疫苗在水生動(dòng)物疾病預(yù)防中的作用及應(yīng)用前景（一）

文/王玉堂

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疫苗在水生動(dòng)物疾病預(yù)防中的作用及應(yīng)用前景（一）

文/王玉堂

在人們對(duì)水產(chǎn)品質(zhì)量安全越來越關(guān)注、環(huán)境保護(hù)的呼聲日益高漲的今天，采用各種化學(xué)藥物防治水產(chǎn)養(yǎng)殖動(dòng)物病害的方式越來越多地受到質(zhì)疑，由于不規(guī)范使用各種化學(xué)藥物類，甚至違禁用藥而引發(fā)的水產(chǎn)品質(zhì)量安全問題也成為水產(chǎn)品質(zhì)量安全事件也引起全社會(huì)的廣泛關(guān)注。因此，開發(fā)和使用疫苗來預(yù)防重大水生動(dòng)物疾病就顯得十分重要。因?yàn)橐呙缭谔岣邉?dòng)物體特異性免疫水平的同時(shí)，亦能增強(qiáng)機(jī)體抗應(yīng)激的能力，且符合不污染環(huán)境、水產(chǎn)食品無藥物殘留的要求，已成為當(dāng)今世界水生動(dòng)物疾病防治界研究與開發(fā)的主流產(chǎn)品。為了滿足消費(fèi)者對(duì)綠色水產(chǎn)品的需求，同時(shí)保護(hù)養(yǎng)殖環(huán)境以達(dá)到可持續(xù)利用的目的，近年來，世界各國都在積極開展水產(chǎn)用疫苗的研制。

在水產(chǎn)養(yǎng)殖動(dòng)物的病害防治過程中，主要有藥物防治、生態(tài)預(yù)防和免疫預(yù)防三種形式，從確保養(yǎng)殖水產(chǎn)品的質(zhì)量安全角度考慮，免疫預(yù)防是一種極具發(fā)展前途的方式。現(xiàn)將中國水產(chǎn)科學(xué)研究院珠江水產(chǎn)研究所研究員吳淑勤同志整理的“關(guān)于國內(nèi)外水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)用疫苗的研發(fā)和應(yīng)用情況”一文為基礎(chǔ)，匯集各位專家學(xué)者對(duì)水產(chǎn)疫苗領(lǐng)域的研究報(bào)道，整理出此文，供大家參考。

一、國內(nèi)外水產(chǎn)疫苗的研究與應(yīng)

用概況

（一）水產(chǎn)疫苗的作用與地位

在人們對(duì)水產(chǎn)品安全越來越關(guān)注、環(huán)境保護(hù)的呼聲日益高漲的今天，采用各種化學(xué)藥物防治水產(chǎn)養(yǎng)殖動(dòng)物病害的方式越來越多地受到了質(zhì)疑。疫苗在提高動(dòng)物體特異性免疫水平的同時(shí)亦能增強(qiáng)機(jī)體抗應(yīng)激的能力，且符合不污染環(huán)境、水產(chǎn)食品無藥物殘留的要求，已成為當(dāng)今世界水生動(dòng)物疾病防治界研究與開發(fā)的主流產(chǎn)品。為了滿足消費(fèi)者對(duì)綠色水產(chǎn)品的需求，同時(shí)保護(hù)養(yǎng)殖環(huán)境達(dá)到可持續(xù)利用的目的，近年來，世界各國都在積極開展水產(chǎn)用疫苗的研制。

