã tận tình chỉ
bảo và tạo mọi điều kiện tốt nhất cho tơi trong suốt q trình học tập và
nghiên cứu khoa học.
Tôi xin chân thành cảm ơn TS. Nguyễn Bá Hiên - Trưởng Bộ môn
Vi sinh vật - Truyền nhiễm, Khoa Thú y, Trường ðại học Nông nghiệp Hà
Nội, đã tận tình giúp đỡ tơi trong suốt thời gian học tập và nghiên cứu.
Tôi xin cảm ơn sự tài trợ kinh phí nghiên cứu khoa học của Phịng
Miễn dịch học do PGS.TS. Lê Thanh Hồ làm chủ nhiệm.
Tơi xin gửi lời cảm ơn ñến:
- ThS(NCS). Lê Thị Kim Xuyến, ThS(NCS) Nguyễn Thị Bích Nga,
cùng các anh chị trong Phịng Miễn dịch học - Viện Cơng nghệ sinh học,
đã nhiệt tình giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi cho tơi trong thời gian thực
hiện đề tài.
- Các Thầy, Cơ trong Khoa Thú y, Viện ðào tạo sau ðại học, Trường

ðại học Nơng nghiệp Hà Nội, đã tạo điều kiện thuận lợi cho tơi trong q
trình học tập và thực hiện luận văn tốt nghiệp.
Cuối cùng tơi xin được bày tỏ lịng biết ơn vơ hạn đến những người
thân trong gia đình cùng bạn bè đã ln hỗ trợ, động viên, khuyến khích
tơi trong suốt thời gian qua.
Hà Nội, ngày

tháng

năm 2009

Lại Thị Tuyết
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………ii


MỤC LỤC
Lời cam ñoan
Lời cảm ơn
Mục lục
Danh mục các chữ viết tắt
Danh mục bảng
Danh mục hình
ðẶT VẤN ðỀ………………………………………………………………
PHẦN I. TỔNG QUAN TÀI LIỆU……………………………………….
1.1. GIỚI THIỆU VỀ HỘI CHỨNG RỐI LOẠN SINH SẢN VÀ HÔ
HẤP Ở LỢN (PRRSV)………………………………………………..
1.1.1. Khái niệm PRRS…………………………………………………...
1.1.2. Nguyên nhân gây bệnh và phân loại……………………………….
1.1.3. Dịch tễ học PRRS………………………………………………….
1.1.3.1. Trên thế giới………………………………………………….

1.1.3.2. PRRS tại Việt Nam…………………………………………...
1.1.4. Triệu chứng lâm sàng và bệnh tích………………………………...
1.1.4.1. Triệu chứng…………………………………………………..
1.1.4.2. Bệnh tích……………………………………………………...
1.2. ðẶC TÍNH SINH HỌC VIRUS PRRS.................................................
1.2.1. Hình thái và cấu trúc của virus PRRS..............................................
1.2.2. Cấu trúc phân tử hệ gen của virus PRRS..........................................
1.2.3. Khả năng gây bệnh và sức ñề kháng................................................
1.2.3.1. Khả năng gây bệnh...................................................................
1.2.3.2. Sức ñề kháng............................................................................
1.2.4. ðáp ứng miễn dịch của vật chủ với PSSRV..................
1.2.4.1. ðặc trưng ñáp ứng miễn dịch dịch thể với PRRS……………
1.2.4.2. ðặc trưng ñáp ứng miễn dịch qua trung gian tế bào của
PRRS…………………………………………………………
1.2.5. Vật chủ và phương thức truyền lây………………………………..
1.2.6. Cơ chế sinh bệnh..............................................................................
1.2.7. Chẩn ñoán………………………………………………………….
1.2.7.1. Chẩn ñoán lâm sàng…………………………………………..
1.2.7.2. Chẩn ñoán bằng phương pháp giải phẫu bệnh……………….
1.2.7.3. Phát hiện virus………………………………………………..
1.2.7.4. Chẩn đốn huyết thanh học…………………………………..
1.2.8. ðiều trị và phòng chống………………………………………...
1.2.8.1. ðiều trị..............................................................................
1.2.8.2. Phòng chống ……………………………………………….
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………iii

i
ii
iii
vi

vii
viii
1
4
4
4
5
7
7
8
11
11
13
14
14
15
19
19
20
20
20
21
23
24
26
26
26
26
27
27

27
28


1.3. CÁC KỸ THUẬT SINH HỌC PHÂN TỬ SỬ DỤNG TRONG
NGHIÊN CỨU PHÂN TÍCH GEN VÀ HỆ GEN……………………..
1.3.1. Kỹ thuật PCR………………………………………………………
1.3.2. Kỹ thuật RT-PCR……………………………………………….....
1.3.3. Kỹ thuật tách dòng…………………………………………………
1.3.4. Kỹ thuật giải trình trình tự........................................................
1.4. XỬ LÝ SỐ LIỆU SỬ DỤNG CÁC PHẦN MỀM TIN – SINH HỌC..
1.4.1. Nguyên tắc chung.............................................................................
1.4.2. Xử lý số liệu trong nghiên cứu.........................................................
1.4.3. Các chương trình tin – sinh học ứng dụng trong nghiên cứu xử lý,
phân tích và so sánh chuỗi gen thu nhận..........................................
1.5. TẦM QUAN TRỌNG CỦA VIỆC NGHIÊN CỨU TÌM HIỂU GEN GP5
PHẦN II. NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU……...
2.1. NGUYÊN LIỆU ………………………………………………………
2.2. DỤNG CỤ, TRANG THIẾT BỊ VÀ HÓA CHẤT NGHIÊN CỨU…..
2.2.1. Dụng cụ, trang thiết bị……………………………………………..
2.2.2. Hóa chất……………………………………………………………
2.2.3. Dung dịch sử dụng trong tách dịng……………………………
2.2.4. Các dung dịch dùng để ñiện di trên thạch agarose………………...
2.3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU..........................................................
2.3.1. Tách chiết RNA tổng số...................................................................
2.3.2. Kỹ thuật ñiện di ñể kiểm tra RNA tổng số.......................................
2.3.3. Phản ứng RT-PCR............................................................................
2.3.3.1. Thiết kế mồi..............................................................................
2.3.3.2. Thực hiện phản ứng RT-PCR một bước...................................
2.3.4. ðiện di kiểm tra sản phẩm RT-PCR.................................................

