phân lập, định danh và xác định gene kháng kháng sinh của vi khuẩn enterotoxigenic escherichia coli (etec) trên heo con tiêu chảy tại tỉnh đồng tháp

coli có khả năng sinh độc tố đường ruột Enterotoxigenic Escherichia coli ETEC đã được nhiều nhà khoa học trên thế giới thống nhất là một trong số các nguyên nhân thường gặp và quan trọng

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

KHOA NÔNG NGHIỆP & SINH HỌC ỨNG DỤNG

-oOo-

NGUYỄN NGÔ VINH HIỂN

PHÂN LẬP, ĐỊNH DANH VÀ XÁC ĐỊNH GENE KHÁNG

KHÁNG SINH CỦA VI KHUẨN ENTEROTOXIGENIC

ESCHERICHIA COLI (ETEC) TRÊN HEO CON TIÊU

CHẢY TẠI TỈNH ĐỒNG THÁP

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP NGÀNH THÚ Y

Cần Thơ, 2014

PHÂN LẬP, ĐỊNH DANH VÀ XÁC ĐỊNH GENE KHÁNG

KHÁNG SINH CỦA VI KHUẨN ENTEROTOXIGENIC

ESCHERICHIA COLI (ETEC) TRÊN HEO CON TIÊU

CHẢY TẠI TỈNH ĐỒNG THÁP

Giáo viên hướng dẫn: Sinh viên thực hiện:

TS LÝ THỊ LIÊN KHAI NGUYỄN NGÔ VINH HIỂN

MSSV: 3092666 LỚP: THÚ Y K35

Cần Thơ, 2014

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

KHOA NÔNG NGHIỆP & SINH HỌC ỨNG DỤNG

BỘ MÔN THÚ Y

Đề tài: “Phân lập, định danh và xác định gene kháng kháng sinh của vi khuẩn

Enterotoxigenic Escherichia coli (ETEC) trên heo con tiêu chảy thuộc tỉnh

Đồng Tháp” do sinh viên Nguyễn Ngô Vinh Hiển, thực hiện tại phòng thí nghiệm

phòng thí nghiệm vệ sinh thực phẩm, Bộ môn Thú Y, khoa Nông nghiệp và Sinh học Ứng dụng, trường Đại học Cần Thơ, từ tháng 8/2013 đến tháng 5/2014

Cần Thơ, ngày….tháng… năm 2014 Cần Thơ, ngày….tháng… năm 2014

Lý Thị Liên Khai

Cần Thơ, ngày….tháng… năm 2014

Duyệt Khoa Nông Nghiệp và SHƯD

LỜI CẢM ƠN



Trong suốt quá trình học tập tại Trường Đại Học Cần Thơ, quý thầy cô đã ân cần truyền đạt những tri thức vô giá của mình cho chúng tôi, những tri thức ấy sẽ là hành trang cho chúng tôi vững bước vào đời Hôm nay, với sự phấn đấu của bản thân, tôi đã hoàn thành luận văn tốt nghiệp Trong suốt quá trình học tập cũng như thời gian thực hiện đề tài, chúng tôi đã nhận được sự giúp đỡ của rất nhiều người Tôi không biết nói gì hơn ngoài lời cảm ơn chân thành đến những người đã quan tâm, lo lắng và giúp đỡ tôi trong suốt thời gian qua

Sự dạy dỗ, động viên và lo lắng của cha mẹ và những người thân trong gia đình chính là nguồn động lực thúc đẩy tôi nổ lực và phấn đấu Trong tận đáy lòng tôi xin chân thành cám ơn những người thân yêu và kính dâng lên cha mẹ lòng biết ơn sâu sắc, người đã dành trọn cả cuộc đời nuôi tôi khôn lớn, học tập nên người

Tôi muốn gửi đến lòng biết ơn vô hạn và mãi ghi nhớ công ơn Cô Lý Thị Liên Khai, người đã hết lòng chỉ bảo, khuyên răn, giúp đỡ và động viên tôi hoàn thành luận văn tốt nghiệp

Xin gửi lời chân thành nhất của tôi đến quý Thầy Cô Bộ môn Thú y đã hết lòng truyền đạt những kinh nghiệm và kiến thức quý báo cho tôi được rèn luyện, học tập tốt trong suốt thời gian học Đại học

Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành đến chị Nguyễn Thị Hạnh Chi, các anh chị Thú y viên, Chủ trại và Chủ nông hộ tại Đồng Tháp đã giúp đỡ tôi trong quá trình làm đề tài

Xin cám ơn các anh chị Cao học Thú y K18, K19 cùng tất cả bạn bè trong và ngoài lớp Thú y K35, các em sinh viên Thú y K36 đang học việc tại phòng thí nghiệm đã động viên, giúp đỡ và cùng chia sẽ những vui buồn với tôi trong suốt thời gian học Đại học và thực hiện đề tài

Cuối cùng xin kính chúc mọi người thật nhiều sức khỏe, hạnh phúc và thành công!

Nguyễn Ngô Vinh Hiển

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Giải thích

DAEC Diffusely adhering E coli

EAEC Enteroaggregative E coli

EHEC Enterohaemorrhagic E coli

EMB

ENS

Eosin Methylene Blue Agar

Enteric nervous system EPEC Enteropathogenic E coli

ETEC

IMTGP

Enterotoxigenic E coli

Intestinal mucin-type glycoprotein

MỤC LỤC

Trang bìa

Trang tựa

Trang duyệt i

Lời cảm ơn ii

Danh mục chữ viết tắt iii

Mục lục iv

Danh sách bảng vii

Danh sách sơ đồ vii

Danh sách hình viii

TÓM LƯỢC 1

CHƯƠNG 1: ĐẶT VẤN ĐỀ 2

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ LUẬN 4

2.1 Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước về vi khuẩn E coli gây bệnh tiêu chảy trên heo con 4

2.1.1 Tình hình nghiên cứu trong nước 4

2.1.2 Tình hình nghiên cứu ngoài nước 5

2.2 Đặc điểm sinh lý heo con 6

2.2.1 Chức năng thần kinh và điều tiết nhiệt 6

2.2.2 Bộ máy tiêu hoá 6

2.2.3 Bộ máy tiêu hóa thay đổi khi cai sữa 6

2.2.4 Vi sinh vật đường ruột của heo con 7

2.3 Một số nguyên nhân gây tiêu chảy ở heo con 7

2.4 Tổng quan về vi khuẩn Escherichia coli 12

2.4.1 Lịch sử nghiên cứu 12

2.4.2 Đặc điểm vi khuẩn E coli 12

2.4.3 Cấu trúc kháng nguyên của vi khuẩn E coli 15

2.4.4 Khả năng sản sinh độc tố đường ruột 18

2.4.5 Khả năng gây bệnh 20

2.5 Bệnh tiêu chảy do E coli trên heo con 21

2.5.1 Điều kiện gây bệnh 21

2.5.2 Cơ chế gây bệnh 22

2.5.3 Triệu chứng và bệnh tích 22

2.5.4 Chẩn đoán 23

2.5.5 Phòng bệnh và điều trị 25

2.6 Tính kháng kháng sinh của vi khuẩn E coli 27

CHƯƠNG 3: PHƯƠNG TIỆN VÀ PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM 31

3.1 Thời gian, địa điểm và đối tượng nghiên cứu 31

3.1.1 Thời gian và địa điểm thực hiện 31

3.1.2 Đối tượng 31

3.2 Phương tiện nghiên cứu 31

3.2.1 Dụng cụ và trang thiết bị thí nghiệm 31

3.2.2 Hoá chất, môi trường 31

3.3 Phương pháp tiến hành thí nghiệm 32

3.3.1 Chẩn đoán lâm sàng 32

3.3.2 Phương pháp lấy mẫu 32

3.3.3 Phương pháp phân lập vi khuẩn E coli và định danh các chủng K88, K99, 987P gây tiêu chảy trên heo con tại tỉnh Đồng Tháp 32

3.3.4 Phương pháp định danh các chủng E coli K88, K99, 987P gây tiêu chảy trên heo con 35

3.3.5 Phương pháp kiểm tra tính nhạy cảm của vi khuẩn ETEC đối với một số loại kháng sinh 35

3.3.6 Phương pháp kiểm tra gene kháng kháng sinh của ETEC gây tiêu chảy trên heo con tại Đồng Tháp bằng PCR 37

3.3.7 Các chỉ tiêu theo dõi 41

3.4 Phương pháp xử lý số liệu 41

CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ THẢO LUẬN 42

4.1 Khảo sát điều kiện tự nhiên và tình hình chăn nuôi tại huyện Châu Thành và huyện Lấp Vò tỉnh Đồng Tháp 42

4.2 Kết quả khảo sát tỷ lệ bệnh tiêu chảy trên heo con tại các huyện tại tỉnh Đổng Tháp 43

4.3 Tình hình bệnh tiêu chảy trên heo con theo mẹ và sau cai sữa 44

4.4 Tỷ lệ bệnh tiêu chảy do vi khuẩn E coli trên phân heo con theo địa điểm 46

4.5 Kết quả phân lập vi khuẩn E coli theo lứa tuổi của heo 47

4.6 Kết quả định danh các chủng vi khuẩn E coli K88, K99, 987P trên heo con theo mẹ và sau cai sữa 48

4.7 Kết quả định danh các chủng E coli K88, K99, 987P bằng phản ứng huyết thanh học được phân lập từ nền chuồng và nước uống 50

4.8 Kết quả khảo sát sự nhạy cảm của các chủng E coli phân lập từ heo con tiêu chảy với một số loại kháng sinh 52

4.9 Kết quả phân tích một số gene kháng kháng sinh của vi khuẩn E coli 53

CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ ĐỀ NGHỊ 61

5.1 Kết luận 61

5.2 Đề nghị 61

TÀI LIỆU THAM KHẢO 62

PHỤ CHƯƠNG 70

PHỤ LỤC 1 70

PHỤ LỤC 2 71

DANH SÁCH BẢNG

2.1 Sự tương quan giữa kháng nguyên và khả năng sinh độc tố của vi khuẩn

3.2 Tiêu chuẩn đánh giá khả năng nhạy cảm/kháng của vi khuẩn E coli với 7

3.3 Trình tự nucleotide các cặp mồi và chu trình nhiệt phản ứng PCR xác định

gene kháng kháng sinh của vi khuẩn E coli 393.4 Hỗn hợp nhiên liệu (master mix) của phản ứng PCR xác định một số gene

kháng kháng sinh của vi khuẩn E coli gây tiêu chảy trên heo con 404.2 Tỷ lệ bệnh tiêu chảy trên heo con tại huyện Châu Thành và Lấp Vò 434.3 Tỷ lệ bệnh tiêu chảy trên heo con theo mẹ và sau cai sữa 444.4 Tỷ lệ tiêu chảy do vi khuẩn E coli trên phân heo con theo địa điểm 464.5 Tỷ lệ tiêu chảy do vi khuẩn E coli theo lứa tuổi của heo 484.6 Kết quả định danh các chủng vi khuẩn E coli K88, K99 987P trên phân tiêu

4.7 Sự lưu hành các chủng E coli K88, K99, 987P được phân lập từ nền chuồng

DANH SÁCH HÌNH

4.3 Khuẩn lạc vi khuẩn E coli trên môi trường MC 47

4.5 Sản phẩm điện di PCR gene blaTEM (857 bp) 56

4.8 Sản phẩm điện di PCR gene sulII (722 bp) 59

TÓM LƢỢC

Bệnh tiêu chảy ở heo con đã và đang là một bệnh gây thiệt hại đáng kể cho ngành chăn nuôi heo ở nước ta Xét về nguyên nhân vi khuẩn học thì chủng E coli có khả năng sinh độc tố đường ruột Enterotoxigenic Escherichia coli (ETEC) đã được nhiều nhà khoa học trên thế giới thống nhất là một trong số các nguyên nhân thường gặp và quan trọng, gây bệnh tiêu chảy ở heo con Qua thời gian từ tháng 8/2013 đến tháng 5/2014, từ 103 mẫu phân heo con tiêu chảy của huyên Châu Thành, huyện Lấp Vò thuộc tỉnh Đồng Tháp,chúng tôi tiến hành phân lập và định danh các chủng E coli bằng kháng thể chuẩn của các chủng vi khuẩn E coli K88, K99, 987P, thực hiện kháng sinh đồ trên 7 loại kháng sinh và kiểm tra sự hiện diện của gene kháng kháng sinh bằng kỹ thuật PCR Kết quả phân lập cho thấy tỷ lệ bệnh tiêu chảy heo con ở Đồng Tháp là 25,6% và 100% mẫu phân dương tính với

