HỆ MIỄN DỊCH TÔM -VACXIN CHO TÔM- HCVMNA
Phần 1: Kháng nguyên, kháng thể, vacxin, phân loại vacxin, cơ chế hoạt động
Kháng thể là gì?
Khi một sinh vật xâm nhập vào cơ thể động vật thì cơ thể sẽ nhận biết được sự xâm nhập này và sản xuất ra những chất gọi là kháng thể (antibody). Kháng thể có 2 nhiệm vụ:
1. Tiêu diệt vi sinh vật xâm nhập
2. Tồn tại trong cơ thể (máu) trong một thời gian dài để bảo vệ cơ thể chống lại chính vi sinh vật đó trong những lần xâm nhập về sau.
Kháng nguyên là gì?
Kháng nguyên (antigen) là những phần tử đặc biệt kích thích sự miễn dịch của cơ thể, có thể sản xuất ra kháng thể, gây phản ứng miễn dịch.
Không phải kháng nguyên nào cũng kích thích cơ thể sản xuất ra kháng thể. Những kháng nguyên có khả năng gây phản ứng miễn dịch được gọi là kháng nguyên miễn dịch (immunogen), gọi tắt là kháng nguyên.
Kháng nguyên có thể có nguồn gốc từ bên ngoài môi trường (ví dụ: hóa chất, vi khuẩn, virus, vi nấm, vi tảo, động vật nguyên sinh, v.v.) hoặc được tạo ra ngay bên trong cơ thể (ví dụ: các mảnh tế bào, độc tố…). Thông thường kháng nguyên là một protein hay một polysaccharide gắn với một protein chuyên chở.
Vacxin (vaccine) là gì?
Vacxin là những chế phẩm có tính kháng nguyên, được sử dụng với mục đích tạo ra miễn dịch đối với các bệnh truyền nhiễm.
Vacxin được làm từ vi sinh vật (hoặc từ một phần cấu trúc của vi sinh vật) đã bị chết hoặc đã bị làm yếu đi. Vacxin không có khả năng gây bệnh cho cơ thể. Tuy nhiên cần sử dụng đúng hướng dẫn.
Thành phần của vacxin gồm:
– Kháng nguyên: kích thích phát triển hệ miễn dịch cụ thể
– Chất ổn định (stabilizer): đảm bảo đặc tính của của các kháng nguyên, thường là: sucroza, lactoza (đường sữa), albumin, mononatri glutamat (bột ngọt).
– Chất bảo quản: có tác dụng khử trùng. Chất bảo quản phổ biến nhất là thiomersal (một hợp chất thủy ngân hữu cơ), rất độc, hàm lượng thiomersal không được quá 50mcg trong 1 liều. Hiện nay các quốc gia phát triển đều cấm sử dụng thiomersal trong thành phần chất bảo quản. Những chất bảo quản thông dụng khác gồm formaldehyd, phenol, phenoxyethanol và kháng sinh (neomycin, kanamycin, polymyxin).
– Tá dược: tăng khả năng kích thích miễn dịch của kháng nguyên, thường là muối nhôm.
Vacxin hoạt động như thế nào?
Vacxin kích thích sự thích ứng và phản ứng của hệ miễn dịch để sinh ra những tế bào nhớ cụ thể, nhờ vậy hệ miễn dịch có thể phản ứng nhanh hơn nếu bị nhiễm khuẩn sau này.
Phân loại vacxin:
– Vacxin sống: có chứa các vi sinh sống nhưng suy yếu. Những vi sinh suy yếu này thường là được nuôi cấy trong phòng thí nghiệm. Khi truyền vào cơ thể, những vi sinh này sẽ sinh sôi nảy nở và hệ miễn dịch sẽ phản ứng bằng cách sinh ra các kháng thể. Ví dụ các loại vacxin chống bại liệt, sở, quai bị, rubella hoặc lao.
– Vacxin bất hoạt: có chứa những con vi sinh bị giết bằng nhiệt độ, bức xạ, tia cực tím, cồn hoặc formaldehyde. Ví dụ một số loại vacxin chống ho gà hoặc viêm gan A.
– Vacxin hóa học: có chứa các thành phần vách tế bào hoặc bộ phận khác của vi sinh. Ví dụ một số loại vacxin chống ho gà, Hib hoặc viêm màng não mủ.
– Vacxin biến độc tố: có chứa các thành phần độc tố bất hoạt, được sản sinh bởi một số vi khuẩn. Những thành phần độc tố này được đưa qua quá trình xử lý đặc biệt để những tính chất độc tố trở thành miễn dịch. Ví dụ các loại vacxin chống uốn ván hoặc bạch cầu.
