Một số chủng đột biến của virus gây dịch tiêu chảy cấp trên lợn (PEDv) có khả năng thoát khỏi sự bảo hộ của vaccine ???
Dịch tễ học PED
PED lần đầu tiên được phát hiện ở Anh vào năm 1971, và chủng đầu tiên (CV777) được phân lập vào năm 1978 ở Bỉ. Kể từ tháng 10 năm 2010, sự xuất hiện của các chủng PEDv mới đã gây ra dịch bệnh nghiêm trọng ở Trung Quốc. Ngoài Trung Quốc, chúng nhanh chóng lan rộng ra hơn 38 tiểu bang ở Hoa Kỳ sau đợt bùng phát đầu tiên vào tháng 5 năm 2013. Nhật Bản, Canada, Mexico và Colombia cũng đã trải qua các đợt bùng phát dịch liên tiếp, gây thiệt hại kinh tế nghiêm trọng cho ngành chăn nuôi lợn toàn cầu.
Theo nghiên cứu của Guo J. & cs. (2019), bộ gen PEDv được chia thành 2 nhóm gen riêng biệt, G1 (chủng cổ điển) và G2 (chủng biến thể) (Hình 1). Trong đó, nhóm gen G1 phát triển thành 2 phân nhóm nhỏ (G1a và G1b). Phân nhóm G1a bao gồm các chủng PEDv được tìm thấy ở Châu Âu và Bỉ (CV777) cũng như một số chủng cổ điển (LZC, SM98). Phân nhóm G1b bao gồm các chủng vaccine nhược độc (CV777 và DR13 giảm độc lực) và các chủng cổ điển gây đại dịch khác (AH-M, SD-M và SQ2014) từ Trung Quốc và Hàn Quốc.
Kể từ năm 2010, các nghiên cứu đã chỉ ra rằng chủng PEDv đột biến hầu hết nằm trong nhóm gen G2. Nhóm gen G2 đã phát triển thành 3 phân nhóm nhỏ (G2a, G2b, G2c). Phân nhóm G2a bao gồm các chủng từ Hoa Kỳ cũng như từ các quốc gia đã báo cáo chủng PEDv giống Hoa Kỳ (AH2012, HuB1‐2017, HuB7‐2017). Phân nhóm G2b chủ yếu gồm các chủng từ Trung Quốc, Hàn Quốc và Thái Lan (AJ1102, CH/SD2014). Phân nhóm G2c bao gồm các chủng S-INDEL từ Châu Mỹ (OH851) và Châu Âu (GER/L00862/2014) với mức độ tương đồng trình tự cao với chủng ZL29 từ Trung Quốc. Nghiên cứu còn cho thấy phân nhóm G2c đã tiến hóa từ một sự kiện tái tổ hợp từ G1a và G2a. Phân tích dữ liệu đồng hồ phân tử chỉ ra rằng gen S phân nhóm G2c có khả năng bắt nguồn từ tháng 4 năm 2010.
(Guo J. & cs., 2019)
Hình 1. Cây phát sinh loài của các chủng PEDv toàn cầu
Vaccine PED
Tiêm chủng là giải pháp quan trọng để kiểm soát các bệnh truyền nhiễm, đặc biệt là PED. Năm 1994, vaccine PEDv vô hoạt và nhược độc dựa trên chủng CV777 đã được phát triển. Vaccine chứa chủng ZJ08 (phân nhóm G1b) được tung ra thị trường vào tháng 11/2015. Vaccine PEDv vô hoạt và vaccine nhược độc dựa trên chủng AJ1102, phân nhóm G2b, đã được đưa ra thị trường thành công vào tháng 12/2017. Tại Hoa Kỳ, vaccine dựa trên vector alphavirus có khả năng biểu hiện protein S của PEDv (Harrisvaccines) cũng được cấp phép sử dụng.
Tuy nhiên, các báo cáo điều tra dịch tễ học trong những năm gần đây đã chứng minh rằng PED vẫn là một trong những bệnh chính ảnh hưởng đến ngành chăn nuôi lợn, điều này cho thấy vaccine vẫn không đạt hiệu quả cao trong phòng chống PEDv. Nghiên cứu của Guo J. & cs. (2019) đã chỉ ra rằng nhóm gen G2 chứa 11 kiểu đột biến acid amin riêng biệt (I116T, I356T, E365Q, T549S, G594S, N724S, A959V, S1044A, G1173D, S1232R và R1298Q), phân biệt nó với các chủng phân lập trong nhóm gen G1 và đã xác định được 7 sự thay thế trong các epitope trung hòa của protein S ở phân nhóm G2, điều này có thể giải thích tại sao vaccine vô hoạt và vaccine nhược độc truyền thống chống lại nhóm gen G1 không thể bảo vệ hiệu quả cho đàn lợn bị đe dọa bởi chủng PEDv từ nhóm G2 (Bảng 1). Ngoài ra, Tian Y. & cs. (2021) phát hiện ra rằng mặc dù trang trại lợn đã được tiêm phòng bằng vaccine biến thể AJ1102 (G2b) vẫn bùng phát PED khi bị nhiễm chủng G2c. Do đó, cần cập nhật, phân loại chính xác các chủng PEDv toàn cầu cũng như xem xét sự phù hợp của vaccine là rất quan trọng để phát triển các chiến lược ngăn ngừa và kiểm soát PED.
