Chất kắch thắch miễn dịch (Immunostimulants) là nhóm các chất có khả năng làm gia tăng sức ựề kháng bằng việc tăng cường cơ chếựáp ứng miễn dịch tự nhiên, ựặc biệt là khả năng thực bào của hàng rào các tế bào không ựặc hiệu. Hiện nay, các nghiên cứu ứng dụng chất kắch thắch miễn dịch trên cá biển nuôi ngày càng ựược quan tâm và số lượng các chất ựưa vào sử dụng trong NTTS ngày càng nhiều.
Trong các loại hoạt chất kắch thắch miễn dịch, β-glucans, một hoạt chất ựược tách chiết từ vách tế bào nấm men Saccharomyces cerevisiae, ựã ựược chứng minh có tác dụng tốt nhất trong vai trò làm tăng khả năng chống lại TNGB ở nhiều loài cá. Hoạt tắnh của β-glucans thể hiện qua khả năng hoạt hóa hệ bổ thể, lysozyme, làm tăng hoạt tắnh thực bào, bùng nổ oxy của bạch cầu, kắch thắch cá sản sinh kháng thể...Một số loài cá ựã ựược nhiều tác giả nghiên cứu sử dụng β-glucans nhằm tăng cường khả năng kháng bệnh có thể kểựến như cá nheo Mỹ (Ictalurus punctatus), cá hồi đại Tây Dương (S. salar), cá hồi vân (O. mykiss), cá tráp (S. auratus), cá chẽm Châu Âu (D. labrax), cá tuyết (G. morhua L.), cá chép (C. carpio), cá trê (Clarias batrachus)...[28], [38], [48], [82], [113], [167], [178]. Mặc dù các thử nghiệm sử dụng β-glucans cho cá ăn ở các nồng ựộ khác nhau trong khoảng thời gian khác nhau, kết quả các thắ nghiệm ựều cho thấy hiệu quả tăng kắch thắch miễn dịch ựạt cao nhất ở nồng ựộ bổ sung β-glucans 1 g/kg ( tương ựương 1000 ppm hoặc 0,1 % ) trong thời gian 15 ngày. Vắ dụ như cá tráp có chỉ số thực bào của bạch cầu cao nhất ựạt 62% sau khi ăn β-glucans 1 g/kg trong 2 tuần [48]; cá chẽm Châu Âu ăn β- glucans 0,1 % trong 15 ngày ựã làm tăng ựáng kể các thông số miễn dịch không ựặc hiệu [28]. Ở cá trê ăn bổ sung β-glucans 0,1 % cũng cho kết quả tương tự [113]. Hầu hết các nghiên cứu sử dụng β-glucans kéo dài ựều không cho hiệu quả kháng bệnh cao [28], [38], [48], [113]...
Ở cá mú, vài nghiên cứu cũng ựã ứng dụng các chất kắch thắch miễn dịch ựể cải thiện sức ựề kháng, nâng cao sức khỏe cá nuôi. Các hoạt chất chiết xuất từ rong biển như Sodium alginate và κ-Carrageenan ựược bổ sung vào thức ăn ựã làm tăng
số lượng bạch cầu, hoạt tắnh thực bào và khả năng kháng bệnh do V. alginolyticusở cá mú cọp [39]. Ở cá mú chấm cam, việc sử dụng 2 loại hoạt chất này cũng ựem lại hiệu quả tương tự, làm tăng khả năng kháng bệnh ựối với V. alginolyticus [38], và vi khuẩn Streptococcus sp. [212].
Harikrishnan et al. (2011) ựã thống kê có khoảng 22 loại chất kắch thắch miễn dịch ựã ựược sử dụng cho cá mú nuôi, bao gồm 3 loại thảo dược, 6 loại chế phẩm sinh học, 2 loại nấm men và 11 loại hợp chất hóa học. Các loại hoạt chất này ựược sử dụng cho cả cá giống và cá trưởng thành qua ựường tiêm và cho ăn. Tùy từng loại hoạt chất, hiệu quả tăng cường khả năng kháng bệnh cho cá kéo dài từ 120 giờ ựến 12 tuần [82]. Tuy nhiên, trong số 22 loại hoạt chất kắch thắch miễn dịch ựược sử dụng cho cá mú ựã thống kê, chỉ tìm thấy một công trình của Chiu et al.
