Streptococcus Suis: Tìm kiếm một giải pháp

Ecovet - Tại sao không có vắc-xin thương mại hiệu quả chống lại Streptococcus suis?

Cuộc chiến chống Streptococcus suis là một cuộc chiến kéo dài đối với các nhà chăn nuôi heo, các bác sĩ thú y và các nhà nghiên cứu trên toàn thế giới. S. suis là một bệnh nguy hiểm có liên quan tới các bệnh viêm màng não, nhiễm trùng máu và các bệnh lý xâm lấn khác chủ yếu ở heo con sau cai sữa. S. suis thay đổi trong cấu trúc di truyền của nó do đó làm phức tạp trong việc chẩn đoán và theo dõi dịch tễ học trên khắp thế giới..

S. suis cũng là một bệnh có khả năng lây sang người nghiêm trọng đối với người chăn nuôi heo trên toàn cầu. Trong một số vùng (nhất là các quốc gia châu Á), nó là nguyên nhân chủ yếu của các vụ bùng phát bệnh nghiêm trọng ở người khi tiếp xúc với động vật bị bệnh hoặc tiêu thụ các sản phẩm thịt heo bị nhiễm mầm bệnh. Hiện nay, việc sử dụng kháng sinh đang bị hạn chế trên toàn thế giới - có nghĩa là người chăn nuôi heo sẽ phải phụ thuộc vào các phương pháp phòng ngừa khác hơn là sử dụng kháng sinh dự phòng. Vậy tại sao không có vắc-xin thương mại hiệu quả chống lại Streptococcus suis? (Segura M., 2015).

Một vài đặc điểm của Streptococcus suis

Streptococcus suis hiện diện ở đường hô hấp trên của heo, cũng như đường tiêu hóa và bộ phận sinh dục. Có thể có tới 100% heo trong đàn mang vi khuẩn này, có nghĩa là chúng bị nhiễm bệnh nhưng không có biển hiệu lâm sàng. Điều đó nói rằng, những con heo mang mầm bệnh này vẫn có thể truyền vi khuẩn cho các động vật khác (Gottschalk M, Segura M., 2019).

S. suis có mặt trên toàn thế giới và khác nhau rất nhiều ở vùng này so với vùng khác (Hình 1). Vi khuẩn ban đầu được phân loại thành 35 loại serotypes được xác định bởi các loại đường được tìm thấy trong “lớp vỏ bọc” bao quanh bề mặt vi khuẩn (một số trong số các loại serotype này hiện đang được tranh luận là có hay không thuộc về loài S. suis). Tuy nhiên, các kiểu serotype phổ biến nhất ở trên heo là 2 (trên toàn thế giới), 9 (một số quốc gia Châu Âu), 3, 1/2 và 7 (chủ yếu là Bắc Mỹ; và Châu Á cho cả serotype 3).

S. suis cũng được phân loại dựa trên “kỹ thuật giải trình tự gen” và “vân tay DNA của vi khuẩn (Goyette Desjardins, et al. 2014). Do đó mỗi serotype của S. suis chứa nhiều loại trình tự (Hình 1). Tất cả sự đa dạng này có nghĩa là các trường hợp nhiễm S. suis riêng lẻ sẽ có các đặc điểm độc đáo về kiểu serotype, loại trình tự, khả năng lây bệnh của động vật và biểu hiện lâm sàng. Số lượng biến thể khổng lồ này giúp giải thích lý do tại sao rất khó để tạo ra một loại vắc-xin “phổ biến”, có khả năng bảo vệ chống lại tất cả các S. suis ở heo trên toàn thế giới (Goyette Desjardins, et al. 2014).

Các loại vắc-xin

Có rất nhiều loại vắc-xin, tất cả đều có ưu và nhược điểm riêng. Động vật có thể được bảo vệ bằng cách tiêm vắc-xin có chứa một thành phần gây bệnh của vi khuẩn (vắc-xin thế hệ 2), hoặc vi khuẩn còn sống nhưng làm suy yếu hoặc bị giết (vắc-xin bất hoạt). Thử nghiệm Vắc-xin thế hệ 2 của S. suis cho kết quả có vẻ đầy hứa hẹn, nhưng đòi hỏi phải bổ sung các chất bổ trợ mạnh (giải pháp giúp tăng đáp ứng của hệ miễn dịch). Ngoài ra, do S. suis rất đa dạng, nên việc tìm kiếm một thành phần cụ thể (Ví dụ: protein) có thể bảo vệ chống lại tất cả các chủng S. suis vẫn là một thách thức. Sự kết hợp các protein của S. suis khác nhau (kháng nguyên) trong vắc-xin thế hệ 2 sẽ có khả năng mang lại kết quả tốt nhất cho một loại vắc-xin phổ biến khác và có hiệu quả bảo vệ.

