对虾白便综合征的研究进展
2021-05-08王雪芹阳涛
王雪芹,阳涛
(1.水产健康养殖四川省重点实验室,四川 成都 610041;2.通威股份有限公司动物保健研究所,四川 成都 610041)
水产养殖业作为人类动物蛋白质的第三大来源,占全球人口蛋白质消耗量的17%[1]。太平洋白虾(Pacific white shrimp)和凡纳滨对虾(Litopenaeus vannamei)是对虾养殖业最大产量的代表(2019 年,全球产量达到4.1×106t,价值超过240 亿美元)[2]。对虾作为我国重要的经济和贸易出口水产品之一,越来越受到水产养殖行业的重视。而近年来,随着养殖水环境的恶化、养殖密度的提高、感染病原的不断变异等,对虾生产正受到多种疾病的威胁,如早期死亡综合征(EMS)[3]、急性肝胰腺坏死病(AHPND)[4]、肝胰腺坏死综合征(HPNS)[5]、白便综合征(WFS)[6-7]等,这些疾病累积起来造成了虾产量毁灭性的下降,其中WFS 危害最为严重,引起广泛关注。现针对WFS 的发病症状、流行特征、危害、病因研究、防治措施等5 个方面进行阐述。
1 对虾白便综合征的发病症状和流行特点
患WFS 的虾体主要表现症状为:虾体出现空肠,空胃,肝胰腺肿大,严重者糜烂;对虾排出体外的粪便细长呈白色棉线状,有黏性,浮在水面,长期大量聚集会散发恶臭。病症初期,对虾体表无明显病变,食欲减退。随着病情加重,逐渐出现吃料慢甚至不吃料或虾身瘦弱(壳肉分离),检查病虾可看见其肠道不饱满,出现“断肠”、空肠现象,肝胰脏开始萎缩、变小,外观模糊,部分病虾出现红须、红腿、肠道变粗等症状,水面漂浮的白便也增多。随着病情进一步发展,会出现少量病虾游塘和偷死,此时病虾生长缓慢,有的体重严重下降,变成“干瘪虾”,患WFS 的虾塘内的对虾产量低,饵料系数增高,严重影响养殖效益[8]。
从养殖实践来看,WFS 流行于7—9 月高温期,高温过后发病率下降。连续阴雨天气发生率高,连续阴雨天气后一个地区的池塘甚至同时发病,晴天后病情好转[9]。发病虾以规格在10 g/尾以上的大虾为主,小规格虾也能发病,最小的一周以内的虾也发病。盐度越低的池塘发病率越高,淡水池塘发病率最高。底质越差发病率越高,发生底臭的池塘发病率最高,可能与对虾在池塘底部摄食有关。饲料发生酸败或霉变,投喂后更容易发病。投喂量大增加肝胰脏的消化负担,出现剩料也会在池底腐败,被虾摄食后更易引起发病。藻相失衡,水质、水色发生明显变化,死亡藻类分解产生大量氨氮、亚硝酸盐等有毒有害物质,对虾摄食死亡藻类也会引起消化不良甚至导致有毒物质损伤肝脏、肠道等消化器官。严重缺氧后也容易发生WFS,对虾养殖池塘夜晚出现严重缺氧,即使不发生对虾死亡,第二天也容易大量出现白便,并伴随慢料和爆发其他疾病的现象。
2 对虾白便综合征的危害
对虾是渔业贸易中最重要的水产品之一。不幸的是,疾病的频繁发生严重威胁对虾养殖产业的发展。其中,WFS 作为一种新出现的疾病,在世界各地,如印尼、马来西亚、泰国、印度、越南等地的对虾养殖区频繁发生[10],给对虾养殖场造成了巨大的经济损失。据估计,在2010 年,泰国的虾产量由于WFS 而降低10%~15%[11],感染WFS 的对虾养殖病死率比之前未感染的增加10%~12%,且感染WFS的养殖池塘的虾生长非常缓慢[12]。此外,在夏季,池塘爆发WFS 的累计病死率可高达50%[13]。受WFS影响,斯里兰卡斑节对虾养殖池塘病死率额外增加20%~30%[14]。
