疫苗在水生动物疾病预防中的作用及应用前景（一）

文/王玉堂



疫苗在水生动物疾病预防中的作用及应用前景（一）

文/王玉堂

在人们对水产品质量安全越来越关注、环境保护的呼声日益高涨的今天，采用各种化学药物防治水产养殖动物病害的方式越来越多地受到质疑，由于不规范使用各种化学药物类，甚至违禁用药而引发的水产品质量安全问题也成为水产品质量安全事件也引起全社会的广泛关注。因此，开发和使用疫苗来预防重大水生动物疾病就显得十分重要。因为疫苗在提高动物体特异性免疫水平的同时，亦能增强机体抗应激的能力，且符合不污染环境、水产食品无药物残留的要求，已成为当今世界水生动物疾病防治界研究与开发的主流产品。为了满足消费者对绿色水产品的需求，同时保护养殖环境以达到可持续利用的目的，近年来，世界各国都在积极开展水产用疫苗的研制。

在水产养殖动物的病害防治过程中，主要有药物防治、生态预防和免疫预防三种形式，从确保养殖水产品的质量安全角度考虑，免疫预防是一种极具发展前途的方式。现将中国水产科学研究院珠江水产研究所研究员吴淑勤同志整理的“关于国内外水产养殖业用疫苗的研发和应用情况”一文为基础，汇集各位专家学者对水产疫苗领域的研究报道，整理出此文，供大家参考。

一、国内外水产疫苗的研究与应

用概况

（一）水产疫苗的作用与地位

在人们对水产品安全越来越关注、环境保护的呼声日益高涨的今天，采用各种化学药物防治水产养殖动物病害的方式越来越多地受到了质疑。疫苗在提高动物体特异性免疫水平的同时亦能增强机体抗应激的能力，且符合不污染环境、水产食品无药物残留的要求，已成为当今世界水生动物疾病防治界研究与开发的主流产品。为了满足消费者对绿色水产品的需求，同时保护养殖环境达到可持续利用的目的，近年来，世界各国都在积极开展水产用疫苗的研制。

（二）国内外商品化水产疫苗的发展现状

1.国外商品化渔用疫苗

Duff于1942年，首次将灭活的鲑鱼产气单胞菌口服免疫应用于硬头鳟获得成功，从而开创了鱼用疫苗的新纪元。在20世纪70年代中期，欧美国等积极开展鱼用疫苗的研制，1975年，美国疫苗有限公司获准生产商业性鱼用疫苗。据不完全统计，至2003年，一些国家或地区准发许可证的疫苗有33种（见表1）；欧洲是使用疫苗较早的地区，有疫苗9种，其中挪威最多有5种；北美也是鱼类疫苗研究、开发先进地区，多种疫苗已广泛应用，美国上市的有9种，加拿大有8种；智利近年的疫苗发展较快，已有7种疫苗获得许可证；获得疫苗许可证的还有日本4种、中国2种、澳大利亚1种等。尽管如此，世界各国仍然有多种水产疫苗急需研究，据1999年的不完全统计有18种（见表2），其中大部分疫苗未实现商品化。在海水鱼类疫苗方面美国起步较早，自20世纪70年代中期即开发出世界首例商业化的鲑鱼弧菌病和红嘴病灭活疫苗，至2012年，全球已有140多疫苗获得商业生产许可证，国外海水鱼类疫苗应用已非常成熟。

商品化的疫苗在鱼类病害的防治中发挥了极其重要的作用，大大减少了抗菌素等化学药物在养殖鱼类上的使用量。目前，国际上已经商品化的渔用细菌疫苗主要有弧菌苗、鲁氏耶尔森（ERM）苗、疖疮病疫苗、冷水性弧菌病苗等。国外商用病毒疫苗主要有传染性胰脏坏死病毒（INP）、病毒性出血败血症（VHS）等疫苗，但病毒疫苗保护率相对较低。 近年来鱼类疫苗有了新的发展，在挪威已经有传染性胰脏坏死病毒（IPN）的遗传工程疫苗（IPN 病毒结构蛋白的PV2 部分）的商品化生产，美国成功研制出传染性造血器官坏死症基因工程疫苗，日本虹彩病毒特效疫苗、英国的红嘴病口服疫苗等均已上市。

