Nghiên cứu vai trò của E. Coli, Salmonella, Clostridium Perfringens gây tiêu chảy ở lợn tại 3 tỉnh miền núi phía Bắc và biện pháp phòng trị

Kết quả xác định một số đặc tính sinh hoá của các chủng vi khuẩn phân lập được ở lợn con tiêu chảy .... - Nghiên cứu tính kháng kháng sinh của các chủng vi khuẩn phân lập được, từ đó thử

LUẬN ÁN TIẾN SĨ NÔNG NGHIỆP

Hướng dẫn khoa học : 1 GS.TS Nguyễn Quang Tuyên

2 PGS.TS Cù Hữu Phú

THÁI NGUYÊN, 2013

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan rằng: Đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, các số liệu và kết quả nghiên cứu trong luận án này là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác và chưa từng sử dụng để bảo vệ một học vị nào

Tôi xin cam đoan mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện đề tài nghiên cứu và hoàn thành luận án đều đã được cảm ơn, các thông tin trích dẫn chính xác và đã được chỉ rõ nguồn gốc

Thái Nguyên, tháng 03 năm 2012

Tác giả

NCS Trần Đức Hạnh

LỜI CẢM ƠN

Trong suốt quá trình thực hiện đề tài và hoàn thành bản luận án, tôi luôn nhận được sự giúp đỡ của nhiểu tổ chức và cá nhân Nhân dịp này tôi xin cảm ơn Ban Giám đốc Đại học Thái Nguyên, Ban Chủ nhiệm Khoa Sau Đại học, Khoa Chăn Nuôi Thú Y, Trường Đại Học Nông Lâm Thái Nguyên đã tạo điều kiện cho tôi được theo học chương trình đào tạo nghiên cứu sinh tại trường

Tôi xin chân thành cảm ơn tập thể cán bộ thuộc bộ môn Vi sinh vật-Khoa Chăn Nuôi Thú Y - Trường ĐHNL Thái Nguyên, Bộ Môn Vi Trùng -Viện Thú

Y Quốc Gia đã nhiệt tình giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi nhất để tôi hoàn thành

đề tài nghiên cứu

Đặc biệt, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến các thầy hướng dẫn khoa học là GS.TS Nguyễn Quang Tuyên - Phó Viện Trưởng Viện Khoa học và Sự sống thuộc ĐH Thái Nguyên và PGS.TS Cù Hữu Phú - Trưởng Bộ Môn Vi Trùng - Viện Thú Y Quốc Gia đã trực tiếp hướng dẫn giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện đề tài và hoàn thành luận án

Tôi xin gửi lời cảm ơn đến Ban lãnh đạo và các thầy cô giáo - Viện Thú Y Quốc Gia đã cung cấp tài liệu, những ý kiến quý báu và hướng dẫn cách thao tác một số thí nghiệm quan trọng để tôi hoàn thiện đề tài nghiên cứu

Tôi luôn biết ơn gia đình, bạn bè và các học viên cao học, các em sinh viên đã đóng góp công sức, động viên, giúp đỡ tôi hoàn thành luận án này

Thái Nguyên, tháng 03 năm 2012

Tác giả

NCS Trần Đức Hạnh

BẢNG CÁC CHỮ VIẾT TẮT TRONG LUẬN ÁN

ATCC : American Type Culture Collection

BHI : Brain Heart Infusion

CAMP : Christie Atkins Munch Petersen

Cl perfringens : Clostridium perfringens

DNA : Deoxyribonucleic Acid

dNTP : deoxyribonucleotide triphosphate

E.coli : Escherichia coli

ELISA : Enzyme Linked Immunosorbent Assay

ETEC : Enterotoxine của vi khuân E.coli

FAO : Food and Agriculture Organization

HBS : Haemorrhagic bowel syndrome

rRNA : Ribosomal Ribonucleic Acid

PCR : Polymerase Chain Reaction

STA : Độc tố không chịu nhiệt

SIM : Sulfide - Indole – Motility

TGE : Transmissible gastroenteritis

TSC : Tryptose Sulphite Cycloserine

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1

Chương 1.TỔNG QUAN TÀI LIỆU 4

1.1 Một số nguyên nhân và hiểu biết chung về hội chứng tiêu chảy ở lợn 4

1.1.1 Rối loạn tiêu hóa do môi trường ngoại cảnh bất lợi 4

1.1.2 Rối loạn tiêu hoá do thức ăn, nước uống không đảm bảo 5

1.1.3 Một số vi sinh vật gây tiêu chảy gia súc 5

1.2 Vai trò của một số vi khuẩn trong hội chứng tiêu chảy ở lợn 7

1.2.1 Vi khuẩn Escherichia coli (E coli) 7

1.2.2 Vi khuẩn Salmonella spp trong hội chứng tiêu chảy ở lợn 20

1.2.3 Vai trò của vi khuẩn đường ruột Clostridium Perfringens (Cl Perfringens) trong trong hội chứng tiêu chảy ở gia súc 28

1.3 Biện pháp phòng trị hội chứng tiêu chảy ở lợn con do vi khuẩn gây ra 32

1.3.1 Biện pháp phòng 32

1.3.2 Điều trị tiêu chảy ở lợn 35

Chương 2 NỘI DUNG, NGUYÊN LIỆU VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 36

2.1 Nội dung nghiên cứu 36

2.1.1 Nghiên cứu tình hình tiêu chảy ở lợn con tại 3 tỉnh miền núi phía Bắc, Thái Nguyên, Bắc Giang, Vĩnh Phúc 36

2.1.2 Phân lập, xác định 3 loại vi khuẩn là E coli, Salmonella spp và Cl perfringens ở lợn con bình thường và bị tiêu chảy 36

2.1.3 Nghiên cứu một số đặc tính sinh học của các chủng vi khuẩn phân lập được 36

2.1.4 Nghiên cứu một số biện pháp phòng và trị hội chứng tiêu chảy ở lợn 36

2.2 Nguyên liệu dùng trong nghiên cứu 36

2.2.1 Đối tượng nghiên cứu 36

2.2.3 Địa điểm nghiên cứu 37

2.3 Phương pháp nghiên cứu 37

2.3.1 Phương pháp điều tra 37

2.3.2 Phương pháp lấy mẫu và phân lập vi khuẩn 38

2.3.3 Nghiên cứu đặc tính sinh vật học của vi khuẩn 38

2.3.4 Phương pháp xác định type kháng nguyên của vi khuẩn phân lập được 39

2.3.5 Phương pháp xác định các yếu tố gây bệnh của vi khuẩn phân lập được 43

2.3.6 Phương pháp xác định khả năng mẫn cảm kháng sinh của các chủng vi khuẩn phân lập được 47

2.5 Phương pháp chế tạo autovacxin vô hoạt có bổ trợ keo phèn 48

2.6 Phương pháp xử lý số liệu 49

Chương 3 : KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN 51

3.1 Kết quả điều tra lợn con dưới hai tháng tuổi mắc tiêu chảy tại các tỉnh nghiên cứu 52

3.1.1 Kết quả điều tra tỷ lệ lợn con bị tiêu chảy và chết ở các lứa tuổi 53

3.2 Kết quả xác định số lượng vi khuẩn đường ruột ở lợn con 56

3.2.1 Kết quả xác định số lượng vi khuẩn hiếu khí, Salmonella spp và E coli ở lợn con 55

3.2.2 Kết quả xác định số lượng vi khuẩn yếm khí và Cl perfringens ở lợn con 59

3.3 Kết quả phân lập vi khuẩn E coli, Salmonella spp và Cl perfringens ở lợn con 63

3.4 Kết quả xác định một số đặc tính sinh hoá của các chủng vi khuẩn phân lập được ở lợn con tiêu chảy 67

3.4.1 Kết quả xác định một số đặc tính sinh hóa của các chủng vi khuẩn E coli 67

3.4.2 Kết quả xác định một số đặc tính sinh hóa của các chủng vi khuẩn Salmonella spp 68

3.4.3 Kết quả xác định một số đặc tính sinh hóa của các chủng vi khuẩn Cl perfringens 70

3.5 Kết quả xác định type của các chủng vi khuẩn E coli, Salmonella spp

3.5.1 Kết quả xác định type của các chủng vi khuẩn E coli 71 3.5.2 Kết quả xác định type của các chủng vi khuẩn Salmonella spp 72 3.5.3 Kết quả xác định type của các chủng vi khuẩn Cl perfringens 75 3.6 Kết quả xác định khả năng dung huyết của các chủng E coli phân lập

được ở lợn con tiêu chảy 77

3.7 Kết quả xác định kháng nguyên bám dính của E coli và Salmonella

spp phân lập được từ lợn con tiêu chảy 78

3.8 Kết quả xác định độc lực và độc tố của các chủng vi khuẩn phân lập được ở lợn con tiêu chảy 80

3.8.1 Kết quả xác định các yếu tố gây bệnh của các chủng vi khuẩn E coli

phân lập được 82

3.8.2 Kết quả xác định độc lực của vi khuẩn Salmonella spp phân lập

được ở lợn con tiêu chảy 87

3.8.3 Kết quả xác định độc lực của vi khuẩn Cl perfringens phân lập được

ở lợn con tiêu chảy 91

3.9 Kết quả xác định khả năng mẫn cảm với kháng sinh của các chủng vi

khuẩn phân lập được 93 3.9.1 Kết quả xác định khả năng mẫn cảm với kháng sinh của các chủng vi

khuẩn E coli phân lập được 95

3.9.2 Kết quả xác định khả năng mẫn cảm với kháng sinh của các chủng vi

khuẩn Salmonella spp phân lập được 97

3.9.3 Kết quả xác định khả năng mẫn cảm với kháng sinh của các chủng vi

khuẩn Cl perfringens phân lập được 99

3.10 Kết quả phòng và điều trị hội chứng tiêu chảy ở lợn con 98 3.10.1 Kết quả đánh giá bước đầu về chế tạo thử nghiệm autovacxin đa giá 100 3.10.2 Kết quả kiểm tra an toàn và hiệu lực của autovacxin trên động vật thí nghiệm 102

KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 116 TÀI LIỆU THAM KHẢO

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 3.1: Tỷ lệ lợn con tiêu chảy và chết tại một số địa điểm thuộc các tỉnh

nghiên cứu 52

Bảng 3.2: Tỷ lệ lợn con mắc tiêu chảy và chết qua các năm 53

Bảng 3.3: Tỷ lệ lợn con bị tiêu chảy ở các lứa tuổi 54

Bảng 3.4: Tỷ lệ lợn con chết do tiêu chảy ở các lứa tuổi 55

Bảng 3.5: Kết quả xác định số lượng vi khuẩn hiếu khí, Salmonella spp và E coli/ gam phân ở lợn con 56

Bảng 3.6: Kết quả xác định số lượng vi khuẩn yếm khí và Cl perfringens/ gam phân ở lợn con 60

Bảng 3.7: Tỷ lệ phân lập một số vi khuẩn trong phân lợn con 62

Bảng 3.8: Tỷ lệ phân lập một số vi khuẩn từ phủ tạng lợn con chết do tiêu chảy 65

Bảng 3.9: Đặc tính sinh hoá của các chủng E coli phân lập được ở lợn con tiêu chảy 68

Bảng 3.10: Đặc tính sinh hóa của các chủng vi khuẩn Salmonella spp phân lập được ở lợn con tiêu chảy 69

Bảng 3.11: Đặc tính sinh hoá của các chủng vi khuẩn Cl perfringens phân lập được ở lợn con tiêu chảy 70

Bảng 3.12: Kết quả xác định serotype kháng nguyên O của các chủng vi khuẩn E coli phân lập được 71

Bảng 3.13: Kết quả xác định serotype vi khuẩn Salmonella spp phân lập ở lợn con tiêu chảy 73

