Phần 2: Đánh Giá Đặc Điểm Độc Lực Và Kháng Kháng Sinh Của Vibrio Phân Lập Từ Tôm Thẻ Chân Trắng (Penaeus vannamei) Trong Hệ Thống Nuôi Ở Miền Nam Trung Quốc

3.4. Chỉ số và mô hình của nhiều kiểu hình kháng kháng sinh ở các chủng Vibrio phân lập

Có 38 mẫu kháng kháng sinh trên 137 chủng Vibrio phân lập, trong đó AMP-LEX-SDI, AMP-LEX-STR-NEO-SDI và AMP-LEX là các mẫu chính được thể hiện với tỷ lệ lần lượt là 12,4%, 11,7% và 10,9% trên tổng số chủng phân lập, (Bảng 1). V. alginolyticus có số lượng mẫu kháng kháng sinh cao nhất (26) và mẫu chiếm ưu thế là AMP-LEX và AMP-LEX-SDI. V. harveyi (12), V. parahaemolyticus (9) và V. campbellii (5) đã được theo dõi, các kiểu kháng kháng sinh chính của chúng là AMP-LEX-STR-NEO-SDI, AMP-LEX-STR-NEO-SDI và AMP -LEX-SDI, tương ứng. V. cholerae có ít kiểu kháng kháng sinh nhất (4), với kiểu kháng kháng sinh chủ yếu là STR-NEO.

Bảng 1. Đặc điểm kháng kháng sinh của 5 loài Vibrio.

Chỉ số MAR dưới 137 chủng Vibrio phân lập là 0,13–0,88. Giá trị 0,13 MAR được phát hiện ở 13 phân lập V. alginolyticus, 3 phân lập V. harveyi, 3 phân lập V. cholerae và 1 phân lập V. campbellii, trong khi giá trị 0,88 MAR được quan sát thấy ở 1 phân lập V. harveyi có biểu hiện kháng thuốc 14/16 loại kháng sinh được thử nghiệm (Bảng 1). Chỉ số MAR giữa các loài lần lượt là 0,13–0,5 ở V. alginolyticus, 0,13–0,88 ở V. harveyi, 0,19–0,5 ở V. parahaemolyticus, 0,13–0,25 ở V. cholerae và 0,13–0,38 ở V. campbellii. Kết quả cho thấy 36,5% tổng số chủng phân lập có chỉ số MAR < 0,2, ghi nhận V. alginolyticus (n = 34, 24,8%), V. harveyi (n = 5, 3,6%), V. parahaemolyticus (n = 1)., 0,7%), V. cholerae (n = 4, 2,9%) và V. campbellii (n = 6, 4,4%) (Hình 4).

Hình 4. Phân loại chỉ số kháng đa kháng sinh (MAR) của các chủng vi khuẩn Vibrio.

ARPA là 0,28 trên 137 chủng Vibrio phân lập, trong đó V. parahaemolyticus (0,56) cho thấy ARPA cao nhất, tiếp theo là V. alginolyticus, V. harveyi và V. campbellii, với ARPA lần lượt là 0,44, 0,34 và 0,45 và V. cholerae cho ARPA thấp nhất là 0,25 (Hình 5).

Hình 5. Phân loại chỉ số phong phú mô hình kháng kháng sinh (ARPA) của 5 loài Vibrio.

3.5. Đánh giá rủi ro sinh thái của 5 loài Vibrio dựa trên RQ

RQ được tính toán của 5 loài Vibrio được trình bày trong Bảng 2. Tất cả các loài Vibrio đều có giá trị RQ thấp (<20) so với cefoperazone/sulbactam (0–15.3), enrofloxacin (0–2.9), ciprofloxacin (0–5.7), flumequine (0), flufenicol (0–6.3), tetracycline (0 –5.1) và doxycycline (0–14.3). V. alginolyticus, V. harveyi, V. parahaemolyticus và V. campbellii cho thấy RQ cao (>50) so với ampicillin (100), cefalexin (94,9–100) và neomycin (50–81,8), nhưng V. cholerae (0–6,3) hiển thị RQ thấp (<20). Ngược lại, V. alginolyticus, V. harveyi, V. cholerae và V. campbellii có RQ thấp (<20) so với sulfamethoxazole/trimethoprim (0–5,7) và thiamphenicol (0–3,4), trong khi V. parahaemolyticus (62,5) cho thấy cao RQ (>50).

