Chứng cứ khoa học về sự lây lan của AHPND qua đường không khí
Một nghiên cứu do A.P. Shinn và các cộng sự thực hiện đã cung cấp bằng chứng thực nghiệm đầu tiên cho thấy vi khuẩn Vibrio parahaemolyticus sinh độc tố – tác nhân gây bệnh hoại tử gan tụy cấp tính (Acute Hepatopancreatic Necrosis Disease – AHPND) – có thể bị khí dung hóa từ các ao nuôi tôm bị nhiễm bệnh và phát tán trong không khí theo hướng gió trên những khoảng cách đáng kể. Phát hiện này cho thấy nguy cơ an toàn sinh học nghiêm trọng, đặc biệt đối với các hệ thống nuôi ao hở phổ biến tại nhiều quốc gia nuôi tôm hiện nay.
AHPND là một trong những bệnh nguy hiểm nhất đối với ngành nuôi tôm thẻ chân trắng (Penaeus vannamei). Bệnh do các chủng Vibrio parahaemolyticus mang gen độc tố gây ra, dẫn đến tổn thương và hoại tử nhanh chóng cơ quan gan tụy, khiến tôm bỏ ăn, suy kiệt và chết hàng loạt chỉ sau vài ngày nhiễm bệnh. Trước khi xác định được chính xác tác nhân gây bệnh, AHPND từng được gọi là hội chứng chết sớm (Early Mortality Syndrome – EMS) và đã gây thiệt hại kinh tế lên tới hàng chục tỷ USD cho ngành nuôi tôm toàn cầu trong giai đoạn từ năm 2010 đến năm 2016.
Bố trí thí nghiệm và phương pháp nghiên cứu
Để kiểm chứng giả thuyết lây lan qua không khí, nhóm nghiên cứu đã tiến hành bốn thí nghiệm có kiểm soát, mô phỏng điều kiện ao nuôi tôm thực tế. Trong các thí nghiệm này, các bể “nguồn” được cố ý gây nhiễm vi khuẩn Vibrio parahaemolyticus AHPND. Hệ thống sục khí cơ học, cụ thể là các guồng quạt nước thường được sử dụng trong ao nuôi tôm thương phẩm, được vận hành nhằm tạo điều kiện hình thành các hạt khí dung sinh học.
Các đĩa môi trường chọn lọc TCBS (thiosulfate – citrate - bile salts - sucrose), vốn được sử dụng phổ biến để phát hiện và định lượng vi khuẩn Vibrio, được bố trí ở nhiều khoảng cách khác nhau, lên tới 20 mét, và ở các hướng khác nhau so với chiều gió thổi. Cách bố trí này cho phép đánh giá khả năng phát tán của vi khuẩn trong không khí cũng như ảnh hưởng của yếu tố gió tới sự lây lan mầm bệnh.
Kết quả thực nghiệm và phát hiện chính
Kết quả cho thấy các hạt khí dung chứa vi khuẩn V. parahaemolyticus AHPND vẫn duy trì được khả năng sống khi tồn tại trong không khí và có thể phát tán trực tiếp tới các khu vực tiếp nhận cách xa tới 20 mét. Dựa trên các dữ liệu thu thập được và phương pháp ngoại suy khoa học, nhóm nghiên cứu cho rằng trong điều kiện thuận lợi, vi khuẩn có thể lan truyền với khoảng cách tiềm năng lên tới khoảng 73 mét.
Khi tiến hành thử nghiệm dựng rào chắn bằng bạt cao 1,5 mét nhằm hạn chế sự phát tán của khí dung, mức độ lây lan vi khuẩn có giảm nhưng không bị loại bỏ hoàn toàn. Các khuẩn lạc Vibrio vẫn được phát hiện ở khoảng cách lên tới 5,5 mét phía sau rào chắn, cho thấy các biện pháp che chắn đơn giản hiện nay chưa đủ để ngăn chặn hoàn toàn nguy cơ lây lan qua không khí.
Để đánh giá các giải pháp giảm thiểu rủi ro, nhóm nghiên cứu tiếp tục thử nghiệm việc kết hợp lưới chắn cùng hai lớp lưới che nắng có độ che phủ 85%. Kết quả cho thấy biện pháp này giúp giảm sự phát tán vi khuẩn từ 20 đến 30 lần so với các khu vực không áp dụng bảo vệ. Đáng chú ý, khi triển khai thử nghiệm thực địa tại một trang trại nuôi tôm thương mại, các đĩa TCBS đặt xung quanh ao nuôi bị nhiễm bệnh cũng ghi nhận sự hiện diện của vi khuẩn V. parahaemolyticus AHPND trong không khí, qua đó xác nhận tính thực tiễn của hiện tượng này ngoài điều kiện phòng thí nghiệm.
Vai trò của hệ thống sục khí và những hạn chế của an toàn sinh học hiện nay
Nghiên cứu xác định các thiết bị sục khí cơ học, đặc biệt là guồng quạt nước, đóng vai trò then chốt trong việc tạo ra các hạt khí dung sinh học chứa mầm bệnh. Sự khuấy trộn mạnh của mặt nước kết hợp với gió tạo điều kiện cho vi khuẩn bị cuốn vào không khí và phát tán sang các ao nuôi lân cận.