Bảng 3.14: Kết quả xác định type của các chủng vi khuẩn Cl perfringens 77

Bảng 3.15: Kết quả xác định khả năng dung huyết của các chủng E coli phân lập ở lợn con tiêu chảy 79

Bảng 3.16: Kết quả phản ứng ngưng kết trực tiếp hồng cầu của các chủng E coli phân lập ở lợn con tiêu chảy 80

Bảng 3.17: Kết quả phản ứng ngưng kết hồng cầu của các chủng vi khuẩn

Salmonella spp phân lập ở lợn con tiêu chảy 81

Bảng 3.18: Kết quả xác định các yếu tố gây bệnh của các chủng vi khuẩn E coli 83

Bảng 3.19: Kết qu ả kiểm tra độc lực của một số chủng E coli trên chuột bạch 86

Bảng 3.20: Kết quả kiểm tra độc lực của một số chủng vi khuẩn Salmonella spp trên chuột bạch 88

Bảng 3.21: Kết quả xác định độc tố của các chủng vi khuẩn Salmonella spp phân lập được ở lợn con tiêu chảy 90

Bảng 3.22: Kết quả kiểm tra độc lực của một số chủng vi khuẩn Cl perfringens trên chuột bạch 92

Bảng 3.23: Kết quả xác định độc tố đường ruột của các chủng vi khuẩn Cl perfringens phân lập được ở lợn con tiêu chảy 94

Bảng 3.24: Kết quả xác định khả năng mẫn cảm với kháng sinh của các chủng E coli phân lập được 95

Bảng 3.25: Kết quả xác định khả nămg mẫn cảm với kháng sinh của các chủng vi khuẩn Salmonella spp phân lập được 98

Bảng 3.26: Kết quả xác định khả năng mẫn cảm với kháng sinh của các chủng vi khuẩn Cl perfringens phân lập được 99

Bảng 3.27: Kết quả kiểm tra một số chỉ tiêu các lô autovacxin 102

Bảng 3.28: Kết quả thử hiệu lực của autovacxin trên chuột nhắt trắng 104

Bảng 3.29: Kết quả thử an toàn ở lợn sau khi tiêm chế phẩm autovacxin 105

Bảng 3.30: Kết quả khảo sát hiệu giá kháng thể ở lợn thí nghiệm sau khi tiêm autovacxin 107

Bảng 3.31: Kết quả bảo hộ lợn thí nghiệm bằng autovacxin 109

Bảng 3.32: Kết quả thử nghiệm liều và số lần tiêm autovacxin cho lợn 110

Bảng 3.33: Kết quả thử hiệu lực của autovacxin trên chuột nhắt trắng 113

Bảng 3.34: Kết quả điều trị tiêu chảy ở lợn con 114

DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ VÀ HÌNH

Sơ đồ 1: Phân lập và giám định E coli 40

Sơ đồ 2: Phân lập và giám định Salmonella 41

Sơ đồ 3: Phân lập và giám định vi khuẩn Clostridum 42

Sơ đồ 4: Quy trình sản xuất vacxin vô hoạt bổ trợ keo phèn 50

Hình 3.1 Biểu đồ tỷ lệ phân lập một số vi khuẩn trong phân lợn con 63

Hình 3.2 Biểu đồ phân lập một số vi khuẩn từ phủ tạng lợn con chết do tiêu chảy 64

Hình 3.3 Biểu đồ kết quả xác định serotype kháng nguyên O của các chủng vi khuẩn E.coli phân lập được 72

Hình 3.4 Biểu đồ kết quả xác định serotype của vi khuẩn Sanmonella phân lập được ở lợn con tiêu chảy 74

Hình 3.5 Biểu đồ kết quả xác định serotype của vi khuẩn Cl.perfringens phân lập được ở lợn con tiêu chảy 75

Hình 3.6 Kết quả PCR xác định yếu tố gây bệnh của vi khuẩn E coli phân lập được 76

Hình 3.7 Biểu đồ tỷ lệ các chủng vi khuẩn E coli mang các gen quy định các yếu tố gây bệnh trên chuột bạch 78

Hình 3.8 Biểu đồ tỷ lệ các chủng vi khuẩn E coli mang các gen quy định các yếu tố gây bệnh 83

MỞ ĐẦU

Trong những năm qua, nghề chăn nuôi lợn ở nước ta phát triển mạnh, tăng nhanh số lượng và được cải tiến nhiều về chất lượng để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của tiêu dùng nội địa và xuất khẩu Tuy nhiên, cùng với sự phát triển chăn nuôi, tình hình dịch bệnh cũng diễn biến hết sức phức tạp, một số dịch bệnh nguy hiểm như bệnh tai xanh, lở mồm long móng… hàng năm làm chết nhiều lợn và gây thiệt hại nặng nề cho người chăn nuôi Ngoài ra, một trong những bệnh thường gặp phổ biến ở lợn là hội chứng tiêu chảy cũng gây thiệt hại lớn về kinh tế do tỷ lệ mắc và chết cao, tốn kém thuốc điều trị Đánh giá sự thiệt hại do tiêu chảy gây ra trong chăn nuôi, Lê Minh Chí (1995) [4], cho thấy có tới 70-80% sự tổn thất về số lượng của gia súc là ở thời kỳ bú sữa, trong đó 80-90% là

do hậu quả của tiêu chảy gây ra Theo Đào Trọng Đạt và cs (1996) [9], lợn con mắc tiêu chảy sau khi khỏi thường bị còi cọc, chậm lớn, sinh trưởng chậm từ 26-40%, tiêu tốn thức ăn cao, giảm sức đề kháng nên dễ mắc các bệnh kế phát, hiệu quả chăn nuôi thấp

Hội chứng tiêu chảy ở lợn con do nhiều nguyên nhân gây nên, có nguyên nhân là nguyên phát hoặc nguyên nhân là thứ phát kết hợp với yếu tố bất lợi của ngoại cảnh tác động như sự thay đổi đột ngột của điều kiện thời tiết, khí hậu; sai sót trong chăm sóc, quản lý; môi trường vệ sinh kém tạo điều kiện thuận lợi cho nhiều loài vi sinh vật phát triển, trong đó có các vi sinh vật gây bệnh Những yếu tố trên đã tác động lên cơ thể lợn con, làm giảm sức đề kháng và phát sinh nhiều bệnh trong đó có hội chứng tiêu chảy Các tác giả trong và ngoài nước khi

nghiên cứu về vấn đề này đã cho thấy một số vi khuẩn đường ruột như E coli,

Salmonella spp., Cl perfringens… có vai trò quan trọng trong quá trình gây rối

loạn tiêu hóa ở lợn con

Một số tác giả trong nước như Đỗ Trung Cứ (2004) [5]; Lê Văn Dương (2010) [8]; Huỳnh Thị Mỹ Lệ (2011) [25]; đã nghiên cứu hội chứng tiêu chảy

ở lợn và biện pháp phòng trị Các tác giả trên đã nghiên cứu nguyên nhân do vi

khuẩn như Salmonella, E coli hoặc Cl perfringens gây ra và cho thấy những tác

hại do tiêu chảy gây ra đối với lợn là rất lớn Tuy nhiên, việc nghiên cứu sự xuất

hiện đồng thời của ba loại vi khuẩn là E coli, Salmonella spp., Cl perfringens

và vai trò gây bệnh của chúng trong hội chứng tiêu chảy ở lợn con và xây dựng biện pháp phòng trị thích hợp là một vấn đề cấp thiết thì chưa được nghiên cứu một cách đầy đủ, toàn diện và hệ thống Vì vậy, chúng tôi tiến hành triển khai đề

tài: "Nghiên cứu vai trò của E.coli, Salmonella và Clostridium perfringens gây

tiêu chảy ở lợn tại 3 tỉnh miền núi phía Bắc và biện pháp phòng trị” nhằm có

những hiểu biết sâu hơn và giảm thiểu thiệt hại do tiêu chảy gây ra cho lợn con

tại một số tỉnh phía Bắc, góp phần tăng thu nhập cho người chăn nuôi

* Mục tiêu của đề tài:

- Xác định vai trò gây bệnh của vi khuẩn E coli, Salmonella và Cl

perfringens trong hội chứng tiêu chảy ở lợn con, tuyển chọn các chủng vi khuẩn

đủ điều kiện để chế tạo chế phẩm phòng bệnh

- Xây dựng và đề xuất một số biện pháp phòng trị tiêu chảy ở lợn con đạt hiệu quả cao

* Ý nghĩa khoa học của đề tài:

- Là một công trình nghiên cứu có hệ thống mối liên quan và vai trò gây

bệnh của ba loại vi khuẩn E coli, Salmonella spp., Cl perfringens phân lập được

từ lợn con bị tiêu chảy

- Nghiên cứu một số đặc điểm sinh học của của ba loại vi khuẩn E coli,

Salmonella spp., Cl perfringens trong hội chứng tiêu chảy ở lợn con

- Nghiên cứu chế tạo autovacxin từ các chủng vi khuẩn phân lập được dùng phòng tiêu chảy cho lợn con

- Nghiên cứu tính kháng kháng sinh của các chủng vi khuẩn phân lập được, từ đó thử nghiệm một số phác đồ điều trị tiêu chảy ở lợn con cho hiệu quả cao

- Những kết quả nghiên cứu của đề tài là cơ sở khoa học phục vụ cho các nghiên cứu tiếp theo về hội chứng tiêu chảy, chế tạo, sản xuất vacxin phòng bệnh

do ba loại vi khuẩn E coli, Salmonella spp., Cl perfringens gây ra, đồng thời

đóng góp thêm những tư liệu tham khảo dùng cho nghiên cứu, giảng dạy trong các trường Đại học Nông nghiệp

* Ý nghĩa thực tiễn của đề tài:

- Autovacxin chế tạo được có thể dùng phòng tiêu chảy cho lợn con, giảm

tỷ lệ mắc và chết do tiêu chảy

- Kết quả nghiên cứu của đề tài sẽ là cơ sở cho việc đưa ra biện pháp phòng và trị tiêu chảy cho lợn con đạt hiệu quả cao, ứng dụng biện pháp phòng trị vào thực tiễn sản xuất cho cán bộ thú y cơ sở và góp phần tăng thu nhập cho người chăn nuôi

* Những đóng góp mới của đề tài:

- Góp phần nghiên cứu về vai trò gây bệnh, một số đặc tính sinh học của

ba loại vi khuẩn E coli, Salmonella spp và Cl perfringens trong hội chứng tiêu

Chương 1 TỔNG QUAN TÀI LIỆU

1.1 MỘT SỐ NGUYÊN NHÂN VÀ HIỂU BIẾT CHUNG VỀ HỘI CHỨNG TIÊU CHẢY Ở LỢN

Nguyên nhân gây tiêu chảy ở lợn kết hợp với tác động của điều kiện ngoại cảnh bất lợi, gây stress cho cơ thể lợn con, tạo điều kiện thuận lợi cho sự xâm nhập và phát triển của các vi sinh vật gây bệnh vào vật chủ, đặc biệt là các vi sinh vật gây bệnh đường tiêu hoá dẫn tới sự nhiễm và loạn khuẩn đường ruột, (Carter và cs, 1995) [78]; Fairbrother, 1992) [83]) Tiêu chảy ở lợn là một hiện tượng bệnh lý phức tạp gây ra bởi tác động của nhiều yếu tố Có yếu tố là nguyên nhân nguyên phát, có yếu tố là nguyên nhân thứ phát, do vậy việc phân biệt rõ các nguyên nhân gây tiêu chảy là rất khó khăn (Lê Minh Chí, 1995 [4]; Phạm Ngọc Thạch, 2005 [49]) Theo Phạm Sĩ Lăng (1997) [23], tiêu chảy ở lợn

là biểu hiện lâm sàng của nhiều tác nhân gây bệnh khác nhau như virus, vi khuẩn, ký sinh trùng, thời tiết, môi trường ngoại cảnh, độc tố

