Vi khuẩn P. multocida là loại cầu trực khuẩn nhỏ, ngắn, có hình trứng, bầu dục hay hình cầu, bắt màu gram âm, không lông, không di động, không hình thành nha bào. Rất nhiều nhóm vi khuẩn P. multocida tồn tại nội sinh trong động vật và gây bệnh khi động vật bị suy giảm sức đề kháng (Quinn & cs., 2015). Kích thước vi khuẩn 0,25 - 0,4 m x 0,4 - 1,5 m, vi khuẩn thường đứng riêng lẻ, đôi khi ghép đôi hoặc tạo thành chuỗi ngắn. Vi khuẩn phân lập từ lợn thì có dạng tròn hơn 0,8- 1,0 m. P. multocida là vi sinh vật yếm khí tuỳ tiện, mọc tốt trên hầu hết các môi trường thông thường giàu dinh dưỡng. Phản ứng Oxydaza, Indol dương tính, không di động, Ureaza âm tính, không mọc trên môi trường thạch MacConkey, không dung huyết và không đòi hỏi nhân tố X và V. Những đặc điểm này giúp phân biệt vi khuẩn P. multocida với các vi khuẩn cùng nhóm mà những nhóm này có liên quan trong những bệnh về phổi lợn có tên như: P. haemolytica, Actinobacillus suis và A. pleuropneumoniae.
Vi khuẩn P. multocida phát triển tốt ở nhiệt độ 370C với pH là 7,2- 7,6. Vi khuẩn mọc kém ở nhiệt độ phòng, pH< 6 và pH > 8,5. Vi khuẩn mọc tốt hơn nếu cho thêm 5 - 10% huyết thanh động vật.
Trong quá trình nuôi cấy vi khuẩn ở môi trường lỏng, người ta có thể dùng phương pháp sục khí để tăng cường sự phát triển của vi khuẩn P. multocida. Khi so sánh phương pháp nuôi cấy sục khí và nuôi cấy tĩnh thấy số lượng vi khuẩn tăng gấp 20 lần ở cùng loại môi trường. Người ta đã áp dụng phương pháp sục khí để tăng cường sự phát triển của vi khuẩn P. multocida và rút ngắn thời gian nuôi cấy trong sản xuất vacxin phòng bệnh.
Carter (1955) đã phân P. multocida thành 5 serotype kháng nguyên giáp mô khác nhau là serotype A, B, D, E và F. Theo Carter (1967) giáp mô của chủng serotype A có cấu tạo bởi axit Hyaluronic nhưng có một sự liên quan mật thiết với các thành phần khác như Polysaccharit, Protein và Lipit.
P. multocida có kháng nguyên rất phức tạp và cấu trúc từng loại kháng nguyên cũng luôn thay đổi. Kháng nguyên của P. multocida có 2 loại chính là kháng nguyên vỏ (K) và kháng nguyên thân (O). P. multocida có 5 serotype kháng nguyên vỏ A, B, D, E và F. Trong đó A, B và D đã được xác định gây bệnh cho lợn, tuy nhiên serotype B cũng không phải là nguyên nhân chính ở những ổ dịch
20
cho lợn ngoài tự nhiên ở Bắc Mỹ và Châu Âu. Serotype phổ biến nhất được phân lập trong bệnh viêm phổi lợn là serotype A.
P. multocida cũng có 16 serotype kháng nguyên thân. Những chủng thuộc serotype 3 và 5 cũng đã được phát hiện là rất phổ biến ở lợn. Với những chủng A:3, A:5, D:5 và D:3. Việc xác định serotype của P. multocida gồm 2 hệ thống là: hệ thống dựa vào kháng nguyên giáp mô và hệ thống dựa vào kháng nguyên thân
- Yếu tố độc lực:
Độc tố của P. multocida không chiết tách được, đây là độc tố chủ yếu gây viêm teo mũi ở lợn. Độc lực của các chủng P. multocida từ phổi đã được Pijoan & cs. (1984) phát hiện lần đầu tiên vào năm 1984. Kielstein (1986) đã phát hiện ra rằng những chủng có độc lực thường được tìm thấy khi phân lập vi khuẩn từ các ca bệnh cấp tính chứ không phải từ phổi lấy ở lò giết mổ.