Animal Pharm公司在1998年的市场调查表明，全球主要水产用疫苗市场销售额由1986年的100万美元上升为1988年的1200万美元和 1998年的4800万美元，近年来水产用疫苗年销售额增长率高达20%左右，为最具潜力的动物医药产业之一。全球最早进行大规模工业化养殖的挪威居世界水产疫苗开发领先地位。1987年挪威生产鲑、鳟养殖产量5.5万吨，使用抗菌素48.5吨； 而到1994年，由于水产疫苗的开发应用，生产鲑、鳟养殖产量达24.9万吨，仅使用抗菌素1.4吨（见图1）。挪威的养殖业基本上达到了健康养殖的目的，此种进步主要归功于鱼用疫苗的研究和产业化开发。

表1 一些国家或地区水产疫苗获得许可证的情况（2003年）

2.我国渔用疫苗

我国水产疫苗研究起步较晚，始于20世纪70年代，主要针对“四大家鱼”中大宗养殖的草鱼出血病，早期研究的草鱼出血病土法疫苗对该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国水科院长江所、中国水科院珠江所等单位联合攻关，成功获取了草鱼出血病病毒（GCHV）人工敏感细胞和细胞疫苗；其后，中国水科院珠江所继续开发出更具高效保护作用的GCHV弱毒细胞疫苗，目前该疫苗进入了区域性试验。到目前为止，我国获得国家新兽药证书的水产疫苗产品仅有5种【另有2种进口渔用疫苗可在我国水产养殖业上应用，即鱼虹彩病毒来活疫苗、鱼师鱼格氏乳球菌来活疫苗（BY1株）】，分别为草鱼出血病细胞灭活疫苗，牙鲆鱼溶藻弧菌、鳗弧菌、迟缓爱德华氏菌病多联抗独特型抗体疫苗，嗜水气单胞菌病败血症灭活疫苗，草鱼出血病活疫苗和大菱鲆迟缓爱德华氏菌来活疫苗；但这些疫苗产品尚未实现真正意义的产业化应用。

表2 一些国家或地区急需发展的疫苗（1999年）

图1 挪威水产抗生素年使用量变化注：柱状图表示抗生素使用总量，曲线表示单位鱼产使用的抗生素量

2011年，珠江水产研究所的鱼嗜水气单胞菌败血症灭活疫苗获得生产批准文号[兽药生字（2011）190986013]，这是国内第一个水产细菌性疫苗生产获批准文号，也是继草鱼出血病活疫苗获得批文后第二个水产疫苗生产批文，该产品的生产批文的获得，为我国水产疫苗产业化进程注入新的活力。

嗜水气单胞菌败血症灭活疫苗主要用于预防由嗜好水气单胞菌引起的鱼类出血性败血症。此病能感染主要淡水养殖鱼类，如草鱼、鲢、鳙、鲤、鲫、鳜、青鱼、罗非鱼、鳗鲡、白鲫、黄鳝等，还查以感染节肢类、贝类、两栖类、爬行类、鸟类、哺乳类及人类，已成为引人注瞩目的一种人、兽、鱼共患菌。自从上世纪80年代末以来，我国的大多数水产养殖地区都发生和流行过嗜水气单胞菌出血性败血症，造成了巨大的经济损失。嗜水气单胞菌广泛分布于淡水、污水、淤泥和土壤中，流行范围广，几乎遍及全国各地。发病严重的鱼场其发病率高达100%，重症病死率可高达95%以上。目前主要通过种类抗菌药物防治，随着病原耐药性、抗药性的逐年上升，药物防治效果呈逐年下降趋势，采用疫苗防控该类疾病已成为产业急需。据了解，该疫苗除了注射接种外，还可以浸泡接种。浸泡使用方便，尤其适用于鱼苗、鱼种等规模化使用，将该疫苗稀释100倍，每1L疫苗原液可浸泡鱼种100kg，浸泡15分钟，同时用增氧机增氧，即可达到实验效果。目前从各地的使用情况看，在使用过程中，如果添加佐剂或其它简易操作的浸泡手段，效果提升很大。但应注意，使用嗜水气单胞菌疫苗时，疫苗菌株与所要预防疾病致病菌的一致性，不能使用变异菌株所制备的疫苗。否则，不但达不到预防疾病的目的，还会增加养殖成本，甚至会扩大疫区。