1.1.1 Rối loạn tiêu hóa do môi trường ngoại cảnh bất lợi

Môi trường ngoại cảnh bao gồm các yếu tố: nhiệt độ, ẩm độ, các điều kiện chăm sóc nuôi dưỡng, vệ sinh chuồng trại, sự di chuyển, thức ăn, nước uống… Thời tiết, khí hậu là một trong những yếu tố thường xuyên tác động lên cơ thể động vật Tác động của bức xạ mặt trời và những biến đổi về nhiệt độ, ẩm độ gây nên stress cho cơ thể (Radostits, 1994) [102] Khi gia súc bị nhiễm lạnh kéo dài sẽ làm giảm phản ứng miễn dịch, giảm tác dụng thực bào và dễ bị nhiễm khuẩn gây bệnh (Hồ Văn Nam và cs, 1997) [26]

Như vậy, nguyên nhân môi trường ngoại cảnh gây bệnh tiêu chảy không mang tính đặc hiệu mà mang tính tổng hợp Lạnh và ẩm gây rối loạn hệ thống điều hoà trao đổi nhiệt của cơ thể lợn, dẫn đến rối loạn quá trình trao đổi chất, làm giảm sức đề kháng của cơ thể, từ đó các mầm bệnh trong đường tiêu hoá có thời cơ tăng cường độc lực và gây bệnh (Carter và cs, 1995) [78]

1.1.2 Rối loạn tiêu hoá do thức ăn, nước uống không đảm bảo chất lượng

Các yếu tố gây bệnh có thể xâm nhập vào cơ thể động vật bằng nhiều đường khác nhau như qua da, niêm mạc, vết thương, đường hô hấp, hệ tiêu hoá Trong hội chứng tiêu chảy, mầm bệnh nhiễm vào thức ăn, nước uống và trực tiếp vào đường tiêu hóa của gia súc, khi gặp các điều kiện thuận lợi sẽ tăng số lượng và độc lực để gây bệnh (Weinstein và cs, 1984) [113] Ở các vùng đông dân cư, những nơi tập trung nhiều cơ sở công nghiệp chế biến, trang trại chăn nuôi… nguồn nước sẽ bị ô nhiễm do các chất thải làm thay đổi tính chất cũng như chất lượng nước Khi nước

bị ô nhiễm kèm theo hàm lượng oxy hoà tan giảm, quá trình oxy hoá các hợp chất hữu cơ bị trở ngại Các nguồn nước bị ô nhiễm các hợp chất vô, hữu cơ là môi trường thuận lợi cho các vi sinh vật tồn tại và phát triển, trong đó có các vi sinh vật gây bệnh (Trần Thị Hạnh và Đặng Xuân Bình, 2002) [11]

Thức ăn thiếu một số nguyên tố đa, vi lượng như sắt, đồng, kẽm, v.v cũng

có thể gây ra những rối loạn tiêu hoá, gây tiêu chảy ở thể cấp hoặc mãn tính, kèm theo sự thay đổi màu sắc da và thiếu máu cho gia súc Thức ăn bị lẫn các chất độc hoá học như asen, chì, thuỷ ngân, các muối nitrat… thường gây ra những rối loạn

tiêu hoá kết hợp với các triệu chứng về thần kinh (Tsolis và cs, 1999) [110]

1.1.3 Một số vi sinh vật gây tiêu chảy gia súc

Các nguyên nhân gây tiêu chảy do vi sinh vật thường gặp phổ biến ở lợn con

là Rotavirus, TGE virus, E coli, Salmonella, Cl perfringens, Isospora suis

(Konowalchuk và cs, 1977 [89]; Selbitz, 1995 [106]) Tác nhân gây tiêu chảy cho động vật do nhiều loài vi sinh vật gây ra, song vai trò đáng kể và quan trọng phải

nói tới sự có mặt của vi khuẩn E coli, Salmonella và Cl perfringens, trực trùng

sinh mủ và song cầu khuẩn (Hoàng Văn Tuấn và cs, 1998 [60]; Falkow, 1975 [84])

* Rối loạn tiêu hoá do một số vi khuẩn gây bệnh

Trong đường tiêu hoá của động vật, ngoài các vi khuẩn có lợi tác dụng lên men, phân giải các chất trong đường tiêu hoá, giúp cho sinh lý tiêu hoá của gia

súc diễn ra bình thường, còn có một số vi khuẩn như E coli, Salmonella spp.,

Shigella, Klebsiella hay Cl perfringens là những vi khuẩn thường gây rối loạn

tiêu hoá, viêm ruột, tiêu chảy ở người và nhiều loài động vật khi có điều kiện thuận lợi (Vũ Văn Ngũ, 1979 [28]; Radostits và cs, 1994 [102]) Theo Phạm Sỹ Lăng và cs (2004) [24], tiêu chảy ở lợn do vi khuẩn chủ yếu do một số vi khuẩn

như E coli, Salmonella, Cl perfringens, Treponema hyodysenteriae, Campylobacter

* Rối loạn tiêu hoá do một số virus gây bệnh

Nhiều virus cũng là bệnh nguyên gây tiêu chảy ở lợn, gây tổn thương các niêm mạc ruột, phá huỷ quá trình hấp thu và điều tiết dịch dẫn đến tiêu chảy

nặng ở gia súc như Coronavirus 1 và Coronavirus 2, Rotavirus v.v Bệnh lý xuất

hiện chủ yếu là viêm ruột, viêm kết tràng, manh tràng, tiêu chảy cấp hoặc mãn tính, phân lỏng, màu vàng, đôi khi có lẫn máu, tỷ lệ mắc bệnh và chết trong đàn

cao Coronavirus 2 gây ra bệnh TGE (Transmissible Gastro Enteritis) với triệu

chứng nôn mửa kèm theo tiêu chảy, phân màu vàng hoặc hơi xanh, mùi hôi thối (Timoney và cs, 1988) [109] Sự xuất hiện của virus làm tổn thương niêm mạc ruột, suy giảm sức đề kháng của cơ thể và thường gây tiêu chảy ở dạng cấp tính với tỷ lệ chết cao (Phạm Ngọc Thạch, 2005) [49]

Khoảng hơn 10 loại virus có tác động làm tổn thương đường tiêu hoá, gây

viêm ruột ỉa chảy như Enterovirus, Rotavius, Coronavirus, Adenovirus type IV, virus dịch tả lợn trong đó Rotavirus và Coronavirus là những virus quan trọng

gây tiêu chảy ở gia súc non như lợn con, nghé, dê cừu con, ngựa con Đặc biệt những virus này có khả năng phá huỷ màng ruột và gây tiêu chảy nặng ở bê

(Archie, 2000 [l]) Theo Nguyễn Thị Kim Lan (2006b) [22], Rotavirus và

Coronavirus gây tiêu chảy phổ biến ở lợn con theo mẹ, tỷ lệ mắc và tỷ lệ chết

cao với các triệu chứng chủ yếu như tiêu chảy cấp tính, nôn mửa, mất nước

* Rối loạn tiêu hoá do một số ký sinh trùng gây bệnh

Ký sinh trùng trong đường tiêu hoá cũng là một trong các nguyên nhân phổ biến gây hội chứng tiêu chảy ở gia súc Ngoài chiếm đoạt chất dinh dưỡng của vật chủ còn gây tổn thương niêm mạc ruột, tạo điều kiện cho các vi khuẩn gây bệnh xâm nhập, tiết độc tố gây ngộ độc, làm giảm sức đề kháng của vật chủ, gây rối loạn quá trình tiêu hóa và viêm ruột, tiêu chảy cấp hoặc mãn tính Theo

Nguyễn Như Pho (2003) [33], Isospora suis, Crytosporidium thường gây tiêu

chảy cấp hoặc mãn tính chủ yếu ở gia súc non từ sơ sinh đến bốn tuần tuổi, còn ở lợn trên hai tháng tuổi do đã tạo được miễn dịch đối với bệnh cầu trùng nên chỉ mang mầm bệnh, ít khi xuất hiện triệu chứng tiêu chảy

Cầu trùng, giun, sán trong đường tiêu hóa là một trong những nguyên nhân gây tiêu chảy ở lợn nuôi trong các hộ gia đình tại Thái Nguyên Ở lợn bình thường và lợn bị tiêu chảy đều nhiễm các loại giun đũa, giun lươn, giun tóc và sán lá ruột, nhưng ở lợn tiêu chảy nhiễm tỷ lệ cao hơn và nặng hơn (Nguyễn Thị Kim Lan và cs, 2006a) [21] Phạm Sỹ Lăng (1997) [23] cho rằng lợn nuôi trong các hộ gia đình tại Hà Nội mắc tiêu chảy nhiễm cầu trùng là 56,93%, giun đũa là 35,77%, giun lươn là 60,58% và giun tóc là 28,47% Tỷ lệ nhiễm nặng biến động

từ 7,83- 13,46%

* Rối loạn tiêu hoá do nhiễm nấm mốc có hại

Thức ăn khi chế biến hoặc bảo quản không đúng phương pháp dễ bị nhiễm

nấm mốc Một số loài nấm mốc như Aspergillus, Penicillium… phân bố rộng rãi

trong tự nhiên, có khả năng xâm nhập và phát triển mạnh trong thức ăn và sản sinh nhiều loại độc tố rất nguy hại cho cơ thể động vật, là nguyên nhân của nhiều căn bệnh nguy hiểm như huỷ hoại gan, thận và ung thư tổ chức (Đậu Ngọc Hào, 2008) [13] Aflatoxin gây độc cho nhiều loài gia súc, gia cầm Lợn khi nhiễm độc thường bỏ ăn, thiếu máu, vàng da, tiêu chảy, phân lẫn máu Nếu trong khẩu phần

có từ 500-700 µg aflatoxin/kg thức ăn sẽ làm cho lợn con chậm lớn, còi cọc, giảm sức đề kháng với các bệnh truyền nhiễm khác (Lê Thị Tài, 1997) [41]

1.2 VAI TRÕ CỦA MỘT SỐ VI KHUẨN TRONG HỘI CHỨNG TIÊU CHẢY Ở LỢN

1.2.1 Vi khuẩn Escherichia coli (E coli)

Trực khuẩn E coli còn có tên là Bacterium coli commune hay Bacilus

colicommune được Escherich phân lập vào năm 1885 từ phân trẻ em bị tiêu chảy

(Nguyễn Như Thanh và cs, 1997) [47] Từ đó, vi khuẩn được đặt theo tên người phát hiện ra và là nơi cư trú thường xuyên của chúng ở đường ruột (colon) Coli

là danh pháp khoa học được sử dụng rộng rãi từ trước đến nay (Dean Nystrom

và Samuel, 1994) [81] và Lê Minh Chí (1995) [4]

Vi khuẩn thuộc họ Enterobacteriaceae, chiếm 80% số lượng của các vi khuẩn hiếu khí đường ruột E coli xuất hiện sớm trong đường ruột của người và

động vật sơ sinh, chỉ trong 24h kể từ khi con vật được sinh ra Trong điều kiện bình thường, chúng khu trú ở phần sau của ruột (ruột già) ít khi có ở dạ dày (Bùi Trung Trực và cs, 2004) [59]

Việc phân biệt các chủng E coli gây bệnh thuộc hệ vi sinh vật đường ruột

bình thường dựa trên cơ sở xác định các yếu tố độc lực của chúng (Giannella,

2008) [85] Các chủng E coli gây bệnh mang các yếu tố gây bệnh khác nhau, cho đến nay có 7 nhóm E coli gây tiêu chảy được thừa nhận Bao gồm

Enterotoxigenic E coli (ETEC) là nhóm E coli sản sinh độc tố đường ruột, Enteropathogenic E coli (EPEC) không sản sinh độc tố và gây viêm ruột bởi

những cơ chế chưa rõ ràng, Enteroinvasive E coli (EIEC) xâm nhập vào tế bào niêm mạc ruột và gây biến đổi bệnh lý giống như trực khuẩn Shigella,

