HỘI CHỨNG PHÂN TRẮNG Ở TÔM CÓ THỂ DO NHIỀU HƠN MỘT MẦM BỆNH GÂY RA

Nghiên cứu mới tìm thấy bằng chứng kết luận rằng EHP không phải là mầm bệnh duy nhất liên quan đến sự xuất hiện của Hội chứng phân trắng ở tôm thẻ chân trắng

Phần đầu ngực của tôm thẻ chân trắng Thái Bình Dương ( Litopenaeus vannamei ) có biểu hiện đổi màu trắng ở đường tiêu hóa. Kết quả của nghiên cứu này lần đầu tiên chứng minh sự xuất hiện của WFS trong điều kiện phòng thí nghiệm khi tôm bị nhiễm đồng thời EHP và V. parahaemolyticus

Hệ vi sinh vật đường ruột của tôm (microbiota) là nền tảng cho khả năng hấp thu, tăng cường miễn dịch và cân bằng nội môi của tôm. Do tính háu ăn của tôm, chúng thường ăn tạp bao gồm cả thịt đồng loại, do đó rất dễ nhiễm các mầm bệnh từ bên ngoài. Sự xuất hiện của các vi khuẩn khác dễ làm mất cân bằng đường ruột, dẫn đến rối loạn hệ vi khuẩn đường ruột, ảnh hưởng đến khả năng hấp thu và tăng trưởng của tôm.

Mặc dù có ít thông tin về các cơ chế miễn dịch cụ thể được cung cấp bởi hệ vi sinh vật đường ruột của tôm, nhưng có bằng chứng về sự tương tác của nó với các hoạt động tiêu hóa ảnh hưởng trực tiếp đến sự tăng trưởng của tôm và mức độ nghiêm trọng của bệnh. Tương tự như vậy, các bệnh mới xuất hiện đã được phát hiện nhắm vào gan tụy (tuyến tiêu hóa) của tôm và gây ra ức chế tăng trưởng, chênh lệch kích thước, bỏ ăn và chết rải rác. Các bệnh tôm được xác định gần đây có biểu hiện các dấu hiệu này là bệnh vi bào tử trùng gan tụy (HPM) do Enterocytozoon hepatopenaei (EHP) và Hội chứng phân trắng (WFS), mà vẫn chưa xác định được tác nhân gây bệnh.

HPM là một bệnh gan tụy ở tôm thẻ do một số loài vi bào tử trùng bao gồm cả EHP gây ra. Loài vi bào tử trùng này đã được tìm thấy ở một số nước châu Á như Trung Quốc, Việt Nam, Malaysia, Indonesia, Thái Lan và Ấn Độ. Gần đây, EHP đã được tìm thấy cả ở Nam Mỹ. Dấu hiệu lâm sàng chính của EHP là tôm chậm phát triển, dẫn đến chênh lệch kích thước và tỷ lệ chuyển đổi thức ăn (FCR) tăng lên. Trong giai đoạn phát triển của bệnh, tôm nhiễm EHP thường có biểu hiện mềm vỏ và chết rải rác. EHP đã được phát hiện ở một số loài tôm he nuôi, bao gồm tôm sú P. monodon , L. vannamei và P. stylirostris. EHP là một loại ký sinh trùng nội bào sinh sôi trong tế bào chất của các tế bào biểu mô ống bị ảnh hưởng ở gan tụy.

WFS biểu hiện bằng các chuỗi phân trắng trôi dọc theo mặt nước trong ao nuôi thương phẩm. Tôm trong các ao này có các dấu hiệu bất thường như tốc độ tăng trưởng kém, kích thước chênh lệch, đường tiêu hóa chuyển màu từ vàng sang trắng, vỏ sần sùi và chết rải rác. Mặc dù mối liên hệ giữa bệnh vi bào tử trùng EHP và hội chứng phân trắng WFS đã được đề xuất từ ​​lâu, nhưng không có nghiên cứu nào xác định thành công hội chứng này trong môi trường phòng thí nghiệm. Ngay cả khi các trường hợp nhiễm EHP nghiêm trọng xảy ra, WFS không phải lúc nào cũng biểu hiện và những quan sát này cho thấy rằng WFS là kết quả của sự tác động lẫn nhau của nhiều vi sinh vật và các tác nhân gây bệnh khác vẫn chưa được xác định.

