Trong bản cập nhật này về vi khuẩn Vibrio – vi khuẩn gây bệnh chính trên tôm nuôi, Tiến sĩ Newman đã thảo luận một số hiểu lầm về tác động của vi khuẩn Vibrio đối với các bệnh ở tôm, bao gồm những tác động quan trọng gây stress nhưng thường bị bỏ qua. Hình ảnh trên cho thấy tôm bị tổn thương cơ do chủng V. alginolyticus gây ra. Ảnh của Stephen G. Newman.

Đây là bản cập nhật của một bài báo ngắn cách đây vài năm, tóm tắt một số thách thức mà người nuôi tôm phải đối mặt khi ứng phó với bệnh do vi khuẩn Vibrio gây ra. Vấn đề nhiễm khuẩn ở tôm nuôi khá phổ biến và nó có thể là nguyên nhân chính gây chết tôm. Vibrios chắc chắn là một tác nhân chính, nhưng nó không phải là nguyên nhân duy nhất. Nếu không chủ động thực hiện các biện pháp phòng dịch bệnh, người nuôi có thể sẽ gặp một số rắc rối trong việc ứng phó với mầm bệnh khi chúng xảy ra.

Danh sách các loài vi khuẩn Vibrio có liên quan đến sự bùng phát dịch bệnh ở tôm tại các thời điểm khác nhau trong chu kỳ nuôi được trình bày trong Bảng 1. Người đọc cần lưu ý rằng, đối với một loài nhất định, có thể có nhiều chủng không gây ra bệnh, và trên thực tế, việc gây hại là rất hiếm. Cần phải hiểu rằng hầu hết các đợt bùng phát Vibrio là do vi khuẩn cơ hội. Tôm bị suy yếu bởi các tác nhân gây stress có thể bao gồm các mầm bệnh do virus gây ra, và đây là nguyên nhân khiến chúng dễ mắc bệnh. Ngành nuôi tôm nên tập trung vào việc giảm thiểu sự xuất hiện của các yếu tố gây stress thay vì cố gắng kiểm soát số lượng Vibrio. Làm việc này nhưng không làm việc khác có thể gây phản tác dụng.

Bảng 1. Các loài Vibrio liên quan đến bệnh trên tôm nuôi. BG: xanh lam-lục (*tăng trưởng kém trong môi trường TCBS Agar) (Thiosulfate-Citrate-Bile salts-Sucrose – là môi trường được sử dụng để phân lập và chọn lọc Vibrio).

Như được thể hiện trong Bảng 1, một loạt các chủng cụ thể của các loài Vibrio được chọn lọc để có thể gây ra các bệnh giống nhau. Điều này không có nghĩa là mọi cá thể của loài đều gây bệnh hoặc những loài có thể gây bệnh sẽ bị loại bỏ khỏi hệ thống nuôi.

Vibrios

Vibrio là vi khuẩn gram âm (không có dấu hiệu gì đặc biệt, dễ nhận dạng), hình que, cong và hầu hết có thể phát triển trong điều kiện không có oxy (gọi là vi khuẩn kỵ khí). Đây không phải là điều kiện sinh trưởng mà chúng ưa thích, nhưng nó cho phép chúng phát triển mạnh trong môi trường không tối ưu. Chúng phát triển tốt ở nhiệt độ lớn hơn hoặc bằng 15°C (59°F).

Vibrio là thành phần của hầu hết các hệ sinh thái dưới nước, và phần lớn được tìm thấy trong nước biển và nước lợ, mặc dù V. cholerae cũng được tìm thấy trong nước ngọt. Những vi khuẩn này tiến hóa cao, có hai nhiễm sắc thể cho phép chúng di truyền khá linh hoạt. Số lượng chính xác của các loài là một mục tiêu di động, vì nhiều loài hơn đang được xác định. Ước tính có hơn 150 loài, có thể lên đến hàng nghìn chủng.

