TIỂU LUẬN:VACCINE PHÒNG BỆNH DO VI KHUẨN

Leptospirosis là bệnh do Leptospira interrogans gây ra. Bệnh xảy ra trên tất cả các loài thú. Nó là một trong các bệnh nội vùng lây lan quan trọng giữa thú và người. Bệnh gây nhiễm trùng máu, viêm thận kẽ, vàng da xuất huyết và sẩy thai ở hầu hết các loài, đồng thời cũng là nguyên nhân gây viêm vú ở bò và bệnh viêm mắt có tính chu kỳ ở ngựa (Blood, 1989). Theo các chuyên gia nghiên cứu về Leptospira thì bệnh này có tất cả mọi nơi trên thế giới, gây thiệt hại đáng kể cho ngành chăn nuôi và ảnh đến sức khỏe con người ở nhiều quốc

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC NÔNG LÂM TP.HỒ CHÍ MINH

BỘ MÔN CÔNG NGHỆ SINH HỌC

F G

VACCINE PHÒNG BỆNH DO VI KHUẨN

Leptospira

Giáo viên giảng dạy: PGS.TS Nguyễn Ngọc Hải

Sinh viên: Trần Nam Trung

Lớp: DH06SH

MSSV: 06126172

I Đặt Vấn Đề

Leptospirosis là bệnh do Leptospira interrogans gây ra Bệnh xảy ra trên tất cả

các loài thú Nó là một trong các bệnh nội vùng lây lan quan trọng giữa thú và người Bệnh gây nhiễm trùng máu, viêm thận kẽ, vàng da xuất huyết và sẩy thai ở hầu hết các loài, đồng thời cũng là nguyên nhân gây viêm vú ở bò và bệnh viêm mắt có tính chu

kỳ ở ngựa (Blood, 1989)

Theo các chuyên gia nghiên cứu về Leptospira thì bệnh này có tất cả mọi nơi

trên thế giới, gây thiệt hại đáng kể cho ngành chăn nuôi và ảnh đến sức khỏe con người ở nhiều quốc gia, đặc biệt là các nước vùng nhiệt đới (Adolf Weil, 1886; Blood, 1989; Epstein, 1995; Trevejo, 1998; Ko, 1999) Bệnh Leptospirosis rất khó tiêu diệt vì

nó đa dạng về nguồn nhiễm, như động vật ở những ao hồ, động vật hoang dã và đặc

biệt là động vật nuôi trong gia đình, đồng thời Leptospira có thể tồn tại rất lâu trong

môi trường tự nhiên Đặc biệt bệnh này càng khó kiểm soát ở những nước nông nghiệp phát triển (kéo theo đàn gia súc đông đúc) và có tình trạng vệ sinh môi trường kém (tạo điều kiện mầm bệnh phát triển)

Tại Việt Nam, bệnh này lâu nay ít được chú ý cả về mặt pháp luật cũng như về nhận thức của nhân dân Việc mua bán gia súc bừa bãi không được kiểm tra chặt chẽ

về mặt thú y làm cho nguy cơ nhiễm bệnh ở gia súc ngày một tăng, đồng thời nguy cơ lây nhiễm sang người cũng tăng theo Do đó, nguy cơ nhiễm bệnh Leptospirosis ở Việt Nam tăng cao Như đã nói ở trên, việc điều trị bệnh này là rất khó khăn nên chính vì vậy cần có những biện pháp phòng ngừa bệnh có hiệu quả cao Cho nên sản xuất

vaccine phòng bệnh do vi khuẩn Leptospira là một yêu cầu cấp thiết

II Tổng Quan

1.1 Lịch sử phát hiện bệnh

Bệnh do Leptospira interrogans gây ra được phát hiện đầu tiên vào năm 1850

trên chó tại Stuttgart (Đức) Năm 1886, Adolf Weil ở Heidelberg (Đức) đã mô tả dấu hiệu lâm sàng của bệnh này là sốt phát ban, sưng mật, đặc biệt bệnh xuất hiện đột ngột kèm theo sốt, lách to, vàng da và viêm thận

