Một số hiểu biết về virus gây hội chứng rối loạn hô hấp và sinh sản của lợn

1 MỘT SỐ HIỂU BIẾT VỀ VIRUS GÂY HỘI CHỨNG RỐI LOẠN HÔ HẤP VÀ SINH SẢN CỦA LỢN (PRRSV) TS. Nguyễn Bá Hiên, Huỳnh Thị Mỹ Lệ, Đại học Nông nghiệp I 1. Khái quát chung về PRRS Hội chứng rối loạn sinh sản và hô hấp của lợn (Porcine respiratory and reproductive syndrome – PRRS) được ghi nhận lần đầu tiên ở Mỹ tại vùng bắc của bang California, bang Iowa và Minnesota (1987). Rất nhanh chóng, năm 1988 bệnh lan sang Canada. Sau đó, các nước vùng châu Âu cũng xuất hiện bệnh. ở Đức năm 1990, Hà Lan, Tây Ban Nha, Bỉ, Anh năm 1991 và 1992 ở Pháp. Năm 1998, bệnh được phát hiện ở châu Á như Hàn Quốc, Nhật Bản. Thời gian đầu do chưa xác định được nguyên nhân nên có nhiều tên gọi: bệnh bí hiểm ở lợn (Mistery swine disease – MDS); bệnh tai xanh (Blue Ear disease – BED); hội chứng hô hấp và xảy thai ở lợn (Porcine Endemic abortion and Respiratory syndrome – PEARS)… Năm 1992, Hội nghị Quốc tế về hội chứng này được tổ chức tại Minesota (Mỹ), Tổ chức Thú y thế giới (OIE) đã thống nhất tên gọi là Hội chứng rối loạn hô hấp và sinh sản ở lợn (Porcine respiratory and reproductive syndrome_ PRRS). Từ năm 2005 trở lại đây, 25 nước và vùng lãnh thổ thuộc tất cả các châu lục trên thế giới đều có dịch PRRS lưu hành (trừ châu Úc và Newzeland). Có thể khẳng định rằng PRRS là nguyên nhân gây tổn thất kinh tế cho ngành chăn nuôi lợn ở nhiều quốc gia trên thế giới. Tại Việt Nam, PRRS được 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. 2 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. Có thể thấy virus PRRS đã xuất hiện và lưu hành tại nước ta từ 1997. Tuy nhiên, sự bùng phát thành dịch và gây tổn thất lớn đáng báo động cho ngành chăn nuôi lợn thực sự mới bắt đầu từ tháng 3/2007, do không quản lý được việc buôn bán, vận chuyển lợn ốm, dịch PRRS đã lây lan nhanh và phát triển mạnh tại 7 tỉnh thuộc vùng đồng bằng sông Hồng: Hải Dương, Hưng Yên, Quảng Ninh, Thái Bình, Bắc Ninh, Bắc Giang và thành phố Hải Phòng 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 đã tạm thời được dập tắt. Tháng 6 năm 2007, dịch lại xuất hiện ở các tỉnh miền Trung gồm Quảng Nam, Quảng Ngãi, Đà Nẵng và Thừa Thiên – Huế với 33.433 lợn mắc bệnh và 7.127 lợn chết. Tháng 7 năm 2007 tại Long An cũng xác định có dịch với 91 lợn mắc bệnh và 8 con chết, điều đó có nghĩa là bệnh đã xuất hiện ở đồng bằng sông Cửu Long. Như vậy, tại Việt Nam, dịch PRRS có thể sẽ có những diễn biến phức tạp và có nguy cơ bùng phát ở tất cả các địa phương trong cả nước. 2. Một số hiểu biết về virus 2.1. Phân loại Nguyên nhân gây hội chứng rối loạn hô hấp và sinh sản của lợn là một virus thuộc họ Arteriviridae, tên họ virus này được bắt nguồn từ một loài virus trong họ, đó là virus gây viêm động mạch ngựa (Equine arteritis virus). Các thành viên trong họ Arteriviridae có cấu trúc và sự nhân lên giống với virus họ Coronaviridae. Sự khác biệt giữa hai họ virus