Thiết lập nghiên cứu

Tôm thẻ chân trắng không có mầm bệnh (SPF) được lấy từ Viện Oceanic (Oahu, Hawaii). Trong ít nhất hai năm liên tiếp, quần thể này đã xét nghiệm âm tính bằng PCR đối với tất cả các mầm bệnh được OIE liệt kê cũng như không được OIE liệt kê, bao gồm cả EHP. Thử nghiệm sinh học được thực hiện tại Phòng thí nghiệm Bệnh học Nuôi trồng Thủy sản của Đại học Arizona. Tất cả các quy trình lấy mẫu và cho tôm nhiễm bệnh được thực hiện theo các hướng dẫn do Hiệp hội Y tế Thú y Hoa Kỳ thiết lập.

Kết quả và thảo luận

Kết quả nghiên cứu mô tả cảm nhiễm WFS trên tôm thẻ chân trắng với việc nhiễm EHP (mầm bệnh chính) và với một loài V. parahaemolyticus (mầm bệnh thứ cấp) cụ thể được phân lập từ đường tiêu hóa của tôm đã nhiễm WFS.

Hình 1. Phân lập Vibrio parahaemolyticus từ tuyến tiêu hóa của Litopenaeus vannamei nhiễm WFS

(a)Tôm thẻ chân trắng có đường tiêu hóa màu trắng, một biểu hiện lâm sàng của WFS. Một phần của đường tiêu hóa được cấy trên đĩa thạch TCBS.

(b)vi khuẩn Vibrio parahaemolyticus phát triển trong đĩa TCBS.

(c)Sự phát triển của V. parahaemolyticus trong môi trường TSA + 2,5% NaCl.

Bảng 1. Thiết kế thí nghiệm và so sánh tỷ lệ sống của tôm cho nhiễm EHP và V. parahaemolyticus (phân lập tử tôm nhiễmWFS) trong hai thử nghiệm độc lập

Hình 2. Cảm nhiễm thành công WFS ở tôm thẻ chân trắng Litopenaeus vannamei trong điều kiện thí nghiệm trong phòng thí nghiệm. Các chuỗi phân có màu trắng đến hơi vàng được quan sát thấy ở tôm trong các nghiệm thức khác nhau. Mũi tên đen chỉ ra chuỗi phân trắng dính vào lỗ hậu môn ở tôm nhiễm EHP và V. parahaemolyticus

Hội chứng phân trắng đã được chứng minh là một trong những căn bệnh khó nắm bắt nhất của bất kỳ bệnh tôm nào đã được mô tả cho đến nay. Đã hơn một thập kỷ kể từ khi báo cáo chính thức đầu tiên về tôm nhiễm EHP có biểu hiện WFS được công bố, chưa kể đã có bằng chứng cho thấy WFS đã được quan sát thấy trong các ao nuôi tôm thương phẩm trước khi có công bố này. Bất chấp sự hiện diện của WFS trong hơn một thập kỷ, nguyên nhân của hội chứng vẫn chưa thể kết luận.

Cũng có một số ấn phẩm có tuyên bố mâu thuẫn về vai trò của EHP trong WFS. Ví dụ, một số tác giả cho biết WFS không phải do EHP gây ra trong khi những tác giả khác tìm thấy bằng chứng rõ ràng về mối liên hệ rõ ràng giữa EHP và WFS. Có một báo cáo khẳng định Vibrio cholerae là tác nhân gây bệnh của WFS, mặc dù phát hiện này chưa được các nhà nghiên cứu từ bất kỳ nơi nào khác xác.

