《科技日报》:打一针疫苗多宝鱼跟病害说“拜拜”
发布人:网站管理员  作者:  发布时间:2017-03-31   动态浏览次数:80

我国水产动物病害种类达200余种,每年养殖病害发病率达50%,平均死亡率达30%。面对海水鱼类病害,养殖户惯用的手段便是使用抗生素,而且是过量、超标使用。

2006年,影响大半个中国的“多宝鱼事件”爆发,大量违禁农兽药残留被检出,让整个多宝鱼产业一蹶不振。

本报记者 何 亮 李建荣

我叫“爱德华氏菌活疫苗”,这个名字也许有点晦涩拗口,但我要服务的对象——多宝鱼,相信你并不陌生。它是很多家庭餐桌上的美味,但是“爱德华氏菌”却是这道美味的天敌,因为爱德华氏菌会引起腹水病,多宝鱼一旦感染就会成批地死掉。之前养殖户惯用的治病手段就是使用抗生素,而且是过量、超标的使用。

但是近日,随着我的正式诞生,多宝鱼滥用抗生素的历史或许将被终结。

我为拯救多宝鱼而生 海鱼防病不用再吃抗生素

据统计,病害已成为海水鱼类养殖业健康发展的重要制约因素,我国水产动物病害种类达到200余种,每年养殖病害发病率达50%,平均死亡率达30%。

在我的眼中,鱼和人类一样,生老病死并不可怕,可怕的是防病治病的手段太过粗暴。就像多宝鱼在刚刚引入中国时价格高峰值一度曾达到800元一斤。随着养殖规模化、集约化、高密度,病害开始发生,养殖户通常会使用抗生素对抗病害,如果正常剂量对抗不了那么就过量、超标使用。

2006年,影响大半个中国的“多宝鱼事件”爆发,大量违禁农兽药残留被检出,让价格不菲的多宝鱼变得无人问津,整个产业一蹶不振。

被贴上“不安全”的标签,多宝鱼心中有多苦?或许只有华东理工大学生物工程学院张元兴团队有切身的体会,3年间,是这个团队最早发现爱德华氏菌是钻进鱼的细胞进行生存与繁殖,发病后使用抗生素根本伤不了它分毫,为了给这条不被信任的鱼“正名”,也为了老百姓的餐桌安全,张元兴团队下决心研发疫苗。

干掉病毒我有“两手” 给鱼苗泡澡给成鱼打针

2008年,山东多宝鱼腹水病大规模爆发。主攻病原检测和分离的肖靖凡博士领命去做调研,偶然寻得一只与腹水病症状最相符的多宝鱼带回实验室,将病原分离验证出一颗高致病性毒株EIB202。

这颗毒株非常“好”,看完化验结果肖靖凡兴奋不已,从临床发病到成功分离,毒株的病理未发生变化,毒力调控网络分布复杂,它就像病原群里的黑帮老大,整个团队的“恶习”都在它身上得到恰如其分的彰显。

围绕毒株的种种病理,王启要教授开启基因测序的方法,寻找毒株基因组里哪些基因与致病性有关。经过5年摸索,在迟缓爱德华氏菌的毒力调控网络,基因组全序列图谱绘制完成,两个关键致病机制T6S(六型分泌系统)和T3SS(三型分泌系统)被找到,一系列研究成果发表在《科学》子刊,张元兴课题组成为世界上第一个获得迟缓爱德华氏菌基因组全序列的科研团队。

但是,如何“干掉”恶毒的致病机制呢?