Bảng 2. Chỉ số chỉ số kháng thuốc (RQs) của 5 chủng Vibrio phân lập ở các loài khác nhau.

3.6. Đánh giá gen kháng kháng sinh của các chủng Vibrio phân lập

Chỉ có 5 gen kháng thuộc aminoglycoside, quinolone, sulfonamid và integron được phát hiện dương tính với 137 chủng Vibrio phân lập (Hình bổ sung 3). Đối với β-lactam, macrolide, chloramphenicol và tetracyclines, không có gen kháng chọn lọc nào được phát hiện ở bất kỳ loài Vibrio nào. Đối với aminoglycoside, 2 gen kháng đã được phát hiện, 43,8% loài Vibrio chứa strA, 11,7% loài Vibrio có strB, trong khi 10,9% loài Vibrio chứa cả strA và strB (Bảng 3, Hình 6). Hơn nữa, 100% V. cholerae mang strA, 77,1% V. harveyi và 87,5% V. parahaemolyticus mang strA, và 68,8% V. parahaemolyticus cũng mang strB. Trong số các gen kháng quinolone được khảo nghiệm, chỉ có 2,9% chủng phân lập chứa QnrVC, và những chủng phân lập này là V. parahaemolyticus. Trong số các gen kháng sulfonamid được khảo nghiệm, chỉ có sul2 dương tính, chiếm 8,8% tổng số chủng phân lập được nghiên cứu. Chỉ có 1 chủng V. harveyi phân lập (2,9%) và 11 chủng V. parahaemolyticus (68,8%) biểu hiện sul2. Ngoài ra, chỉ Int4 (8,8%) được phát hiện trong số 4 loại integron và các phân lập dương tính được phát hiện ở 5,1% V. alginolyticus, 8,6% V. harveyi, 12,5% V. parahaemolyticus và 36,4% V. campbellii.

Bảng 3. Phân bố gen kháng kháng sinh của 5 loài Vibrio.

Hình 6. Tần số gen kháng kháng sinh giữa các loài Vibrio khác nhau. Val: V. alginolyticus; Vha: V. harveyi; Vpa: V. parahaemolyticus; Vch: V. cholerae; Vca: V. campbellii.

Phân tích của hiệp hội chỉ ra rằng các loài Vibrio có tính kháng cao (>50%) với ampicillin (89,1%) và cefalexin (86,1%), thuộc về β-lactam (Hình 3), nhưng các gen kháng β-lactam blaCMY, blaPSE, và ampC không được phát hiện (Hình 6). Tương tự, một số chủng Vibrio (2,2–34,3%) có khả năng kháng kháng sinh macrolide, chloramphenicol và tetracycline, trong khi không có chủng nào có gen kháng thuốc. Đối với các gen kháng dương tính, xét nghiệm chi bình phương cho thấy streptomycin tương quan với strA và strB (P < 0,05), và neomycin tương quan với strA (P < 0,05). Tuy nhiên, giá trị Cramer của chúng lần lượt là 0,28, 0,30 và 0,27, cho thấy mức độ liên kết thấp. Hơn nữa, QnrVC, sul2 và Int4 trước đây không tương quan với kiểu hình kháng kháng sinh của chúng (P > 0,05).

