對蝦急性肝胰腺壞死病(AHPND)流行病學(xué)、診斷方法及防控措施的研究進(jìn)展

李吉云, 沈 輝, 孟慶國, 萬夕和, 蔣 葛, 喬 毅, 馮艷琴, 李浩瀾

對蝦急性肝胰腺壞死病(AHPND)流行病學(xué)、診斷方法及防控措施的研究進(jìn)展

李吉云1, 2, 沈 輝1, 孟慶國2, 萬夕和1, 蔣 葛1, 喬 毅1, 馮艷琴3, 李浩瀾2

(1. 江蘇省海洋水產(chǎn)研究所, 江蘇 南通 226007; 2. 南京師范大學(xué), 江蘇 南京 210000; 3. 江蘇海洋大學(xué), 江蘇 連云港 222000)

自2009年以來, 一種新興的蝦類疾病——急性肝胰腺壞死病(AHPND), 對全球?qū)ξr養(yǎng)殖業(yè)造成了巨大的損失。已有研究表明, 該病病原是一類含有特殊毒力因子的弧菌, 主要是副溶血性弧菌(VPAHPND)。根據(jù)已發(fā)表的文獻(xiàn)對該病的發(fā)生、流行、病癥、病原、檢測方法和防控措施等方面進(jìn)行階段性的總結(jié), 以期為該病癥的防控技術(shù)提供參考。

凡納濱對蝦; 急性肝胰腺壞死病; 致病機(jī)制; 毒力因子; 防控方法

凡納濱對蝦, 又稱南美白對蝦(), 屬廣鹽性熱帶蝦類, 是目前世界上產(chǎn)量最高的對蝦種類之一[1]。凡納濱對蝦風(fēng)味鮮美、口感上佳、營養(yǎng)價(jià)值豐富并且適合高密度工廠化養(yǎng)殖, 于1988年從美國夏威夷引進(jìn), 2000年國內(nèi)開始進(jìn)行大規(guī)模養(yǎng)殖。2019年凡納濱對蝦全國養(yǎng)殖產(chǎn)量67.1萬噸, 較前一年上漲1.04%, 已成為我國目前養(yǎng)殖規(guī)模最大的經(jīng)濟(jì)蝦類[2]。

隨著凡納濱對蝦養(yǎng)殖業(yè)的蓬勃發(fā)展, 各類疾病日益頻發(fā), 繼對蝦白斑綜合征病毒(White spot syndrome virus, WSSV)后, 一系列新興疾病如細(xì)菌性疾病、真菌性疾病、寄生蟲病等對養(yǎng)蝦業(yè)造成了巨大經(jīng)濟(jì)損失[3]。其中, 急性肝胰腺壞死病(Acute hepatopancreas necrosis disease, AHPND)作為一種新興疾病, 自2009年開始席卷全球凡納濱對蝦養(yǎng)殖區(qū)域, 傳播范圍廣, 速度快, 患病對蝦死亡率可達(dá)90%以上, 排塘率高達(dá)80%, 造成2013年全球養(yǎng)殖蝦產(chǎn)量較往年下降了近25%, 凡納濱對蝦養(yǎng)殖業(yè)遭受重創(chuàng)[4]。對此本文從流行病學(xué)、病原檢測、基因分型及防控治療等方面對AHPND研究進(jìn)展進(jìn)行簡要綜述, 以期為科研人員提供一定的思路和方案, 進(jìn)一步開展對AHPND的研究, 努力降低AHPND對凡納濱對蝦養(yǎng)殖帶來的危害。

1 AHPND流行病學(xué)研究

1.1 發(fā)生與流行

自2009年AHPND在我國海南地區(qū)暴發(fā)后, 相繼在泰國、越南、馬來西亞和菲律賓等東南亞地區(qū)出現(xiàn)[5-6], 給亞洲養(yǎng)蝦業(yè)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失[7]。2013年, AHPND在墨西哥出現(xiàn), 至2015年, 已在拉丁美洲發(fā)展廣泛流行, 死亡率極高。該病嚴(yán)重地影響我國對蝦養(yǎng)殖業(yè), 凡納濱對蝦、中國明對蝦()和斑節(jié)對蝦()都可罹患該病[8], 其中凡納濱對蝦最為敏感[9]。2014年起, 我國對蝦的發(fā)病率仍然高達(dá)60%, 并且開始從對蝦出口大國轉(zhuǎn)變?yōu)檫M(jìn)口大國[10]。就目前情況而言, AHPND仍將持續(xù)影響亞洲養(yǎng)蝦業(yè)[11]。

