1 PHẦN 1: MỞ ĐẦU 1.2 Đặt vấn đề Bệnh do sán lá lớn ở gan là bệnh phổ biến ở trâu bò và các động vật khác như dê, cừu. Bệnh có khả năng lây truyền qua người do ăn rau sống mọc dưới nước có chứa nang trùng. Có hai loại sán lá lớn ở gan là Fasciola gigantica và Fasciola hepatica. Fasciola gigantica phổ biến ở những vùng nhiệt đới như Đông Nam Á, Châu Phi, Hawaii, Pakistan và Thái Lan; còn Fasciola hepatica phổ biến ở Châu Âu, vùng Đông Nam Châu Phi, Mỹ, Châu Úc và Nhật Bản. Các công trình nghiên cứu của những tác giả trong nước cho thấy động vật ăn cỏ ở Việt Nam nhất là trâu bò bị nhiễm sán lá gan cao và đa số là do F. gigantica. Bệnh sán lá gan làm giảm trọng lượng con vật rõ rệt, giảm phẩm chất của thịt (thịt bị thấm ướt), giảm sức chống đỡ với các bệnh khác, làm giảm lượng sữa ở trâu bò nuôi lấy sữa. Ở Việt Nam, trước đây bệnh do Fasciola sp ở người chưa được phát hiện. Tuy nhiên, tỉ lệ người mắc bệnh này đang có chiều hướng gia tăng được xác định với kỹ thuật chẩn đoán bệnh này ngày càng chính xác hơn. Theo các công trình nghiên cứu khoa học trên thế giới, khi ký sinh trong cơ thể vật chủ, sán lá gan lớn sẽ tiết ra các chất có đặc tính sinh học và là kháng nguyên (nên còn gọi là kháng nguyên tiết) đối với thể chủ. Loại kháng nguyên này được đánh giá là có mức độ đặc hiệu cao hơn kháng nguyên thân và kháng nguyên bề mặt, do đó việc chẩn đoán bệnh sán lá gan sẽ chính xác hơn nếu sử dụng loại kháng nguyên này. Ngoài ra, trong dịch tiết này còn có thành phần cysteine-protease được biết như là một enzyme thiết yếu cho cầu ký sinh giữa ký sinh vật và thể chủ. Enzyme tinh chế đã được dùng làm vaccine tiêm chủng trên cừu cho thấy, mặc dù không loại trừ được hoàn toàn sự phát triển của sán lá gan nhưng kết quả thí nghiệm đã chứng minh có sự giảm hoặc làm mất hẳn sự xuất hiện của trứng sán trong phân. Điều này cũng góp phần hạn chế sự lây lan của dịch bệnh, giảm thiệt hại kinh tế. 2 Những nhận định trên đã được sự đồng ý của Bộ môn Công Nghệ Sinh Học – trường Đại Học Nông Lâm TPHCM và Viện Pasteur TPHCM. Dưới sự hướng dẫn của TS.Nguyễn Ngọc Hải và PGS.TS. Nguyễn Lê Trang, chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài: “Thu thập dịch tiết từ Fasciola gigantica và sử dụng làm kháng nguyên trong chẩn đoán” để xây dựng quy trình tạo kháng thể cho mục đích chẩn đoán y học và nghiên cứu cơ chế ký sinh của sán lá gan. 1.2 Mục đích của đề tài Khảo sát hoạt động kháng nguyên của các thành phần trong dịch tiết. Xây dựng quy trình tạo kháng thể đặc hiệu với kháng nguyên tiết. Dùng kháng thể của bệnh nhân đặc hiệu với kháng nguyên tiết tạo kỹ thuật chẩn đoán. Khảo sát hoạt tính của cystein-protease trong dịch tiết. 1.3 Yêu cầu Thực hiện các kỹ thuật miễn dịch liên quan đến bệnh do sán lá lớn ở gan: Thu thập sán và dịch tiết. Xác định nồng độ protein trong dịch tiết của sán lá gan lớn (Fasciola gigantica) bằng phương pháp Bradford. Xác định thành phần protein trong dịch tiết bằng phương pháp điện di SDS-PAGE 12%. Kiểm tra phản ứng giữa kháng thể trong huyết thanh bệnh nhân nhiễm Fasciola sp và kháng nguyên tiết trong dịch tiết của sán lá gan lớn bằng phương pháp miễn dịch khuếch tán kép Ouchterlony. Tạo cột sắc ký ái lực Sepharose 4B - kháng nguyên tiết để tinh chế kháng thể đặc hiệu với kháng nguyên tiết của sán lá gan lớn. Tinh chế kháng thể kháng Fasciola sp từ huyết thanh bệnh nhân nhiễm sán lá gan lớn, dùng sắc ký ái lực miễn dịch. Chế tạo hệ thống miễn dịch men để phát hiện kháng nguyên Fasciola sp. Tìm hoạt tính protease trong dịch tiết của sán lá gan lớn với phương pháp điện di SDS-PAGE, 12% và gelatine 0,1% trong thạch. 