Các mầm bệnh cá hồi hoang dã được phát hiện có thể gây ra mối đe dọa nuôi trồng thủy sản

Các nhà nghiên cứu từ trường Đại học British Columbia và trường Đại học Ngư nghiệp và Đại dương Canada đã xác định được ba loại virus mới đang có tác động nguy hiểm đến quần thể cá hồi ở Bắc Thái Bình Dương. Họ đã sử dụng trình tự DNA và các xét nghiệm virus đặc biệt để thử nghiệm hơn 6.000 con cá hồi đã chết và sắp chết trong tự nhiên, trong trại sản xuất giống và trong các trang trại nuôi cá. Lấy mẫu từ ba nhóm khác nhau cho phép các nhà nghiên cứu xác định sự phân bố của virus.

Ba loại virus mới trong đó bao gồm một loại chưa từng gây hại cho cá trước đây - đã được xác định trong quần thể cả cá hồi hoang dã và cá hồi nuôi trong những trang trại cách xa bờ biển British Columbia, Canada.

Hai trong số các virus được tìm thấy trong cá hồi tự nhiên, cá hồi giống và cá hồi nuôi. Một loại virus đã được tìm thấy ở cá hồi trưởng thành trong trang trại chăn nuôi. Phát hiện này là đáng chú ý vì nó cho thấy rằng các virus được phân phối khác nhau giữa các quần thể cá hồi Chinook và cá hồi đỏ. Nó cũng gợi ý rằng virus có đường lây truyền khác nhau giữa nhiều và giữa 2 trong số các quần thể cá hồi nuôi, cá hồi tự nhiên và cá hồi giống.

"Chúng tôi đã tìm thấy các loại virus mới được phân phối rộng rãi ở cá hồi đã chết và sắp chết trong các trang trại và trong tự nhiên", nhà virus học UBC, Yes Scos phát biểu trên Phys.org. "Nó nhấn mạnh rằng bệnh virus có thể đóng vai trò tiềm tàng trong sự gia tăng số lượng cá tự nhiên và là mối đe dọa mà những loại virus này có thể gây ra cho nuôi trồng thủy sản."

Quần thể cá hồi đỏ và cá hồi chinook đang giảm dần trong 30 năm qua. Một yếu tố tiềm tàng cho sự suy giảm này có thể là do nhiễm virus. Những quần thể cá hồi này đóng một vai trò quan trọng trong hệ sinh thái vùng biển Thái Bình Dương ở Canada, khiến việc bảo tồn chúng trở thành mục tiêu lâu dài và được ưu tiên cao. Loài này đã hỗ trợ cư dân bản địa trong hàng ngàn năm và là một yếu tố chính trong chiến lược nuôi trồng thủy sản của Canada.

Các loài cá hồi Thái Bình Dương đã hỗ trợ hệ sinh thái ven biển và các quần thể bản địa xung quanh khuc vực Bắc Thái Bình Dương trong hàng chục thiên niên kỷ. Ngày nay, thông qua tiểu sử ngược sông để đẻ của mình, cá hồi tiếp tục vận chuyển chất dinh dưỡng giữa môi trường dưới nước và trên cạn, cung cấp nguồn thức ăn chính cho cá voi orca và sư tử biển và tạo kế sinh nhai cho cộng đồng địa phương. Ở Đông Bắc Thái Bình Dương, sự suy giảm rộng rãi của cá hồi Chinook và cá hồi đỏ đã xảy ra trong 30 năm qua, dẫn đến một số quần thể đứng bên bờ vực tuyệt chủng và là mối quan tâm lớn đối với các nhóm người bản địa, ngư dân thương mại và câu cá giải trí, và công chúng. Mặc dù số lượng chính xác của cá hồi sinh sản ở các con sông vẫn chưa được xác định nhưng có sự sụt giảm lớn về cá hồi đỏ trên một khu vực địa lý rộng lớn. Tương tự, cá hồi Chinook được nuôi chỉ ở một tỷ lệ nhỏ từ trước tới nay và hơn 50 hồ nuôi bị tuyệt chủng.