2.3.5. Phương pháp tách dòng và lưu giữ nguồn gen.................................
2.3.6. Giải trình tự và xử lý chuỗi gen........................................................
2.3.6.1. Giải trình tự DNA.....................................................................
2.3.6.2. Tinh sạch sản phẩm của phản ứng giải trình tự .......................
2.3.6.3. Thu nhận, xử lý và phân tích dữ liệu chuỗi gen GP5................
2.3.6.4. Các gen GP5 của các chủng thế giới ñược lựa chọn so sánh....
PHẦN III. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN....................................................
3.1. Kết quả tách chiết ARN tổng số.............................................................
3.2. Kết quả thực hiện phản ứng RT-PCR....................................................
3.3. Kết quả dịng hóa sản phẩm gen GP5 trong vector tách dịng..............
3.4. Kết quả giải trình tự gen GP5 của TX196 và TXMT1...........................
3.5. Kết quả truy cập Ngân hàng gen.................................................
3.6. Kết quả so sánh thành phần nucleotide và acid amin của gen GP5
chủng TX196 và TXMT1 với một số chủng trên thế giới.....................
3.6.1. Kết quả so sánh thành phần nucleotide..........................................
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………iv

29
29
30
31
31
32
32
34
34
36
39
39
39

39
39
40
41
42
42
43
43
43
44
45
45
49
49
50
50
51
52
52
52
53
55
58
59
59


3.6.2. Kết quả so sánh thành phần amino acid......................................... 64
3.7. Kết quả so sánh mức ñộ ñồng nhất về thành phần nucleotide (%) và
tương ñồng về amino acid (%) của gen GP5 giữa TX196 và TXMT1

với các chủng thế giới.............................................................................. 66
3.8. Kết quả phân tích nguồn gốc phả hệ của hai chủng TX196 và TXMT1
với các chủng thế giới dựa trên gen GP5................................................ 68
3.9. Bàn luận chung....................................................................................... 72
KẾT LUẬN..................................................................................................... 74
KIẾN NGHỊ................................................................................................... 75

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………v


DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT
Ký
Tiếng Anh
hiệu
aa
Amino acid
BLAST Basic Local Alignment Search
Tool
bp
Base pair
Da
Dalton
DNA
Deoxyribonucleic acid
EAV
Equine arteritis virus
EDTA Ethylene diamine tetraacetic acid
ELISA Enzyme Linked Immunosorbent
Assay
EtBr

Ethidium bromide
GP
Glycoprotein
Luria-Bertani
LB
LDHV Lactate dehydrogenase-elevating
virus
SHFV Simian hemorrhagic fever virus
MEGA Molecular Evolutionnary
Genetics Analysis
N
Nucleocapsid protein
OIE
Organisation of International
Epidemiology
ORF
Open reading frame
Polymerase chain reaction
PCR
PRRS Porcine reproductive and
respiratory syndrome
RNA
Ribonucleic acid
RNP
Ribonucleprotein
RTReverse transcription polymerase
PCR
chain reaction
WHO
Wold Health Organization

X-gal
5-bromo-4-chloro-3-indolyl-betaD-galactopyranoside

Tiếng Việt
Axit amin
Cặp bazơ
Axit deoxyribonucleic
Virus gây viêm ñộng mạch ngựa
Axit ethylene diamine tetraacetic
Phản ứng hấp phụ miễn dịch liên
kết với enzyme

Virus gây tăng hoạt enzyme
Lactate dehydrogenase
Virus gây bệnh sốt xuất huyết khỉ
Protein vỏ nhân
Tổ chức Dịch tễ học Thế giới
Khung ñọc mở
Phản ứng trùng hợp chuỗi gen
Hội chứng rối loạn sinh sản và hô
hấp ở lợn
Axit ribonucleic
Phức hợp protein và RNA
Phản ứng PCR ngược
Tổ chức Y tế Thế giới

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………vi


DANH MỤC BẢNG

Trang
Bảng 1.1.
Bảng 1.2.
Bảng 2.1.
Bảng 2.2.
Bảng 2.3.
Bảng 2.4.
Bảng 3.1.
Bảng 3.2.