3 PHẦN 2: TỔNG QUAN TÀI LIỆU 2.1 Sơ lƣợc lịch sử nghiên cứu sán lá gan và bệnh do sán lá gan lớn gây nên [4] Loài sán lá gan Fasciola gigantica đã được Cobbold phát hiện từ năm 1855. Bệnh do sán lá gan F. gigantica gây ra gọi là bệnh sán lá gan, bệnh phổ biến ở vùng Á Châu và Phi Châu. Theo E. Brumpt, dê, cừu, trâu, bò và cả người cũng nhiễm F. gigantica. Năm 1879, Brie là người đầu tiên đã công bố và mô tả về bệnh sán lá gan ở cừu. Năm 1881, Thomas và Leuckart là hai người đầu tiên đã phát hiện được trong vòng đời (chu trình phát triển) của sán lá gan phải có ốc (ký chủ trung gian) tham gia và hai năm sau vào năm 1883, Thomas đã thực nghiệm và bổ sung thêm về chu trình: phát hiện trứng sán lá gan phát triển phải có nước, nước là yêu cầu cấp bách nhất của ngoại cảnh. Việc nghiên cứu chu trình phát triển của sán lá gan sau này vẫn do Thomas chủ trì, cuối cùng đã nghiên cứu thành công vòng đời của F. hepatica. 2.2 Vòng đời của sán lá gan lớn Trong điều kiện nhiệt độ thích hợp (từ 28-30 0 C), có ốc ký chủ trung gian Lymnaea swinhoei hoặc Lymnaea viridis và có vật chủ cuối cùng (dê, cừu, trâu, bò nhiễm kén gây bệnh Adolescaria) thì vòng đời phát triển của sán lá gan nước ta được xác định với các khoảng thời gian như sau: Ở môi trường nước (ao, hồ, rãnh…): Trứng sán lá gan nở thành miracidium sau 14-16 ngày. Ở trong ốc ký chủ trung gian: Miracidium phát triển thành sporocyst trong 7 ngày. Sporocyst thành redia trong 8-21 ngày. Redia thành cercaria non trong 7-14 ngày. 4 Cercaria non thành cercaria trưởng thành trong 13-14 ngày. Ở trong nước (ao, hồ, rãnh…): Cercaria rụng đuôi thành adolescaria gây bệnh sau 2 giờ. Ở trong vật chủ cuối cùng: Thời gian sán phát triển thành sán trưởng thành là 79-88 ngày. . Hình 2.1 – Chu kỳ phát triển của sán lá gan lớn (Fasciola sp)[13] 5 Như vậy điều kiện nóng ẩm của nước ta rất thuận lợi cho sự gây nhiễm bệnh cũng như nhiễm bệnh trong tự nhiên. Gia súc nhai lại rất dễ cảm nhiễm kén gây bệnh. Ở những vùng có mầm bệnh (trứng sán), có nhiệt độ thích hợp để trứng nở thành miracidium, có ốc ký chủ trung gian, có dê, cừu, trâu, bò nuốt phải kén gây bệnh thì cứ bình quân ba tháng lại tạo ra một đời sán mới. Con vật trong khi vẫn mang sán lại nhiễm tiếp mầm bệnh mới, gây ra sự bội nhiễm làm cho mức độ bệnh trở nên nặng hơn. 2.3 Hình thái sinh học của sán lá gan lớn (Fasciola sp) Cũng như nhiều loài sán lá khác, sán lá gan có hệ sinh dục lưỡng tính (có cả bộ phận sinh dục đực và cái trên một cá thể). Sán có hai giác bám, giác miệng ở phía đầu sán, giác bụng tròn và ở gần giác miệng. Sán lá gan không có hệ tuần hoàn và hô hấp. Hệ bài tiết gồm nhiều ống nhỏ, phân nhánh và thông với hai ống chính. Hai ống này hợp lại ở cuối thân rồi thông ra ngoài qua lỗ bài tiết. Thực quản tương đối ngắn, ống tiêu hóa khá dài ra tận phần cuối thân sau, phân thành nhiều nhánh. Dịch hoàn nằm sau buồng trứng và cũng phân nhánh. PGS. TS. Phan Địch Lân (1994), đã phân biệt khái quát hai loài sán lá gan như sau: Một loài có chiều dài thân gấp ba lần chiều rộng, vai sán không có hoặc nhìn không rõ rệt, nhánh ruột chia tỏa ra nhiều nhánh ngang, loài này là F. gigantica. Loài kia có thân hình như cái lá, thân rộng, phía đầu lồi hẳn ra phía trước làm cho sán có “vai đặc biệt”, nhánh ruột chia ít và nhỏ, loài này là F. hepatica. 