Thực khuẩn thể là gì?
Thực khuẩn thể (Bacteriophage) từ lâu đã được biết đến như một loại virus đặc biệt có khả năng kí sinh và “ăn” vi khuẩn. Hiểu một cách đơn giản, thực khuẩn thể là virus gây bệnh cho vi khuẩn, chúng nhân lên trong tế bào vi khuẩn, làm tan vỡ và phá huỷ tế bào vi khuẩn. Thực khuẩn thể tồn tại trong môi trường tự nhiên và có cấu trúc rất đơn giản, chỉ bao gồm lớp vỏ bọc là protein và phần lõi mang vật chất di truyền là các axit nucleic (AND hoặc ARN). Về nguyên lý, chúng có thể tồn tại ở nhiều dạng khác nhau và lây nhiễm cho tất cả các sinh vật sống, bao gồm cả vi khuẩn.
Ứng dụng thực khuẩn thể có thể giúp kiểm soát bệnh do vi khuẩn trên tôm một cách hiệu quả
Thế giới đã phát hiện ra thực khuẩn thể và phân lập chúng từ những năm đầu của thế kỉ 20, từ đó đã có nhiều nghiên cứu và ứng dụng thực khuẩn thể để sản xuất kháng thể, thuốc kháng virus chữa bệnh cho con người. Tuy vậy, gần đây các ứng dụng của thực khuẩn thể để kiểm soát các bệnh do vi khuẩn cho động vật thuỷ sản mới được thúc đẩy nghiên cứu một cách mạnh mẽ. Hướng nghiên cứu này trở nên cấp thiết hơn khi việc cấm sử dụng kháng sinh trong nuôi thuỷ sản được áp dụng rộng rãi hơn ở nhiều quốc gia. Ngoài ra, hiện tượng kháng kháng sinh của các vi khuẩn gây bệnh trở nên phổ biến hơn do việc lạm dụng kháng sinh trong thời gian dài vừa qua. Do đó, thực khuẩn thể được xem là giải pháp sinh học cứu cánh cho người nuôi trong vấn đề quản lý dịch bệnh trong nuôi trồng thuỷ sản.
Ứng dụng thực khuẩn thể: Cơ hội và khó khăn
Nghề nuôi tôm hiện nay đang phải đối diện với vô vàn thách thức do dịch bệnh. Các bệnh như đốm trắng và đỏ thân do virus gây ra vẫn đang là nỗi lo lớn và việc áp dụng vaccine đến nay vẫn không khả thi do tôm không có trí nhớ miễn dịch. Những năm gần đây, các bệnh do vi khuẩn, chủ yếu do Vibrio sp. gây ra những thiệt hại vô cùng lớn. Nếu trước đây Vibrio gây bệnh EMS làm tôm chết giai đoạn từ 30 – 45 ngày nuôi, thì gần đây các chủng vi khuẩn gây bệnh TPD có độc lực mạnh gấp hàng nghìn lần và có thể gây chết khi tôm còn rất nhỏ (chỉ sau 3 – 5 ngày thả nuôi). Do việc lạm dụng thuốc đã dẫn đến sự nhờn kháng sinh được ghi nhận ở rất nhiều nghiên cứu. Hồ Khánh Duy và cs (2019) cho thấy, đã có những chủng vi khuẩn được phân lập ở trại giống có thể kháng tới 21 loại kháng sinh khác nhau. Nếu người dân tiếp tục sử dụng kháng sinh để phòng các bệnh này thì lại càng lún sâu vào “vòng luẩn quẩn” để tìm giải pháp điều trị. Vì thế, ứng dụng các thảo dược, chất kích thích miễn dịch và thực khuẩn thể có thể xem là giải pháp khả thi hiện nay. Tuy vậy, sản xuất và ứng dụng thực khuẩn thể hiện nay vẫn còn gặp rất nhiều trở ngại.
Để phân lập ra thực khuẩn thể không phải là vấn đề quá khó, nhưng việc tạo ra môi trường để bảo quản chúng và phát huy hoạt tính trong quá trình sử dụng lại là vấn đề không hề đơn giản. Nhiều loại thực khuẩn thể cho kết quả diệt vi sinh vật gây bệnh rất tốt trong phòng thí nghiệm, nhưng khi áp dụng trong thực tế sản xuất lại cho hiệu quả khá hạn chế. Có những loại thực khuẩn thể được sản xuất để đánh nước, nhưng cũng có loại được trộn vào thức ăn. Thực khuẩn thể thường được yêu cầu bảo quản ở nhiệt độ mát và chúng không bền với nhiệt.