在我国,对虾WFS 早在2009—2010 年华南对虾土塘中已有发现[15]。2011 年,WFS 在南方大面积爆发,广东、福建等地的虾塘中一旦出现白便,几天之后对虾就会出现空肠、空胃、游塘等现象,随着病情发展会出现趴边偷死现象。2012 年华北地区也开始出现小面积WFS 爆发。2012 年WFS 开始肆虐,从广西到广东、福建,均不同程度出现且继续呈蔓延之势,其危害性逐年增强。2013、2014 年天津的宝坻、武清、宁河等地大面积爆发WFS,并造成了很大的经济损失。2014 年7 月,浙江省萧山区一养殖户淡水养殖的凡纳滨对虾感染WFS,病死率达到60%~80%。2016 年,我国对虾养殖区出现WFS 的虾塘多得可怕。目前主要报道的WFS 危害最大的养殖品种为凡纳滨对虾和斑节对虾[16]。
3 对虾白便综合征的病因研究
从现有文献资料来看,有关该病病原及其控制药物等方面众说纷纭,这也影响了我国对WFS 的控制进程。目前对WFS 的病因研究发现,可能是多种因素综合作用的结果,如弧菌感染、EHP 感染、藻毒素、水质恶化、霉菌毒素、滥用药物等[17]。
3.1 肝胰腺和肠道病变
Siriporn 等[11]通过电镜观察认为,WFS 是腺管上皮微绒毛变形、脱落,聚集后在管腔中形成类似原生簇虫的蠕虫状体,其数量多,严重时就使对虾形成白色粪便,并不是饵料消化后形成的正常粪便,但是微绒毛聚集体的成因不明。戚瑞荣等[18]研究患有WFS 的凡纳滨对虾,通过解剖、病理切片和电镜观察等技术更加直观地展示了患WFS 的凡纳滨对虾的组织病变情况。研究发现患有WFS 的凡纳滨对虾肝胰腺有不同程度的病变,如腺管萎缩、崩解、坏死、增生、肉芽肿等;肠道严重病变,肠腔空,环肌两侧增生大量成纤维细胞,肠上皮柱状细胞脱离基膜,随着增生细胞持续增生变厚,肠上皮被逐步取代,直至完全脱落;肠完全丧失吸收营养物质的功能,增生细胞失去物质代谢的基础,开始在增生细胞层游离端坏死、脱落,最终脱落至肠腔的腺管细胞、上皮细胞、增生细胞排出体外,即为肉眼可见的白便。WFS 不是单纯的产生白色粪便,而是肝胰腺、肠道病变,是一种慢性病,比较难治疗。而引起这种肠道病变的刺激因素还不清楚。但在组织学观察中发现某些样本肝胰腺中有大量菌体,且在治疗实践中,也发现抗菌药物对WFS 有较好的治疗效果[9],所以推测是细菌的某种毒素刺激,引发凡纳滨对虾上皮细胞的炎症反应。
3.2 弧菌感染
很多研究结果显示,WFS 与弧菌感染有关。在2009 年,最初将凡纳滨对虾中新出现的这一暴发性肝胰腺坏死疾病命名为早期死亡综合征(EMS),后来称为急性肝胰腺坏死病(AHPND)。2011 年,AHPND 在越南频繁发生,通过对病虾的研究分离出病原体副溶血弧菌[19]。在2010—2011 年,泰国的疾病爆发报告中将这种危害极大、频繁发生的病害称为白便综合征(WFS),主要见于太平洋白虾[20]。有研究发现原生动物和弧菌的感染可导致对虾壳质松散、食欲下降、生长迟缓,在池塘中发现养殖虾的零星死亡,典型疾病症状就是饲养水面上有白色棉线状的粪便[21]。Somboon 等[13]对12 口养殖凡纳滨对虾的塘口进行研究,其中6 口感染WFS,另外6 口未感染,分别取对虾的肝胰脏和肠道进行细菌分离培养,结果显示感染WFS 的对虾所分离的弧菌数量显著高于未发病的健康虾,经鉴定,弧菌种类为:创伤弧菌、副溶血弧菌、河流弧菌、溶藻弧菌等,仅在2%的样本虾中分离出寄生虫。此外还有多份研究报告显示,从患病的凡纳滨对虾中分离出的弧菌包括溶藻弧菌、霍乱弧菌、副溶血性弧菌、创伤弧菌和哈维氏弧菌等[22-24]。