4. Thảo luận

Chi và loài mà vi khuẩn phân lập là một trong những yếu tố chính tác động qua lại giữa độc lực và đặc tính kháng kháng sinh (Beceiro và cộng sự, 2013). Do đó, việc xác nhận các chủng Vibrio phân lập từ các vị trí mục tiêu trong nghiên cứu này đã đạt được dựa trên sự khuếch đại phân tử của rDNA ở thập niên 16, sau đó là các gen mục tiêu gyrB, toxR vh, toxR vp, ompW, hly đối với V. alginolyticus, V. harveyi, V. parahaemolyticus, V. cholerae và V. campbellii. Các nghiên cứu trước đây cũng đã sử dụng các phương pháp phân tử tương tự để xác nhận và phân định Vibrio phân lập thành loài (Guardiola-Avila và cộng sự, 2016, Okoh và cộng sự, 2015). Trong nghiên cứu này, việc xác nhận kiểu hình của Vibrio đã cho thấy 418 phân lập được cho là trong môi trường TCBS, trong khi xác nhận thêm bằng xét nghiệm rDNA vào thập niên 16 đã xác nhận rằng 312 phân lập thuộc chi Vibrio. V. alginolyticus, V. harveyi, V. parahaemolyticus, V. cholerae và V. campbellii là những loài chiếm ưu thế trong hệ thống nuôi tôm ở Trung Quốc. V. cholerae và V. parahaemolyticus có thể gây bệnh nghiêm trọng cho vật chủ là con người do ô nhiễm thực phẩm và nước (Gennari và cộng sự, 2012). V. alginolyticus, V. harveyi, V. parahaemolyticus và V. campbellii thuộc về các chủng dòng Harveyi, dòng mầm bệnh quan trọng nhất trong môi trường nước (Ruwandeepika và cộng sự, 2012, Gao và cộng sự, 2022). V. alginolyticus được phân lập thường xuyên nhất, tiếp theo là V. harveyi. Tương tự, Sadat và cộng sự (2021) phát hiện ra rằng V. alginolyticus có tỷ lệ phổ biến cao hơn ở động vật có vỏ.

Việc xác định các yếu tố độc lực là rất quan trọng để đánh giá đặc tính gây bệnh của vi khuẩn. Các sản phẩm vi sinh vật tiết ra có khả năng xâm nhập vào tế bào chủ và sử dụng cơ chế của chúng để hỗ trợ lây nhiễm (Kitamoto và cộng sự, 2016). Từ nghiên cứu này, 10 gen độc lực đã được phát hiện trong số các chủng Vibrio phân lập và tỷ lệ phát hiện là từ 11,4% đến 100%. Tương tự, De Silva và cộng sự (2019) đã phát hiện 8 gen độc lực ở Vibrio spp. phân lập từ sò điệp Yesso (Patinopecten Yessoensis) được bán trên thị trường ở Hàn Quốc, với tỷ lệ nhiễm từ 3% đến 100%. Tuy nhiên, Mohamad và cộng sự. (2019) phát hiện Vibrio spp. phân lập từ cá biển nuôi lồng ở Malaysia có tỷ lệ phát hiện gen độc cao (60–100%). So với kết quả đó, Vibrio spp. trong hệ thống nhân giống P. vannamei ở Trung Quốc có nguy cơ tiềm tàng mang và truyền các gen độc lực. Trong số các gen độc lực của V. parahaemolyticus được thử nghiệm, chỉ có 1 gen độc lực (tlh) dương tính, cho thấy V. parahaemolyticus có độc lực cao không phổ biến trong hệ thống nuôi tôm ở Trung Quốc. Tuy nhiên, Khouadja và cộng sự. (2014) đã tìm thấy 6 gen độc lực ở V. parahaemolyticus phân lập từ nước thải đã qua xử lý, tỷ lệ phát hiện có thể lên tới 100%. Hiện tượng này có thể là do việc phát hiện và ngăn chặn hiệu quả các vi khuẩn gây bệnh tiềm ẩn trong hệ thống nuôi tôm ở Trung Quốc, đồng thời làm giảm đáng kể sự lây lan của các gen độc lực trong môi trường nước. So với các loài Vibrio khác được thử nghiệm, cả 5 gen độc lực của V. campbellii trong nghiên cứu này đều được phát hiện dương tính và hầu hết chúng đều có tỷ lệ phát hiện rất cao. Tương tự, Mohamad và cộng sự (2019) đã phát hiện 5 gen độc lực ở V. campbellii phân lập từ cá biển nuôi lồng ở Malaysia với tỷ lệ phát hiện cao và Kumar và cộng sự (2021) cũng phát hiện 11 gen độc lực ở V. campbellii từ các trại giống tôm Ấn Độ với tỷ lệ phát hiện là 100%. Có thể thấy V. campbellii mang gen độc có thể lan rộng trong môi trường nước, hiện tượng này cần được quan tâm nghiêm túc.