（二）國內(nèi)外商品化水產(chǎn)疫苗的發(fā)展現(xiàn)狀

1.國外商品化漁用疫苗

Duff于1942年，首次將滅活的鮭魚產(chǎn)氣單胞菌口服免疫應(yīng)用于硬頭鱒獲得成功，從而開創(chuàng)了魚用疫苗的新紀(jì)元。在20世紀(jì)70年代中期，歐美國等積極開展魚用疫苗的研制，1975年，美國疫苗有限公司獲準(zhǔn)生產(chǎn)商業(yè)性魚用疫苗。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，至2003年，一些國家或地區(qū)準(zhǔn)發(fā)許可證的疫苗有33種（見表1）；歐洲是使用疫苗較早的地區(qū)，有疫苗9種，其中挪威最多有5種；北美也是魚類疫苗研究、開發(fā)先進(jìn)地區(qū)，多種疫苗已廣泛應(yīng)用，美國上市的有9種，加拿大有8種；智利近年的疫苗發(fā)展較快，已有7種疫苗獲得許可證；獲得疫苗許可證的還有日本4種、中國2種、澳大利亞1種等。盡管如此，世界各國仍然有多種水產(chǎn)疫苗急需研究，據(jù)1999年的不完全統(tǒng)計(jì)有18種（見表2），其中大部分疫苗未實(shí)現(xiàn)商品化。在海水魚類疫苗方面美國起步較早，自20世紀(jì)70年代中期即開發(fā)出世界首例商業(yè)化的鮭魚弧菌病和紅嘴病滅活疫苗，至2012年，全球已有140多疫苗獲得商業(yè)生產(chǎn)許可證，國外海水魚類疫苗應(yīng)用已非常成熟。

商品化的疫苗在魚類病害的防治中發(fā)揮了極其重要的作用，大大減少了抗菌素等化學(xué)藥物在養(yǎng)殖魚類上的使用量。目前，國際上已經(jīng)商品化的漁用細(xì)菌疫苗主要有弧菌苗、魯氏耶爾森（ERM）苗、癤瘡病疫苗、冷水性弧菌病苗等。國外商用病毒疫苗主要有傳染性胰臟壞死病毒（INP）、病毒性出血敗血癥（VHS）等疫苗，但病毒疫苗保護(hù)率相對(duì)較低。 近年來魚類疫苗有了新的發(fā)展，在挪威已經(jīng)有傳染性胰臟壞死病毒（IPN）的遺傳工程疫苗（IPN 病毒結(jié)構(gòu)蛋白的PV2 部分）的商品化生產(chǎn)，美國成功研制出傳染性造血器官壞死癥基因工程疫苗，日本虹彩病毒特效疫苗、英國的紅嘴病口服疫苗等均已上市。

Animal Pharm公司在1998年的市場(chǎng)調(diào)查表明，全球主要水產(chǎn)用疫苗市場(chǎng)銷售額由1986年的100萬美元上升為1988年的1200萬美元和 1998年的4800萬美元，近年來水產(chǎn)用疫苗年銷售額增長率高達(dá)20%左右，為最具潛力的動(dòng)物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)之一。全球最早進(jìn)行大規(guī)模工業(yè)化養(yǎng)殖的挪威居世界水產(chǎn)疫苗開發(fā)領(lǐng)先地位。1987年挪威生產(chǎn)鮭、鱒養(yǎng)殖產(chǎn)量5.5萬噸，使用抗菌素48.5噸； 而到1994年，由于水產(chǎn)疫苗的開發(fā)應(yīng)用，生產(chǎn)鮭、鱒養(yǎng)殖產(chǎn)量達(dá)24.9萬噸，僅使用抗菌素1.4噸（見圖1）。挪威的養(yǎng)殖業(yè)基本上達(dá)到了健康養(yǎng)殖的目的，此種進(jìn)步主要?dú)w功于魚用疫苗的研究和產(chǎn)業(yè)化開發(fā)。

