Các nghiên cứu thí nghiệm và thực địa đã chứng minh hiệu quả của việc phòng PMWS bằng vắc-xin như cải thiện tăng trọng bình quân hàng ngày, giảm tỷ lệ chết, tỷ lệ loại thải, giảm lượng v
T ổ ng quan
Gi ớ i thi ệ u v ề PCV2
Porcine circovirus (PCV) thuộc giống Circovirus, họ Circoviridae Dựa vào kích thước virion và cấu trúc bộ gen của vi-rút, Ủy ban quốc tế về phân loại vi-rút (International Committee on Taxonomy of Viruses - ICTV) năm 2017 chia họ
Circoviridae thành 2 giống là Circovirus và Cyclovirus (Breitbart và ctv, 2017)
Porcine circovirus gồm 3 type là PCV1, PCV2 và PCV3 (Rosario và ctv, 2017; Lefkowitz và ctv, 2018)
Dựa vào kết quả phân tích bộ gen, các nhà nghiên cứu còn phân chia PCV2 thành các genotype Grau-Roma và ctv (2008) đã đề ra một định nghĩa cho các genotype PCV2, dựa trên các so sánh trình tự theo cặp (PAirwise Sequence Comparisions - PASC) đểxác định mức độ biến đổi di truyền (p), giá trị này được tính toán bằng cách chia số nucleotide khác nhau cho tổng số nucleotide so sánh giữa các bộ gen (Kumar và ctv, 2001) Kết quả là xây dựng một khoảng cách p và biểu đồ tần số cho phép xác định các giá trị ngưỡng để phân biệt các genotype với nhau (Rogers và Harpending, 1992; Biagini và ctv, 1999) Có 2 cách để phân chia các genotype của PCV2: (1) dựa trên sự phân tích toàn bộ bộ gen PCV2 với giá trịngưỡng p = 0,02 (Grau-Roma và ctv 2008); (2) dựa trên mức độ biến đổi di truyền của ORF2 thì giá trị ngưỡng p = 0,035 (Segalés và ctv, 2008) Gần đây, Franzo và Segalés (2018) đề xuất cách phân loại genotype PCV2 dựa trên 3 tiêu chí, đó là khoảng cách di truyền (p-diastance) tối đa giữa các genotype (intra-genotype) là 13% (dựa trên trình tự ORF2), giá trị bootstrap ở các nút (node) > 70% và có ít nhất 15 trình tự chuỗi có sẵn
Các phân lập PCV2 được chia thành 8 genotype chính là PCV2a, PCV2b, PCV2c, PCV2d (trước đây còn gọi là mutant PCV2b, viết tắt là mPCV2b), PCV2e (Xiao và ctv, 2015; Davies và ctv, 2016), PCV2f (Bao và ctv, 2017), PCV2g và
PCV2h (Franzo và Segalés, 2018) Dựa vào kết quả phân tích cây phát sinh chủng loại, Xiao và ctv (2015) phân PCV2d thành 2 subgenotype đó là PCV2d-1 và PCV2d-
2 Ngoài ra, còn có sự hiện diện của nhóm PCV2 tái tổ hợp (recombinant cluster) còn được gọi là các chủng trung gian (intermediate strains) trong thực địa (Cai và ctv, 2012; Xiao và ctv, 2015; Franzo và ctv, 2016) Nhóm tác giả Franzo và ctv (2016) đã phân tích 898 trình tự chuỗi nucleotide ở 32 quốc gia từnăm 1980 đến 2014 (dữ liệu thu thập từ GenBank) Kết quả cho thấy có đến 33% (304/898) trình tự chuỗi nucleotide được nhận dạng là tái tổ hợp Hầu hết các quốc gia ở khắp các châu lục đều có sựlưu hành của nhóm tái tổ hợp, trong đó có Việt Nam Đáng lưu ý, theo cách phân loại mới của Franzo và Segalés (2018) một số chủng PCV2 trước đây được xếp vào nhóm tái tổ hợp (recombinant cluster) nay được xếp vào genotype PCV2g và PCV2f Kết quả phân tích của Franzo và Segalés (2018) cho thấy có đến 45/75 chủng PCV2 của Việt Nam đăng ký trên GenBank (đến thời điểm ngày 5 tháng 7 năm 2018) được xếp vào PCV2h mà trước đây các chủng này được xếp vào nhóm tái tổ hợp.Vì thế, trong phần trình bày này các chủng trước đây được xếp vào nhóm tái tổ hợp nhưng nay theo cách phân loại mới được xếp vào PCV2h sẽđược viết tắt là PCV2-Re (2h)
1.1.2 Đặc điểm hình thái và sức đề kháng của PCV2
PCV có kích thước rất nhỏ, đường kính khoảng 17 ± 1,3 nm, không có vỏ bọc (Tischer và ctv, 1982) Virion hình cầu, đối xứng 20 mặt, với 60 phân tử protein capsid (Crowther và ctv, 2003), chứa ADN sợi đơn dạng vòng kích thước khoảng 1,76 - 1,77 kb (Meehan và ctv, 1997; 1998)
PCV rất ổn định ở điều kiện khác nhau của môi trường, đề kháng rất cao với nhiệt độ và pH: ổn định ở pH = 3, nhiệt độ 56 0 C và 70 0 C trong 15 phút Các thí nghiệm in vitro cho thấy, PCV2 đề kháng với nhiệt độ khô, khảnăng gây nhiễm của PCV2 giảm tương ứng 0,75log và 1,25log sau khi xử lý nhiệt độ khô ở 80 0 C trong vòng 72 giờ và 120 0 C trong vòng 30 phút (Welch và ctv, 2006) PCV2 bị bất hoạt ở nhiệt độướt 80 0 C trong 15 phút (O'Dea và ctv, 2008) Ở pH = 2, trong vòng 30 phút, hiệu giá PCV2 giảm từ 5,5 log xuống còn 2,7 log (Kim và ctv, 2009c) Tính gây nhiễm của PCV2 giảm đáng kể ở pH = 11 và hầu như biến mất ở pH = 12 (Lyoo,
2009) Hiệu giá vi-rút cũng giảm bởi một số chất sát trùng gốc kiềm (ví dụ như
NaOH), các tác nhân oxy hóa (ví dụnhư sodium hypochlorite) hoặc amonium bậc 4 (Royer và ctv, 2001; Martin và ctv, 2008) PCV2 đề kháng với chloroform, các chế phẩm chứa cồn, iodine, formaldehyde và phức hợp chlohexidine
Hình 1.1 Hình ảnh PCV2 dưới kính hiển vi điện tử (A) Hình ảnh PCV2 dưới kính hiển vi điện tử (Allan và ctv, 2012) (B) Hình ảnh PCV2 dưới kính hiển vi điện tử lạnh (Cryo-electron microscopy) (Nguồn: King và ctv, 2012)
1.1.3 Đặc điểm nuôi cấy của PCV2
PCV2 là vi-rút phát triển chậm, một chu kỳ nhân lên của PCV2 trên tế bào PK15 mất khoảng 30 - 36 giờ (Cheung và Bolin, 2002; Meerts và ctv, 2005a) PCV2 nhân lên trong tế bào dòng thận heo PK15 và cũng nhân lên trong một số loại tế bào tế bào sơ cấp như tế bào đơn nhân tim thai (fetal cardinomonocyte - FCM), đại thực bào phế nang heo (porcine alveolar marcophage - PAM), tếbào đơn nhân máu ngoại vi (peripheral blood mononuclear cell - PBMC), tế bào tua (dendritic cell - DC) nhưng hiệu giá vi-rút đạt được rất thấp (Gilpin và ctv, 2003; Vincent và ctv, 2003; Meerts và ctv, 2005a; Chang và ctv, 2006; Yu và ctv, 2007b) Kết quả nghiên cứu của Allan và ctv (1994) về một sốđặc tính sinh học của PCV cho thấy, PCV cũng có thể nhân lên trên các tế bào có nguồn gốc từ heo và tế bào Vero, các tế bào sơ cấp từ bò và cừu cũng nhạy cảm với PCV nhưng không thể tiếp đời PCV trên các tế bào này
