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.
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.