Enterohaemorrhagic E coli (EHEC) gây xuất huyết ruột, Verotoxin E coli

(VTEC) hay còn gọi Shigaliketoxi E coli (STEC) sản sinh độc tố tế bào, tác động đến kết tràng hệ tiết liệu và hệ thần kinh, Entoroaggregative E coli

(EAEC) bám dính cục bộ trên tế bào biểu mô ruột và sản sinh độc tố ST,

Necrotoxinrogenic E coli (NTEC) sản sinh độc tố gây hoại tử tế bào ruột

(Casey, Nagy & Moon và cs 2009) [79]

Nhiều tác giả trong và ngoài nước đều đã khẳng định vi khuẩn E coli có vai

trò quan trọng trong hội chứng tiêu chảy ở lợn con Theo Đào Trọng Đạt và cs

(1996) [9], vi khuẩn đường ruột gây tiêu chảy chiếm tỷ lệ cao nhất là E coli

(45,6%) Nguyễn Bá Hiên (2001) [15], Nguyễn Lân Dũng (1976) [7] cũng cho thấy

tiêu chảy ở lợn con giai đoạn từ sơ sinh đến sau khi cai sữa thường do E coli

Theo Lý Thị Liên Khai (2001) [18], khi phân lập E coli từ phân lợn con

bị tiêu chảy và khoẻ mạnh cho thấy các chủng E coli K88, K99 và 987P là nguyên nhân chính gây tiêu chảy cho lợn con từ 1-2 tuần tuổi Vi khuẩn E coli

thường cư trú trong ruột của lợn và chỉ gây bệnh khi sức đề kháng của lợn giảm sút do tác động stress, khi đó vi khuẩn này sẽ tăng số lượng và sinh độc tố

Cù Hữu Phú và cs (2004) [34] đã cho biết vi khuẩn E coli là nguyên nhân chính gây tiêu chảy ở lợn con theo mẹ; các chủng E coli có thể mang tổ hợp các

yếu tố gây bệnh như LT+ STA+ STB+ K88+ HLY+ (29.29%) và LT+ STA+ STB+ HLY- (8,33%)

Nghiên cứu vai trò gây bệnh của E coli trong hội chứng tiêu chảy ở lợn

1-60 ngày tuổi, Trương Quang (2005) [36] đã cho thấy 100% mẫu phân lợn tiêu

chảy phân lập được E coli với số lượng gấp 2,46-2,73 lần (ở lợn 1-21 ngày tuổi)

và 1,88-2,1 lần (ở lợn 22-60 ngày tuổi) so với lợn không tiêu chảy Tỷ lệ các

chủng E coli phân lập từ lợn con tiêu chảy có độc lực mạnh và các yếu tố gây

bệnh cũng cao hơn rất nhiều Yếu tố bám dính ở lợn tiêu chảy là 93,33%, ở lợn bình thường là 33,33%; khả năng dung huyết ở lợn binhg thường là 53,33%, ở lợn tiêu chảy là 25,92%; độc tố không chịu nhiệt (LT) ở lợn bình thường là 90,0% , ở lợn tiêu chảy là 11,11%; cả hai loại ST và LT ở lợn tiêu chảy là 73,33%, ở lợn bình thường là l,4%; độc lực mạnh (gây chết 100% chuột) ở lợn tiêu chảy là 90%, ở lợn bình thường là 0% (Phạm Ngọc Thạch, 2005 [49]; Nguyễn Khả Ngự, 2000) [29]

Nguyễn Tất Thành (2007) [50], khi tìm hiểu nguyên nhân chủ yếu gây

tiêu chảy lợn con đã nhận xét 100% mẫu phân lợn tiêu chảy phân lập được E

coli với số lượng nhiều gấp 2,37 lần (l - 45 ngày tuổi) và gấp 2,31 lần (45-60

ngày tuổi) so với lợn không tiêu chảy

Độc lực của vi khuẩn E coli và Salmonella gây chết chuột từ 50-100%, thời gian gây chết từ 6-36 giờ Độc tố gây bệnh của vi khuẩn E coli gồm STb

(60%), tỷ lệ LT là 40%, STa 20% và STb là 10% (Isaacson và cs, 2007) [86]

1.2.1.1 Một số đặc điểm gây bệnh của E coli

Trong điều kiện bình thường, E.coli được coi là những vi khuẩn thường

trực cộng sinh trong đường tiêu hoá của hầu hết các loài động vật trong đó có người Vi khuẩn thường ở ruột già, khi động vật gặp điều kiện ngoại cảnh bất

lợi, sức đề kháng của cơ thể giảm, E coli tăng nhanh về số lượng tới mức bội

nhiễm và trở thành nguyên nhân gây bệnh (Nguyễn Phú Quý và cs, 1991) [38]

Là vi khuẩn yếm khí tuỳ tiện nên E coli có thể sống và phát triển ở nhiệt

độ từ 5-40oC, thích hợp ở 37o

C, pH: 5-8 thích hợp nhất ở 7-7,2, E coli được

đánh giá là một trong những vi khuẩn quan trọng trong hội chứng tiêu chảy ở động vật trong đó có con người (Tạ Thị Vịnh và Đặng Thị Hoè, 2002) [64]

Vi khuẩn E coli xâm nhập và gây bệnh cho gia súc ở mọi lứa tuổi, sự

nguy hại đáng kể nhất là trong giai đoạn bú sữa (Archie, 2000) [1]

Sau khi được sinh ra một thời gian ngắn trong đường tiêu hoá của gia súc non

đã xuất hiện E coli và một số loài vi sinh vật gây bệnh (Links và cs, 2005) [90]

Ở những gia súc bị tiêu chảy nặng hoặc chết, E coli còn được tìm thấy ở

nhiều cơ quan, hệ thống, bộ phận khác trong cơ thể như lách, gan, thận, phổi, dạ

dày, ruột non, máu v.v Colibacillosis ở lợn con biểu hiện các triệu chứng lâm

sàng như sốt cao, đi tháo dạ, phân vàng sệt, mùi chua, sau chuyển sang màu trắng xám, mùi hôi thối kèm theo dính máu, tỷ lệ chết cao ở gia súc non giai đoạn bú sữa (Nguyễn Văn Sửu, 2005) [40]

* Cấu trúc kháng nguyên

Cấu trúc kháng nguyên của vi khuẩn E coli rất phức tạp gồm các loại O,

H, K và F (Đỗ Ngọc Thuý và cs, 2002) [57]

+ Kháng nguyên O (kháng nguyên thân): Tính chất giống như kháng

nguyên O của các vi khuẩn đường ruột khác, phần lớn vi khuẩn E coli có kháng

nguyên K bao phủ kháng nguyên O Kháng nguyên O được coi là yếu tố độc lực

nằm trong thành màng tế bào vi khuẩn, trong trạng thái thuần khiết được đặc trưng bởi lipopolysaccharide Các nhà khoa học quan tâm nghiên cứu về cấu trúc hóa học và tính sinh miễn dịch của kháng nguyên O, cấu trúc phân tử của kháng nguyên O gồm 2 phần: Phần polysaccharide chứa nhóm hydro nằm ngoài, có chức năng tạo ra đặc trưng của serotype, phần lipid có độc tính nhất định, được cấu trúc bởi 3 thành phần cơ bản là axít béo, phophate và đường amino Nghiên cứu mối liên hệ này là cơ sở giải thích cơ chế, tác dụng của kháng nguyên O và phản ứng của nó với màng sinh học trong quá trình đáp ứng miễn dịch của cơ thẻ vật chủ (Rippinger, 1995) [103]

+ Kháng nguyên H (kháng nguyên lông): Kháng nguyên H được cấu tạo bởi thành phần lông của vi khuẩn, có bản chất là protein, rất kém bền vững so với kháng nguyên O và rất dễ bị phá hủy bởi nhiệt độ cao hoặc xử lý bằng cồn, a xít yếu (Isaacson và cs, 2007) [86]

Kháng nguyên H không có vai trò bám dính, nhưng lại có ý nghĩa trong việc xác định serotype của vi khuẩn và bảo vệ vi khuẩn khỏi bị tiêu diệt bởi đại thực bào Kháng nguyên H không có tính độc và không có vai trò trong đáp ứng miễn dịch phòng vệ, nhưng có ý nghĩa trong việc xác định và phân lập vi khuẩn (Tạ Thị Vịnh và Đặng Thị Hoè, 2002) [64]

+ Kháng nguyên K (kháng nguyên bề mặt, vỏ bọc): Kháng nguyên K có ý nghĩa về mặt độc lực, nó tham gia bảo vệ vi khuẩn trước các yếu tố phòng vệ của

cơ thể vật chủ Kháng nguyên vỏ bọc K bao quanh tế bào vi khuẩn và có bản chất hóa học là polysaccharide Khi đun nóng ở nhiệt độ 100-120 độ C, kháng nguyên này mất tác dụng ngưng kết Kháng nguyên K hỗ trợ phản ứng của kháng nguyên O và tạo hàng rào bảo vệ cho vi khuẩn chống lại tác động của

ngoại cảnh và hiện tượng thực bào Kháng nguyên K gồm 3 loại là: L, A, B

(Ketyle và cs, 2005) [87]

+ Kháng nguyên F (kháng nguyên Fimbriae, kháng nguyên bám dính): Kháng nguyên F giúp vi khuẩn bám vào các thụ thể đặc hiệu trên bề mặt tế bào

biểu mô ruột và trên lớp màng nhầy, chống lại khả năng đào thải vi khuẩn của nhu động ruột (Nguyễn Cảnh Tự, 2011) [63]

Kháng nguyên bám dính của vi khuẩn E coli nằm trên cấu trúc của pili

(fimbriae), ngắn, thẳng, xuất phát từ một đĩa gốc trong màng nguyên sinh chất của tế bào vi khuẩn Kháng nguyên bám dính có bản chất là protein Hầu hết các

chủng E coli gây bệnh sản sinh ra một hoặc nhiều kháng nguyên bám dính và các chủng E coli không gây bệnh thì không có kháng nguyên bám dính (Cù Hữu

Phú và cs, 2004) [34]

1.2.1.2 Các serotype E coli thường gặp trong tiêu chảy ở gia súc

Sự phong phú của E coli được thể hiện bằng các serotype, các chủng E

coli gây các thể bệnh với triệu chứng khác nhau như một số chủng gây viêm

ruột, tiêu chảy, nhiễm độc ruột huyết, một số chủng gây hiện tượng dung huyết

hoặc phù đầu ở lợn con Tại Tiệp Khắc, (Nagy và Fekete, 1999) [93] khi phân lập E coli ở lợn con tiêu chảy từ 1 tới 8 tuần tuổi thấy phổ biến là do các

serotype O8, O138, O130, O141, O147, O149 và O157 Trong ruột già của gia súc, E

coli chiếm khoảng 80% tập đoàn vi khuẩn hiếu khí với số lượng phong phú,

chúng là những tác nhân quan trọng trong tiêu chảy ở động vật Nghiên cứu của Saitoh và cs (2005) [104] cũng cho thấy từ 20-30% động vật chết ở giai đoạn sơ

sinh là do nguyên nhân tiêu chảy, trong 325 chủng E coli phân lập được có 225

thuộc serotype O149, nhiều chủng có kháng nguyên K88 và K97 Viêm dạ dày, ruột

do E coli thường gặp ở người nhất là trẻ em giai đoạn bú sữa thường do các type

O111B4, O55B5, O26B6, O27B7, O119B4, O25B15, O126B16, O127B8 và O128B12 (Đỗ Ngọc Thúy và cs 2005) [58]

Những nghiên cứu ở trong nước về E coli trong hội chứng tiêu chảy của

bê, nghé giai đoạn bú sữa cho thấy các serotype thường gặp như O78B, O55B5,

O15, O80B7, O8, O9, O26B6, O35B4 và O137 (Nguyễn Như Thanh và cs, 1997) [47]