1.1.4 Cấu trúc bộ gen PCV2
PCV2 chứa ADN sợi đơn dạng vòng kích thước từ 1.766 đến 1.768 nucleotide (Hamel và ctv, 1998; Meehan và ctv, 1998; Guo và ctv, 2010) Bộ gen PCV2 được sắp xếp thành 11 khung đọc mở giảđịnh (open reading frames - ORF) Trong đó, ORF1,
ORF5, ORF7 và ORF10 nằm trên chuỗi dương cùng chiều kim đồng hồ, ngược lại các ORF2, 3, 4, 6, 8, 9 và 11 nằm trên chuỗi bổ sung và ngược chiều kim đồng hồ (Hamel và ctv, 1998) Ở vùng trung gian lớn giữa ORF1 và ORF2 chứa gốc sao chép (Origin of DNA replication - Ori), có một cấu trúc cuống - vòng (stem - loop), giúp PCV2 nhân lên theo cơ chế vòng tròn lăn Đến nay, chỉ xác định được 4 khung đọc mở mã hóa protein đó là ORF1, 2, 3 và 4 (Hình 1.2), riêng protein được mã hóa từORF5 cũng đã được nghiên cứu, tuy nhiên, cần phải tiếp tục nghiên cứu thêm đểxác định vai trò cụ thể của protein này (Lv và ctv, 2015)
Hình 1.2 Cấu trúc bộ gen PCV2 ORF1 (màu đỏ) mã hóa protein Rep và Rep’
ORF2 (màu xanh dương) mã hóa protein Cap ORF3 (màu xanh lá cây) mã hóa protein ORF3 ORF4 (màu vàng) mã hóa protein ORF4 Gốc sao chép (Ori) nằm ở vùng trung gian giữa các điểm bắt đầu của 2 khung đọc ORF1 và ORF2 H1, H2, H3 và H4 là các hexanucleotide (Faurez và ctv, 2009)
ORF1 còn được gọi là gen Rep, dài 945 nucleotide, nằm trên chuỗi dương và theo chiều kim đồng hồ, là vùng rất bảo tồn của giống Circovirus, mã hóa protein không cấu trúc là enzyme Rep (helicase) chứa 314 aa và Rep’ (nickase) chứa 178 aa Đây là hai protein rất cần thiết cho sự nhân lên của ADN-PCV trong tế bào ký chủ (Mankerts và Hillenbrand, 2001; Cheung, 2003) Protein Rep đóng vai trò quan trọng trong đáp ứng miễn dịch qua trung gian tế bào đối với PCV2 Do bởi Rep là protein cần thiết cho sự nhân lên của PCV2, các đáp ứng miễn dịch chống lại protein này có lẽcũng đóng vai trò quan trọng trong việc chế ngự sự nhân lên của PCV2 và ngăn chặn tiến trình chuyển từ trạng thái nhiễm PCV2 sang PMWS trên heo (Fort và ctv, 2010)
ORF2 còn gọi là gen Cap, nằm trên chuỗi bổ sung và theo chiều ngược chiều kim đồng hồ, dài từ 702 đến 708 nucleotide, mã hóa protein cấu trúc duy nhất Cap (capsid) chứa 233-235 aa (Mankertz và ctv, 2000; Nawagitgul và ctv, 2000; Guo và ctv, 2010), là protein sinh miễn dịch dịch thể và miễn dịch qua trung gian tế bào đối với PCV2 (Mahé và ctv, 2000; Blanchard và ctv, 2003; Fort và ctv, 2010), có chức năng rất quan trọng trong việc giúp vi-rút bám và xâm nhập vào tế bào ký chủ (Khayat và ctv, 2011) Sự biến đổi di truyền xảy ra ở protein Cap có thể có ảnh hưởng rất lớn đến độc lực của PCV2 in vivo cũng như khảnăng nhân lên của vi-rút in vitro (Fenaux và ctv, 2004b) Vì thế, hầu hết các nghiên cứu về PCV2 như chẩn đoán, phân tích di truyền, miễn dịch và vắc-xin đều tập trung vào ORF2 và protein Cap
ORF3 ở vị trí hoàn toàn trùng lắp với ORF1, nó nằm trên chuỗi bổ sung và ngược chiều kim đồng hồ, dài 315 nucleotide mã hóa protein chứa 104 aa (Hamel và ctv, 1998; Meehan và ctv, 1998; Morozov và ctv, 1998) Protein ORF3 của PCV2 có liên quan đến sự chết theo chương trình (apoptosis) của tế bào nuôi cấy in vitro và tác động lên sự sinh bệnh của vi-rút in vivo (Liu và ctv, 2006)
Các b ệ nh do circovirus trên heo
Hội chứng còi trên heo sau cai sữa (post weaning multisystemic wasting syndrome - PMWS) được mô tả đầu tiên vào năm 1991 ở Canada như là một bệnh lẻ tẻ
Biểu hiện đặc trưng của hội chứng này là giảm tăng trọng một cách nhanh chóng, suy hô hấp và da tái nhợt ở heo sau cai sữa (Clark, 1996; Harding, 1996) Sau đó, có nhiều bằng chứng chứng minh, ngoài PMWS, PCV2 còn liên quan đến một số bệnh khác trên heo như bệnh rối loạn sinh sản (West và ctv, 1999), hội chứng viêm da và bệnh lý thận (porcine dermatitis and nephropathy syndrome - PDNS) (Rosell và ctv, 2000), bệnh hô hấp phức hợp trên heo (porcine respiratory disease complex – PRDC) (Thacker và Thacker, 2000), bệnh viêm phổi hoại tử và tăng sinh (proliferative and necrotising pneumonia – PNP) (Allan và Ellis, 2000), bệnh viêm ruột (Jensen và ctv, 2006)
Năm 2002, Allan và ctv (2000) đã đề xuất thuật ngữ“các bệnh do circovirus trên heo” (porcine circovirus diseases - PCVD), tên gọi này được sử dụng phổ biến ở châu Âu Tương tự, năm 2006, Hiệp hội các nhà Thú y Mỹ (American Association of Swine Veterinarians - AASV) đã đưa ra thuật ngữ “các bệnh liên quan circovirus trên heo” (porcine circovirus associated diseases - PCVAD) (http://www.aasv.org) để chỉ tất cả các bệnh liên quan đến PCV2 xảy ra trên heo Harding (2007) cho rằng, cần có một tên gọi thống nhất cho hội chứng này vì đây là một bệnh toàn cầu có cùng tác nhân gây bệnh, cùng sinh bệnh học và cùng biểu hiện bệnh Để thống nhất trong cách gọi tên, Segalés
(2012) sử dụng thuật ngữ“các bệnh do circovirus trên heo” (PCVD) để chỉ tất cả các bệnh đã đề cặp ở trên, bao gồm cả trường hợp nhiễm PCV2 tiềm ẩn