E coli và kết quả định danh các chủng E coli cho thấy các chủng E coli K88, K99, 987P hiện diện gây tiêu chảy trên heo con theo mẹ và sau cai sữa với tỷ lệ lần lượt là 30,67%, 28%, 16% Định danh các chủng E coli phân lập từ nền chuồng và nước uống cho thấy tỷ lệ các chủng K88, K99, 987P lần lượt là 5,88%, 2,94%, 2,94% Sau khi kiểm tra tính nhạy cảm với 7 loại kháng sinh: Ceftazidime, Amikacin, Amoxicillin/Clavulanic acid, Coilistin, Gentamicin, Norfloxacine, Bactrim của 57 chủng E coli ETEC phân lập đượ thì hầu hết các chủng này đều nhạy cảm với Amikacin với tỷ lệ 92,98%, Ceftazidime 87,72%, Amoxicillin/Clavulanic acid 75,43%, và đề kháng với Bactrime 91,23%, Gentamicin 47,37% và Colistin 47,37% Kết quả PCR cho thấy sự hiện diện của các gene kháng kháng sinh là blaTEM 76,92%, apk-Ia(aphA1) 23,08%, qnrS 69,23%, sulII 53,85%, tetA 100%, floR 92,31%

CHƯƠNG 1 ĐẶT VẤN ĐỀ

Trong những năm gần đây, ngành chăn nuôi heo của nước ta nói chung và vùng Đồng Bằng Sông Cửu Long nói riêng đang phát triển cả về số lượng và chất lượng Tuy nhiên, bên cạnh những tiến bộ về cải tạo giống, giải quyết thức ăn có chất lượng cao và sử dụng vaccine mới phòng ngừa các bệnh truyền nhiễm, chăn nuôi heo còn gặp một số trở ngại làm hạn chế tốc độ phát triển Đó là dịch bệnh còn xảy

ra phổ biến, gây thiệt hại đáng kể cho ngành chăn nuôi heo, trong đó có các bệnh

do vi khuẩn, virus, kí sinh trùng,…gây ra Đặc biệt là bệnh tiêu chảy, xảy ra trên diện rộng hầu hết ở các vùng, gây thiệt hại nặng về kinh tế Trong các nguyên nhân

gây tiêu chảy thì bệnh tiêu chảy do vi khuẩn Escherichia coli (E coli) là thường

xuyên nhất Bệnh xảy ra trên heo ở mọi lứa tuổi, phổ biến là heo từ sơ sinh đến sau cai sữa

Có nhiều nguyên nhân gây tiêu chảy cho heo con nhưng vi khuẩn sinh độc tố

đường ruột Enterotoxigenic E coli (ETEC) đã được nhiều tác giả trên thế giới

thống nhất là một trong những tác nhân thường gặp và quan trọng gây bệnh tiêu

chảy ở heo con Tỷ lệ các chủng E coli phân lập từ heo con tiêu chảy có độc lực

mạnh và các yếu tố gây bệnh cũng cao hơn rất nhiều (Trương Quang, 2005) Độc tố ruột do vi khuẩn ETEC sinh ra gây tiêu chảy trầm trọng cho heo con từ 1 – 4 ngày tuổi (Fairbrother, 1992) Trong số các chủng ETEC thì K88 (F4), K99 (F5), 987P (F6), F41 là những chủng thường xuyên gây tiêu chảy cho heo con (Moon, 1990), K88 và F18 thường gặp ở heo sau cai sữa (Frydendalh, 2002) Các chủng vi khuẩn

E coli thuộc nhóm ETEC tham gia vào quá trình gây bệnh nhờ các kháng nguyên

bám dính có trên bề mặt của vi khuẩn như F4 (K88), F5 (K99), F6 (987P)

Thêm vào đó, mức độ đề kháng với kháng sinh của vi khuẩn Enterotoxigenic E

coli (ETEC) cũng tăng dần qua các năm, cụ thể từ 1978-2000 mức độ kháng các

loại kháng sinh phổ biên như Ampicillin lên đến 100%, và sự đề kháng các kháng sinh phổ rộng cũng cho chiều hương gia tăng (Maynard,2003).Việc lựa chọn kháng sinh phù hợp để có được kết quả điều trị hiệu quả không dễ dàng

Tuy nhiên, có các nghiên cứu báo cáo về sự hiện diện của các gene đề kháng kháng sinh tại các địa phương trong nước vẫn còn ít

Xuất phát từ tình hình thực tế và được sự phân công của Bộ môn Thú y, khoa Nông nghiệp và Sinh học Ứng dụng, trường Đại Học Cần Thơ, chúng tôi tiến hành thực

hiện đề tài “Phân lập, định danh và xác định gene kháng kháng sinh của vi

khuẩn Enterotoxigenic Escherichia coli (ETEC) trên heo con tiêu chảy thuộc

tỉnh Đồng Tháp”

Mục tiêu đề tài:

Xác định tỷ lệ các chủng vi khuẩn E coli K88, K99, 987P từ vi khuẩn E coli đã

đƣợc phân lập từ phân của heo con theo mẹ và sau cai sữa mắc bệnh tiêu chảy Khảo sát nhạy cảm kháng sinh và kiểm tra sự hiện diện của các gene đề kháng

kháng sinh trên vi khuẩn E coli gây bệnh tiêu chảy trên heo con phân lập đƣợc

CHƯƠNG 2

CƠ SỞ LÝ LUẬN

2.1 Tình hình nghiên cứu trong và ngoài nước về vi khuẩn E coli gây bệnh

tiêu chảy trên heo con

2.1.1 Tình hình nghiên cứu trong nước

Theo nghiên cứu của Lý Thị Liên Khai và ctv (2003), tỷ lệ nhiễm vi khuẩn E coli

trên heo con theo mẹ bị tiêu chảy ở Cần Thơ là 87,5% Trong đó đã xác định được các chủng K88, K99, 987P với tỷ lệ lần lượt là 7,32%, 18,29%, 13,41%

Phạm Thế Sơn và ctv (2008) cho biết tỷ lệ nhiễm E coli trên heo con bị tiêu chảy ở

tỉnh Hưng Yên là 56%, trong đó tỷ lệ mang kháng nguyên K88 (80%) và K99 (20%)

Trần Thị Diễm Châu, (2010) tỷ lệ phân lập E coli trên mẫu phân heo con theo mẹ

bị tiêu chảy tại Trà Vinh là 100%, với tỷ lệ các chủng K88, K99 và 987P lần lượt là 33,33%, 17,28%, 13,58%

Nghiên cứu Đỗ Chí Hướng (2012), kết quả phân lập E coli trên mẫu phân heo con

sau cai sữa bị tiêu chảy tại tỉnh Bến Tre là 100%, với tỷ lệ chủng K88, K99 và 987P lần lượt là 35,13%, 10,84%% và không tìm thấy chủng 987P

Trương Minh Nhã (2012), thì trên 38/73 gốc E coli khi phân lập tại Miền Đông và Tây Nam Bộ các kháng nguyên K88, K99, 987P chiếm tỷ lệ 52% Trong đó E coli

mang K88, K99 và 987P chiếm tỷ lệ lần lượt là 9,59%, 15,074% và 27,39

Tại Lâm Đồng có kết quả nghiên cứu của Nguyễn Cảnh Dũng và Cù Hữu Phú

(2011), vi khuẩn Escherichia coli gây tiêu chảy cho heo con cai sữa Kết quả tỷ lệ nhiễm E coli là 74,71% (mẫu phân) E coli phân lập có cấu trúc 6 serotyp kháng

nguyên O sau đây: O5 38.89%, O25 27.78%, O2 và O153 11%, O8 và O125 5,56% Hai yếu tố bám dính F4 (40%) và F5 (15%) và 4 yếu tố độc lực STa (55%),

STb (75%), LT (45%) và VT2e (25%) E coli phân lập được mẫn cảm nhất với

norfloxacin, tiếp đến là enrofloxacin, amoxicillin Tỷ lệ heo con cai sữa bị tiêu chảy

ở mùa mưa chiếm 14,55% và mùa khô ít hơn có 6,82% Tỷ lệ heo con cai sữa tiêu chảy chuồng sàn chiếm tỷ lệ 8,59% và chuồng nền là 16,17%

Nghiên cứu của Võ Thị Trà An và ctv (2005), nghiên cứu mức độ mẫn cảm với 11

loại kháng sinh của 100 gốc vi khuẩn E coli phân lập từ heo, trên địa bàn TPHCM

và các tỉnh lân cận được xác định bằng phản ứng khuếch tán trên thạch mức độ

mẫn cảm của E coli với ceftazidime (93%), amoxicilin (73%), norfloxacin (66%),

gentamiycin (40%), chloramphenicol (34%), kanamycin (33%), cefalexin (25%), ampicilin (21%) và colistin (7%)

Theo Nguyễn Thành Tâm (2007), thì tỷ lệ dương tính E coli chiếm 87,88% E coli

phân lập được có tỷ lệ kháng kháng sinh cao là streptomycin (100%), ampicilin

(98,04%), bactrim (90,20%), gentamicin (62,75%) Hiện trạng vi khuẩn E coli đa

kháng với 5 loại kháng sinh là phổ biến (43,14%)

2.1.2 Tình hình nghiên cứu ngoài nước

Nghiên cứu của Vidotto và ctv (2009), nhận thấy 60% số chủng vi khuẩn E coli

phân lập từ heo con mắc bệnh tiêu chảy tại Brazil có khả năng sản xuất ít nhất một loại kháng nguyên bám dính Trong số đó chủng mang gene sinh tổng hợp kháng nguyên bám dính K88 là 44%, K99 30% và 987P 25%

Theo Zhang và ctv (2007), kết quả nghiên cứu tại Mỹ cho thấy trong số 304 chủng

E coli nghiên cứu thì số chủng vi khuẩn E coli dương tính với kháng nguyên bám

dính K88, K99 với tỷ lệ lần lượt là 64,4%; 0,57%; gene độc tố: LT 57,7%, STb 72,6% và STa 27,2%

Theo một nghiên cứu ở Trung Quốc thì trong 227 mẫu phân heo con cai sữa bị tiêu

chảy do E coli thì có 10,1% mang kháng nguyên K88, 13/227 mẫu (5,7%) mang

kháng nguyên K99 Trong 179 mẫu phân heo con theo mẹ có 20,1% K88, 1,1%

E coli phân lập từ heo con sau cai sữa tiêu chảy mang kháng nguyên bám dính K88

(44,7%), 987P (0,9%) và F18 (39,3%)

Theo Maynard et al (2003) thực hiện nghiên cứu trong 23 năm (1978-2000), các gene đề kháng kháng sinh có chiều hướng gia tăng và hiện diện với tỷ lệ lớn trong các kiểu hình kháng kháng kháng sinh, cụ thể gene blaTEM qui định kiểu hình đề kháng nhóm β-Lactam chiếm 86%, apk(3‟)-Ia(aphA1) qui định đề kháng nhóm Aminoglycoside chiếm 87%, tetA qui định kháng nhóm Tetracycline, floR qui định kháng nhóm Phenicol, sulII qui định kháng nhóm Sulfonamides (81%)

2.2 Đặc điểm sinh lý heo con

2.2.1 Chức năng thần kinh và điều tiết nhiệt

Hệ thống thần kinh heo con chưa hoàn thiện về chức năng (các phản xạ thích nghi, phản xạ điều tiết nhiệt) Do lớp vỏ đại não của heo con chưa hoàn chỉnh nên khả năng điều hòa thân nhiệt chưa tốt Thân nhiệt heo con thường không ổn định, chịu ảnh hưởng của ngoại cảnh, đặc biệt là ẩm độ cao và nhiệt độ thấp làm cho heo con nhiễm lạnh dẫn đến giảm nhu động tiết dịch gây ra chứng tiêu chảy

Trong bụng mẹ, sự cân bằng nhiệt của bào thai do con mẹ qui định Sau khi sinh,

do hoạt động điều tiết nhiệt còn rất kém, nên heo con rất dễ bị tác động của môi trường ngoài (Đào Trọng Đạt và ctv, 1999)

Lông thưa và lớp mỡ dưới da mỏng, chỉ chiếm 1% trọng lượng cơ thể, diện tích tiếp xúc của bề mặt cơ thể với môi trường ngoài lớn tính trên cùng một đơn vị trọng lượng Nên khả năng chống lạnh, chịu nhiệt của cơ thể heo con còn hạn chế, heo con dễ bị mất nhiệt Điều đó đã trở thành điều kiện thuận lợi cho bệnh phát sinh, nhất là bệnh về đường tiêu hóa