– Vacxin vector. Những vacxin này được tạo ra bằng kỹ thuật di truyền bằng cách lấy những gen kháng bệnh bên trong vi khuẩn bệnh và cấy nó vào các vi sinh an toàn. Ví dụ các loại vacxin chống viêm gan B và rotavirus.
Ngoài ra, tùy thuộc vào số lượng kháng nguyên, các vacxin được chia ra vacxin đơn và vacxin phối hợp (kết hợp). Vacxin đơn chứa kháng nguyên chống lại một tác nhân gây bệnh (vi sinh vật), vacxin phối hợp chứa kháng nguyên chống lại nhiều hơn một vi sinh vật.
Vacxin đơn được chia ra làm 2 loại: đơn trị và đa trị. Vacxin đơn trị chứa kháng nguyên chống lại một chủng hoặc nhóm (serotype) của một loại vi sinh vật, vacxin đa trị chứa kháng nguyên chống lại nhiều hơn một chủng hoặc nhóm của một loại vi sinh vật.
Phần 2: Hệ miễn dịch của tôm
Tôm nuôi có thể nhiễm các bệnh do tác nhân virus, vi khuẩn, nấm. Khả năng kháng bệnh của tôm đối với các tác nhân gây bệnh chủ yếu dựa vào hệ miễn dịch, tuy nhiên cơ chế miễn dịch ở tôm nói riêng (và giáp xác nói chung) không phát triển như cá và các động vật có xương sống khác.
Tôm và giáp xác không có các tế bào có khả năng ghi nhớ, không tạo ra được kháng thể (immunoglobins) để đáp ứng lại kháng nguyên lạ xâm nhập. Cơ chế kháng bệnh ở tôm và giáp xác phụ thuộc chủ yếu vào cơ chế kháng bệnh tự nhiên (còn gọi là cơ chế kháng bệnh bẩm sinh, cơ chế kháng bệnh không đặc hiệu).
Cơ chế kháng bệnh tự nhiên của tôm:
Gồm 2 cơ chế:
Cơ chế miễn dịch tế bào: là các hoạt động được thực hiện bởi tế bào máu: thực bào, thể bao bao bọc mầm bệnh, thể hạch tạo khối u bao vây vật thể lạ xâm nhập và sau đó phá hủy thông qua hệ thống hoạt hóa prophenoloxidase.
Cơ chế miễn dịch thể dịch: là sự hoạt hóa và sản sinh các protein chống đông máu, các chất kháng thể, enzyme phenoloxidase, các peptide kháng khuẩn, các gốc tự do.
Chức năng của hệ miễn dịch ở tôm:
Vòng bảo vệ thứ nhất: Lớp vỏ chitin có các chất kháng khuẩn bề mặt.
Vòng bảo vệ thứ hai: Tế bào máu ức chế khả năng hoạt động của các vi sinh vật xâm nhập, làm cứng vỏ chitin, hỗ trợ trao đổi carbohydrate, vận chuyển và dự trữ protein.
Phần tử có hoạt tính miễn dịch của tôm:
Tôm có hệ tuần hoàn mở, máu tuần hoàn qua mạch máu đến các mô. Sự tạo máu hình thành nên các tế bào trưởng thành của hệ thống miễn dịch tự nhiên. Mô tạo máu của tôm sú và tôm penaeid khác nằm trong các vùng khác nhau của dạ dày, hàm và tuyến râu.
Huyết tương (hemolymph) của tôm có các phân tử có hoạt tính miễn dịch là tế bào máu (hemocyte) và các phân tử lectin. Tôm có 3 loại tế bào máu: bạch cầu đơn nhân (không hạt), bán hạt và có hạt, mỗi loại tế bào này có vai trò và chức năng khác nhau đối với khả năng miễn dịch của tôm.
Các hoạt động miễn dịch của tôm:
Các tế bào máu nhận diện ra cấu trúc màng tế bào của các vi sinh vật xâm nhập nhờ β-1,3 glucans, peptidoglycans, lipo-polysaccharides. Trong quá trình tìm kiếm và nhận diện tác nhân gây bệnh, emzyme của vật chủ được kích hoạt làm tăng tiêu hao oxy dẫn đến tăng các gốc ion tự do O2- (superoxidaxe anion) và H2O2 (hydrogen peroxide).