Một số nghiên cứu khác nhằm điều tra hiện tượng WFS cũng đã tìm thấy một số mối liên quan giữa WFS và các nguyên nhân khác nhau. Các chuỗi phân chứa cấu trúc dạng vermiform được gọi là vi nhung mao biến đổi (ATM) đã được báo cáo là một trong những tác nhân gây bệnh WFS ở Thái Lan. WFS dường như có tương quan với sự đồng nhiễm với EHP và Vibrio spp cơ hội khác, loài gây ra SHPN . Tại Ấn Độ, Running Mortolity Syndrome (RMS) đã được thấy trên tôm có WFS và SHPN. Các nhà nghiên cứu nghiên cứu hệ vi sinh vật ở tôm bị ảnh hưởng bởi WFS đã báo cáo sự gia tăng vi khuẩn đáng kể đối với Candidatus Bacilloplasma và Phascolarctobacterium, và giảm với Paracoccus và Lactococcus. Nhiễm khuẩn Gregarine nặng, bệnh do vi khuẩn Vibriosis, và các điều kiện môi trường khác nhau đã được đề xuất là yếu tố góp phần gây ra WFS.

Một số nghiên cứu cũng tái tạo thành công WFS trong điều kiện phòng thí nghiệm. Huang và cộng sự gần đây đã phát hiện ra rằng việc cấy ghép hệ vi sinh vật đường ruột của tôm nhiễm WFS sang tôm khỏe mạnh dẫn đến các biểu hiện lâm sàng tương tự như trong WFS. Họ đề xuất WFS là do chứng loạn khuẩn trong hệ vi sinh vật đường ruột và căn bệnh phức tạp này có thể do các mầm bệnh cụ thể gây ra.

Trong các thí nghiệm trong nghiên cứu này, có thể xác nhận sự hiện diện của các chuỗi phân trắng chỉ ở tôm đã bị nhiễm EHP trước và sau đó tiếp xúc với chủng V. parahaemolyticus . Điều này chứng tỏ rằng, để gây ra các biểu hiện lâm sàng của WFS, cần phải có cả EHP và chủng V. parahaemolyticus cụ thể này . Tôm chỉ tiếp xúc với EHP hoặc V. parahaemolyticus không phát triển được WFS. Do đó, biểu hiện của WFS liên quan đến sự kết hợp duy nhất của hai tác nhân gây bệnh chưa từng được quan sát thấy trước đây đối với bất kỳ bệnh truyền nhiễm nào của tôm được biết đến cho đến nay.

Thông thường, trong một ao nuôi tôm thương phẩm, quần thể nuôi bắt đầu cho thấy sự hiện diện của EHP trước tiên. Sau đó, trong chu kỳ nuôi thương phẩm, tôm bắt đầu bị đổi màu trắng ở đường tiêu hóa và các chuỗi phân trắng nổi bắt đầu xuất hiện trong ao. Tác nhân gây bệnh chính, trong trường hợp này là EHP, gây ra các tổn thương và sau đó trên tôm bị ảnh hưởng SHPN biểu hiện do V. parahaemolyticus cơ hội gây ra.

Hình 3. Phân tích mô bệnh học của mô gan tụy. Nhuộm H&E (Mayer – Bennet hematoxylin và eosin-phloxine) trên mô gan tụy của tôm thẻ chân trắng từ bốn nhóm thí nghiệm: đối chứng không nhiễm bệnh (A), chỉ nhiễm V. parahaemolyticus (B), chie nhiễm EHP (C) và EHP + V. parahaemolyticus (D). Sự hiện diện của các thể bao gồm tế bào chất (mũi tên đen) tương ứng với giai đoạn plasmodium và các bào tử (đầu mũi tên) điển hình của nhiễm EHP. Các vạch chia độ 200 μm (A), 50 μm (B) và 10 μm (CD)

Tôm trong nhóm xử lý EHP + V. parahaemolyticus trong cả hai thử nghiệm của chúng tôi cho thấy sự chênh lệch về kích thước cao, cao hơn hoặc tương đương với tôm bị nhiễm EHP hoặc V. parahaemolyticus đơn thuần (Bảng 1).