Người ta cho rằng bệnh truyền nhiễm có thể góp phần làm suy giảm cá hồi nhưng lại biết rất ít về các tác nhân truyền nhiễm. Đặc biệt là những loài virus đặc hữu đối với cá hồi Thái Bình Dương. Bệnh truyền nhiễm đã được xác định là một yếu tố tiềm tàng làm giảm tỷ lệ sống sót ở cá hồi di cư; một phản ứng miễn dịch với virus có liên quan đến tỷ lệ tử vong trong thiên nhiên của cá hồi con (cá hồi khoảng 2 tuổi, lần đầu tiên di cư từ sông ra biển) và cá hồi trưởng thành, và trong trường hợp tử vong không xác định của cá hồi bị mắc kẹt trong những tấm lưới trên vùng biển British Columbia (BC). Ví dụ, các phản ứng miễn dịch đối với các virus như virus hoại tử tạo máu truyền nhiễm (IHNV) và các virus chưa được phát hiện, có liên quan đến tỷ lệ tử vong ở cá hồi con hoang dã. Đây là một điều nhận thấy quan trọng vì tỷ lệ tử vong của cá hồi con có thể cao tới ~ 90% khi di cư từ vùng nước ngọt sang môi trường biển. Cùng với những điều này cho thấy rằng có những loại virus chưa được phát hiện có thể góp phần làm giảm tỷ lệ sống của cá hồi Thái Bình Dương nhưng không có bất kỳ nỗ lực phối hợp tìm kiếm nào để tìm ra những loại virus có thể gây ra tử vong.

Ở đây người ta đã tìm thấy các loại virus để sàng lọc ra virus nào liên quan đến tỷ lệ tử vong. Cùng với dãy cá hồi nuôi đã chết hoặc sắp chết và mẫu sống của cá hồi tự nhiên, kỹ thuật lai tại chỗ và khảo sát dịch tễ học cho thấy một trong số các loài virus chưa biết trước đây có liên quan đến bệnh lây nhiễm cá hồi hoang dã từ các quần thể khác nhau.

Ba nhóm virus tiến hóa khác nhau Arenaviridae, Nidovirales, Reoviridae có thể gây bệnh cao. Arenaviruses tương đối phổ biến và lan rộng về mặt địa lý đối với cá hồi Chinook và cá hồi đỏ trong môi trường biển. Trong khi đó, nidovirus tồn tại trong không khí và chủ yếu được quan sát thấy với tỷ lệ lây lan cao trong nhiều năm ở cá hồi Chinook khi chúng rời khỏi môi trường nước ngọt. Cuối cùng, reovirus chỉ được phát hiện ở cá hồi Chinook nuôi.

Sự phân bố và sự phong phú của các loại virus khác nhau thay đổi rõ rệt. Ngoại trừ phát hiện tương đối gần đây của chúng ở rắn và cá ếch, arenavirus được cho là chỉ lây nhiễm cho động vật có vú. Các arenavirus được báo cáo ở đây có ít hơn 15% trình tự chuỗi axit amin giống nhau (trong RdRp) với arenavirus từ động vật có vú và rắn, và xác định một nhóm tiến hóa đơn thể mới là pescarenaviruses. Sự không tương đồng trật tự chính xác trong glycoprotein, sự khác biệt trong phân đoạn hệ gen, cũng như phân tích phylogenetic của replicase (en-zim kích thích sự tổng hợp 1 phân tử RNA bổ sung từ 1 khuôn mẫu RNA) chứng minh rằng pescarenaviruses có những điểm chung nhưng tổ tiên trước đây là arenavirus, loài lây nhiễm cho rắn và động vật có vú. Chúng tôi đề nghị những arenavirus gây nhiễm cho cá này được gán cho chi mới là Pescarenavirus còn những cá thể lây nhiễm cá hồi Chinook và cá hồi đỏ được gán cho loài Salmon pescarenavirus (SPAV).