Hầu hết các loài Vibrio đều vô hại và không thể gây bệnh trừ khi xuất hiện ở mật độ dày, điều này chỉ có thể xuất hiện khi chúng được nuôi cấy trong phòng thí nghiệm. Vibrio có mặt ở khắp nơi trong nước và cư trú trên nhiều sinh vật như cá, tôm, cua, và một số loài khác như tảo, sinh vật phù du và chất hữu cơ lơ lửng. Chúng dễ dàng hình thành các tập hợp phức tạp, được gọi là màng sinh học, cho phép chúng tạo ra mầm bệnh để tồn tại trong môi trường. Ngoài ra, chúng còn là công cụ trong quá trình phân hủy sinh học của chitin. Bảng 1 liệt kê phần lớn những trường hợp có liên quan đến bệnh ở tôm. Đa số các loài Vibrio đều có nhiều chủng, trong đó có nhiều chủng không gây bệnh. Có hai loại chính mầm bệnh chính:

1. Mầm bệnh bắt buộc gây bệnh khi xuất hiện. Một tế bào đơn lẻ có thể đủ để bắt đầu một quá trình gây bệnh. Một số lượng rất nhỏ vi khuẩn đủ để gây chết vật chủ. Thông thường, động vật không có khả năng tự bảo vệ để chống lại sự lây nhiễm, do đó chúng có thể chết. Những trường hợp này tương đối hiếm.
2. Mầm bệnh cơ hội gây bệnh khi các yếu tố khác làm suy yếu vật chủ. Hầu hết các vi khuẩn gây chết tôm đều thuộc loại này. Trong trường hợp không có yếu tố gây stress, những tác nhân này có thể không gây hại. Chúng có thể hiện diện với mật số rất cao và không gây ra bất kỳ vấn đề nào. Hầu hết bệnh do vi khuẩn gây ra trên tôm nuôi là do các mầm bệnh cơ hội.

Mặc dù chắc chắn rằng vi khuẩn Vibrio là nguyên nhân chính gây bùng phát dịch bệnh do vi khuẩn ở tôm nuôi, nhưng không thể bỏ qua tác động của các tác nhân gây stress.

Quan niệm sai lầm về vi khuẩn Vibrio đối với bệnh ở tôm

1. Tất cả Vibrio đều là vi khuẩn có hại và không có giống vi khuẩn nào khác.

Nhiều loài vi khuẩn khác có liên quan đến sự bùng phát dịch bệnh ở tôm nuôi. Hầu hết là các vi khuẩn cơ hội, chủ yếu là Vibrio. Một số chủng có liên quan bao gồm Aeromonas, Pseudomonas, Streptococcus, Bacillus, Photobacterium, Pasteurella, Shewenella, và một số chủng khác. Trên thực tế, hầu hết các vi khuẩn không thể được nuôi cấy trên môi trường thạch, nên có thể có nhiều vi khuẩn gây bệnh khác vẫn chưa được xác định. Hầu hết các vi khuẩn gây chết tôm đều hoạt động theo cơ hội.

2. Vibrio có hại khi có màu xanh lá và có lợi khi có màu vàng trên môi trường TCBS Agar.

TCBS Agar (Thiosulfate-Citrate-Bile salts-Sucrose) là một môi trường chọn lọc đã được phát triển cách đây vài năm để phân lập và chọn lọc vi khuẩn Vibrio. Không phải tất cả Vibrio đều phát triển trên môi trường này, và sự phân biệt dựa vào màu sắc khuẩn lạc trên thạch để đánh giá khả năng gây hại là không đúng bởi vì phương pháp này chỉ phản ánh khả năng sử dụng đường sucrose. Không có mối tương quan nào giữa điều này và sự hiện diện của độc tố hoặc khả năng gây bệnh. Tuy nhiên, quan niệm sai lầm này vẫn tồn tại. Nhiều người khẳng định rằng nếu có thể giữ cho trại giống và trại nuôi không bị nhiễm khuẩn lạc xanh TCBS, thì không cần phải lo lắng về bất kỳ tác động nào của khuẩn lạc vàng TCBS. Họ cho rằng chúng vô hại. Nhưng vi khuẩn Vibrio độc nhất là chủng Vibrio alginolyticus có màu vàng TCBS, nó từng gây ra một đợt bùng phát ở Belize. Đây là Vibrio lên men sucrose (màu vàng) trong môi trường TCBS và có độc tính cao.