(2010) nghiên cứu về ảnh hưởng tế bào nấm S. cerevisiae ở cá mú chấm cam trong khi hiệu quả của β-glucans ựã ựược chứng minh ở nhiều loài cá. Kết quả nghiên cứu này cũng cho thấy cá ựược cho ăn tế bào nấm trong 28 ngày ựã cải thiện ựáng kể tốc ựộ tăng trưởng, các thông số miễn dịch không ựặc hiệu và khả năng kháng bệnh do vi khuẩn Streptococcus sp. [42].
Nhìn chung, các công bốựều cho thấy tác dụng tắch cực của các hoạt chất kắch thắch miễn dịch trên cá nuôi. Trong ựó, β-glucans là chất kắch thắch miễn dịch ựem lại hiệu quả kháng bệnh cao và ựược sử dụng rộng rãi nhất. Tuy nhiên, số lượng công trình nghiên cứu ảnh hưởng của chất này trên cá mú nuôi vẫn còn hạn chế. Vì vậy, các nghiên cứu về nồng ựộ, phương thức và thời gian sử dụng β-glucans cho cá mú nuôi nhằm ựem lại hiệu quả bảo hộ cao, góp phần tăng năng suất nghề nuôi cá mú cũng cần ựược chú ý.
1.4.2. Nghiên cứu và sử dụng vaccine ở cá nuôi
Ở các nước có nghề nuôi cá biển phát triển như Na Uy, Mỹ, Nhật Bản, việc nghiên cứu và sử dụng vaccine cho cá ựược ựầu tư nghiên cứu từ rất sớm và ựạt ựược nhiều thành công.
Thử nghiệm vaccine vi khuẩn ựể phòng bệnh cho cá ựược công bốựầu tiên bởi Duff (1942) [57]. Trong nghiên cứu này, cá hồi Cutthroat trout sau khi ăn vi khuẩn
Aeromonas salmonicida bất hoạt bằng chloroform ựã có khả năng kháng bệnh lở loét Furunculosis. Năm 1970, vaccine thương mại ựầu tiên ựược sản xuất từ vi khuẩn Vibrio bất hoạt bằng formalin phòng bệnh lở miệng (ERM) và Vibriosis ựã thành công tại Mỹ và ựã làm giảm ựáng kể lượng kháng sinh sử dụng cho nghề nuôi cá hồi vân tại ựây [186]. Tiếp ựó, nhằm nâng cao hiệu quả bảo hộ cho cá nuôi, vaccine tiêm có bổ sung chất bổ trợ (Adjuvant) ra ựời trong những năm ựầu 1990 [204]. Chất bổ trợ thông thường gồm hai loại: Chất bổ trợ bán phần (FIA) với thành phần chắnh là dầu khoáng và chất bổ trợ toàn phần (FCA) với thành phần là hỗn hợp dầu khoáng và Mycobacterium tuberculosis ựã bất hoạt bằng nhiệt. Ngoài vai trò như một chất kắch thắch miễn dịch không ựặc hiệu [21], các chất bổ trợ còn giữ cho kháng nguyên ựược phóng thắch từ từ trong cơ thể vật chủ, kéo dài thời gian tiếp xúc của vật chủ với kháng nguyên, xác lập tắnh nhớ và kắch thắch sinh kháng thểựặc hiệu trong thời gian dài [71], [96].
Những năm tiếp sau ựó, nhiều loại vaccine vi khuẩn cho cá với các phương thức chế tạo khác nhau ựã ựược nghiên cứu như vaccine bất hoạt kết hợp ựa kháng nguyên, vaccine sống nhược ựộc, vaccine có bổ sung các loại chất bổ trợ khác nhauẦ[159],[204]. Kể từ sau năm 1990, hầu hết các loại vaccine vi khuẩn cho cá ựã ựược thương mại hóa ở các nước có nghề nuôi cá phát triển. Các công ty sản xuất vaccine cho cá có thể kể ựến như Intervet (Hà Lan), Schering-Plough (Mỹ), Pharmaq (Na Uy), Bayer (đức)Ầ Việc sử dụng vaccine phòng bệnh ựã ựem lại những thành công vượt bậc cho nghề nuôi cá ở nhiều nước. Vắ dụ như, trong những năm 1993 ựến năm 2003, nhờ sử dụng vaccine phòng bệnh mà sản lượng nghề nuôi cá hồi ở Na Uy ựã tăng lên gấp 3 lần và giảm ựáng kể lượng kháng sinh sử dụng [186].