Cá hồi Chinook nuôi dương tính với SPAV-1 hiển thị bệnh lý và các triệu chứng phù hợp với bệnh bao gồm viêm lách và gan cũng như hoại tử ống thận và tăng sản ở thận. Trên lâm sàng, cá hồi xuất hiện dịch màu vàng trên manh tràng và bong bóng cá, mang nhạt màu bị xuất huyết trên bề mặt và bị thiếu máu. Cá hồi chinook và cá hồi đỏ tự nhiên đã thử nghiệm dương tính với nhiễm arenavirus nhưng khỏe mạnh về mặt lâm sàng khi được lấy mẫu, cho thấy một số tổn thương mô học. Kỹ thuật lai tại chỗ cho thấy rằng arenavirus tập trung chủ yếu ở các tế bào bạch huyết cầu, đại thực bào, hồng cầu (RBCs) và tế bào nội mô. 

Những phát hiện này phù hợp với việc xác định vị trí của arenavirus ở động vật có vú và rắn mặc dù trái ngược với rắn và cá, các tế bào hồng cầu của động vật có vú không có nhân nên sự giống nhau chỉ có thể kéo dài đến các tế bào có nhân. SPAV-1 và −2 có tính hướng kích thích tế bào tương tự lần lượt đối với cá hồi Chinook và cá hồi đỏ. Một trong số tám mẫu Chinook được kiểm tra, viêm gan mạn tính mức độ nhẹ đã được báo cáo và SPAV-1 biến màu được xác định ở khu vực bị ảnh hưởng bởi viêm, trong khi các mẫu SPAV-1 khác được giới hạn ở các tế bào lưới nội mô trong mô gan hoặc trong các đường hình sin. Nhiều tổn thương đã được quan sát thấy bệnh tiến triển mạnh hơn từ những con cá hồi Chinook nuôi đã chết. Quan sát của chúng tôi chỉ ra rằng arenavirus đang sao chép trong các tế bào hồng cầu và xuất hiện trong các đại thực bào và bạch cầu, phá hủy hoàn toàn các tế bào bị nhiễm bệnh. Hơn nữa, những thay đổi bệnh lý được quan sát thấy ở cá nhiễm arenavirus bao gồm thiếu máu và tổn thương ở mang, virus này có khả năng sẽ gây hại đến tế bào hồng cầu ở thận và gan. Những kết quả này là bằng chứng thực nghiệm đầu tiên về nhiễm arenavirus ở cá và cho thấy SPA cũng giống như nhiều loại arenavirus khác, có khả năng là tác nhân gây bệnh.

Bệnh do virus là mối đe dọa tiềm tàng đối với nguồn cá hoang dã; nhưng ít được biết về virus lây lan cho cá hồi tự nhiên, cá hồi nuôi hoặc cá hồi giống. Ở đây, thông qua các cuộc điều tra ghi chép, chúng tôi phát hiện ra một số loại virus chưa được biết đến trước đây đã được phát hiện ở cá nuôi đã chết và sắp chết và cho thấy chúng cũng xảy ra ở cá hoang dã và cá nuôi. Tùy thuộc vào loài virus và vật chủ mà virus có phạm vi từ cục bộ đến lan rộng, từ lây nhiễm <1% đến> 20% số lượng cá và từ trong vòng giới hạn có thể phát hiện cho đến mức bùng phát. Kết quả của chúng tôi phù hợp với một trong số loại virus là tác nhân của dịch bệnh, là mấu chốt để hiểu được vai trò có thể có của chúng đối với tỷ lệ chết và sự suy giảm của quần thể cá cá hồi hoang dã, và sự tác động tiềm tàng đối với cá hồi được nuôi trong trang trại và trại giống. Việc phát hiện ra virus ở các cá thể moribund được theo dõi bởi sự giám sát chuyên sâu và sự khoanh vùng hóa mô bệnh học là những công cụ mạnh mẽ hướng tới mục tiêu cuối cùng là xác định được các tác nhân gây bệnh và hiểu được tác động của các tác nhân truyền nhiễm trong quần thể hoang dã. Những hiểu biết này rất quan trọng vì cá hồi con có sức khỏe kém hơn mức tối ưu dự kiến sẽ có tỷ lệ sống sót thấp hơn trong tự nhiên. Tiếp tục giám sát và am hiểu về nhiễm virus đặc hữu và virus mới nổi ở những loài cá hồi mang tính biểu tượng này có lợi cho việc bảo tồn chúng.