6 Hình 2.2 – Hình thái sinh học của sán lá gan lớn (Fasciola sp)[15] 2.4 Tác hại của bệnh do sán lá lớn ở gan 2.4.1 Ở gia súc [4] Đây là bệnh khá phổ biến đối với trâu bò ở đồng bằng sông Cửu Long và các địa phương khác trong cả nước. Sán dinh dưỡng bằng cách ăn các hồng cầu, các tế bào thượng bì của niêm mạc ống dẫn mật. Bệnh sán lá gan trâu bò rất phổ biến ở những vùng trũng nước ngọt, vì có nhiều điều kiện thuận lợi cho trứng phát triển và có sự hiện diện của ký chủ trung gian. Do sán non di hành trong nhu mô gan làm thương tổn gan, vật bệnh sốt, kém ăn, mệt mỏi. Triệu chứng lâm sàng thường gặp là gầy rạc, suy nhược cơ thể, ỉa phân nhão không thành khuôn; về sau con vật lúc táo bón, lúc tiêu chảy, niêm mạc mắt nhợt nhạt; lông xù, mốc, dễ nhổ. Phân có mùi khắm, đen, hốc mắt sau, có con có nhèm; có thủy thủng ở nách, ức, chướng hơi dạ cỏ, hơi thở hôi, vùng gan sưng lên. Khi sờ vào vùng này con vật có cảm giác đau đớn và chết dễ dàng vì viêm gan nặng hoặc vì suy kiệt. 7 2.4.2 Ở ngƣời [3] Bệnh tiến triển theo hai giai đoạn: Giai đoạn gan (xâm nhập): Các triệu chứng xuất hiện khoảng 6-12 tuần sau khi ăn phải các nang ấu trùng vào kéo dài 2 - 4 tháng. Trong giai đoạn này, một số lượng lớn ấu trùng di chuyển qua thành ruột, qua khoang phúc mạc, bao gan. Các triệu chứng hay gặp nhất là đau bụng, sốt cơn, sút cân, nổi mề đay, ho, khó thở, đau ngực, rối loạn đại tiện, chán ăn và buồn nôn. Có khi đau khắp bụng nhưng thường khu trú ở vùng hạ sườn phải. Bạch cầu ái toan tăng rất cao (70% - 80%). Giai đoạn mật (trưởng thành): Có thể kéo dài nhiều năm do Fasciola sp có xu hướng di chuyển đến lòng ống mật chủ và phát triển thành sán trưởng thành ở đó. Trên đường đi sán ăn mô gan ký chủ gây ra các triệu chứng nặng. Gan to, vàng da, thiếu máu (một con sán trưởng thành hút 0,2 ml máu /ngày). Đôi khi sán non có thể lọt vào tĩnh mạch về đại tuần hoàn và định vị ở những nơi xa như mô dưới da, phổi, mắt… (trường hợp ký sinh trùng lạc chỗ). Sau ba tháng, sán đã định vị trong ống mật. Người bệnh sẽ có những triệu chứng viêm gan mật mãn, tiếp tục bị mệt mỏi, sụt cân, biếng ăn… Giai đoạn này, số bạch cầu ái toan lại giảm nhiều. Trong phân cũng như dịch mật người bệnh bắt đầu có thể tìm thấy những trứng sán. Nhưng thực tế số trứng rất ít và cũng ít khi xét nghiệm này được chỉ định. Bệnh tiếp tục kéo dài trong nhiều năm, nếu để tồn lưu lâu ngày sẽ bị các bệnh mãn tính của đường mật và có thể dẫn đến biến chứng xơ gan, vỡ gan, suy gan, đau bụng dai dẳng, mất sức lao động và cuối cùng có thể dẫn đến tử vong. 8 2.5 Chẩn đoán, phòng ngừa và điều trị bệnh sán lá lớn ở gan 2.5.1 Ở gia súc [4] Chẩn đoán: Chú ý đến tính chất vùng có đủ điều kiện thích hợp cho sán phát triển. Trâu bò ở thể mãn tính gầy ốm, suy nhược và tiêu chảy kéo dài (viêm ruột mãn). Để tìm trứng sán trong phân ta có thể sử dụng phương pháp gạn rửa sa lắng phân: lấy 4-8 viên phân, nếu phân nhão thì lấy một lượng phân bằng quả táo ta, hòa trong nước sạch rồi lọc qua lưới thép bỏ bớt cặn bã. Nước lọc được để lắng cặn và