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| 李安興:海水小瓜蟲(chóng)疫苗有望產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn) |
海水小瓜蟲(chóng)(學(xué)名:刺激隱核蟲(chóng))病的防治是國(guó)際性的難題。一直以來(lái),海水小瓜蟲(chóng)病防治研究進(jìn)展緩慢,主要與幾方面原因有關(guān):海水小瓜蟲(chóng)具有復(fù)雜的生活史,能夠形成包囊;需要寄生魚(yú)體才能完成繁殖周期;小瓜蟲(chóng)活體難以收集、培養(yǎng);蟲(chóng)體寄生于魚(yú)體皮下,藥物難以殺滅等。
中山大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院水生經(jīng)濟(jì)動(dòng)物研究所李安興教授從2002 年開(kāi)始著手海水小瓜蟲(chóng)病的研究,經(jīng)過(guò)近十年攻關(guān),終于突破了海水小瓜蟲(chóng)病防控難關(guān),并研制出刺激隱核蟲(chóng)滅活疫苗。據(jù)了解,疫苗在實(shí)驗(yàn)室階段效果十分顯著,在金鯧、石斑等海水魚(yú)上使用效果明顯,相對(duì)保護(hù)率達(dá)80%。疫苗在魚(yú)苗十幾公分規(guī)格時(shí)即可注射使用,在春秋兩個(gè)發(fā)病高峰來(lái)臨前半個(gè)月注射免疫療效最佳,有效保護(hù)期長(zhǎng)達(dá)半年。
李安興教授透露,接下來(lái),疫苗將進(jìn)入中試生產(chǎn)階段,如果能順利拿到生產(chǎn)批文并投入生產(chǎn),海水小瓜蟲(chóng)病防治難的歷史將得到改寫(xiě)。
從免疫入手,防控難題獲突破
李安興剛開(kāi)始研究海水小瓜蟲(chóng)時(shí),和大多數(shù)科研工作者一樣,采用的是傳統(tǒng)常規(guī)方法。一到發(fā)病季節(jié),就四處收集病魚(yú)及小瓜蟲(chóng),帶回實(shí)驗(yàn)室先后用十幾種藥物進(jìn)行浸泡實(shí)驗(yàn),希望找到效果明顯的藥物以研制一種化學(xué)治療藥物。然而,幾年下來(lái)研究并沒(méi)取得明顯進(jìn)展,因?yàn)榘抑蟹趸鰜?lái)的小瓜蟲(chóng)幼蟲(chóng)雖然能被多種藥物殺死,但小瓜蟲(chóng)幼蟲(chóng)進(jìn)入魚(yú)體后,魚(yú)皮下會(huì)產(chǎn)生粘液將其封住,蟲(chóng)子并不是裸露在外的,藥物就很難將其殺死。而幼蟲(chóng)在水體的時(shí)間很短,水環(huán)境不易監(jiān)控,即使投入大量的人力、物力藥物治療的效果也不會(huì)太理想,而且會(huì)對(duì)食品安全造成影響;瘜W(xué)藥物的研究似乎走入了死胡同。
傳統(tǒng)藥物治療陷入了僵局后,李安興換了個(gè)思路——從免疫入手,如果能提高魚(yú)體對(duì)小瓜蟲(chóng)的免疫能力,那將是既安全環(huán)保,又是立竿見(jiàn)影的辦法。幾乎所有海水魚(yú)類(lèi)都能感染小瓜蟲(chóng),而海水魚(yú)對(duì)小瓜蟲(chóng)有免疫能力嗎?免疫疫苗的研制可不可行呢?
