Polyhexamethylene biguanide (PHMB) có thể được sử dụng như một biện pháp phòng ngừa để kiểm soát bệnh TPD sớm trong nuôi tôm.
Bệnh mờ đục trên ấu trùng post là một bệnh gây chết cao ở tôm thẻ chân trắng, đã bắt đầu xảy ra ở một số trại sản xuất giống tôm ở tỉnh Quảng Đông và tỉnh Phúc Kiến (Trung Quốc), chủ yếu ảnh hưởng đến ấu trùng post 6–12 ngày tuổi (PL6 ~ 12). Tôm bị bệnh có các dấu hiệu lâm sàng điển hình như: Đường tiêu hóa trống rỗng và gan tụy nhợt nhạt/ không màu (Wang & cs., 2021, Zou & cs., 2020b). Tỷ lệ chết ở quần thể bị bệnh có thể lên tới 90–100% thường trong vòng 72 giờ kể từ khi xuất hiện cá thể bất thường. Kết quả, 80% trại sản xuất giống ở các vùng nuôi tôm ven biển chính của Trung Quốc đã ngừng sản xuất ấu trùng post tôm thẻ chân trắng vào năm 2020, và sự lây lan của TPD đã gây ra mối đe dọa mới cho sự phát triển của ngành nuôi tôm. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng căn bệnh mới này do một loại vi khuẩn Vibro parahaemolyticus mới gây ra và được đặt tên là VpTPD. Một số thử nghiệm điều trị loại bệnh này đã được tiến hành, tuy nhiên vẫn chưa mang lại kết quả cụ thể.
Polyhexamethylene biguanide (PHMB) là một polyme cation và vật liệu nguyên bào sợi hòa tan trong nước có hoạt tính kháng khuẩn phổ rộng và hiệu quả. Cơ chế diệt khuẩn của PHMB khác với cơ chế diệt khuẩn của các chất khử trùng gốc clo đang được sử dụng rộng rãi nhất. Clo tiêu diệt vi khuẩn bằng cách oxy hóa protein, lipid và carbohydrate. Mặt khác, PHMB thực hiện hoạt động diệt khuẩn thông qua tương tác tĩnh điện với các vị trí âm trên thành phần lipopolysacarit của màng tế bào vi khuẩn. Cụ thể, sự thu hút nhanh chóng của PHMB đối với các phospholipid tích điện âm trên bề mặt tế bào vi khuẩn gây ra sự phá vỡ cấu trúc màng tế bào và suy giảm hoạt động của màng, sau đó dẫn đến rò rỉ nội bào, mất ion kali và kết tủa của các thành phần nội bào, cuối cùng dẫn đến sự phân giải tế bào vi khuẩn. Trong những năm gần đây, PHMB đã được sử dụng trong ngành NTTS và đã chứng minh hoạt tính diệt khuẩn hiệu quả cao và tác dụng bảo vệ lâm sàng chống lại Vibrio gây bệnh Hoại tử gan tụy cấp tính (AHPND) ở tôm thẻ chân trắng. Trong nghiên cứu mới đây của Tianchang Jia & cs. (2023) đã đánh giá PHMB về tính an toàn và tác dụng bảo vệ chống lại nhiễm trùng VpTPD ở ấu trùng post, hy vọng cung cấp thông tin có giá trị cho việc phòng ngừa TPD và sử dụng PHMB hợp lý trong nuôi trồng thủy sản.
Kết quả về xét nghiệm độc tính
Dựa trên các quan sát, ấu trùng post tôm thẻ chân trắng biểu hiện hành vi khác thường trong dung dịch PHMB ở nồng độ lớn hơn 4 mg/L. Tôm trong nhóm nồng độ PHMB thấp bơi chậm và không có phản ứng cụ thể. Không có tôm chết nào được tìm thấy trong bất kỳ nhóm đối chứng trong suốt thí nghiệm. Ở giai đoạn đầu của các xét nghiệm độc tính, các triệu chứng ở tôm chủ yếu bao gồm bơi vội, nhảy và va vào thành cốc. Khi quá trình thử nghiệm diễn ra, tôm dần im lặng, khả năng vận động giảm, đôi khi có biểu hiện nằm nghiêng hoặc chết trực tiếp. Ở lô thí nghiệm, tôm chết có thân màu hồng, đầu đen sau khi cảm nhiễm. Tỷ lệ chết của ấu trùng tôm post khi tiếp xúc với PHMB được thể hiện trong Hình 1B. Tỷ lệ chết của ấu trùng tôm post tăng khi tăng nồng độ xử lý PHMB và cũng tăng khi tăng thời gian điều trị. Giá trị LC50 của PHMB sau 24 giờ, 48 giờ, 72 giờ, 96 giờ là 16,13 mg/L (14,18–18,57), 10,77 mg/L (9,93–11,72), 9,68 mg/L (8,53–11,64), 9,14 mg /L (7,70–10,99), tương ứng.
Hình 1. Độc tính cấp tính của PHMB trên ấu trùng post và tác dụng của xét nghiệm điều trị đối với nhiễm VpTPD.
