Thể thực khuẩn (bacteriaphage) và hội chứng tôm chết sớm (EMS)

SƠ LƯỢC VỀ PHAGE

Phage là từ viết tắt của Bacteriophage hay còn gọi với cái tên quen thuộc là thể thực khuẩn, là một loại virus đặc biệt chuyên tấn công vi khuẩn, nó chỉ sống được khi ký sinh vào cơ thể vi khuẩn. Hiểu một cách nôm na là vi khuẩn cũng bị bệnh và tác nhân gây bệnh cho chúng chính là phage. Điều đáng mừng là loại virus độc đáo này không thể gây bệnh cho người hay động vật mà chỉ gây bệnh cho vi khuẩn. Mỗi vi khuẩn có thể là vật chủ của một hoặc nhiều phage. Phage phân bố rộng rãi trong tự nhiên, chúng được phát hiện đầu tiên bởi nhà khoa học người Anh Frederick Twort (1877-1950) ở tụ cầu khuẩn năm 1915, sau đó được nhà khoa học người Canada Felix d'Hérelle (1873-1949) nghiên cứu sâu hơn và xác định được chúng là virus ký sinh trên vi khuẩn được gọi là Bacteriophage. 

CẤU TRÚC CỦA PHAGE

Phage có 3 dạng cấu trúc là dạng hình khối không có đuôi, hình khối có đuôi và dạng sợi hay dạng que. Phage có cấu tạo rất đơn giản, thành phần hóa học của phage gồm có (i) Nhân DNA/RNA: DNA có ở hầu hết các phage, một số là chuổi DNA đôi (dsDNA) hoặc chuổi DNA đơn (ssDNA); một số khác có thông tin di truyền là RNA và thường là chỉ có một chuỗi RNA (ssRNA). (ii) Protein: vỏ capsid được cấu tạo bằng những đơn phân tử được gọi là capsome hay là những hạt protein. (iii) Enzyme: phage thường có chứa một số loại enzyme ở phần đuôi giúp chúng có thể xâm nhập vào tế bào vi khuẩn. 

SỰ NHÂN LÊN CỦA PHAGE

Có 2 dạng phage: phage có độc lực cao và phage không có độc lực. Loại phage có độc lực sẽ nhân lên trong tế bào vi khuẩn và giết chết vi khuẩn ngay sau đó; quá trình này gọi là chu trình tan (lytic cycle). Loại phage "ôn hòa" hơn sau khi xâm nhập vào vi khuẩn sẽ xảy ra một trong hai trường hợp: sẽ nhân lên theo cách của phage độc lực và giết chết tế bào vi khuẩn; hoặc các DNA/RNA của phage sẽ kết hợp với DNA của vi khuẩn và phage sẽ nhân lên khi vi khuẩn nhân lên, quá trình nhân lên theo cách này gọi là chu trình tiềm tan (lysogenic cycle). 

Thực khuẩn thể chỉ có thể nhân lên khi ký sinh vào các tế bào vi khuẩn. Đầu tiên phage phải tìm thấy thụ thể tiếp nhận đặc hiệu (specific recepter) trên bề mặt tế bào vi khuẩn sau đó enzyme ở đuôi của phage sẽ phân hủy màng tế bào vi khuẩn, và đuôi co bóp đẩy nhân chứa DNA/RNA của phage vào tế bào vi khuẩn. Vỏ capsid sẽ ở lại ngoài vi khuẩn. Sau 2 - 3 phút, enzyme deoxyribonuclease của phage sẽ phá hủy DNA của tế bào vi khuẩn, mRNA và kèm theo hàng loạt enzym cần thiết cho phage được tổng hợp. DNA của phage được hình thành cùng với protein (tạo vỏ capsid) của phage được tổng hợp ở ribosome của tế bào chủ. Các thành phần của DNA lắp ghép với protein tạo thành phage. Các phage mới được hình thành sau thời gian khoảng 12 phút và sự giải phóng phage mới thường xảy ra ở phút thứ 25. Trung bình mỗi vi khuẩn có thể giải phóng từ 100 đến vài trăm phage. Các thực khuẩn thể vừa được giải phóng lại tìm đến ký sinh vào tế bào vi khuẩn khác và quá trình tổng hợp phage diễn ra như nói trên, vi khuẩn mới lại bị tiêu diệt.

(Xem thêm về phage tại đây)

(Xem hướng dẫn bật phụ đề tiếng Việt khi xem video tại đây)

HỘI CHỨNG TÔM CHẾT SỚM

Các trường hợp đầu tiên của EMS xảy ra ở đông nam Trung Quốc trong năm 2009. Trong năm 2010, nó đã được phát hiện trong khu vực Đồng bằng Sông Cửu Long của Việt Nam, và trong năm 2011, nó đã được phát hiện ở bán đảo Malaysia và sau đó ở miền đông Malaysia trên đảo Borneo. Ở Miền đông Thái Lan bệnh bùng phát vào năm 2012. Ở các nước có báo cáo về hội chứng này đều cho thấy gan tụy sẫm màu, kích thước to lên, sau đó chuyển sang tái xanh và co lại. Một số khác thì gan tụy trong nhìn thấy cả mô, tương tự như màu gelatin có dịch. Tỉ lệ chết xảy ra liên tục ở giai đoạn này, gan tụy bị hủy hoại mất hình dạng, đổi màu và ít giọt lipid. Khi soi mẫu thì lấy quần thể lớn vi khuẩn Vibrio spp. như là V.vulnificus và V.parahaemolyticus. Một số tôm chết mang bị đen. Các báo cáo ghi nhận tỉ lệ chết xảy ra ở giai đoạn 15 – 25 ngày và kích cỡ 1,5 – 2 g.