Cù Hữu Phú và cs (2004) [34], nghiên cứu phân lập vi khuẩn từ những gia

súc mắc tiêu chảy cho thấy tỷ lệ phân lập được E coli từ 85-100%, tiếp sau là vi khuẩn Salmonella spp và Streptococcus

Năm 1982, E coli type O157: H7 được phát hiện, là type có khả năng gây viêm ruột, xuất huyết và tiêu chảy nặng ở người và động vật, đặc biệt ở trẻ em hoặc động vật non (Yaeger và cs, 2002) [118]

1.2.1.3 Đặc tính gây bệnh của E coli

E coli xâm nhập vào trong cơ thể động vật từ rất sớm, sau vài giờ được

sinh ra Sau khi phát triển và tăng nhanh ở tế bào thành ruột, vi khuẩn xâm nhập vào hệ lâm ba, hệ tuần hoàn gây nhiễm trùng Vi khuẩn theo máu đi tới các cơ quan tổ chức phá huỷ các tổ chức tế bào, gây viêm ruột, tiêu chảy và ngộ độc cấp làm cho gia súc chết nhanh (Schwartz, 1999) [105]

Fairbrother (1992) [83] đã xác định nhóm serotype kháng nguyên cùng

nhóm độc tố của một số chủng E coli gây bệnh ở động vật như nhóm ETEC

gồm: O8:KSI6; O9:K35; O9:K30; O9:Kl03; O20:Kl01; O64:KV142; O157:KV17;

O147:K89; O149:K91; O147:K1285; O115:KV165 Nhóm này chủ yếu sản sinh độc tố ruột (Heat stable toxin-STa) và một số chủng sản sinh STb Yếu tố bám

dính của nhóm ETEC thường là F5, F6 và F41 Nhóm VTEC gồm O138:K81;

O139:K82; O141:K85 độc tố sản sinh ra cũng gần giống như ETEC

Các chủng E coli thuộc nhóm ETEC và VTEC thường gây tiêu chảy ở

lợn con sơ sinh và lợn sau cai sữa (Ngân hàng Gen - GenBank (2011) [123] Dựa

vào các yếu tố gây bệnh, người ta đã phân vi khuẩn E coli thành các loại sau Enterotoxigenic E coli (ETEC), Enteropathgenic E coli (EPEC), Adherence Enteropathogenic E coli (AEEC) và Verotoxingenic E coli (VTEC) (Lê Văn

Tạo, 1997) [44] Ngoài ra còn một số chủng khác không thuộc các nhóm trên

cũng có khả năng gây bệnh cho người và động vật (Giannella, 2008) [85]

Các yếu tố gây bệnh của E coli bao gồm yếu tố bám dính, khả năng xâm nhập, yếu tố gây dung huyết và khả năng sản sinh độc tố Vi khuẩn E coli không

có các yếu tố trên thì không có khả năng gây bệnh

* Yếu tố bám dính

Kháng nguyên bám dính Fimbriae là một yếu tố quan trọng của vi khuẩn

E coli để thực hiện các bước đầu tiên của quá trình gây bệnh, bám dính vào

niêm mạc ruột của động vật, gồm một hay nhiều loại như F4 (K88), F5 (K99), F6 (K987) hoặc F41, sự liên kết chặt chẽ giữa vi khuẩn với bề mặt tế bào của niêm mạc ruột nhờ kháng nguyên bám dính fimbriae Bản chất của các fimbriae là các protein và được phân loại bằng phản ứng huyết thanh học hoặc các yếu tố đặc tr-

ưng Hầu hết các chủng E coli gây bệnh đều sản sinh ra một hay nhiều kháng

nguyên bám dính nằm trong cấu trúc fimbriae, để vi khuẩn có thể liên kết hay bám dính vào các thụ thể đặc hiệu trên tế bào biểu mô ruột tại lớp màng nhày

của ruột Do vậy, chỉ những chủng E coli có kháng nguyên bám dính mới có khả

năng gây bệnh, giúp cho vi khuẩn không bị đào thải bởi các tế bào ruột

Fimbriae của vi khuẩn có cấu trúc giống như các sợi lông và được xuất phát từ

một đĩa gốc trong màng nguyên sinh chất của tế bào vi khuẩn Các chủng E coli

gây bệnh có kháng nguyên bám dính khác nhau ở các loài vật Ví dụ: ở lợn, vi

khuẩn E coli có các kháng nguyên bám dính cơ bản là K88 (F4), K99 (F5), 989P (F5) và F41 vv ở cừu, phổ biến là K99 (F5) hoặc F4; ở trâu, bò cũng giống như ở cừu chủ yếu là K99 và F41 vv (Carter, 1995) [78]

Khả năng sản sinh kháng nguyên bám dính được thực hiện do gene nằm trong plasmid hay chromosome của vi khuẩn Lê Văn Tạo (1993) [42] nghiên cứu

về tổ hợp các yếu tố gây bệnh của E coli trên động vật, đã xác định được vai trò

của yếu tố bám dính K88 Sau khi vi khuẩn xâm nhập vào hệ thống tiêu hoá, nhờ các kháng nguyên bám dính vào các tế bào niêm mạc ruột, qua sự xâm nhập sâu vào các tế bào biểu mô thành ruột làm phá huỷ lớp tế bào này và gây viêm ruột Hầu hết các chủng ETEC đều có mang một hoặc nhiều các yếu tố bám dính như F4 (K88), F5 (K99), F6 (987P), F17, F18, F41, F42 và F165 Ở lợn, các chủng vi khuẩn ETEC gây bệnh tiêu chảy thường mang các yếu tố bám dính sau:

- F4 (K88): Còn gọi là K88 là một kháng nguyên không chịu nhiệt Bằng

việc sử dụng các kháng huyết thanh đặc hiệu, Orskov và cs (1964) [94] đã phân biệt được hai loại khác nhau của F4 là F4ab và F4ac Loại thứ 3 được phát hiện bởi Guinee, Jansen và được đặt tên là F4ad (Zoetendal, 1998) [122] Sợi F4 giúp cho vi khuẩn bám được vào receptor tương ứng của nó trên tế bào biểu mô của nhung mao ruột non, từ đó vi khuẩn có thể xâm nhập, cố định và phát triển được ở thành ruột

non Yếu tố bám dính F4 được mang trong vi khuẩn E coli thuộc nhóm ETEC, gây

bệnh tiêu chảy ở lợn trước và sau cai sữa (Nagy và cs, 1999) [93]

- F5 (K99): trước kia được cho là kháng nguyên bám dính của E coli và

chỉ gây bệnh ở bê, nghé và cừu Tuy nhiên, hiện nay chúng cũng được tìm thấy với tỷ lệ thấp ở các chủng ETEC phân lập từ lợn tiêu chảy (Links và cs, 1985) [90] Sự sản sinh F5 phụ thuộc vào nhiều yếu tố của vi khuẩn như tốc độ sinh trưởng, pha sinh trưởng, nhiệt độ và alanine trong môi trường Các gen mã hoá cho sự tổng hợp F5 nằm trên ADN của plasmid (Gas gangrene, 2011) [127]

- F6 (987p): Đóng vai trò quan trọng trong việc gây bệnh của ETEC, F6

của ETEC ở lợn có thể giúp vi khuẩn bám vào các receptor cấu tạo bởi glycoprotein và glycolipid trên niêm mạc của các tế bào biểu mô ruột, F6 bám dính ở màng nhầy để phân phối độc tố đường ruột tối đa đến vật chủ (Dean và

cs, 1994) [81]

- F18: là nhân tố bám dính 8813 Bởi vậy, một loại fimbriae mới đã được

đề nghị công nhận là F18ab, F18ac, và chúng khác nhau về mặt sinh học F18ab

ít thấy thể hiện trong điều kiện thực tế và trong phòng thí nghiệm, thường thấy chúng cùng với việc sản sinh SLT-2e ở các chủng VTEC, trong khi F18ac thể hiện rất rõ ở cả trong thực tế và trong phòng thí nghiệm, chúng mang các đặc tính của các chủng ETEC (Popoff, 2001) [98]

Một đặc điểm đáng chú ý ở F18ac là chúng không bám vào riềm bàn chải của lợn sơ sinh trong điều kiện thực tế và trong phòng thí nghiệm (Nagy và cs, 1992) [91], và cũng không tập trung ở lớp màng nhầy của ruột ở lợn con mới sinh (Casey và cs, 2009) [79] Điều này ngược với F5 và F6, chúng bám vào các tế bào

biểu mô ruột Khả năng bám này ở lợn cai sữa nhiều hơn so với lợn sơ sinh Lý do giải thích về việc tăng sự mẫn cảm với bám dính của F18ab và F18ac theo tuổi của lợn vẫn chưa được làm rõ, nhưng có thể là do sự tăng dần các receptor đặc hiệu ở lông nhung của ruột lợn từ sơ sinh đến 21 ngày tuổi Sự thiếu hụt các receptor của F18ab và F18ac ở lợn sơ sinh có thể giải thích cho lý do vì sao chỉ thấy các chủng VTEC và ETEC ở lợn cai sữa (Nagy và cs, 1999) [93]

* Khả năng xâm nhập:

Vi khuẩn E coli có khả năng vượt qua hàng rào bảo vệ của lớp màng

nhầy (mucosa) ruột non để vào tế bào biểu mô (Epithelium) Tại đây, vi khuẩn bắt đầu sản sinh mạnh, tăng nhanh số lượng và tiết ra độc tố gây phá huỷ thành ruột chủ yếu là các tế bào lông nhung Những vi khuẩn khác không có khả năng xâm nhập, không thể vượt qua được hàng rào bảo vệ của lớp màng nhầy hoặc khi qua được hàng rào này, sẽ bị giữ lại bởi tế bào đại thực bào của tổ chức hạ

niêm mạc (Han, 1997) [120]

Vi khuẩn thường cư trú trên nửa chiều rộng ở phía ngoài lông nhung, sự xâm nhập của vi khuẩn cùng với hiện tượng xuất huyết đường tiêu hoá làm cho

các đại thực bào và bạch cầu đa nhân trung tính tăng cao (Faibrother, 1992) [83]

* Độc tố của vi khuẩn E coli:

Vi khuẩn E coli sản sinh nhiều loại độc tố như Enterotoxin, Verotoxin,

Neurotoxin và mỗi loại độc tố gắn với một thể bệnh mà chúng gây ra

Enterotoxin của E coli gồm hai loại là độc tố chịu nhiệt (Heat Stable Toxin -ST)

và độc tố không chịu nhiệt (Heat Labile Toxin -LT)

Độc tố chịu nhiệt (ST) bền vững ở nhiệt độ 1000

C trong vòng 30 phút, có cấu trúc là polysaccarit-protein-lipit và tính đặc hiệu cao, tác dụng làm tăng tính thẩm xuất và phá huỷ các tế bào thành ruột Dựa trên đặc tính sinh học và khả năng hoà tan trong methanol, chúng được chia thành hai nhóm là STa và STb có

tính chất và vai trò khác nhau trong khả năng gây bệnh ở động vật Các chủng E

coli gây bệnh tiết STa và STb đều có vai trò quan trọng trong hội chứng tiêu

chảy ở bê, nghé, dê, cừu, lợn con và trẻ sơ sinh Bản chất của STa là một protein không có tính kháng nguyên, phân tử lượng khoảng 2.000 Dalton, có tác dụng kích thích sản sinh ra các hợp chất phức tạp, các hợp chất này ở mức cao trong tế bào sẽ ngăn trở hệ thống chuyển Na+

và Cl-; làm giảm khả năng hấp thu chất điện giải và nước ruột và sinh ra tiêu chảy STa thường thấy ở ETEC gây bệnh ở lợn dưới 2 tuần tuổi và ở lợn lớn STb là một protein có tính kháng nguyên yếu, vai trò của STb là kích thích vòng Nucleotit phân tiết dịch độc lập ở ruột non STb được tìm thấy ở lợn con tới trên 75% và ở lợn trưởng thành khoảng 33% từ

các chủng E coli phân lập được, STb bị vô hoạt bởi tác dụng của men Trypsin

(Ketyle và cs, 2005 [87]; Clarke và cs, 1988 [77]) Trong điều kiện thực nghiệm, Carter G R và cs (1995) [78] đã thấy nhóm ETEC sản sinh STb có thể kích thích gây tiêu chảy và làm teo lông nhung ruột lợn con