表1 一些國家或地區(qū)水產(chǎn)疫苗獲得許可證的情況（2003年）

2.我國漁用疫苗

我國水產(chǎn)疫苗研究起步較晚，始于20世紀(jì)70年代，主要針對(duì)“四大家魚”中大宗養(yǎng)殖的草魚出血病，早期研究的草魚出血病土法疫苗對(duì)該病控制有一定的效果，并延用至今；80年代，由浙江淡水研究所和中國水科院長江所、中國水科院珠江所等單位聯(lián)合攻關(guān)，成功獲取了草魚出血病病毒（GCHV）人工敏感細(xì)胞和細(xì)胞疫苗；其后，中國水科院珠江所繼續(xù)開發(fā)出更具高效保護(hù)作用的GCHV弱毒細(xì)胞疫苗，目前該疫苗進(jìn)入了區(qū)域性試驗(yàn)。到目前為止，我國獲得國家新獸藥證書的水產(chǎn)疫苗產(chǎn)品僅有5種【另有2種進(jìn)口漁用疫苗可在我國水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)上應(yīng)用，即魚虹彩病毒來活疫苗、魚師魚格氏乳球菌來活疫苗（BY1株）】，分別為草魚出血病細(xì)胞滅活疫苗，牙鲆魚溶藻弧菌、鰻弧菌、遲緩愛德華氏菌病多聯(lián)抗獨(dú)特型抗體疫苗，嗜水氣單胞菌病敗血癥滅活疫苗，草魚出血病活疫苗和大菱鲆遲緩愛德華氏菌來活疫苗；但這些疫苗產(chǎn)品尚未實(shí)現(xiàn)真正意義的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。

表2 一些國家或地區(qū)急需發(fā)展的疫苗（1999年）

圖1 挪威水產(chǎn)抗生素年使用量變化注：柱狀圖表示抗生素使用總量，曲線表示單位魚產(chǎn)使用的抗生素量

2011年，珠江水產(chǎn)研究所的魚嗜水氣單胞菌敗血癥滅活疫苗獲得生產(chǎn)批準(zhǔn)文號(hào)[獸藥生字（2011）190986013]，這是國內(nèi)第一個(gè)水產(chǎn)細(xì)菌性疫苗生產(chǎn)獲批準(zhǔn)文號(hào)，也是繼草魚出血病活疫苗獲得批文后第二個(gè)水產(chǎn)疫苗生產(chǎn)批文，該產(chǎn)品的生產(chǎn)批文的獲得，為我國水產(chǎn)疫苗產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程注入新的活力。

嗜水氣單胞菌敗血癥滅活疫苗主要用于預(yù)防由嗜好水氣單胞菌引起的魚類出血性敗血癥。此病能感染主要淡水養(yǎng)殖魚類，如草魚、鰱、鳙、鯉、鯽、鱖、青魚、羅非魚、鰻鱺、白鯽、黃鱔等，還查以感染節(jié)肢類、貝類、兩棲類、爬行類、鳥類、哺乳類及人類，已成為引人注矚目的一種人、獸、魚共患菌。自從上世紀(jì)80年代末以來，我國的大多數(shù)水產(chǎn)養(yǎng)殖地區(qū)都發(fā)生和流行過嗜水氣單胞菌出血性敗血癥，造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。嗜水氣單胞菌廣泛分布于淡水、污水、淤泥和土壤中，流行范圍廣，幾乎遍及全國各地。發(fā)病嚴(yán)重的魚場(chǎng)其發(fā)病率高達(dá)100%，重癥病死率可高達(dá)95%以上。目前主要通過種類抗菌藥物防治，隨著病原耐藥性、抗藥性的逐年上升，藥物防治效果呈逐年下降趨勢(shì)，采用疫苗防控該類疾病已成為產(chǎn)業(yè)急需。據(jù)了解，該疫苗除了注射接種外，還可以浸泡接種。浸泡使用方便，尤其適用于魚苗、魚種等規(guī)?；褂?，將該疫苗稀釋100倍，每1L疫苗原液可浸泡魚種100kg，浸泡15分鐘，同時(shí)用增氧機(jī)增氧，即可達(dá)到實(shí)驗(yàn)效果。目前從各地的使用情況看，在使用過程中，如果添加佐劑或其它簡易操作的浸泡手段，效果提升很大。但應(yīng)注意，使用嗜水氣單胞菌疫苗時(shí)，疫苗菌株與所要預(yù)防疾病致病菌的一致性，不能使用變異菌株所制備的疫苗。否則，不但達(dá)不到預(yù)防疾病的目的，還會(huì)增加養(yǎng)殖成本，甚至?xí)U(kuò)大疫區(qū)。

（三）國內(nèi)外水產(chǎn)疫苗的研究熱點(diǎn)