1.2 臨床及病理特征

患病對蝦的臨床癥狀主要為嗜睡、空腸空胃、肝胰腺上皮細(xì)胞大量脫落。2012年, Lighter等[12]報(bào)道了AHPND病蝦獨(dú)特的組織病理學(xué)特征——大量的肝胰腺小管上皮細(xì)胞在沒有細(xì)菌定植的情況之下, 壞死脫落。

AHPND多發(fā)于蝦苗放養(yǎng)的7~60天, 對蝦患病前期體色呈白濁微紅, 肝胰腺呈蒼白或淡黃色, 顯著腫大, 質(zhì)地松軟(圖1); 患病后期肝胰腺液態(tài)物質(zhì)流失, 明顯萎縮, 質(zhì)地變硬出現(xiàn)黑色的條紋或斑點(diǎn); 對蝦患病后肝胰腺細(xì)胞間隙變大, 腺細(xì)胞出現(xiàn)不同程度的自溶; 患病對蝦通?？漳c空胃, 嚴(yán)重者胃腸呈紅色, 中腸腸壁變薄, 腸黏膜脫落并散落于腸腔內(nèi), 腸腔中沒有內(nèi)含物[12]。

2012年, 亞太水產(chǎn)養(yǎng)殖聯(lián)盟(NACA)將該病定義為AHPND。2013年, AHPND病原菌被確定為是一類含有特殊質(zhì)粒的弧菌, 主要是副溶血弧菌(), 哈維氏弧菌()、坎氏弧菌()以及歐文斯氏弧菌(), 此外溶藻弧菌()也被報(bào)道能夠?qū)е翧HPND[13]。

AHPND病原菌毒力遠(yuǎn)超一般的對蝦源弧菌, 并且含有特殊毒力基因的弧菌種類不斷增多, 這表明AHPND對養(yǎng)蝦業(yè)的沖擊還將持續(xù)相當(dāng)長的一段時(shí)間。

圖1 患 AHPND與健康凡納濱對蝦對比(引自Soto等[17])

a: 患 AHPND蝦(箭頭標(biāo)識), 健康蝦; b: 患 AHPND蝦(箭頭標(biāo)識)與健康蝦消化器官

1.3 致病機(jī)制

自2009年該病首次報(bào)道以來, 其病因及致病機(jī)制仍在研究中。2012年, Tran等[14]從池塘感染病蝦中分離到數(shù)株哈維氏弧菌進(jìn)化枝, 并通過攻毒實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)對蝦死亡率為100%, 符合柯赫法則, 瀕死對蝦表現(xiàn)出明顯的肝胰腺壞死。該病原菌鑒定為哈維氏弧菌的一個(gè)分支, 與副溶血弧菌具有較近同源關(guān)系[15]。2012年, Oanh等[16]從越南92個(gè)受AHPND影響的池塘中收集樣本, 發(fā)現(xiàn)患病蝦中大部分含有弧菌, 其中最主要的是副溶血性弧菌。

2013年, Soto等[17]在墨西哥發(fā)現(xiàn)VPAHPND, 且不同的VPAHPND具有不同的毒力; 感染實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)試驗(yàn)蝦表現(xiàn)出相同的病理特征, 即一些毒性較弱的菌株不會(huì)引起對蝦100%死亡率, 并且死亡率低于高毒力菌株; 中毒性菌株相關(guān)毒力作用具有劑量依賴性, 經(jīng)細(xì)菌密度計(jì)數(shù)與組織學(xué)分析, 確定了AHPND暴發(fā)的三個(gè)階段即初期、急性期和末期。2014年, 羅竹芳等[18]通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了關(guān)于VPAHPND與AHPND致病性的關(guān)系。