Arterivirus gây bệnh trên ñộng vật…………………………..
Thống kê ñặc ñiểm hệ gen của các chủng đại diện các dịng
PRRS trên thế giới.....................................................................
Thành phần nucleotide các mồi dùng trong phản ứng RT-PCR
Thành phần phản ứng RT-PCR/1 ống Eppendorf cho PCR.......
Thành phần phản ứng cắt DNA plasmid bằng EcoRI................
Danh sách các chủng PRRSV của Việt Nam và thế giới cung
cấp chuỗi gen GP5 ñể phân tích so sánh thành phần gen và mối
quan hệ nguồn gốc phả hệ............................................................
Kết quả truy cập Ngân hàng gen quốc tế, sử dụng chuỗi
nucleotide của gen GP5 của chủng TXMT1 làm chuỗi
truy cập.......................................................................................
Tỷ lệ ñồng nhất (%) nucleotide (trên ñường chéo) và tương
ñồng amino acid (dưới ñường chéo) của gen GP5 giữa các
chủng PRRSV phân lập tại Việt Nam với các chủng
thế giới.......................................................................................

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………vii

7

16
45
46
50
52
60

68


DANH MỤC HÌNH
Trang
Hình 1.1.

Cây phả hệ thể hiện sự liên quan của virus PRRS với các
virus khác trong bộ Nidovirales và họ Picornaviridae dựa
trên dữ liệu chuỗi gen RNA-dependent RNA
polymerase (RdRp)……………………………………......
Hình 1.2. Bản đồ lịch sử xuất hiện bệnh PRRS trên thế giới..............
Hình 1.3. Tình hình dịch bệnh PRRS ở Việt Nam (năm 2007)...........
Hình 1.4. Hình ảnh triệu chứng lâm sàng ở lợn nhiễm PRRSV……..
Hình 1.5. Hình ảnh bệnh tích trên phổi lợn mắc PRRS……………...
Hình 1.6. Hình thái virion của virus PRRS.........................................
Hình 1.7. Cấu trúc hệ gen của virus PRRS..........................................
Hình 1.8. Sơ đồ hệ gen của virus PRRS..............................................
Hình 1.9. Mơ phỏng vị trí các protein của PRRSV trong virion.........
Hình 1.10. Hình ảnh xâm nhiễm và phá huỷ đại thực bào của PRRSV
Hình 2.1. Sơ đồ quy trình nghiên cứu..................................................
Hình 2.2. Sơ đồ vị trí ORF5 vùng mã hố protein chức năng của
virus PRRS...........................................................................

Hình 2.3. Sơ đồ cấu tạo vector pCR®2.1-TOPO® (Invitrogen)...........
Hình 3.1. Kết quả điện di kiểm tra RNA tổng số của TX196 và
TXMT1................................................................................
Hình 3.2. Kết quả diện di sản phẩm RT -PCR gen GP5......................
Hình 3.3. ðĩa ni cấy xuất hiện các khuẩn lạc trắng và khuẩn
lạc xanh................................................................................
Hình 3.4. Kết quả cắt kiểm tra DNA của gen GP5 từ plasmid tái
tổ hợp...................................................................................
Hình 3.5.
Hinh 3.6.

Hình 3.7.
Hình 3.8.

Giản đồ giải trình tự tự ñộng (chromatogram) thành phần
nucleotide của ñoạn gen GP5 chủng TX196 và TXMT1....
Trình bày chuỗi nucleotide và amino acid của gen GP5
chủng TX196 và TXMT1 thu nhận sau giải trình tự……..
So sánh thành phần nucleotide 603 bp chuỗi gen GP5 của
virus gây Hội chứng sinh sản và hô hấp (PRRSV) ở lợn
phân lập tại Việt Nam với các chủng của thế giới...............
So sánh thành phần amino acid chuỗi gen GP5 của virus
gây Hội chứng sinh sản và hô hấp (PRRSV) ở lợn phân
lập tại Việt Nam với các chủng của thế giới........................

6
8
9
12
14

15
17
18
19
25
42
44
47
53
54
55
55
57
58

62
65

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………viii


Hình 3.9.

Phân tích phả hệ và nguồn gốc của các chủng virus PRRS
của Việt Nam và một số chủng khác trên thế giới sử dụng
thành phần nucleotide của gen GP5.....................................
Hình 3.10. Phân tích phả hệ và nguồn gốc của các chủng virus PRRS
của Việt Nam và một số chủng khác trên thế giới sử dụng
thành phần amino acid của chuỗi polypeptide GP5.............

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………ix

70
72


ðẶT VẤN ðỀ
Hội chứng rối loạn sinh sản và hô hấp ở lợn (PRRS - Porcine
Reproductive and Respiratory Syndrome), còn gọi là bệnh “tai xanh” (Blue
Ear), là bệnh truyền nhiễm cấp tính nguy hiểm, do virus PRRS (PRRSV),
thuộc họ Arteriviridae, bộ Nidovirales gây ra. Bệnh lây lan nhanh và làm chết
nhiều lợn nhiễm bệnh.
Hiện nay, PRRS ñã và ñang trở thành dịch ở nhiều nước trên thế giới,
gây tổn thất nặng nề cho nền kinh tế. PRRS lần ñầu tiên ñược phát hiện ở Mỹ
vào năm 1987, ở châu Âu (tại ðức năm 1990, tại Hà Lan năm 1991) và tại
châu Á vào ñầu những năm 1990. Tại Việt Nam, PRRSV ñược phát hiện trên
ñàn lợn nhập từ Mỹ năm 1997 bằng phản ứng huyết thanh học. Gần ñây, từ
tháng 3 năm 2007 ñến nay, liên tiếp xảy ra các ñợt dịch bệnh ở nhiều ñịa
phương trong cả nước, gây thiệt hại hàng trăm tỷ đồng cho ngành chăn ni
do phải tiêu huỷ lợn bệnh nhằm ngăn chặn nguồn virus lây nhiễm.
Virus PRRS có tính thích ứng rất cao đối với các ñại thực bào ở phổi.
Hệ gen của PRRSV là phân tử RNA sợi ñơn dương, cấu trúc tương tự các
khung ñọc mở (open reading frame, ORF) của Coronavirus, gồm 7 khung đọc
mở gối lên nhau, mã hóa cho 7 protein của virus gồm: GP1, GP2, GP3, GP4,
GP5, M và N. Trong số đó, protein GP5 (glycoprotein 5) được mã hố bởi
ORF5, là một protein được glycosyl hố, gắn với màng bọc ngồi của
PRRSV, có tính kháng ngun mạnh và chịu trách nhiệm gây bệnh của virus.
Protein GP5 cùng với protein N là đích chủ yếu của các kháng thể trung hồ,
tham gia vào cơ chế “lẩn tránh” đáp ứng miễn dịch cơ thể vật chủ của
PRRSV, do ngăn cản hiện tượng trình diện kháng nguyên virus của các ñại