（三）国内外水产疫苗的研究热点

1.分子技术在水产疫苗研制中的应用

在水产疫苗工业中最为常用的形式是灭活疫苗，到目前国内外获准上市的疫苗仍以此类为主。近二十年来应用分子技术研究水产疫苗成为热点，由于分子疫苗有诸多优点：在化学性质上更为确定，免疫特性更为稳定；化学结构可知，可以进行工程设计和改造以激发特定的免疫反应；感染成分被除去，有关残余毒性或毒性回复的隐患不再存在，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过重组DNA技术生产，尤其是基因工程疫苗可将编码某种抗原蛋白的基因通过原核或真核细胞在体外表达生产疫苗，具有安全、高效、价廉、便于工厂化生产，且可朝多价疫苗研制发展。

国外在抗原分子结构、抗原基因定位、基因分离、载体构建、基因表达、产物分离、免疫应答机理、细胞免疫活性以及基因工程疫苗的研制方法和技术等方面取得了丰硕的研究成果，如小瓜虫基因工程疫苗研究、IHNV和VHSV等的核酸疫苗研究、杀鲑气单胞菌、嗜水气单胞菌等的重组疫苗、基因缺失活疫苗、活载体疫苗等方面都取得了长足的进展。我国近年对海水鱼弧菌、鱼类嗜水气单胞菌、鳜鱼病毒、石斑鱼神经坏死病毒等在病原苗、弱毒疫苗、亚单位疫苗及DNA疫苗等不同层次类型疫苗的基础研究方面逐步积累，在鱼类单殖吸虫等抗原及基因组的分子生物学研究向深入发展，确定了抗原蛋白及其定位，构建了部分基因文库。这些工作推进了我国疫苗实用化技术的进程，部分疫苗进入了田间实验阶段。

2.水产疫苗接种施予技术强调实用化

限制水产疫苗推广应用的关键因素之一是给苗不便，多以注射免疫方法为主。注射法是将疫苗直接注入肌肉或腹腔，该方法具有用量少和免疫效果好的优点，但不足是既耗时又费力。近年挪威成功地研究出鱼群疫苗自动注射机，1台自动注射机每小时可注射数千尾鱼，一人可同时操作数台注射机。疫苗注射自动化作业首先是从饲养池通过管道或用吸鱼泵将鱼输送到作业场所，将鱼麻醉，送入输送带；人工调整鱼头的方向，在注射机上固定好鱼，注射器自动地将疫苗注入鱼的腹腔，鱼再由吸鱼泵或管道送回原水池。手动注射则采用各种连续注射器（如手枪式注射器），近年以高压气体作为辅助动力，操作人员不必花太大的力气就可注射较多的鱼，现接种疫苗已成为一些国家专业化的作业。

水产疫苗的给苗途径除了注射法，还包括浸泡、喷洒、淋浴和经口（含肛门）等方法。浸泡法是将需要免疫接种的鱼类直接放入或经高渗溶液或增加表皮通透性处理后在疫苗中浸泡，鱼类通过体表、鳃摄取抗原。喷雾法与浸泡法一样均作用于鱼体表，是将疫苗以一定的压力直接喷射到鱼体上进行免疫，需要如疫苗喷射器、传送带等设备配置。口服法是将疫苗直接或拌饵或添加辅助剂投喂。水产疫苗免疫接种途径各有利弊（见表3），如何合理利用一直是疫苗研究的重要内容。浸泡法可对大批量鱼苗进行处理，实用性强，是近年研究的热点，国外已有弧菌、杀鲑弧菌、鲁氏耶尔森氏菌等浸泡型商品化菌苗。口服法免疫是最方便的一种途径，使用不受时间地点和鱼的大小限制，并对鱼无损伤，但由于口服疫苗的保护效果不理想，因此研究者们开始关注并开展了纳米材料、生物胶囊等包被技术研究。

表3 鱼类免疫接种方式比较

二、我国水产疫苗在水产养殖病害防治中的作用

目前我国水产疫苗在水产养殖病害防治中的应用处于零星、局部、小规模、不规范的状态，尚无一种疫苗实现真正意义上的产业化。尽管如此，以草鱼疫苗为例，我们走过了40多年的发展历程，让我们尝试了孕育的艰辛与喜悦，也预示着我国水产养殖病害防治的疫苗变革期的到来。