Năm 1916, người ta đã phát hiện ra L Icterohaemorrhagiae là một serovar của

Leptospira interrogans gây bệnh Weil ở Nhật Bản Inada và cộng sự (1918) đã phát

hiện serovar L Hebdomadis gây sốt 7 ngày ở Nhật Bản và ông cũng thấy chủng L

Autumnalis gây sốt mùa thu ở Nhật Bản vào năm 1925 Theo Blood (1989), bò ở Úc

và Anh nhiễm chủ yếu là L Hardjo và serovar này cũng là nguyên nhân chính gây sẩy

thai ở bò (Ellis, 1982) Những nghiên cứu tiếp theo đã tìm thấy hàng loạt các serovars

khác nhau của Leptospira: L Pyrogenes và L Bataviae được phát hiện đầu tiên ở Indonesia năm 1923 và 1926; L Grippotyphosa ở Liên Xô năm 1928; L Canicola ở

Hà Lan năm 1933; L Sejroe ở Đan Mạch năm 1939… Đến nay, người ta đã phát hiện

ra hơn 200 serovars khác nhau của Leptospira interrogans ở khắp nơi trên thế giới

(Terpstra, 2002)

Tại Việt Nam, bệnh được Ragiot và Souchard phát hiện lần đầu tiên trên người năm 1931 Sau đó, xảy ra vụ dịch ở Lai Châu (1964) gây thiệt hại nhiều gia súc và nhiễm cho cả người (Trần Thanh Phong, 1996) Đến nay, bệnh có ở tất cả các vùng miền trong cả nước

1.2 Tổng quát về Leptospira

Leptospira gây bệnh xoắn khuẩn, gọi là Leptospirosis Đây là một bệnh lây

nhiễm truyền từ động vật sang người Bệnh bắt đầu bằng những cơn sốt, có thể làm suy yếu thận, xuất huyết phổi, tác động đến gan (gây vàng da) và nhiều triệu chứng khác Căn bệnh này tác động đến hàng chục triệu người mỗi năm và đặc biệt cao tại

các khu vực nhiệt đới Do tính đa dạng của các triệu chứng, bệnh Leptospira khó chẩn

đoán nên tỉ lệ tử vong tại một số vùng có thể lên đến 20%-25% Năm 1886, Weil

(người Đức) đã phát hiện ra bệnh Leptospirosis ở người lần đầu tiên; nhưng đến năm

1915, các nhà khoa học Nhật Bản và Pháp mới cùng tìm thấy xoắn khuẩn L

interrogans

Về phân loại thì Leptospira thuộc giới Monera, ngành Spirochaetes, họ

Leptospiraceae, giống Leptospira (Noguchi., 1917) Các loài gồm có:L alexanderi, L biflexa, L broomii, L borgpetersenii, L fainei, L inadai, L interrogans, L kirschneri,

L licerasiae, L meyeri, L weilii, L noguchii, L santarosai, L wolbachii, L kmetyi, L wolffii, L genomospecies 1, L genomospecies 3, L genomospecies 4, L genomospecies 5 Trong số đó, người ta phân ra thành các loài gây bệnh, không gây

bệnh và loài trung gian

Các loài gây bệnh

Leptospira interrogans Leptospira kirschneri Leptospira noguchii Leptospira alexanderi Leptospira weilii Leptospira genomospecies 1 Leptospira borgpetersenii Leptospira santarosai Leptospira kmetyi

Các loài trung gian

Leptospira inadai Leptospira fainei Leptospira broomii Leptospira licerasiae Leptospira wolffii

Các loài không gây bệnh

Leptospira biflexa Leptospira meyeri Leptospira wolbachii Leptospira genomospecies 3 Leptospira genomospecies 4 Leptospira genomospecies 5

Đặc điểm sinh vật học

Hình thể:

rất mảnh, đường

kính 0,1- 0,2μm,

dài 5- 25μm Quan

sát dưới kính vi

khuẩn nền đen

thấy vi khuẩn di

động mạnh Thường nhuộm theo phương pháp nhuộm thấm bạc Fontana-Tribondeau mới phát hiện được vi khuẩn, khi đó vi khuẩn nhìn thấy mảnh như sợi tóc, hai đầu cong như móc câu Dưới kính hiển vi điện tử phóng đại khoảng x 10.000 lần mới thấy các vòng xoắn nhỏ, sát nhau

Tính chất nuôi cấy: đây là xoắn khuẩn duy nhất nuôi cấy được trong điều kiện

hiếu khí Thường nuôi trong môi trường lỏng có thêm huyết thanh động vật (thỏ) tươi (sản xuất theo Terskich hoặc Korthoff); pH 7,2- 7,5; nhiệt độ 28-30oC và giàu oxy Leptospira mọc chậm, sau 6- 10 ngày mới phát triển tốt (đặc điểm nuôi cấy là làm vẩn nhẹ môi trường như khói thuốc lá)

