噬菌體在水產(chǎn)養(yǎng)殖動(dòng)物細(xì)菌性病害防控中的應(yīng)用

■廣東省水生動(dòng)物疫病預(yù)防控制中心 倪軍 楊圓圓 林漢群 方偉/文

據(jù)聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織（FAO）估計(jì)，隨著捕撈漁業(yè)資源的逐漸衰退而導(dǎo)致捕撈產(chǎn)量的下降，到2020年全球的水產(chǎn)品供應(yīng)將有一半來(lái)自水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)。然而，大規(guī)模高密度集約化的養(yǎng)殖模式引發(fā)的細(xì)菌性病害的暴發(fā)與蔓延逐漸成為妨礙水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要因素。

目前，噬菌體已經(jīng)成功應(yīng)用于食源性病原微生物的防治，如雞沙門氏桿菌、空腸彎曲桿菌病以及豬、牛、羊的大腸桿菌性腹瀉等。在水產(chǎn)養(yǎng)殖動(dòng)物的格氏乳球菌、變形假單胞菌、哈維弧菌、副溶血弧菌等導(dǎo)致的細(xì)菌性疾病中，應(yīng)用噬菌體療法的研究結(jié)果也揭示了其良好的應(yīng)用前景。

一、亟需新型抗菌方法替代抗生素

抗生素在防控水產(chǎn)動(dòng)物細(xì)菌性病害方面做出了巨大貢獻(xiàn)，但由于近年來(lái)人們對(duì)抗生素及其他化學(xué)類藥物（水體消毒劑）的過分依賴和濫用，大規(guī)模高密度集約化的養(yǎng)殖模式導(dǎo)致水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)對(duì)抗生素使用的依賴性提高，由此產(chǎn)生諸多問題：

過度的預(yù)防性或治療性使用抗生素，尤其是亞致死劑量的使用，導(dǎo)致了細(xì)菌選擇耐藥性的產(chǎn)生。

耐藥微生物進(jìn)入水產(chǎn)動(dòng)物之間或水產(chǎn)動(dòng)物與人之間的食物鏈，以及水產(chǎn)動(dòng)物體內(nèi)的抗生素殘留，引發(fā)日益嚴(yán)重的食品安全問題。

由于抗生素的廣譜性，水體環(huán)境及養(yǎng)殖動(dòng)物腸道中正常微生物群系的生態(tài)結(jié)構(gòu)也會(huì)遭到嚴(yán)重破壞，加速或抑制微生物群落演替進(jìn)程，造成微生態(tài)失衡。

抗生素的抗性基因轉(zhuǎn)移以及抗生素對(duì)人類生存環(huán)境的毒害作用。

這些問題說(shuō)明，迫切需要一種新的方法替代抗生素預(yù)防和控制水產(chǎn)養(yǎng)殖動(dòng)物的病害。

二、防控動(dòng)物細(xì)菌性病害的原理

噬菌體是一類能感染、寄生于細(xì)菌、螺旋體、真菌等細(xì)胞中的病毒，又稱為“細(xì)菌的食者”。1915年，英國(guó)微生物學(xué)家Frederick Twort發(fā)現(xiàn)金黃色葡萄球菌的瓊脂平板上發(fā)生了溶菌現(xiàn)象，并提出是一種病毒寄生在細(xì)菌內(nèi)并殺死細(xì)菌的假設(shè)；1917年，法國(guó)微生物學(xué)家Felixd Herelle發(fā)現(xiàn)了一種肉眼無(wú)法看到但對(duì)志賀痢疾桿菌有拮抗作用的微生物，指出這種微生物的本質(zhì)是一種病毒，并首次提出了噬菌體的概念。