này chính là bộ gen của Arteriviridae chỉ bằng 1/2 bộ gen của Coronaviridae và nét giống nhau đặc trưng của chúng là bản sao mã giống nhau đặc trưng của lớp Nidoviral. Họ Arteriviridae chỉ có 1 giống duy nhất Arterivirus chứa tất cả 4 thành viên dưới đây: (Bảng 1) 3 Bảng 1: Arterivirus gây bệnh trên động vật Virus Vật chủ Bệnh Equine virus (EAV) Ngựa Bệnh toàn thân, viêm động mạch, sảy thai, thai chết, viêm phổi ở ngựa con. Porcine respiratory and reproductive syndrome virus (PRRSV) Lợn Hội chứng rối loạn hô hấp và sinh sản của lợn, bệnh toàn thân; đặc trưng bởi hiện tượng xảy thai, thai chết yểu và bệnh đường hô hấp. Lactate dehydrogenase - elevating virus (LDHV) Chuột Bệnh gây cô đặc sữa ở chuột. Simian hemorrhagic fever virus (SHFV) Khỉ (linh trưởng) Bệnh sốt xuất huyết khỉ, có bệnh lý toàn thân thường giết chết con vật. * Đặc tính hạt virus: Hạt virus có đường kính 50 – 70 nm, chứa nucleocapsid cùng kích thước có cấu trúc đối xứng 20 mặt, đường kính 35 nm, được bao bọc bên ngoài bởi một lớp vỏ bọc dính chặt với cấu trúc bề mặt giống như tổ ong. Bộ gen bao gồm 1 phân tử đơn chuỗi dương là 1 ARN kích thước từ 13- 15 kb. Sợi ARN virus có 1 cổng 5’ và 1 dải cổng đầu 3’. Gen ARN polymeraza chiếm khoảng 75% đầu 5’ của bộ gen, gen mã hoá cho các protein cấu trúc của virus nằm ở đầu 3’. Hạt virus bao gồm 1 protein nucleocapsid N với khối lượng phân tử 1.200, 1 protein màng nonglycosylate hình cầu M với khối lượng phân tử 16.000, 2 protein peplomer N – glycosylate là GS có khối lượng phân tử 25.000 và GL có khối lượng phân tử 42.000. Arterivirus nhân lên trong tế bào chất của tế bào vật chủ mà luôn là đại thực bào. Virus gây viêm động mạch ngựa nhân lên với hiệu giá cao trong các tế bào của ngựa; virus gây cô đặc sữa trên chuột có hiệu giá cao trong tế bào của chuột, có thể đạt tới hiệu giá 1011 ID50/ml huyết tương trong những ngày đầu nhiễm bệnh. 4 Năm 1991, Viện Thú y Lelystad (Hà Lan) đã phân lập thành công virus gây ra hội chứng PRRS, sau đó là Mỹ và Đức. Ngày nay, virus được gọi là Lelystad để ghi nhớ sự kiện nơi đầu tiên virus này được phân lập. Tuy nhiên, PRRSV vẫn là tên gọi phổ biến. PRRSV có 2 chủng nguyên mẫu (Prototype), chủng Bắc Mỹ là virus VR2332 và chủng châu Âu là Lelystad (LV). Các chủng virus này gây bệnh trên động vật cảm thụ với bệnh cảnh giống nhau, nhưng chúng lại đại diện cho 2 genotype khác biệt mà sự khác biệt đó vào khoảng 40%, do đó tạo ra một lớp màng bí mật về nguồn gốc của loại virus này. Những nghiên cứu gần đây còn cho thấy có sự khác biệt về tính di truyền trong các virus phân lập được từ các vùng địa lý khác nhau. Bản thân các virus trong cùng một nhóm cũng có sự thay đổi về chuỗi nucleotit khá cao đến 20%, đặc biệt là các chủng virus thuộc dòng Bắc Mỹ. Chính sự khác biệt và sự đa dạng về tính kháng nguyên, khả năng biến đổi cấu trúc kháng nguyên của virus đã làm tăng thêm những khó khăn trong việc sản xuất vacxin chống lại