Sức đề kháng: nói chung các Leptospira có sức đề kháng yếu, song cao hơn

các xoắn khuẩn khác; chết nhanh trong môi trường acid Leptospira có thể sống tự do

ở trong đất, trong nước ngọt và trong môi trường mặn (sống được hàng tháng) nhưng

có ánh sáng mặt trời thì nhanh chết

Cấu tạo kháng nguyên: dựa vào cấu trúc kháng nguyên mà phân loại thì

Leptospira được chia ra làm 20 nhóm; mỗi nhóm có nhiều type huyết thanh Các type

huyết thanh có nhiều yếu tố kháng nguyên trùng chéo Ở Việt Nam thường gặp 12 type huyết thanh sau:

L australis L canicola

L autumnalis L grippothyphosa

L bataviae L hebdomalis

L ictero- haemorrhagiae L ponoma

L mitis L saxkoebing

L poi L sejroe

1.3 Cách sinh bệnh

Cơ chế phát bệnh của Leptospira interrogans không được biết tường tận do sự

phong phú về các serovars gây bệnh

Thông thường xoắn khuẩn Leptospira gây bệnh cho động vật sau khi vào cơ

thể, chúng xâm nhập vào máu và nhân lên nhanh chóng tại đây Sau 1-2 ngày có khi đến 1 tuần, xoắn khuẩn gây hiện tượng nhiễm trùng huyết Trong giai đoạn này, có thể

phân lập Leptospira trong máu và hầu hết các phủ tạng cũng như trong dịch não tủy Pha nhiễm trùng huyết sẽ chấm dứt cùng với sự xuất hiện kháng thể kháng Leptospira

trong máu Các kháng thể này được phát hiện sau 5-10 ngày và đạt mức tối đa khoảng

3 tuần sau đó Hiệu giá kháng thể thường đạt từ 1/1.000 đến 1/100.000 (với thử

nghiệm MAT) sau đó giảm dần Sau giai đoạn nhiễm trùng huyết, Leptospira có thể

định vị ở ống lượn gần của thận Tại đây, chúng nhân lên và bài tiết vào nước tiểu Tùy thuộc vào từng con vật mắc bệnh và từng serovars gây nhiễm và thời gian mà cường độ bài trùng qua nước tiểu có thể thay đổi

Ngoài ra, Leptospira còn sinh độc tố phá hủy hồng cầu, phá hủy thành mao

mạch, gây vỡ hoặc tắc nghẽn mao mạch dẫn đến hoại tử và xuất huyết ở niêm mạc

Leptospira sau khi xâm nhập vào cơ thể qua đường da và niêm mạc, chúng tự

nhân lên và tạo tình trạng bạo huyết, sau 7-10 ngày gây nhiễm dẫn đến những biểu

hiện lâm sàng (hoàng đản, thiếu máu…) Sau đó, Leptospira theo máu đến thận và

sống trong tiểu quản thận gây viêm thận (albumine niệu, ure huyết), đến gan gây viêm gan, đến não gây viêm màng não và đau cơ

Thời kỳ nung bệnh kéo dài khoảng 10-20 ngày, tùy thuộc vào trạng thái cơ thể, mức độ chăm sóc, nuôi dưỡng, đường xâm nhập, số lượng và độc tố của mầm bệnh Sau khi khỏi bệnh, vật có miễn dịch nhưng chỉ miễn dịch với serovars đã gây bệnh trước đó

1.4 Triệu chứng

1.4.1 Dạng cấp tính

Bại huyết phát triển nhanh sau vài giờ nhiễm, sốt cao 40-41oC và suy nhược nặng

Có thể chia làm 2 thể:

- Thể thương hàn: Vật bệnh có biểu hiện xuất huyết trầm trọng viêm kết mạc mắt với

nhũng điểm xuất huyết ở da và niêm mạc, ói ra máu và phân sậm màu có máu, thú bị mất nước rất nhanh và chết trong 24 ngày cùng với giảm thấp thân nhiệt, thường thấp hơn bình thường

- Thể hoàng đản : Chó bệnh có biểu hiện viêm kết mạc mắt, hoàng đản, vàng da khó

thở tăng dần cùng với kém ăn, ói mửa, nếu không chữa trị trong giai đoạn cuối chó có

sự tăng cao nhiệt độ khó thở, hơi thở hôi Tiêu chảy đôi khi xuất huyết và những biểu hiện viêm não trước khi hắt hơi, thú chết trong khoảng 5-8 ngày mắc bệnh