Bảng 1. Các biến thể acid amin của protein S trong các phân nhóm PEDv khác nhau
(Guo J. & cs., 2019)
Một phân nhóm sub-genogroup riêng biệt của PEDv tại miền Bắc Việt Nam (Duong & cs., 2022)
PEDv được phát hiện tại Việt Nam vào năm 2008, nhanh chóng lan rộng khắp cả nước, gây thiệt hại kinh tế nghiêm trọng. Các nghiên cứu về trình tự gen S của các chủng PEDv được phân lập trong giai đoạn 2012–2016 tại Việt Nam cho thấy các chủng này đã trải qua những thay đổi đáng chú ý, điều này có thể giải thích cho sự giảm hiệu quả của vaccine. Tại Việt Nam, vaccine PEDv nhược độc và vaccine vô hoạt chủ yếu dựa vào các chủng thuộc nhóm cổ điển như: CV777, DR13, SM98. Mặc dù đã tiêm phòng nhưng các đợt bùng phát dịch PED nghiêm trọng vẫn liên tục xảy ra trên đàn lợn trên cả nước. Nguyên nhân thất bại của vaccine có thể được tìm thấy bằng cách kiểm tra các biến thể di truyền trong bộ gen của các chủng PEDV hiện đang lưu hành tại Việt Nam.
26 chủng PEDv được phân lập từ mẫu ruột non và phân, được thu thập từ 7 tỉnh tại miền Bắc Việt Nam, bao gồm: Hà Nội, Hải Dương, Hưng Yên, Nam Định, Thanh Hoá, Tuyên Quang, Vĩnh Phúc.
Cây phát sinh loài dựa trên sự sắp xếp của 61 phần trình tự nucleotide S1 của 26 chủng PEDv phân lập từ miền Bắc Việt Nam và 35 chủng tham chiếu gồm G1a (4 chủng), G1b (3 chủng), G1c/tái tổ hợp (12 chủng), G2a (6 chủng) và G2b (8 chủng) (Hình 2).
Cây phát sinh loài chỉ ra rằng tất cả các chủng được chia thành hai nhóm chính: G1 (chủng cổ điển) và G2 (chủng đại dịch độc lực). Cây phát sinh loài đã phân loại 26 chủng PEDv của Việt Nam thành nhóm G2b (19/26 = 73,1%) và một phân nhóm khác biệt “dsG” (7/26 = 26,9%). 9 trong số 19 chủng PEDv phân lập tại miền Bắc Việt Nam thuộc phân nhóm G2b thuộc cùng một nhánh với chủng vaccine AJ1102, trong khi 10 chủng thuộc về một nhóm khác bao gồm các chủng G2b của Việt Nam đã được xác định trước đó từ năm 2014 đến 2016. Không có chủng nào trong số 26 chủng từ nghiên cứu hiện tại được đặt trong cụm G2a hoặc G1c (tái tổ hợp).
(Duong & cs., 2022)
Hình 2. Cây phát sinh loài của các chủng PEDv phân lập tại miền Bắc Việt Nam và chủng tham chiếu
Các chủng PEDv Việt Nam trong nghiên cứu này được biểu thị bằng ký hiệu hình thoi, và các chủng tham chiếu đại diện cho các nhóm gen khác nhau được biểu thị bằng ký hiệu hình vuông. Một cụm được hình thành bởi 7 chủng Việt Nam khác biệt với các trình tự PEDv khác được chỉ định là phân nhóm “dsG”.
Đáng chú ý, cây phát sinh chỉ rõ rằng một nhóm gồm 7 chủng, tách biệt với G1a, G1b và G1c, chúng được chỉ định là “dsG” (kiểu gen khác biệt). Việc xác định một phân nhóm biến thể kháng nguyên mới cho thấy sự tiến hóa liên tục của các chủng PEDv đang lưu hành tại Việt Nam, và điều này nhấn mạnh sự cần thiết của việc cập nhật vaccine thường xuyên để bảo vệ hiệu quả.