Cơ chế lây lan qua không khí này có thể giải thích vì sao dịch bệnh AHPND thường bùng phát nhanh và đồng loạt giữa các ao trong cùng một trang trại hoặc thậm chí giữa các trang trại khác nhau, ngay cả khi người nuôi đã áp dụng nghiêm ngặt các biện pháp kiểm soát nguồn nước, con giống và thức ăn. Kết quả nghiên cứu cũng cho thấy những hạn chế rõ rệt của các biện pháp an toàn sinh học hiện nay, vốn chủ yếu tập trung vào yếu tố nước và tiếp xúc trực tiếp, trong khi chưa quan tâm đầy đủ đến yếu tố không khí và luồng gió.
Ý nghĩa đối với ngành nuôi tôm toàn cầu
Ngành nuôi tôm thế giới hiện sản xuất hơn 6 triệu tấn tôm thẻ chân trắng mỗi năm và đóng vai trò quan trọng trong đảm bảo an ninh lương thực cũng như sinh kế của hàng triệu hộ nuôi. Tuy nhiên, AHPND và các bệnh do vi khuẩn Vibrio vẫn là nguyên nhân gây thiệt hại kinh tế nghiêm trọng, làm gián đoạn sản xuất và gia tăng chi phí phòng trị bệnh.
Việc xác nhận con đường lây lan qua không khí giúp lý giải hiện tượng dịch bệnh xuất hiện đồng thời ở nhiều ao nuôi hoặc nhiều khu vực nuôi khác nhau, đặc biệt trong các hệ thống ao hở, mật độ cao, phổ biến tại châu Á và Mỹ Latinh. Đối với người nuôi và các nhà vận hành trang trại, nghiên cứu nhấn mạnh sự cần thiết phải đánh giá lại thiết kế tổng thể của khu nuôi, tăng khoảng cách giữa các ao, sử dụng hàng rào chắn gió, hoặc chuyển dần sang các hệ thống nuôi trong nhà, nuôi bán kín hoặc nuôi tuần hoàn với luồng không khí được kiểm soát.
Các biện pháp sử dụng lưới che và lưới chắn gió, với chi phí tương đối thấp, được chứng minh là có hiệu quả đáng kể trong việc giảm nguy cơ lây nhiễm và có thể được xem là giải pháp khả thi trong điều kiện thực tế của nhiều trang trại.
Ý nghĩa đối với quản lý nhà nước và chứng nhận nuôi trồng thủy sản
Việc khẳng định sự tồn tại của con đường lây lan mầm bệnh qua không khí cũng đặt ra những yêu cầu mới đối với các cơ quan quản lý, tổ chức chứng nhận và chương trình giám sát dịch bệnh. Các tiêu chuẩn an toàn sinh học hiện hành có thể cần được cập nhật, bổ sung nội dung giám sát mầm bệnh trong không khí, đặc biệt tại các khu nuôi tập trung, trại giống và cơ sở ương dưỡng.
Đối với các trại sản xuất giống và ương tôm postlarvae, nơi tôm có sức đề kháng còn yếu và rất nhạy cảm với mầm bệnh, việc ngăn chặn lây nhiễm sớm có ý nghĩa đặc biệt quan trọng trong việc nâng cao tỷ lệ sống và chất lượng con giống.
Định hướng nghiên cứu trong tương lai
Nghiên cứu mang tính “chứng minh nguyên lý” này đánh dấu bước tiến quan trọng trong việc hiểu rõ hơn dịch tễ học của bệnh AHPND, khi xác nhận một con đường lây truyền trước đây chưa được đánh giá đúng mức. Các tác giả cho rằng các nghiên cứu tiếp theo cần tập trung định lượng tải lượng khí dung trong điều kiện sản xuất thực tế, dưới các mức gió, độ ẩm và nhiệt độ khác nhau, cũng như đánh giá khả năng lây lan ở khoảng cách xa hơn hoặc theo các mùa vụ khác nhau.
Việc tích hợp các công cụ sinh học phân tử hiện đại, như kỹ thuật qPCR để phát hiện gen độc tố của Vibrio trong khí dung, có thể giúp nâng cao khả năng giám sát và cảnh báo sớm dịch bệnh. Về mặt quản lý, nghiên cứu đề xuất ngành nuôi tôm nên ưu tiên các giải pháp kết hợp, bao gồm hàng rào vật lý, quản lý môi trường ao nuôi, cùng với việc sử dụng probiotic, thể thực khuẩn hoặc các biện pháp điều chỉnh hệ vi sinh nhằm kiểm soát Vibrio ngay từ nguồn phát sinh.
Cuối cùng, việc thừa nhận lây lan qua không khí là một yếu tố nguy cơ quan trọng sẽ góp phần củng cố cách tiếp cận quản lý dịch bệnh tổng hợp, giảm sự phụ thuộc vào kháng sinh và hướng tới một ngành nuôi tôm bền vững, thân thiện với môi trường hơn. Trong bối cảnh biến đổi khí hậu có thể làm gia tăng cường độ và tần suất gió mạnh, nguy cơ phát tán mầm bệnh qua không khí càng trở nên đáng lo ngại, đòi hỏi những đổi mới kịp thời trong thiết kế hệ thống nuôi và chiến lược an toàn sinh học nhằm bảo vệ ngành nuôi tôm toàn cầu.
Hải Đăng (theo Global Seafood)