Năm 1951, nghiên cứu vaccin virus phòng bệnh cho cá ựược công bốựầu tiên bởi Goncharov [204]. Nghiên cứu này ựã chứng minh khả năng kháng bệnh virus mùa xuân (Spring viraemia) ở cá chép sau khi tiêm gây miễn dịch bằng virus bất hoạt formalin. Mãi ựến năm 1982, loại vaccine virus này mới ựược thương mại hóa bởi công ty Bioverta ở Tiệp Khắc và ựã ựem lại nhiều thành công cho nghề nuôi cá
chép, bao gồm cá chép làm thực phẩm (Common carp) và cá chép cảnh (Koi carp) tại các nước Châu Á [186]. Tiếp theo ựó là sự ra ựời của vaccine virus tái tổ hợp năm 1995, từựây ựã mở ra một hướng ựi mới cho ngành thủy sản thế giới. Vaccine phòng bệnh do các loại virus nguy hiểm ở cá ựã ựược tập trung nghiên cứu như virus gây hoại tử tuyến tụy (Infectious pancreatic necrosis virus- IPNV), virus gây hoại tử thần kinh (Viral nervous necrosis- VNN), virus gây hoại tử máu (Infectious hematopoetic necrosis virus- IHNV), virus gây xuất huyết lở loét (Viral hemorrhagic septicemia virus-VHSV)Ầ Cho ựến năm 2005, Sommerser thống kê có khoảng 19 loại vaccine phòng bệnh do vi khuẩn và 10 loại vaccine phòng bệnh do virus ựã ựược thương mại hóa. Các loại vaccine này ựược sử dụng phòng bệnh cho các ựối tượng nuôi phổ biến bao gồm cá hồi, cá chẽm, cá mú, cá rô phi, cá chép, cá bơn ựuôi vàng... [186]. Vaccine virus trên thị trường chủ yếu ở dạng bất hoạt [198].
Ký sinh trùng (KST) cũng ựược xem như là TNGB nguy hiểm cho cá khi nhiễm cường ựộ cao và là tác nhân mở ựường cho vi khuẩn, virus xâm nhập gây bệnh. Song, các nghiên cứu vaccine phòng bệnh do KST ở cá rất ắt ựược quan tâm. Việc nuôi cấy KST ựể làm kháng nguyên trong sản xuất vaccine rất phức tạp và tốn kém. Vì vậy, ựến nay vẫn chưa có vaccine phòng bệnh do KST ựược công bố trên thị trường [186].
Trong vài năm trở lại ựây, các nghiên cứu vaccine phòng bệnh cho cá mú bắt ựầu ựược chú ý, tập trung tại các nước Châu Á như Hàn Quốc, Nhật Bản, Trung Quốc, đài Loan, Thái Lan. Vaccine virus bất hoạt phòng bệnh VNN ựược nghiên cứu ở các loài cá mú nuôi phổ biến như cá mú chấm cam E. coioides [106], cá mú cọp E. fuscoguttatus [154], cá mú E. tukula [107]. Kết quả các nghiên cứu này cho thấy hiệu quả bảo hộ của vaccine ở cá kéo dài từ 3 tháng ựến 17 tháng tùy tuổi cá. Vaccine tái tổ hợp phòng bệnh VNN cho cá E. coioides cũng ựược nghiên cứu và giá trị bảo hộựạt 64,2 - 69,5 % sau 7 ngày tiêm gây miễn dịch [128].
Ngoài vaccine virus, thử nghiệm vaccine phòng bệnh do vi khuẩn trên cá mú cũng ựã có vài công bố. Vaccine vi khuẩn V. harveyi bất hoạt ựã làm giảm tỷ lệ chết ở nhóm cá mú E. bruneus tiêm vaccine (35 %) so với nhóm ựối chứng (90 %) [83].