2.2.2 Bộ máy tiêu hoá

Ở heo con, quá trình tiêu hóa ở ruột nhờ vào các enzyme tiêu hóa protide, lipide, glucide Các enzyme này thay đổi theo giai đoạn phát triển của heo con Lúc mới sinh ra enzyme tiêu hóa protide rất ít và tăng lên lúc heo được 3 - 4 tuần tuổi, chính

vì vậy sự phân giải protein trong 2 tuần đầu là rất kém

Bộ máy tiêu hóa của gia súc non phát triển cùng với tuổi của nó Heo con trước một tháng tuổi, trong dạ dày hoàn toàn không có acid clohydride (HCl) tự do, vì lượng acid này ít và nhanh chóng kết hợp với niêm dịch Chính việc thiếu HCl tự do này

là một trong những yếu tố tạo điều kiện dễ dàng cho vi sinh vật phát triển nhất là vi sinh vật có hại gây bệnh cho heo con HCl còn có chức năng hoạt hóa pepsinogen tạo men tiêu hóa protein, dạ dày tiết ít acid này nên không đủ hoạt hóa pepsinogen

vì thế không tiêu hóa được hết protein, gluci (Đào Trọng Đạt, 1996)

2.2.3 Bộ máy tiêu hóa thay đổi khi cai sữa

Màng nhày ruột non có những thay đổi khi heo được cai sữa ở 3-4 tuần tuổi So với trước khi cai sữa, nhung mao ngắn đi 75% trong vòng 24 giờ sau cai sữa và tình trạng ngắn này vẫn tiếp tục nhưng giảm dần đến ngày thứ 5 sau cai sữa (Hampson and Kidder, 1986) Mào ruột lại sâu hơn bình thường Mào ruột là nơi mà tế bào của chúng sẽ di chuyển dần lên đỉnh nhung mao để trở thành tế bào ruột trưởng thành với vi nhung mao hấp thu chấp dinh dưỡng Vài enzyme tiêu hóa (lactase, glucosidase, protease) bị giảm nhưng maltase lại tăng, do đó khả năng hấp thu chất dinh dưỡng của ruột cũng giảm

Việc giảm chiều dài của nhung mao và hình dạng chưa trưởng thành của quần thể

tế bào ruột có thể giúp giải thích tại sao heo sau cai sữa tăng nhạy cảm đối với bệnh

do E coli (Trần Thị Dân, 2004)

2.2.4 Vi sinh vật đường ruột của heo con

Vi sinh vật xuất hiện trong đường ruột của heo con ngay từ những giờ đầu sau khi sinh, chúng bao gồm vi sinh vật có trong sữa đầu và ở môi trường sống xung quanh Các hoạt động tiêu hoá của heo phụ thuộc rất nhiều vào hệ vi sinh vật cư trú trong đường tiêu hóa từ khi mới đẻ và tạo thành vi sinh vật cộng sinh Thành phần

vi sinh vật trong hệ thống tiêu hóa của heo thay đổi tùy điều kiện chuồng trại, dinh dưỡng và lứa tuổi của heo (Nguyễn Thị Kim Ngân, 2007) Khi động vật sơ sinh được nuôi bằng sữa thì trong ruột có nhiều vi khuẩn lactic Lúc con vật chuyển sang thức ăn thô thì thành phần vi sinh vật cũng thay đổi, tùy loại thức ăn nếu thức

ăn chứa nhiều glucide thì số lượng vi khuẩn tạo acid trong ruột phát triển nhiều

Hệ vi sinh vật ở ruột chủ yếu gồm trực khuẩn E coli, cầu khuẩn ruột enterococcus, trực khuẩn nha bào, Salmonella, Brucella,… những vi khuẩn này theo phân ra

ngoài và là yếu tố làm lây lan mầm bệnh

Trong điều kiện bình thường, vi sinh vật sống cộng sinh trong đường tiêu hóa của heo con, không ảnh hưởng xấu đến sức khỏe của chúng Nhưng khi điều kiện sống thay đổi như thiếu dinh dưỡng, thời tiết thay đổi, vệ sinh chăn nuôi kém… thì một

số vi khuẩn trở thành tác nhân gây bệnh như E coli, Bacillus perfringens

Sự cân bằng quần thể vi sinh vật trong đường tiêu hóa của heo con có vai trò quan trọng trong sự tăng trưởng và phát triển của động vật chủ Chính vì vậy, việc chăm sóc nuôi dưỡng tốt, tạo điều kiện môi trường sống thích hợp, vệ sinh là một trong những biện pháp phòng các bệnh đường ruột của heo Nhưng khi các yếu tố ngoại cảnh bất lợi, thì một số vi sinh vật đường ruột sẽ nhân mật số và gây bệnh cho heo

con Trong đó, vi khuẩn E coli thường trực nhất trong đường tiêu hóa của heo.

2.3 Một số nguyên nhân gây tiêu chảy ở heo con

Tiêu chảy là biểu hiện lâm sàng điển hình của quá trình bệnh lý đặc thù ở đường tiêu hóa Heo mắc bệnh tiêu chảy thường bị mất nước, chất điện giải và hậu quả

của quá trình này là heo bị suy kiệt, có thể dẫn đến chết (Radostits et al., 1994)

Nguyên nhân truyền nhiễm

Tiêu chảy do vi khuẩn

Một số vi khuẩn đường ruột như E coli, Salmonella spp., Shigella, C.perfringens là

những nguyên nhân chính gây nên sự rối loạn về tiêu hóa, viêm ruột và tiêu chảy ở nhiều loài động vật (The Merck veterinary manual, 2000) Theo Đào Trọng Đạt và

ctv (1996), tỷ lệ heo tiêu chảy do vi khuẩn E coli chiếm tỷ lệ cao nhất trong số các

vi khuẩn đường ruột gây tiêu chảy (45,6%) Năm 1999, Vũ Bình Minh và Cù Hữu

Phú đã xác định được vai trò vi khuẩn E coli và Salmonella spp

Bệnh do Salmonella spp

Salmonella là trực khuẩn đường ruột hình gậy, hai đầu tròn, không hình thành giáp

mô và nha bào, di động, Gram âm thuộc họ Enterobacteriaeceae Hiện nay, các nhà khoa học phát hiện khoảng 1600 chủng Salmonella khác nhau Ngoài hai chủng Salmonella có độc lực cao gây bệnh cho heo là Salmonella choleraesuis chủng Kunzendorf gây bệnh thể cấp tính và Salmonella typhisuis chủng Voldagsen

gây bệnh thể mãn tính, các chủng còn lại thường xuyên có mặt trong ruột gia súc khỏe Nhưng khi sức đề kháng gia súc giảm, hoạt động tiêu hóa bị rối loạn thì chúng phát triển mạnh và gây tiêu chảy

Tiêu chảy do Proteus

Proteus mirabilis và Proteus ammoniae các chủng thuộc loài này khá phổ biến kết

hợp với nhiễm trùng đường niệu ở các thú nhỏ, mặc dù chúng được phân lập từ những bệnh khác nhau, bao gồm viêm tuyến tiền liệt ở chó, viêm nội tâm mạc ở heo, nhiễm khuẩn huyết ở gà tây, viêm hô hấp ở chó, thương tổn da ở chó và bò

sữa Các giống vi khuẩn Proteus thường xuyên có mặt trong đường ruột động vật

song ít khi gây bệnh (Nguyễn Như Thanh, 1997)

Tiêu chảy do Shigella

Shigella gây bệnh tiêu chảy ở heo con theo mẹ và heo cai sữa Vi trùng được bài

xuất qua phân, các chủng thường gây bệnh là: Shigella dysentery và Shigella

flexmitia Chúng xâm nhập vào đường tiêu hoá, sinh sản và tiết độc tố gây bệnh

tiêu chảy

Do Clostridium perfringens

Clostridium perfrigens được phân thành 6 serotype: A, B, C, D, E, F nhưng chỉ có

3 chủng Clostridium perfringens A, B, C là gây bệnh đường ruột quan trọng đối với

heo (Đào Trọng Đạt và ctv, 1996)

Clostridium perfringens thường gây tổn thương ở ruột, vi khuẩn thường xâm nhập

vào biểu bì của lông nhung, tăng sinh khắp màng nhày của ruột và hoại tử ở đó, đồng thời gây xuất huyết, vùng hoại tử lan dần và gây tổn thương vào chiều sâu đến niêm mạc, dưới niêm mạc, thậm chí đến lớp cơ Vi khuẩn còn gây tác hại suốt chiều dài của không tràng nên tiêu chảy thường có máu và niêm mạc hoại tử trong

phân Tỷ lệ chết và còi cao ở heo sơ sinh, heo 3 – 4 tuần tuổi thì bệnh khó hồi phục, tốc độ tăng trưởng chậm

Tiêu chảy do virus

Ngoài nguyên nhân gây bệnh tiêu chảy ở heo do vi khuẩn còn có nguyên nhân do virus Đã có nhiều công trình nghiên cứu khẳng định vai trò của một số virus gây

tiêu chảy ở heo như Rotavirus, Enterovirus,Transmissible Gastroenteritis (TGE)

(The Merck veterinary manual, 2000) Các virus này tác động gây viêm ruột, gây rối loạn quá trình tiêu hóa, hấp thu của heo và cuối cùng dẫn đến triệu chứng tiêu chảy

Viêm dạ dày và ruột truyền nhiễm (TGE)

Bệnh viêm dạ dày ruột truyền nhiễm là một bệnh truyền nhiễm do virus có đặc tính lây lan cao

Virus gây bệnh viêm dạ dày và ruột truyền nhiễm thuộc chi Coronavirus trong họ

Coronaviridae, có vỏ bọc và có nhiều hình dạng

Bệnh có biểu hiện đặc trưng là: phân vàng nhiều nước, có các mảnh thức ăn không tiêu, da hồng đỏ, gầy, mất nước, suy nhược, đi xiêu vẹo, nằm chồng lên nhau Lứa tuổi mắc bệnh: tập trung từ 3 – 4 ngày đến 21 ngày tuổi

Tử số: tuỳ thuộc vào lứa tuổi, lứa tuổi càng nhỏ thì tử số càng cao

Virus xâm nhiễm tự nhiên qua miệng hoặc qua mũi của heo do tiếp xúc với phân của heo bệnh hoặc thức ăn bị nhiễm virus, sau khi vào cơ thể virus tấn công vào nhung mao ruột non và phát triển ở đó, làm nhung mao ruột non bị phá huỷ gây tiêu chảy Bệnh càng nghiêm trọng khi bị tác động bởi stress, lạnh, ẩm ướt và nhiễm kế phát

Bệnh do Rotavirus

Thuộc nhóm Rotavirus, họ Reoviridae Bệnh càng trở nên nghiêm trọng khi kết hợp với TGE hoặc E coli

Rotavirus phát triển trong bào tương của tế bào biểu mô lông nhung của ruột non

và một số phát triển ở tế bào biểu mô ruột tịt và ruột kết Bệnh gây hiện tượng teo lông nhung của heo con thường nặng và trên diện rộng Lông nhung teo có biểu hiện co ngắn lại và bị che phủ bởi các tế bào biểu mô lớn từ nang tuyến, do đó các men disaccharidase như lactase bị giảm thấp và trở ngại vận chuyển glucose gắn kết sodium Lactase trong sữa không tiêu hóa được sẽ tạo điều kiện kích thích vi

khuẩn phát triển và ảnh hưởng tới hiệu ứng thẩm thấu và hấp thu kém dẫn tới tiêu chảy

Tiêu chảy do nấm mốc

Thức ăn khi chế biến hoặc bảo quản không đúng kỹ thuật dễ bị nhiễm nấm mốc

Một số loài như Aspergillus, Penicillin, Fusarium, có khả năng sản sinh nhiều

độc tố, nhưng quan trọng nhất là nhóm độc tố Aflatoxin Độc tố này gây độc cho nhiều loài gia súc, gia cầm Heo ăn phải thức ăn có độc tố nấm mốc thường bỏ ăn, thiếu máu, vàng da, tiêu chảy ra máu (Lê Thị Tài, 1997)

Tiêu chảy do ký sinh trùng

Có nhiều loại ký sinh trùng gây bệnh tiêu chảy ở heo như Cầu trùng,

Cryptosporidium, Ascaris suum, Trichuris suis,.(The Merck veterinary manual,

2000) Đặc điểm chủ yếu của tiêu chảy do ký sinh trùng là con vật mắc bệnh bị tiêu chảy nhưng không liên tục, có sự xen kẽ giữa tiêu chảy và bình thường, cơ thể thiếu máu, da nhợt nhạt, gia súc kém ăn, thể trạng sa sút