1.分子技術(shù)在水產(chǎn)疫苗研制中的應(yīng)用

在水產(chǎn)疫苗工業(yè)中最為常用的形式是滅活疫苗，到目前國內(nèi)外獲準(zhǔn)上市的疫苗仍以此類為主。近二十年來應(yīng)用分子技術(shù)研究水產(chǎn)疫苗成為熱點(diǎn)，由于分子疫苗有諸多優(yōu)點(diǎn)：在化學(xué)性質(zhì)上更為確定，免疫特性更為穩(wěn)定；化學(xué)結(jié)構(gòu)可知，可以進(jìn)行工程設(shè)計(jì)和改造以激發(fā)特定的免疫反應(yīng)；感染成分被除去，有關(guān)殘余毒性或毒性回復(fù)的隱患不再存在，而且最大限度的保留了功能成分；疫苗可以直接被合成或通過重組DNA技術(shù)生產(chǎn)，尤其是基因工程疫苗可將編碼某種抗原蛋白的基因通過原核或真核細(xì)胞在體外表達(dá)生產(chǎn)疫苗，具有安全、高效、價(jià)廉、便于工廠化生產(chǎn)，且可朝多價(jià)疫苗研制發(fā)展。

國外在抗原分子結(jié)構(gòu)、抗原基因定位、基因分離、載體構(gòu)建、基因表達(dá)、產(chǎn)物分離、免疫應(yīng)答機(jī)理、細(xì)胞免疫活性以及基因工程疫苗的研制方法和技術(shù)等方面取得了豐碩的研究成果，如小瓜蟲基因工程疫苗研究、IHNV和VHSV等的核酸疫苗研究、殺鮭氣單胞菌、嗜水氣單胞菌等的重組疫苗、基因缺失活疫苗、活載體疫苗等方面都取得了長足的進(jìn)展。我國近年對(duì)海水魚弧菌、魚類嗜水氣單胞菌、鱖魚病毒、石斑魚神經(jīng)壞死病毒等在病原苗、弱毒疫苗、亞單位疫苗及DNA疫苗等不同層次類型疫苗的基礎(chǔ)研究方面逐步積累，在魚類單殖吸蟲等抗原及基因組的分子生物學(xué)研究向深入發(fā)展，確定了抗原蛋白及其定位，構(gòu)建了部分基因文庫。這些工作推進(jìn)了我國疫苗實(shí)用化技術(shù)的進(jìn)程，部分疫苗進(jìn)入了田間實(shí)驗(yàn)階段。

2.水產(chǎn)疫苗接種施予技術(shù)強(qiáng)調(diào)實(shí)用化

限制水產(chǎn)疫苗推廣應(yīng)用的關(guān)鍵因素之一是給苗不便，多以注射免疫方法為主。注射法是將疫苗直接注入肌肉或腹腔，該方法具有用量少和免疫效果好的優(yōu)點(diǎn)，但不足是既耗時(shí)又費(fèi)力。近年挪威成功地研究出魚群疫苗自動(dòng)注射機(jī)，1臺(tái)自動(dòng)注射機(jī)每小時(shí)可注射數(shù)千尾魚，一人可同時(shí)操作數(shù)臺(tái)注射機(jī)。疫苗注射自動(dòng)化作業(yè)首先是從飼養(yǎng)池通過管道或用吸魚泵將魚輸送到作業(yè)場(chǎng)所，將魚麻醉，送入輸送帶；人工調(diào)整魚頭的方向，在注射機(jī)上固定好魚，注射器自動(dòng)地將疫苗注入魚的腹腔，魚再由吸魚泵或管道送回原水池。手動(dòng)注射則采用各種連續(xù)注射器（如手槍式注射器），近年以高壓氣體作為輔助動(dòng)力，操作人員不必花太大的力氣就可注射較多的魚，現(xiàn)接種疫苗已成為一些國家專業(yè)化的作業(yè)。

