Bệnh viêm phế quản truyền nhiễm ở gà (Infectious bronchitis viết tắt là IB) là một trong những bệnh nghiêm trọng trên gà. Đây là bệnh truyền nhiễm cấp tính, bệnh do virus gây viêm đường hô hấp, chủ yếu xảy ra ở trên gà. Gây xáo trộn hô hấp: Âm ran khí quản, hắt hơi, chảy nước mũi.

Cấu trúc virus IB
Virus viêm phế quản truyền nhiễm (IBV) là một corona virus bên ngoài giống cái “vương miện”, là một virus có vỏ, bề mặt có gai hình dạng chùy dài khoảng 20 nm, virus có đường kính xấp vỉ 120 nm, RNA chuỗi đơn, bộ gen dài 27.6 Kbp hướng dương. Là một virus không bền, dễ bị tiêu diệt bởi các chất khử trùng và dung môi hữu cơ như ether và chloroform, ánh sáng mặt trời, nhiệt độ (56°C trong 15 phút), kiềm và yếu tố môi trường khác.

Hình 1: hình ảnh hiển vi của IBV và cấu trúc của nó

Đặc tính của virus: IBV thuộc Nidovirales, họ Coronavirida, dưới họ Coronavirinae, chi Gammacoronavirus và loài Avian corona virus. Trong số các RNA virus thì Corona virus có bộ gen lớn nhất, chứa 27.7 kb, RNA chuỗi đơn, hướng dương. Bộ gen mã hóa cho 4 protein cấu trúc chính: S (gai), M (Màng), N (nucleoprotein) và protein màng nhỏ (E). Miễn dịch bảo hộ, phản ứng ức chế ngưng kết hồng cầu (HI) và kháng thể trung hòa virus đều được tạo ra bởi protein S1. S1 là kháng nguyên chính để kháng thể phát triển, là yếu tố quyết định khả năng gây bệnh và tính đặc hiệu của virus đối với tế bào vật chủ. Thụ thể Receptor Binding Domain (RBD) là phần biến đổi nhiều nhất của protein S có trình tự axit amin duy nhất xác định được kiểu huyết thang (serotype). Các chủng huyết thanh (cũ và mới) khác nhau và khác với các chủng vaccine khoảng 50% trình tự axit amin của S1. Phần protein S2 kích thích sự gắn virus vào màng tế bào vật chủ. Cơ chế quan trọng của sự biến đổi và đa dạng các chủng virus là do bộ gen của virus là RNA kích thước khá lớn, tạo điều kiện cho nhiều đột biến xảy ra. Hiện tại, không có hệ thống phân loại virus một cách rõ ràng. Serotype của virus được xếp vào dựa trên phản ứng trung hòa virus sau khi phân lập virus từ trứng có phôi hoặc môi trường tế bào hoặc môi trường khí quản (TOCs). Trong khí đó protectotype được phân loại dựa trên khả năng miễn dịch chéo (CIS). Một chủng virus tạo ra bảo hộ cho chủng virus khác sẽ làm tăng hiệu quả của vaccine. Genotype được phân loại dựa trên kiểu gen sử dụng RT-PCR sau đó là phân tích và giải trình tự gen giới hạn (RE). Virus có khả năng đột biến và thay đổi gen rất nhanh. Một lượng lớn serotype virus IB đã xuất hiện làm cho việc kiểm soát bệnh bằng vaccine rất phức tạp.

Hình 2: Sơ đồ bộ gen của virus viêm phế quản truyền nhiễm (IB), biểu hiện vị trí ở đầu 5’ và 3’ và vùng mã hóa (không được vẽ theo tỷ lệ). Hình tam giác đen là các điểm thường xảy ra tái tổ hợp trong bộ gen.