thực bào với các tế bào có thẩm quyền miễn dịch trong cả ñáp ứng miễn dịch
dịch thể và qua trung gian tế bào (CMI-cell mediated immunity). Ngoài ra,
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………1


GP5 cịn tham gia hiện tượng “chết theo chương trình” (apoptosis) của các tế
bào trong cơ thể bị nhiễm PRRSV. Sự biến ñổi của GP5 là một trong những
nguyên nhân làm gia tăng khả năng lây nhiễm và gây bệnh của PRRSV, làm
cho bệnh dịch PRRS ngày càng phức tạp, do làm giảm hiệu quả phòng bệnh
của các vaccine phòng bệnh đang lưu hành. Chính vì vậy, nghiên cứu giải mã
gen kháng nguyên GP5 (ORF5) của PRRSV ñương nhiễm hiện nay là thực sự
cần thiết, giúp cho chẩn đốn xác ñịnh bệnh nhằm sớm áp dụng các biện pháp
khống chế và khoanh vùng dịch tễ, giảm thiệt hại do bệnh dịch gây ra. Ngoài
ra, dữ liệu gen học và hiểu biết di truyền học của gen ORF5 giúp cho việc
nghiên cứu sản xuất các vaccine thế hệ mới phù hợp với PRRSV đang lưu
hành và cịn cho phép xác định mức độ tiến hóa của virus đương nhiễm với
các chủng trước đó tại Việt Nam và trên thế giới.
Bên cạnh các phương pháp chẩn đốn huyết thanh học hay miễn dịch
học, hiện nay kỹ thuật sinh học phân tử cho phép phát hiện và chẩn đốn
nhanh virus gây bệnh, có ñộ chính xác và tin cậy cao, ñược ứng dụng trong
nghiên cứu phân tích hệ gen của các lồi sinh vật.
Hiện nay, ở Việt Nam cịn ít cơng trình nghiên cứu cơ bản về gen/hệ
gen của PRRSV phân lập tại Việt Nam được cơng bố. Xuất phát từ u
cầu trên, trong khuôn khổ luận văn cao học, chúng tôi tiến hành thực hiện
đề tài:
“Nghiên cứu giải trình tự gen kháng nguyên GP5 của virus gây hội
chứng rối loạn sinh sản và hô hấp ở lợn (PRRS, tai xanh) Việt Nam và so
sánh với một số chủng của thế giới”

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………2

Mục tiêu đề tài:
Có được chuỗi gen và kết quả phân tích gen GP5 của một số chủng
PRRSV gây bệnh phân lập tại Việt Nam, so sánh với một số chủng của
thế giới.
ðề tài được thực hiện tại phịng Miễn dịch học - Viện Công nghệ sinh
học - Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam.

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………3


1. TỔNG QUAN TÀI LIỆU
1.1 Giới thiệu về hội chứng rối loạn sinh sản và hô hấp ở lợn (PRRS)
1.1.1 Khái niệm PRRS
Hội chứng rối loạn sinh sản và hô hấp ở lợn (Porcine Reproductive and
Respiratory Syndome, viết tắt là PRRS), là bệnh truyền nhiễm nguy hiểm của
loài lợn (kể cả lợn rừng), biểu hiện ñặc trưng là các rối loạn sinh sản ở lợn nái
như sảy thai, thai chết lưu, lợn sơ sinh chết yểu [15], cũng như ở lợn con theo
mẹ và lợn nái hậu bị còn thể hiện viêm đường hơ hấp rất nặng như sốt, ho,
khó thở, chết với tỷ lệ cao.
Bệnh cịn được gọi bằng nhiều tên khác nhau như:
+ “Bệnh bí hiểm ở lợn” (Mystery Disease Syndrome).
+ Hội chứng vô sinh và hô hấp ở lợn (Swine Infertility and Respiratory
Syndromde, ñược viết tắt là SIRS).
+ Hội chứng hô hấp và sảy thai ở lợn (Porcine Endemic and
Respiratory Syndrome, ñược viết tắt là PEARS).
+ Hội chứng rối loạn hô hấp và sinh sản ở lợn (Porcine Reproductive
and Respiratory Syndrome).
+ Căn cứ vào triệu chứng và bệnh tích, bệnh này cịn được gọi là “Bệnh

lợn tai xanh” (Blue-ear disease), ở Việt Nam tên bệnh “Tai xanh” trở nên phổ
biến hiện nay.
Năm 1992, Hội nghị Quốc tế về bệnh này ñược tổ chức tại St. Paul,
Minnesota (Mỹ) ñã nhất trí dùng tên Hội chứng rối loạn sinh sản và hơ hấp ở
lợn (PRRS) và được Tổ chức Thú y thế giới cơng nhận.
Bệnh được gây ra bởi virus PRRS, tồn tại dưới dạng các hạt virion gây
nhiễm. Virus PRRS (PRRSV) là một loại virus thuộc nhóm Arterivirus, có cấu
trúc vỏ bọc, hình khối đa diện, là virus nhóm RNA, thuộc họ Arteriviridae, bộ
Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………4