水產(chǎn)疫苗的給苗途徑除了注射法，還包括浸泡、噴灑、淋浴和經(jīng)口（含肛門）等方法。浸泡法是將需要免疫接種的魚類直接放入或經(jīng)高滲溶液或增加表皮通透性處理后在疫苗中浸泡，魚類通過體表、鰓攝取抗原。噴霧法與浸泡法一樣均作用于魚體表，是將疫苗以一定的壓力直接噴射到魚體上進(jìn)行免疫，需要如疫苗噴射器、傳送帶等設(shè)備配置?？诜ㄊ菍⒁呙缰苯踊虬桊D或添加輔助劑投喂。水產(chǎn)疫苗免疫接種途徑各有利弊（見表3），如何合理利用一直是疫苗研究的重要內(nèi)容。浸泡法可對(duì)大批量魚苗進(jìn)行處理，實(shí)用性強(qiáng)，是近年研究的熱點(diǎn)，國外已有弧菌、殺鮭弧菌、魯氏耶爾森氏菌等浸泡型商品化菌苗。口服法免疫是最方便的一種途徑，使用不受時(shí)間地點(diǎn)和魚的大小限制，并對(duì)魚無損傷，但由于口服疫苗的保護(hù)效果不理想，因此研究者們開始關(guān)注并開展了納米材料、生物膠囊等包被技術(shù)研究。

表3 魚類免疫接種方式比較

二、我國水產(chǎn)疫苗在水產(chǎn)養(yǎng)殖病害防治中的作用

目前我國水產(chǎn)疫苗在水產(chǎn)養(yǎng)殖病害防治中的應(yīng)用處于零星、局部、小規(guī)模、不規(guī)范的狀態(tài)，尚無一種疫苗實(shí)現(xiàn)真正意義上的產(chǎn)業(yè)化。盡管如此，以草魚疫苗為例，我們走過了40多年的發(fā)展歷程，讓我們嘗試了孕育的艱辛與喜悅，也預(yù)示著我國水產(chǎn)養(yǎng)殖病害防治的疫苗變革期的到來。

（一）草魚土法免疫技術(shù)為我國水產(chǎn)疫苗的應(yīng)用做出了開創(chuàng)性的貢獻(xiàn)

草魚易患爛鰓、赤皮、腸炎、出血等病，對(duì)草魚養(yǎng)殖業(yè)危害性大，1969年中國水產(chǎn)科學(xué)研究院珠江水產(chǎn)研究所科研人員從獸醫(yī)方面以病鴨制備滅活組織漿疫苗防治鴨瘟取得良好效果中得到啟發(fā)，成功制成草魚組織疫苗（亦稱“草魚土法疫苗”），在廣東順德試驗(yàn)取得了草魚成活率80%以上的良好效果。由于土法疫苗制備技術(shù)簡單，成本便宜，效果顯著，深受群眾歡迎，成為七十年代防治草魚病的主要技術(shù)措施之一，直至現(xiàn)在，該疫苗技術(shù)仍在廣東、江西等塘魚生產(chǎn)區(qū)廣泛采用普及。草魚土法免疫技術(shù)的成功應(yīng)用，不僅僅是解決草魚病的問題，而且還為廣大水產(chǎn)養(yǎng)殖者認(rèn)識(shí)水產(chǎn)疫苗上了第一課，為我國未來在水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)大規(guī)模使用疫苗打下了良好的觀念基礎(chǔ)。

（二）草魚出血病細(xì)胞疫苗展示了人工疫苗在水產(chǎn)病害防治中的優(yōu)越性

草魚出血病細(xì)胞疫苗是通過病毒在人工敏感細(xì)胞擴(kuò)增的途徑制備而成，它解決了土法疫苗依賴于病魚材料，并且成分復(fù)雜、穩(wěn)定性差、大面積應(yīng)用受限制等問題。自上世紀(jì)80年代以來，草魚出血病細(xì)胞滅活疫苗和草魚出血病細(xì)胞弱毒疫苗已在廣東、廣西、福建、海南、湖北、湖南、四川、浙江、江蘇等省市進(jìn)行應(yīng)用或區(qū)域性試驗(yàn)，從體重12g左右的草魚種到1000g以上的成魚均可注射接種，其中草魚出血病細(xì)胞弱毒疫苗的免疫保護(hù)率高達(dá)90%以上。草魚出血病細(xì)胞疫苗技術(shù)的建立標(biāo)志著我國最大宗養(yǎng)殖品種草魚主要病患可獲得人工免疫的預(yù)防，結(jié)合草魚爛鰓、赤皮、腸炎“三病”細(xì)菌三聯(lián)疫苗的使用，其保護(hù)范圍得到擴(kuò)展而更具應(yīng)用價(jià)值；同時(shí)該項(xiàng)技術(shù)水平達(dá)到國際先進(jìn)的事實(shí)反映了我國具有自主開發(fā)的能力，為我國水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)全面實(shí)施疫苗提升了信心。