Nhìn chung, các loại kí sinh trùng ký sinh trong cơ thể cướp đoạt dưỡng chất đồng thời tiết độc tố làm rối loạn tiêu hóa, dẫn đến tiêu chảy cho heo con, làm heo con giảm khả năng tăng trọng, còi cọc, chậm lớn Các loại ký sinh trùng có khả năng gây bệnh tiêu chảy thường gặp như:

Cryptosporidium: là loại nguyên sinh động vật ký sinh, nếu gia súc non ăn phải sẽ

phát triển trên bề mặt ruột Nếu nhiễm nặng, ký sinh trùng làm nhung mao ở ruột

ngắn lại và dính vào nhau Bệnh tiêu chảy do Cryptosporidium dai dẳng trong vài

ngày và mức độ nghiêm trọng tùy theo mức độ nhiễm bệnh

Strongyloides ransomi (giun lươn): ký sinh ở nhung mao ruột gây bệnh tích ở

niêm mạc ruột, rối loạn tiêu hóa và dinh dưỡng do không tiêu hóa và hấp thu thức

ăn Heo bị nhiễm nặng hấp thu acid amin kém do tổn thương chức năng của ruột non

Isospora suis (cầu trùng): với các giai đoạn phát triển khác nhau sẽ phá hoại các tế

bào của lớp biểu mô lông nhung và những tế bào hoại tử lan vào xoang ruột Do làm mất nước và tạo nên quá trình viêm nhiễm, gây rối loạn tiêu hóa dẫn đến tiêu chảy (Đào Trọng Đạt và ctv, 1996)

Ngoài ra, còn có các loại ký sinh trùng khác gây tiêu chảy như: giun kết hạt

(Oesophagostomum dentatum), giun tóc (Trichuris suis)…

Các nguyên nhân không do truyền nhiễm

Do heo con

Trên heo con sơ sinh, khả năng tiết HCl rất ít, chỉ đủ hoạt hoá men pepsinogen thành pepsin (mem tiêu hoá chất đạm), lượng HCl tự do quá ít, không đủ để làm

tăng độ toan của dạ dày Do vậy độ toan thấp, vi khuẩn bất lợi theo đường miệng

có điều kiện sống sót ở dạ dày, vào ruột non chúng phát triển gây tiêu chảy

Ngoài ra do đặc tính heo con hay liếm nước đọng nên dễ nhiễm vi sinh vật gây bệnh hoặc do heo con ăn thức ăn của mẹ vào ruột không tiêu hoá được dẫn đến tiêu chảy

Do ăn quá nhiều, heo con không thể tiêu hoá hết thức ăn, thức ăn còn thừa trong ruột tạo điều kiện cho vi khuẩn phát triển và gây bệnh (Nguyễn Như Pho, 2001 trích dẫn bởi Nguyễn Thị Lan Anh, 2008)

Theo Hồ Thị Việt Thu 2006, thì chỉ những dòng E coli gây bệnh được heo con ăn

vào với số lượng lớn mới có thể gây bệnh

Sữa đầu có chứa kháng thể đặc hiệu ngăn cản sự sinh sản của vi khuẩn E coli trong

ruột, heo con không bú được sữa đầu dễ bị bệnh

Do heo mẹ

Do heo mẹ không đủ dinh dưỡng trong thời gian mang thai như thiếu protein, vitamin A, Fe, Cu, Zn là rối loạn quá trình trao đổi chất ở bào thai nên heo con sinh ra yếu ớt, đề kháng kém dễ mắc bệnh, nhất là bệnh đường tiêu hoá (Nguyễn Như Pho, 1995 trích dẫn bởi Nguyễn Thị Lan Anh, 2008)

Trên những nái kém sữa hay mất sữa, heo con bú được ít hay không bú được sữa đầu nên sức đề kháng kém dễ phát sinh bệnh

Do heo mẹ dư sữa, heo con bú quá nhiều không tiêu hoá kịp, lượng protein còn thừa trôi xuống ruột già bị một số vi khuẩn có hại phân huỷ thành độc tố gây tiêu chảy

Do chăm sóc nuôi dưỡng

Do heo con không bú sữa đầu nên sức đề kháng kém

Do heo con không được tiêm sắt đầy đủ dẫn đến thiếu máu, heo con còi cọc chậm lớn dễ mắc bệnh

Thiếu một số vitamin A, PP, B2, B5 làm cho niêm mạc ruột bị lở loét, kích thích nhu động ruột mạnh gây tiêu chảy Khẩu phần ăn cho vật nuôi không thích hợp, trạng thái thức ăn không tốt, thức ăn nhiễm các tạp chất, các vi sinh vật có hại dễ dẫn đến rối loạn tiêu hóa kèm theo viêm ruột, tiêu chảy ở gia súc Sự thay đổi đột ngột về các điều kiện ngoại cảnh, thức ăn cũng dẫn đến tiêu chảy ở lợn con (Bùi Quí Huy, 2003)

Do điều kiện ngoại cảnh

Môi trường ngoại cảnh là yếu tố quan trọng ảnh huởng đến sức đề kháng của cơ thể gia súc Khi có sự thay đổi các yếu tố như nhiệt độ, độ ẩm, mưa, nắng, điều kiện chuồng nuôi đều ảnh hưởng đến sức khỏe của heo, đặc biệt là heo con theo mẹ

Theo Hồ Văn Nam và ctv (1997), gia súc bị nhiễm lạnh kéo dài sẽ làm giảm phản

ứng miễn dịch, giảm tác dụng thực bào, làm cho gia súc dễ bị nhiễm vi khuẩn gây bệnh Nhiệt độ thấp tới hạn của heo con (LTC), nhiệt độ mà heo con phải sử dụng năng lượng từ bên ngoài để duy trì nhiệt độ cơ thể, là 330C LTC của heo gần cai sữa là 280C Nhiệt độ môi trường thích hợp cho heo con là một sự kết hợp của sự truyền nhiệt qua bức xạ qua không khí, qua nền chuồng, làm bốc hơi bề mặt nền

ẩm ướt, và tạo ra sự đối lưu với vách tường là cửa thông gió

2.4 Tổng quan về vi khuẩn Escherichia coli

2.4.1 Lịch sử nghiên cứu

Vi khuẩn Escherichia coli (E coli) được đặt theo tên nhà khoa học người Đức

Theodor Escherich (1857-1911) – người đầu tiên phân lập được vi khuẩn này vào năm 1884 trên phân trẻ em Đây là vi khuẩn thường trú trong đường tiêu hóa của động vật và người Vi khuẩn này thường xuất hiện rất sớm ở đường tiêu hóa người

và động vật sơ sinh (sau khi đẻ 2 giờ), chúng thường ở phần sau của ruột với số

lượng khoảng 107-109 vi khuẩn/gram phân Trong nhiều trường hợp, vi khuẩn E

coli còn được tìm thấy ở niêm mạc của nhiều bộ phận khác trong cơ thể (Gyles và

Fairbrother, 2010) Vi khuẩn E coli có thể gây bệnh cho gia súc mọi lứa tuổi, đặc

biệt là gia súc sơ sinh (Hirsh, 2004)

2.4.2 Đặc điểm vi khuẩn E coli

2.4.2.1 Phân loại

Vi khuẩn E coli thuộc bộ Eubacteriales, họ Enterobacteriaceae, tộc Escherichiea, giống Escherichia Giống này có 5 loài khác nhau là E coli, E.blattae, E

fergusonii, E hermannii và E vulneris Trong đó, loài chủ yếu là E coli (Hirsh,

2004; Scheutz and Strockbine, 2005)

Căn cứ vào các yếu tố gây bệnh, vi khuẩn E coli được chia làm 6 nhóm chính

(Croxen and Finlay, 2010) Các nhóm vi khuẩn này mang các yếu tố độc lực điển hình và gây nên các bệnh lý khác nhau trên động vật và người :

Enteropathogenic E coli (EPEC): mang yếu tố bám dính và có khả năng xâm

nhiễm vào ruột non, phá hủy lớp tế bào biểu mô ruột, kèm theo biểu hiện sốt và tiêu chảy Vi khuẩn thuộc nhóm này thường gây bệnh ở người, thỏ, chó, mèo, heo và có thể ở ngựa

Enterohaemorrhagic E coli (EHEC): phân lập được từ người và động vật nhai

lại Nhóm này thường sản sinh yếu tố xâm nhiễm, độc tố Shiga toxin (Stx) Quá trình xâm nhiễm và gây bệnh thường gây nên những bệnh lý tế bào rất nặng

Enterotoxigenic E coli (ETEC): vi khuẩn thuộc nhóm này thường có khả năng

mang một số kháng nguyên bám dính như K88, K99, 987P và sinh độc tố đường tiêu hóa Vi khuẩn nhóm này thường gây bệnh tiêu chảy trên người, heo, cừu, gà,

bò, chó và ngựa

Enteroaggregative E coli (EAEC): vi khuẩn bám lên lên thành ruột non và ruột

già, sản sinh độc tố tế bào và độc tố đường tiêu hóa (EAST1) Vi khuẩn nhóm này chỉ có thể tìm thấy ở người và có thể ở heo, bò

Enteroinvasive E coli (EIEC): vi khuẩn xâm nhiễm vào biểu mô tế bào ruột kết,

làm dung giải thể thực bào (phagosome) Vi khuẩn thuộc nhóm này chủ yếu được phân lập ở người

Diffusely adherent E coli (DAEC): có thể tìm thấy trong ruột non, đặc biệt là ở trẻ

em từ 12 tháng tuổi trở lên

Dựa trên khả năng sinh độc tố Shiga của vi khuẩn thuộc nhóm EHEC, một số tác

giả xếp vi khuẩn này vào 1 nhóm khác là Shiga-toxin producing E coli (STEC) hay còn có tên gọi khác là Verotoxigenic E coli (VTEC) Vi khuẩn thuộc nhóm này

thường phân lập được từ heo, bò, chó, mèo (Mainil and Daube, 2005)

2.4.2.2 Đặc điểm hình thái và nuôi cấy

Vi khuẩn E coli là trực khuẩn ngắn, hiếu khí và yếm khí tùy tiện, nhiệt độ nuôi cấy

thích hợp là 37°C, pH thích hợp là 7,2 - 7,4 Vi khuẩn bắt màu gram âm, có thể bắt màu đều hoặc sẫm ở hai đầu, kích thước 2 - 3 × 0,6 μm Trong cơ thể động vật, vi khuẩn có hình cầu trực khuẩn, đứng riêng lẻ, đôi khi xếp thành chuỗi ngắn, không sinh nha bào Nếu lấy vi khuẩn từ khuẩn lạc để nhuộm có thể quan sát thấy giáp

mô Dưới kính hiển vi điện tử người ta còn phát hiện được cấu trúc pilli - yếu tố

mang kháng nguyên bám dính của vi khuẩn E coli

Trong môi trường nuôi cấy, vi khuẩn có thể có hình trực khuẩn dài 4 - 8 μm Một

số chủng E coli có khả năng di động do có lông ở xung quanh thân (Nguyễn Như

Thanh và ctv., 1997; Hirsh, 2004)

Đặc tính nuôi cấy

E coli phát triển dễ dàng trên các môi trường nuôi cấy thông thường, một số chủng

có thể phát triển được ở môi trường tổng hợp đơn giản nên chúng được chọn làm

mẫu để nghiên cứu về sinh vật học

E coli là trực khuẩn hiếu khí và yếm khí tùy tiện, có thể sinh trưởng ở nhiệt độ từ

5oC – 40oC, nhiệt độ tối hảo là 37oC, pH thích hợp là 7,2 – 7,4, phát triển được ở

pH từ 5,5 – 8 (Nguyễn Như Thanh, 1997)

Trên môi trường NA và môi trường TSA sau 18 – 24 giờ ủ trong tủ ấm 37o

C hình thành những khuẩn lạc tròn, màu trắng nhạt, mặt khuẩn lạc hơi lồi, đường kính 2 –

3 mm (Nguyễn Vĩnh Phước, 1977)

Trên môi trường EMB, khuẩn lạc tròn, bóng, màu tím đen, có ánh kim

Trên môi trường MC vi khuẩn E coli hình thành khuẩn lạc to, tròn đều, màu hồng

đậm, mặt khuẩn lạc hơi lồi, kích thước 2 – 3 mm (Nguyễn Vĩnh Phước, 1977)

2.4.2.3 Đặc tính sinh hóa

Vi khuẩn được định danh bằng phản ứng sinh hóa qua các môi trường như: môi trường KIA, môi trường Indole, môi trường MR, môi trường VP và môi trường Simmon Citrate