Mặt khác, giả thuyết rằng vắc-xin giảm độc lực mang lại lợi ích là không cần dùng thuốc tăng cường hoặc tá dược, nhưng chúng có nguy cơ gây nguy hiểm đối với sức khỏe cộng đồng, vì S. suis là bệnh lây sang người và chủng được tiêm có thể khôi phục độc lực. Nhược điểm thứ hai của vắc-xin sống giảm độc lực là các động vật bị nhiễm bệnh tự nhiên hoặc thực nghiệm sẽ tạo ra kháng thể thấp, vì khó có thể tạo ra một chủng vi khuẩn yếu hơn có thể phản ứng để bảo vệ chống lại một chủng có độc lực (hoặc chủng yếu này có thể dễ dàng bị loại bỏ bởi vật chủ). Thật vậy, thực tế này có thể giải thích tại sao một giao thức tiêm nhiều được sử dụng trong hầu hết các nghiên cứu vắc-xin giảm độc lực (Segura M., 2015).

Loại vắc-xin cuối cùng thường được đánh giá để phòng ngừa S. suis là vaccine bất hoạt, giúp hạn chế nguy cơ về sức khỏe cộng đồng - nhưng cũng có khả năng kích thích hệ thống miễn dịch và do đó mang lại kết quả gây tranh cãi (Segura M., 2015). Trên thực tế, vi khuẩn tự sinh đại diện cho lựa chọn có khả năng duy nhất trong lĩnh vực này. Những vắc-xin này là vi khuẩn được phân lập trong một trang trại cụ thể bằng cách lấy mẫu động vật từ đàn bị nhiễm bệnh. Như vậy, mặc dù có sự khác biệt lớn về S. suis theo vùng, nhưng động vật được tiêm phòng vắc-xin này sẽ được bảo vệ chống lại cùng một chủng gây ra các vấn đề lâm sàng trong đàn.

Tuy nhiên, chẩn đoán S. suis là nguyên nhân chính gây bệnh có thể làm phức tạp việc lựa chọn các chủng được đưa vào trong vắc-xin tự sinh. Điều đó nói rằng, cần thiết nên điều tra nhiều hơn về tất cả các loại vắc-xin trước khi đưa ra bất kỳ kết luận nào trong đó có cả việc đưa ra giải pháp cuối cùng. Kể từ năm 2019, phần lớn các công bố về vắc-xin của S. suis đã nghiên cứu lần lượt là vắc-xin thế hệ 2, sau đó là vắc-xin chứa vi khuẩn và cuối cùng là vắc-xin sống giảm độc lực (Hình 2)


Những thách thức trong sự phát triển vắc-xin S. suis

Hiện tại không có thỏa thuận quốc tế nào về hiệu quả của vắc-xin nên được kiểm tra, có nghĩa là rất khó để so sánh kết quả của các công thức khác nhau. Không chỉ có sự khác biệt giữa các nghiên cứu liên quan đến công thức vắc-xin, thuốc tăng trưởng và động vật được gây miễn dịch (heo nái so với heo con) mà còn về các biện pháp được thực hiện để xác định rằng vắc-xin đang bảo vệ động vật! Việc phân loại các kháng thể thành các kiểu mẫu của chúng (hoặc phân nhóm kháng thể) rất quan trọng để cho phép dự đoán loại đáp ứng miễn dịch được tạo ra bởi sự chủng vắc-xin: đáp ứng lý tưởng là phá hủy vi khuẩn. Trong trường hợp của S. suis, hiệu ứng này có thể được đo lường bằng một thử nghiệm có tên là “killing assay”; đảm bảo rằng các kháng thể được sản xuất từ vắc-xin alf có hiệu quả.

Chức năng phụ thuộc vào kiểu kháng thể được tạo ra: không phải tất cả chúng đều có thể giết chết S. suis. Tuy nhiên, hiện tại không có quy trình chuẩn hóa để kiểm tra hiệu quả của vắc-xin S. suis (ví dụ: mô hình động vật, thử thách nhiễm trùng, thử nghiệm giết chết, v.v.), điều này đã góp phần thêm vào sự nhầm lẫn xung quanh việc giải thích kết quả thử nghiệm vắc-xin (Segura M., 2015). Ví dụ, trong số 17 nghiên cứu về vắc-xin S. suis được công bố từ năm 2015 đến 2019, phần lớn đã thử nghiệm sự hiện diện của kháng thể và thực hiện đánh giá tỷ lệ chết ở chuột. Lưu ý: khi việc tiêm vắc-xin cho chuột mang lại khả năng hiệu quả thú vị trong trường hợp có kết quả âm tính, thì các vắc-xin tìm năng phải tuyệt đối được thử nghiệm trên heo trong điều kiện thử thách có kiểm soát (Hình 3). Tuy nhiên, thử nghiệm gây nhiễm S. suis trên heo con thông thường trong điều kiện phòng thí nghiệm cho kết quả không nhất quán, gây ra một nhược điểm khác trong sự phát triển vắc-xin. Thật vậy, hầu hết các kiểu serotype S. suis không thể gây ra bất kỳ dấu hiệu lâm sàng nào trong điều kiện thí nghiệm. Trong trường hợp vắc-xin tự sinh, các báo cáo gần như không có (chỉ có 2 bài báo được công bố trong 30 năm qua, Hình 2) hoặc không đầy đủ và trong hầu hết các báo cáo thì nhóm đối chứng (không được tiêm vắc-xin) bị thiếu để so sánh đưa ra kết luận (Segura M., 2015)