Vaccine tổ hợp từ 2 loài vi khuẩn V. harveyi và V. parahaemolyticus bất hoạt formalin ựã ựược thử nghiệm trên cá mú chấm cam tại Thái Lan, kết quả cho thấy hiệu quả bảo hộựạt ựến 77,6 % [45].
Ngoài ra, vaccine phòng bệnh do KST ở cá mú cũng ựã ựược nghiên cứu. Yambot và Song (2006) ựã tiêm Cryptocaryon irritans giai ựoạn theront (Protozoa gây bệnh ựốm trắng ở cá) ựã bất hoạt formalin cho cá mú chấm cam. Sau 3 tuần công cường ựộc, kết quả cho thấy tỷ lệ chết tắch lũy ở nhóm cá ựối chứng là 100 % trong khi ở nhóm tiêm vaccine chỉ từ 0- 40 % tùy thuộc nồng ựộ kháng nguyên. đồng thời, hàm lượng kháng thể trong dịch nhờn ở nhóm tiêm vaccine ựã tăng hơn ựáng kể [211].
Song song với nghiên cứu chế tạo vaccine, phương pháp sử dụng vaccine phòng bệnh cho cá nuôi ựể ựạt hiệu quả phòng hộ tốt nhất cũng ựược quan tâm nghiên cứu. Cho ựến nay, trên thế giới ựã sử dụng nhiều cách khác nhau ựể gây miễn dịch cho cá nuôi phụ thuộc từng loại vaccine, loài cá, ựộ tuổi cũng nhưựiều kiện nuôi. Hiện nay, trong NTTS, phương pháp dẫn truyền vaccine cho cá qua các con ựường như sau:
Ớ Tiêm (Injection administration): Trong phương pháp này, vaccine có thể ựược tiêm vào xoang bụng hoặc vào phần cơ. Phương pháp tiêm vaccine vào xoang bụng ựược áp dụng phổ biến trong nghề nuôi cá hồi đại Tây Dương (Salmo salar). Cá giống ựược tiêm vaccine trước khi ựưa ra biển nuôi vài tháng. Thông thường, phương pháp tiêm xoang bụng áp dụng chủ yếu cho vaccine phòng bệnh do vi khuẩn và phương pháp tiêm cơ áp dụng cho vaccine DNA phòng bệnh do virus [47]. Thành phần kháng nguyên trong các loại vaccine tiêm thường kết hợp nhiều dòng vi khuẩn trong cùng một loài hoặc khác loài và virus ựã bị giết chết hoặc protein của virus. Loại vaccine ựa giá này giúp cơ thể cá ựáp ứng lại với nhiều loại kháng nguyên và phòng ựược nhiều loại bệnh khác nhau [34]. Tiêm là con ựường dẫn truyền vaccine ựem lại hiệu quả cao nhất trong việc kắch thắch sản xuất kháng thể toàn thân cũng như tạo nên hiệu quả bảo vệ tốt nhất và tồn tại trong thời gian dài [142]. Ngoài ra, lượng vaccine sử dụng tiêm cho cá thường nhỏ và toàn bộ vaccine ựược vào trong cơ thể cá nên không tiêu tốn một lượng lớn vaccine như các phương pháp khác. Tuy nhiên, phương pháp này cũng tồn tại khá nhiều nhược ựiểm. Cá có
khối lượng thân nhỏ hơn 20 g thì khó áp dụng ựược phương pháp tiêm trong khi cá càng nhỏ thì càng dễ mẫn cảm với TNGB [159]. Ngoài ra, tiêm vaccine thường gây sốc cho cá do thao tác ựánh bắt khi tiêm, ựòi hỏi nhiều thời gian và công sức.
Nhằm khắc phục các nhược ựiểm trên, các chất gây mê ựược sử dụng ựể giảm thiểu nguy cơ gây sốc cho cá trong lúc tiêm. đồng thời, các thiết bị tiêm vaccine tự ựộng với các dây chuyền hiện ựại cũng ựược nghiên cứu thiết kế nhằm ựáp ứng cho nghề nuôi cá công nghiệp tại nhiều nước trên thế giới. Trong khi phương pháp tiêm vaccine bằng tay chỉ tiêm ựược 1.000 - 1.200 con/giờ [61] thì sử dụng máy tiêm có thể lên tới 7.000 - 9.000 con/giờ [160]. Tuy nhiên, tiêm bằng máy lại ựòi hỏi kắch thước cá phải tương ựương nhau vì lượng vaccine ở mỗi liều tiêm ựều giống nhau [160].