1.4.2 Thể bán cấp tính và mãn tính

- Thể này tương ứng với sự phát triển hội chứng sinh urea huyết hậu quả của viêm thận mà một trong những biểu hiện là chứng tiểu nhiều, chứng khát nước rất nhiều cùng với ói mửa và tiêu chảy Sau một thời gian hôn mê do urea huyết chó sẽ chết

- Thể thở khó có mùi urea ở miệng và xáo trộn hô hấp –viêm màng móng mắt, viêm cơ…

1.5 Bệnh tích

1.5.1 Thể cấp tính

- Thể thương hàn:

+ Viêm dạ dày ruột xuất huyết

+ Xuất huyết da và các niêm mạc

+ Có thể gặp gan sưng, hạch bạch huyết xuất huyết

- Thể hoàng đản:

+ Da vàng ở bụng, gang bàn chân, lỡ tai

+ Niêm mạc vàng

+ Bàng quang chứa nhiều nước tiểu vàng sậm và có thể xuất huyết

1.5.2 Thể bán, mãn tính

- Viêm thận kẻ hay viêm thận mãn tính

- Vết lở ở miệng và lưỡi có thể gặp trên chó có urea trong máu

1.6 Tính miễn dịch

Tính miễn dịch được hình thành vào giai đoạn 2 của bệnh do Leptospira gây

ra Thể cấp tính được đề cập như là giai đoạn miễn dịch, sự biến mất cảu vi trùng khỏi dòng máu xảy ra đồng thời với sự xuất hiện kháng thể Sự trầm trọng về lâm sàng của bệnh thường xuất hiện cùng với những biểu hiện trầm trọng về mô học

Sự sinh phức hợp miễn dịch gây viêm ở hệ thần kinh trung ương Phức hợp miễn dịch trong hệ tuần hoàn ở mức độ khác nhau có liên quan đến các mức độ trầm trọng về mặt triệu chứng Ở những thú vượt qua được bệnh, phức hợp miễn dịch sẽ giảm cùng với sự cải thiện về mặt lâm sàng

1.7 Bệnh do Leptospira trên người

Theo WHO (2002), bệnh do Leptospira xảy ra trên người biểu hiện như sau:

a Sự truyền lây sang người

Bệnh có thể xảy khi người ta thao tác trên thú nhiễm bệnh hay những cơ quan của nó Mầm bệnh truyền qua các vết thương Các nhà chăn nuôi, bác sĩ thú y có thể nhiễm trực tiếp bởi nước tiểu thú bị bệnh trong trại chăn nuôi hay trong chuồng điều trị

Phần lớn bệnh truyền sang người qua nước ao hồ bị nhiễm bẩn, bùn lầy đã nhiễm Leptospira khi người ta tắm hoặc lội qua, mầm bệnh xâm nhập qua da hay niêm mạc hầu họng, niêm mạc mắt… của người vào cơ thể

b Triệu chứng

- Bệnh do Leptospira gây hoàng đản xuất huyết

Biểu hiện hoàng đản xuất huyết thường thấy nhất ở người bị bệnh do Leptospira gây ra Bệnh phát triển có tính chu kỳ Thời kỳ ủ bệnh 7-12 ngày Bệnh khởi phát đột ngột, đầu tiên người bệnh sốt cao 39-40oC kèm theo biểu hiện ớn lạnh và suy yếu

Biểu hiện hoàng đản chia thành 4 pha:

+ Pha tiền hoàng đản: người bệnh thường bị bại huyết kéo dài trong 4-5 ngày Nhiệt độ lên cao, đau cơ và xáo trộn vận mạch, đôi khi nổi những vết đỏ sần, hội chứng màng não như ói mửa, cứng cơ vòng ót, đau đầu

+ Pha hoàng đản: bệnh nhân bị hoàng đản là do Leptospira tác động lên gan,

thận Hoàng đản xuất hiện vào ngày thứ 5 và kéo dài trong 2-3 ngày Hoàng đản quan sát được trên niêm mạc Đi tiểu nhiều và có albimine trong nước tiểu Ure trong máu tăng hơn 3 g/l, sau đó dần trở nên bình thường Đôi khi có xuất huyết (chảy máu cam, xuất huyết đường tiêu hóa…)