Đánh giá đặc tính kháng kháng sinh của mầm bệnh và nguy cơ sinh thái tiềm ẩn của nó là mối quan tâm lớn trên toàn thế giới đối với nghiên cứu và phát triển y học (Xie và cộng sự, 2017). Kết quả cho thấy Vibrio phân lập trong hệ thống nuôi tôm có khả năng kháng cao với ampicillin (89,1%) và cehalexin (86,1%), cả hai đều là kháng sinh thế hệ đầu tiên. Các kháng sinh thế hệ đầu tiên bao gồm ampicillin được cho là tác nhân chính gây ra tình trạng kháng thuốc, do đó làm giảm tính nhạy cảm và do đó làm giảm hiệu quả ức chế Vibrio của loại thuốc này (Sudha và cộng sự, 2014). Các loài Vibrio được xác định trong thí nghiệm này nhạy cảm (<10%) với flumequine, cefoperazone/sulbactam, clarithromycin, enrofloxacin, ciprofloxacin, sulfamethoxazole/trimethoprim, flufenicol, thiamphenicol, tetracycline và doxycycline. Và nhiều chủng Vibrio cho thấy độ nhạy kháng sinh trung bình với streptomycin (42,3%), neomycin (39,4%) và erythromycin (64,2%).

Phân tích chỉ số đặc tính kháng kháng sinh cho thấy 63,5% tổng số chủng phân lập có chỉ số MAR > 0,2. Mohamad và cộng sự. (2019) cho thấy khoảng 75% chủng Vibrio phân lập có chỉ số MAR > 0,2 trên cá bị bệnh ở Malaysia. Nhưng điều này đối với các đợt bùng phát dịch bệnh tự nhiên ở cá biển/cửa sông ở Ấn Độ cho thấy 38,89% số chủng Vibrio phân lập có MAR> 0,20 (Sony và cộng sự, 2021). Kết quả cho thấy chủng MAR Vibrio có tỷ lệ lưu hành cao trong hệ thống nhân giống P. vannamei ở Trung Quốc, điều này cần được xem xét nghiêm túc. ARPA của Vibrio spp. bị cô lập bởi Đặng và cộng sự (2020) từ cá biển mắc bệnh ở Nam Trung Quốc là 0,54, ngược lại, ARPA của Vibrio spp. trong nghiên cứu này là 0,28, cho thấy Vibrio spp. trong nghiên cứu này có sự biến đổi thấp về kiểu hình kháng thuốc kháng sinh, điều này càng chỉ ra rằng kiểu hình trao đổi chất của các loài Vibrio trong hệ thống nuôi tôm ở Trung Quốc là nhất quán và dễ điều chỉnh. Tuy nhiên, V. parahaemolyticus ghi nhận ARPA cao là 0,56, trong khi Adesiyan và cộng sự (2021) phát hiện ra rằng V. parahaemolyticus thu hồi từ các con sông ở Tây Nam Nigeria có mức độ đề kháng thấp là 0,19. Vì vậy, chỉ số ARPA của loài Vibrio có thể liên quan đến môi trường cách ly của loài Vibrio. RQ thấp (<20) của 5 loài Vibrio chống lại cefoperazone/sulbactam, enrofloxacin, ciprofloxacin, flumequine, flufenicol, tetracycline và doxycycline, và có thể hàm ý không có hoặc áp lực chọn lọc thấp đối với khả năng kháng các kháng sinh này trong môi trường nuôi tôm được lấy mẫu.