Đĩa thạch TCBS của Vibrio cholerae (trái) và Vibrio parahaemolyticus (phải). Ảnh của Chainwit

3. An toàn sinh học có trách nhiệm đòi hỏi phải nỗ lực để giảm tải lượng Vibrio.

Vibrio đóng một vai trò rất quan trọng trong quá trình phân hủy chitin. Chitin là phân tử sinh học phong phú thứ 2 trong tự nhiên chỉ sau cellulose và nó hình thành tế bào của động vật giáp xác, nấm và côn trùng. Trong hệ sinh thái dưới nước, ở đâu có chitin ở đó sẽ có vi khuẩn Vibrio. Vì chitin là thành phần cấu trúc chính của tất cả các loài giáp xác, nên vi khuẩn Vibrio xuất hiện tự nhiên. Việc loại bỏ Vibrio sẽ mở ra một nơi ẩn náu mới chứa các mầm bệnh tiềm ẩn khác. Không có gì đảm bảo rằng những mầm bệnh này sẽ không gây hại hơn bất kỳ chủng Vibrio nào đã loại bỏ trước đó. Về bản chất, việc nỗ lực giảm tải lượng Vibrio chỉ nên ở mức chung, không nên giảm tải quá mức tạo các khoảng trống cho phép các vi khuẩn khác xâm nhập, gây bệnh và chiếm ưu thế.

4. Vật nuôi sẽ khỏe mạnh hơn nếu mật độ Vibrio trong hệ thống sản xuất thấp.

Dịch bệnh là kết quả của sự tương tác giữa vật chủ với môi trường và mầm bệnh tiềm ẩn. Vật nuôi được sản xuất theo cách giảm thiểu stress mà chúng đang chịu sẽ có cơ hội phát triển tốt nhất. Những con vật khỏe mạnh sẽ có khả năng nhận ra di truyền ẩn cao hơn so với những con bị stress. Trừ khi sự xuất hiện của Vibrio là mầm bệnh bắt buộc và hiện diện ở mức ngưỡng (mức cần thiết để đảm bảo vật nuôi khỏe mạnh), nếu nỗ lực kiểm soát chúng một cách tuyệt đối sẽ không bảo vệ được vật nuôi tránh được các mầm bệnh. Những mầm bệnh khác không phải Vibrio sẽ gây bệnh.

5. Stress không tích tụ.

Có nhiều dạng stress khác nhau. Khi tôm và các loài thủy sản khác bị thiếu oxy (nguồn cung oxy thấp) hoặc bị ảnh hưởng bởi các yếu tố gây stress khác, chúng sẽ không thể phục hồi trạng thái như ban đầu. Vật nuôi phản ứng với stress theo nhiều cách, và cách mà chúng phản ứng phụ thuộc vào tác nhân gây stress là gì và tồn tại trong bao lâu. Phản ứng tương tự cũng xảy ra khi vật nuôi tiếp xúc với những chất độc hại. Vật nuôi có thể ổn, nhưng sự tiếp xúc này có thể ảnh hưởng lâu dài đến sự ổn định của các điều kiện bên trong cơ thể hoặc cân bằng nội sinh của chúng. Nhiều người tin rằng việc để vật nuôi tiếp xúc với độc tố dưới liều gây chết vẫn có thể chấp nhận được, bởi vì chưa có vật nuôi nào chết, nên họ chưa nhận thấy được vấn đề. Nhưng những vật nuôi bị suy yếu sẽ dễ bị nhiễm mầm bệnh cơ hội và mức ngưỡng của mầm bệnh bắt buộc thấp hơn.

Các phương pháp nuôi có trách nhiệm phải lưu ý đến điều này. Mục tiêu là tạo ra môi trường nuôi ít hoặc không có stress, chứ không phải xem vật nuôi có thể phản ứng stress ở mức độ nào.

6. Xét nghiệm PCR là phương pháp đảm bảo tuyệt đối rằng vật nuôi không có mầm bệnh mà chúng đang được kiểm tra.

PCR là một công cụ mạnh mẽ, nhưng người phát minh ra nó chưa từng nghĩ sẽ sử dụng nó như cách mà ngành nuôi tôm hiện đang sử dụng. Xét nghiệm PCR tiêu chuẩn không mang tính định lượng, kết quả của nó là “có” hoặc “không”. Sự xuất hiện của một mầm bệnh giả định không có nghĩa là mầm bệnh đó đang xảy ra hoặc sẽ xảy ra. Và việc mầm bệnh đó không xuất hiện không có nghĩa là nó không tồn tại. Điều này chỉ có nghĩa là mẫu xét nghiệm là âm tính.