Như đã báo cáo trước đây, các chủng thuộc phân nhóm G1b chiếm ưu thế ở Việt Nam trước năm 2014. Trong năm 2015–2016, nhóm G2 chiếm ưu thế trên toàn thế giới, với sự hiện diện của các phân nhóm G2a và G2b. Các chủng G2b PEDv của Việt Nam được phân lập từ năm 2014 trở đi dường như đã trải qua một mức độ tiến hóa nhất định và nằm trong các cụm tách biệt với các cụm chứa các chủng AJ1102 G2b ban đầu được phân lập vào năm 2011–2012. Do đó, các chủng G2, đặc biệt là các chủng G2b “mới”, hiện dường như là mối đe dọa chính đối với việc lây nhiễm PEDv ở Việt Nam.
Gần đây, nhiều chủng PEDv tái tổ hợp đã được báo cáo trên toàn cầu. Phân nhóm G1c chứa các chủng tái tổ hợp của các chủng G1a và G2a, chúng bao gồm các chủng được xác định ở Hoa Kỳ và ở Châu Âu có trình tự tương tự cao với chủng tái tổ hợp của Trung Quốc (G2c). Trong khi đó, các chủng trong phân nhóm S-INDEL G1c là kết quả của các sự kiện tái tổ hợp giữa chủng G2b và chủng G1 dại(TW/Yunlin/2018) hoặc chủng G1 đột biến (CH/SCZY44/2017).
Tóm lại, nghiên cứu cho thấy sự hiện diện của hai phân nhóm PEDv ở Việt Nam: G2b và một nhóm “distinct subgenogroup” độc lập (dsG), tách biệt với G1a, G1b, G2a, G2b và G1c (các chủng tái tổ hợp). PEDv đang phát triển nhanh chóng ở Việt Nam và điều này có thể dẫn đến thất bại trong việc tiêm phòng cho đàn lợn bằng vaccine cổ điển. Vì vậy, cần thường xuyên cập nhật vaccine để đảm bảo hiệu quả tại Việt Nam và các nước trên thế giới. Bên cạnh đó, việc xét nghiệm, chẩn đoán sớm là cần thiết trong việc phòng và kiểm soát PED.
Xem chi tiết Bệnh tiêu chảy cấp trên lợn (PED) (Phần 1) tại Link
Mọi chi tiết xin vui lòng liên hệ
* Trung tâm Xét nghiệm, Chẩn đoán bệnh – VMC Laboratory, Công ty cổ phần sản xuất và thương mại VMC Việt Nam
* Địa chỉ: Điện Biên, Chuyên Ngoại, thị xã Duy Tiên, tỉnh Hà Nam
* Hotline: 0362 866 568
* Email: vmcvietnamlab@gmail.com
* Trưởng phòng: Ms. Hiến: 0979 590 180
Tài liệu tham khảo
- Bích N. T., Khánh T. V., Ba N. T. & Hương C. T. T (2020). Kết quả thiết lập phản ứng trung hòa Porcine Epidemic Diarrhea virus (PEDv) sử dụng chủng thực địa phân lập tại miền Bắc. Tạp chí Khoa học Nông nghiệp Việt Nam. 18(7): 475-484.
- Duong B. T. T., Thao P. T. P., Hoa N. T., Thu H. T., Phuoc M. H., Le T. H. & Quyen D. V. (2022). Molecular analysis reveals a distinct subgenogroup of porcine epidemic diarrhea virus in northern Vietnam in 2018–2019. Archives of Virology. 167(11): 2337-2346.
- Gao Q., Zheng Z., Wang H., Yi S., Zhang G. & Gong L. (2021). The new porcine epidemic diarrhea virus outbreak may mean that existing commercial vaccines are not enough to fully protect against the epidemic strains. Frontiers in Veterinary Science. 8: 697839.
- Guo, J., Fang, L., Ye, X., Chen, J., Xu, S., Zhu, X., Miao, Y., Wang, D., & Xiao, S. (2019). Evolutionary and genotypic analyses of global porcine epidemic diarrhea virus strains. Transboundary and emerging diseases. 66(1): 111–118.
- Thương H. T., Ngọc L. T., Giang N. T., Vy T. T., Hoàng P. T., Ngọc P. B., Trang V. H., Hằng H. T. T. & Hà C. H. (2021). Nghiên cứu sự biểu hiện của kháng nguyên S1 tái tổ hợp của virus gây bệnh tiêu chảy cấp ở lợn (Porcine Epidemic Diarrhea virus) trong cây thuốc lá Nicotiana Benthamiana. Tạp chí Công nghệ Sinh học. 19(1): 95-105.
- Tian, Y., Yang, X., Li, H., Ma, B., Guan, R., Yang, J., … & Wang, H. (2021). Molecular characterization of porcine epidemic diarrhea virus associated with outbreaks in southwest China during 2014–2018. Transboundary and Emerging Diseases. 68(6): 3482-3497.