Nidovirales. Hệ gen của PRRSV chứa RNA sợi ñơn dương (+ssRNA) gồm 7
khung đọc mở khác nhau mã hố cho các protein của virus [44].
PRRS ñược ghi nhận lần ñầu tiên ở Mỹ tại vùng bắc của bang
California, bang Iowa và Minnesota (1987), bệnh lây lan nhanh, ñến nay gặp
ở hầu hết các quốc gia, châu lục trên thế giới [12]. Tại Việt Nam, PRRS ñược
phát hiện trên ñàn lợn nhập từ Mỹ vào các tỉnh phía Nam năm 1997. Hiện
nay, dịch PRRS vẫn ñang tiếp tục xảy ra và diễn biến phức tạp, có nguy cơ
bùng phát ở tất cả các ñịa phương trong cả nước.
1.1.2 Nguyên nhân gây bệnh và phân loại
Virus PRRS lần ñầu tiên ñược phân lập từ một ổ dịch ở Hà Lan, ñược
xác ñịnh là nguyên nhân chính gây ra hội chứng rối loạn sinh sản và hơ hấp ở
lợn. Virus thuộc nhóm Arterivirus, thuộc họ Arteriviridae, bộ Nidovirales, có
cấu trúc hệ gen là RNA sợi ñơn dương, gồm 7 khung ñọc mở khác nhau mã
hoá cho các protein của virus. Bộ Nidovirales gồm có 4 họ, bao gồm:
Coronaviridae, Arteriviridae, Toroviridae, Roniviridae (Hình 1.1).
Tên gọi của nhóm Arterivirus được bắt nguồn từ một loại virus trong
họ đó, đó là virus gây viêm động mạch ở ngựa (Equine arteritis virus). Các
thành viên trong họ Arteriviridae có cấu trúc và sự nhân lên giống với các
virus trong họ Coronaviridae. Sự khác biệt giữa hai họ này chính là kích

thước hệ gen, trong đó hệ gen của Arteriviridae chỉ bằng một nửa hệ gen của
Coronaviridae và nét ñặc trưng của chúng là bản sao mã giống nhau chung
cho các loại virus của bộ Nidovirales. Họ Arteriviridae chỉ có một giống duy
nhất là Arterivirus chứa tất cả bốn thành viên là virus gây viêm ñộng mạch ở
ngựa (EAV), virus gây hội chứng rối loạn sinh sản và hô hấp ở lợn (PRRSV),
virus gây tăng hoạt enzyme lactase dehydrogenase (LDV) và virus sốt xuất
huyết ở khỉ (SHFV) [20] (Bảng 1.1).

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………5


Hình 1.1. Cây phả hệ thể hiện sự liên quan của virus PRRS với các virus
khác trong bộ Nidovirales và họ Picornaviridae dựa trên dữ liệu chuỗi gen
RNA-dependent RNA polymerase (RdRp) (theo Gorbalenya và cs, 2006)

PRRSV ñược phân chia thành 2 kiểu gen di truyền (genotype): kiểu gen
châu Âu (type I), ñại diện tương ứng là chủng Lelystad (LV) và kiểu gen châu
Mỹ (type II), ñại diện tương ứng là chủng VR-2332. Hai kiểu gen khác nhau
tới 60% về nucleotide, cả về mặt di truyền và kháng nguyên. Bốn dưới chủng
(subtype) ñã ñược xác nhận trong các genotype châu Âu và có tính đa dạng
cao trong mỗi một kiểu gen và dưới chủng. Hơn nữa, PRRSV cũng có sự khác
nhau về hệ gen gần loài [54]. Các chủng virus này gây bệnh trên ñộng vật
cảm thụ với bệnh cảnh giống nhau, nhưng chúng lại ñại diện cho 2 kiểu gen
khác biệt.
Những nghiên cứu gần đây cịn cho thấy có sự khác biệt về tính di
truyền trong các virus phân lập ñược từ các vùng ñịa lý khác nhau. Bản thân
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………6


các virus trong cùng một nhóm cũng có sự thay ñổi về chuỗi nucleotide khá

cao, ñến 20%, ñặc biệt là các chủng virus thuộc dịng Bắc Mỹ. Chính sự khác
biệt và sự đa dạng về tính kháng ngun, khả năng biến ñổi cấu trúc kháng
nguyên của virus ñã làm tăng thêm những khó khăn trong việc sản xuất
vaccine phịng chống bệnh này. ðiều cần lưu ý nữa là sự ña nhiễm PRRSV ở
một số quốc gia, đó là sự trộn lẫn nhiều genotype, tức là căn bệnh do PRRSV
lưu hành trên đàn lợn gồm cả 2 dịng virus: Bắc Mỹ và châu Âu [20].
Bảng 1.1. Arterivirus gây bệnh trên ñộng vật
Virus
Equine arteritis virus
(EAV)
Porcine reproductive
And
respiratory
syndrome
virus
(PRRVS)
Lactate dehydrogenase
–
elevating
virus
(LDHV)
Simian

hemorrhagic

fever virus (SHFV)

