- Bệnh tích vi thể:
2.3.1. Hiểu biết chung về Vacxin
Theo quan điểm tr−ớc đây, vacxin là một chế phẩm sinh học trong đó chứa chính mầm bệnh hoặc kháng nguyên của mầm bệnh gây ra một bệnh truyền nhiễm nào đó cần phòng (nếu là mầm bệnh thì phải đ−ợc giết hoặc làm nh−ợc độc bởi các yếu tố vật lý, hoá học và sinh vật học). Khi sử dụng cho động vật, vacxin tạo ra một đáp ứng miễn dịch chủ động giúp động vật chống lại đ−ợc sự xâm nhiểm của mầm bệnh t−ơng ứng.
Cách hiểu này đ−ợc hình thành trên cơ sở thực tế sản xuất vacxin, ví dụ: vacxin tụ huyết trùng đ−ợc làm từ vi khuẩn tụ huyết trùng đA đ−ợc vô hoạt
Ngày nay khái niệm về vacxin đA có sự thay đổi, nó không chỉ còn là chế phẩm từ sinh vật hoặc ký sinh trùng đ−ợc dùng để phòng bệnh mà còn đ−ợc làm từ các vật liệu sinh học khác (không vi sinh vật) và đ−ợc dùng với mục đích ngoài phòng bệnh
Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nụng nghiệp ... 23
thai làm từ receptor của trứng…
Nh−ng dù là vacxin đ−ợc chế tạo từ vật liệu nào và đ−ợc dùng với mục đích gì thì thành phần buộc phải có trong vacxin là kháng nguyên và khi đ−a vào cơ thể động vật kháng nguyên sẽ gây ra đáp ứng miễn dịch
Nh− vậy, hiện nay vacxin đ−ợc hiểu với khái niệm rộng hơn: vacxin là chế phẩm sinh học chứa kháng nguyên có thể tạo cho cơ thể một đáp ứng miễn dịch và đ−ợc dùng với mục đích phòng bệnh hoặc với mục đích khác
Vacxin tạo ra trong cơ thể sống một đáp ứng miễn dịch. Hệ thống miễn dịch của cơ thể hoạt động, sinh ra kháng thể đặc hiệu hoặc kháng tế tế bào chống lại những nhóm quyết định kháng nguyên của yếu tố gây bệnh, cơ thể sử dụng vacxin xuất hiện trạng thái miễn dịch thu đ−ợc chủ động nhân tạo có khả năng chống lại sự xâm nhiễm của yếu tố gây bệnh t−ơng ứng.
* Đặc tính cơ bản của vacxin
Vacxin phải đảm bảo 4 đặc tính cơ bản sau: - Tính sinh miễn dịch hay tính mẫn cảm
Đó là khả năng gây ra đáp ứng miễn dịch dịch thể hoặc tế bào hay cả hai. Tính sinh miễn dịch phụ thuộc vào kháng nguyên và cơ thể nhận kích thích. Có nghĩa là phụ thuộc vào tính lạ của kháng nguyên, đ−ờng đ−a của kháng nguyên và cơ địa của mỗi cá thể động vật
- Tính kháng nguyên hay tính sinh kháng thể
Một vacxin khi đ−a vào cơ thể phải có khả năng kích thích cơ thể sản sinh ra kháng thể. Các yếu tố gây bệnh có thể nhiều Epitop khác nhau. Trong đó có thể có Epitop quá nhỏ (Hapten) không có tính sinh kháng thể nếu để nguyên. Muốn chúng sinh kháng thể chống lại mầm bệnh cần đổi chúng thành có tính kháng nguyên th−ờng kết hợp chúng với một protein mang tải vô hại
- Tính hiệu lực
Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nụng nghiệp ... 24
vacxin.