2015年, Lee等[19]測序發(fā)現(xiàn)VPAHPND含有一個(gè)69 kb (PVA1)的質(zhì)粒, 該毒力質(zhì)粒能編碼一種二元毒素, 與蘇云金芽孢桿菌(, Bt)殺蟲毒素Cry蛋白相似, 并能夠在不同弧菌之間轉(zhuǎn)移, 通過編碼D毒素/抗毒素系統(tǒng), 以確定質(zhì)粒能夠穩(wěn)定遺傳。通過基因重組、敲除pirA和pirB毒力基因獲得突變株進(jìn)行試驗(yàn), 發(fā)現(xiàn)兩類突變株致病力均消失,進(jìn)一步證明pirA和pirB毒素蛋白是引起AHPND的主要致病因子。通過VPAHPND不同毒力菌株的全基因組測序發(fā)現(xiàn)特殊質(zhì)粒PVA1, 該質(zhì)粒含有水平基因轉(zhuǎn)移相關(guān)基因且能編碼二元毒素并獲得穩(wěn)定遺傳, 該編碼基因與發(fā)光桿菌編碼蛋白同源性最近。引起AHPND的pirA/pirB蛋白與芽孢桿菌殺蟲毒素Cry蛋白的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)類似, 但是這兩種毒力蛋白的作用機(jī)制目前仍不清楚。

2019年, Yu等[20]通過對有毒VPAHPND菌株和無毒VPAHPND菌株比較基因組學(xué)分析, 發(fā)現(xiàn)幾種只存在于有毒菌株的毒力因子例如 vapE 和TA systems (toxin-antitoxin systems), 系統(tǒng)發(fā)育分析表明, 全球VPAHPND株系具有遺傳多樣性, 這進(jìn)一步顯示VPAHPND不是來自一個(gè)單一的遺傳譜系。Tsai[21]通過敲除脂質(zhì)a的主要成分基因, 作為革蘭氏陰性菌發(fā)病機(jī)制的關(guān)鍵, 該研究通過敲除, 鑒定發(fā)現(xiàn)對蝦體內(nèi)副溶血性弧菌的毒力減弱。除此之外對上海病蝦體中分離到的AHPND病原菌歐文斯氏弧菌SH-14, 進(jìn)行全基因組測序分析, 發(fā)現(xiàn)PirVPAB與AHPND相關(guān)的毒性基因僅由pVHvo編碼[22]。2020年Santos等[23]通過克隆重組pirA和pirB毒素蛋白, 研究發(fā)現(xiàn)pirB亞基是一種特異性氨基糖凝集素, 參與了細(xì)菌的致病過程, 可能與蝦肝胰腺上皮細(xì)胞膜上受體分子結(jié)合, 從而觸發(fā)細(xì)胞大脫落量。然而, pirB亞基作為凝集素的具體作用, 以及pirA亞基的功能, 在AHPND發(fā)病機(jī)制中尚未確定。

盡管pirA和pirB毒素蛋白作為VPAHPND主要致病因子初步被明確, 但是對病蝦消化系統(tǒng)的損害機(jī)制和發(fā)生過程還沒有詳盡的實(shí)驗(yàn)結(jié)論, 并且對于不同VPAHPND株型毒力差異的原因也有待探究。

2 AHPND病原菌檢測技術(shù)

2.1 分子生物學(xué)檢測技術(shù)

自AHPND發(fā)生以來, AHPND致病機(jī)制還未明確闡釋, 由最初通過表觀癥狀、組織病理學(xué)特征來檢測病原菌的感染[24], 隨著研究深入, 圍繞著致病基因的分子診斷方法便迅速發(fā)展起來。目前, 分子診斷技術(shù)已經(jīng)十分成熟, 在科研生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛, 主要的技術(shù)手段有普通PCR、定量PCR和環(huán)介導(dǎo)等溫?cái)U(kuò)增技術(shù)(Loop-mediated isothermal amplification, LAMP)。

2013年, NACA發(fā)布了兩種針對靶向質(zhì)粒序列的AP1、AP2 PCR檢測方法, 具有較高假陽性率[25]。2014年Flegal等[26]在原先引物設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上, 首次發(fā)表了以pirA為目的片段的一步式AP3特異性檢測方法, 與先前AP1, AP2方法相比AP3檢測方法特異性強(qiáng)、靈敏度高[17]。隨后, Dangtip等[27]研究團(tuán)隊(duì)研發(fā)了一種套式PCR(AP4)檢測方法, 該方法操作簡便且靈敏度比AP3方法高100倍。值得注意的是, 實(shí)踐表明, AP4方法不能完全取代AP3方法, 其更多用于直接檢測無法在分析前進(jìn)行富集培養(yǎng)的樣品(如保存的生物酒精、冷凍組織樣品、存檔DNA等)(表1)。

