中山大学教授李安兴：海水小瓜虫疫苗有望产业化生产 |
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2012-02-23 17:11:00 水产养殖网 出处：《海洋与渔业》
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□文/图《海洋与渔业》记者 李奕雯
海水小瓜虫（学名：刺激隐核虫）病的防治是国际性的难题。一直以来，海水小瓜虫病防治研究进展缓慢，主要与几方面原因有关：海水小瓜虫具有复杂的生活史，能够形成包囊；需要寄生鱼体才能完成繁殖周期；小瓜虫活体难以收集、培养；虫体寄生于鱼体皮下，药物难以杀灭等。
中山大学生命科学学院水生经济动物研究所李安兴教授从2002 年开始着手海水小瓜虫病的研究，经过近十年攻关，终于突破了海水小瓜虫病防控难关，并研制出刺激隐核虫灭活疫苗。据了解，疫苗在实验室阶段效果十分显著，在金鲳、石斑等海水鱼上使用效果明显，相对保护率达80%。疫苗在鱼苗十几公分规格时即可注射使用，在春秋两个发病高峰来临前半个月注射免疫疗效最佳，有效保护期长达半年。
李安兴教授透露，接下来，疫苗将进入中试生产阶段，如果能顺利拿到生产批文并投入生产，海水小瓜虫病防治难的历史将得到改写。
从免疫入手，防控难题获突破
李安兴刚开始研究海水小瓜虫时，和大多数科研工作者一样，采用的是传统常规方法。一到发病季节，就四处收集病鱼及小瓜虫，带回实验室先后用十几种药物进行浸泡实验，希望找到效果明显的药物以研制一种化学治疗药物。然而，几年下来研究并没取得明显进展，因为包囊中孵化出来的小瓜虫幼虫虽然能被多种药物杀死，但小瓜虫幼虫进入鱼体后，鱼皮下会产生粘液将其封住，虫子并不是裸露在外的，药物就很难将其杀死。而幼虫在水体的时间很短，水环境不易监控，即使投入大量的人力、物力药物治疗的效果也不会太理想，而且会对食品安全造成影响。化学药物的研究似乎走入了死胡同。
传统药物治疗陷入了僵局后，李安兴换了个思路——从免疫入手，如果能提高鱼体对小瓜虫的免疫能力，那将是既安全环保，又是立竿见影的办法。几乎所有海水鱼类都能感染小瓜虫，而海水鱼对小瓜虫有免疫能力吗？免疫疫苗的研制可不可行呢？
“我们偶然发现，感染过小瓜虫的病鱼血清能让小瓜虫停止运动。显微镜下观察到是由于小瓜虫的运动结构——纤毛在病鱼血清中粘连在一起，致使其不能运动。就如海鸥陷入了溢油污染的海区，翅膀被石油粘住无法自由动弹一样。”李安兴告诉记者。这说明感染过小瓜虫的鱼血清中能产生抗体，这一发现让李安兴十分兴奋。海水鱼有免疫能力，能产生抗体，那就能研究疫苗。他带领的课题组明确了新的研究方向——小瓜虫的疫苗研制。
经过进一步研究发现，小瓜虫运动纤毛上的一类蛋白能引起海水鱼血清产生一种抗体与之相结合，从而阻碍纤毛运动。课题组将纤毛上的这类蛋白称为阻动抗原，而血清中产生的与之结合的蛋白称为阻动抗体。他们将小瓜虫的纤毛分离出来制成抗原注射入鱼体，结果发现大部分海水鱼类都能产生抗体。继而发现并不用费力提取纤毛上的蛋白制造疫苗，将小瓜虫虫体灭活也能获得抗原让鱼血清中产生抗体。用小瓜虫虫体制成的疫苗称为全虫疫苗，全虫疫苗如今在实验室阶段已取得了良好的效果，接下的问题是能否产业化生产。
“产业化生产疫苗是可行的”
李安兴举了这样一个例子，美国在二、三十年前就开始研究淡水小瓜虫疫苗，研究十分深入透彻，但却始终没能产业化。因为淡水小瓜虫疫苗产业化的最大障碍在于血清型差异大，不同地区的淡水小瓜虫表面抗原不同，制程出来的疫苗只能进行地区性保护。这好比我们培训的警察（抗体）只抓捕穿黑衣戴墨镜的坏人（抗原），而穿其它颜色和打扮的破坏分子则被放行。