+ Pha hình thành miễn dịch: ở pha này các kháng thể bắt đầu xuất hiện trong máu của bệnh nhân thường vào ngày thứ 10 của bệnh và những biểu hiện triệu chứng giảm dần

+ Pha sốt hồi quy: thường đến ngày bị bệnh thứ 15, bệnh nhân bắt đầu sốt trở lại sau vài ngày không sốt Nhiệt độ cơ thể tăng đến 39-40oC, kéo dài 5-8 ngày nhưng hội chứng màng não, hoàng đản và yếu thận có thể giảm Mức độ nặng nhẹ của hoàng đản cho phép xác định bệnh nặng hay nhẹ Hoàng đản trầm trọng thường đi kèm với viêm gan, viêm thận cấp tính, vô niệu (không có nước tiểu trong bàng quang), xuất

huyết, xáo trộn thần kinh và chết trong vài ngày Hoàng đản nhẹ thường mang tính chất tạm thời và không rõ ràng

- Bệnh do Leptospira không gây ra hoàng đản

Người bị bệnh do Leptospira không gây hoàng đản thường biểu hiện các triệu

chứng nhẹ và ít thấy rõ, không có biểu hiện hoàng đản Tuy nhiên, có thể gặp những thể bệnh sau:

+ Những thể màng não thuần túy Ví dụ bệnh nhân bị nhiễm các serovars như

L Ponoma, L Tarassovi… từ heo

+ Những xáo trộn thần kinh (lầm lẫn về cảm giác, ảo giác) thường do nhiễm

serovars như L Sejroe, L Hardjo

+ Những thể cúm do serovars L Groppotyphosa và L Hardjo

+ Những thể sốt, sốt 7 ngày trong bệnh sốt Nhật Bản 7 ngày do L Hebdomadis hay sốt đồng ruộng do L Bataviae

Những thể bệnh không gây hoàng đản này có thể chữa trị mà không để lại di chứng (Hoeden, 1964; WHO, 2002)

Những biểu hiện bệnh

2 Vaccine phòng bệnh do Leptospira

Có nhiều loại vaccine phòng bệnh Leptospira: vaccine protein tái tổ hợp,

vaccine lipopolysaccharide (LPS), vaccine bất hoạt, vaccine DNA Trong phần trình bày này chủ yếu tập trung đi sâu vào vaccine DNA (vì nó là 1 phương pháp mới)

2.1 Vaccine protein tái tổ hợp

Vaccine protein tái tổ hợp là loại vaccine có tiềm năng lớn trong phòng bệnh

do Leptospira Nó được xây dựng với phương pháp công nghệ sinh học hiện đại

Những đặc trưng bảo vệ của vaccine omp tái tổ hợp đã được kiểm nghiệm, nó gồm: protein ngoại màng (ompL1), lipoprotein (lipL41), protein immunoglobin Những đoạn DNA bộ gen mã hóa những protein ngoại màng sẽ được cắt bởi enzyme

XhoI và XbaI, sau những DNA này sẽ được để dùng làm khuôn để khuếch đại đoạn

gen mã hóa omp nhờ PCR Sau khi được khuếch đại những đoạn đó gen đó sẽ được

chèn vào vector (E.coli) để tổng hợp ra omp Sau đó tách chiết những omp để tạo

vaccine

2.2 Vaccine LPS

Những kết quả phân tích về LPSs đã mở ra 1 hướng mới phát triển cho

vaccine Quá trình tổng hợp LPS của Leptospira tương tự như các vi khuẩn Gram âm

(-) Những LPS của Leptospira kích hoạt các đại thực bào thông qua CD14 và Toll-like receptor 2 (TLR2) Vaccine LPS không đặc hiệu cho từng dòng serovar độc lập, ví

dụ như vaccine từ L bilexa serovar Patoc có thể chống lại L interrogans serovar Manilae, hiệu quả bảo vệ của loại vaccine này phụ thuộc vào liều tiêm và thời gian tiêm bao lâu Nhưng vaccine cũng được xem như 1 vaccine đặc hiệu cho từng serovar,

ví dụ vaccine từ 1 vài dòng serovar khác nhau không thể tạo đáp ứng miễn dịch đối với 1 vài dòng serovar khác Như vậy cần phải nghiên cứu để xác định về tính đặc hiệu hay không đặc hiệu của vaccine LPS Nếu vaccine LPS này không đặc hiệu đối với con người và các động vật khác nhau thì có thể tạo ra 1 loại vaccine có hiệu quả và đơn giản hơn