表1 基于PCR檢測的幾種AHPND檢測方法

AHPND控制策略的主要重點(diǎn)是監(jiān)測對蝦生長過程中VPAHPND感染攜帶情況, 因此養(yǎng)殖生產(chǎn)過程中亟需簡易、快速的檢測方法。Kongrueng等[28]開發(fā)了兩套引物的環(huán)介導(dǎo)等溫?cái)U(kuò)增檢測方法(LAMP-a2和LAMP-a3), 適用于AHPND早期檢測。此后, Narong等[29]開發(fā)了一種基于LAMP結(jié)合使用DNA功能化的、ssDNA標(biāo)記的納米金探針的無輔助視覺讀數(shù)的VPAHPND檢測的簡單而等效的方法(表2), 更加直觀便捷。2015年, Han等[30]建立了一種基于TaqMan探針的定量PCR方法, 該法特異性強(qiáng)且靈敏度高。2019年, 童桂香等[31]根據(jù)pirA基因序列設(shè)計(jì)特異性引物和TaqMan-MGB探針, 建立熒光定量PCR方法, 該法靈敏度高、特異性強(qiáng)、重復(fù)性好、能快速定量(表1)。

表2 環(huán)介導(dǎo)等溫檢測AHPND方法

2.2 免疫技術(shù)

通過抗原抗體反應(yīng)來檢測病原靈敏度高, 檢測速度快, 可用于現(xiàn)場快速檢測對于養(yǎng)殖生產(chǎn)具有重要意義。2017年, 祁振強(qiáng)[32]通過制備卵黃抗體診斷VPAHPND卵黃抗體以pirA和pirB蛋白作為抗原來免疫產(chǎn)蛋禽類, 并從其卵的卵黃中提取能夠與所述pirA 和pirB 蛋白特異性結(jié)合的抗體制備得到的蛋白卵黃抗體特異性高, 穩(wěn)定性和耐高滲性良好。Hanumanthappa等[33]通過制備多克隆抗體可以有效檢測到pirA蛋白, 檢測下限是0.121 μg/mL, 該方法特異型佳, 靈敏度高。Wangman等[34]制備了檢測pirB蛋白的單克隆抗體并于膠體金技術(shù)相結(jié)合開發(fā)了快速檢測試紙條, 檢測下限是6.25 μg/mL。另外Arren[35]等成功開發(fā)了利用金納米粒子與特性硫醇探針聯(lián)用的技術(shù), 用于檢測VPAHPND的pirA的毒素基因, 經(jīng)驗(yàn)證這種技術(shù)具有強(qiáng)特異性和高靈敏度, 該方法可以作為VPAHPND檢測的一種手段, 監(jiān)測并預(yù)防其流行與傳播, 進(jìn)而可以避免養(yǎng)殖對蝦因感染導(dǎo)致的高死亡率和巨大的經(jīng)濟(jì)損失。

2.3 生物傳感器

生物傳感器是一種檢測病原體的新興診斷工具, 該法通過蛋白質(zhì)或核酸相互作用產(chǎn)生的電信號或光信號對一定濃度的病原體DNA或蛋白進(jìn)行檢測, 靈敏度高、成本低, 可以大批量檢測樣品[36]。生物傳感器可以同時(shí)檢測不同樣品內(nèi)的多種病原, 省時(shí)省力[37]。迄今為止還沒有建立用于AHPND病原菌檢測的生物傳感器, 還需要更多的的研究來開發(fā)用于AHPND病原菌診斷的生物傳感器。

3 基因分型技術(shù)

利用基因分型技術(shù)可以為VPAHPND的準(zhǔn)確溯源提供科學(xué)依據(jù), 并且能夠及時(shí)地確定致病源, 對VPAHPND致病機(jī)理和致病基因的轉(zhuǎn)移機(jī)制研究都具有重要意義, 本章節(jié)將從以下幾個(gè)方面綜述已有的分型方法。

