Vắc xin kép S. agalactiae và S. iniae - Triển vọng phòng bệnh cao

Cá chẽm (Lates calcarifer) một trong những loài kinh tế quan trọng ở các vùng nhiệt đới và cận nhiệt đới của khu vực châu Á - Thái Bình Dương như Trung Quốc, Indonesia, Malaysia, Thái Lan, Việt Nam và Đài Loan. Cá chẽm có khả năng sinh sản cao, chịu nhiệt tốt và phát triển nhanh ở cả môi trường nước ngọt và nước mặn. Tuy nhiên, một số vi sinh vật gây bệnh lây nhiễm trên cá chẽm ở các giai đoạn khác nhau trong vòng đời của nó dẫn đến các bệnh như bệnh rụng vảy, hoại tử cơ, xuất huyết,… Trong đó, nhiễm khuẩn Streptococcus sp. là một trong những mối đe dọa lớn đối với nghề nuôi cá chẽm gây chết hàng loạt và thiệt hại kinh tế đáng kể trong hầu hết các hệ thống hoạt động sản xuất ở Việt Nam cũng như trên toàn thế giới. 

Vi khuẩn Streptococcus agalactiae và Streptococcus iniae là hai tác nhân chính của bệnh liên cầu khuẩn. Ở cá chẽm châu Á, bệnh do S. iniae gây ra với đặc điểm là xuất huyết trên da và vây, mắt lồi được báo cáo lần đầu tiên ở Úc vào năm 1999. Bệnh tiếp tục ảnh hưởng đến cá chẽm nuôi ở Úc, với tỷ lệ chết lên đến 70% trong giai đoạn đầu theo báo cáo vào năm 2006. Bệnh liên cầu khuẩn do S. iniae cũng được báo cáo trên cá chẽm châu Á nuôi ở Thái Lan và Việt Nam. Gần đây, cá chẽm châu Á được nuôi trong các hệ thống nước ngọt ở Đông Nam Á, là môi trường thuận lợi cho S. agalactiae, khiến cá chẽm dễ bị nhiễm S. agalactiae, tương tự như cá rô phi. 

Tiêm phòng trong nuôi trồng thủy sản đã được áp dụng để cung cấp và hỗ trợ tạo nên phản ứng miễn dịch đặc hiệu lâu dài chống lại mầm bệnh ở cá nuôi. Hiện nay, hầu hết các vắc xin thương mại đều chứa mầm bệnh bất hoạt được sử dụng bằng cách tiêm, đây là một phương thức thực tế mà nông dân áp dụng.

Tiêm phòng trong nuôi trồng thủy sản được áp dụng rộng rãi hơn. Ảnh: Indigo.

Tuy nhiên, quy trình tiêm phòng cho cá trong môi trường thủy sinh khó hơn so với quy trình tiêm phòng trên cạn. Việc phát triển vắc-xin chống lại các mầm bệnh truyền nhiễm trên cá chẽm châu Á vẫn còn ở quy mô hạn chế. Có rất ít nghiên cứu về sự phát triển của vắc xin đơn và kép để bảo vệ cá chẽm châu Á chống lại nhiễm trùng S. agalactiae và S. iniae. Đây là một trở ngại lớn trong những nỗ lực không ngừng nhằm hạn chế bệnh trong các hệ thống nuôi cá chẽm. Trong nghiên cứu này, chúng tôi đã khảo sát đánh giá tiềm năng của vắc xin đơn và kép trên cá chẽm.