（三）多樣化疫苗在水產(chǎn)養(yǎng)殖生產(chǎn)病害防治中初顯良好效果

我國水產(chǎn)養(yǎng)殖品種多樣化，隨之疾病類型多樣化、疫苗研究也多樣化，尤其是近年來一些進(jìn)入了田間試驗(yàn)階段的疫苗初步顯示了良好的免疫保護(hù)效果，如淡水養(yǎng)殖魚類細(xì)菌性敗血癥疫苗對(duì)鯽魚注射的有效率達(dá)90%以上、甲魚口服相對(duì)成活率約60%、鰻鱺佐劑苗口服相對(duì)成活率約80%；抗鱖魚病毒疫苗粗制劑可分別提高苗種和親魚子代存活率5%～35%和5%～15%；海水魚類弧菌（哈維氏弧菌、副溶血弧菌、溶藻弧菌、創(chuàng)傷弧菌、最小弧菌、鰻弧菌）雙價(jià)苗、二聯(lián)苗、三聯(lián)苗、基因弱毒苗浸泡接種提高成活率約10%～40%，對(duì)對(duì)蝦可產(chǎn)生免疫增強(qiáng)的功效，提高對(duì)蝦養(yǎng)成率約10%～20%。在局部地區(qū)少部分疫苗已在潛移默化中替代部分高殘留化藥用于水產(chǎn)養(yǎng)殖生產(chǎn)病害的防治。

（四）新添國產(chǎn)疫苗——嗜水氣單胞菌敗血癥滅活疫苗

魚嗜水氣單胞菌敗血癥滅活疫苗，于2012年早些時(shí)候獲生產(chǎn)批文，這是國內(nèi)第一個(gè)水產(chǎn)細(xì)菌性疫苗的生產(chǎn)批文，也為繼草魚出血病滅活疫苗獲得批文后的第二個(gè)水產(chǎn)疫苗生產(chǎn)批文。該疫苗的主要特點(diǎn)：一是免疫接種保護(hù)率高。嗜水氣單胞菌來源活疫苗主要用于預(yù)防由嗜水氣單胞菌引起的魚類急性出血性敗血癥，又稱暴發(fā)性流行性病、出血病、出血性腹水病等。自上世紀(jì)80年代末以來，我國的大多數(shù)水產(chǎn)養(yǎng)殖地區(qū)都不同程度地發(fā)生此病，并大規(guī)模流行，造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失，嚴(yán)重時(shí)魚的發(fā)病率高達(dá)100%，重癥病魚死亡率可高達(dá)95%以上；患此病癥的魚從發(fā)病到死亡時(shí)間僅3天～5天時(shí)間。目前多為使用各類抗菌藥物防治，但因細(xì)菌耐藥性的問題，藥物防治效果呈逐年下降趨勢(shì)，急需采取新的防治措施。南京農(nóng)業(yè)大學(xué)等單位在2001年研發(fā)了魚嗜水氣單敗血病滅活疫苗，因種種原因一直未投入生產(chǎn)。中國水產(chǎn)科學(xué)研究院珠江水產(chǎn)研究所自2007年與南京農(nóng)業(yè)大學(xué)合作，開始該疫苗的實(shí)驗(yàn)室研究和推廣應(yīng)用示范。試驗(yàn)室的注射接種試驗(yàn)組相對(duì)免疫保護(hù)率為75%～85%，浸泡接種免疫保護(hù)率為62%～66%；目前已在廣東等10個(gè)省區(qū)示范應(yīng)用。二是浸泡接種操作方便。浸泡免疫簡便，能大批量接種免疫，勞動(dòng)強(qiáng)度較低，尤其適用于魚苗接種免疫。

（未完待續(xù)）

作者單位：全國水產(chǎn)技術(shù)推廣總站