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盾纤虫病严重影响红鳍东方鲀养殖,化学药物防控存在风险。研究人员以盾纤虫致病株为免疫原筛选免疫原性蛋白,制备亚单位疫苗。结果显示疫苗可降低虫体密度,提升鱼体免疫酶活性,为防控盾纤虫病提供依据。
在水产养殖业蓬勃发展的当下,红鳍东方鲀的养殖规模不断扩大,成为众多养殖户增收致富的重要途径。然而,一种名为盾纤虫病(Scuticociliatosis)的寄生虫疾病却如同一颗 “定时炸弹”,严重威胁着红鳍东方鲀的健康生长,给养殖户带来了巨大的经济损失。盾纤虫能寄生在鱼体的皮肤、鳃、肌肉、大脑等多个组织,以宿主的组织碎片和细胞为食,其繁殖速度受水温、盐度、pH 值等环境因素影响,在适宜条件下大量滋生,让患病的红鳍东方鲀活力减弱、体表黏液增多、体色变暗,严重时还会出现充血、溃疡等症状,甚至引发二次细菌或真菌感染,导致大批死亡。
以往,人们主要依赖化学药物来防治盾纤虫病,但长期大量使用化学药物,不仅让盾纤虫产生了耐药性,还对养殖环境和食品安全造成了极大的危害。而植物疗法虽然相对环保,但受多种因素制约,效果并不稳定。因此,寻找一种安全、有效的防控方法迫在眉睫。在这样的背景下,疫苗成为了水产动物疾病防控的新希望,众多科研人员投身于相关研究,试图为红鳍东方鲀撑起一把 “免疫保护伞”。
此次,来自国内的研究人员针对这一难题展开了深入研究。他们以实验室建立的盾纤虫致病株 —— 伪康纤虫(Pseudocohnilembus persalinus)为免疫原,致力于筛选出能在宿主体内引发免疫反应的免疫原性蛋白,进而研发出有效的亚单位疫苗。这项研究成果意义重大,若成功,将为红鳍东方鲀盾纤虫病的防控提供新的有力手段,保障水产养殖业的可持续发展,该研究成果发表在《Fish》杂志上。
研究人员开展此项研究时,用到了几个主要关键的技术方法。首先,利用体外富集培养技术,让伪康纤虫大量繁殖,再通过膜过滤去除杂质,离心收集虫体,经冻融和破碎获得全细胞蛋白。然后,采用蛋白质免疫印迹法(Western blot),用小鼠和红鳍东方鲀的抗血清与全细胞蛋白孵育,筛选免疫原性蛋白。最后,通过质谱技术鉴定蛋白,并进行毒性挑战实验评估疫苗效果。实验用的红鳍东方鲀购自大连天正实业有限公司,BALB/c 小鼠购自辽宁长生生物技术有限公司 。
下面来看具体的研究结果:
- 筛选免疫原性蛋白:研究人员将伪康纤虫在体外富集培养,获取全细胞蛋白后,分别以 BALB/c 小鼠和红鳍东方鲀为免疫对象,腹腔注射全细胞蛋白,制备出抗盾纤虫的多克隆抗血清。接着,运用 Western blot 技术,将全细胞蛋白与小鼠和红鳍东方鲀的抗血清进行孵育。结果发现,有一条染色最深的蛋白条带,研究人员对其进行切胶和质谱鉴定、比对,最终确定了一个名为SDP35的基因。该基因属于甘油醛 - 3 - 磷酸脱氢酶(GAPDH,glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase)家族,其编码的多肽链包含两个蛋白结构域:N 端辅酶 NAD 结合结构域和 C 端催化结构域,这是 GAPDH 家族蛋白的典型特征。同时,SDP35蛋白主要定位于细胞质中,与 GAPDH 在细胞质中催化糖酵解的功能相符。此外,SDP35基因还具有一些纤毛虫特有的性状,在其开放阅读框内存在十个非规范的编码谷氨酰胺的密码子(TAA),而在大多数其他生物中,TAA 是终止密码子。
- 评估亚单位疫苗效果:研究人员对红鳍东方鲀进行疫苗接种前后的毒性挑战实验。结果显示,针对盾纤虫的亚单位疫苗显著降低了红鳍东方鲀伤口部位的盾纤虫密度,寄生虫减少率达到 80.39%。与此同时,疫苗还增强了红鳍东方鲀体内乙酰胆碱酯酶(ACH)、过氧化物酶(POD)和总超氧化物歧化酶(T-SOD)的活性,提升了鱼体的抗感染能力,对盾纤虫病起到了明显的预防作用。
综合研究结果,研究人员成功筛选出了盾纤虫的免疫原性抗原SDP35,并基于此制备出了亚单位疫苗。该疫苗在降低红鳍东方鲀感染盾纤虫后的虫体密度方面效果显著,同时还能增强鱼体自身的免疫酶活性,提高抗感染能力。这一成果为盾纤虫抗原分析提供了重要的实践证据和理论参考,也为红鳍东方鲀盾纤虫病的预防开辟了新的方向。在未来的水产养殖中,有望通过推广这种亚单位疫苗,有效控制盾纤虫病的传播,减少养殖户的经济损失,推动水产养殖业的健康、可持续发展。不过,目前的研究只是一个良好的开端,后续还需要进一步深入研究,比如优化疫苗的制备工艺,探索更有效的免疫接种方式,研究疫苗对不同生长阶段红鳍东方鲀的保护效果差异等,为水产养殖病害防控提供更完善的解决方案。