Độc tố không chịu nhiệt (LT) bị phá huỷ ở 56o

C trong 10-30 phút, có tính hướng thần kinh và gây hoại tử, gồm hai nhóm phụ là LT1 và LT2, nhưng chỉ có LT1 bị trung hoà bởi Anticholerae toxin LT là một trong những yếu tố quan trọng gây triệu chứng tiêu chảy Cả hai loại độc tố ST và LT đều bền vững ở nhiệt độ âm, thậm chí ở nhiệt độ -200

C (Fairbrother, 1992) [83] Độc tố LT có phân tử lượng cao 88 Kdal và chứa 5 phần nhỏ, trong đó có 2 phần cơ bản là phần B có thể gắn với thụ thể trên bề mặt của tế bào biểu mô ruột non, phần A có hoạt tính sinh học phức tạp, tăng cường sản sinh CAMP Khi lượng A tăng cao trong tế bào sẽ dẫn tới tăng tiết các ion Na+

, Cl-, HCO3- và nước ở trong ruột non Các tác động tổng hợp trên làm biến đổi về lượng nước cũng như thành phần các chất điện giải của hệ thống tiêu hoá, nước không có khả năng hấp thu trữ lại ở ruột già, cùng với dịch tiết quá nhiều ở ruột non, gây tiêu chảy và hiện tượng axit hoá xuất hiện, cơ thể trúng độc toan, gia súc chết nhanh Yếu tố bám

dính cùng với độc tố ruột của E coli là những nhân tố cơ bản của Colibacillosis

ở động vật và tác hại rõ rệt nhất là ở động vật non (Yuki và cs, 1999 [121]; Carter, 1995 [78])

Năm 2005, Đỗ Ngọc Thúy và cs [58] nghiên cứu một số yếu tố gây bệnh

của các chủng vi khuẩn E coli phân lập từ lợn con (1-45 ngày tuổi) tiêu chảy ở

Hưng Yên bằng phản ứng PCR, đã xác định được ba loại độc tố là STa, STb, LT

và hai yếu tố bám dính là F4 và F18

- Độc tố tế bào (Verotoxin):

Konowalchuck và cs (1977) [89] đã phát hiện một loại độc tố trong môi

trường nuôi cấy tế bào Vero (độc tố tế bào Vero), được sản sinh bởi vi khuẩn E

coli gây bệnh tiêu chảy ở người, tiêu chảy và bệnh phù đầu ở lợn con Ảnh

hưởng gây bệnh ở tế bào của độc tố Vero rất khác so với ảnh hưởng của độc tố

đường ruột không chịu nhiệt cổ điển ở nhóm vi khuẩn E coli gây bệnh đường

ruột (ETEC) Độc tố tế bào Vero (VTs) hay Shiga (SLTs) là thuật ngữ được sử dụng trước đây Gần đây, các nhà khoa học đã đề nghị sử dụng tên độc tố (VTx)

cho tất cả những độc tố tế bào này STx sản sinh bởi E coli bao gồm hai nhóm là

VT1 và VT2

* Yếu tố dung huyết (Hly)

Khả năng gây dung huyết là một trong những yếu tố gây bệnh quan trọng

của E coli Những chủng E coli gây bệnh thường có khả năng sản sinh ra

Haemolysin để phá huỷ hay dung giải hồng cầu Do hồng cầu bị phá huỷ, sắt trong

nhân HEM và Transferin giải phóng ra được vi khuẩn sử dụng cho quá trình trao đổi chất của chúng Các dạng dung huyết của vi khuẩn E coli là -haemolysin, -haemolysin, -haaemolysin và -haemolysin, nhưng quan trọng nhất là dạng -haemolysin và -haemolysin có ý nghĩa quan trọng trong nghiên cứu và xác định về

khả năng gây bệnh của E coli ở động vật (Timoney J F và cs, 1988) [109]

* Khả năng tạo Colicin V

Nhiều chủng vi khuẩn E coli có khả năng sản sinh ra Colicin V có tác

dụng ức chế sự phát triển của các vi khuẩn khác Vì vậy, yếu tố này cũng được

coi là một trong các yếu tố độc lực của vi khuẩn E coli gây bệnh (Nagy và cs, 1992) [91] Colicin V của E coli được sản sinh ra thông qua Plasmid Col Colicin V giống như một chất kháng khuẩn Bacteriocin có tác dụng chủ yếu đối với các vi khuẩn họ Enterobactenaceae Có khoảng 40% số chủng E coli gây bệnh có khả năng sản sinh ra Colicin V Khi các chủng E coli cường độc sản

sinh ra các độc tố có khả năng gây bệnh, đồng thời sản sinh ra Colicin V thì

Colicin V cũng được coi như là một yếu tố gây bệnh Đa số các chủng E coli

gây bệnh cho người và động vật đều có một loại plasmid chứa gene sản sinh ra

Colicin V (Skyberg và cs, 2006 [107]; Đào Trọng Đạt và cs, 1996 [9])

Đặng Xuân Bình (2004) [3], khi nghiên cứu khả năng sản sinh yếu tố cạnh

tranh Colicin của các chủng vi khuẩn E coli phân lập được từ phân của lợn con

phân trắng tại tỉnh Thái Nguyên, Cao Bằng, Hà Tây đã cho thấy 26,5% số chủng

vi khuẩn E coli sản sinh ra yếu tố cạnh tranh Colicin

1.2.1.4 Tính kháng kháng sinh

Khả năng kháng kháng sinh của vi khuẩn nói chung và E coli nói riêng

tăng nhanh, lan rộng do gen sản sinh yếu tố kháng kháng sinh nằm trong plasmid

R (Resistance) Plasmid R có thể di truyền dọc và ngang cho tất cả quần thể vi khuẩn thích hợp (Falkow, 1975) [84]

Sử dụng phương pháp kháng sinh đồ, Lê Văn Tạo (1993) [42] đã xác định

được khả năng kháng kháng sinh của các chủng E coli phân lập từ lợn con mắc bệnh phân trắng và nhận xét E coli có khả năng này là do nhận được từ di truyền

dọc và ngang qua plasmid Do vậy, hiện nay nghiên cứu khả năng kháng kháng

sinh của E coli không chỉ đơn thuần là lựa chọn kháng sinh mẫn cảm để điều trị

bệnh do chúng gây ra mà còn nghiên cứu một yếu tố gây bệnh của vi khuẩn này

Benjamin và cs (1985) [68] nghiên cứu về sự kháng thuốc của các chủng E coli

phân lập được từ gia súc tiêu chảy cho thấy có tới 53,7% số chủng mang các

plasmid R Các chủng E coli phân lập được ở các loài gia súc khác nhau có tính kháng kháng sinh khác nhau, như E coli phân lập được ở trâu, bò kháng lại

Sulfonamid từ 23,08-33,33%, trong khi đó các chủng E coli phân lập ở lợn tỷ lệ

kháng với thuốc này lên tới 89,97% Phạm Khắc Hiếu và Bùi Thị Tho (1999) [16]

đã tìm thấy chủng E coli kháng lại 11 loại kháng sinh, đồng thời cũng cho thấy khả năng di truyền tính kháng thuốc giữa E coli và Salmonella là qua plasmid

Theo Đỗ Ngọc Thuý và cs (2005) [58] các chủng E coli phân lập từ lợn

con tiêu chảy tại một số tỉnh miền Bắc có xu hướng kháng mạnh với một số loại kháng sinh thông thường như Amoxicillin (76,42%), Trimethroprim (80,19%), Streptomycin (88,68%) và Tetracyclin (97,17%) Ở Tiền Giang, Bùi Trung Trực

và cs (2004) [59] cho rằng các chủng E coli vẫn mẫn cảm mạnh với Norfloxacin

và Colistin Thử nghiệm điều trị bệnh phù đầu ở lợn con do E coli tại Thái

Nguyên và Bắc Giang, Nguyễn Thị Kim Lan (2004) [20], đã nhận xét vi khuẩn

E coli phân lập được từ lợn bệnh rất mẫn cảm với Amikacin và Doxycycline,

kháng lại với Ampicilin và Cefuroxinme

Theo Đoàn Kim Dung (2003) [6], mức độ mẫn cảm của E coli phân lập

từ phân heo, bò trên địa bàn thành phố Hồ Chí Minh và các tỉnh lân cận giảm

dần với Cefazidime (93%), Amoxicillin (73%), Nofloxacin (66%), Gentamycin (40%), Kanamycin (33%), Trimethroprim (29%), Cephalexin (25%), Ampicilin (21%), Tetracyclin (20%) và Colistin (7%)

1.2.2 Vi khuẩn Salmonella spp trong hội chứng tiêu chảy ở lợn

Vi khuẩn Salmonella là nguyên nhân gây căn bệnh truyền nhiễm giữa

người, lợn và động vật; vi khuẩn sống hoại sinh trong đường tiêu hoá, khi sức đề

kháng của động vật giảm sút, Salmonella sẽ xâm nhập và gây bệnh Do đó, vi khuẩn Salmonella và bệnh do Salmonella gây nên đã được nghiên cứu trên nhiều

loại vật nuôi

Vi khuẩn Salmonella được tìm thấy ở tất cả các nước trên khắp thế giới, ở

động vật khoẻ cũng như động vật ốm Năm 1972, tại Anh đã tìm thấy

Salmonella có trong phân lợn (9,9%) và năm 1973, phát hiện Salmonella trong

hạch ruột lợn ốm chiếm 7,3% (Cù Hữu Phú và cs, 2004) [34] Tại Mỹ, năm

1984 đã xét nghiệm thấy Salmonella trong máu lợn chết là 4,3% Năm 1989, tại Hungari công bố tỷ lệ mẫu phân lợn có Salmonella tới 48% (Wilcock và

Schwartz, 1992) [114]

Năm 1888, Gartner ở Jena (Đức) đã xác định được nguyên nhân gây viêm

ruột ở người do ăn thịt bò chết ở Frankenhausen là vi khuẩn, được gọi là Bacillus

enteritidis nay là S enteritidis (Trương Quang và cs, 2006) [37] Năm 1889 và

1890 tại Viện Vệ sinh trường Đại học Greiswald (Đức) đã xảy ra dịch bệnh gây thiệt hại nghiêm trọng đối với chuột thí nghiệm Nguyên nhân do vi khuẩn lúc đó

được gọi là Bacillus typhimurium Cho đến năm 1914, có tổng cộng 12 vi khuẩn được mô tả và xếp vào giống Salmonella Trong những năm 30 (thế kỷ XX) số lượng loài Salmonella đã tăng lên nhanh chóng Năm 1926, White đã có những công trình nghiên cứu về cấu trúc kháng nguyên của Salmonella, bắt đầu một

thời kỳ khoa học mới về giống vi khuẩn này Kauffmann tiếp tục những nghiên cứu và đã thiết lập được bảng kháng nguyên đầu tiên vào năm 1934, làm nền

tảng cho việc tra cứu và được đặt tên là bảng phân loại Salmonella của

Kauffmann-White (Selbitz, 1995) [106]

Năm 1934, theo đề nghị của hội nghị các nhà sinh vật học quốc tế, để kỷ niệm người đầu tiên tìm ra vi khuẩn là Salmon, tên chính thức của loại vi khuẩn

này được đặt là Salmonella (Nguyễn Như Thanh, 1997) [47]