Một vacxin đ−a vào cơ thể , nhiều kháng thể đ−ợc tạo ra nh−ng không phải loại nào cũng có hiệu lực tức là tiêu diệt đ−ợc yếu tố gây bệnh. Do yếu tố gây bệnh có nhiều kháng nguyên khác nhau, nên trong bào chế vacxin tr−ớc tiên phải làm sao cho đáp ứng miễn dịch chống lại những nhóm quy định kháng nguyên thiết yếu, nghĩa là nếu đánh vào đó thì yếu tố gây bệnh bị tiêu diệt hoặc ít ra cũng không còn khả năng gây hại nữa.
Vì thế, trong nghiên cứu sản xuất vacxin hiện nay ng−ời ta đang có những cố gắng phân lập những kháng nguyên hay nhóm quy định kháng nguyên thiết yếu để làm cho vacxin đ−ợc thuần khiết và tiến tới có thể tổng hợp đ−ợc chúng.
Ví dụ với virus Gumboro thì protein VP2 là kháng nguyên thiết yếu; Virus cúm gia cầm thì kháng nguyên H và N là thiết yếu.
Tính hiệu lực hay khả năng bảo vệ của vacxin đ−ợc đánh giá qua thực nghiệm nh−ng chủ yếu phải đánh giá trên thực địa sau tiêm chủng ở các cá thể và mức độ miễn dịch quần thể, có thể thông qua hàm l−ợng kháng thể trung bình trong huyết thanh và tỷ lệ bảo hộ quần thể.
Vacxin có hiệu lực là vacxin gây đ−ợc miễn dịch ở mức độ cao, diệt đ−ợc mầm bệnh t−ơng ứng và bảo vệ cơ thể động vật bền vững
Tuy nhiên, hiệu lực của một vacxin phụ thuộc vào nhiều yếu tố nh− bảo quản, vận chuyển và kỹ thuật tiêm phòng. Vì vậy, ng−ời ta đA xây dựng một môn khoa học mới gọi là Vacxin học (Vaccinology) mà mục đích là nghiên cứu mọi biện pháp từ lúc sản xuất đến lúc tiêu dùng để tăng tính hiệu lực của vacxin.
- Tính an toàn
Đây là một đặc tr−ng quan trọng. Sau khi sản xuất vacxin phải đ−ợc cơ quan kiểm định nhà n−ớc kiểm tra chặt chẽ về mặt vô trùng, thuần khiết và vô độc
Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nụng nghiệp ... 25
Thuần khiết: Không đ−ợc lẫn các thành phần kháng nguyên có thể gây ra các phản ứng phụ
+ Vô độc: Liều sử dụng phải thấp hơn rất nhiều so với liều gây độc Sau sản xuất, vacxin phải đ−ợc thử tính an toàn qua nhều b−ớc thử trong phòng thí nghiệm, trên thực địa, thử ở quy mô nhỏ và đại trà
Tần suất và mức độ nặng nhẹ của các phản ứng phụ nếu có phải đ−ợc xác định tr−ớc khi đ−ợc đem ra dùng, nh−ng vẫn phải đ−ợc theo dõi hết sức cẩn thận
* Thành phần của vacxin
Vacxin bao gồm hai thành phần chính là kháng nguyên và chất bổ trợ - Kháng nguyên
Tr−ớc đây kháng nguyên đ−ợc coi là một chất lạ có bản chất là protein, khi đ−a vào cơ thể kích thích cơ thể sản sinh ra kháng thể đặc hiệu và kháng thể đặc hiệu sẽ trung hoà kháng nguyên đó. Ngày nay, khi nghiên cứu đáp ứng miễn dịch của cơ thể ng−ời ta thấy rằng khi cơ thể nhận đ−ợc kháng nguyên không chỉ sản sinh kháng thể đặc hiệu (đáp ứng miễn dịch dịch thể) mà còn tạo ra một lớp tế bào mẫn cảm. Tế bào này cũng có khả năng tạo phản ứng với kháng nguyên (miễn dịch tế bào). Vì vậy, hiện nay kháng nguyên đ−ợc hiểu là những chất khi đ−a vào cơ thể sẽ kích thích cơ thể sản sinh ra kháng thể và tế bào mẫn cảm đặc hiệu chống lại sự xâm nhập và gây bệnh của mầm bệnh. Khả năng kích thích sinh miễn dịch dịch thể và miễn dịch tế bào của kháng nguyên gọi là tính kháng nguyên. Tính kháng nguyên của một kháng nguyên trong vacxin mạnh hay yếu phụ thuộc vào tổng số nhóm quyết định kháng nguyên, trọng l−ợng phân tử, thành phần hoá học, cấu trúc lập thể và khả năng tích điện của các phần tử kháng nguyên. Một kháng nguyên có khả năng tạo phòng vệ tốt cho cơ thể, ngoài tính kháng nguyên mạnh cần có tính đặc hiệu cao. Tính đặc hiệu của kháng nguyên phụ thuộc vào tính chất và cấu trúc của
Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nụng nghiệp ... 26
các nhóm quyết định tính kháng nguyên. Tính đặc hiệu cảu kháng nguyên cao không chỉ đặc tr−ng đối với loài mà còn đặc tr−ng đối với cả typ và subtype.