Thực bào là một cơ chế miễn dịch tế bào ở tôm, là sự tiêu hóa và phá hủy các tác nhân gây bệnh vi sinh vật (virus, vi khuẩn, nấm…) xâm nhập, các tế bào ngoại lai và thay thế các tế bào già bởi tế bào mới. Thực bào có thể xảy ra tại nơi bị tổn thương, trong các mô và cơ quan của hệ thống tuần hoàn và cả trong thể dịch. Quá trình thực bào cũng tạo các gốc ion tự do.
Các gốc ion tự do có thể trực tiếp tiêu diệt các vi sinh vật xâm nhập, tuy nhiên, các gốc ion tự do không phân biệt được tế bào của vật chủ và các vi sinh vật, nên có thể gây tổn hại cho vật chủ. Trong điều kiện bình thường, sự phá hủy của các ion tự do xảy ra nhờ các phân tử oxy hóa như acid ascorbic, các acid béo không no, và các emzyme oxy hóa.
Các tế bào bạch cầu của tôm có thể bị kích thích bởi β-1,3-glucans, peptidoglycans và lipo-polysaccharides thực hiện cơ chế xuất bào, tạo ra các enzyme, các tác nhân làm đông máu, các yếu tố liên quan đến enzyme prophenoloxidase, các chất ức chế proteinase và các chất kháng khuẩn như penaeidin, lectin.
Lectin là một glycoprotein hoặc protein có một hoặc nhiều vùng chức năng có khả năng gắn với phần carbonhydrat của các phần tử khác. Lectin nối kết tác nhân lạ với tế bào máu của tôm, hoạt hóa chúng làm tăng hoạt động thực bào và hoạt tính kháng khuẩn. Vi khuẩn, virus, độc tố cũng có thể có lectin bề mặt, chúng sử dụng lectin bề mặt này để sáp nhập vào tế bào tôm khởi đầu cho quá trình nhiễm trùng.
Các peptide kháng khuẩn là những protein có trọng lượng phân tử thấp, tác động lên màng tế bào của vi khuẩn, nấm, ký sinh trùng, màng bao bọc virus.
Quá trình oxy hóa phenol thành quinon nhờ enzyme prophenoloxidase, giúp tiêu diệt mầm bệnh và tạo ra sắc tố melanin màu nâu tối với đặc tính kháng khuẩn bao quanh tác nhân xâm nhập, ngăn cản sự bùng phát bệnh trên vật chủ, tái tạo vỏ chitin mới, hình thành các thể hạch trong gan tụy và mang tôm.
Quá trình đông máu của tôm được sử dụng để ngăn chặn sự mất máu do tổn thương ở vỏ kitin và làm vô hiệu hóa các tác nhân gây bệnh xâm nhập. Ở động vật giáp xác, quá trình đông máu được điều khiển bởi các protein đông máu được hình thành trong huyết tương với sự ảnh hưởng của các tế bào máu. Các protein đông máu của tế bào có thể được hoạt hóa bởi lipo-polysaccharides hoặc β-1,3-glucan và có liên quan đến hệ thống hoạt hóa prophenoloxidase.
Ngoài ra trên tôm còn có hiện tượng apoptosis – là một quá trình tự làm chết các tế bào cần bị phá hủy, các tế bào tồn tại không đúng vị trí hoặc không cần thiết, những tế bào nhiễm virus.
Tôm và giáp xác được xác định là có đáp ứng miễn dịch đối với tác nhân virus nhưng không có tế bào tạo ra kháng thể và không có sự bảo vệ đặc hiệu chống lại tác nhân lạ.
Phản ứng của tôm với sự nhiễm bệnh do vi rút có thể hoàn toàn khác so với sự nhiễm bệnh do vi khuẩn, ví dụ trong một vài trường hợp tôm nhiễm virus không có dấu hiệu mắc bệnh và vẫn sống tới khi thu hoạch… Các nhà khoa học suy đoán có khả năng có một cơ chế đặc biệt chống lại dịch bệnh do vi rút đã được ghi nhớ trong con tôm theo lý thuyết “sự dàn xếp của vi rút”.
Phòng ngừa bệnh cho thuỷ sản thuộc nhóm giáp xác chủ yếu là tăng cường hiệu quả đáp ứng miễn dịch không đặc hiệu bằng cách quản lý tốt môi trường nuôi và sử dụng các chất kích thích miễn dịch.
Phần 3: Vacxin và các giải pháp tăng cường miễn dịch cho tôm (đang cập nhật)
>>Tham khảo: Một số sản phẩm xử lý nước và các men vi sinh giúp cho tôm phát triển