(A) Sơ đồ thử nghiệm độc tính cấp tính.
(B) Tỷ lệ chết tích lũy của tôm được xử lý bằng (PHMB) ở nồng độ 0, 1, 2, 4, 8, 12 và 16 mg/L.
Kết quả tác dụng bảo vệ của PHMB ở các nồng độ khác nhau
Hình 2. (A) Sơ đồ thử nghiệm bảo vệ lâm sàng. (B) Tỷ lệ sống của tôm cảm nhiễm với Vp-JS20200428004-2 (C) RPS của 1 mg/L PHMB trên tôm thẻ chân trắng cảm nhiễm với nồng độ VpTPD khác nhau
Khi kết thúc thử nghiệm, chỉ có rất ít tôm ở nhóm đối chứng âm tính chết và tỷ lệ sống gần như đạt 100%. Ngược lại, không còn cá thể tôm nào còn tồn tại ở nhóm đối chứng dương tính sau 96 giờ nhiễm bệnh. Trong thí nghiệm, các dấu hiệu lâm sàng điển hình đã được quan sát thấy ở các nhóm bị nhiễm VpTPD, bao gồm đường tiêu hóa trống rỗng và gan tụy nhợt nhạt hoặc không màu. Phân tích mô bệnh học của tôm cho thấy sự hiện diện của tổn thương TPD ở các cá thể tôm bị nhiễm bệnh (Hình 3). RPS của nhóm PHMB 1 mg/L là 65 % ± 3,75 ở mức 96 hpi, cao hơn đáng kể so với ba nhóm còn lại. Hơn nữa, ngay cả ở liều thấp nhất 0,5 mg/L, RPS ở 96 hpi là 26,7% ± 3,33, cho thấy thời gian sống của tôm đã tăng lên đáng kể. Điều thú vị là tỷ lệ chết tích lũy của tôm trong nhóm được điều trị bằng PHMB ở nồng độ 1,5 mg/L cao hơn đáng kể so với các nhóm khác, cho thấy rằng PHMB ở mức 1,5 mg/L có thể gây kích ứng tôm bị bệnh và khiến tôm chết nhanh hơn.
Tác dụng bảo vệ của PHMB đối với tôm nhiễm VpTPD ở các nồng độ khác nhau
Kết quả thí nghiệm về tác dụng bảo vệ của nồng độ PHMB thích hợp đối với ấu trùng tôm post bị nhiễm các nồng độ vi khuẩn khác nhau Vp-JS20200428004-2 được thể hiện trong Hình 2. Không có trường hợp chết nào được quan sát thấy ở nhóm đối chứng âm và tất cả tôm vẫn còn nguyên khỏe mạnh. Tỷ lệ chết tích lũy của các cá thể tôm trong nhóm dương tính được gây nhiễm với nồng độ vi khuẩn 104 CFU/ml đạt 100% ở 96 hpi. Ở 96 hpi, RPS của 1 mg/L PHMB so với Vp-JS20200428004-2 ở nồng độ 101, 102, 103 và 104 CFU/mL là (63,65 ± 6,81)%, (62,96 ± 5,56)%, (60,00 ± 3,75) )% và (66,67 ± 3,75)% tương ứng (Hình 2).
Phân tích mô bệnh học
Trong thử nghiệm bảo vệ lâm sàng I (96 hpi), kiểm tra mô bệnh học cho thấy sự sắp xếp của các tế bào biểu mô của ống gan tụy và ruột giữa của tôm ở nhóm đối chứng âm tính là gọn gàng, đầy thức ăn và không quan sát thấy những thay đổi bệnh lý rõ ràng (Hình 3a, d). Trong khi đó, một số lượng nhỏ tế bào biểu mô của ống gan tụy của tôm ở nhóm dương tính cho thấy sự hoại tử rõ ràng và một số tế bào biểu mô bị bong tróc (Hình 3b, e). Ấu trùng post của nhóm được điều trị cho thấy các tế bào biểu mô của ống gan tụy và ruột giữa bình thường và không có thay đổi mô bệnh học rõ ràng (Hình 3c, f).
Hình 3. Mặt cắt mô học của post-lavaes tôm trong thử nghiệm bảo vệ lâm sàng I (96hpi)
Trong nghiên cứu này, các tác giả đã đánh giá PHMB về tính an toàn và tác dụng bảo vệ chống lại nhiễm trùng VpTPD ở ấu trùng post của tôm thẻ chân trắng. Kết quả của nghiên cứu này nêu bật tác dụng bảo vệ lâm sàng của PHMB và cho thấy PHMB có thể được sử dụng như một biện pháp phòng ngừa để kiểm soát nhiễm TPD sớm trong nuôi tôm. Nghiên cứu này cũng cung cấp thông tin có giá trị cho việc phòng ngừa các bệnh do vi khuẩn khác trong nuôi tôm.
ThS. Chinh Lê (Lược dịch)
Học viện Nông nghiệp Việt Nam
English