“我們偶然發(fā)現(xiàn),感染過(guò)小瓜蟲(chóng)的病魚(yú)血清能讓小瓜蟲(chóng)停止運(yùn)動(dòng)。顯微鏡下觀察到是由于小瓜蟲(chóng)的運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)——纖毛在病魚(yú)血清中粘連在一起,致使其不能運(yùn)動(dòng)。就如海鷗陷入了溢油污染的海區(qū),翅膀被石油粘住無(wú)法自由動(dòng)彈一樣!崩畎才d告訴記者。這說(shuō)明感染過(guò)小瓜蟲(chóng)的魚(yú)血清中能產(chǎn)生抗體,這一發(fā)現(xiàn)讓李安興十分興奮。海水魚(yú)有免疫能力,能產(chǎn)生抗體,那就能研究疫苗。他帶領(lǐng)的課題組明確了新的研究方向——小瓜蟲(chóng)的疫苗研制。
經(jīng)過(guò)進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn),小瓜蟲(chóng)運(yùn)動(dòng)纖毛上的一類(lèi)蛋白能引起海水魚(yú)血清產(chǎn)生一種抗體與之相結(jié)合,從而阻礙纖毛運(yùn)動(dòng)。課題組將纖毛上的這類(lèi)蛋白稱(chēng)為阻動(dòng)抗原,而血清中產(chǎn)生的與之結(jié)合的蛋白稱(chēng)為阻動(dòng)抗體。他們將小瓜蟲(chóng)的纖毛分離出來(lái)制成抗原注射入魚(yú)體,結(jié)果發(fā)現(xiàn)大部分海水魚(yú)類(lèi)都能產(chǎn)生抗體。繼而發(fā)現(xiàn)并不用費(fèi)力提取纖毛上的蛋白制造疫苗,將小瓜蟲(chóng)蟲(chóng)體滅活也能獲得抗原讓魚(yú)血清中產(chǎn)生抗體。用小瓜蟲(chóng)蟲(chóng)體制成的疫苗稱(chēng)為全蟲(chóng)疫苗,全蟲(chóng)疫苗如今在實(shí)驗(yàn)室階段已取得了良好的效果,接下的問(wèn)題是能否產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。
“產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)疫苗是可行的”
李安興舉了這樣一個(gè)例子,美國(guó)在二、三十年前就開(kāi)始研究淡水小瓜蟲(chóng)疫苗,研究十分深入透徹,但卻始終沒(méi)能產(chǎn)業(yè)化。因?yàn)榈」舷x(chóng)疫苗產(chǎn)業(yè)化的最大障礙在于血清型差異大,不同地區(qū)的淡水小瓜蟲(chóng)表面抗原不同,制程出來(lái)的疫苗只能進(jìn)行地區(qū)性保護(hù)。這好比我們培訓(xùn)的警察(抗體)只抓捕穿黑衣戴墨鏡的壞人(抗原),而穿其它顏色和打扮的破壞分子則被放行。
淡水小瓜蟲(chóng)(即多子小瓜蟲(chóng))與海水小瓜蟲(chóng)(即刺激隱核蟲(chóng))雖然是兩個(gè)不同的物種,但卻極為相似。海水小瓜蟲(chóng)疫苗是否也會(huì)出現(xiàn)同樣的情況?這是李安興最為擔(dān)心的。如果真如淡水小瓜蟲(chóng)一樣,那疫苗產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)之路將走不下去。
課題組對(duì)福建、粵東、粵西等不同海區(qū)的小瓜蟲(chóng)采集并進(jìn)行實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)福建和廣東等地海水小瓜蟲(chóng)不存在這種血清型差異。整個(gè)南海海域水體是相通的,小瓜蟲(chóng)也都是相同的種類(lèi),蟲(chóng)體表面抗原一樣,這為海水小瓜蟲(chóng)疫苗的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)打開(kāi)了大門(mén)。
疫苗的研制說(shuō)起來(lái)容易,但僅是蟲(chóng)子的收集一項(xiàng)就有很大難度。小瓜蟲(chóng)是寄生蟲(chóng),生活史的完成一定要經(jīng)過(guò)寄主魚(yú)這一環(huán)節(jié),如今小瓜蟲(chóng)在全世界范圍內(nèi)還不能突破全人工培養(yǎng)的難關(guān)!按饲暗难芯恳恢睕](méi)有突破,很大原因也是由于小瓜蟲(chóng)的收集和活體保存是一大難題有關(guān)!