Cho đến nay, các nghiên cứu chứng minh mối liên quan giữa nhiễm PCV2 và sự phát triển thành bệnh chỉthành công đối với PMWS (Allan và ctv, 1999; Bolin và ctv, 2001) và đối với rối loạn sinh sản (Sanchez và ctv, 2001; Mateusen và ctv, 2007) Các mối liên hệ giữa PCV2 và các tình trạng bệnh khác chỉ dựa trên nghiên cứu hồi cứu và hoặc dựa vào các ca lâm sàng (Segalés và ctv, 2005a; Segalés, 2012)
PCV2 phổ biến khắp nơi trên thế giới, cảnơi phát hiện PCVD hoặc những nơi không có PCVD (Allan và Ellis, 2000; Segalés và ctv, 2004) Điều thú vị là ở châu Úc cũng có sự hiện diện của PCV2, nhưng quốc gia này được xem là không có PMWS (Raye và ctv, 2005; Finlaison và ctv, 2007)
1.2.2.2 Loài cảm thụ, lứa tuổi, tỷ lệ mắc bệnh
- Loài cảm thụ: heo là ký chủ tự nhiên của cả PCV1 và PCV2 (Segalés và
Domingo, 2002) Heo rừng có thể mắc PMWS (Ellis và ctv, 2003; Schulze và ctv, 2004; Lipej và ctv, 2007) nhưng tầm quan trọng về mặt dịch tễ của việc nhiễm PCV2 trên các loài này thì không rõ (Vicente và ctv, 2004)
Mặc dù các nghiên cứu đầu tiên cho thấy PCV có thể nhiễm trên người, bò và chuột (Tischer và ctv, 1995; Nayar và ctv, 1999), các khảo sát huyết thanh học trên bò, dê, ngựa, chó, mèo, chuột và người cho thấy không có bằng chứng về việc nhiễm PCV trên các loài này (Allan và ctv, 2000; Ellis và ctv, 2001) Gây nhiễm thí nghiệm PCV2 trên cừu và thỏ cho thấy không có sự chuyển đổi huyết thanh cũng như phát triển bệnh tích (Allan và ctv, 2000; Quintana và ctv, 2002)
- Lứa tuổi mắc bệnh: tất cả các lứa tuổi heo đều nhiễm PCV2 PMWS thường ảnh hưởng trên heo từ 5 đến 18 tuần tuổi, phần lớn các ca PMWS xảy ra trên heo từ
6 đến 10 tuần tuổi, viêm ruột do PCV2 thường thấy trên heo từ 8 đến 16 tuần tuổi, PDNS ảnh hưởng trên heo các lứa tuổi gồm heo sau cai sữa, heo choai và heo lớn (Drolet và ctv, 1999)
- Tỉ lệ nhiễm: Trước khi vắc-xin PCV2 được thương mại hóa, các khảo sát huyết thanh học cho thấy sự nhiễm PCV2 lan rộng khắp toàn cầu, với tỉ lệ dương tính huyết thanh lên đến 100% tùy thuộc vào lứa tuổi, quy mô đàn Tỉ lệ bệnh trên đàn mắc PMWS thường dao động từ 4-30% (đôi khi lên đến 50 - 60%) và tỉ lệ chết từ 4 - 20% (Segalés và Domingo, 2002) Tỉ lệ nhiễm PDNS rất thấp chỉ khoảng dưới 1% (Segalés và ctv, 1998)
Theo thống kê của Madson (2018), sau khi áp dụng việc tiêm vắc-xin PCV2 rộng rãi, gần như 100% ở Mỹ, tỉ lệ các ca mắc PCVD giảm từ 14% vào năm 2006 xuống còn khoảng 2 - 6% vào các năm từ 2008 - 2017
Trên heo nhiễm PCV2, các chất tiết (mũi, mắt, phế quản), phân, nước bọt, nước tiểu, sữa, tinh dịch và hạch hạnh nhân đều có chứa vi-rút (Krakowka và ctv, 2000; Shibata và ctv, 2003; 2006; Segalés và ctv, 2005b; Ha và ctv, 2009; Park và ctv, 2009) Kết quả gây nhiễm PCV2 thí nghiệm trên heo CD/CD (cesarean-derived colostrum-deprived –heo con được sinh mổ và không bú sữa đầu) của Okuda và ctv
(2003) cho thấy, PCV2 hiện diện trong huyết thanh, dịch ngoáy mũi, và trực tràng, cũng như ở hầu hết các mô lym-phô như nốt bạch huyết, lách, hạch hạnh nhân và các tổ chức khác như tim, phổi, gan và ruột non của heo được gây nhiễm Có sự hiện diện của PCV2 trong thai sẩy hoặc heo mới sinh trên nái sẩy thai và sinh non do bị nhiễm PCV2 trong thời gian mang thai (Park và ctv, 2005) Ngoài ra, PCV2 cũng hiện diện với lượng khá lớn trong bệnh tích cơ tim viêm của thai sẩy hoặc thai gỗ trong trường hợp nái có vấn đề về sinh sản (Brunborg và ctv, 2007)
PCV2 truyền ngang chủ yếu qua đường mũi miệng Đây chính là cơ sở để gây nhiễm PCV2 thí nghiệm trên heo bằng đường mũi (intranasal) (Allan và ctv, 1999; Balasch và ctv, 1999; Krakowka và ctv, 2000; Rovira và ctv, 2002) Khảnăng truyền ngang của PCV2 được chứng minh bằng cách nhốt lẫn giữa heo không nhiễm và heo nhiễm (Albina và ctv, 2001; Bolin và ctv, 2001) PCV2 truyền lây qua tiếp xúc trực tiếp giữa các heo được nuôi chung với nhau mạnh hơn là giữa các heo được nuôi ở các ô chuồng khác nhau (Andraud và ctv, 2008) PCV2 còn có thể lây nhiễm cho heo qua đường miệng khi cho heo ăn các mô chưa được nấu chín từ các heo bị vi-rút huyết (Opriessnig và ctv, 2009b) Ngoài ra, PCV2 còn lây gián tiếp giữa các heo được nuôi ở các ô chuồng gần kề nhau (Kristensen và ctv, 2009)
PCV2 có thể truyền dọc qua nhau thai, gây nhiễm cho bào thai (Ha và ctv, 2009; Park và ctv, 2009) Khi sử dụng tinh dịch có nhiễm PCV2 gieo tinh cho heo nái tơ, có gây ra biểu hiện rối loạn sinh sản và thai bị nhiễm PCV2 (Madson và ctv,
2009) Tuy nhiên, vẫn chưa xác định được lượng PCV2 nhiễm tự nhiên trong tinh dịch bao nhiêu là đủ để gây nhiễm cho nái và thai
Các nghiên c ứ u v ề di truy ề n c ủ a PCV2
1.3.1 Các nghiên cứu về biến đổi di truyền của PCV2 trên thế giới
Kết quả phân tích sự tiến hóa của PCV2 theo Firth và ctv (2009) cho thấy, cả
2 genotype PCV2 (PCV2a và PCV2b) có khảnăng đã xuất hiện từ một tổ tiên chung khoảng 100 năm trước đây và tiến hóa độc lập kể từ thời điểm đó, mặc dù cùng lưu hành trong cùng các loài ký chủvà các vùng địa lý Phân tích phát sinh loài giữa các genotype PCV2 cho thấy, sự phân nhánh khởi đầu là PCV2c sau đó đến sự phân nhánh của PCV2a, PCV2b và PCV2d, sự phân nhánh của PCV2a xảy ra trước so với PCV2b (Dupont và ctv, 2008; Guo và ctv, 2010; Cortey và ctv, 2011; Ge và ctv,
2012) Cũng theo kết quả phân tích của Firth và ctv (2009), tốc độ thay thế nucleotide của PCV2 khoảng 1,2 x 10 -3 sự thay thế/vị trí/năm (substitutions/site/year) Theo ghi nhận của Pérez và ctv (2011), từ phân tích các PCV2 thu thập ở Cuba từnăm 2005 –