疫苗分子设计和给药系统专家刘琴教授设计出两种策略。首先是根据毒力基因突变,人工将毒力基因敲掉,毒力因子因此无法聚合成型,进而研发出减毒活疫苗。其次是在大量的野生毒株中进行大规模弱毒疫苗的筛选,找到天然弱毒活疫苗。其效果是,“弱毒”或“减毒”后的病毒可以被鱼感染,但是感染后既不导致发病又会建立起免疫保护。打个比喻就像是戴着镣铐被囚禁的“坏人”,要通过好好地改造,再去打败只有他们才能抗衡的敌人。

两种不同的策略会创造两个不同的我。一个我抗病害更拿手,在多宝鱼还是鱼苗的时候,将它们放在有我的池子中“浸泡”一会儿,鱼苗洗个澡便有了抗体;另一个我防病害更稳健,在多宝鱼长成后将我注入它们的体内,相应的免疫机制悄悄地种下,以待后天遇敌出击。

我不是一个人在战斗 从单联疫苗走向多联疫苗

从古至今,人类一直在向海洋要蛋白要食品,海产成为粮食安全领域中的一个重要部分。我国水产品的产值从1950年的108万吨发展到现在的4600万吨,增长主要来自深海养殖,而且中国现在是世界第一养殖大国,水产养殖的总量占世界的70%。

为了保持渔业的发展,铲除病害对这个产业的第一大威胁。从世纪之初开始,张元兴团队获得863计划持续15年的项目支持。特别是2006年国务院发布的《国家中长期科学和技术发展规划纲要》中提到,2010—2020年重点领域的国内导向包括发展安全高效的水产疫苗,构建水产病害免疫防治体系,这为疫苗研发由单联到多联提供了契机。

鱼的一生就像人一样,不可能幸运到只碰到一种病原。况且,与只能防治一种疾病的疫苗相比,可以防治多种疾病的疫苗性价比明显要高得多,所以,要研制多联疫苗。这种疫苗在相同剂量下包含几种病毒或细菌或其他微生物,就像哪吒可以突然变出三头六臂进行攻击,预防两种以上的疾病。

目前,挪威对三文鱼疫苗的研发已经发展到7联苗,日本也实现了3联苗的突破,华东理工大学在实现了单联爱德华氏菌活疫苗突破之后,鳗弧菌基因工程活疫苗正在等待研发程序的最后一个环节,鳗弧菌灭活疫苗也在进行临床试验。

在张元兴教授的日程表中,爱德华氏菌活疫苗和鳗弧菌基因工程活疫苗的联合已经开始布局,2年到3年之内,或许第一个国产海水养殖动物多联活疫苗将有望诞生。

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从实验室到养殖场,疫苗走过10年光阴

想将只有0.1毫升的疫苗安全地注入多宝鱼体内也并非易事,与人类十月怀胎呱呱坠地相比,一剂疫苗从孕育到诞生消耗了10倍光阴、通过4个平台的检验才能安全注入鱼儿的体内。

2011年之前的3年时间,“爱德华氏菌活疫苗”就像孕妇肚子里的胎儿,随着致病机理的“胚胎”在基因测序的“B超机”下逐渐清晰可见,疫苗研发的机制已经初具“人”形。攻毒模型被确立、疫苗设计被通过、实验室产品制备完成、免疫效力评价不错……疫苗的成长过程一切都井井有条地进行。

突然有一天,一直为疫苗做检查的机构通知张元兴团队,无法再为这个“胎儿”做检查了,因为发育到此阶段,整个行业没有先例、没有规程、没有标准为这个即将出生的新生事物做参考。

怎么办?即将看到曙光的张元兴团队瞬间“石化”。想要让疫苗走出实验室、走向养殖场,需要打通从基础研究到技术突破再到应用推广的整条产业链。

GMP中间试制、产品临床前实验、临床实验、生物安全性评价和药证申报……在产业化阶段,精力与财力花费巨大;在临床前实验时,为了保证实验数据稳定、可重复,必须根据海洋动物研制试验室的环境温控、海水制备、管道布局、废水排放及用电安全等要求建设研究平台;在最后复检阶段,相关机构缺乏相应的实验条件,还需寻求其他力量建设第三方复检试验系统。

借助浙江诺倍威生物技术有限公司和上海纬胜海洋生物科技有限公司等市场力量的介入,从病原到候选疫苗到中式产品再到注册产品4个安全检验平台被建立。2014年12月,疫苗顺利通过最后一道复检程序健康出生,并实现身价1200万的成果转让。

第05版:共享科学

原文来源: 科技日报  |  发表时间:2017-03-30  |   作者:何 亮 李建荣

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