Vi khuẩn E coli lên men sinh hơi Glucose, Galactose, Lactose, Mantose, Arabise,

Xylose, Samnose, Malnitol, Fructose Có thể lên men hoặc không lên men các đường Saccharose, Rafinose, Xalixin, Esculin, Dunxit, Glycerol

Vi khuẩn E coli không lên men các đường Dextrin, Amidol, Glycogen, Inosit,

Xenlobiose, Methylglycosit

Vi khuẩn E coli không sinh H2S, thường sinh Indole khi thử với thuốc thử Kowacs thì xuất hiện vòng màu đỏ trên bề mặt

Phản ứng Methyl Red dương tính

Phản ứng Voges Prauskauer âm tính, hoàn nguyên nitrate thành nitrite và không sử dụng urea ( Nguyễn Vĩnh Phước, 1970)

2.4.2.4 Sức đề kháng

Vi khuẩn E coli không sinh nha bào, dễ bị diệt ở nhiệt độ cao Vi khuẩn bị bất hoạt

khi đun 50°C trong 1giờ, 60°C trong 30 phút và chết ngay ở 100°C Các chất sát

trùng thông thường như axít phenic, biclorua thủy ngân, formol 0,2%, hydroperoxit

1‰ diệt vi khuẩn sau 5 phút (Nguyễn Như Thanh và ctv., 1997)

2.4.3 Cấu trúc kháng nguyên của vi khuẩn E coli

Vi khuẩn E coli có 4 nhóm kháng nguyên chính là kháng nguyên O (Ohne Hauch –

somatic-kháng nguyên thân), H (Hauch – flagella- kháng nguyên lông), K (Capsular - kháng nguyên giáp mô) và F (Fimbriae - kháng nguyên bám dính) Có

ít nhất 175 kháng nguyên O, 89 kháng nguyên K, 56 kháng nguyên H đã được xác định (Gyles and Fairbrother, 2005)

Kháng nguyên O

Đây là thành phần chính của vỏ vi khuẩn và cũng được xem là một yếu tố độc lực của vi khuẩn Trong trạng thái chiết xuất tinh khiết, kháng nguyên O có bản chất là Lipopolysaccharide (LPS), đây là kháng nguyên chịu nhiệt, khi đun ở 1000C trong

2 giờ 30 phút vẫn giữ được tính kháng nguyên, giữ được khả năng ngưng kết và kết tủa (Đào Trọng Đạt và ctv, 1999) Không bị cồn phá huỷ, có tính chất của một LBS được cấu tạo gồm 3 thành phần chính là lipid A, nhân Oligosaccharide (core - oligosaccharide) và chuỗi O-specific polysaccharide (Madigan and Martinko, 2006)

Kháng nguyên H

Kháng nguyên H được cấu tạo bởi thành phần lông của vi khuẩn, có bản chất là protein Kháng nguyên H có các đặc tính như dễ bị phá hủy ở 60°C trong 1 giờ, bị cồn 50% và các enzyme phân giải protein phá hủy, kháng nguyên H vẫn tồn tại khi

xử lý bằng formol 0,5% (Phạm Hồng Sơn và ctv, 2002) Kháng nguyên H không

phải là yếu tố độc lực của vi khuẩn, nhưng có khả năng tạo miễn dịch mạnh, phản ứng miễn dịch xảy ra nhanh hơn so với kháng nguyên O (Orskov, 1978)

Kháng nguyên này không có vai trò về độc lực, đồng thời không có vai trò trong đáp ứng miễn dịch nên ít được quan tâm nghiên cứu, nhưng nó có ý nghĩa rất quan trọng trong việc xác định giống, loài của vi khuẩn (Gyles, 1994)

Kháng nguyên K: gồm 3 loại kháng nguyên L, A, B

Kháng nguyên L: không chịu được nhiệt, bị phá hủy khi đun ở 100oC trong 1 giờ Trong điều kiện đó kháng nguyên mất khả năng ngưng kết, kết tủa và không giữ được tính kháng nguyên

Kháng nguyên A: là kháng nguyên vỏ chịu nhiệt, không bị phá hủy khi đun sôi ở

100oC trong 2 giờ 30 phút, tính kháng nguyên và khả năng ngưng kết, kết tủa đều giữ nguyên (Đào Trọng Đạt và ctv, 1999) Ở nhiệt độ 120oC trong 2 giờ kháng nguyên A mới bị phá hủy (Nguyễn Như Thanh, 1997)

Kháng nguyên B: không chịu nhiệt, ở 100oC trong vòng 1 giờ chúng sẽ bị phá hủy Khác với kháng nguyên L, khi đun sôi kháng nguyên B chỉ mất tính kháng nguyên, nhưng vẫn giữ được khả năng ngưng kết và kết tủa (Đào Trọng Đạt và ctv, 1999)

Kháng nguyên F (kháng nguyên bám dính)

Hầu hết các E coli gây bệnh đều sản sinh một hoặc nhiều yếu tố bám dính, chúng

bám vào các cơ quan cảm nhận đặc hiệu trên tế bào biểu mô của màng nhày và những lớp nhày kế cận Những yếu tố bám dính này là phần phụ dạng lông kéo dài

từ vách tế bào vi khuẩn và được cấu tạo từ các tiểu đơn vị protein Trong nhiều trường hợp, chúng hoạt động như một giá đỡ cho protein bám vào đầu các sợi vi nhung Yếu tố bám dính được phân lập bằng phản ứng huyết thanh học, hay bằng các cơ quan cảm nhận đặc hiệu, cơ quan cảm nhận đặc hiệu này làm ngưng kết hồng cầu của nhiều loài gia súc khác nhau Cách đặt tên cho các yếu tố bám dính rất khác nhau Ví dụ: yếu tố bám dính đầu tiên được phát hiện trên ETEC gây bệnh cho heo được biết là kháng nguyên vỏ và đặt tên là K88 và K99 Danh pháp chuẩn hóa hơn dựa vào phản ứng huyết thanh học trong miễn dịch điện di chéo, ký hiệu là

F (Orskov et al., 1983) và sử dụng cho đến ngày nay

Mỗi loại kháng nguyên bám dính có các kháng nguyên tương ứng, phù hợp với cấu trúc điểm tiếp nhận trên bề mặt của tế bào biểu mô nhung mao ruột non của từng

loại động vật hoặc từng lứa tuổi động vật như: K88 có ở E coli gây bệnh tiêu chảy cho heo con, F18 có ở E coli gây bệnh phù đầu cho heo theo mẹ và sau cai sữa, 987P có ở E coli gây bệnh tiêu chảy cho bê nghé, F41 có ở E coli gây bệnh tiêu

chảy cho trẻ em (Nagy and Fekete, 1999)

Hầu hết, các chủng vi khuẩn E coli gây bệnh đều sản sinh ra một hoặc nhiều kháng

nguyên bám dính Kháng nguyên bám dính cho phép vi khuẩn có thể bám vào các thụ thể đặc hiệu trên bề mặt tế bào biểu mô ruột và trên lớp màng nhầy niêm mạc

ruột Có 4 kháng nguyên bám dính quan trọng của vi khuẩn E coli thuộc nhóm

ETEC gây bệnh tiêu chảy trên heo là F4 (K88), F5 (K99), F6 (987P) và F18 Trong

đó, kháng nguyên bám dính F4 và F18 chiếm tỷ lệ cao nhất và đóng vai trò quan

trọng nhất trong quá trình gây bệnh ở heo (Zhang et al., 2007)

Kháng nguyên bám dính F4

Kháng nguyên bám dính F4 được Orskov et al., mô tả lần đầu tiên vào

năm 1961 đã chiết tách kháng nguyên bám dính F4 bằng phương pháp

đun canh khuẩn E coli trong 20 phút ở 680C để nghiên cứu các tính chất hóa học của kháng nguyên Kết quả cho thấy kháng nguyên bám dính F4

có bản chất là protein Khi quan sát dưới kính hiển vi điện tử, kháng nguyên bám dính F4 bao quanh tế bào vi khuẩn như lớp áo mỏng và có cấu trúc không ổn định (Guinee and Jansen, 1979)

Cấu trúc kháng nguyên bám dính F4

Kháng nguyên bám dính F4 có chiều dài vào khoảng 0,1-1 µm, đường kính khoảng 2,1 nm và hàng trăm các tiểu phân tử protein nhỏ liên kết với nhau để làm nên lớp lông cho vỏ tế bào vi khuẩn (Klemm, 1981) Phân tích kháng nguyên bám dính F4 chiết tách trên thạch SDS-polyacrylamide cho thấy chỉ có một 1 vạch, chứng tỏ kháng nguyên bám dính F4 được giải phóng khỏi tế bào vi khuẩn là protein đơn Trọng lượng phân tử của kháng nguyên bám dính F4 chiết tách thay đổi tùy thuộc vào các chủng vi khuẩn và thường dao động trong khoảng 23,5-27,5 kDa (Mooi and de Graaf, 1979a)

plasmid với trọng lượng phân tử là 52 MDa Tiểu phân tử FanC do gen fanC mã hóa đóng vai trò bám dính lên các thụ thể trên niêm mạc ruột (Jacobs et al.,1987)

Quá trình sinh tổng hợp của kháng nguyên bám dính của vi khuẩn E coli ảnh

hưởng bởi nhiều yếu tố như thời gian nuôi cấy vi khuẩn, điều kiện môi trường nuôi cấy vi khuẩn như: nguồn cung cấp carbon, độ pH của môi trường nuôi cấy, áp suất

thẩm thấu, mức độ cung cấp oxy (Mol and Oudega, 1996) Những chủng vi khuẩn

E coli có khả năng gây bệnh chỉ giải phóng đầy đủ các yếu tố độc lực khi chúng

được nuôi cấy trong môi trường đảm bảo các điều kiện tương đương cho việc bám

dính và xâm nhập vào tế bào niêm mạc ruột non của heo (Krogfelt et al.,1990; Pourbakhsh et al.,1997) Đối với các chủng ETEC có sản sinh kháng nguyên bám

dính, điều kiện nuôi cấy tối ưu là 37o

C, pH 6,8 - 8,0 và lượng kháng nguyên thu được nhiều nhất ở cuối pha tăng trưởng (Mol and Oudega, 1996)

2.4.4 Khả năng sản sinh độc tố đường ruột

Khả năng sản sinh độc tố đường ruột là một trong những yếu tố độc lực quan trọng

của vi khuẩn E coli gây bệnh tiêu chảy ở heo con Độc tố đường ruột làm thay đổi

nước, chất điện giải ở ruột non và dẫn tới tiêu chảy (Croxen and Finlay, 2010; Gyles and Fairbrother, 2010)

E coli sản sinh các loại độc tố gồm: độc tố đường ruột (enterotoxin), độc tố tế bào

(Verotoxin), độc tố thần kinh (Neurotoxin)

Độc tố tế bào phá hủy tế bào, tăng tính thẩm thấu thành mạch, tạo bệnh tích ở cơ quan và gây thẩm dịch mô bào Độc tố thần kinh phá hủy tế bào thần kinh gây những triệu chứng thần kinh (Lê Văn Tạo, 2006)

Độc tố đường ruột làm thay đổi quá trình trao đổi muối – nước ở ruột gây tiêu chảy

Có 2 loại độc tố đường ruột của vi khuẩn thuộc nhóm ETEC được xác định là độc

tố không chịu nhiệt (LT) và độc tố chịu nhiệt (ST) (Fleckenstein et al., 2010)

Độc tố không chịu nhiệt (LT)

Độc tố không chịu nhiệt (độc tố LT) của vi khuẩn E coli là oligomeric toxin, có

liên hệ gần gũi về mặt cấu trúc và chức năng với độc tố tả (cholera toxin - CT) do

vi khuẩn Vibrio cholerae tiết ra (Sixma et al.,1993)

Cấu trúc của độc tố LT gồm 1 tiểu đơn vị A (A-subunit) với 240 axít amin và 5 tiểu đơn vị B (B-subunit) với 103 axít amin (O‟Bien và Holmes, 1996) Tiểu đơn vị A mang hoạt tính enzyme của độc tố và gồm 2 chuỗi peptide A1, peptide A2 Hai chuỗi peptide này liên kết nhau bởi cầu nối disulfide giữa A1- axit amin Cystein (Cys) 187 và A2-Cys199 Chuỗi A2 tạo thành cái móc liên kết không đồng hóa trị giữa tiểu đơn vị A và lỗ hổng giữa của vòng 5 tiểu đơn vị Năm tiểu phân tử B trong cấu trúc của LT sắp xếp thành vòng nhẫn 5 cạnh bền vững Mỗi tiểu phân tử