Kháng nguyên vỏ là nhân tố rất quan trọng trong yếu tố gây bệnh, đặc biệt ở serotype A. Điều này giúp vi khuẩn tránh được sự thực bào trong quá
trình đại thực bào ở phổi. Theo Pijoan & Fuentes (1987), một số chủng
P. multocida có thể gây ra chứng viêm màng phổi và các ổ áp xe trong thí nghiệm gây nhiễm ở lợn. Maheswaran & Thies (1979) đã thông báo rằng P. multocida bị hấp thu trong quá trình đại thực bào tại phổi lợn xảy ra rất chậm thậm chí trong sự hiện diện của Opsonin, tương tự như những kết quả đã tìm được của Fuentes & Pijoan (1987).
Gần đây có giả thuyết cho rằng kháng nguyên Capsule đã được bộc lộ khi vi khuẩn phát triển dưới điều kiện nghèo sắt (Jacques & cs., 1994). Những sự phát triển ở điều kiện này gần giống như những thí nghiệm đã được chứng minh trong phòng thí nghiệm. Vì thế sự liên quan của kháng nguyên capsule đến độc lực có thể đã được đánh giá cao từ trước kia.
Các yếu tố độc lực này khác nhau ở các chủng, ở những chủng có độc lực yếu trong phổi không xác định rõ tính chất. Tuy nhiên Iwamatsu & cs. (1991) đã tìm thấy những chủng thuộc serotype D hay những chủng gây độc (của cả 2 serotype) ở những ổ áp xe nhưng không có trong bệnh viêm màng phổi.
- Sự cư trú ở màng nhày:
Sự cư trú của vi khuẩn P. multocida là vấn đề quan trọng để hiểu được sự phát sinh bệnh của vi khuẩn này. Jacques & Foiry (1987) đã tìm được cả 2 serotype A và D cư trú rất ít khi phân lập ở tế bào biểu mô thuộc ống khí quản, nhưng chủng thuộc serotype A thì cư trú nhiều hơn. Sau đó ông chỉ ra rằng chủng thuộc serotype
A hầu hết đều bám ở lớp lông mao của tế bào biểu mô.
Pijoan & Trigo (1990) cũng đã phát hiện thấy sự bám rải rác của các chủng thuộc serotype A và D nhưng nhận thấy rằng những chủng serotype D thường bám ở những tế bào không có lông mao và sau đó đã thấy ở một số chủng gây độc đặc biệt phát hiện có lông trên bề mặt của chúng, tuy nhiên vai trò của những cấu trúc này trong việc bám dính vẫn là vấn đề phải xem xét từ trước đến nay. Ngược lại với sự gắn kết yếu với bề mặt tế bào biểu mô, vi khuẩn P. multocida đã thực sự gắn kết chặt chẽ ở niêm dịch nhầy ở mũi, nhiều câu hỏi được đặt ra như nơi gắn kết thông thường ở đâu và điểm nào là nơi cư trú.
Sự cư trú tại dịch nhày ở lợn con còn đang bú mẹ đang là vấn đề rất quan trọng trong các chương trình tách đàn cai sữa sớm (SEW). Pijoan (1995) đã giả định rằng những lợn mới được cai sữa sớm (ở 15 ngày tuổi hay ít hơn) thì không khu trú đồng nhất với những vi khuẩn như P. multocida, M. hyoneumoniae, kết quả là ở những lợn đã cai sữa được chia vào khu chăn nuôi các đàn đã nuôi lâu thì thấy rằng ở những đàn này có sự khác nhau về tỷ lệ mang trùng của những gia súc trong các đàn, những đàn có tỷ lệ mang trùng thấp thì có nguy cơ phát triển những triệu chứng lâm sàng nghiêm trọng bởi vì một số lợn trong đàn đã có lây nhiễm rất muộn, đồng thời lúc đó gia súc không có sẵn kháng thể thụ động từ lợn mẹ. Điều này có thể giải thích tại sao trong hệ thống tách đàn cai sữa sớm (SEW) đôi khi vẫn thấy sự phát ra hội chứng bệnh đường hô hấp (PRDC) muộn.