2009, tốc độ thay thế nucleotide của PCV2 từ 3,1 x 10 -3 đến 6,6 x 10 -3 sự thay thế/vị trí/năm Tốc độnày được ghi nhận là cao nhất đối với một vi-rút ADN sợi đơn Tốc độ tiến hóa cao như vậy có thể cho phép PCV2 duy trì khả năng tiến hóa tương đương với các vi-rút ARN sợi đơn và cao hơn so với các vi-rút ADN sợi đôi
Các nghiên cứu cho thấy có sự biến đổi toàn cầu về genotype của PCV2 từPCV2a sang PCV2b và sự xuất hiện vượt trội của PCV2b từsau năm 2003 (Olvera và ctv, 2007; Dupont và ctv, 2008) Genotype PCV2a và PCV2b tương đồng khoảng 95% về trình tự nucleotide (Olvera và ctv, 2007) Sựkhác nhau cơ bản giữa PCV2a và PCVb chủ yếu là ở ORF2 Mức độ tương đồng về trình tự nucleotide và peptide giữa 2 genotype này khoảng 90% Genotype PCV2a và PCV2b đã được tái phân lập từ các ca PMWS trên toàn thế giới Kết quả phân tích trình tự gen của các phân lập PCV2 cho thấy, từnăm 1997 đến năm 2006 sự biến đổi genotype của PCV2 không xảy ra ở Hàn
Quốc, Nhật Bản hoặc Úc (Dupont và ctv, 2008) Sau đó, từnăm 2005 – 2007, PCV2b trởthành genotype vượt trội ở Hàn Quốc (Kim và ctv, 2009a), ở Nhật Bản cả PCV2a và PCV2b đều được phát hiện trong các phân lập giữa năm 2006 và 2007 (Takahagi và ctv, 2008) Olvera và ctv (2007) phân tích 148 chuỗi trình tự nucleotide bộ gen của PCV2 có trên cơ sở dữ liệu của NCBI (http://www.ncbi.nlm.nih.gov) đến tháng
9 năm 2005, tác giả ghi nhận PCV2b là genotype chủ yếu công bố sau năm 2003 (87/94), trong khi đó genotype công bốtrước năm 2003 chủ yếu là PCV2a (33/53) Câu hỏi đặt ra là tại sao lại có sự biến đổi trên quy mô toàn cầu từ PCV2a sang PCV2b? Đến nay vẫn là một câu hỏi chưa có câu trả lời rõ ràng chính xác Tuy nhiên, dựa trên các dữ liệu có sẳn cho thấy, sựgia tăng thương mại trên toàn thế giới về heo và các sản phẩm có nguồn gốc từ heo; stress, mật độ nuôi, áp lực của các bệnh khác như PRRS; khảnăng lây truyền qua nhiều đường khác nhau cũng như sức đề kháng mạnh mẽ và đặc biệt là tốc độ thay thế nucleotide cao của PCV2, có lẽ đóng vai trò quan trọng trong việc thay thế genotype của PCV2 (PCV2b thay thế cho PCV2a) trên quy mô toàn cầu
PCV2c được ghi nhận đầu tiên ở Đan Mạch từ các mẫu huyết thanh heo lưu trữ vào những năm 1980 – 1990 Vào thời điểm này, PMWS lại không hiện diện hoặc ít nhất là không phát hiện thấy (Dupont và ctv, 2008) Franzo và ctv (2015) đã phát hiện được một phân lập PCV2 thuộc genotype 2c trên heo hoang dã (feral pig) thu thập từnăm 2010 ở Brazil
Genotype PCV2d, còn được gọi là biến chủng PCV2b – mPCV2b, được mô tả đầu tiên ở Trung Quốc (Wang và ctv, 2009; Guo và ctv, 2010) Sau đó được mô tả ở một số nước như Mỹ (Xiao và ctv, 2012), Việt Nam (Nguyễn Ngọc Hải và ctv,
2013) và Hàn Quốc (Seo và ctv, 2014a) Một điều đáng lưu ý là mPCV2b lại được phát hiện ở các ca tiêm vắc-xin PCV2 thất bại ở Mỹ (Xiao và ctv, 2012; Opriessnig và ctv, 2013b) và Hàn Quốc (Seo và ctv, 2014a) Có khá nhiều tranh cãi liên quan đến PCV2d về cách phân chia genotype cũng như về tên gọi Tuy nhiên, theo kết quả phân tích của Xiao và ctv (2015) thì PCV2d đáp ứng đủđiều kiện đểđược công nhận là một genotype độc lập Theo nhóm tác giả này, PCV2d có thểđã xuất hiện ở Thụy
Sĩ từnăm 1998 với phân lập S98-30512 (mã số GenBank JX512855) Căn cứ vào kết quả phân tích cây phát sinh chủng loại theo phương pháp gần giống tối đa (maximum- likelihood, ML) và nối kết liền kề (neighbour-joining, NJ), genotype PCV2d được chia thành 2 subgenotype đó là PCV2d-1 và PCV2d-2 Đồng thời, có sự phổ biến vượt trội của PCV2d-2 so với PCV2d-1, và có thể PCV2d-1 là tổ tiên của PCV2d-2 (Xiao và ctv, 2015) Kết quả nghiên cứu của Xiao và ctv (2016) cho thấy, PCV2d đặc biệt là PCV2d-2 ngày càng phổ biến và trởthành genotype lưu hành vượt trội ở Mỹ
Nghiên cứu của Davies và ctv (2016) cho thấy sự xuất hiện genotype PCV2 mới với tên gọi là PCV2e PCV2e có bộ gen dài 1777 nt, với ORF2 dài 717 nt mã hóa protein dài 238 aa ORF2 của PCV2e dài hơn 15 nt so với ORF2 của PCV2a và PCV2b và dài hơn 12 nt so với ORF2 của PCV2d và PCV2c, và tương đồng khoảng 85% so với các ORF2 của các genotype trên Kết quả phân tích hồi cứu của Davies và ctv (2016) chỉ ra rằng PCV2e xuất hiện đầu tiên ở Mỹvào năm 2006 Đến nay, có khá ít thông tin về sự phân bố, tỉ lệ lưu hành cũng như tầm quan trọng của PCV2e
Các genotype khác: từ kết quả hồi cứu của Bao và ctv (2017), PCV2 còn được phân chia thêm một genotype mới, PCV2f Ngoài Trung Quốc, PCV2f còn được phát hiện ở Croatia, Ấn Độ và Indonesia PCV2f có chiều dài ORF2 là 705 nt Khoảng cách di truyền giữa PCV2f và các genotype PCV2 khác dao động từ 0,047 – 0,172 đối với ORF2 và từ0,031 đến 0,08 khi so sánh toàn bộ gen Điều này cho thấy PCV2f đủ điều kiện để phân thành genotype mới theo như định nghĩa của Grau-Roma và ctv
(2008) và Segalés và ctv (2008) Ngoài ra, còn có các genotype PCV2g và PCV2h Trong đó, có một số chủng trước đây được xếp vào nhóm tái tổ hợp, theo cách phân loại mới của Franzo và Segalés (2018) được xếp vào PCV2g và PCV2h
Sự tái tổ hợp giữa các genotype PCV2