B có 1 vị trí gắn với thụ thể tiếp nhận độc tố của tế bào vật chủ (O‟Bien and Holmes, 1996)

LT được chia làm 2 nhóm: LT có hai nhóm chính là LT-I và LT-II, hai độc tố này

không đáp ứng miễn dịch chéo với nhau LT-I được biểu hiện trong các chủng E

coli gây bệnh trên người và động vật còn LT-II chỉ được tìm thấy trên những chủng

E coli phân lập được trên động vật và một số rất ít chủng phân lập được trên người

tuy nhiên không có bằng chứng cho thấy LT-II có khả năng gây bệnh do đó cơ chế tác động của độc tố LT tập trung chủ yếu vào LT-I, LT thấy ở trên heo là LT-I LT-II có 55 – 57% tương đồng với LT-I ở tiểu đơn vị A, nhưng không cho thấy sự tương đồng ở tiểu đơn vị B, LT-II có hai kiểu kháng nguyên khác nhau là LT-IIa và LT-IIb, hai kiểu kháng nguyên này có sự tương đồng với nhau là 71% ở tiểu đơn vị

A và 66% ở tiểu đơn vị B LT-II có cơ chế tác động tương tự LT-I là gia tăng hàm lượng cAMP nội bào, khác biệt là receptor của LT-II là GD1 còn của LT-I là GM1, tuy nhiên như đề cập ở trên thì không có bằng chứng cho thấy LT-II gây độc cho tế bào của người và động vật (Nataro and Kaper, 1998) Những loại độc tố LTs được sản sinh trên người và heo do ETEC được ký hiệu là LTs và LTp dựa trên sự khác nhau các gen mã hóa của độc tố (Fairbrother, 1992)

Độc tố LT hoạt hóa men Adenyl cyclase trong tế bào ruột làm gia tăng yếu tố c.AMP (cyclicadebozin 5‟ monophosphate) Yếu tố này kích thích ion Cl- và HCO3- tách ra khỏi tế bào đồng thời ức chế Na+ bên trong tế bào Hậu quả là gây

tiêu chảy mất nước

Độc tố chịu nhiệt (ST)

Độc tố chịu nhiệt (độc tố ST) là những đoạn peptide có trọng lượng phân tử nhỏ, được sản sinh bởi các chủng vi khuẩn thuộc nhóm ETEC Độc tố này có thể chịu được nhiệt độ 1000C trong 15 phút Độc tố ST được chia thành 2 nhóm là STa và STb, khác nhau về cấu trúc và cơ chế hoạt động (Sack, 1975)

Độc tố STa

Cấu tạo: STa có trọng lượng phân tử là 2kDa, có hai dạng khác nhau là STap trong

cấu trúc chứa 18 amino acid có khả năng gây độc cho heo và người, dạng còn lại là STah cấu tạo từ 19 amino acid chỉ gây độc cho người Ban đầu STa được tổng hợp dưới dạng pre-protoxin chứa 72 amino acid, sau đó được phân cắt thành peptide có

52 acid amine, dạng peptide này được chuyển vào vùng periplasm sau đó hình thành cầu nối disulfic nhờ enzyme DsbA được mã hóa trên genome của vi khuẩn, sau đó dạng protoxin sẽ được cắt thành dạng toxin hoàn chỉnh và được khuếch tán qua vách tế bào Trong đó, có 6 axít amin Cystein tạo thành 3 cầu nối disulfide bên trong cấu trúc phân tử của STa là Cys6 - Cys11, Cys7 - Cys15 và Cys10 - Cys18 Ngoài ETEC ra thì STa còn được tổng hợp bởi một vài chủng vi khuẩn gram (-)

khác như Yersinia enterocolitica và V cholerae non-O1, bên cạnh đó STa có 50%

protein tương đồng với độc tố EAST1 ST của EAEC Sự khác nhau giữa 2 biến thể chỉ xuất hiện ở đầu tận cùng N- với 4-5 axít amin (Nataro and Kaper, 1998)

Độc tố STb

Cấu tạo: Tương tự độc tố STa, độc tố STb cũng là chuỗi polypeptide được sản sinh

chủ yếu bởi các chủng vi khuẩn ETEC phân lập từ heo, STb ban đầu cũng được tổng hợp dưới dạng pretoxin có 72 acid amine sau đó được chế biến thành dạng protein hoàn chỉnh có 48 acid amine, protein này có trọng lượng phân tử là 5,1 kDa, cấu trúc của STb không tương đồng với STa mặc dù trong cấu tạo của nó cũng có 4 amino acid cystein (Nataro and Kaper, 1998) Trong cấu trúc của STb, 4 acide amine cystein tạo thành 2 cầu nối disulfide giữa Cys10 – Cys48 và Cys21 –

Cys36 Các cầu nối này có vai trò giúp cho STb bền vững trong chu chất (Fujii et al

.,1991)

Độc tố ST hoạt hóa men Guanyl Cyclase làm tăng yếu tố c.GMC (cyclic guenosin 5‟ monophosphate) bên trong tế bào dẫn đến kích thích bài tiết muối và gây tiêu chảy

Bảng 2.1: Sự tương quan giữa kháng nguyên và khả năng sinh độc tố của vi

khuẩn E coli (Gaastra and De Graaf, 1982)

Bệnh do E coli gây cho heo gồm có ba thể: tiêu chảy, phù thủng và nhiễm trùng

huyết Có thể xuất hiện một triệu chứng hoặc cùng lúc xuất hiện 2 hoặc 3 triệu chứng Ở thể tiêu chảy, có thể chia làm 2 loại là tiêu chảy heo sơ sinh (một vài

ngày đầu mới khi sinh) và tiêu chảy heo sau cai sữa Vi khuẩn E coli là nguyên nhân chính gây bệnh tiêu chảy trên heo con sơ sinh và heo sau cai sữa.

Trong đường tiêu hóa vi khuẩn E coli chiếm tỷ lệ cao nhất trong các vi khuẩn hiếu

khí (khoảng 80%), gây bệnh quan trọng, nó đứng đầu trong các vi khuẩn gây tiêu chảy, viêm đường tiết niệu, nhiễm khuẩn huyết (Lê Văn Tạo, 1997)

Ở heo, bệnh có thể lây cho cả ổ thậm chí từ ổ này sang ổ khác Ở động vật lớn, vi khuẩn có thể gây một số bệnh như viêm phúc mạc, túi mật, buồng vú, khớp xương Trong phòng thí nghiệm, tiêm vi khuẩn vào dưới da cho chuột bạch, chuột lang, thỏ

có thể gây viêm cục bộ, nếu tiêm với liều lớn có thể gây bại huyết, giết chết con vật (Nguyễn Vĩnh Phước, 1977) Thật vậy, để xác định vai trò của 1 chủng vi khuẩn

E coli gây ra một bệnh nào đó, cần kiểm tra độc lực và các yếu tố gây bệnh mà

chủng E coli đó có được Do vậy, kết quả những nghiên cứu về độc lực, yếu tố gây bệnh của E coli chính là đánh giá khả năng gây bệnh của nó (Lê Văn Tạo và

ctv, 2003)

2.5 Bệnh tiêu chảy do E coli trên heo con

2.5.1 Điều kiện gây bệnh

Các chủng vi khuẩn E coli thuộc nhóm ETEC tham gia vào quá trình gây bệnh có

2 đặc tính chủ yếu: Khả năng bám dính vào các tế bào biểu mô ruột nhờ các yếu tố bám dính ở bề mặc vi khuẩn như F4 (K88), F5 (K99), F6 (987P) và khả năng sản sinh một hoặc nhiều loại độc tố đường ruột, bao gồm độc tố chịu nhiệt và không chịu nhiệt (Fairbrother, 1992)

E coli là vi khuẩn môi trường, nơi nào cũng có Bình thường, vi khuẩn không gây

tác hại trên ký chủ (103 CFU/g phân) Khi mật số tăng lên cao (106 – 109 CFU/g

phân) thì nó sẽ trở nên gây bệnh

Các chủng E coli K88, K99, 987P là vi khuẩn khu trú và hoạt động trong đường

ruột của heo và có thể trở thành nguyên nhân gây bệnh tiêu chảy trên heo khi đề

kháng của heo giảm súc Chỉ có các chủng E coli mang các yếu tố độc lực mới gây

tiêu chảy Heo sơ sinh bị tiêu chảy do cảm nhiễm từ bầu vú, da heo mẹ, nền chuồng

do vấy nhiễm từ phân heo mẹ vì thế trong điều kiện vệ sinh kém hoặc chuồng đẻ

thâm canh liên tục, hình thành nên nhóm E coli gây bệnh trong môi trường sẽ dẫn

đến sự bộc phát tiêu chảy cho heo (Fairbrother, 1992); ngoài ra còn các yếu tố khác như thời tiết thay đổi, khí hậu lạnh, mưa nhiều, độ ẩm cao, không bú đủ sữa đầu do heo mẹ mất sữa, không cạnh tranh bú hoặc thiếu vú cũng gây ra tiêu chảy cho heo

sơ sinh

Heo sau cai sữa rất mẫn cảm với các chủng vi khuẩn E coli gây bệnh tiêu chảy do

tại thời điểm này lượng kháng thể thụ động không còn đủ bảo hộ Hơn nữa, số lượng các thụ thể của kháng nguyên bám dính F4 trên lớp tế bào niêm mạc ruột tăng dần theo lứa tuổi của heo cho đến giai đoạn sau cai sữa Đây là điều kiện thuận

lợi để vi khuẩn bám dính và gây bệnh (Nagy et al.,1992)

Ở heo sau cai sữa, hệ tiêu hóa chưa hoàn chỉnh, nếu cho ăn quá nhiều thức ăn

không được tiêu hóa kịp sẽ tích tụ trong đường ruột tạo chất nền cho vi khuẩn E

coli phát triển nên ở giai đoạn này heo rất dễ nhiễm bệnh Stress do môi trường

thay đổi và việc thay đổi khẩu phần thức ăn đột ngột cũng là yếu tố quan trọng làm cho bệnh tiêu chảy gia tăng

Nhiệt độ chuồng cũng quan trọng Nhiệt độ thấp hơn 25oC, nhu động ruột giảm,

việc bài thải vi khuẩn và tiếp nhận kháng thể bị đình trệ làm tăng số lượng E coli

gây bệnh trong ống tiêu hóa của những heo con này làm cho heo bị tiêu chảy trầm trọng hơn những heo con khác được giữ ở nhiệt độ 30oC (Sarmiento, 1983)

Stress do tách mẹ hay do chuyển chuồng có thể gây ức chế sợi phó giao cảm, làm giảm nhu động ruột, giảm tiết dịch tiêu hóa, tạo điều kiện cho vi khuẩn có hại ở đường ruột phát triển (Nguyễn Như Thanh, 1997)

2.5.2 Cơ chế gây bệnh

Trong ruột, khi có đủ các điều kiện thuận lợi, vi khuẩn nhân lên với số lượng lớn, sản sinh yếu tố kháng khuẩn tiêu diệt hoặc hạn chế sự phát triển của các vi khuẩn đường ruột khác, đặc biệt là các vi khuẩn có lợi, các vi khuẩn lactic và trở thành vi

khuẩn có số lượng lớn trong ruột

Để có thể gây bệnh, trước tiên vi khuẩn E coli phải bám dính vào tế bào nhung

mao ruột bằng các yếu tố bám dính như kháng nguyên F, sau đó xâm nhaaoj vào tế bào biểu mô của thành ruột Tại đây vi khuẩn phát triển, nhân lên, phá hủy lớp tế bào biểu mô gây viêm ruột và sản sinh độc tố đường ruột Enterotoxin (ST, LT, ) Độc tố tác động đến quá trình trao đổi nước, muối, lảm rối loạn quá trình này Nước từ cơ thể tập trung vào lòng ruột gây căng ruột, cùng với khí do lên men ở ruột gây nên tác động cơ học, làm tăng nhu động ruột, đẩy nước và chất thải ra ngoài, tạo nên hiên tượng tiêu chảy Sau khi phát triển ở thành ruột, vi khuẩn tấn công đén hạch lâm ba, hệ tuần hoàn gây nhiễm trùng máu Vi khuẩn chống lại sự thực bào trong máu, gây dung huyết khiến cơ thể thiếu máu Từ hệ tuần hoàn, vi khuẩn đi đến các tổ chức cơ quan khác và tiến hành nhân lên, phá hủy tế bào tổ chức, gây viêm, tụ huyết, xuất huyết