Kháng nguyên để chế tạo vacxin phòng bệnh truyền nhiễm:
Th−ờng là kháng nguyên của vi sinh vật, có thể bao gồm kháng nguyên của thân, lông, vỏ bọc và độc tố của chúng sản sinh ra trong quá trình phát triển (vacxin toàn khuẩn-vacxin thế hệ I) nh− vacxin phòng bệnh tụ huyết trùng gia cầm.
Có thể là thành phần của các yếu tố gây bệnh của vi sinh vật (vacxin tiểu phẩn-vacxin thế hệ II) nh− vacxin chứa kháng nguyên F4, “F5, F6, F18 của vi khuẩn E. coli phòng bệnh tiêu chảy lợn con, bê nghé, phù đầu lợn hay vacxin chứa kháng nguyên VP2 của virus Gumboro dùng phòng bệnh Gumboro cho gà
Có thể là DNA, protein tái tổ hợp (Vacxin thế hệ III) nh− vacxin tái tổ hợp phòng bệnh lở mồm long móng và bệnh l−ỡi xanh
Thành phần hoá học của các kháng nguyên vi sinh vật trong vacxin đều là protein (kháng nguyên lông, kháng nguyên độc tố), lipopolisaccarit (kháng nguyên thân), polisaccarit (kháng nguyên vỏ bọc). Trong các loại kháng nguyên của vi sinh vật, kháng nguyên có bản chất là protein và lipopolisaccarit có tính kháng nguyên mạnh, tính đặc hiệu cao. Kháng nguyên có bản chất polisaccarit th−ờng có phản ứng chéo với nhau, vì chúng có những nhóm đ−ờng cấu tạo nên các quyết định kháng nguyên giống nhau
- Chất bổ trợ
Chất bổ trợ là những hợp chất hoá học đ−ợc thêm vào trong vacxin nhằm làm tăng khả năng kích thích miễn dịch và tăng hiệu lực của vacxin.
Trong quá trình chế tạo, sử dụng thấy rằng nếu vacxin chỉ chứa kháng nguyên, khi dùng tiêm phòng tạo hiệu lực bảo hộ thấp, không kéo dài, phản ứng xảy ra với tỷ lệ cao. Nh−ng khi cho thêm những chất không phải kháng
Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nụng nghiệp ... 27
nguyên vào vacxin sẽ làm cho hiệu lực và thời gian bảo hộ của vacxin tăng lên. Các chất đ−a vào vacxin đ−ợc gọi là chất bổ trợ. Vậy chất bổ trợ của vacxin là những chất có hoạt tính kích thích miễn dịch không đặc hiệu dùng bổ sung vào vacxin để nâng cao hiệu lực và độ dài miễn dịch . Chất bổ trợ của vacxin có 3 tác dụng:
- Hấp thu và l−u giữ kháng nguyên trong cơ thể lâu hơn, không bài thải nhanh kháng nguyên.
- Tạo kích thích đáp ứng miễn dịch không đặc hiệu của cơ thể
- Giảm kích thích phản ứng của độc tố (nếu có) trong vacxin đối với cơ thể.