随着学者们对急性肝胰腺坏死病(AHPND)研究的不断深入,发现患有肝胰腺坏死的对虾池有时也会出现白便,且组织病理学结果显示WFS 与对虾的肝胰腺病变、坏死密不可分。刘志轩[25]在患有AHPND 的对虾病灶中分离得到五株潜在致病菌,通过回归感染试验的结果,根据科赫法则、发病症状、病理特征等,确定了副溶血弧菌、哈维氏弧菌、溶藻弧菌、Vibrio sp.Ex25 是AHPND 的潜在致病原,从而推测白便与弧菌的感染有着密切的关联。
曹海鹏等[26]从患有WFS 的凡纳滨对虾肝胰腺中分离得到霍乱弧菌,并通过回归试验进而验证霍乱弧菌是凡纳滨对虾WFS 的病原菌,至于霍乱弧菌引起凡纳滨对虾WFS 的发病机理,推测可能是病原菌在对虾肠道组织中不断繁殖,在肠道黏膜表面大量黏附,产生毒力因子造成肠黏膜损伤,并进一步通过血淋巴循环至肝胰腺组织,产生毒素损害作用,而导致肝胰腺肿大、糜烂等病变,最终导致肝胰腺和肠道合成和分泌相关消化液及消化酶的功能失常,继而造成虾体病变、死亡。
3.3 肝肠孢虫感染
对于WFS 是否是由虾肝肠孢虫(EHP)感染引起,在之前的研究中一直备受关注。Ha 等[27]研究认为,越南斑节对虾爆发WFS 的感染病原为EHP。Tang 等[28]对印尼地区患有WFS 的对虾肝胰腺和白便进行组织学观察,发现白便中堆积了密集的EHP孢子,少量的杆状细菌,通过PCR 方法在WFS 污染池中检测到EHP,但在健康池中并没有检测到EHP。这一结果遭到Tangprasittipap 等[10]的质疑,通过对健康虾饲喂受WFS 感染的对虾肝胰腺组织或同塘饲养的方式进行水平传播,虽然可以使健康的虾感染EHP,但是没有复制出白便的症状。Rajendran等[29]、Raveendra 等[30]经过进一步的研究发现,在生长缓慢和感染WFS 的对虾中都能检测到EHP,EHP 可加重WFS 的病情,但EHP 并不是引起WFS的原因。
3.4 消化系统微生物结构变化
越来越多的研究证明肠道菌群的稳定和多样性对机体的健康具有重要的作用[31-32]。对健康虾与WFS 虾的肠道菌群比较发现WFS 虾的肠道微生物种类较少,且存在肠道菌群失调的现象[33-34]。Hou 等[35]发现WFS 虾的肠道细菌群落较健康虾的菌群多样性降低,且肠道更为异质化,在患WFS 虾肠道中,Candidatus Bacilloplasma 和嗜酸乳杆菌高度富集,而副球菌和乳球菌丰度降低,这项研究首次确定了WFS 虾相对于健康虾的肠道菌群特征。换言之,这种菌群结构预示着WFS 虾的肠道细菌群落的功能发生显著变化。Candidatus Bacilloplasma 和嗜酸乳杆菌的增加,而副球菌和乳球菌不足,可能加剧对虾白便的形成。Huang 等[36]将健康对虾和WFS 病虾的肠道微生物群进行对比,也得出类似结论,WFS病虾的微生物丰度及多样性急剧降低,病虾中丰度较高的是弧菌、Candidatus Bacilloplasma 和气单胞菌等10 个属,而健康虾中富集的是希瓦氏菌、红杆菌等11 个属的微生物。