Ớ Qua da và mang: Con ựường dẫn truyền này có thể ựược thực hiện bằng phương pháp tắm, ngâm hoặc phun vaccine cho cá theo nhiều cách khác nhau.
Ngâm vaccine (Immersion administration) là phương pháp ựơn giản, có chi phắ thấp và ựược sử dụng phổ biến nhất. Cá có thể ựược ngâm trực tiếp trong vaccine (Direct Immersion Ờ ID) hoặc ngâm trong dung dịch muối ưu trương kết hợp vaccine (Hyperosmotic Immersion Ờ HI). Nồng ựộ và thời gian ngâm vaccine phụ thuộc vào loại vaccine, loài cá, khối lượng cơ thể. Trước ựây, nhiều nghiên cứu cho rằng phương pháp HI có thể gây sốc cho cá hơn so với DI [61]. Huising et al.
(2003) ựã so sánh 2 phương pháp DI và HI trên cá chép C. carpio, kết quảựã chứng minh phương pháp HI ựã làm tăng đƯMD của cá mà không làm cá bị sốc [94]. Phương thức này có hiệu quảở cá hồi trong việc tăng khả năng ựề kháng Vibriosis và ERM [159]. Ở cá mú, nghiên cứu của Kai và Chi (2008) cho thấy khi tắm cá mú chấm cam trong dịch virus HGNNV bất hoạt bằng Binary ethylenimine ựã ựem lại hệ số bảo hộ ựạt ựến 82 - 87 % và thời gian bảo hộ kéo dài hơn 3 tháng [106]. Ngoài ra, phương pháp phun vaccine trực tiếp lên cá cũng ựược thông báo có hiệu quả kháng bệnh do Vibrio ở cá, áp dụng tốt nhất ở giai ựoạn cỡ cá 20 g/con. Tuy nhiên, phương pháp này dễ gây sốc cho cá hơn là phương pháp DI [60].
Gần ựây, ựể nâng cao hiệu quả hấp thu vaccine qua mang và da, nhiều nghiên cứu ựã cải tiến phương pháp ngâm, tắm vaccine cho cá kết hợp với sóng siêu âm. Zhou et al. (2002) thắ nghiệm về khả năng dẫn truyền vaccine vi khuẩn V. alginolyticus vào cơ thể cá mú E. awoara bằng sóng siêu âm tần số 20 kHz. Kết quả cho thấy tắm vaccine trong sóng siêu âm ựã ựem lại hiệu quả bảo vệ tốt tương ựương với phương pháp tiêm [218]. Phương pháp này cũng cho kết quả bảo vệ tốt ở loài cá tráp Pagrus major ựối với TNGB là V. anguillarum và V. alginolyticus
[218]. Khi so sánh khả năng hấp thu và tạo kháng thểở cá vàng Carassius auratus
ựối với huyết thanh albumin (BSA) giữa 2 phương pháp dẫn truyền là sóng siêu âm và ngâm HI, Navot et al. (2004) ựã chứng minh dẫn truyền bằng sóng siêu âm cho hiệu quả tốt nhất với thời gian hiệu ứng nhỏ hơn 5 lần so với phương pháp HI [147].
Ngoài ra, phương pháp bao gói kháng nguyên trong các hạt có kắch thước nano (Nano-encapsulation) cũng làm tăng hiệu quả hấp thu vaccine và đƯMD ở cá. Kai và Chi (2008) ựã chứng minh vaccine từ virus HGNNV bất hoạt bằng formalin ựược bao gói trong các hạt có kắch thước 80 nm ựã ựem lại hiệu quả bảo hộở cá mú chấm cam là 83 %, trong khi cá tắm trong vaccine chưa ựược bao gói chỉựạt 58,6 % [106].
Nhìn chung, phương pháp ngâm, tắm vaccine cho cá có những ưu ựiểm như dễ thực hiện với số lượng cá lớn, có thể áp dụng với cỡ cá nhỏ, ắt hoặc không gây sốc