3.1 多位點(diǎn)序列分型

多位點(diǎn)序列分型(Multilocus sequence typing, MLST)基于不同菌株管家基因間的差異可以有效對不同菌株之間的親緣關(guān)系進(jìn)行評估, 在分析菌株進(jìn)化關(guān)系等方面具有優(yōu)勢。孫明玉等[38]通過運(yùn)用多位點(diǎn)序列分型(Multilocus sequence typing, MLST)的方法對中國廣東分離得到食物的12株VPAHPND進(jìn)行分型研究, 發(fā)現(xiàn)中國廣東分離的致病菌株屬于一個(gè)新的序列型ST1910。為了研究VPAHPND的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系, Chonsin等[39]對收集到的VPAHPND泰國株進(jìn)行MLST分型研究, 結(jié)果表明VPAHPND泰國株在遺傳上呈現(xiàn)多樣性, 同時(shí)也觀察到VPAHPND和非VPAHPND菌株在分型上明顯的分成不同的簇, 結(jié)果表明VPAHPND和非VPAHPND菌株的親緣關(guān)系較遠(yuǎn)。Yu等[20]利用MLST對來自全球不同地區(qū)38株VPAHPND鑒定, 實(shí)驗(yàn)結(jié)果鑒定出10種序列類型(STs), 以ST970為優(yōu)勢序列分型技術(shù), 基于MLST和單核苷酸多態(tài)性(SNP)的系統(tǒng)進(jìn)化分析表明VPAHPND菌株具有遺傳多樣性菌株。

3.2 脈沖場凝膠電泳

脈沖場凝膠電泳(pulse field gel electrophoresis, PFGE)以其重復(fù)性好、分辨力強(qiáng)而被譽(yù)為細(xì)菌分子生物學(xué)分型技術(shù)的“金標(biāo)準(zhǔn)”[40]。PFGE技術(shù)主要用于食源性和臨床型副溶血弧菌分型研究, 對蝦VPAHPND方面研究報(bào)道較少。甄曉然等[41]對從江蘇不同地區(qū)來源的凡納濱對蝦體內(nèi)分離得到的VPAHPND, 進(jìn)行脈沖場凝膠電泳(Pulsed Field Gel Electrophoresis, PFGE)分子分型研究, 最終得到了VPAHPND4個(gè)主要的PFGE簇, 相似性達(dá)到86.1%~100%, 表明各菌株親緣關(guān)系較近。

3.3 ERIC-PCR

利用腸桿菌基因間共有重復(fù)序列PCR技術(shù)(enterobacterial repetitive intergenic consensus-PCR, ERIC-PCR)對副溶血弧菌進(jìn)行分型已有一些報(bào)道, 該方法便捷、高效、直觀。張海強(qiáng)等[42]對上海市收集到的20株蝦源副溶血弧菌, 包括4株VPAHPND, 進(jìn)行ERIC-PCR分型, 發(fā)現(xiàn)這些菌株可以分為7個(gè)不同的類群, VPAHPND聚類在2個(gè)類群中, 同時(shí)分型結(jié)果發(fā)現(xiàn)該方法能夠有效區(qū)分不同時(shí)間段獲得的菌株, 而對不同地理位置獲得的菌株區(qū)分并不明顯。

3.4 基因組測序

為了解VPAHPND和非VPAHPND株型間的差異, Nalumon等[43]比較了泰國和亞洲其他國家VPAHPND和非VPAHPND分離株的基因組序列, 基因組比較分析顯示, 在致病性AHPND和非AHPND菌株中均存在保守的毒力基因和原噬菌體; 在關(guān)鍵毒力因子方面, 中國菌株的副霍亂毒素和咬合帶毒素的核苷酸序列與泰國VPAHPND菌株存在差異, 此外該團(tuán)隊(duì)在AHPND組中發(fā)現(xiàn)了編碼調(diào)控蛋白和包膜形成蛋白的開放閱讀框(ORFs), 這些基因可能增強(qiáng)AHPND菌株誘導(dǎo)毒力和致病機(jī)制。Yu等[22]通過對VPAHPND和非VPAHPND分離株進(jìn)行全基因組測序研究, 發(fā)現(xiàn)VPAHPND分離株含有更少的CRISPRs元件, 并且在基因組中發(fā)現(xiàn)6組原噬菌體序列, 認(rèn)為副溶血弧菌基因組內(nèi)CRISPRs元件越少, 抵御原噬菌體植入的能力越弱。