gạn rửa nhiều lần rồi gạn nước trong ở trên bỏ đi, lấy cặn phân soi kính hiển vi tìm trứng sán lá gan ở độ phóng đại 100 lần. Trứng sán lá gan hình bầu dục, một đầu hơi nhỏ hơn, màu vàng nâu, trong có phôi bào xếp sát đến vỏ trứng. Theo Enigh, một con sán lá gan một năm có thể thải theo phân khoảng 6000 trứng và sán có thể sống trong cơ thể gia súc tới 11 năm. Trong điều kiện nhiệt độ và ẩm độ thích hợp, chỉ một phần số trứng phát triển, một miracidium phát triển thành chừng 180 – 200 cercaria trưởng thành. Sự khô ráo và tác động trực tiếp của ánh nắng mặt trời làm trứng chết. Trong phân ướt trứng sống được 8 tháng. Trứng sán ngừng phát triển ở 10-12 0 C. Ở nhiệt độ dưới 50 0 C trứng sống được 2 ngày. Trong cỏ phơi chưa khô, adolescaria gây bệnh duy trì được sức sống 3-5 tháng. Phòng bệnh: + Chống phát tán mầm bệnh: Ủ phân diệt trứng sán, làm tinh sạch “tinh khiết” ốc ký chủ trung gian. Áp dụng biện pháp Hình 2.5.1 – Trứng sán lá gan lớn (Fasciola sp)[17] 9 chia lô chăn thả, qui hoạch bãi chăn gia súc không bị nhiễm sán, kiểm tra gia súc để phân loại tẩy sán trước khi thả vào bãi. + Diệt mầm bệnh: Tẩy sán lá gan trong cơ thể gia súc theo lịch dựa vào chu trình sinh học của sán. Những cơ sở giống 3 tháng tẩy 1 lần; các cơ sở ô nhiễm nặng tẩy 2 lần/năm; cơ sở ô nhiễm nhẹ tẩy 1 lần/1 năm; cơ sở nhiễm dưới 20% tổng đàn thì phát hiện con nào có sán tẩy con đó và cần tăng cường sức khỏe của đàn gia súc bằng chế độ ăn uống và quản lý tốt sức cày kéo của trâu bò, định kỳ kiểm tra sức khỏe. Điều trị: + Dertyl – B cho uống liều 6 – 9 mg/ kg thể trọng. + Dovenix: Chích bắp 1 ml/ 25 kg thể trọng. Khi điều trị nên kết hợp bồi dưỡng cho con vật và quản lý tốt về môi trường. 2.5.2 Ở ngƣời [2,3] Ở người, việc chẩn đoán sán lá gan vẫn gặp rất nhiều khó khăn do có nhiều triệu chứng lâm sàng và bệnh tích không rõ ràng. Hai trường hợp đầu tiên nhiễm sán lá gan lớn trên người ở Việt Nam đã được Đỗ Dương Thái và Trịnh Văn Thịnh báo cáo vào năm 1978. Ca tiếp theo được ghi nhận vào năm 1991 và từ năm 1997 đến nay khi Trần Vinh Hiển và Trần Thị Kim Dung sử dụng phương pháp huyết thanh miễn dịch men nhằm chẩn đoán bệnh do sán lá lớn ở gan trên người thì các ca bệnh được phát hiện ngày một nhiều hơn. Theo phương pháp này, đã phát hiện trên 500 ca ở người chỉ trong vòng có 3 năm. Đa số bệnh nhân đến từ các tỉnh ven biển miền Trung như Đà Nẵng, Quảng Ngãi, Bình Định, Phú Yên, Khánh Hòa. Tất cả bệnh nhân đều có hình ảnh tổn thương gan trên siêu âm, tổn thương dễ nhầm với abces gan do amibe; abces gan do vi khuẩn, ung thư gan. Bên cạnh đó xét nghiệm máu cho thấy bạch cầu toan tính tăng cao từ 16 – 70% và tất cả có hiệu giá kháng thể là 1/1600 – 1/12800 với kháng nguyên là Fasciola gigantica. . TPHCM và Viện Pasteur TPHCM. Dưới sự hướng dẫn của TS.Nguyễn Ngọc Hải và PGS.TS. Nguyễn Lê Trang, chúng tôi tiến hành thực hiện đề tài: Thu thập dịch tiết từ Fasciola gigantica và sử dụng làm kháng. cystein-protease trong dịch tiết. 1. 3 Yêu cầu Thực hiện các kỹ thu t miễn dịch liên quan đến bệnh do sán lá lớn ở gan: Thu thập sán và dịch tiết. Xác định nồng độ protein trong dịch tiết của sán. các thành phần trong dịch tiết. Xây dựng quy trình tạo kháng thể đặc hiệu với kháng nguyên tiết. Dùng kháng thể của bệnh nhân đặc hiệu với kháng nguyên tiết tạo kỹ thu t chẩn đoán. Khảo