PCV2 tiếp tục tiến hóa thông qua đột biến điểm và tái tổ hợp ORF2 được xem có tốc độ đột biến cao nhất trong số các gen của PCV2, dẫn đến một vài biến đổi tính kháng nguyên của protein Cap tương ứng (Olvera và ctv, 2007; Hesse và ctv, 2008; Wang và ctv, 2009) Điều kiện tiên quyết để xảy ra sự tái tổ hợp là sự đồng nhiễm nhiều hơn một chủng vi-rút trong cùng một tế bào hoặc một ký chủ Thực tế cho thấy có sự nhiễm đồng thời cả PCV2a và PCV2b từ các mẫu thu thập được ở các heo mắc PCVD (Horlen và ctv, 2007; Hesse và ctv, 2008) Phân tích của Hesse và ctv (2008) đã mô tả một chủng PCV2 (chủng phân lập 0737A) sở hữu gen ORF1 từ PCV2a và ORF2 từ PCV2b Tiếp theo đó, nhiều tác giảcũng báo cáo về sự phổ biến của vi-rút thể ghép PCV2a/b xảy ra trên heo ở Mỹ (Cheung, 2009 [36]), Hàn Quốc (Kim và ctv, 2009a) và Trung quốc (Cai và ctv, 2012) Điều khá thú vị là việc tái tổ hợp giữa các chủng PCV2 không chỉ xảy ra trong tự nhiên, mà có thể tạo ra chủng vi-rút tái tổ hợp in vitro từ 2 chủng bố mẹ khác nhau, bằng cách cho nhiễm cùng lúc 2 chủng PCV2 khác nhau trên môi trường tế bào PK15 (Lefebvre và ctv, 2009) Về vị trí tái tổ hợp (recombinant breakpoint), Ma và ctv (2007) ước đoán rằng, vị trí tái tổ hợp định vịở giữa vùng gốc sao chép (Ori) và gen Rep của PCV2 Tương tự, Kim và ctv (2009a) cho rằng, vị trí tái tổ hợp xảy ra ở gen Rep, còn theo kết quả nghiên cứu của các tác giả khác lại cho rằng sự tái tổ hợp tự nhiên xảy ra bên trong gen Cap của PCV2 (Cheung, 2009; Lefebvre và ctv, 2009; Cai và ctv, 2012)
1.3.2 Các nghiên cứu về biến đổi di truyền của PCV2 ở Việt Nam
Các ca nghi ngờPMWS trên heo được báo cáo đầu tiên ở Việt Nam vào cuối năm 2004 có liên quan đến việc gia tăng tình trạng còi trên các đàn heo sau cai sữa (Lâm Thị Thu Hương và ctv, 2005) Nghiên cứu hồi cứu cho thấy PCV2 xuất hiện ở miền Nam Việt Nam từ năm 2000 hoặc sớm hơn (Nguyễn Thị Thu Hồng và ctv,
Các nghiên c ứ u v ề v ắ c-xin PCV2
1.4.1 Các loại vắc-xin PCV2
Các nghiên cứu đầu tiên nhằm cố gắng tìm ra vắc-xin phòng bệnh PMWS là loại vắc-xin vô hoạt thông thường Pogranichnyy và ctv (2004) đã thử nghiệm tính an toàn và hiệu lực của 2 loại vắc-xin vô hoạt (vi-rút được vô hoạt bằng UV hoặc BEI) trên heo CD/CD, theo mô hình đồng nhiễm với PRRSV và chất kích thích miễn dịch (keyhole limpet hemocyanin - KLH) kết hợp với chất bổ trợ Freund không hoàn chỉnh Kết quả cho thấy, việc tiêm vắc-xin PCV2 vô hoạt nhũ dầu giúp cải thiện tăng trọng bình quân hàng ngày cũng như làm giảm tỉ lệ chết Cũng nghiên cứu vắc-xin vô hoạt phòng bệnh PMWS trên heo con, Yang và ctv (2012) đã thử nghiệm vắc-xin PCV2 dựa trên chủng WuHan (mã số GenBank: FJ598044) thuộc genotype PCV2b, vô hoạt bằng formalin phối trộn với chất bổ trợ dầu (oil-adjuvant) trên heo con 28 ngày tuổi Kết quảheo được tiêm vắc-xin có sự chuyển đổi huyết thanh chống PCV2 và đạt hiệu giá kháng thể cao ở 28 ngày sau tiêm vắc-xin Sau khi công cường độc, PCV2 được phát hiện ở 3/5 heo được tiêm vắc-xin, trong khi đó ở nhóm heo đối chứng là 5/5 Ngoài ra, điểm bệnh tích ởnhóm heo được tiêm vắc-xin (0,2 – 0,4) nhẹ hơn so với heo đối chứng (0,8 –2,4) Điều này cho thấy vắc-xin vô hoạt với tá dược dầu có khảnăng gây đáp ứng miễn dịch, cũng như có thể giúp bảo vệ heo khỏi phát bệnh PMWS Vắc-xin vô hoạt dạng prototype cũng được đánh giá trên heo nái (Reynaud và ctv, 2004a) và heo nái mang thai (Reynaud và ctv, 2004b), kết quả cho thấy vắc-xin vô hoạt thí nghiệm an toàn trên nái mang thai và có sựđáp ứng kháng thể chống PCV2 trên heo nái được tiêm vắc-xin
Vắc-xin vô hoạt phòng bệnh do PCV2 được thương mại đầu tiên trên thế giới là Circovac® (Merial) vào năm 2004 Đây là vắc-xin vô hoạt với tá dược dầu, chứa vi-rút vô hoạt PCV2a, được sử dụng trên heo nái, heo hậu bị và heo con Đến nay, có khá nhiều loại vắc-xin PCV2 vô hoạt, không những dựa trên genotype PCV2a mà còn dựa trên PCV2b được thương mại hóa ở Trung Quốc (Zhai và ctv, 2014), Hàn Quốc (Chae, 2012a)
1.4.1.2 Vắc-xin thế hệ mới
(1) Vắc-xin tái tổ hợp thể ghép PCV1-2
Fenaux và ctv (2003; 2004a) chứng minh PCV1-2 tái tổ hợp thể ghép (trên khung bộ gen của PCV1, thay thế ORF2 của PCV1 bằng ORF2 của PCV2) tạo ra đáp ứng kháng thể với protein capsid của PCV2 Vi-rút tái tổ hợp thể ghép này có khả năng kích thích sinh miễn dịch bảo hộ chống lại PCV2 trên heo khi công cường độc Vắc-xin tái tổ hợp thể ghép vô hoạt đã được thương mại với nhãn hiệu Suvaxyn PCV2® One dose TM (Fort Dodge) Vắc-xin này được tạo nên từ vi-rút tái tổ hợp thể ghép PCV1-2a (ghép ORF2 của PCV2a vào PCV1) (Fenaux và ctv, 2003; 2004a; Gillespie và ctv, 2008) Tuy nhiên đến năm 2008, vắc-xin này tạm thời bị loại khỏi thị trường vì phát hiện sự hiện diện của vi-rút tái tổ hợp thể ghép PCV1-2a trong thực địa do vi-rút vắc-xin không được vô hoạt hoàn toàn (Gagnon và ctv, 2010) Vào năm 2011, vắc-xin tái tổ hợp thể ghép PCV1-2a phiên bản mới trở lại thịtrường, đã được kiểm chứng tính an toàn và hiệu quả trên heo con (Seo và ctv, 2012)
(2) Vắc-xin tái tổ hợp biểu hiện protein Cap của PCV2
Công nghệ ADN tái tổ hợp cho phép sản xuất một lượng lớn protein của vi- rút và được ứng dụng trong nghiên cứu cũng như sản xuất vắc-xin tiểu phần phòng bệnh do vi-rút Protein capsid của PCV2 là protein cấu trúc duy nhất của vi-rút, có khả năng kích thích thích sinh miễn dịch Đến nay, có khá nhiều công trình nghiên cứu về vắc-xin tiểu phần phòng bệnh PCV2 được thử nghiệm trên chuột và cả trên heo, một sốđã được thương mại hóa
- Vắc-xin tái tổ hợp biểu hiện protein Cap PCV2 trên baculovirus
Vắc-xin PCV2 tiểu phần đầu tiên trên heo được nghiên cứu là vắc-xin biểu hiện ORF2 PCV2 thông qua baculovirus và đã chứng minh được tính sinh miễn dịch của protein capsid của PCV2, có khảnăng kích thích đáp ứng miễn dịch, giúp bảo vệ heo chống lại PCV2 qua công cường độc (Blanchard và ctv, 2003) Ngoài ra, tiêm vắc-xin protein capsid của PCV2 được biểu hiện qua baculovirus có thể gây đáp ứng miễn dịch dịch thể cũng như miễn dịch qua trung gian tế bào trên heo (Fan và ctv,