Sự hình thành WFS ở tôm bị nhiễm EHP và bị nhiễm V. parahaemolyticus rất có thể là do tác động hiệp đồng của hệ vi khuẩn và một dòng vi khuẩn cụ thể trên ống gan tụy. Như đã đề cập trước đây, Huang và các đồng nghiệp cho rằng WFS là do rối loạn vi sinh vật đường ruột gây ra và đề xuất này mang một số điểm tương đồng với phát hiện của nghiên cứu này. Các quan sát trong giai đoạn đầu của sự nhiễm EHP ở tôm biểu hiện WFS bao gồm hàm lượng lipid cao trong ống gan tụy nhưng một số tế bào gan tụy bị nhiễm nặng. Tuy nhiên, tại thời điểm này, tôm không có phản ứng miễn dịch tế bào rõ ràng như viêm hoặc tắc nghẽn huyết cầu. Sau đó, khi quá trình nhiễm trùng tiến triển, các tế bào biểu mô bị nhiễm EHP trong ống gan tụy sẽ bong ra và để lộ màng đáy bên dưới của ống cho vi khuẩn cơ hội xâm nhập nhanh chóng vào các ống bị ảnh hưởng.

Sự xâm chiếm của vi khuẩn sau đó dẫn đến phản ứng tế bào của vật chủ, dẫn đến viêm tế bào máu, melanization và bong tróc thêm. Các tế bào ống gan tụy bị teo từ trung bình đến nặng dẫn đến rối loạn chức năng một phần hoặc toàn bộ của gan tụy. Ở một con tôm khỏe mạnh, phần lớn phân được tạo ra khi tiêu hóa thức ăn bao gồm các không bào còn sót lại từ tế bào gan tụy, liên quan đến một quá trình chính để đóng gói và loại bỏ các chất thải ra khỏi hệ tiêu hóa. Ở tôm bị nhiễm EHP, khi cụm tế bào gan tụy được phóng thích đến đường tiêu hóa, sự kết hợp của lipid, thức ăn đã tiêu hóa / chưa tiêu hóa, EHP và khối vi khuẩn sẽ góp phần hình thành chuỗi phân màu trắng. Có thể do sự hiện diện của lipid trong phân.

Các thay đổi liên quan đến đường tiêu hóa, trong đó dấu hiệu của bệnh là phân màu trắng, phổ biến đối với tất cả các động vật bao gồm cả con người. Ở người, phân màu trắng là do những thay đổi trong hệ vi sinh vật đường ruột hoặc do các mầm bệnh cụ thể như Cryptosporidium spp. Điều này cũng có thể xảy ra đối với WFS ở tôm, nơi dịch bệnh - và do đó là các dấu hiệu cụ thể - do hai nguyên nhân khác nhau gây ra. Nghiên cứu này chỉ ra rõ ràng rằng hai mầm bệnh gây ra phân trắng ở tôm và cho thấy rõ ràng rằng EHP đóng một vai trò trung tâm trong sự phát triển của hội chứng này.

Nghiên cứu này cung cấp bằng chứng kết luận rằng EHP không phải là mầm bệnh duy nhất liên quan đến sự hiện diện của Hội chứng phân trắng. Ở Thái Lan, một số nghiên cứu đã chỉ ra mối liên hệ của WFS trong quần thể tôm với sự gia tăng của Vibrio spp. ở ruột tôm. Sự gia tăng quần thể Vibrio đường ruột từ tôm bình thường với 1,8 × 10 ⁷ CFU/g quần thể so với tôm WFS với 6,1 × 10⁷ CFU/g. Một số Vibrio . spp được tìm thấy trong các mẫu đó là V. parahaemolyticus , V. vulnificus và V. Damela . Điều này chứng thực sự xác định của chúng tôi về một chủng loạiV. parahaemolyticus là mầm bệnh không xác định đồng nhiễm EHP trên tôm biểu hiện WFS. Tuy nhiên, có thể các loài Vibrio khác ngoài V. parahaemolyticus có thể gây ra WFS.

Kết luận

EHP là một mầm bệnh đường ruột chính của tôm he. Sự lây nhiễm EHP kết hợp với một chủng V. parahaemolyticus cụ thể dẫn đến sự phát triển của WFS. Những phát hiện này cũng chứng thực và cung cấp lời giải thích tại sao WFS được biểu hiện ở những khu vực có EHP và V. parahaemolyticus cũng là những loài đặc hữu.

28 tháng 2 năm 2022

Nhóm tác giả : Tiến sĩ Luis Fernando Aranguren Caro, Tiến sĩ Hung N. Mai, Tiến sĩ Roberto Cruz-Florez, Frances Laureen Agcalao Marcos, Tiến sĩ Rod Russel R. Alenton, Tiến sĩ Arun K. Dhar.