科普文章

我为鱼儿种疫苗

 

  草鱼出血病 

  生活在自然环境中的动植物,无时无刻不在与周围的细菌、病毒博弈,如果输了,就会付出健康甚至是生命的代价。我们人类不仅借助抗生素和干扰素来对抗细菌和病毒的感染,还防患于未然,发明了疫苗来预防传染病。那么,我们是否也可以借助疫苗来预防和控制养殖动物(包括鱼类)的传染性疾病呢?答案是肯定的,接种疫苗也能够有效预防养殖动物传染病的发生,这样就能够减少抗生素的使用,从经济和环保角度来看都是十分有意义的。那么,鱼用疫苗都有那些种类及接种方式呢? 

  第一种是灭活疫苗。鱼用灭活疫苗是根据1881年法国微生物学家巴斯德制备的狂犬病疫苗的原理发展而来。通常需要先对分离的致病菌或病毒扩大培养,然后通过物理(加热、超声波破碎、紫外线照射)或化学手段(福尔马林、苯酚、氯仿等试剂)将病菌、病毒灭活但又保留其结构完整性。灭活疫苗虽然容易制备而且副作用小,但是存在免疫保护范围小等问题,比如以来源于本地的毒株制备的疫苗在其他地域使用可能就没有效果。 

  第二种为减毒活疫苗。这种疫苗的制备主要有两种方式。第一,筛选天然的弱毒株;第二,人工致弱,即通过基因敲除、插入突变、定点突变等基因工程手段剔除毒力因子使致病微生物的毒力减弱或丧失。该疫苗在接种后可在一定程度上模拟自然感染的过程,在避免致病性的前提下可有效刺激机体产生特异性的免疫保护力。减毒疫苗接种剂量少、可持续期长,但是安全性较差,存在毒力返强的安全隐患。 

  第三种为蛋白质亚单位疫苗。随着分子免疫学与基因工程技术的迅猛发展以及对各类病原的深入研究,病原的结构及毒力因子相继被解析,使得新一代鱼用疫苗技术获得发展。亚单位疫苗是指将致病微生物的保护性抗原基因(如病毒的衣壳蛋白或细菌的表面蛋白、毒力因子)经过基因克隆、表达,继而纯化、大量制备。这种疫苗不具有感染力,因而安全性好,但是需要通过对鱼类进行腹腔注射来接种,难以在生产实践中大规模使用。 

  第四种为DNA疫苗。DNA疫苗又称基因疫苗,是继全菌(或全病毒)疫苗和亚单位疫苗之后的第三代疫苗,它是带有治病微生物特定遗传物质的表达载体,可通过肌肉注射的方式免疫动物。DNA疫苗可被宿主细胞摄取,并转录、翻译、表达出相应的保护性蛋白抗原,从而诱导机体产生特异性的免疫应答,达到预防该种治病微生物感染的目的。比如我们针对草鱼出血病开发出了DNA疫苗,并且显示出一定的免疫保护效果。 

 

       免疫荧光检测草鱼出血病DNA疫苗在肌肉细胞里面的表达情况。绿色荧光为阳性信号。   

  

   

  草鱼出血病DNA疫苗的免疫保护效果。在草鱼肌肉中注射DNA疫苗后再用出血病病毒人工感染草鱼,可见接种DNA疫苗显著降低草鱼的死亡率。 

  第五种为通过表面展示技术制备的活载体疫苗。它的基本原理是将致病菌抗原蛋白通过基因工程手段展示到无害的微生物宿主细胞(如酵母、枯草芽孢杆菌)表面,把展示抗原的微生物拌入饵料,通过口服形式对鱼儿进行大规模接种。目前,我们正致力于草鱼出血病的枯草芽孢杆菌表面展示疫苗的研究。     

   

  免疫荧光检测枯草芽孢杆菌芽孢表面展示的草鱼出血病病毒的抗原蛋白。绿色荧光为阳性信号,表明展示成功 

  疫苗对鱼类的免疫保护效果不仅取决于疫苗的种类,还跟疫苗的接种途径密切相关。目前鱼用疫苗的接种途径主要有腹腔注射、肌肉注射、浸泡及口服。一般来说,浸泡及口服对鱼体的免疫保护效果不如注射的好,但是对鱼体的应激反应(刺激)小,而且操作简便、可大规模推广。腹腔注射和肌肉注射引起鱼体的应激反应较大、容易引起伤口的感染,也难以大规模应用,但是可以精确控制对鱼体接种的抗原剂量。为了使养殖鱼类获得针对特定疾病的最佳预防效果,我们应该根据实际情况来选择适当的疫苗类型和接种方式。 

  虽然我国鱼用疫苗的研究起步较晚,但是经过多年的发展也取得了一定的成果。目前我国有3种鱼用疫苗获得了国家生产批文,分别是草鱼出血病活疫苗(GCHV-892株),嗜水气单胞菌灭活疫苗和大菱鲆迟钝爱德华氏菌活疫苗(EIBAV1株),均为传统类型疫苗。随着科学的进步,我们将沿着高效、实用、低价、多样的发展方向,注重浸泡口服、多联多价、区域差异的技术原则,大力发展新型鱼用疫苗,促进我国水产养殖业的持续和健康发展。