Hiện nay theo Tô Long Thành, 2009, vacxin đ−ợc chia thành 2 nhóm lớn là nhóm vacxin truyền thống và nhóm vacxin thế hệ mới:
+ Vacxin truyền thống gồm có: Vacxin vô hoạt, vacxin nh−ợc độc, vacxin giải độc tố, vacxin d−ới đơn vị.
+ Vacxin thế hệ mới gồm có: Vacxin tái tố hợp và vacxin AND.
* Vacxin truyền thống
- Vacxin vô hoạt
Vacxin vô hoạt là loại vacxin th−ờng đ−ợc chế từ các chủng vi sinh vật c−ờng độc, đA đ−ợc giết chết bằng hoá chất hoặc nhiệt độ cao. Vacxin này th−ờng chứa nguyên vi sinh vật, nên hầu nh− nó tạo miễn dịch không hoàn toàn, miễn dịch có độ dài ngắn. Hiện nay nhờ công nghệ mới mà vacxin vô hoạt đA đ−ợc cải thiện nhờ chất bổ trợ có chất l−ợng cao.
Vacxin vô hoạt có một số −u điểm sau:
+ Có tính an toàn cao, không có hiện t−ợng đột biến và c−ờng độc trở lại. + Có thể dùng cho mọi đối t−ợng vật chủ kể cả vật chủ bị suy giảm miễn dịch.
Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nụng nghiệp ... 28
những nơi ch−a có điều kiện bảo quản.
+ Vacxin này kích thích miễn dịch tốt nếu đ−ợc dùng nhắc lại. Vacxin vô hoạt có một số nh−ợc điểm sau:
+ Do phải sử dụng trực tiếp trên từng cá thể, nên không thể áp dụng tiến bộ khoa học khi số l−ợng đàn lớn nh− biện pháp cho uống hoặc khí dung.
+ Không có khả năng tạo miễn dịch cục bộ. + Phải sử dụng nhắc lại mới có hiệu quả cao
+ Đôi khi không tạo đáp ứng miễn dịch ở một vài cá thể. + Giá thành cao hơn so với vacxin nh−ợc độc cùng loại.
+ Nếu quá trình vô hoạt không triệt để, dẫn đến việc đ−a mầm bệnh c−ờng độc vào vật chủ.
Một số vacxin vô hoạt: vacxin vô hoạt tụ huyết trùng gia cầm, lợn, trâu, bò, vacxin vô hoạt lở mồm long móng, vacxin vô hoạt cúm gia cầm…
- Vacxin nh−ợc độc
Vacxin nh−ợc độc là vacxin đ−ợc chế từ những chủng vi sinh vật đA đ−ợc làm giảm tính độc không còn gây hại cho vật chủ, nh−ng vẫn giữ đ−ợc tính kháng nguyên. Do đó vẫn kích thích cơ thể sinh đáp ứng miễn dịch.
Hiện nay vi sinh vật đ−ợc làm giảm độc bằng cách tiêm truyền nhiều đời cho vật chủ tự nhiên, hoặc đ−ợc nuôi cấy trong điều kiện không thuận lợi đối với vi sinh vật.
Vacxin nh−ợc độc có một số −u điểm sau: + Hoạt hoá hết hệ thống miễn dịch.
+ Không làm thay đổi tính kháng nguyên.
+ Tạo đáp ứng miễn dịch nhanh, mạnh và lâu dài. + Giá thành vacxin thấp hơn vacxin vô hoạt cùng loại.
+ Dễ dàng vận chuyển và có thể sử dụng trên quy mô công nghiệp nhờ khả năng xâm nhập đ−ợc vào cơ thể theo nhiều con đ−ờng, nên có thể cho uống hoặc sử dụng khí dung.
Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nụng nghiệp ... 29
Tuy nhiên vacxin nh−ợc độc còn có một số nh−ợc điểm sau:
+ Có thể tạo đột biến, trở lại c−ờng độc khi vào cơ thể vật chủ. Do khả năng có thể truyền vi sinh vật vacxin từ con tiêm sang không tiêm vacxin. Do sự l−u hành của vacxin nh−ợc độc rất khó kiểm soát nên đặc tính nh−ợc độc không ổn định, có thể đột biến và c−ờng độc trở lại
+ Không sử dụng đ−ợc cho những vật chủ bị suy giảm miễn dịch. + Cần phải bảo quản tốt nên hạn chế phạm vi sử dụng.