3.5 基因組測序

轉(zhuǎn)錄組學(xué)的研究可以揭示對蝦感染VPAHPND后的生理狀況, 對研究AHPND致病機(jī)理有很強(qiáng)的參考意義。Zheng等[44]利用AHPND(VA)和非AHPND (VN)菌株進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組學(xué)比較分析, 初步確定可能參與應(yīng)答凡納濱對蝦感染VPAHPND的miRNA和相關(guān)靶基因, 結(jié)果顯示通過轉(zhuǎn)錄組分析發(fā)現(xiàn)miRNAs及其靶基因?qū)PAHPND感染有反應(yīng), 可能在VPAHPND感染防御中發(fā)揮作用, 與細(xì)胞凋亡相關(guān)的部分基因表達(dá)上調(diào), 免疫相關(guān)基因表達(dá)下調(diào)。斑節(jié)對蝦也是VPAHPND的易感宿主, 受AHPND的影響嚴(yán)重, 但是對斑節(jié)對蝦免疫反應(yīng)缺乏足夠認(rèn)識, Soo[45]等利用RNA-seq技術(shù)揭露了斑節(jié)對蝦轉(zhuǎn)錄組變化, 發(fā)現(xiàn)VPAHPND感染后蝦體內(nèi)肝胰腺單核細(xì)胞增多。

4 AHPND防控措施

目前由于AHPND的致病機(jī)制尚未完全了解, 對AHPND的研究還主要停留在病理和病因方面, 防控方面也未形成一套科學(xué)有效的完整體系。但科研工作者已經(jīng)圍繞水質(zhì)調(diào)控、親蝦質(zhì)量以及藥物防治等方面開展了防控措施的探索。

4.1 環(huán)境調(diào)控

相關(guān)研究表明, 水質(zhì)調(diào)控在病害防治方面較受青睞。在對蝦養(yǎng)殖過程中, 疾病的暴發(fā)與水生環(huán)境的惡化、蝦的免疫力下降以及大量的病原菌滋生密切相關(guān)[46]。Boonyawiwat等[47]使用多變量邏輯分析確定了影響池塘暴發(fā)AHPND的因素, 例如養(yǎng)殖場中氯化物處理、水庫可用性、水處理中捕食魚的使用以及漁場中多種蝦種的混養(yǎng)和增加的幼蝦密度都會(huì)增加感染風(fēng)險(xiǎn)。報(bào)道指出, 定期施用芽孢桿菌()等有益細(xì)菌穩(wěn)定水體的藻相, 并維持水環(huán)境的正常變化, 可保持對蝦的適應(yīng)能力以及水環(huán)境的穩(wěn)定性, 從而降低AHPND的暴發(fā)的幾率。另外, 要重點(diǎn)關(guān)注幼苗投放前4~5天的水體穩(wěn)定性, 若該階段水質(zhì)惡化, 則AHPND的暴發(fā)幾率提高[48]。AHPND多發(fā)病于養(yǎng)殖早期, 此階段蝦苗抗病性和抗逆性能力較低, 蝦苗無法抵抗外界的細(xì)菌侵入所以在養(yǎng)殖過程中, 對于疾病的防控主要以防控檢測為主, 選擇健康的親蝦、合理地投喂, 投苗前進(jìn)行對蝦苗種檢測并采取合理措施顯得尤為重要[49]。

4.2 藥物防控

傳統(tǒng)的抗生素療法和抑菌化合物使用是治療細(xì)菌性疾病的經(jīng)典方法, 對于AHPND的防控具有一定立竿見影的效果。劉志軒等[13]在其研究實(shí)驗(yàn)中用氟苯尼考為主體的抗菌素配方對AHPND進(jìn)行防控研究, 成功發(fā)現(xiàn)其對VPAHPND具有很好的抑制作用。Alvarez-Cirerol等[50]使用新型治療AHPND的策略即用Rh(Rumex hymenosepalus)合成銀納米顆粒對水體中VPAHPND進(jìn)行抑制作用而提高蝦的成活率。對發(fā)生AHPND進(jìn)行水體消毒是不可取的, 會(huì)使得水體環(huán)境發(fā)生劇烈變化, 對蝦產(chǎn)生應(yīng)激反應(yīng), 感染對蝦大量死亡。