Vật chủ
Ngựa

Lợn

Chuột
Khỉ
(Linh

Bệnh
Bệnh toàn thân, viêm ñộng mạch,
sảy thai, thai chết, viêm phổi ở
ngựa con
Hội chứng rối loạn sinh sản và hô
hấp ở lợn, bệnh tồn thân; đặc
trưng bởi hiện tượng sảy thai, thai
chết yểu và bệnh đường hơ hấp
Bệnh tăng hoạt enzyme Lactate
dehydrogenase do virus;

Bệnh sốt xuất huyết khỉ, có bệnh lý
tồn thân thường giết chết con vật

trưởng)

1.1.3 Dịch tễ học PRRS
1.1.3.1 Trên thế giới
Hội chứng rối loạn sinh sản và hô hấp ở lợn ñược phát hiện lần ñầu
tiên năm 1987 ở tại vùng Bắc Mỹ gồm các bang California, bang Iowa và
Minnesota. Dịch lây lan nhanh chóng tới nhiều nước trên thế giới bao gồm
Canada (1988); ðức (1990); Hà Lan, Tây Ban Nha, Bỉ, Anh (1991) và ở
Pháp (1992) [52].
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………7

Năm 1998, bệnh ñược phát hiện ở châu Á như Hàn Quốc, Nhật Bản. Từ
năm 2005 trở lại ñây, 25 nước và vùng lãnh thổ thuộc tất cả các châu lục trên
thế giới đều có dịch bệnh PRRS lưu hành (trừ châu Úc và Newzeland)
( [34].

Hình 1.2. Bản đồ lịch sử xuất hiện bệnh PRRS trên thế giới

Những năm gần ñây ở Trung Quốc, dịch bệnh PRRS ñã liên tục xảy ra
và hiện vẫn đang cịn tồn tại. Trong vịng hơn 3 tháng của năm 2006, chủng
virus PRRS thể ñộc lực cao ñã gây ra ñại dịch lây lan ở hơn 10 tỉnh phía Nam
và làm hơn hai triệu con lợn ốm, trong số đó, có khoảng hơn 400.000 con ñã
chết do bị bệnh. ðến tháng 7 năm 2007, dịch bệnh ñã xảy ra trên 25 tỉnh với
hơn

180.000

lợn

mắc

bệnh

và

45.000

con

ñã

bị

chết

( [34].
Tại Thái Lan, PRRS xuất hiện vào năm 1989 và có mặt các chủng
thuộc dịng châu Âu và dịng Bắc Mỹ.
Có thể khẳng ñịnh rằng PRRS là nguyên nhân gây tổn thất kinh tế cho
ngành chăn nuôi lợn ở nhiều quốc gia trên thế giới.
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………8


1.1.3.2 PRRS tại Việt Nam
Tại Việt Nam, PRRS ñược phát hiện trên đàn lợn nhập từ Mỹ vào các
tỉnh phía Nam năm 1997, kết quả kiểm tra huyết thanh học cho thấy 10/51 lợn
giống nhập khẩu đó có huyết thanh dương tính với PRRS. Từ những cơng bố
đó, có thể thấy rằng, virus PRRS ñã xuất hiện và lưu hành tại nước ta từ năm
1997 ( />
Hình 1.3. Tình hình dịch bệnh PRRS ở Việt Nam (năm 2007)
Nguồn: />
Theo báo cáo của Cục Thú y (2007), trong nhiều năm qua có một tỷ lệ
nhất định lợn giống có huyết thanh dương tính với PRRS. Tuy nhiên, sự bùng
phát thành dịch và gây tổn thất lớn ñáng báo ñộng cho ngành chăn ni lợn Việt
Nam thực sự mới bắt đầu từ tháng 3/2007 (Hình 1.3)
Trường ðại học Nơng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………9