3.5 其他因素
养殖水体中高浓度的有机物、高密度养殖、高投喂率等都会造成养殖动物机体负担过重,肝胰腺功能受损,肠道病变,易受病原菌的侵染,而且还会导致养殖水体恶化,有害微生物滋生,养殖环境变化。投喂因运输和保存条件不当而造成的腐败变质饲料也有可能引发WFS 的暴发[9]。
4 对虾白便综合征的防治措施
目前,关于WFS 疾病的相关防治仍然以“预防为主、防治结合”为原则,加强养殖过程管理,提高对虾生长过程中的自身免疫力,从而达到预防WFS和其他疾病的目的。结合现有的研究资料可知,WFS 的发生与弧菌和EHP 的感染有密切关系,患WFS 的病虾肝胰腺组织存在严重的组织学病变,因此在养殖和疾病防治过程中,应加强对对虾肝胰腺和肠道的调理和保护,辅助建立机体有益微生物系统,加强对弧菌和EHP 的检测力度。
4.1 种苗
选择种质优良的虾苗,购进之前应检查虾苗健康状况,抽样检测以保障苗种不带病菌,尤其是副溶血弧菌、霍乱弧菌、EHP,可使用分子生物学技术,如PCR、荧光定量PCR、原位杂交等技术进行检测,严格把控苗种质量。
4.2 水质
一方面,实时监控水体情况,包括水位、水色、水温、溶解氧、pH 值、氨氮、亚硝酸盐含量等,保持水体理化指标正常,营养成分保持平衡,优化藻相,避免水体富营养化,做好菌藻调控,避免水质恶化和藻毒素等环境因素的影响,同时,改善底质。另一方面,定期进行水体内病原微生物检测,尤其是弧菌数量的检测,可使用TCBS 弧菌显色培养基进行弧菌属菌类培养[37],当检测弧菌菌落数<50 个/mL,才能有效预防对虾弧菌病的发生,可在对虾养殖过程每5~7 d 检测一次弧菌数,根据弧菌数的数量做到提前防治,降低机体感染疾病的几率。
4.3 饲料
投喂优质饲料,不要投喂劣质、发霉变质的饲料,避免对虾摄食残饵和变质饲料而患肠炎。建议阴雨天适当喂食,避免食料剩余,这样既能保护肠道又能减轻肝胰腺的负荷,控制白便的发生几率。在饲料中使用功能型添加剂,如胆汁酸、免疫多糖、低聚寡糖、益生菌(如乳酸菌、芽孢杆菌、丁酸梭菌等)[38]、抗菌肽等,以提高水产动物的免疫力,调节肠道微生物,促进有益菌的生长,保护肠道健康。此外,饲料中添加适当比例的中草药或植物提取物,如地榆、诃子、黄连等,可有效增强机体抗弧菌感染的能力,提高机体的存活率,保护肝胰腺,从而预防对虾白便的发生[39-41]。
4.4 管理
在对虾养殖过程中,应重点关注养殖环境、科学投喂、疾病预防等方面的科学管理。保持水体和底质环境清新,注意增氧、改底、调水、菌藻调控。定期进行水体消毒,科学投喂营养全面的饲料,观察对虾摄食和活动情况,观察粪便,完善养殖配套设施,适时做好消毒,并避免交叉污染。在拉网、暴雨、台风之前应采取防应激措施,提高对虾对环境突变的适应能力。在疾病流行之前,提前使用免疫增强类产品,提高机体免疫力,降低疾病暴发的风险。
5 结论
WFS 作为一种新的综合性疾病,严重危害养殖产业的发展,由于疾病的频繁暴发,给世界各地的养殖场带来巨大的经济损失,因此,需加强对WFS的科研投入力度。结合现有的研究资料和生产经验,应加强对虾养殖过程中的疾病预防意识,从苗种、水质、饲料等各方面进行管控,尤其是注重对虾肠道的健康管理,增强对虾生长过程中的自身抗病能力,减少WFS 的发生。