淡水小瓜虫（即多子小瓜虫）与海水小瓜虫（即刺激隐核虫）虽然是两个不同的物种，但却极为相似。海水小瓜虫疫苗是否也会出现同样的情况？这是李安兴最为担心的。如果真如淡水小瓜虫一样，那疫苗产业化生产之路将走不下去。
课题组对福建、粤东、粤西等不同海区的小瓜虫采集并进行实验，发现福建和广东等地海水小瓜虫不存在这种血清型差异。整个南海海域水体是相通的，小瓜虫也都是相同的种类，虫体表面抗原一样，这为海水小瓜虫疫苗的产业化生产打开了大门。
疫苗的研制说起来容易，但仅是虫子的收集一项就有很大难度。小瓜虫是寄生虫，生活史的完成一定要经过寄主鱼这一环节，如今小瓜虫在全世界范围内还不能突破全人工培养的难关。“此前的研究一直没有突破，很大原因也是由于小瓜虫的收集和活体保存是一大难题有关。”
李安兴着手海水小瓜虫的研究后，开始几年的工作虽然没有在药物治疗方面取得成功，但对小瓜虫的生物学特征等方面进行了十分细致的研究，首次完成了小瓜虫的传代培养，并在金鲳鱼身上建立了动物模型。有了动物模型后，就可以对小瓜虫传代培养和收集大量虫子。如今在动物模型上，研究人员能在特定的温度、盐度等环境条件感染鱼体，控制小瓜虫在鱼体中的生长及成熟时间，让小瓜虫在既定的时间内完全从鱼体脱落，并用特殊的装置收集大量脱落下来的包囊。能获得大量小瓜虫就能制作疫苗了。
利用海水鱼培养大量的小瓜虫进行疫苗生产，这听起来似乎很费事麻烦，国家对寄生虫疫苗审批严格，这样生产的疫苗能获国家批文吗？无独有偶，李安兴告诉记者，现在鸡禽养殖用的鸡球虫疫苗就是用鸡来培养虫子并制作疫苗的。既有先例，海水小瓜虫疫苗也可以效仿。海水小瓜虫疫苗如果能像鸡的球虫疫苗一样建立标准化的养殖房，在生产工艺和程序上达到严格的标准，理论上申请批文是完全可以的。现在课题组的工作就是建立标准化的生产工艺，车间里的养殖池大小是统一的，接种的养殖鱼类是统一品种规格的，接种剂量、时间、成熟、收获时间也是一样的，这样严格地进行生产操作，才能保证疫苗的品质。目前这项工作已开展，将为今后的中试和生产批文申请做准备。
小瓜虫病防治研究新方向
采访过程中，李安兴向记者介绍了小瓜虫防治研究的两个新方向。
一是研制基因工程疫苗。从鱼体获取抗原这一方法始终还是太过麻烦，李安兴现在正寻求另一条出路：将阻动蛋白结构鉴定清楚，再弄清楚是哪些基因控制这类蛋白的合成。通过找出编码纤毛阻动蛋白的基因，然后提取相关的编码基因表达出阻动蛋白抗原。这样一来，不用通过寄主鱼，就能更加直接便利地获取抗原。
由于海水小瓜虫的基因密码子在表达过程中的特殊性，国内实验室目前不能利用这类基因生产出阻动蛋白抗原。而美国在研究淡水小瓜虫时，发明了一套系统可以将这些基因表达出来。中山大学现在正与美国康奈尔大学合作，把国内找出的相关基因拿到美国利用他们的系统表达，再收集抗原蛋白制作疫苗。目前课题组已发现2~3 种编码纤毛阻动蛋白的基因，还有更多相关的编码基因有待发掘。
二是开展生物药物治疗研究。研究过程中李安兴发现，几乎所有海水鱼都能感染小瓜虫，但黄斑蓝子鱼却是例外，对海水小瓜虫有着先天免疫能力。将黄斑蓝子鱼的血清抽取后实验，发现免疫效果更好，小瓜虫在黄斑蓝子鱼的血清中不到一分钟就被破坏死亡。实验室花了2~3 年时间筛选血清中的各项成份，最终弄清楚了是血清中的L-氨基酸氧化酶能杀死小瓜
虫。这类酶是毒蛇毒液中的一种成份，也是目前研究的一个热点。李安兴正在研究这种酶的结构，并找出它的相关编码基因，如果能够人工合成这种酶，就可以制成生物药物，直接对发病的鱼注射使用，甚至可以将这类基因转入鱼体内，生产对海水小瓜虫具有先天免疫能力的转基因鱼。
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