PCR cũng có thể được định lượng, được gọi là PCR thời gian thực. Nó có thể được sử dụng để theo dõi sự phát triển của mầm bệnh (bắt buộc và cơ hội) trong một quần thể nhạy cảm. Nếu mức độ bệnh tăng theo thời gian và điều này xảy ra đồng thời với sự suy giảm hiệu suất tăng trưởng của vật nuôi, thì có thể giả định rằng những điều này có mối tương quan với nhau. Mặc dù kết quả PCR có thể khá hữu ích, nhưng chúng có một thiếu sót nghiêm trọng: khi người ta sàng lọc vật nuôi dựa trên dữ liệu thống kê (tức là, lấy một mẫu phụ của một nhóm nhỏ trong quần thể và kiểm tra chúng, kết quả cho ra sẽ là kết quả của toàn bộ quần thể), thì luôn có khả năng mầm bệnh hiện diện nhưng xét nghiệm không cho kết quả (âm tính giả).

Chỉ có cách theo dõi hoạt động của vật nuôi tại trang trại mới có thể chắc chắn rằng kết quả PCR cho một quần thể là có giá trị nhất quán. Hơn nữa, nếu không đảm bảo phương pháp xét nghiệm vật nuôi phù hợp với những dấu hiệu của mầm bệnh tiềm ẩn, thì âm tính giả sẽ xảy ra. Có lẽ ví dụ rõ nhất là ở virus gây bệnh đốm trắng (White Spot Syndrome Virus, WSSV). Virus này không phát triển mạnh ở môi trường có nhiệt độ nước ấm, nó phát triển tốt ở môi trường nhiệt độ nước mát. Nếu không thử nghiệm vật nuôi trong môi trường nước mát, thì kết quả nhận được luôn là âm tính giả.

Một ví dụ khác là chủng V. parahaemolyticus mang độc tố PIRa và PIRb (gây bệnh hoại tử gan tụy cấp tính, AHPND) và không thể phát hiện bằng PCR tiêu chuẩn nếu không khuếch đại. Độc tố xuất hiện gây tổn thương đến các mô nhạy cảm, nhưng xét nghiệm PCR lại cho kết quả âm tính. Các mẫu nghi ngờ nhiễm bệnh phải được nuôi cấy trong môi trường thích hợp từ 12 – 24 giờ trước khi tiến hành xét nghiệm PCR để tránh trường hợp âm tính giả.

Kết luận

Để nuôi tôm thành công thực sự là một thách thức lớn, nhưng càng thách thức hơn khi có một lượng lớn thông tin sai lệch được lan truyền như hiện tại. Chìa khóa để nuôi tôm thành công và bền vững là nhận định đúng vấn đề và không cho phép chúng can thiệp vào thực tế.

Mặc dù chắc chắn rằng Vibrio là nguyên nhân chính gây bùng phát dịch bệnh do vi khuẩn ở tôm nuôi, nhưng không thể bỏ qua các tác nhân gây stress. Người nuôi đã tốn rất nhiều tiền bạc và thời gian để kiểm soát Vibrio, nhưng họ lại bỏ qua các tác nhân gây stress. Một số tác nhân gây stress luôn có sẵn trong bất kỳ mô hình nuôi nào, và việc chọn lọc di truyền có thể hữu ích trong việc tạo ra các giống vật nuôi có khả năng thích nghi tốt hơn so với các loài hoang dã. Thật vậy, đây chính là cơ sở của quá trình thuần hóa.

Nhưng đến khi người nuôi chấp nhận được thực tế rằng những tác nhân gây stress chính là điều kiện cho phép các vi khuẩn cơ hội tác động đến tôm nuôi của họ, thì những vi khuẩn này sẽ tiếp tục gây thiệt hại lớn cho ngành nuôi tôm trên toàn cầu. Cố gắng loại bỏ tất cả hoặc không loại bỏ chỉ dẫn đến những thách thức khác.

Theo Tiến sĩ Stephen G. Newman

Nguồn: https://www.globalseafood.org/advocate/an-update-on-vibriosis-the-major-bacterial-disease-shrimp-farmers-face/

Biên dịch: Huyền Thoại – Bình Minh Capital