2007) Có bốn loại vắc-xin tiểu phần dựa trên ORF2 của PCV2a biểu hiện qua baculovirus đã được thương mại hóa trên toàn thế giới đó là Ingelvac® CircoFLEXTM (Boehringer Ingelheim), Porcilis® PCV, Circumvent TM PCV và Circumvent G2 PCV (MSD/Merck Animal Health)
- Vắc-xin tái tổ hợp biểu hiện protein Cap PCV2 trên các loại vi-rút, vi khuẩn khác
Ngoài baculovirus, các loại vi-rút, vi khuẩn và thực thuẩn thể cũng được sử dụng để nghiên cứu vắc-xin tái tổ hợp tiểu đơn vị phòng bệnh PCVD Cụ thể như biểu hiện protein capsid của PCV2 thông qua adenovirus (Wang và ctv, 2006; 2007), vi-rút giả dại (Ju và ctv, 2005; Song và ctv, 2007), vi-rút đậu heo (Lin và ctv, 2012), porcine parvovirus (Pan và ctv, 2008), vi khuẩn Bordetella bronchoseptica aroA
(Kim và ctv, 2009b), vi khuẩn Escherichia coli (Xi và ctv (2016), và thực khuẩn thể lamda (bacteriophage lambda) (Gamage và ctv, 2009; Hayes và ctv, 2010) Thí nghiệm trên chuột và trên heo cho thấy, các vắc-xin tiểu phần biểu hiện protein Cap của PCV2 qua các đối tượng trên đều có khảnăng kích thích đáp ứng miễn dịch đặc hiệu chống PCV2 cũng như có thể bảo vệ heo chống lại PCV2 sau công cường độc
Bảng 1.2 Tổng kết các nghiên cứu về vắc-xin PCV2
Pogranichiy và ctv (2004); Reynaud và ctv, 2004a, b)
PCV2a KTT x x x Pérez-Martín và ctv (2010) Đặng Vũ Hoàng và ctv (2018)
KTT x x Ju và ctv (2005) PCV2a x Song và ctv (2007) PCV2b x Zheng và ctv (2015) Trên vi-rút đậu heo PCV2b x Lin và ctv (2012) Trên porcine parvovirus KTT x Pan và ctv (2008)
Trên Bordetella bronchiseptica aroA KTT x x Kim và ctv (2009) Trên thực khuẩn thể lamda PCV2b x Gamage và ctv (2009)
Hayes và ctv (2010) Trên L lactis PCV2b x Wang và ctv (2008)
Trên nấm men PCV2a x Bucarey và ctv (2009)
Trên E coli PCV2b x Xi và ctv (2016)
ADN Plasmid chứa ORF2 của PCV2
*Ghi chú: KTT: không có thông tin
Bên cạnh đường tiêm, một số thí nghiệm gây miễn dịch trên chuột bằng vắc-xin tái tổ hợp tiểu phần biểu hiện protein capsid của PCV2 vào Lactococcus lactis (Wang và ctv, 2008) hoặc vào nấm men (Bucarey và ctv, 2009) qua đường uống cũng giúp tạo được kháng thểđặc hiệu chống PCV2 trên chuột thí nghiệm Kết quả này cho thấy có khảnăng tạo vắc-xin tiểu phần phòng bệnh PCV2 cấp qua đường uống Tuy nhiên, các nghiên cứu trên được thực hiện trên chuột nên cần phải đánh giá khảnăng gây đáp ứng miễn dịch của các loại vắc-xin tiểu phần thử nghiệm này trên heo
1.4.2 Các nghiên cứu vắc-xin PCV2 ở Việt Nam Ở Việt Nam cũng có các nghiên cứu bước đầu nhằm phát triển vắc-xin PCV2 từ các chủng phân lập ở Việt Nam Nguyễn Thị Thu Hồng và ctv (2008) đã phân lập được 2 chủng PCV2 trên môi trường tế bào PK15A Kết quả gây bệnh thực nghiệm trên heo cho thấy phân lập NAVET-vietanm3/2004 (mã số GenBank JX506730) có thể gây nhiễm, nhân lên và kích thích sinh miễn dịch trên heo thì nghiệm Huỳnh Thị
Mỹ Lệ và Nguyễn Văn Giáp (2013) bước đầu cũng đã phân lập và xác định được đặc tính sinh học của PCV2 ởđàn heo nuôi tại một số tỉnh miền Bắc Việt Nam, kết quả phân lập được 8 chủng với hiệu giá dao động từ 10 2,7 đến 10 4,2 TCID50/ml Tác giả
Huỳnh Thị Mỹ Lệ và ctv (2015) cũng đã lựa chọn được 5 chủng từ 7 chủng thuộc genotype PCVb để tiếp tục nghiên cứu chế tạo vắc-xin phòng hội chứng còi ở heo con Hiệu giá qua các lần tiếp đời của 5 chủng này dao động từ 10 2,00 đến
10 5,75 TCID50/0,1ml Tiếp đó, ba chủng đã được chọn làm giống gốc để tiếp tục nghiên cứu khả năng gây miễn dịch trên heo, kết quả cho thấy cả 3 chủng này đều kích thích heo thí nghiệm sản sinh đáp ứng miễn dịch dịch thể trong vòng 14 đến 21 ngày và kéo dài tối thiểu đến 56 ngày (Huỳnh Thị Mỹ Lệ và ctv, 2016) Đặng Vũ Hoàng và ctv (2016) đã ứng dụng thành công hệ thống biểu hiện baculovirus nhằm sản xuất protein ORF2 tái tổ hợp của PCV2 Nhóm tác giả này cũng đã chứng minh khảnăng sinh miễn dịch của kháng nguyên PCV2-ORF2 tái tổ hợp này trên heo (Đặng Vũ Hoàng và ctv, 2018) hứa hẹn một tương lai không xa về vắc-xin PCV2 tái tổ hợp được sản xuất ở Việt Nam Ở Việt Nam hiện nay chưa có vắc-xin PCV2 sản xuất trong nước Các loại vắc-xin PCV2 thương mại hiện hành đều là ngoại nhập (Bảng 1.3) Điều đáng lưu ý là tất cả các loại vắc-xin này đều dựa trên genotype PCV2a Trong khi, PCV2 lưu hành phổ biến ở Việt Nam lại thuộc genotype PCV2b, PCV2d và nhóm tái tổi hợp (Nguyễn Ngọc Hải và ctv, 2013; Huỳnh Thị Mỹ Lệ và ctv, 2012, 2013; Phạm Hồng Quân và ctv, 2017)
Bảng 1.3 Các loại vắc-xin PCV2 thương mại ở Việt Nam
Loại vắc-xin Tên thương mại Công ty sản xuất Đối tượng
Cổ điển Vô hoạt Vô hoạt
PCV2 vô hoạt nhũ dầu Haerbin Weike
Choongang Vaccine Laboratory (CAVAC), Hàn Quốc x
1.4.3 Hiệu quả của việc tiêm phòng vắc-xin PCV2