（一）草鱼土法免疫技术为我国水产疫苗的应用做出了开创性的贡献

草鱼易患烂鳃、赤皮、肠炎、出血等病，对草鱼养殖业危害性大，1969年中国水产科学研究院珠江水产研究所科研人员从兽医方面以病鸭制备灭活组织浆疫苗防治鸭瘟取得良好效果中得到启发，成功制成草鱼组织疫苗（亦称“草鱼土法疫苗”），在广东顺德试验取得了草鱼成活率80%以上的良好效果。由于土法疫苗制备技术简单，成本便宜，效果显著，深受群众欢迎，成为七十年代防治草鱼病的主要技术措施之一，直至现在，该疫苗技术仍在广东、江西等塘鱼生产区广泛采用普及。草鱼土法免疫技术的成功应用，不仅仅是解决草鱼病的问题，而且还为广大水产养殖者认识水产疫苗上了第一课，为我国未来在水产养殖业大规模使用疫苗打下了良好的观念基础。

（二）草鱼出血病细胞疫苗展示了人工疫苗在水产病害防治中的优越性

草鱼出血病细胞疫苗是通过病毒在人工敏感细胞扩增的途径制备而成，它解决了土法疫苗依赖于病鱼材料，并且成分复杂、稳定性差、大面积应用受限制等问题。自上世纪80年代以来，草鱼出血病细胞灭活疫苗和草鱼出血病细胞弱毒疫苗已在广东、广西、福建、海南、湖北、湖南、四川、浙江、江苏等省市进行应用或区域性试验，从体重12g左右的草鱼种到1000g以上的成鱼均可注射接种，其中草鱼出血病细胞弱毒疫苗的免疫保护率高达90%以上。草鱼出血病细胞疫苗技术的建立标志着我国最大宗养殖品种草鱼主要病患可获得人工免疫的预防，结合草鱼烂鳃、赤皮、肠炎“三病”细菌三联疫苗的使用，其保护范围得到扩展而更具应用价值；同时该项技术水平达到国际先进的事实反映了我国具有自主开发的能力，为我国水产养殖业全面实施疫苗提升了信心。

（三）多样化疫苗在水产养殖生产病害防治中初显良好效果

我国水产养殖品种多样化，随之疾病类型多样化、疫苗研究也多样化，尤其是近年来一些进入了田间试验阶段的疫苗初步显示了良好的免疫保护效果，如淡水养殖鱼类细菌性败血症疫苗对鲫鱼注射的有效率达90%以上、甲鱼口服相对成活率约60%、鳗鲡佐剂苗口服相对成活率约80%；抗鳜鱼病毒疫苗粗制剂可分别提高苗种和亲鱼子代存活率5%～35%和5%～15%；海水鱼类弧菌（哈维氏弧菌、副溶血弧菌、溶藻弧菌、创伤弧菌、最小弧菌、鳗弧菌）双价苗、二联苗、三联苗、基因弱毒苗浸泡接种提高成活率约10%～40%，对对虾可产生免疫增强的功效，提高对虾养成率约10%～20%。在局部地区少部分疫苗已在潜移默化中替代部分高残留化药用于水产养殖生产病害的防治。

（四）新添国产疫苗——嗜水气单胞菌败血症灭活疫苗

鱼嗜水气单胞菌败血症灭活疫苗，于2012年早些时候获生产批文，这是国内第一个水产细菌性疫苗的生产批文，也为继草鱼出血病灭活疫苗获得批文后的第二个水产疫苗生产批文。该疫苗的主要特点：一是免疫接种保护率高。嗜水气单胞菌来源活疫苗主要用于预防由嗜水气单胞菌引起的鱼类急性出血性败血症，又称暴发性流行性病、出血病、出血性腹水病等。自上世纪80年代末以来，我国的大多数水产养殖地区都不同程度地发生此病，并大规模流行，造成了巨大的经济损失，严重时鱼的发病率高达100%，重症病鱼死亡率可高达95%以上；患此病症的鱼从发病到死亡时间仅3天～5天时间。目前多为使用各类抗菌药物防治，但因细菌耐药性的问题，药物防治效果呈逐年下降趋势，急需采取新的防治措施。南京农业大学等单位在2001年研发了鱼嗜水气单败血病灭活疫苗，因种种原因一直未投入生产。中国水产科学研究院珠江水产研究所自2007年与南京农业大学合作，开始该疫苗的实验室研究和推广应用示范。试验室的注射接种试验组相对免疫保护率为75%～85%，浸泡接种免疫保护率为62%～66%；目前已在广东等10个省区示范应用。二是浸泡接种操作方便。浸泡免疫简便，能大批量接种免疫，劳动强度较低，尤其适用于鱼苗接种免疫。

（未完待续）

作者单位：全国水产技术推广总站