+ Ngày 12/3/2007, dịch bệnh trên ñàn lợn ñầu tiên xuất hiện tại tỉnh

Hải Dương. Sau đó, do khơng quản lý được việc bn bán, vận chuyển lợn ốm,
dịch PRRS ñã lây lan nhanh và phát triển mạnh tại 7 tỉnh thuộc vùng đồng bằng
sơng Hồng bao gồm: Hưng n, Quảng Ninh, Thái Bình, Bắc Ninh, Bắc
Giang và Hải Phịng với 31.750 lợn mắc bệnh và số lợn chết lên tới 7.296
con. Sau hơn 1 tháng tích cực khống chế, dịch PRRS ở vùng này ñã tạm thời
ñược dập tắt.
+ Ngày 25/6/2007 dịch xuất hiện tại Quảng Nam, dịch bệnh ñã lây sang
Thừa Thiên Huế và ðà Nẵng với 33.433 con lợn mắc bệnh và 7.127 con chết.
+ Ngày 13/7/2007, tại tỉnh Long An, đã xác định có dịch bệnh PRRS
với 91 lợn mắc bệnh và 8 con chết, ñịa phương ñã tiêu huỷ 34 con. ðiều này
cho thấy bệnh đã xuất hiện ở đồng bằng sơng Cửu Long (Hình 1.3).
Dịch Tai xanh xảy ra trong năm 2008 chia thành 2 đợt chính tại 956 xã,
phường thuộc 103 huyện của 26 tỉnh, thành phố làm 309.586 lợn mắc bệnh,
300.906 lợn phải tiêu huỷ ( />Từ cuối tháng 3 ñến ñầu tháng 7/2008 dịch xảy ra tại 17 tỉnh,
thành phố.
+ Ngày 28/03/2008 dịch xuất hiện tại Thanh Hoá và Hà Tĩnh. Tỉnh
Thanh Hố có 193.003 lợn bị ốm, tiêu huỷ 192.946 con, Hà Tĩnh với 30.020
con bị ốm, tiêu huỷ 30.015 con. Riêng tỉnh Thanh Hoá chiếm 73% tổng số lợn
ốm và tiêu huỷ trong cả đợt dịch trên tồn quốc.
+ Ngày 01/04/2008, tại Nghệ An ñã xuất hiện dịch PRRS với 8.455 con
mắc bệnh và tiêu huỷ 8.455 con.
+ Ngày 11/04/2008 dịch tái xuất hiện tại Thừa Thiên - Huế làm 16.389
lợn ốm, tiêu huỷ 16.389 con.
+ Ngày 14/04/2008 tại Thái Bình đã xác định có dịch và có 9.447 lợn
mắc bệnh, tiêu huỷ 9.447 con.
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………10


+ Ngày 18/04/2008 dịch xuất hiện tại Nam ðịnh với số lợn mắc bệnh là
4.784 con và có 4.768 con bị tiêu huỷ.

+ Trong tháng 4/2008 dịch xảy ở Thái Ngun (17/04), Ninh Bình
(19/04), Vĩnh Long (21/04).
+ Tháng 5 đến tháng 7/2008 dịch xảy ra ở các tỉnh: Bình Phước, Bạc
Liêu, Sóc Trăng, Lào Cai, Bà Rịa – Vũng Tàu, Quảng Ninh.
Sau ñợt dịch này, tổng số lợn ốm là 271.215 con, số tiêu huỷ là
261.854 con [3].
Năm 2009, từ ñầu năm ñến ngày 24/06 ñã có 6 tỉnh phát dịch là: Quảng
Ninh, Quảng Nam, Hưng Yên, Gia Lai, Bạc Liêu, Bắc Giang
( />+ Ngày 16/02/2009 dịch xuất hiện tại Quảng Ninh với 303 lợn mắc
bệnh, 8 con chết, tiêu huỷ 380 con.
+ Ngày 19/02/2009 dịch xảy ra tại Quảng Nam làm cho 3140 lợn ốm và
tiêu huỷ 3026 con.
+ Ngày 25/02/2009 tại Bạc Liêu dịch PRRS xuất hiện với 13 lợn ốm và
tiêu huỷ 13 con.
+ Ngày 03/04/2009 dịch xuất hiện tại Gia Lai với 40 con lợn bị mắc, số
tiêu huỷ là 13 con.
+ Ngày 24/04/2009 dịch xảy ra tại Hưng Yên với 212 lợn mắc bệnh,
tiêu huỷ 212 con.
+ Ngày 11/05/2009 tại Bắc Giang xuất hiện dịch với 605 con mắc bệnh,
có 91 con chết.
Dịch vẫn đang tiếp tục phát triển mạnh và có thể sẽ có những diễn biến
phức tạp và có nguy cơ bùng phát ở tất cả các ñịa phương trong cả nước.
Dịch bệnh PRRS ở lợn không chỉ gây tổn thất cho nền kinh tế xã hội ở
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………11


nhiều địa phương trong cả nước, mà cịn gây tâm lý hoang mang trong nhân
dân và ngành chăn nuôi truyền thống có tính chất nhỏ lẻ khơng tập trung của
nước ta.
1.1.4 Triệu chứng lâm sàng và bệnh tích

1.1.4.1 Triệu chứng
Lợn mắc hội chứng rối loạn sinh sản và hô hấp thường có những đặc
trưng như: lợn nái có chửa thường bị sảy thai hoặc thai chết lưu; lợn ốm
thường sốt cao ñến 40 - 420C, các phần da mỏng thường bị đỏ lên, lợn bị
nhiễm bệnh có lúc bị táo bón có lúc bị tiêu chảy, lợn ốm viêm phổi nặng đặc
biệt là lợn con cai sữa, do đó những biểu hiện ở đường hơ hấp thường rất rõ
nét. ( />Triệu chứng lâm sàng trên lợn ở các giai ñoạn và lứa tuổi (Hình 1.4):
+ Lợn nái giai đoạn cai sữa: Trong tháng ñầu tiên khi bị nhiễm virus,
lợn biếng ăn 7 - 14 ngày (10 - 15% ñàn), sốt 39 - 400C, sảy thai thường giai
ñoạn cuối (1 - 6%), tai chuyển màu xanh trong khoảng thời gian ngắn (2%),
ñẻ non (10 - 15%), ñộng ñực giả (3 - 5 tuần sau khi thụ tinh), đình dục hoặc
chậm động dục trở lại sau khi đẻ, ho có dấu hiệu viêm phổi.