• EMS ảnh hưởng đến tôm sú và tôm thẻ chân trắng. 

• Bệnh có hai giai đoạn: cấp tính và giai đoạn cuối. Giai đoạn cấp tính bắt đầu với sự suy thoái của gan tụy. Tế bào Vital chết và hoại tử, và gan tụy sẽ co lại tới một nửa kích thước bình thường của nó. Khi bệnh tiến triển đến giai đoạn cuối, gan tụy chuyển sang màu vàng nhạt hoặc trắng với những đốm màu đen và sọc. Khi tách ra, nó không rắn chắc và thường kết thành một khối như gan tụy khỏe mạnh. Đặc trưng bệnh ở giai đoạn cuối là sự hiện diện với số lượng lớn của vi khuẩn Vibrio harveyi và V. lginolyticus. 

• Không có xét nghiệm phân tử cho bệnh EMS, chẩn đoán mô bệnh học cũng rất hạn chế.

Hiện nay, nguyên nhân gây hội chứng EMS được xác định là do vi khuẩn Vibrio parahaemolyticus bị nhiễm phage làm cho độc tố của vi khuẩn tăng lên gây rối loạn chức năng của gan tụy, cơ quan tiêu hóa của tôm.

GIẢI PHÁP ĐỐI PHÓ VỚI VI KHUẨN NHIỄM PHAGE

Như đã nói ở trên, nhóm phage không độc thay vì giết chết vi khuẩn ngay khi xâm nhập vào chúng kết hợp với vật liệu di truyền DNA/RNA của vi khuẩn và sẽ nhân lên cùng với sự nhân lên của vi khuẩn. Nhóm này rất nguy hiểm, thay vì giết chết vi khuẩn chúng có thể kết hợp với vi khuẩn sau đó nhân lên tạo thành một chủng vi khuẩn có độc tố mạnh hay kháng thuốc kháng sinh hay có khả năng lây nhiễm cao. Đây là trường hợp của vi khuẩn Vibrio parahaemolyticus gây nên hội chứng tôm chết sớm EMS mới được phát hiện gần đây bởi GS. Donald Lightner và cộng sự. Nhóm nghiên cứu của GS. Lightner đã phát hiện thấy rằng vi khuẩn này đã bị nhiễm bởi một loại thể thực khuẩn (phage) làm cho chúng sinh ra một loại độc tố cực mạnh. Vi khuẩn được lây truyền qua đường miệng (orally), sau đó chúng xâm nhập vào đường tiêu hóa tôm, tạo ra độc tố gây phá hủy mô và làm rối loạn chức năng của gan tụy, cơ quan tiêu hóa của tôm. 

Vấn đề đặt ra là chúng ta có thể tiêu diệt vi khuẩn bị nhiễm phage làm chúng trở nên mạnh hơn, độc hơn này hay không? Đây cũng là thắc mắc của rất nhiều người khi GS. Lightner công bố nguyên nhân gây hội chứng tôm chết sớm EMS trên tôm là do vi khuẩn Vibrio parahaemolyticus bị nhiễm phage. Theo tôi chúng ta hoàn toàn có thể tiêu diệt vi khuẩn này bằng các hóa chất diệt khuẩn và thuốc kháng sinh.Tuy nhiên, để khẳng định, loại hóa chất diệt khuẩn nào có tác dụng tốt nhất hay loại kháng sinh nào thì cần phải có những nghiên cứu sâu hơn. Ví dụ như làm kháng sinh đồ hay thử nghiệm sự mẫn cảm của vi khuẩn này với các loại hóa chất diệt khuẩn,... Hiện tại, một phương pháp phát hiện nhanh và sớm vi khuẩn này ở giai đoạn tôm bố mẹ và tôm giống là cần thiết hơn để phòng ngừa bệnh. 

Trong khi chờ đợi kết quả nghiên cứu tiếp theo để có giải pháp thích hợp và triệt để, người nuôi tôm cần phải cải tạo ao nuôi thật kỹ trước khi thả giống và có chế độ chăm sóc tôm thích hợp trong suốt quá trình nuôi như: sên vét bùn đáy ao, sát trùng đáy ao, phơi đáy ao khoảng 1 đến vài tháng trước khi thả vụ mới (nhưng điều này không dễ thực hiện, vì tôm có giá trị cao nên nông dân thường nhanh chóng thả giống bổ sung sớm, thậm chí ngay sau khi tôm chết); diệt khuẩn kỹ lưỡng bằng các hóa chất diệt khuẩn mạnh trước khi thả giống; sử dụng chế phẩm sinh học định kỳ trong suốt quá trình nuôi; chọn giống chất lượng tốt, xét nghiệm loại bỏ các mầm bệnh virus phổ biến, có thể dùng phương pháp sốc formol để loại bỏ con giống yếu; cho tôm ăn thêm các chất dinh dưỡng bổ sung như vitamin, khoáng chất; bổ sung chất kích thích tăng cường hệ miễn dịch như beta-glucan,... Hy vọng chúng ta sẽ sớm có giải pháp toàn diện để phòng ngừa và điều trị bệnh này trong thời gian sớm nhất.

Bài viết của: Triệu Thanh Tuấn - PhD candidate at the Marine Biotechnology Laboratory, Falculty of Fisheries, Kagoshima University, Japan

Nguồn: Theo www.aquanetviet.org