nó. Điều cần lưu ý nữa là ở một số quốc gia, căn bệnh lưu hành trên đàn lợn lại gồm cả 2 dòng virus: Bắc Mỹ và Châu Âu. 2.2. Cấu trúc của virus PRRSV là một virus có hình cầu, có vỏ bọc ngoài với đường kính của virion vào khoảng 45 – 55nm, nucleocapsid có đường kính từ 30 – 35 nm, là ARN virus với bộ gen là một phân tử ARN sợi đơn dương, có những đặc điểm chung của nhóm Arterivirus. Sợi ARN này có kích thước khoảng 15 kilobase, có 9 ORF (open reading frame) mã hoá cho 9 protein cấu trúc . 5 Tuy nhiên, có 6 phân tử protein chính có khả năng trung hoà kháng thể bao gồm 4 phân tử glycoprotein, 1 phân tử protein màng (M) và 1 protein vỏ nhân virus (N). Nhưng hoạt động trung hoà xảy ra mạnh với các protein có khối lượng phân tử 45, 31 và 25 KD (bảng 2). Bảng 2: Protein cấu trúc của PRRSV Protein KL phân tử Gen mã hoá Vai trò GP 3 45 KD ORF 3 Quan trọng trong miễn dịch GP 4 31 KD ORF 4 GP 2 29 KD ORF 2 GP 5 25 KD ORF 5 Bám dính tế bào đa dạng nhất M 19 KD ORF 6 Có tính bảo tồn cao nhất N 19 KD ORF 7 Tính kháng nguyên cao 6 2.3. Khả năng gây bệnh PRRSV chỉ gây bệnh cho lợn, lợn ở tất cả các lứa tuổi đều cảm nhiễm, nhưng lợn con và lợn nái mang thai thường mẫn cảm hơn cả. Loài lợn rừng cũng mắc bệnh, đây có thể coi là nguồn dịch thiên nhiên. Về mặt độc lực, người ta thấy PRRSV tồn tại dưới 2 dạng:  Dạng cổ điển: có độc lực thấp, ở dạng này khi lợn mắc bệnh thì có tỷ lệ chết thấp, chỉ từ 1 – 5% trong tổng đàn.  Dạng biến thể độc lực cao: gây nhiễm và chết nhiều lợn. 45-55 nm 7 Người và các động vậy khác không mắc bệnh, tuy nhiên trong các loài thuỷ cầm chân màng, vịt trời (Mallard duck) lại mẫn cảm với virus. PRRSV có thể nhân lên ở loài động vật này và chính đây là nguồn reo rắc mầm bệnh trên diện rộng rất khó khống chế. 2.4. Cơ chế sinh bệnh và phương thức truyền lây Virus có trong dịch mũi, nước bọt, phân và nước tiểu của lợn ốm hoặc lợn mang trùng và phát tán ra môi trường; tinh dịch của lợn đực giống nhiễm virus cũng là nguồn lây lan bệnh. ở lợn nái mang thai, virus có thể từ mẹ xâm nhiễm sang bào thai và gây bệnh. Lợn con nhiễm bệnh và lợn mang trùng có thể bài thải virus trong vòng 6 tháng. Bệnh có thể lây trực tiếp thông qua sự tiếp xúc giữa lợn ốm, lợn mang trùng với lợn khoẻ và có thể lây gián tiếp qua các nhân tố trung gian bị ô nhiễm virus. Sau khi xâm nhập, đích tấn công của virus là các đại thực bào. Đây là tế bào duy nhất có receptor phù hợp với cấu trúc hạt virus, vì thế virus hấp thụ và thực hiện quá trình nhân lên chỉ trong tế bào này và phá huỷ nó. Một tỷ lệ lớn tế bào đại thực bào trong nang phổi bị virus xâm nhiễm rất sớm. Lúc đầu, PRRSV có thể kích thích các tế bào này, nhưng sau 2 hoặc 3 ngày virus sẽ giết chết chúng, các virion được giải phóng và ồ ạt xâm nhiễm sang các tế bµo khác. ở giai đoạn đầu của quá trình xâm nhiễm của PRRSV, dường như hiệu giá kháng thể chống lại các loại virus và vi khuẩn không liên quan khác trong cơ thể của lợn tăng cao