2.5.3 Triệu chứng và bệnh tích

Triệu chứng

Bệnh tiêu chảy do E coli thường xảy ra ở heo thuộc 3 nhóm tuổi là heo sơ sinh,

heo con theo mẹ và heo sau cai sữa Mức độ tiêu chảy tùy thuộc vào độc lực của vi

khuẩn và độ tuổi của heo Tỷ lệ heo con sơ sinh (0 - 4 ngày tuổi) nhiễm vi khuẩn E

coli và tỷ lệ chết do tiêu chảy thường rất cao Heo nhiễm bệnh có thể xuất hiện

riêng lẻ từng cá thể hoặc cả đàn Heo có biểu hiện lờ đờ, chậm chạp, da nhăn nheo,

ẩm ướt, mắt trũng sâu Phân tiêu chảy thường có màu vàng nhạt và dính bết ở vùng hậu môn, hai chân sau Một số heo có thể bị nôn, giảm trọng lượng cơ thể do mất

nước Trong trường hợp tiêu chảy nặng, trọng lượng cơ thể có thể giảm 30 - 40%

Hệ thống cơ vùng xoang bụng nhão và mất trương lực Tỷ lệ heo mắc bệnh chết có thể đến 70% (Gyles and Fairbrother, 2010)

Đối với heo con theo mẹ và heo cai sữa, triệu chứng giống với heo sơ sinh nhưng biểu hiện nhẹ hơn Tỷ lệ nhiễm vi khuẩn ở heo độ tuổi này cũng rất cao nhưng do heo dễ chăm sóc nên heo có thể qua khỏi, tỷ lệ heo mắc bệnh chết giảm Heo tiêu chảy phân màu vàng hoặc hơi nâu, tiêu chảy thường xuất hiện 3-5 ngày ở heo cai sữa và có thể kéo dài hàng tuần Heo có biểu hiện còi cọc, chậm lớn, lông xù, da nhăn nheo (Gyles and Fairbrother, 2010) Heo sau cai sữa rất mẫn cảm với các

chủng vi khuẩn E coli gây bệnh tiêu chảy do tại thời điểm này lượng kháng thể thụ

động không còn đủ bảo hộ Hơn nữa, số lượng các thụ thể của kháng nguyên bám dính F4 trên lớp tế bào niêm mạc ruột tăng dần theo lứa tuổi của heo cho đến giai đoạn sau cai sữa Đây là điều kiện thuận lợi để vi khuẩn bám dính và gây bệnh

(Nagy et al.,1992)

Bệnh tích

Bệnh tích đại thể có thể thấy được là heo con bị mất nước nặng Bệnh tích đặc trưng ở heo sau cai sữa là các tĩnh mạch trên đường cong lớn dạ dày bị nhồi huyết, ruột non dãn nở, thành ruột non xuất huyết Một số trường hợp thấy xuất huyết thành dạ dày, chất chứa trong ruột có màu nâu (Gyles and Fairbrother, 2010)

Bệnh tích vi thể đường tiêu hóa tùy thuộc vào độc lực của chủng vi khuẩn gây bệnh Heo nhiễm các chủng ETEC thường có biểu hiện xuất huyết tĩnh mạch màng treo ruột, thỉnh thoảng có xuất huyết trong lòng ruột, bạch cầu trung tính và đại thực bào tăng trong hạch màng treo ruột và chuyển vào trong lòng ruột Hệ thống lông nhung có thể bị bong tróc và hoại tử hoặc tập trung thành từng đám Khi quan sát tiêu bản màng nhầy ruột non dưới kính hiển vi điện tử thấy vi khuẩn gắn chặt với các tế bào biểu mô ruột và cạnh các vi lông nhung Trong trường hợp bệnh nặng, các lông nhung biến mất và xuất hiện các sợi tơ huyết làm tắt các vi tĩnh mạch ở màng treo ruột, dạ dày, ruột non và kết tràng (Gyles and Fairbrother, 2010)

2.5.4 Chẩn đoán

Tiêu chảy do E coli ở heo trước và sau cai sữa thường kết hợp với các tác nhân gây bệnh khác nên cần phải chú ý phân biệt khi chẩn đoán Chẩn đoán tiêu chảy do E

coli có thể dựa trên triệu chứng lâm sàng, bệnh tích, phân lập vi khuẩn hoặc ứng

dụng các phương pháp chẩn đoán phân tử với các yếu tố độc lực đã được xác định

Chẩn đoán lâm sàng

Heo tiêu chảy có thể xuất hiện riêng lẻ từng cá thể hoặc cả đàn Heo có biểu hiện lờ

đờ, chậm chạp, da nhăn nheo, ẩm ướt, mắt trũng sâu Phân tiêu chảy thường có màu

trắng hay vàng nhạt và dính bết ở vùng hậu môn, hai chân sau Đôi khi heo tiêu chảy có lẫn máu, một số heo có thể bị sốt, nôn Heo sau cai sữa thường còi cọc, giảm trọng lượng cơ thể do mất nước Tuy nhiên, để chẩn đoán được chính xác chúng ta cần phân biệt với các bệnh tiêu chảy do những nguyên nhân khác

Có thể chẩn đoán phân biệt dựa vào độ pH của phân Dịch tiêu chảy ETEC gây ra thường có độ pH kiềm, trong khi đó nếu bệnh tiêu chảy do hấp thu kém hay do virus gây ra thì phân có độ pH acid (Fairbrother, 1992)

Cũng có thể dựa vào các bệnh tích điển hình như dạ dày bị dãn nở chứa nhiều thức

ăn không tiêu, ruột non giãn nở, thành ruột non xuất huyết, hệ thống lông nhung có thể bị bong tróc và hoại tử hoặc tập trung thành từng đám

Dựa vào cấu trúc bề mặt của không tràng và hồi tràng, nếu có sự bám chắc của vi khuẩn và tiếp xúc một cách bình thường trên các sợi vi nhung mao thì do ETEC gây ra Nếu sợi vi nhung mao bất thường và bất dưỡng thì nguyên nhân có thể do virus và cầu trùng gây ra

Chẩn đoán bằng phương pháp phân lập vi khuẩn

Bệnh phẩm là máu tim, gan, lách, chất chứa đường tiêu hóa Bệnh phẩm được cấy chuyển trên các loại môi trường đặc hiệu để phân lập vi khuẩn như Mac Conkey, thạch máu, EMB, Endo,… Sau đó chọn khuẩn lạc điển hình để tiến hành kiểm tra hình thái, các đặc tính sinh hóa và định danh vi khuẩn

Chẩn đoán huyết thanh học và sinh học phân tử

Chẩn đoán huyết thanh học: xác định kháng nguyên K và bám dính của vi khuẩn E

coli bằng phản ứng ngưng kết nhanh trên phiến kính

Chẩn đoán phân tử: xác định các yếu tố gây bệnh của vi khuẩn E coli như khả

năng dung huyết, khả năng bám dính, khả năng kháng kháng sinh, khả năng sản sinh độc tố bằng phương pháp PCR

Chẩn đoán phân biệt

Bệnh do ETEC gây tiêu chảy ở heo con, heo sau cai sữa cần phân biệt với những nguyên nhân gây tiêu chảy với những heo con cùng lứa tuổi Những nguyên nhân

đó bao gồm: Adenovirus, Rotavirus, Isopore suis, Clostridium perfringens, TGE

virus, PEDV type II (Porcine Epidemic Diarrhea virus)

Chẩn đoán phân biệt với bệnh tiêu chảy do Clostridium perfringen type C: thường

gây bệnh trên heo con dưới 10 ngày tuổi, phân tiêu chảy vàng thường có máu Heo con trở nên yếu và suy nhược, thuốc kháng sinh không có tác dụng trong trường hợp này và heo con thường chết sớm Ở heo 2 tuần tuổi thì bệnh nhẹ hơn và phân

có màu vàng sậm Khi mổ khám thấy vách tế bào không tràng đỏ thẫm hoặc đỏ tía

và chất chứa trong ruột có màu như rượu vanglop, đoạn cuối ruột non xuất huyết, Xảy ra khoảng 1-7 ngày tuổi Trường hợp mãn tính gặp ở 10-14 ngày tuổi, 50% số heo trong ổ mắc bệnh, tỷ lệ chết cao nếu cấp tính

Nếu tiêu chảy do Rotavirus gây nên (thường ở heo con trên 7 ngày tuổi) thì heo con

bị suy nhược hoặc bỏ ăn 1 hoặc 2 ngày Phân lỏng và vàng, tỷ lệ chết thấp và thường thay đổi sau 5 ngày Trong trường hợp này thuốc kháng sinh không có tác dụng Dạ dày heo con thường chứa những hạt sữa và dịch ruột non giống như kem, thành ruột mỏng Phân nhão vàng lẫn các mảng mô chết, heo hốc hác, đôi khi ói Tiêu chảy do virus TGE và PED type II thì thường tạo thành dịch và lan truyền nhanh chóng và nó gây bệnh trên tất cả các lứa tuổi Phân thường lỏng như nước, màu sắc rõ nét và mùi đặc trưng Heo tiêu chảy thường dừng lại sau 4 – 5 ngày bệnh và thường phục hồi sức lực sau 7 ngày Tỷ lệ chết do virus PED type II thì thường thấp hơn Mổ khám thấy vách dạ dày, ruột mỏng và có màu sáng đục, trong ống ruột thường sinh hơi và chất dịch có màu nhạt Các sợi vi nhung mao bị bất dưỡng và biến dạng (Alexander, 1994)

Tiêu chảy do cầu trùng Isospore suis gây nên thì phân mềm nhão, chất dịch lỏng,

màu nâu vàng Heo con ốm yếu, lông xù và một số ít có thể tự khỏi bệnh sau vài tuần bệnh hoặc sau cai sữa Mổ khám thấy thành không tràng và hồi tràng có điểm dày lên, chất chứa dạng kem hoặc lỏng hơn Sợi vi nhung mao ruột bị bất dưỡng và

có điểm xuất huyết (Alexander, 1994) Một số heo đi phân lọn nhỏ như phân dê, một số heo khác đi phân sệt hoặc lỏng màu xám

Tiêu chảy do Salmonella: heo bệnh bị gầy yếu, sốt, tiêu chảy kéo dài từ 3~7 ngày,

phân lỏng nhầy, màu xám vàng, mùi hôi khó chịu Heo bệnh thể cấp tính sốt cao,

bỏ ăn, da vùng tai, mõm, chân tím bầm, pH phân tính acid Heo bệnh chết do mất nước và giảm kali huyết.Mổ khám ruột bị viêm, hoại tử Hạch màng treo ruột, đặc biệt là vùng hồi manh tràng sưng to

Sử dụng kháng thể men vi sinh sản xuất từ các chủng vi sinh vật có lợi như

Lactobacillus acidopphilus, B Subtilis, B licheniformis, B Polymysa để điều trị

ứng dụng rộng rãi trong chăn nuôi

Theo Đào Trọng Đạt và ctv (1999), thì một trong những yếu tố quan trọng nhất để

phòng bệnh tiêu chảy ở heo con do E coli là duy trì cho heo con sống ở môi trường

thích hợp (32 – 34oC đối với heo chưa cai sữa và 28 – 30oC cho heo vừa cai sữa) Không để chuồng bị mưa tạt, gió lùa, vì heo con rất dễ bị mất nhiệt do bề mặt da quá rộng so với thể trọng

Có chuồng nuôi heo cai sữa, heo cai sữa được phân chia cùng ngày hoặc gần ngày cai sữa nhất Tập cho heo con ăn sớm nhằm kích thích hệ thống tiêu hóa của heo phát triển hoàn thiện về chức năng và tổ chức nhằm thích nghi với điều kiện sống Cẩn trọng chăm sóc và cho khẩu phần ăn thích hợp cho heo con mới cai sữa để tránh tiêu chảy