Một số vacxin nh−ợc độc: vacxin nh−ợc độc Newcastle thế hệ I, vacxin IB, vacxin Lasota, vacxin Marek…
Ngày nay vacxin nh−ợc độc đA đ−ợc cải tiến bằng cách cắt bỏ gen độc, gen gây bệnh, rồi đem chế vacxin. Nh−ng những kết quả thống kê cho thấy chỉ sau ít đời vi sinh vật lại xuất hiện gen độc trở lại. Những n−ớc phát triển có trình độ khoa học kỹ thuật cao −a chuộng sử dụng vacxin vô hoạt. Bởi an toàn và hiện nay do có nhiều chất bổ trợ mới nên hiệu quả của vacxin vô hoạt ngày càng đ−ợc cải thiện.
* Vacxin giải độc tố
Vacxin giải độc tố là vacxin chế từ các độc tố của vi khuẩn đA đ−ợc vô hoạt. Vacxin này chế ra để phòng những vi khuẩn gây bệnh bằng chính độc tố của mình.
Các vacxin giải độc tố đang đ−ợc sử dụng là vacxin giải độc tố uốn ván, vacxin giải độc tố bạch hầu.
* Vacxin d−ới đơn vị
Vacxin d−ới đơn vị là vacxin thay vì sử dụng toàn bộ vi sinh vật, hay độc tố của chúng mà sử dụng các mảnh protein của mầm bệnh để kích thích sinh miễn dịch.
Có ba loại vacxin d−ới đơn vị là vacxin đ−ợc chế từ protêin lấy từ mầm bệnh hay từ mô bào tự nhiên, vacxin protein tái tổ hợp, vacxin chứa các peptit.
Trường ðại học Nụng nghiệp Hà Nội – Luận văn thạc sĩ nụng nghiệp ... 30
+ Vacxin chứa kháng nguyên tinh khiết hơn vacxin chứa toàn bộ vi sinh vật. + Vacxin sử dụng rất an toàn cho mọi vật chủ kể cả vật chủ bị suy giảm miễn dịch, ít khi có tác dụng phụ.
Vacxin d−ới đơn vị có mốt số nh−ợc điểm sau:
+ Kháng nguyên của vacxin khó giữ đ−ợc cấu trúc không gian nguyên thuỷ của chúng, vì thế kháng thể tạo ra chống protein d−ới đơn vị có thể không nhận biết đ−ợc kháng nguyên.
Th−ờng protêin tự nhiên đ−ợc chiết tách không tinh khiết.
Do đó giải độc tố đ−ợc xem là thành công của vacxin d−ới đơn vị.
Vacxin thế hệ mới
- Vacxin tái tổ hợp
Vacxin tái tổ hợp là vacxin sử dụng một véc tơ sinh học để nhân gen mA hoá cho kháng nguyên. Véc tơ sinh học đ−ợc sủ dụng là vi khuẩn hoặc virus, gen mA hoá cho kháng nguyên sẽ đ−ợc gắn vào bộ gen của véc tơ sinh học. Quá trình nhân lên của vật mang sẽ làm gen kháng nguyên nhân lên, chúng ta sẽ thu đ−ợc kháng nguyên để chế vacxin.
Vacxin tái tổ hợp có một số −u điểm sau: + An toàn hơn vacxin nh−ợc độc.
+ Giá thành rẻ, chất l−ợng vacxin ổn định và đồng nhất. Vacxin tái tổ hợp có một số nh−ợc điểm sau:
+ Cùng một mầm bệnh có thể có rất nhiều kháng nguyên, nên hiệu quả của vacxin tái tổ hợp sẽ không cao.
+ Vacxin có thể có hiệu quả với chủng này, nh−ng không có hiệu quả