在AHPND防控研究前需要了解副溶血性弧菌對抗生素的敏感性, 抗生素雖然通常被用來抑制病原菌, 但它們可以破壞蝦的腸道菌群穩(wěn)態(tài)并且更可能讓其他類病原菌如弧菌在其中定殖[51]。為了減少抗生素的使用, 植物次生代謝物可以被認(rèn)為是一種潛在的天然化合物來源來代表抗菌活性, 研究實(shí)驗(yàn)證金銀花搖手紋皮提取物對VPAHPND用較強(qiáng)的拮抗作用, 是控制蝦類疾病傳播替代天然藥劑的獨(dú)特候選物[52]。楊澤禹等[53]通過使用中草藥來維持腸道菌群結(jié)構(gòu)穩(wěn)定, 通過多角度實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證口服復(fù)方中草藥可以定量化控制對蝦體內(nèi)有害菌群, 為AHPND的防控提供技術(shù)支持。目前, 中草藥等有機(jī)提取物是研究水生動(dòng)物疫病防治的一大熱點(diǎn), 可以提高養(yǎng)殖對蝦的免疫力, 降低細(xì)菌耐藥性的風(fēng)險(xiǎn), 應(yīng)用范圍越來越廣。

4.3 生物防治

已有的微生物防治技術(shù)主要是添加益生菌, 但大多是基于經(jīng)驗(yàn)觀察, 尚未形成標(biāo)準(zhǔn)的操作程序, 防治效果有待驗(yàn)證。乳酸菌(, LAB)被認(rèn)為是預(yù)防或治療植物或動(dòng)物感染的生物控制劑, 從發(fā)酵和腌制蝦仁中分離出幾株乳酸桿菌, 并對其抑制VPAHPND活性能力進(jìn)行研究, 研究結(jié)果表明這些菌株對宿主腸道內(nèi)的病原菌具有較高的抗菌活性, 每株菌抗菌活性具有差異, 這些差異效應(yīng)為水產(chǎn)養(yǎng)殖中弧菌感染的預(yù)防提供了有價(jià)值的信息[54]。

近年來, 大量研究表明在繁殖過程中添加噬菌體對蝦病的防控發(fā)揮積極作用, Jin等[55]使用噬菌體對浸泡感染VPAHPND的蝦進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測定, 結(jié)果發(fā)現(xiàn)噬菌體使得試驗(yàn)組對蝦存活率提高, 在防治VPAHPND方面具有深入研究的價(jià)值。Lomeli-Ortega等[56]所篩選的溶菌噬菌體(A3S和Vpms1)可有效降低副溶血性弧菌的致死率, 抑制副溶血性弧菌感染。

由于在水生態(tài)系統(tǒng)易于創(chuàng)造限制弧菌生長環(huán)境的優(yōu)勢, 一些觀點(diǎn)認(rèn)為水體中微藻-細(xì)菌共生絮凝系統(tǒng)可有效防治AHPND。Chang等[57]利用臺灣本土海洋浮游植物S1b與海洋需氧菌共培養(yǎng)投入到養(yǎng)殖池中, 由S1b和三株好氧菌(白色拉布倫茨氏菌、鼠尾菌、不動(dòng)桿菌)組成的菌群的細(xì)胞嵌入藻酸鹽中飼養(yǎng)可有效抑制多種弧菌, 并顯著抑制AHPND致病菌的生長。從蝦腸道分離的芽孢桿菌和赤潮藻結(jié)合的海藻益生菌也具有協(xié)同抗菌作用, 這種具有協(xié)調(diào)作用的混合物可以安全地被蝦食用, 并降低VPAHPND在蝦體內(nèi)的毒性, 該方法是水產(chǎn)養(yǎng)殖中提高患病蝦的存活率的一種潛在飼料添加劑[50]。此外在蝦的基礎(chǔ)飲食中利用免疫防治的方法, 可提高其免疫力, 2014年Lee等[58]通過給小雞注射PirA和PirB蛋白時(shí)產(chǎn)生疫苗, 再將其添加到蝦基礎(chǔ)飲食中時(shí)該疫苗可以提高凡納濱對蝦對AHPND的免疫力。

生物防治AHPND的措施主要是基于微生物方法來開發(fā)的，分離、篩選及應(yīng)用其拮抗菌是防治AHPND最直接有效的技術(shù)方法之一。菌藻聯(lián)合防治在實(shí)際生產(chǎn)中需要較高的操作技術(shù), 可以進(jìn)行商品化研究, 口服抗體的效果較難評價(jià), 成本高, 應(yīng)用程度要求高。