Các gen kháng kháng sinh có thể được phổ biến giữa các vi khuẩn khác nhau thông qua quá trình biến đổi, liên hợp hoặc tải nạp (Manjusha và Sarita, 2011). Ngoài ra, các gen kháng kháng sinh, đặc biệt là các gen liên quan đến yếu tố di truyền di động, có thể truyền sang các mầm bệnh vi khuẩn ảnh hưởng đến con người (Shakerian và cộng sự, 2017). Việc phát hiện nhiều loại và tỷ lệ phát hiện gen kháng kháng sinh cao cho thấy nguy cơ truyền gen kháng kháng sinh cao, điều này cũng thể hiện nguy cơ cao vi khuẩn tạo ra tình trạng kháng thuốc. Trong nghiên cứu này chỉ phát hiện được 4 trong 8 loại gen kháng kháng sinh, chỉ có 5 loại gen kháng, trong đó strB (11,7%), QnrVC (2,9%), sul2 (8,8%) và Int4 (8,8%) đều có tỷ lệ phát hiện thấp ngoại trừ strA (43,8%), cho thấy nguy cơ truyền gen kháng thấp trong hệ thống nhân giống P. vannamei ở Trung Quốc. Phân tích tương quan giữa kiểu hình kháng kháng sinh và các gen kháng kháng sinh bằng xét nghiệm chi bình phương cho thấy streptomycin có mối tương quan dương tính thấp với strA (giá trị của Cramer là 0,28; P < 0,05) và strB (giá trị của Cramer là 0,30; P < 0,05), và neomycin là cũng có tương quan dương thấp với strA (giá trị của Cramer là 0,27; P < 0,05). Sony và cộng sự. (2021) đã tìm thấy mối tương quan dương đáng kể giữa tình trạng kháng oxytetracycline và tetB khi sử dụng cùng một phương pháp. Các gen kháng kháng sinh β-lactam blaCMY, blaPSE và ampC không được phát hiện ở bất kỳ chủng Vibrio nào, trong khi tất cả các loài Vibrio đều có khả năng kháng cao với kháng sinh β-lactam ampicillin và ceshalexin. Sự khác biệt như vậy giữa kiểu hình kháng kháng sinh và tỷ lệ phổ biến của gen kháng kháng sinh đã được nhiều tác giả quan sát (Đặng và cộng sự, 2006, Raissy và cộng sự, 2012, Yu và cộng sự, 2022), có thể là do kiểu hình kháng khuẩn có thể gây ra được biểu hiện dưới sự kích thích của nhiều yếu tố di truyền khác nhau (Van và cộng sự, 2020). Một cách giải thích khác có thể là kiểu hình kháng khuẩn không chỉ được điều hòa bởi các gen kháng thuốc mà còn bởi cấu trúc màng và chuyển hóa sinh lý.

5. Kết luận

Sự phân bố của các loài Vibrio và nguy cơ độc lực, kháng kháng sinh của các mầm bệnh chính trong hệ thống nuôi tôm là nguy cơ lây truyền bệnh và rủi ro sinh thái tiềm ẩn trong hệ thống thủy sản. Trên cơ sở đó, sự phân bố quần thể Vibrio, độc lực, tính kháng kháng sinh và nguy cơ sinh thái của các chủng Vibrio chiếm ưu thế trong nuôi tôm bố mẹ, chương trình nhân giống, môi trường nuôi và các yếu tố đầu vào ngoại sinh (mồi sinh học, v.v.) trong hệ thống nhân giống Penaeus vannamei ở phía Nam. Trung Quốc được đánh giá kết quả cho thấy V. alginolyticus, V. harveyi, V. parahaemolyticus, V. cholerae và V. campbellii là những loài chiếm ưu thế trong chương trình nhân giống tôm của Trung Quốc. Các chủng vi khuẩn Vibrio phân lập trong hệ thống nuôi tôm có nguy cơ tiềm tàng mang và truyền các gen độc lực. Và phân tích chỉ số đặc tính kháng kháng sinh chỉ ra rằng kiểu hình trao đổi chất của loài Vibrio trong hệ thống nuôi tôm ở Trung Quốc có hiệu ứng phù hợp và áp lực chọn lọc thấp. Hơn nữa, kết quả phát hiện gen kháng kháng sinh cho thấy nguy cơ lây truyền gen kháng kháng sinh trong hệ thống nuôi tôm là thấp. Các kết quả nghiên cứu có liên quan cung cấp cơ sở lý thuyết để hiểu rõ nguy cơ mắc các bệnh Vibrio chính và rủi ro sinh thái trong hệ thống nuôi trồng thủy sản ở Trung Quốc, đồng thời cung cấp hỗ trợ dữ liệu chung cho sự phát triển lành mạnh và bền vững của ngành thủy sản.

Theo Yongxiang Yu, Miaomiao Tang, Yingeng Wang, Meijie Liao, Chunyuan Wang, Xiaojun Rong, Bin Li, Jianlong Ge, Yingli Gao, Xuan Dong, Zheng Zhang

Nguồn: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0147651323001197

Biên dịch: Nguyễn Thị Quyên – Tôm Giống Gia Hóa Bình Minh

TÔM GIỐNG GIA HÓA – CHÌA KHÓA THÀNH CÔNG

Xem thêm:

Kỹ Thuật Nuôi, Tin Tức

4. Thảo luận

TÔM GIỐNG GIA HÓA – CHÌA KHÓA THÀNH CÔNG

Trả lời Hủy

Đăng nhập