Nghiên cứu từng loại Salmonella gây bệnh cho vật nuôi cũng đã được nhiều

tác giả thông báo Barnes và Sorensen (1975) [67]; Asai và cs (2002) [66] đều cho

biết bệnh phó thương hàn cấp tính ở lợn con do S cholerae suis var kunzendorf gây ra; bệnh viêm ruột mãn tính do S typhimurium Gây bệnh chủ yếu ở trâu, bò là do

S dublin, S enteritidis Các loài S abortusovis, S montevideo, S dublin, S anatum

gây bệnh ở cừu S abortus equi là tác nhân chính gây bệnh cho ngựa Còn ở gia cầm và chim chủ yếu là do S pullorum, S gallinarum, S typhimurium, S enteritidis gây ra Vi khuẩn Salmonella được các nhà khoa học trên thế giới nghiên cứu, bổ

sung, định danh và phân loại Bảng phân loại của Kauffmann-Whith đến 1993 đã có

2.375 serovar được định danh (Ketyle và cs, 2007) [88] Năm 1997, số serovar đã lên đến 3.000 (Pritchett và cs, 2000) [99] Năm 1998, lại thêm 14 serovar

Salmonella được công nhận và bổ sung các đặc tính Selbitz (1995) [106] còn cho

biết bộ gen (genom) của Salmonella được nghiên cứu tương đối kỹ, cho đến nay đã

chứng minh được khoảng 750 gene, trong đó có 680 gene đã có trong bản đồ gen

Ở Việt Nam, ngay từ những năm 1951-1953, Viện Pasteur Sài Gòn đã phân

lập được 6 serotype Salmonella ở người và 35 serotype Salmonella ở lợn tại lò sát

sinh Năm 1963, Viện Vệ sinh Dịch tễ học Hà Nội kiểm tra và phát hiện 6,3%

mẫu phân của của công nhân giết mổ và 22% mẫu thịt lợn nhiễm Salmonella, với phần lớn là các serotype thuộc nhóm E (Nguyễn Cảnh Tự, 2011) [3]

1.2.2.1 Khả năng gây bệnh của vi khuẩn Salmonella spp

Với số lượng, chủng loại phong phú và sự phân bố rộng rãi trong tự nhiên,

Salmonello là mầm bệnh chung của nhiều loài động vật và người

Các chủng Salmonella chủ yếu gây bệnh cho động vật như S cholerae

suis (phó thương hàn lợn), S enteritidis (phó thương hàn bê, nghé), S abortus equi (sảy thai ngựa), S abortus ovis (sảy thai cừu), S gallinarum (thương hàn

gà) và S pullorum (bạch lỵ gà con) (Lê Văn Tạo và cs, 2003) [45] Theo Do T

N và cs, 2006) [82] S cholerae suis thường gây ra ở các nước Đông Nam Á,

trong đó có Việt Nam, là nguyên nhân của nhiễm khuẩn huyết ở người cũng như một số loài động vật

Theo đánh giá kết quả về sự thiệt hại do vi khuẩn Salmonella gây ra tại

một số quốc gia trên thế giới, chi phí điều trị cho những người bị ngộ độc thực

phẩm do vi khuẩn Salmonella gây ra hàng năm tới hàng tỷ USD ở Mỹ và hàng

trăm triệu USD ở Canada (Radostits và cs, 1994) [102]

Plonait & Bickhardt (1997) [97] nghiên cứu tỷ lệ nhiễm vi khuẩn

Salmonella spp gây bệnh trên đàn gia súc tại Califomia (Mỹ) cho thấy các

chủng gây chủng phân lập được trên lợn tiêu chảy chủ yếu thuộc các type S

cholerae suis, S enteritidis và S typhi suis

Nguyễn Thị Nội và cs (1989) [32] cho thấy tỷ lệ nhiễm Salmonella spp từ 82,8-100% số lợn tiêu chảy phân lập được vi khuẩn Salmonella spp gây bệnh Lê Văn Tạo và cs (1997) [44] phân lập được 16 chủng Salmonella spp từ 50 mẫu bệnh phẩm của lợn tiêu chảy, xác định type có 8 chủng thuộc S cholerae suis, 2 chủng S ententidis và 1 chủng S typhimurium Nguyễn Cảnh Tự (2011) [63] xét

nghiệm mẫu phân lợn lấy từ một số tỉnh Tây Nguyên cho thấy lợn có tỷ lệ nhiễm

Salmonella là 24,83% Trần Thị Hạnh và cs (2004) [12] khi phân lập vi khuẩn Salmonella trên lợn tại lò mổ ở thành phố Hồ Chí Minh đã cho biết 20,82% mẫu

hạch màng treo ruột và 11,28% mẫu phân có Salmonella Hồ Văn Nam và cs (1997) [26] nghiên cứu sự phân bố của Salmonella trong cơ thể lợn mắc bệnh phó

thương hàn; xét nghiệm vi khuẩn ở 12 lợn thí nghiệm ở thể cấp tính và mãn tính cho thấy 100% bệnh phẩm lấy ở ruột cho thấy từ 85,71%-100% bệnh phẩm là

hạch lâm ba, gan, lách có Salmonella Theo Cù Hữu Phú và cs (2004) [34] khi nghiên cứu Salmonella trong bệnh tiêu chảy ở lợn 35 ngày đến 4 tháng tuổi tại

khu vực phụ cận Hà Nội cho biết 80% mẫu phân lợn tiêu chảy có nhiễm

Salmonella Các tác giả đã chế tạo autovacxin phòng bệnh tiêu chảy cho lợn, kết

quả sau 4 tháng tiêm phòng có 89,22% lợn được phòng bệnh

Nghiên cứu vi khuẩn Salmonella gây bệnh Phó thường hàn lợn ở một số

tỉnh miền núi phía Bắc (1997-1999) Đỗ Trung Cứ và cs (2004) [5] cũng công bố những kết quả tương tự; ngoài ra còn cho biết ở lợn bệnh, vi khuẩn được tìm thấy nhiều nhất ở hạch ruột (94,59%) và ít nhất ở thận (20,08%), lợn sau cai sữa

hoặc giai đoạn đầu nuôi thịt thì tỷ lệ mắc tiêu chảy do Salmonella cao hơn lợn

trưởng thành

1.2.2.2 Cơ chế gây bệnh của vi khuẩn Salmonella

Vi khuẩn Salmonella xâm nhập vào cơ thể động vật chủ yếu qua đường

tiêu hóa, chúng thường cư trú ở ruột non và bám dính vào nhung mao ruột non tại điểm tiếp nhận đặc trưng cho từng loài thông qua yếu tố bám dính Khi gặp điều kiện thuận lợi, vi khuẩn xâm nhập vào lớp niêm mạc và lớp biểu mô của

ruột non, vào các hạch lâm ba Đối với những vi khuẩn gây bệnh đường ruột, độc tố do chúng tiết ra hoặc các sản phẩm độc sinh ra trong quá trình huỷ hoại tế bào sẽ tác động lên cơ chế hấp thu ở ruột, làm nước trong tổ chức tế bào dồn vào nhiều trong ruột và gây ra tiêu chảy Khi tiêu chảy kéo dài làm thể trạng sút kém, kháng thể giảm thấp, hiện tượng trúng độc toan vv là cơ hội thuận tiện cho vi khuẩn gây bệnh tiếp tục đi sâu và xâm nhập vào các cơ quan hệ thống, đặc biệt là

hệ tuần hoàn, gây nhiễm trùng huyết, nếu ở mức cao thường gây chết ở giai đoạn này Đối với những gia súc sống sót, di chứng bệnh tích lưu lại ở các hạch, màng treo ruột và một số cơ quan khác trong cơ thể và trở thành nguồn bệnh tiềm tàng, thải trùng ra ngoài qua sự bài tiết hoặc nhiễm vào các sản phẩm thịt, trứng, sữa vv Khi vật mang trùng bị yếu đi do các yếu tố tác động, hoặc bị mắc bởi các bệnh khác, bệnh có thể tái phát tới mức nhiễm trùng huyết ở thể cấp và gây tỷ lệ chết cao (Berends và cs, 1998) [70]

1.2.2.3 Các yếu tố gây bệnh của vi khuẩn Salmonella spp

* Yếu tố bám dính

Theo Bryan (1988) [73] yếu tố bám dính của vi khuẩn Salmonella spp là

fimbriae thuộc serotype I (Cholerae factor Adrehae - CFA/1), bản chất là một

dạng protein phân cực có cấu trúc bậc I Sự bám dính của vi khuẩn Salmonella

spp trên tế bào biểu mô là bước đầu tiên tạo ra sự liên kết vững chắc giữa bề mặt

của vi khuẩn với tế bào của ký chủ, được thực hiện qua các bước sau:

Bước 1: Đầu tiên là sự tiếp xúc của vi khuẩn với niêm mạc ruột, tuỳ thuộc

tính chất của niêm mạc ruột, sự phù hợp về đặc tính lý, hoá, sinh học giữa vi khuẩn với vị trí tiếp xúc Nếu có sự phù hợp thì hiện tượng xâm nhập xảy ra, và

vi khuẩn sẽ phát triển trong các lớp nhầy ở nhung mao ruột

Bước 2: Xảy ra sự hấp phụ vi khuẩn trên niêm mạc ruột, quá trình này có

sự tác động thuận nghịch giữa vi khuẩn với niêm mạc ruột bằng các lực tương hỗ khác nhau Sự hấp phụ này xảy ra mạnh hoặc yếu tuỳ thuộc vào đặc điểm lý hoá học và sinh vật học của niêm mạc ruột vật chủ đối với vi khuẩn

Bước 3: Đây là khâu quyết định của sự bám dính, khi yếu tố bám dính tiếp

cận với điểm tiếp nhận trên bề mặt niêm mạc ruột Những vi khuẩn có khả năng gây bệnh sẽ bám dính tốt hơn so với những vi khuẩn không có khả năng này

Kauffmann-White, cấu trúc kháng nguyên của Salmonella spp gồm những thành

phần cơ bản như kháng nguyên O, kháng nguyên H và kháng nguyên K

Kháng nguyên O của Salmonella spp rất phức tạp, cho tới nay người ta đã tìm ra 65 yếu tố khác nhau Kháng nguyên H ở các Salmonella spp có lông

Kháng nguyên K không phức tạp, có một kháng nguyên vỏ đã biết là kháng nguyên Vi (Nguyễn Như Thanh và cs, 1997) [47]

Như vậy, cấu trúc kháng nguyên của vi khuẩn Salmonella spp là rất phức

tạp, cho thấy sự phong phú về chủng loại và khả năng gây bệnh của vi khuẩn này

Kháng nguyên H: Chỉ xuất hiện ở những chủng Salmonella spp có lông,

bản chất là một protein, kém bền vững với nhiệt độ cao so với kháng nguyên O,

bị vô hoạt ở 60oC, bị phá huỷ bởi cồn và một số loại axit yếu, là kháng nguyên chứa nhiều thành phần phức tạp Một số chứa 1 nhóm kháng nguyên H gọi là

pha đơn, và một số chứa 2 nhóm kháng nguyên H và được chia làm 2 pha: Pha 1

là pha đặc hiệu và pha 2 là pha không đặc hiệu Kháng nguyên H của vi khuẩn

Salmonella spp không có vai trò trong việc gây bệnh nên ít được đề cập trong

nghiên cứu

Kháng nguyên Vi: Được tìm thấy ở các Salmonella spp gây bệnh, chủ yếu

như Salmonella typhi và Salmonella paratyphi C (Wray & Wray, 2000) [117];

Tạ Thị Vịnh và Đặng Khánh Vân (1996) [65]

* Khả năng sản sinh độc tố

Độc tố là một trong những yếu tố quan trọng của vi khuẩn gây bệnh Vi

khuẩn Salmonella spp sản sinh ra ngoại và nội độc tố, ngoại độc tố tác động tới hệ thần kinh và tế bào (Cytotoxin) Nội độc tố Enterotoxin gồm hai thành phần cơ bản

là độc tố thẩm xuất nhanh và độc tố thẩm xuất chậm (Phukan và cs, 2000) [96]

