0
Giới thiệu
Tạo miễn dịch cho heo đóng vai trò quan trọng trong việc nâng cao năng suất và đảm bảo phúc lợi động vật. Mặc dù vaccine đường tiêm hiện vẫn chiếm ưu thế trong thực hành thú y, nhưng vaccine đường uống đang ngày càng được xem là một lựa chọn thay thế đầy tiềm năng, không chỉ vì tính dễ triển khai chủng ngừa hàng loạt trên quy mô lớn và giúp giảm stress cho heo, mà còn nhờ khả năng điều hòa và kích hoạt hệ miễn dịch tại niêm mạc. Đây là hàng rào bảo vệ quan trọng, đóng vai trò tuyến bảo vệ đầu tiên chống lại nhiều tác nhân gây bệnh đường ruột và đường hô hấp.
Bối cảnh và những thách thức
Vaccine đường uống cho heo không phải là một khái niệm mới. Một loại vaccine sống nhược độc đường uống phòng Dịch tả heo cổ điển (CSF) đã được thử nghiệm trên cả heo nuôi và heo rừng, cho thấy khả năng bảo hộ khi công cường độc mà không ghi nhận sự bài thải chủng virus vaccine ra môi trường. Việc sử dụng các công thức mồi ngon miệng càng cho thấy tính khả thi của vaccine đường uống trong việc chủng ngừa hàng loạt cho quần thể lớn, kể cả động vật hoang dã. Đây có thể là một chiến lược hữu ích cho công tác kiểm soát dịch bệnh ngoài thực địa (Chenut và cs., 1999).
Mặt khác, vaccine đường uống vẫn phải đối mặt với nhiều thách thức. Mặc dù đây là phương thức phù hợp hơn để kích thích tạo ra IgA tại niêm mạc ruột, nhưng hiệu quả khi áp dụng trong thực tế có thể không ổn định. Nguyên nhân chủ yếu là do sự phân hủy hoặc bất hoạt của các thành phần nhạy cảm, chẳng hạn như kháng nguyên vaccine bị tác động bởi các yếu tố bất lợi trong đường tiêu hóa (pH dạ dày, enzyme tiêu hóa và kháng thể mẹ truyền). Để khắc phục hạn chế này, cần có các giải pháp công nghệ giúp bảo vệ và duy trì độ ổn định của kháng nguyên trong suốt quá trình vận chuyển qua đường tiêu hóa, như trong các ví dụ được trình bày dưới đây.
Bài viết này trình bày những kiến thức cơ bản về miễn dịch niêm mạc ở heo và cơ chế hoạt động của hệ miễn dịch niêm mạc chung (CMIS), tiềm năng của vaccine đường uống trong phòng các tác nhân gây bệnh đường hô hấp và đường tiêu hóa, cũng như những tiến bộ công nghệ đang góp phần khắc phục các hạn chế của phương pháp này.
Miễn dịch niêm mạc và Hệ miễn dịch niêm mạc chung (CMIS)
Hệ miễn dịch niêm mạc chung (CMIS) mô tả mối liên kết chức năng giữa các vị trí niêm mạc khác nhau trong cơ thể. Các niêm mạc, bao gồm đường tiêu hóa, đường hô hấp và đường sinh dục, là những “cửa ngõ” chính để mầm bệnh xâm nhập vào cơ thể heo. Mô lympho liên kết với niêm mạc (Mucosa-Associated Lymphoid Tissue – MALT), với các thành phần chuyên biệt như GALT ở đường ruột và BALT ở phế quản, đóng vai trò khởi phát các đáp ứng miễn dịch tại chỗ. Sự hoạt hóa tế bào lympho T và B bởi các tế bào trình diện kháng nguyên (APC) sẽ dẫn đến sự tăng sinh và hình thành các tế bào hiệu lực và tế bào nhớ. Các tế bào miễn dịch sau đó có thể di chuyển đến những vị trí niêm mạc khác nhờ cơ chế lymphocyte homing (sự di chuyển có định hướng của tế bào lympho) (Hình 1). Nhờ đó, kháng nguyên được đưa vào cơ thể qua đường uống hoặc đường mũi có thể kích thích đáp ứng miễn dịch tại những niêm mạc ở vị trí xa, chẳng hạn như niêm mạc mũi, khí quản, ruột, khoang miệng và âm đạo. Immunoglobulin A tiết (secretory IgA – sIgA) là một trong những thành phần hiệu lực chính của miễn dịch niêm mạc, có vai trò trung hòa mầm bệnh trong lòng ống tiêu hóa hoặc đường hô hấp. Tuy nhiên, hiệu quả của vaccine phụ thuộc vào mức độ đáp ứng, vị trí, tính đặc hiệu của kháng thể cũng như lớp kháng thể (isotype) được tạo ra (Guevarra và cs., 2021; Wilson & Obradovic, 2015). Một nghiên cứu về virus PRRS (PRRSV) cho thấy chủng ngừa qua đường uống có thể kích thích tạo kháng thể IgA tại cả niêm mạc miệng và niêm mạc âm đạo, qua đó cho thấy vaccine đường uống có thể tạo ảnh hưởng đến miễn dịch niêm mạc ở những vị trí khác ngoài đường tiêu hóa (Hyland và cs., 2004).