Tiêm phòng vắc-xin PCV2 giúp cải thiện tình trạng PMWS ởgóc độ lâm sàng như giảm tỉ lệ chết, cải thiện tăng trọng bình quân hằng ngày Kristensen và ctv (2011) phân tích tổng hợp từ 24 nghiên cứu thí nghiệm (study) và 66 thử nghiệm thực địa (trial) về hiệu quả của các vắc-xin PCV2 thương mại được công bố từnăm 2006 đến 2008; kết quả cho thấy, việc tiêm vắc-xin PCV2 giúp cải thiện đáng kể tăng trọng bình quân hàng ngày (TTHN) và giảm tỉ lệ chết Cụ thể, trên heo thịt gần xuất chuồng có TTHN tăng 41,5 g và tỉ lệ chết giảm 4,4%, trên heo từ giai đoạn sau cai sữa đến xuất chuồng có TTHN tăng 33,6 g và tỉ lệ chết giảm 5,4%, trên heo cai sữa thì ít cải thiện hơn với TTHN chỉtăng 10,6g và tỉ lệ chết chỉ giảm 0,25% Một điều đáng ghi nhận là, việc tiêm vắc-xin PCV2 cho các đàn heo âm tính với PRRSV có TTHN cải thiện đáng kể hơn so với đàn heo dương tính với PRRSV (36,5 g so với 20,6 g), tuy nhiên, tình trạng nhiễm PRRSV lại không ảnh hưởng đến tỉ lệ chết Kết quả phân tích tổng hợp của da Silva và ctv (2014) cho thấy sự khác biệt về TTHN giữa nhóm heo tiêm vắc-xin và không tiêm vắc-xin PCV2 là 22,87 g, và tình trạng nhiễm PRRSV ảnh hưởng đáng kể đến TTHN Nếu xét về góc độ kinh tế, gia tăng TTHN như thế là quá ít để chứng minh hiệu quả của việc tiêm vắc-xin PCV2 Tuy nhiên, việc giảm đáng kể tỉ lệ chết trên heo tiêm vắc-xin PCV2 đãđem lại hiệu quảđáng kể về kinh tế (Kristensen và ctv, 2011)
Các nghiên cứu đánh giá hiệu quả tiêm vắc-xin phòng PCV2 trên heo ở Việt Nam cho thấy, tiêm vắc-xin cho nái giúp làm giảm tỉ lệ còi và loại thải trong giai đoạn heo con theo mẹ và sau cai sữa Cụ thể, heo con sinh ra từ nái được tiêm vắc- xin có tỉ lệ loại còi và loại thải ởgiai đoạn theo mẹ và sau cai sữa là 4,79% và 4,47% thấp hơn so với lô đối chứng 6,86% và 10,29% (Nguyễn Đức Nhân, 2009) Khảo sát của Phan Thanh Đoàn (2012)cũng cho thấy việc tiêm vắc-xin phòng PCV2 trên heo nái giúp làm giảm đáng kể tỉ lệ heo mắc PMWS trên heo con (27,27% so với 64,52%) Ngoài ra, theo Trần Thị Dân và ctv (2013) việc tiêm vắc-xin phòng PCV2 cho heo con, dù là tiêm loại 1 liều (CircoFLEX) hay 2 liều (Circumvent), đều giúp cải thiện TTHN và giảm tỉ lệ loại thải Cụ thể, nhóm heo tiêm vắc-xin 2 liều có tỉ lệ loại thải là 3,6%, nhóm tiêm 1 liều là 5,2%, thấp hơn rất nhiều so với nhóm đối chứng với tỉ lệ loại thải lên đến 14,4%
Cơ sở khoa học nghiên cứu sản xuất vắc-xin PCV2
1.5.1 Cơ sở chọn thể loại vắc-xin để nghiên cứu Đến nay, trên thế giới có rất nhiều nghiên cứu về vắc-xin phòng bệnh PCVD (trình bày ở phần 1.4) Trong đó, các nhà khoa học không những nghiên cứu vắc-xin cổ điển mà còn nghiên cứu các loại vắc-xin thế hệ mới (thể ghép, tiểu đơn vị, vắc-xin ADN) nhằm phòng bệnh PMWS trên heo Các loại vắc-xin PCV2 thương mại hiện nay trên thế giới tập trung chủ yếu vào 3 loại đó là vắc-xin vô hoạt PCV2 toàn phần, vắc- xin vô hoạt thể ghép PCV1-2, vắc-xin tiểu đơn vị dựa vào protein capsid của PCV2
Kết quả phân tích tổng hợp của Kristensen và ctv (2011) cho thấy, không có sự khác biệt về hiệu lực (xét ở gốc độ cải thiện năng suất sản xuất và tỉ lệ chết) giữa các loại vắc-xin thương mại Circovac® (Merial) chứa PCV2 toàn phần vô hoạt; Ingelvac® CircoFLEX (Boehringer Ingelheim), Circumvent® PCV và Porcilis ®PCV (MSD Animal Health) chứa protein capsid của PCV2 biểu hiện qua baculovirus; Suvaxyn® PCV2 (Fort Dodge) chứa PCV1-2 vô hoạt Về khảnăng kích thích đáp ứng miễn dịch, vắc-xin thể ghép PCV1-2 vô hoạt gây đáp ứng miễn dịch với hiệu giá NA cao hơn so với các vắc-xin tiểu phần (Opriessnig và ctv, 2009a) Tuy nhiên, không có sự khác biệt về hiệu giá NA giữa vắc-xin tiểu phần và vắc-xin toàn phần PCV2 vô hoạt (Opriessnig và ctv, 2010) Bên cạnh đó, Seo và ctv (2014b) nghiên cứu so sánh cùng lúc 4 loại vắc-xin thương mại phổ biến hiện nay (Fostera,
Circovac, Circoflex và Porcillis) cho thấy, vắc-xin toàn phần PCV2 vô hoạt và thể ghép PCV1-2 vô hoạt gây đáp ứng miễn dịch với hiệu giá NA và IFN--SC cao hơn so với các loại vắc-xin tiểu phần Điều này cho thấy vắc-xin vô hoạt PCV2 toàn phần cổ điển vẫn có hiệu lực tương đương với các loại vắc-xin PCV2 thế hệ mới Ngoài ra, việc nghiên cứu sản xuất vắc-xin vô hoạt PCV2 toàn phần cổ điển còn có ưu điểm là công nghệ sản xuất đơn giản với chi phí đầu tư thấp hơn so với các loại vắc-xin dựa trên công nghệ tái tổ hợp
1.5.2 Cơ sở chọn chủng vi-rút vắc-xin
Soulebot và ctv (1997) đề xuất một số tiêu chí để chọn chủng vi-rút trong nghiên cứu sản xuất vắc-xin bao gồm:
(1) Chủng vi-rút đó phải có khả năng gây đáp ứng miễn dịch bảo hộ chống lại tác nhân gây bệnh Sự bảo hộ này có thể là giúp con thú chống lại tình trạng lâm sàng bệnh, hoặc chống lại ảnh hưởng bất lợi của bệnh lên các chỉ tiêu năng suất tăng trưởng và sinh sản như giảm tăng trọng, giảm năng suất sữa… Đây là tiêu chí quan trọng nhất trong việc lựa chọn chủng vi-rút vắc-xin Đối với một số vắc-xin, không những giúp bảo hộ bản thân con thú được chủng ngừa mà còn giúp bảo hộ đời con của chúng thông qua miễn dịch thụđộng Trong trường hợp này cần chú ý đến cường độ gây đáp ứng miễn dịch của chủng vắc-xin
(2) Chủng vi-rút vắc-xin phải có phổ kháng nguyên rộng, có thể kích thích sinh miễn dịch bảo hộ chống lại càng nhiều chủng thực địa càng tốt
(3) Vềcơ bản, chủng vi-rút vắc-xin có nguồn gốc từ các phân lập thực địa, các chủng này có thể có độc lực cao, độc lực trung bình hoặc không có độc lực Do đó, tùy đặc tính độc lực của chủng vắc-xin mà chế tạo các loại vắc-xin khác nhau (sống nhược độc, vô hoạt)
(4) Khả năng nhân lên của chủng vắc-xin trong môi trường nuôi cấy (tế bào sơ cấp, tế bào dòng, phôi trứng…) để có thể phục vụ sản xuất vắc-xin ở quy mô lớn
1.5.3 Cơ sở lựa chọn chất vô hoạt PCV2