由于AHPND發(fā)病機(jī)制尚未完全闡述, 實(shí)際生產(chǎn)和應(yīng)用中很難治愈該病, 但從選擇蝦苗開始就嚴(yán)格控制苗的質(zhì)量, 通過權(quán)威機(jī)構(gòu)進(jìn)行苗種檢疫, 在苗種環(huán)節(jié)切斷病原的流入, 是最有效的預(yù)防手段。且在養(yǎng)殖期間加強(qiáng)水質(zhì)管理, 采取科學(xué)的飼養(yǎng)方法, 輔以疾病預(yù)防控制藥物, 充分利用生物之間的關(guān)系, 建立穩(wěn)定的繁殖環(huán)境, 對疾病的預(yù)防和控制具有良好的作用[59]。

5 結(jié)論與展望

AHPND自發(fā)生以來, 各國學(xué)者的研究表明該病的發(fā)生與含有特殊質(zhì)粒的弧菌相關(guān), VPAHPND通過釋放相關(guān)毒素蛋白作用于對蝦肝胰腺, 使其壞死。特殊質(zhì)粒編碼的pirA和pirB蛋白是VPAHPND強(qiáng)感染性的重要原因, 但關(guān)于該毒力蛋白作用機(jī)理尚未研究清晰, 需進(jìn)一步探索。該毒力蛋白與蘇云金芽孢桿菌編碼的Cry蛋白具有相似的特征, 可參考Cry蛋白的致病機(jī)制, 為VPAHPND的研究提供新的思路。進(jìn)一步對VPAHPND的宏基因組研究, 將有助于全面了解AHPND的分子發(fā)病機(jī)制。目前對于VPAHPND的檢測方法已十分成熟, 但AHPND的發(fā)生迅猛, 致死快, 死亡率高。因此亟需一種有效的快速檢測的方法, 便于養(yǎng)殖戶在養(yǎng)殖場自行檢測, 例如膠體金等方法的操作使用還需進(jìn)一步開發(fā)研究。在防控方面, 研究者們應(yīng)加大有益菌種、拮抗菌株及相關(guān)藥物的研發(fā), 從而降低AHPND的發(fā)病率和死亡率。

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Research progress on the epidemiology, diagnosis, prevention, and control of acute hepatopancreas necrosis in shrimp

LI Ji-yun1, 2, SHEN Hui1, MENG Qing-guo2, WAN Xi-he1, JIANG Ge1, QIAO Yi1, FENG Yan-qin3, LI Hao-lan2

(1. Jiangsu Institute of Marine Fisheries, Nantong 226007, China; 2. Nanjing Normal University, Nanjing 210000, China; 3. Jiangsu Ocean University, Lianyungang 222000, China)

Acute hepatopancreas necrosis (AHPND) is an emerging shrimp disease that has caused huge losses in the global shrimp farming industry since 2009. Studies have shown that the pathogen responsible for this disease is a type ofcontaining specialized virulence factors, specifically(VPAHPND). Combined with published journal articles, this paper summarizes the current state of research progress on the disease in terms of epidemiology and pathology, etiology, pathogenesis, detection, and prevention methods, in order to provide a reference for further prevention and treatment of this disease.

; acute hepatopancreas necrosis; pathogenesis; virulence factors; prevention and control methods

Jun. 28, 2020

S94-5

A

1000-3096(2021)03-0163-10

10.11759/hykx20200628002

2020-06-28;

2020-08-26

江蘇省漁業(yè)科技類項(xiàng)目(Y2018-14); 南通市科技項(xiàng)目(MS12020059); 中央引導(dǎo)地方科技發(fā)展專項(xiàng)基金(YDZX20173200001267)

[Jiangsu Fishery Science and Technology Project, No. Y2018- 14; Nantong Science and Technology Project, No. MS12020059; Special Fund for the Central Government to Guide Local Technology Development, No. YDZX20173200001267]

李吉云(1995—), 女(漢族), 江蘇省泰州人, 碩士研究生, 研究方向?yàn)樗a(chǎn)動(dòng)物病害防治, 電話: 0513-85223180, E-mail: 1205693246@qq.com; 沈輝,通信作者, 男, 副研究員, 研究方向?yàn)樗a(chǎn)動(dòng)物病害防治。電話: 0513-85223180, E-mail: darkhui@163.com

(本文編輯: 趙衛(wèi)紅)