李安興著手海水小瓜蟲(chóng)的研究后,開(kāi)始幾年的工作雖然沒(méi)有在藥物治療方面取得成功,但對(duì)小瓜蟲(chóng)的生物學(xué)特征等方面進(jìn)行了十分細(xì)致的研究,首次完成了小瓜蟲(chóng)的傳代培養(yǎng),并在金鯧魚(yú)身上建立了動(dòng)物模型。有了動(dòng)物模型后,就可以對(duì)小瓜蟲(chóng)傳代培養(yǎng)和收集大量蟲(chóng)子。如今在動(dòng)物模型上,研究人員能在特定的溫度、鹽度等環(huán)境條件感染魚(yú)體,控制小瓜蟲(chóng)在魚(yú)體中的生長(zhǎng)及成熟時(shí)間,讓小瓜蟲(chóng)在既定的時(shí)間內(nèi)完全從魚(yú)體脫落,并用特殊的裝置收集大量脫落下來(lái)的包囊。能獲得大量小瓜蟲(chóng)就能制作疫苗了。
利用海水魚(yú)培養(yǎng)大量的小瓜蟲(chóng)進(jìn)行疫苗生產(chǎn),這聽(tīng)起來(lái)似乎很費(fèi)事麻煩,國(guó)家對(duì)寄生蟲(chóng)疫苗審批嚴(yán)格,這樣生產(chǎn)的疫苗能獲國(guó)家批文嗎?無(wú)獨(dú)有偶,李安興告訴記者,現(xiàn)在雞禽養(yǎng)殖用的雞球蟲(chóng)疫苗就是用雞來(lái)培養(yǎng)蟲(chóng)子并制作疫苗的。既有先例,海水小瓜蟲(chóng)疫苗也可以效仿。海水小瓜蟲(chóng)疫苗如果能像雞的球蟲(chóng)疫苗一樣建立標(biāo)準(zhǔn)化的養(yǎng)殖房,在生產(chǎn)工藝和程序上達(dá)到嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn),理論上申請(qǐng)批文是完全可以的,F(xiàn)在課題組的工作就是建立標(biāo)準(zhǔn)化的生產(chǎn)工藝,車(chē)間里的養(yǎng)殖池大小是統(tǒng)一的,接種的養(yǎng)殖魚(yú)類(lèi)是統(tǒng)一品種規(guī)格的,接種劑量、時(shí)間、成熟、收獲時(shí)間也是一樣的,這樣嚴(yán)格地進(jìn)行生產(chǎn)操作,才能保證疫苗的品質(zhì)。目前這項(xiàng)工作已開(kāi)展,將為今后的中試和生產(chǎn)批文申請(qǐng)做準(zhǔn)備。
小瓜蟲(chóng)病防治研究新方向
采訪過(guò)程中,李安興向記者介紹了小瓜蟲(chóng)防治研究的兩個(gè)新方向。
一是研制基因工程疫苗。從魚(yú)體獲取抗原這一方法始終還是太過(guò)麻煩,李安興現(xiàn)在正尋求另一條出路:將阻動(dòng)蛋白結(jié)構(gòu)鑒定清楚,再弄清楚是哪些基因控制這類(lèi)蛋白的合成。通過(guò)找出編碼纖毛阻動(dòng)蛋白的基因,然后提取相關(guān)的編碼基因表達(dá)出阻動(dòng)蛋白抗原。這樣一來(lái),不用通過(guò)寄主魚(yú),就能更加直接便利地獲取抗原。
由于海水小瓜蟲(chóng)的基因密碼子在表達(dá)過(guò)程中的特殊性,國(guó)內(nèi)實(shí)驗(yàn)室目前不能利用這類(lèi)基因生產(chǎn)出阻動(dòng)蛋白抗原。而美國(guó)在研究淡水小瓜蟲(chóng)時(shí),發(fā)明了一套系統(tǒng)可以將這些基因表達(dá)出來(lái)。中山大學(xué)現(xiàn)在正與美國(guó)康奈爾大學(xué)合作,把國(guó)內(nèi)找出的相關(guān)基因拿到美國(guó)利用他們的系統(tǒng)表達(dá),再收集抗原蛋白制作疫苗。目前課題組已發(fā)現(xiàn)2~3 種編碼纖毛阻動(dòng)蛋白的基因,還有更多相關(guān)的編碼基因有待發(fā)掘。
二是開(kāi)展生物藥物治療研究。研究過(guò)程中李安興發(fā)現(xiàn),幾乎所有海水魚(yú)都能感染小瓜蟲(chóng),但黃斑藍(lán)子魚(yú)卻是例外,對(duì)海水小瓜蟲(chóng)有著先天免疫能力。將黃斑藍(lán)子魚(yú)的血清抽取后實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)免疫效果更好,小瓜蟲(chóng)在黃斑藍(lán)子魚(yú)的血清中不到一分鐘就被破壞死亡。實(shí)驗(yàn)室花了2~3 年時(shí)間篩選血清中的各項(xiàng)成份,最終弄清楚了是血清中的L-氨基酸氧化酶能殺死小瓜
蟲(chóng)。這類(lèi)酶是毒蛇毒液中的一種成份,也是目前研究的一個(gè)熱點(diǎn)。李安興正在研究這種酶的結(jié)構(gòu),并找出它的相關(guān)編碼基因,如果能夠人工合成這種酶,就可以制成生物藥物,直接對(duì)發(fā)病的魚(yú)注射使用,甚至可以將這類(lèi)基因轉(zhuǎn)入魚(yú)體內(nèi),生產(chǎn)對(duì)海水小瓜蟲(chóng)具有先天免疫能力的轉(zhuǎn)基因魚(yú)。(據(jù)海洋與漁業(yè))
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