Việc kích hoạt các tế bào miễn dịch tại một vị trí niêm mạc có thể dẫn đến sự di chuyển đến các bề mặt niêm mạc khác
Sơ đồ cơ chế hoạt hóa Hệ miễn dịch niêm mạc chung của vaccine đường uống
Vaccine đường uống phòng các tác nhân gây bệnh đường hô hấp
Vaccine đường uống thường được sử dụng để phòng các tác nhân gây bệnh đường tiêu hóa, do có khả năng mô phỏng quá trình nhiễm tự nhiên và kích hoạt đáp ứng miễn dịch tại chỗ, như các vaccine thương mại phòng Escherichia coli và Lawsonia intracellularis. Mặc dù trước đây vắc-xin đường uống chủ yếu được phát triển để phòng các bệnh đường ruột, nhưng nhờ những hiểu biết ngày càng sâu về hệ miễn dịch niêm mạc chung (CMIS) cùng với sự phát triển của các công nghệ mới, loại vắc-xin này hiện đang được nghiên cứu và phát triển để phòng ngừa những bệnh lý phức tạp hơn.
Một loại vaccine đường uống phòng Mycoplasma hyopneumoniae (Mhyo) đã được phát triển bằng cách sử dụng silica SBA-15 làm chất bổ trợ, kết hợp với lớp phủ polymer nhạy cảm với pH nhằm bảo vệ kháng nguyên khỏi sự phân hủy bởi acid dạ dày và giải phóng kháng nguyên tại ruột non. Vaccine đường uống này giúp giảm 90% mức độ tổn thương phổi, đồng thời kích thích tạo ra IgA tại đường hô hấp và làm giảm nồng độ IL-8 trong mô phổi (Mechler-Dreibi và cs., 2021).
Một loại vaccine đường uống cải tiến khác phòng PRRSV được phát triển dựa trên bào tử Bacillus subtilis, đã kích hoạt cả đáp ứng miễn dịch dịch thể và miễn dịch qua trung gian tế bào. Điều này được thể hiện qua sự gia tăng nồng độ IFN-γ và kháng thể trung hòa, đồng thời làm tăng hàm lượng kháng thể đặc hiệu và các cytokine ở heo chủng ngừa vaccine (Min và cs., 2024).
Tương tự, một loại vaccine đường uống phòng PCV2 đã được phát triển bằng cách sử dụng Bacillus subtilis tái tổ hợp có khả năng biểu hiện protein capsid của PCV2. Heo con được chủng ngừa có nồng độ IgA đặc hiệu với PCV2 tăng tại các mô niêm mạc thuộc đường tiêu hóa và đường hô hấp, đồng thời có mức IgG đặc hiệu với PCV2 trong huyết thanh cũng cao hơn, cùng với sự gia tăng nồng độ các cytokine và peptide miễn dịch như IL-1β, IL-6, IFN-γ và β-defensin 2 (Zhang và cs., 2020).
Kết luận
Vaccine đường uống đang mở ra một hướng đi đầy tiềm năng trong lĩnh vực phòng bệnh bằng vaccine ở heo, với khả năng tạo ra những thay đổi đáng kể trong các chiến lược phòng bệnh của ngành chăn nuôi heo hiện đại. Bên cạnh ưu điểm dễ triển khai trên quy mô đàn lớn và giúp giảm stress cho heo trong quá trình sử dụng, vaccine đường uống còn đáng chú ý nhờ khả năng kích thích miễn dịch niêm mạc, một thành phần quan trọng của hàng rào bảo vệ cơ thể trước các tác nhân gây bệnh đường tiêu hóa lẫn đường hô hấp.
Ngày càng có nhiều nghiên cứu cho thấy, với sự hỗ trợ của các công nghệ cải tiến về bào chế và phân phối thuốc đến mục tiêu, đã có thể khắc phục được những hạn chế vốn có của vaccine đường uống, chẳng hạn như kháng nguyên bị phân hủy trong đường tiêu hóa. Nhờ khả năng điều hòa đáp ứng miễn dịch theo hướng có lợi, thậm chí tác động tích cực đến hệ vi sinh vật đường ruột, vaccine đường uống có thể trở thành một công cụ chiến lược giúp nâng cao hiệu quả chăn nuôi, hướng tới mô hình chăn nuôi heo bền vững hơn, đồng thời đáp ứng các yêu cầu ngày càng cao về phúc lợi động vật và an toàn sinh học.