A

B

Hình 1.4. Hình ảnh triệu chứng lâm sàng ở lợn nhiễm PRRSV
A: Lợn khó thở; B: Tai lợn chuyển thành màu xanh
Nguồn: />Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………12


+ Lợn nái giai đoạn đẻ và ni con: Biếng ăn uống, mất sữa và viêm
vú, ñẻ non 2 – 3 ngày, da biến màu, lờ đờ hoặc hơn mê, thai chết lưu (10 15% thai chết trong 3 - 4 tuần cuối của thai kỳ), lợn con yếu, chết ngay sau
khi sinh (30%), tai có màu xanh và tồn tại trong vài giờ.
+ Lợn ñực giống: Bỏ ăn, sốt, đờ đẫn hoặc hơn mê, giảm hưng phấn
hoặc mất tính dục, lượng tinh dịch ít, chất lượng tinh kém và cho lợn con sinh
ra nhỏ.
+ Lợn con theo mẹ: Thể trạng gầy yếu, nhanh chóng rơi vào trạng thái
tụt đường huyết do khơng bú được, mắt có dử màu nâu, trên da có vết phồng

rộp, tiêu chảy nhiều, giảm số lợn con sống sót, tăng nguy cơ mắc các bệnh về
hơ hấp, chân chỗi ra, đi run rẩy…
+ Lợn con cai sữa và lợn choai: Biếng ăn, ho nhẹ, lông xơ xác,... Ngoài
ra, trong trường hợp ghép với bệnh khác có thể thấy viêm phổi lan toả cấp
tính, thể trạng gầy yếu, da xanh, tiêu chảy, ho nhẹ, hắt hơi, chảy nước mắt,
thở nhanh, tỷ lệ chết có thể tới 15%.
1.1.4.2 Bệnh tích
Viêm phổi hoại tử và thâm nhiễm đặc trưng bởi những đám chắc, đặc
(hiện tượng nhục hố) trên các thuỳ phổi. Thuỳ bị bệnh có màu xám đỏ, có
mủ và đặc chắc. Trên mặt cắt ngang của thuỳ bệnh lồi ra, khô. Nhiều trường
hợp viêm phế quản phổi hố mủ ở mặt dưới thuỳ đỉnh (Hình 1.5).
Về mơ bệnh học, thường thấy dịch thẩm xuất và hiện tượng thâm
nhiễm, trong phế nang chứa ñầy dịch viêm và ñại thực bào, một số trường hợp
hình thành tế bào khổng lồ nhiều nhân. Một bệnh tích đặc trưng nữa là sự
thâm nhiễm của tế bào phế nang loại II (pneumocyte) làm cho phế nang nhăn
lại, thường bắt gặp ñại thực bào bị phân huỷ trong phế nang.

Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………13


Hình 1.5. Hình ảnh bệnh tích trên phổi lợn mắc PRRS
Nguồn: />
* Một số bệnh tích khác:
+ Thận: xuất huyết lấm tấm như ñầu ñinh ghim.
+ Não: xung huyết.
+ Hạch hầu họng, hạch amidan: sưng, xung huyết.
+ Lách: sưng, nhồi huyết.
+ Hạch màng treo ruột: xuất huyết.
+ Van hồi manh tràng: lt nặng.
1.2 ðặc tính sinh học virus PRRS

1.2.1 Hình thái và cấu trúc của virus PRRS
Virus gây nên Hội chứng rối loạn sinh sản và hô hấp ở lợn thuộc họ
Arteriviridae, bộ Nidovirales chứa duy nhất hệ gen RNA có cấu trúc sợi
dương [20]. Phân loại PRRS trong Ngân hàng gen theo trật tự như sau:
Viruses; ssRNA viruses; ssRNA positive-strDNA viruses, no DNA stage;
Nidovirales; Arteriviridae; Arterivirus; Porcine respiratory And reproductive
syndrome virus ( />Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………14


Hạt virus hình khối đa diện có cấu trúc đối xứng 20 mặt, đường kính
45-55 nm, chứa nhân nucleocapsid có ñường kính khoảng 30 – 35 nm và
ñược bao bọc ngồi cùng bởi một lớp vỏ bọc dính chặt với các cấu trúc bề
mặt của virus giống như tổ ong (Hình 1.6).

Hình 1.6. Hình thái virion của virus PRRS
Nguồn: />
1.2.2 Cấu trúc phân tử hệ gen của virus PRRS
Hệ gen của virus PRRS có độ dài trên 15 kb [45], là phân tử RNA sợi
ñơn dương liên tục, ñược bắt đầu bằng vùng khơng mã hóa (đầu 5’) và kết thúc
bằng vùng khơng mã hố (đầu 3’) trong đó có chuỗi poly A, mã hố cho 7
khung đọc mở (ORFs) lồng vào nhau, cấu trúc tương tự các ORFs của
Coronavirus [20].
Khi phân tích hệ gen PRRS người ta thấy rằng các khung ñọc mở
(ORFs) lồng vào nhau từ 1-253 bp. Ví dụ: khung đọc mở 4 (ORF4) và 5
(ORF5) lồng vào nhau bởi 1 bp, ORF3 và ORF4 lồng vào nhau bởi 253 bp.
Như vậy, virus sử dụng một phần gen chung để mã hóa cho các protein khác
nhau [44] (Hình 1.7).
Bảng thống kê một số đặc điểm hệ gen và gen của một số chủng virus
PRRS ñại diện trên thế giới. Tổng ñộ dài của hệ gen của chủng virus Lelystad
Trường ðại học Nông nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sỹ khoa học Nông nghiệp ………………………15