Khẩu phần có thể giảm xuống để hạn chế sự cư trú của E coli trong ruột, thêm acid

lactic vào khẩu phần ăn hoặc nước uống có thể làm giảm độ pH dạ dày và ức chế

sự tăng nhanh số lượng của vi khuẩn E coli gây bệnh

Phòng bệnh chủ động bằng vắc xin là phương pháp tối ưu nhất để khống chế dịch bệnh trên gia súc Heo con trước cai sữa thường được bảo hộ nếu heo mẹ được tiêm vắc xin khi mang thai Một số vắc xin chết toàn khuẩn và vắc xin tái tổ hợp dựa trên kháng nguyên bám dính F4 và F18 đã được nghiên cứu và phát Hiện nay, trên

thị trường Việt Nam đang lưu hành vắc xin E coli phòng bệnh tiêu chảy heo con

do một số công ty nước ngoài sản xuất như Intervet (Hà Lan), Hipra (Tây Ban Nha), Pfizer (USA), Merial (Pháp), Green gross (Hàn Quốc) Đây là các vắc xin

chết toàn khuẩn được sản xuất từ các chủng vi khuẩn E coli mang kháng nguyên

bám dính F4, F5, F6 và độc tố đường ruột Vắc xin được sử dụng để tiêm cho heo nái hậu bị và nái mang thai Vì thế, heo con sinh ra từ những heo này có thể được

bảo hộ khỏi vi khuẩn E coli gây tiêu chảy

Điều trị

Điều trị bệnh do cảm nhiễm E coli cần phải đạt được mục tiêu là cắt đứt E coli

gây bệnh, khắc phục các ảnh hưởng xấu và tạo điều kiện môi trường tối hảo Trị

liệu nhanh và hiệu quả nếu có thể Kết hợp giữa tiêu diệt mầm bệnh E coli với việc

bổ sung nước và dung dịch điện giải chống mất nước, nâng cao sức đề kháng của con vật khi sử dụng kháng sinh và hóa dược tiêu diệt mầm bệnh (Fairbrother, 1992)

Cần lưu ý đến tính kháng kháng sinh của vi khuẩn E coli gây bệnh, để lựa chọn

kháng sinh điều trị Nên chọn kháng sinh mà cơ sở chưa dùng hoặc ít dùng, kháng sinh có phổ kháng khuẩn rộng Lý Thị Liên Khai và ctv 2003) sẽ có kết quả tốt hơn

Theo Lý Thị Liên Khai và ctv (2003) các kháng sinh nhạy cảm dùng điều trị bệnh

tiêu chảy cho heo con do E coli là: gentamycin, neomycin, colistin, ciprofloxacin,

norfloxacin

Theo nghiên cứu của Võ Thành Thìn và ctv (2010), thì kháng sinh còn nhạy với vi

khuẩn E coli là ceftazidime, norfloxacin, gentamycin

Ngoài ra, có thể dùng kháng thể chống E coli chế tạo qua lòng đỏ trứng gà để điều

trị, cho hiệu quả tốt, không có tồn dư kháng sinh, không gây còi cọc heo sau điều trị (Lê Văn Tạo, 2006)

2.6 Tính kháng kháng sinh của vi khuẩn E coli

Theo J Acar & B Röstel (2001), sự đề kháng với một loại kháng sinh có thể là do

sự thích ứng tự nhiên của vi khuẩn hoặc một cơ chế khác Vi khuẩn sống sót sau khi chịu ảnh hưởng của thuốc kháng sinh là một phản ứng bình thường của một tế bào vi khuẩn Khi thành công, quá trình phản ứng đó trở thành nguồn gốc để một bản sao của tế bào vi khuẩn có khả năng đối mặt với kháng sinh.Tuy nhiên, theo các cơ chế kháng, các bản sao vi khuẩn có thể đối đầu với các lượng kháng sinh khác nhau, từ một lượng nhỏ, rồi gần với nồng độ tối thiểu ức chế sự tăng trưởng (MIC) của tế bào vi khuẩn, rồi đến một số lượng rất lớn các loại thuốc kháng sinh (ví dụ như exoenzyme enzyme thủy phân sản xuất bởi các vi khuẩn ) Nó là một thực tế rất phổ biến rằng vi khuẩn có thể chống lại bất kỳ loại kháng sinh nào, và đây là một hiện tượng toàn cầu có ảnh hưởng đến tất cả các quốc gia Tuy nhiên, đặc điểm của hiện tượng kháng kháng sinh có liên quan đến các loài vi khuẩn bị ảnh hưởng, tập hợp các thuốc kháng sinh, sự phân bố của các chủng kháng thuốc trong các lĩnh vực kháng sinh được sử dụng (bệnh viện, cộng đồng, chăn nuôi, vv.) Các chủng kháng thuốc được phân loại theo xác định của họ ( chi , loài) và kháng kháng sinh kiểu hình của chúng ( đôi khi được gọi là antibiotype hoặc kiểu mẫu kháng kháng sinh)

Điều quan trọng cần lưu ý rằng một tế bào vi khuẩn thường sở hữu nhiều hơn một

cơ chế để chống lại một kháng sinh Sự kết hợp giữa một số cơ chế kháng thường tạo ra sức đề kháng cao cho vi khuẩn với kháng sinh

Có hai cơ chế di truyền điều khiển các protein liên quan đến sự đề kháng là:

+ Đột biến ở một gene hiện có (nhiễm sắc thể, plasmid)

+ Tiếp nhận gene chi phối sự đề kháng Vị trí tiếp nhận hoặc các gene mới tiếp nhận rất quan trọng (nhiễm sắc thể, integrons, transposon hoặc plasmid)

Vai trò quan trọng nhất của vị trí gene kháng thuốc là liên quan đến sự lây lan sự đề kháng Nếu đột biến ở nhiễm săc thể, bản sao từ tế bào này sẽ nhân lên và lây lan, kiểu lây truyền này được gọi là là lan truyền dọc Nếu một gen kháng nằm trên một

transposon hoặc plasmid có thể được truyền theo chiều ngang, độc lập với sự lây lan của bản sao vi khuẩn chứa gene kháng

Hơn nữa, việc truyền ngang có thể xảy ra giữa các loài vi khuẩn khác nhau, đồng thời hoặc độc lập để mở rộng khả năng kháng thuốc của vi khuẩn, lây truyền qua plasmid sẽ diễn ra một cách mạnh mẽ, có tới sáu đến tám loài vi khuẩn Gram âm được báo cáo có lây truyền theo cách nay Plasmid hoặc transposon là các hệ thống chính (vật liệu di truyền) chuyển từ vi khuẩn kháng (cung cấp) với vi khuẩn (nhận) Chúng thường mang theo nhiều hơn một gene của sự đề kháng Plasmid lớn có thể chuyển các gene có các cơ chế kháng khác nhau giúp vi khuẩn chống lại nhiều loại kháng sinh khác nhau, và sự xuất hiện đồng thời các cơ chế này trên cùng một vi khuẩn giúp tạo nên hiện tượng đa kháng thuốc

Vi khuẩn phát triển nhiều cơ chế đề kháng để tạo nên đề kháng kháng sinh Sự đề kháng này đã được nghiên cứu và ghi nhận với các cơ chế chủ yếu sau: sản xuất enzyme làm bất hoạt kháng sinh; thay đổi điểm tiếp nhận làm giảm gắn kết của kháng sinh với điểm tiếp nhận; giảm hấp thu kháng sinh vào tế bào vi khuẩn; đẩy kháng sinh ra ngoài bằng bơm thoát dòng, làm giảm nồng độ kháng sinh trong tế bào vi khuẩn khuẩn

Hình 2.1: Cơ chế kháng kháng sinh của vi khuẩn ( http://asig.org.au/mechanisms-and-genomics-of-resistance/ )

Các nhóm kháng sinh bị kháng phổ biến:

Kháng sinh thuộc nhóm Lactam có khả năng diệt khuẩn là nhờ vòng

β-lactam kết hợp bền vững với transpeptidase - enzym tham gia tổng hợp peptidoglycan của thành tế bào vi khuẩn Do đó, ức chế quá trình tạo thành tế bào, làm ly giải hoặc biến dạng vi khuẩn Vi khuẩn gram âm có thể đề kháng lại các kháng sinh này là do vi khuẩn tự sản sinh ra enzym β-lactamase Enzym này sẽ thủy phân vòng β-lactam và làm mất hoạt tính diệt khuẩn của kháng sinh Có rất nhiều loại enzym β-lactamase đã được xác định như TEM-, SHV-, OXA-, CMY-, CTX-Mb, AmpC- Tuy nhiên, các β-lactamase được mã hóa bởi các gen blaTEM là phổ biến nhất ở vi khuẩn gram âm (Ahmed et al, 2007) và những chủng vi khuẩn sản sinh β-lactamase – TEM sẽ có khả năng đề kháng với các kháng sinh thuộc nhóm Penicillin và Cephalosporin thế hệ thứ nhất

Đối với nhóm Aminoglycoside, theo Maynard et al (2003), gene

aph(3„)-Ia(aphA1) mã hóa cho kiểu hình đề kháng Kanamycin và Neomycin Kết quả bảng 4.9 cho ta thấy tỷ lệ gene aph(3„)-Ia(aplA1) là 23,08% với 3/13 chủng dương tính Đối với nhóm Tetracylin, Tetracyclin là nhóm kháng sinh ức chế quá trình sinh tổng hợp protein của tế bào vi khuẩn do kháng sinh có thể gắn lên các ribosome Kháng sinh này được sử dụng rộng rãi điều trị bệnh vật nuôi và bổ sung vào thức

ăn chăn nuôi từ rất lâu Tuy nhiên, một trong những vấn đề lớn khi sử dụng kháng sinh này là hiện tượng vi khuẩn kháng thuốc Vi khuẩn có khả năng đề kháng lại Tetracyclin là nhờ một trong ba cơ chế: (1) vi khuẩn sẽ sản sinh ra một protein trong tế bào chất, protein này có chức năng bơm Tetracyclin từ bên trong tế bào ra bên ngoài và luôn duy trì nồng độ Tetracyclin ở mức rất thấp, không đủ ảnh hưởng đến quá trình sinh tổng hợp protein của tế bào; (2) vi khuẩn sản sinh ra protein có trọng lượng phân tử khoảng 72 kDa, protein này bám lên ribosome và ngăn cản quá trình tương tác của Tetracyclin lên ribosome; (3) vi khuẩn sản sinh ra enzyme (44 kDa) làm biến đổi cấu trúc hóa học của Tetracyclin, do đó làm kháng sinh mất hoạt tính diệt khuẩn và được thẩm thấu chủ động qua màng tế bào ra bên ngoài Các protein tham gia vào quá trình đề kháng với Tetracyclin của vi khuẩn được mã hóa

bởi các gen kháng kháng sinh Có hơn 60 gen kháng Tetracyclin (tet) đã được xác

định và giải trình tự nucleotide Tuy nhiên, ba trong số những gen thường gặp nhất

là tetA, tetB và tetC

Kháng sinh họ Phenicol (Chloramphenicol, Florfenicol) gắn vào tiểu đơn vị

50S, ức chế enzym peptidyl transferase, do đó ức chế quá trình sinh tổng hợp protein của vi khuẩn Đây cũng là những kháng sinh được sử dụng rộng rãi trong chăn nuôi Hiện nay, Chloramphenicol đã được cấm sử dụng trong điều trị bệnh gia súc cũng như bổ sung vào thức ăn Florfenicol là kháng sinh thế hệ mới, có nguồn

gốc từ Chloramphenicol với nhóm p-methyl sulfonyl, fluorine thay thế cho nhóm p-nitro và hydroxyl trong cấu trúc của Chloramphenicol Gen floR đƣợc xem là gen giúp vi khuẩn đề kháng lại với Chloramphenicol và Florfenicol Gen floR mã hóa cho protein màng, protein này hoạt động nhƣ cái bơm để đẩy Chloramphenicol và Florfenicol từ bên trong tế bào vi khuẩn ra ngoài Vì thế, không đủ lƣợng kháng

sinh cần thiết để thể hiện hoạt tính đối với vi khuẩn (Ahmed và cs., 2009)

Đối với nhóm Sulfonamides, Khả năng đề kháng với kháng sinh nhóm

Sulfonamide của vi khuẩn E coli là rất phổ biến Quá trình này có đƣợc là nhờ 3 gen là sulI, sulII và sulIII, mã hóa cho enzym dihydropteroate synthase - ức chế hoạt tính của Sulfonamide (Enne và cs., 2001)

Đối với nhóm Quilonones, Cơ chế đề kháng của vi khuẩn đối với kháng sinh

nhóm Quinolone đƣợc Martınez-Martınez và cs phát hiện vào năm 1998 Gen điều hòa quá trình này là qnr nằm trên plasmid có khả năng truyền ngang Có 3 gen qnr

đã đƣợc xác định là qnrA, qnrB và qnrS Những gen này mã hóa cho protein của

nhóm pentapeptide để vô hoạt hoạt tính diệt khuẩn của kháng sinh (Robicsek và

cs., 2006) Bên cạnh đấy, một cơ chế mới liên quan đến gen aac(6')-Ib-cr cũng

đƣợc phát hiện Gen aac(6')-Ib-cr mã hóa cho biến thể mới của enzyme

aminoglycoside acetyltransferase với 2 thay đổi tại vị trí axit amin 102 và 179

Enzyme này có tác dụng làm giảm hoạt tính của kháng sinh (Robicsek và cs., 2006)