Sự tiến hóa của virus IB: Báo cáo về sự tiến hóa của virus IB liên tục được cập nhật do mật độ chăn nuôi gia cầm và mức độ phát triển của nghành chăn nuôi gia cầm ngày càng cao, tăng thương mại quốc tế và áp lực đối với vaccine IB. Những biến chủng mới của virus IB xuất hiện do sự đột biến tự phát và tái tổ hợp trong quá trình nhân lên của virus. Virus đột biến mới gây ra thiệt hại đáng kể cho những đàn mặc dù đã được làm vaccine. Người ta cho rằng do làm vaccine IB khá rộng rãi, áp lực chọn lọc miễn dịch liên quan đến tiểu đơn vị S1 của gen S cùng với tỷ lệ đột biến cao của bộ gen virus đã dẫn đến xuất hiện nhiều serotype và biến chủng IB. Một vaccine IB sống nhược độc ra đời chủ yếu dựa vào các chủng lưu hành phổ biến tại địa phương. Các biến chủng quan trọng của IB như: D274 and D1466 (Netherlands), B1648 (Belgium), AZ20/97 (Italy), Arkansas (USA), 84084 and 88121(France), 4/91(UK). Các yếu tố liên quan đến vật chủ như: đáp ứng miễn dịch, ái lực với thụ thể tế bào, điều kiện lý hóa… cũng liên quan đến quá trình lựa chọn chủng làm vaccine. Sự tái tổ hợp trong virus IB giữa gen S1 và N đã được ghi nhận ở một số chủng phân lập thực địa. Các biến chủng virus IB có thể có độc lực tăng, khả năng gắn với thụ thể tế bào, sự truyền lây nhanh và tồn tại cao trong tế bào vật chủ. Điều quan trọng là phải phân lập và phân loại chủng virus IB đang lưu hành phổ biến ở một khu vực địa lý liên tục và gia cầm được làm vaccine phải theo các chủng virus lưu hành đó để đạt được miễn dịch bảo hộ chéo tối đa trong thực địa hoặc kết hợp các chủng virus khác nhau để tạo bảo hộ lớn. Sự thay thế các axit amin trong các epitope tạo kháng thể trung hòa có thể dẫn đến sự lẫn tránh miễn dịch. Do đó, việc giải trình tự nucleotide và xác định sự thay thế axit amin đặc biệt liên quan đến gen S1 và N có thể xác định sự thất bại của vaccine do đột biến kháng nguyên. Việc sử dụng vaccine IB sống nhược độc cũng góp phần đẩy nhanh sự tiến hóa của virus.

Hình 3: quá trình tiến hóa của virus IB qua các năm (A) và quá trình đột biến của virus tạo biến chủng mới (B)

Tình hình lưu hành virus biến chủng

Rõ ràng là nhiều nước đang phải đối mặt với rất nhiều chủng virus IB. Hiện tại phân loại theo genotype được sử dụng nhiều nhất và thay thế phần lớn serotype và protectype. Liệu điều này có gây ra vấn đề gì? Sử dụng hệ thống phân loại nào phụ thuộc vào mục đích (ví dụ lựa chọn lịch vaccine hay nghiên cứu dịch tễ học), kỹ thuật, kinh nghiệm, điều kiện thực tế và chi phí. Hệ thống phân loại được chia thành 2 nhóm chủ yếu: Test chức năng liên quan đến chức năng sinh học của virus và test phi chức năng là kiểm tra bộ gen của virus. Phân loại theo test chức năng cho ra kết quả là các protectype và tính kháng nguyên (serotype và loại epitope). Test kiểm tra bộ gen cho ra các loại genotype.

Hình 4: Các chủng virus IB lưu hành trên thế giới

Protectotypes: Cùng với phân loại theo protectype thì đáp ứng miễn dịch hoàn chỉnh của gà chống lại chủng virus IB cũng được đánh giá. Trong thực tế, xếp một chủng virus thành protectype là quan trọng nhất vì nó cung cấp trực tiếp thông tin về độ bảo hộ của vaccine. Những chủng virus mà tạo bảo hộ chống lại các chủng khác trong cơ thể gà thì đều cùng thuộc một protectype. Tuy nhiên, phân loại prtectype thì tốn nhân công và chi phí và phải yêu cầu gà SPF với điều kiện cơ sở hạ tầng ở mức cao.

Serotype: Phân loại serotype dựa trên phản ứng giữa chủng virus IB và kháng thể đặc hiệu với serotype được tạo từ gà. Hai chủng (A và B) được coi là cùng một serotype khi hiệu giá kháng thể không cùng loại (kháng huyết thanh A với virus B và kháng huyết thanh B với virus A) khác nhau không quá 20 lần so với kháng hiệu giá cùng loại (kháng huyết thanh A với virus A, kháng huyết thanh B với virus B) theo cả hai hướng. Phân loại theo serotype đang trở nên ít thực tế hơn do nhiều chủng virus IB được phát hiện mới ở một khu vực nhất định và mỗi serotype lại cần phải có một test trung hòa cho riêng nó, đối với các biến chủng mới, lại cần một kháng huyết thanh mới tạo từ gà SPF. Như đã đề cập ở trên, rất nhiều nước đang đối mặt với tăng số virus biến chủng, điều này đã giảm việc phân loại theo serotype trong thực tế.
Genotypes: Phân loại virus dựa trên đặc tính của bộ gen (hoặc một phần) sẽ cho ra các loại genotype. Các phương pháp bao gồm giải trình tự gen, phát hiện phần genotype đặc hiệu bằng RT-PCR hoặc xác định ví trị phân cắt enzyme. Thông tin về bộ gen là rất khách quan và cung cấp thông tin quan trọng cho nghiên cứu dịch tễ học. Sử dụng nhiều nhất để phân loại genotype là một phần của bộ gen mã hóa cho tiểu đơn vị S1 của glycoprotein gai bề mặt, đó là protein chủ yếu tạo miễn dịch bảo hộ và mang hầu hết epitopes trung hòa virus, bao gồm cả epitopes đặc hiệu cho serotype, nó thường phụ thuộc vào hình dạng.