do sự kích hoạt của đại thực bào trong hệ thống miễn dịch. Điều này rất dễ gây ra sự nhầm lẫn trong việc đánh giá mức độ miễn dịch đối với các bệnh truyền nhiễm ở cơ thể lợn. 8 Cần phải thấy rằng, trong hệ thống miễn dịch của cơ thể, đại thực bào đóng vai trò vô cùng quan trọng trong đáp ứng miễn dịch cả không đặc hiệu và đặc hiệu, đây là loại tế bào trình diện kháng nguyên thiết yếu, mở đầu cho quá trình đáp ứng miễn dịch đặc hiệu. Khi tế bào đại thực bào bị virus phá huỷ, các phản ứng miễn dịch không xảy ra được, lợn nhiễm bệnh rơi vào trạng thái suy giảm miễn dịch và dễ dàng mắc các bệnh nhiễm trùng thứ phát, điều này có thể thấy rõ ở những đàn lợn vỗ béo chuẩn bị giết thịt, khi bị nhiễm PRRSV sẽ có sự tăng đột biến về tỷ lệ viêm phổi kế phát do những vi khuẩn vốn sẵn có trong đường hô hấp. 2.5. Sức đề kháng PRRSV có thể tồn tại 1 năm trong nhiệt độ lạnh từ -200C đến -700C; trong điều kiện 40C, virus có thể sống 1 tháng; với nhiệt độ cao, cũng như các virus khác, PRRSV đề kháng kém: ở 370C chịu được 48 giờ, 560C bị giết sau 1 giờ. Với các hoá chất sát trùng thông thường và môi trường có pH axit, virus dễ dàng bị tiêu diệt. ánh sáng mặt trời, tia tử ngoại vô hoạt virus nhanh chóng. 3. Chẩn đoán Ngoài chẩn đoán lâm sàng, tất cả các phản ứng kháng thể đã được sử dụng hiện nay có thể xác định được kháng thể PRRS trong vòng 1 năm sau khi động vật nhiễm lần đầu tiên. Đây là nét đặc trưng kỳ lạ của PRRS và tất yếu không có nghĩa rằng động vật âm tính là không mang virus. Do đó, nếu động vật khi test dương tính, có thể là đang bị nhiễm. Mặc dù vậy, nếu động vật test âm tính, có thể không phải không có virus. Trước khi mua lợn nái từ những đàn mới, phải kiểm ta cả nái sinh sản và nái hậu bị xem chúng có bị nhiễm PRRS không và xem virus có còn lây lan giữa các con trong đàn không. Nái hậu bị thường cho kết quả dương tính nhiều hơn vì chúng có thể nhiễm bệnh trong vòng 6 tháng cuối. Điều rắc rối nữa của việc kiểm tra PRRS là sự xuất hiện của nhiều chủng virus khác nhau, gọi là Lelystadt (chủng 9 Nu«i cÊy tÕ G©y nhiÔm Tr­íc khi gièng virus GÆt tÕ bµo Thµnh thôc gi¶i Tr­íc khi gièng virus Thu gom c¸c hîp phÇn KN T¸ch c¸c hîp phÇn KN Trén Bæ trî dÇu TËp trung kh¸ng nguyªn European) không phản ứng với nhiều kháng thể của các chủng American hiện đang sử dụng trong chẩn đoán tại các phòng thí nghiệm. Chủng virus này đột biến rất nhanh, do đó trong tương lai cần có 1 phản ứng cho 1 loại kháng nguyên mới, giống như AIDS. Kỹ thuật ELISA có thể được phát triển dể xác định hầu hết hoặc tất cả các loại kháng thể sản sinh chống lại PRRS. 4. Phòng bệnh bằng vacxin Để phòng bệnh đặc hiệu, các nhà khoa học đã tiến hành sản xuất vacxin PRRS dựa trên việc nghiên cứu công nghệ lựa chọn kháng nguyên ™MJPRRS™ . Nguyên lý sản xuất này đòi hỏi phải thu hoạch vacxin trước khi virus thành thục và giải phóng ra khỏi tế bào nuôi cấy. Việc làm này sẽ tối đa hoá được lượng kháng nguyên trong sản phẩm. Hình 3: Quy trình sản xuất vacxin phòng PRRS theo công nghệ lựa chọn kháng nguyên ™MJPRRS™ . 