Cá chẽm khỏe mạnh (19,7 ± 2 g) được lấy từ một trang trại ở Thái Lan. Trước khi tiêm vắc xin, năm con cá được lấy ngẫu nhiên để phân lập vi khuẩn kiểm tra và bảo đảm rằng không có sự hiện diện của Streptococcus sp. Cá được phân phối ngẫu nhiên tiến hành gây mê và tiêm vắc xin sơ cấp (lần 1) bằng vắc xin bất hoạt formalin được điều chế từ S. agalactiae và S. iniae bao gồm lần lượt bốn nhóm: (1) nhóm đối chứng, (2) nhóm tiêm vắc xin S. agalactiae đơn, (3) nhóm tiêm vắc xin S. iniae đơn  và (4) nhóm tiêm vắc xin kép S. agalactiae + S. iniae. Mỗi con cá được tiêm 0,1 mL vắc xin đã chuẩn bị qua màng bụng (tương đương 0,5x10⁹ CFU/mL). Các mẫu dịch nhầy và huyết thanh được thu thập từ sáu con cá thuộc mỗi nhóm vào các ngày 0, 7, 14, 21, 28, 35, 42, 49, 56 và 63. Hiệu quả của vắc-xin trên cá đã được thử nghiệm bằng cách cảm nhiễm với các mầm bệnh vi khuẩn tương ứng ở ngày thứ 79 sau khi tiêm chủng. Tỷ lệ chết được ghi nhận trong 14 ngày.

Nghiên cứu này đã khám phá sự kết hợp của S. agalactiae và S. iniae trong một loại vắc xin để bảo vệ cá chẽm. Ảnh: The Fish site

Nhìn chung, các kháng thể trong huyết thanh ở cá được tiêm vắc xin đơn và kép cao hơn đáng kể so với nhóm đối chứng. Trong thử nghiệm cảm nhiễm, vắc xin kép được phát hiện có hiệu quả cao với tỷ lệ sống dao động từ 75 đến 85%. Cá không được tiêm vắc xin trong thí nghiệm cảm nhiễm với S. agalactiae, S. iniae, sự kết hợp của S. agalactiae và S. iniae bắt đầu chết từ ngày 1 và đạt 100% tử vong sau 8-9 ngày.

Điều thú vị ở đây là các loại vắc xin đã được sử dụng bằng phương pháp tiêm, tuy nhiên, kháng thể đặc hiệu (IgM) được phát hiện ở cả huyết thanh và chất nhầy tương tự nhau. Điều này gợi ý hai khả năng có thể xảy ra: thứ nhất (1) kháng thể (IgM) được tạo ra trong huyết thanh có thể được chuyển vào chất nhầy bởi một cơ chế không xác định; hoặc (2) kháng thể (IgM) có thể được sản xuất trong da.

Tuy nhiên, một trong những nguyên nhân gây hạn chế trong việc xác nhận lại điều này là các kháng thể khác như IgT và IgZ chưa được điều tra trong nghiên cứu này. Tóm lại, nghiên cứu này đã khám phá sự kết hợp của S. agalactiae và S. iniae trong một loại vắc xin bằng phương pháp tiêm có triển vọng cao trong việc phòng chống bệnh ở cá chẽm. 

Điều này cho thấy rằng hiệu quả của vắc xin không chỉ dựa vào mức kháng thể dặc hiệu (IgM) mà còn dựa vào các yếu tố khác của hệ thống miễn dịch ví dụ miễn dịch qua trung gian tế bào. Đối với quy mô thương mại, việc áp dụng vắc xin kép mang lại những lợi thế thiết thực hơn so với vắc xin đơn vì chúng giúp làm giảm số lần tiêm, giảm căng thẳng trong quá trình xử lý cá, cũng như thời gian và chi phí tiêm vắc xin.

Do đó, việc kết hợp hai hoặc nhiều mầm bệnh trong một loại vắc-xin có thể khả thi đối với ngành công nghiệp cá chẽm ở Đông Nam Á. Do đó, cần có các nghiên cứu sâu hơn về việc tối ưu hóa sự kết hợp kháng nguyên (ví dụ như loại, liều lượng) và các loại tá dược để tăng cường kích thích đáp ứng kháng thể tối ưu trong vắc xin trước khi ứng dụng trong tương lai ở cá chẽm. 

References: Systemic and mucosal antibody response of freshwater cultured Asian seabass (Lates calcarifer) to monovalent and bivalent vaccines against Streptococcus agalactiae and Streptococcus iniae. Thu Lan NG, Salin KR, Longyant S, Senapin S, Dong HT. Fish and Shellfish Immunology (2020).