Có nhiều phương pháp để vô hoạt vi sinh vật trong nghiên cứu, sản xuất vắc- xin vô hoạt; bao gồm sử dụng các tác nhân vật lý (tia cực tím, tia gamma, nhiệt độ…) và các tác nhân hóa học (kết tinh tím, formalin, beta-propiolactone, binary ethyleneimine…) Yêu cầu của vắc-xin vô hoạt là phải an toàn và hiệu lực Do đó, các vi sinh vật dùng để chế tạo vắc-xin, sau khi bị vô hoạt phải không còn khả năng gây bệnh nhưng vẫn phải giữđược tính kháng nguyên, nghĩa là có khảnăng kích thích hệ thống miễn dịch Vì thế, cần phải lựa chọn phương pháp vô hoạt vi sinh vật phù hợp
Formalin và binary ethyleneimine (BEI) thường được dùng trong các nghiên cứu vắc-xin vô hoạt, cũng như trong các loại vắc-xin thương mại phòng bệnh PMWS Xujie và ctv (2011) sử dụng formalin ở nồng độ cuối cùng 1/1000 ở 4 0 C, trong 12 giờ, và tiếp tục ở 37 0 C trong 12 giờđể vô hoạt vi-rút thể ghép PCV1-2 trong nghiên cứu vắc-xin thể ghép phòng bệnh PMWS Tương tự, Yang và ctv (2012) vô hoạt PCV2 bằng formalin với nồng độ cuối cùng 0,3% trong thời gian 48 giờ ở 37 0 C trong nghiên cứu vắc-xin vô hoạt nhũ dầu phòng bệnh PMWS Một số vắc-xin PCV2 thương mại hiện nay cũng dùng formalin để vô hoạt vi-rút như vắc-xin DS CIRCO PIGVAC của Hàn Quốc, vắc-xin vô hoạt dựa trên chủng LG của Trung Quốc Bên cạnh formalin, binary ethyleneimine cũng được dùng, không chỉ trong nghiên cứu chế tạo vắc-xin vi-rút toàn phần vô hoạt phòng PMWS (Pogranichnyy và ctv, 2004) mà còn dùng trong một số sản phẩm vắc-xin tiểu phần thương mại như Porcilis PCV (MSD Animal Health), Circoflex (Boehringer Ingelheim Vetmedica), Suvaxyn PCV2 (Fort Dodge) Ưu điểm của formalin là vô hoạt vi-rút nhanh do formalin phản ứng mạnh với protein, a-xít a-min và a-xít nhân, ổn định, hiệu quả cao, giá thành rẻ, dễ sản xuất Tuy nhiên, formalin lại có nhược điểm là không vô hoạt hoàn toàn một số vi-rút như FMDV (foot and mouth disease virus) (King và ctv, 1981), vi-rút gây viêm não trên ngựa Venezuela (Venezuelan equine encephalitis virus – VEEV) (Brown, 1993) dẫn đến nổ ra dịch bệnh do sử dụng vắc-xin chứa vi-rút chưa được vô hoạt hoàn toàn Formalin có thời gian phân giải chậm nên quá trình vô hoạt kéo dài, có thể phá hủy cấu trúc vi-rút từđó biến đổi tính kháng nguyên và làm giảm khảnăng gây đáp ứng miễn dịch Ngoài ra, hàm lượng formalin cao ảnh hưởng đến sức khỏe vật nuôi
BEI vô hoạt vi-rút thông qua cơ chếtác động trên a-xít nhân, do đó không làm thay đổi cấu trúc protein, cũng như không làm mất tính kháng nguyên của vi-rút bị vô hoạt (Delrue và ctv, 2012) Đây là ưu điểm vượt trội của BEI so với formalin
Ngoài ra, BEI hoạt động ổn định, hiệu quả vô hoạt cao Tuy nhiên, BEI có nhược điểm là quy trình chuẩn bị BEI phức tạp BEI là chất độc hại nên phải cận thận trong quá trình thao tác
1.5.4 Cơ sở lựa chọn chất bổ trợ
Chất bổ trợ (adjuvant) là những chất được bổ sung vào vắc-xin, có khảnăng kích thích sinh miễn dịch nhằm nâng cao hiệu lực và độ dài miễn dịch của vắc-xin Nhũ dầu là chất bổ trợthường được dùng trong các loại vắc-xin phòng bệnh trên heo nói chung và phòng PMWS nói riêng Heo là loài vật khá nhạy cảm, có lớp mỡdưới da dày, cần các công thức vắc-xin chuyên biệt nhằm ngăn ngừa các phản ứng cục bộ và bảo đảm chất lượng thịt tại vị trí tiêm Do đó, các chất bổ trợ có pha nước liên tục như chất bổ trợ dầu trong nước (oil in water – O/W), nước trong dầu trong nước (water in oil in water – W/O/W) thường được sử dụng trong các công thức vắc-xin dạng tiêm trên heo (Heegaard và ctv, 2011) Nhũ dầu dạng O/W lỏng (fluid), khá bền (tolerated) và gây các đáp ứng miễn dịch mạnh trong thời gian ngắn Quy trình sản xuất rất tiện lợi vì chỉ cần sự pha trộn thấp với tỉ lệ pha dầu chỉ từ 15 - 25% (Aucouturier và ctv, 2001) Với dạng nhũ dầu kép W/O/W, khởi đầu do Herbert
(1965) phát triển, thực hiện gồm 2 bước với quy trình tạo nhũ khá phức tạp và tính ổn định của nhũ cũng không cao Đến nay, với quy trình tạo nhũ một bước đã tạo được loại nhũ kép ổn định, lỏng và dễ dàng thực hiện Điều đáng quan tâm là các loại nhũ kép có độ nhớt thấp, đồng thời có khảnăng kích thích vừa đáp ứng miễn dịch ngắn hạn và dài hạn Trong công thức nhũ kép, kháng nguyên ở trong pha nước bên ngoài sẽ kích thích hệ thống miễn dịch ngay khi tiêm vào và kháng nguyên trong pha nước ở trong sẽđược giải phóng từ từ, vì thế các vắc-xin nhũ kép sẽ kích thích đáp ứng miễn dịch nhanh chóng và kéo dài Loại nhũ kép này dựa trên dầu khoáng được khuyến cáo dùng cho heo Tuy nhiên, với các loại kháng nguyên có tính kích ứng (reactive) nên tránh phối hợp với loại nhũ này cho heo thịt vì nó có thể gây tổn hại quầy thịt (Aucouturier và ctv, 2001) Do đó, tùy từng loại kháng nguyên cụ thể mà nhà sản xuất sẽ lựa chọn công thức nhũ phù hợp, vừa nâng cao hiệu lực của vắc-xin vừa đảm bảo an toàn cho heo, cũng như đảm bảo chất lượng quầy thịt
1.5.5 Tiêu chuẩn đánh giá vắc-xin
Các tiêu chuẩn đánh giá vắc-xin bao gồm tính ổn định, vô trùng, thuần khiết, không độc, an toàn, hiệu lực, độ dài miễn dịch tốt, trong đó 2 tiêu chí quan trọng nhất đó là tính an toàn và hiệu lực
An toàn là một trong những tiêu chuẩn quan trọng đầu tiên để đánh giá vắc- xin Một vắc-xin lý tưởng khi sử dụng sẽ không gây bệnh, không gây độc và không gây phản ứng Các phản ứng sau tiêm vắc-xin thường gặp bao gồm:
Phản ứng tại chỗ: Những phản ứng nhẹthường gặp sau tiêm chủng là nơi tiêm có thể hơi đau, mẩn đỏ, hơi sưng hoặc nổi cục nhỏ Những phản ứng này sẽ mất đi nhanh chóng sau một vài ngày, không cần phải can thiệp gì Nếu tiêm chủng không đảm bảo vô trùng, thì nơi tiêm chủng có thể bị viêm nhiễm, làm mủ