10 Khi thu hoạch được tế bào chứa các hạt virus, người ta tiến hành tách các hợp phần kháng nguyên, thu gom lại và gia thêm bổ trợ để được vacxin thành phẩm. Công nghệ ™MJPRRS™ tương tự một quy trình sản xuất vacxin dưới đơn vị. Việc triết tách các hợp phần kháng nguyên từ tế bào nuôi cấy có một vài bước đặc biệt so với quy trình sản xuất vacxin thông thường để gần như loại bỏ hết các tế bào nuôi cấy trong sản phẩm cuối cùng và như vậy, có một thành phẩm vacxin đạt độ tinh khiết kháng nguyên rất cao - đó là vacxin phòng PRRS trong tương lai. Hiện tại, vacxin phòng PRRS đã được Bộ Nông nghiệp và PTNT cho phép nhập vào Việt Nam để phòng bệnh cho lợn. Có 2 loại vacxin đã được sử dụng ở các địa phương: . Vacxin phòng PRRS BSL – PS100 : Là loại vacxin sống nhược độc dạng đông khô có nguồn gốc từ chủng JKL-100 thuộc dòng virus gây PRRS Bắc Mỹ. Một liều vacxin chứa ít nhất 105 TCID50. Vacxin chỉ được pha với dung dịch pha chuyên biệt, sử dụng tiêm bắp với liều 20ml/lợn. Miễn dịch chắc chắn sau tiêm 1 tuần và kéo dài 4 tháng.  Lợn con tiêm lần đầu vào lúc 3 tuần tuổi.  Lợn đực giống tiêm lúc 18 tuần tuổi và tái chủng hàng năm.  Nái hậu bị và nái sinh sản tiêm phòng trước khi cai sữa cho con hoặc trước lúc phối giống. . Vacxin phòng PRRS BSK-PS100: Là loại vacxin vô hoạt chứa chủng virus PRRS dòng gây bệnh ở châu Âu. Một liều vacxin chứa ít nhất 107,5 TCID50. Vacxin an toàn và gây miễn dịch tốt. Liều dùng 2ml/con, tiêm bắp.  Lợn con: sử dụng lần đầu vào lúc 3 – 6 tuần tuổi.  Nái hậu bị: tiêm lúc 18 tuần tuổi, tiêm nhắc lại sau 3 – 4 tuần.  Nái sinh sản: tiêm 3 – 4 tuần trước khi phối giống.  Lợn đực giống: tiêm lúc 18 tuần tuổi, tái chủng sau mỗi 6 tháng. Bảo quản vacxin ở 20C – 60C. 11 Tài liệu tham khảo 1. Bộ Nông nghiệp và PTNT – Trung tâm khuyến nông Quốc gia – Báo Nông nghiệp Việt Nam. Diễn đàn khuyến nông và công nghệ, tháng 8/2007. 2. Frederick A. Murphy, E.Paul J.Gibbs, Marian C. Horzinek, Michael J. Studdert. Arteriviridae. Veterinary virology, third edition, chapter 34, p.509-515. 3. Kapur V, Elam MR, Pawlovich TM, Murtaugh MP. Genetic variation in porcine reproductive and respiratory syndrome virus isolates in the midwestern United States. J Gen Virol. 1996 Jun;77 ( Pt 6):1271-6. 4. Meng XJ, Paul PS, Halbur PG, Morozov I.Sequence comparison of open reading frames 2 to 5 of low and high virulence United States isolates of porcine reproductive and respiratory syndrome virus. J Gen Virol. 1995 Dec;76 ( Pt 12):3181-8. 5. Monte B. McCaw.College of Veterinary Medicine.North Carolina State University. Raleigh, NC 27606. UPDATE: PRRS virus infection and management. 6. Porcine Reproductive and Respiratory Syndrome Virus. From Wikipedia, the free encyclopedia. 7. New approach to battling PRRS virus. Information provided courtesy Ontario Pork , October 2004 Newsletter.