综述:水产养殖中的口服抗病毒疫苗:现状、挑战与未来展望
《Fish & Shellfish Immunology》:Oral Antiviral Vaccines in Aquaculture: Current Status, Challenges, and Future Prospects
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时间:2025年10月25日
来源:Fish & Shellfish Immunology 3.9
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本综述系统分析了口服抗病毒疫苗在水产养殖中的应用潜力,重点探讨了其相较于注射和浸泡疫苗在动物福利(减少应激)和操作成本方面的优势。文章详细梳理了商业化及实验性疫苗(包括灭活、减毒、亚单位和DNA疫苗)的研发进展,并指出抗原在鱼类消化道的不稳定性是主要技术瓶颈。作者强调了通过微胶囊(如壳聚糖、海藻酸盐)和益生菌(如乳酸杆菌)等递送系统保护抗原、以及使用佐剂增强黏膜免疫(GALT)的重要性,为开发高效口服疫苗提供了明确方向。
水产养殖业是全球食品供应链的重要组成部分,但其可持续发展正受到病毒性疾病的严重威胁。疫苗接种是预防这些疾病最有效的策略,然而传统的注射疫苗存在操作应激大、成本高以及对小鱼种不适用等问题。因此,研究重点正转向开发非侵入性的口服疫苗,以期实现大规模免疫,同时保障动物福利并控制成本。
多种病毒对全球水产养殖业构成重大经济损失。其中,传染性鲑鱼贫血症(ISA)、传染性胰脏坏死病(IPN)、病毒性神经坏死病(VNN)和鲤春病毒血症(SVC)等疾病具有高度传染性和致死率。这些病毒具有特定的组织嗜性,例如,传染性鲑鱼贫血病毒(ISAV)主要靶向内皮细胞,而病毒性神经坏死病毒(VNNV)则攻击脑和视网膜组织,导致受感染鱼类出现异常行为和高死亡率。世界动物卫生组织(WOAH)已将其中九种病毒性疾病列为须通报疾病,凸显了其全球重要性。
目前,商业化的鱼类抗病毒疫苗以灭活疫苗为主(约占87%),主要通过腹腔或肌肉注射途径接种。虽然注射能确保剂量准确并诱发强烈的全身免疫反应,但其缺点也很明显。浸浴疫苗接种适用于幼鱼,能刺激黏膜免疫,但存在抗原吸收不均和保护期短的局限性。相比之下,口服疫苗接种通过将疫苗整合到饲料中,无需抓捕鱼类,极大减少了应激和操作成本,尤其适合所有规格的鱼群进行大规模免疫,被认为是未来最有前景的免疫策略。
口服疫苗的开发面临核心挑战:鱼类胃部的强酸环境和肠道内的消化酶会降解疫苗抗原,使其在到达后肠免疫诱导部位(肠道相关淋巴组织,GALT)前失活。为解决这一问题,研究人员广泛采用包埋技术来保护抗原。常用的包埋材料包括海藻酸盐、壳聚糖、聚乳酸-羟基乙酸共聚物(PLGA)等。这些材料能形成保护层,使抗原安全通过胃部,在肠道中可控释放。
此外,利用益生菌(如乳酸菌、芽孢杆菌)和酵母(如酿酒酵母)作为抗原表达载体和递送系统是另一大研究热点。这些微生物本身可作为佐剂,增强宿主的先天免疫反应。例如,表达病毒糖蛋白的乳酸乳球菌口服疫苗能在虹鳟鱼体内诱导产生特异性抗体,并在攻毒试验中表现出较高的相对存活率(RPS)。
在实验研究层面,亚单位疫苗和DNA疫苗是口服抗病毒疫苗开发的主要方向。研究人员利用大肠杆菌、酵母或植物表达系统高效生产病毒抗原蛋白(如IPNV的VP2蛋白、VNNV的衣壳蛋白)。DNA疫苗则通过质粒递送抗原基因,在鱼体内表达抗原,从而激发免疫反应。为了提高效率,这些疫苗通常与佐剂(如干扰素等细胞因子)联合使用,或采用多次加强免疫的程序。
在甲壳类动物(如虾)中,口服疫苗的研究也取得了进展。由于虾类缺乏适应性免疫系统,疫苗策略侧重于激发其先天免疫,包括使用灭活疫苗、重组蛋白疫苗和双链RNA(dsRNA)疫苗来对抗白斑综合征(WSD)等严重疾病。
尽管口服疫苗在水产养殖中的应用仍面临免疫持续时间短、可能诱导口服耐受等技术挑战,但其巨大的潜力不容忽视。未来的研究将集中于优化抗原递送系统、开发新型佐剂以及探索多价疫苗配方。将口服疫苗作为注射初免后的加强免疫手段,是一种极具应用价值的组合策略。通过持续的技术创新,口服疫苗有望成为推动水产养殖业向更安全、更福利化和更可持续方向发展的关键工具。
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