Độc tố thẩm xuất nhanh (RPF: Rapid permeability factor - Độc tố chịu

nhiệt) có cấu trúc và đặc tính giống như độc tố chịu nhiệt (ST) của vi khuẩn E

coli, trọng lượng phân tử khoảng 90.000 Dalton, là độc tố bền vững, có thể chịu

được nhiệt độ 100o

C trong 4 giờ và ở điều kiện nhiệt độ thấp -20oC Cấu trúc phân tử là polysaccarid và ở một số chủng là polypeptit Độc tố chịu nhiệt có khả năng thực hiện thẩm xuất nhanh sau 1-2 giờ, hoặc có thể kéo dài tới 36-48 giờ

Độc tố thẩm xuất chậm (DPF: Delayed permeability factor - Độc tố không chịu nhiệt) có cấu trúc và thành phần giống như độc tố không chịu nhiệt (LT) của

vi khuẩn E coli, bị phá huỷ ở 70oC trong 30 phút và ở 56oC trong 4 giờ Độc tố thực hiện chức năng thẩm xuất chậm từ 18-24 giờ và cũng có thể kéo dài từ 36-48 giờ như RPF Cơ chế gây bệnh của độc tố là làm rối loạn quá trình trao đổi nước

và các chất điện giải trong tế bào, từ đó xảy ra hiện tượng bệnh lý làm nước từ các

cơ quan, tổ chức tế bào thẩm xuất nhiều vào đường tiêu hoá dẫn tới tiêu chảy

Cơ chế gây bệnh của độc tố dựa trên bản chất kích thích co bóp nhu động ruột, làm tăng sự thẩm thấu thành mạch, phá huỷ tổ chức tế bào biểu mô, giúp vi

khuẩn xâm nhập sâu vào tế bào biểu mô ruột Trong biểu mô ruột, vi khuẩn nhân lên mạnh và tiếp tục sản sinh độc tố làm rối loạn thêm sự cân bằng nước, chất diện giải, làm tăng sự thẩm thấu và quá trình tiêu chảy thêm trầm trọng (Saitoh

và cs, 2005) [104]

* Plasmid của vi khuẩn Salmonella spp

Vai trò của plasmid trong khả năng gây bệnh của các vi khuẩn đường tiêu hoá đã được nhiều tác giả nghiên cứu và cho thấy khả năng bám dính, xâm nhập vào tế bào, sự sản sinh độc tố và kháng kháng sinh của vi khuẩn phụ thuộc vào

sự có mặt của plasmid Một số vi khuẩn đường tiêu hoá như E coli, Salmonella

spp., Shigella có mang các gene sản sinh độc tố, khả năng bám dính và kháng

kháng sinh Do vậy, có thể coi plasmid là một trong các yếu tố độc lực của vi khuẩn gây bệnh (Lê Thị Tài, 1997) [41]

Chiu và cs (2004) [75] nghiên cứu vai trò của plasmid tác động đến khả

năng gây bệnh của vi khuẩn Salmonella spp cho thấy: Khả năng bám dính và

xâm nhập vào tế bào Hela và làm chết chuột sau khi cho uống canh trùng của vi

khuẩn S typhimurium phụ thuộc vào trọng lượng phân tử của các plasmid

Benjamin và cs (1985) [68] đã chứng minh được vai trò của plasmid trong tế bào

vi khuẩn là yếu tố độc lực của vi khuẩn S Dublin và cũng là yếu tố độc lực của

vi khuẩn S cholerae suis khi gây bệnh ở các loài động vật

* Khả năng kháng kháng sinh của vi khuẩn Salmonella spp

Nhiều chủng vi khuẩn gây bệnh có mang một hay nhiều gene sản sinh yếu

tố kháng kháng sinh nằm trong ADN của plasmid R, là những yếu tố có vai trò quan trọng chống lại tác động của kháng sinh cũng như hoá dược Plasmid R có thể nhân lên và di truyền cho các thế hệ cùng loài hoặc khác loài Các nghiên

cứu tại một số quốc gia cho thấy những năm gần đây có nhiều chủng Salmonella

spp có khả năng kháng lại hầu hết các loại kháng sinh thông thường như

Streptomycin, Tetracyclin, Sulfonamide và một tỷ lệ cao các chủng vi khuẩn

này có khả năng kháng lại với nhiều loại kháng sinh mới như Sunfamethoxazone, Trimethoprim, Kanamycin, Neomycin và nhiều loại kháng sinh khác (Konowalchuk và cs, 1977) [89]

1.2.3 Vai trò của vi khuẩn đường ruột Clostridium perfringens (Cl perfringens)

trong trong hội chứng tiêu chảy ở gia súc

Giống Clostridium gồm những trực khuẩn yếm khí, bắt màu Gram dương,

có kích thước 0,3-1,3 x 3 -10µm (Waters và cs, 2003) [112] Vi khuẩn có khả

năng hình thành nha bào thường lớn hơn bề ngan của vi khuẩn Cl perfringens là loài duy nhất không di động Vi khuẩn Cl perfringens được Welch và Nuttall phát hiện đầu tiên vào năm 1892, với tên gọi lúc đầu là Bacillus aerogenes Vi khuẩn Cl perfringens thuộc nhóm yếm khí, có khả năng hình thành nha bào nên

tồn tại lâu ngoài tự nhiên Các nguồn nước, vật liệu, dụng cụ là những yếu tố

tham gia vào sự phát tán mầm bệnh Vi khuẩn Cl perfringens là một trong

những nguyên nhân gây ngộ độc thức ăn, tiêu chảy và viêm ruột hoại tử ở người

và nhiều loài động vật, đặc biệt là gia súc non (Rahman và cs, 1992) [101] Phan Thanh Phượng và cs (1996) [35] chiếm tỷ lệ cao nhất trong số các vi khuẩn

đường ruột gây tiêu chảy là E coli (45,6%) Vi khuẩn yếm khí C perfringens chỉ

gây bệnh khi có điều kiện thuận lợi và khi đó nó trở thành vai trò chính

Vi khuẩn yếm khí Cl perfringens là một trong những tác nhân gây bệnh

quan trọng trong hội chứng tiêu chảy của lợn ở lứa tuổi từ 1 đến 120 ngày tuổi

Ở lợn con theo mẹ, tỷ lệ mắc bệnh có thể đến 100% và tỷ lệ chết là 60% Số

lượng vi khuẩn Cl perfringens chứa trong 1gr phân lợn tiêu chảy ở lứa tuổi 1-60

ngày tuổi dao động từ 106

- 1010 CFU; số mẫu có lượng vi khuẩn cao (108, 109,

1010) chiếm tỷ lệ 37-45% Ở lợn từ 60 đến 120 ngày tuổi bị tiêu chảy, số lượng

vi khuẩn trong 1gr phân ở mức 108

, 109 chiếm tỷ lệ 27,14% - 37,51% Theo

Nguyễn Như Pho (2003) [33], vi khuẩn Cl perfringens thường gây bệnh nặng

cho lợn con theo mẹ trong khoảng một tuần tuổi đến cai sữa

1.2.3.1 Một số type vi khuẩn Cl perfringens gây bệnh thường gặp

Vi khuẩn Cl perfringens có khả năng sản sinh ra các độc tố khác nhau,

dựa vào loại độc tố và cấu trúc của kháng nguyên, vi khuẩn được phân ra một số

type như A, B, C, D, E và F (Hồ Đình Soái và Đinh Thị Bích Lân, 2005) [39]

- Type A thường gây ngộ độc thức ăn, viêm ruột, hoại tử ở người và động vật, có các độc tố chủ yếu là Alpha (Alpha-toxin) và một số độc tố thứ yếu khác như Kappa-toxin, Muy-toxin, Eta-toxin độc lố Alpha có vai trò quan trọng nhất

vì khả năng gây chết, tan máu và hoại tử tổ chức

- Type B có khả năng sản sinh nhiều loại độc tố như Alpha, Beta, Epsilon, Muy, Lamda, Theta gây bệnh chủ yếu ở dê, cừu, ngựa non và nhiều loại động vật khác (Molecular epidemiology, 2009) [128]

- Type C gây viêm ruột hoại tử ở trẻ em, trên gia súc thường gặp ở bê, nghé, dê, cừu, lợn con Một số loại độc tố chủ yếu như Alpha, Beta và độc tố thứ

yếu như Gamma, Delta, Kappa, Lamda, Nu

- Type D sản sinh độc tố chủ yếu là Alpha, Epsilon và độc tố thứ yếu

là Beta, Gamma, Kappa, Lamda, Muy Tính gây bệnh thường gặp là gây nhiễm độc ruột, huyết, nhũn thận ở người và nhiều loài động vật như cừu, trâu, bò, dê, lợn

- Type E thường gây nhiễm độc ruột ở cừu non và bê, độc tố chủ yếu sản

sinh ra là Alpha, Iota và thứ yếu là Kappa, Lamda, Muy (Huỳnh Thị Mỹ Lệ,

2011) [25]

- Type F có nhiều điểm giống với type C về cấu trúc kháng nguyên, và độc tố chủ yếu gây bệnh như Alpha và Beta Giữa hai type này có điểm khác ở một số độc tố thứ yếu Type F thường gây viêm ruột hoại tử ở trẻ em, dê, cừu và một số loài động vật khác

Trong các type vi khuẩn Cl perfringens gây bệnh, type C có sự phân bố

rộng, khả năng gây bệnh cho người và động vật cao hơn những type khác Viêm

ruột hoại tử ở động vật non do type C được tìm ra ở Anh và Hungari từ năm

1955, sau đó vi khuẩn Cl perfringens được nghiên cứu và phát hiện ở nhiều

nước như Mỹ, Đan Mạch, Liên Xô, Hà Lan, Canada, Nhật Bản và hầu khắp các quốc gia trên thế giới (Phạm Khắc Hiếu và cs 1999) [l7]

Do vi khuẩn Cl perfringens sản sinh nhiều loại độc tố và enzym khác

nhau nên gây nhiều quá trình bệnh lý phức tạp Kết quả nghiên cứu của Đào Trọng Đạt và cs (1985) [9] cho thấy trong chất chứa ở đường tiêu hoá của gia

súc đều có thể phân lập được vi khuẩn Cl perfringens, còn ở trong chất thải,

chất độn chuồng, trong đất và các nguồn nước đều có thể tìm thấy nha bào của

vi khuẩn này

1.2.3.2 Độc tố gây bệnh của vi khuẩn Cl perfringens

Các type Cl perfringens có thể sản sinh ra một hay nhiều loại độc tố khác

nhau và có vai trò quan trọng trong gây bệnh ở động vật

- Độc tố Alpha: Có khả năng gây chết, hoại tử tổ chức và tan huyết ở

ng-ười và nhiều loài động vật Nhiều type Cl perfringens sản sinh độc tố này

- Độc tố Beta: Được sản sinh nhiều do type B và C, là ngoại độc tố có độc lực mạnh thường gây viêm ruột hoại tử ác tính ở người, đặc biệt là trẻ em, ở lợn con và nhiều loài động vật khác

- Độc tố Kappa: Các type Cl perfringens đều có khả năng sản sinh loại

độc tố này, vai trò giống như một enzym, có khả năng phân huỷ các chất keo của các tế bào sống

- Độc tố Gamma, Delta, Kappa, Lamda, Epsilon, Nu đều có những đặc tính riêng trong sự tác động, phá huỷ các tổ chức, tế bào sống trong đó có hệ

thống máu Các type Cl perfringens có khả năng gây ra các quá trình bệnh lý

khác nhau ở người và động vật bởi các yếu tố độc lực và khả năng sản sinh độc

tố của chúng (Huỳnh Thị Mỹ Lệ, 2011) [25]