噬菌體分為裂解性噬菌體和溶原性噬菌體，在實(shí)際應(yīng)用中，人們采用裂解性噬菌體來(lái)進(jìn)行噬菌體治療。噬菌體治療的原理，就是利用噬菌體對(duì)致病菌的裂解作用，降低致病菌的密度，進(jìn)而減少或避免致病菌感染或發(fā)病的機(jī)會(huì)，達(dá)到治療和預(yù)防疾病的目的。裂解性噬菌體侵染宿主菌的繁殖周期一般分為吸附、注入、核酸復(fù)制及蛋白質(zhì)合成、裝配、裂解與釋放等幾個(gè)階段。

三、在水產(chǎn)動(dòng)物病害防控中的應(yīng)用

關(guān)于噬菌體在水產(chǎn)動(dòng)物細(xì)菌性病害防控中的應(yīng)用試驗(yàn)，國(guó)外科學(xué)家開展的研究比較多，治療效果顯著的的病原菌見表。由于水產(chǎn)動(dòng)物病原體數(shù)量和水產(chǎn)養(yǎng)殖物種的多樣性，這個(gè)領(lǐng)域的研究尚處于起步階段。

四、防控水產(chǎn)養(yǎng)殖動(dòng)物細(xì)菌性病害的優(yōu)勢(shì)

利用噬菌體治療來(lái)防控水產(chǎn)養(yǎng)殖動(dòng)物的細(xì)菌性疾病具有諸多優(yōu)勢(shì)：

針對(duì)性強(qiáng)。傳統(tǒng)的抗生素在治療細(xì)菌性感染的同時(shí)，會(huì)殺滅消化道中的正常菌和有益菌，從而破壞微生態(tài)的平衡，導(dǎo)致其他耐受性致病菌的生長(zhǎng)，引起腹瀉、胃腸感染等副作用，進(jìn)而可能引起肌體的免疫力下降而導(dǎo)致全身性的感染。噬菌體由于其高效特異裂解性與專一宿主性，可以針對(duì)某一特定的有害細(xì)菌菌株有選擇性地殺滅它們，使用時(shí)不會(huì)給生態(tài)環(huán)境中其他有益菌群造成傷害，從而保證養(yǎng)殖環(huán)境微生態(tài)的平衡。

用量少。噬菌體具有指數(shù)式增殖的自我復(fù)制能力，只需極少量即可殺滅相應(yīng)的致病菌，達(dá)到預(yù)防或控制細(xì)菌性感染的目的。

篩選分離、保存成本低。噬菌體環(huán)境豐度高，自然界中普遍存在細(xì)菌相應(yīng)的噬菌體，易于分離且純化周期短，還能在常溫下保存，便于運(yùn)輸和應(yīng)用。

給藥方式多樣，療效持久。噬菌體給藥方式有很多種，如皮下注射、口服、局部或全身外用用藥等。在防治細(xì)菌性病害中，噬菌體既可以單獨(dú)用藥，也可以兩種或兩種以上的噬菌體聯(lián)合用藥，還可以和抗生素聯(lián)合用藥來(lái)提高防治效果，同時(shí)由于噬菌體的自我復(fù)制機(jī)制，它能夠增殖并擴(kuò)散，以透過生物體的組織進(jìn)行治療且療效持久。

無(wú)藥物殘留。使用抗生素會(huì)造成藥物在養(yǎng)殖動(dòng)物體內(nèi)的殘留，而噬菌體高度依賴于相應(yīng)的細(xì)菌，會(huì)隨著細(xì)菌宿主的消失而死亡，不會(huì)殘留在動(dòng)物體內(nèi)。

五、展望

噬菌體療法在水產(chǎn)養(yǎng)殖中的大規(guī)模實(shí)際應(yīng)用，還有一些關(guān)鍵性的問題需要解決,如：（1）噬菌體作為一種新型抑菌劑的行業(yè)使用標(biāo)準(zhǔn)還沒有形成，相應(yīng)的法律法規(guī)尚未制訂；（2）噬菌體的最適應(yīng)用條件，如最佳治療時(shí)間、最佳治療劑量及最佳治療方式等需要進(jìn)行系統(tǒng)的研究來(lái)確定。