Do có bản chất như là các virus, thực khuẩn thể chỉ có thể kí sinh, gây bệnh và tiêu diệt một loại vi khuẩn nhất định. Nói cách khác, thực khuẩn thể có tính đặc hiệu rất cao theo nguyên tắc một chìa khoá chỉ mở được một ổ khoá. Trong khi đó, vi khuẩn gây bệnh trên tôm lại quá phong phú và có thể có tới hàng nghìn chủng, loài khác nhau. Vì thế, nếu sản phẩm chỉ chứa một loại thực khuẩn thể thì thường chúng chưa đủ để phát huy tác dụng. Các sản phẩm thực khuẩn thể hiệu quả thường phải có sự kết hợp của rất nhiều loại thực khuẩn thể khác nhau và thường được gọi là “coktail phage”. Nếu số lượng loại thực khuẩn thể càng lớn trong sản phẩm, đồng nghĩa với khả năng bảo hộ của sản phẩm càng cao nhưng cũng vì thế chi phí nghiên cứu, sản xuất sản phẩm ấy cũng tăng theo. Vì thế, xu hướng hiện nay là tìm ra các thực khuẩn thể đa năng có khả năng tiêu diệt nhiều chủng, loài vi khuẩn gây bệnh chỉ với một phage.
Thực khuẩn thể là một loại virus, vì thế chúng không bị tiêu diệt bởi các loại kháng sinh hiện nay. Nhiều tài liệu nghiên cứu còn cho rằng, thực khuẩn thể còn có khả năng cộng hưởng với kháng sinh, do đó giảm liều lượng kháng sinh sử dụng trong sản xuất. Tuy nhiên, thực khuẩn thể có thể bị tiêu diệt khi sử dụng đồng thời với thuốc khử trùng, thuốc bảo vệ thực vật và một số hoá chất khác.Trong tự nhiên, có hàng trăm loài Vibrio gây bệnh khác nhau thì cũng có hàng trăm loại thực khuẩn thể tương ứng. Các nhà nghiên cứu phải phân lập, lựa chọn được những thực khuẩn thể có khả năng phát huy hiệu quả ở những vùng địa lý, thổ nhưỡng, môi trường nước khác nhau. Thực tế, trong các ao nuôi không chỉ có vi khuẩn gây hại mà cũng có nhiều vi khuẩn có lợi chung sống cùng nhau. Bệnh thường chỉ bùng phát khi mật độ Vibrio sp. vượt ngưỡng 104 CFU/ml. Khi thực khuẩn thể tiêu diệt quá triệt để các vi khuẩn gây bệnh sẽ làm mất cân đối hệ vi sinh trong ao. Từ đó, tạo điều kiện cho các nhóm vi khuẩn khác có cơ hội bùng phát và có thể gây ra những bệnh mới. Ngoài ra, vi khuẩn cũng có thể thích nghi và tạo ra các biến chủng mới. Đây là điều khiến cho nhiều nhà quản lý còn khá e dè khi cấp phép lưu hành sản phẩm.
Kết quả thử nghiệm
Hình thức: Ao lót bạt nuôi mật độ cao. Đối tượng: Tôm thẻ chân trắng. Phương pháp:
Bổ sung sản phẩm thực khuẩn thể với tỉ lệ 0,5 ml/m3 nước và 5 g/kg thức ăn 2 cữ/ngày (6h và 14h).
Trước khi xử lý
Sau khi xử lý (3 ngày)
Hình 1. Đánh giá thực tế ứng dụng bổ sung thực khuẩn thể vào nước ao và thức ăn nuôi tôm thẻ chân trắng
Các kết quả thử nghiệm sản phẩm thực khuẩn thể đánh nước và cho ăn đều chứng minh khả năng giảm rõ rệt sự hiện diện của các nhóm Vibrio gây bệnh ở trong môi trường nước cũng như trong gan tuỵ và cả trong ruột tôm. Các thế hệ sản phẩm thực khuẩn thể liên tục được hoàn thiện, cập nhật sản phẩm để phù hợp với điều kiện thực tế. Thực khuẩn thể là một sản phẩm công nghệ cao và chịu tác động bởi nhiều yếu tố môi trường. Vì thế sản phẩm thực khuẩn thể cũng đòi hỏi nhân lực có trình độ kĩ thuật nhất định mới có thể phát huy tối đa hiệu quả sử dụng. Hiện tại, Megavet là một trong những công ty tiên phong trong việc thử nghiệm các sản phẩm thực khuẩn thể và đã đạt được những kết quả khả quan.
TS. Nguyễn Ngọc Tuấn
Khoa Thủy sản, Học viện Nông nghiệp Việt Nam
English