文/华中农业大学 陈昌福，沈阳元丰饲料有限公司陈昌福鱼病防控实验室 曹丽敏 田辉 刘凯
陈昌福老师寄语
近期，接到不少养殖户朋友的咨询：为什么入冬前或今年春上打了疫苗，今年养殖过程中仍然发病？据湖北仙桃养殖户反馈，近期当地养殖草鱼因为得“老三病”而大量死亡，养殖户手足无措，我们也心焦。事实上，在预防养殖鱼类疾病主要有三条途径中，无论是生态防控、还是免疫防控措施，在我国均存在这样或者那样的问题。从现实层面上而言，水产养殖业者是难以实施生态防控和免疫防防控水产养殖动物疾病的。
这篇小文章从免疫的基本原理上，解释了我国鱼用疫苗研制中存在的科学问题，旨在引起鱼用疫苗研制者的思考。
文章在分析我国鱼用疫苗为什么应用效果差的主要原因后，提出了应该对鱼用疫苗研制方面进行反思，针对我国的实际情况，积极创造研制鱼用疫苗的条件，研制出使用效果好的鱼用疫苗。同事，建议在没有阐明养殖鱼类致病性细菌有效抗原等分子生物学背景之前，研制预防养殖鱼类疾病的“自家疫苗”也是可以尝试的途径。
希望我国养殖鱼类用“自家疫苗”的研究，能获得相关管理部门的理解与支持。
广东中山黄圃，当地养殖户给草鱼苗打第一针自家疫苗。
我国鱼用疫苗研制中
值得再思考的几个问题
摘要：本文在简要介绍了对养殖鱼类接种某种鱼用疫苗，为什么能预防养殖鱼类相应的疾病后，比较详细地介绍了制备鱼用疫苗选择的出发菌株与免疫效果的关系，阐明了不同水产养殖地区，因为致病性细菌中存在的有效原性可能有差异，因此，在某一个水产养殖地区获得的致病性细菌，制备成渔用疫苗后，用于其他水产养殖地区养殖鱼类疾病的免疫防控用渔用疫苗，就有可能因为疫苗内有效抗原存在的差异，不能获得良好的免疫预防效果。
分析我国研制的鱼用疫苗为什么应用效果差的主要原因后，提出了我国应该支持研制鱼用“自家疫苗”的几点理由。文中还比较详细地介绍了“自家疫苗”与商品化疫苗的主要区别，以及国外部分国家对研制“自家疫苗”的一些管理规范。
关键词：鱼用疫苗；水产养殖动物；自家疫苗；规范管理
利用对养殖鱼类接种鱼用疫苗的措施，预防危害养殖鱼类的各种传染性疾病，尤其是采用免疫预防的措施，预防迄今为止尚难于药物治疗的养殖鱼类的病毒性疾病，已经有大量的应用时间结果证明，免疫预防措施是具有其他预防疾病措施难以比拟的多个优点的。然而，实现对养殖鱼类通过免疫接种鱼用疫苗，而达到预防养殖鱼类疾病的目的，首先就需要有合格、优质的鱼用疫苗。究竟什么样的鱼用疫苗，才是合格且优质的鱼用疫苗呢？本文就简要地介绍我国鱼用疫苗研制中存在的相关问题，旨在引起我国鱼用疫苗研究者对这类问题的关注与反思。
01
鱼用疫苗接种与受免鱼类免疫应答
因为养殖鱼类已经具备相了对健全的免疫系统（immune system），因此，对养殖鱼类免疫接种某种鱼用疫苗，对鱼用疫苗所针对的疾病实施免疫预防，的确是可以实现的。接种到养殖鱼类体内的鱼用疫苗，会刺激养殖鱼类的免疫系统发生特异性免疫应答（immune response），即受免鱼类内会针对接种的鱼用疫苗，通过免疫应答过程而在体内产生特异性抗体（antibody）和致敏免疫细胞（immune cell）等免疫应答物质。当受免养殖鱼类血清中出现大量的抗体以及机体内有一定数量的致敏免疫细胞后，受免养殖鱼类再次被用于制备鱼用疫苗的致病性生物侵袭时，已经在受免鱼体内产生的大量抗体和致病免疫细胞，就会立即对入侵到受免养殖鱼类体内的致病性生物，发生特异性的免疫反应（immunoreaction），即由已经产生的特异性抗体，通过直接与入侵的致病性生物发生特异性中和作用（neutralization）等免疫反应过程，将入侵到受免鱼类体内的病原性生物消灭；而受免养殖鱼类体内的致敏免疫细胞，则可以通过发挥吞噬作用（phagocytosis），以及产生能协助机体内免疫反应过程的各种细胞因子（cell factor），将入侵到受免鱼类体内的病原性生物吞噬后，在其免疫细胞内将吞噬物（致病性生物）通过酶解而消灭掉。因此，接种鱼用疫苗后的受免养殖鱼类，可以通过在机体内发生的体液、细胞与入侵的致病性生物发生的免疫反应，免除因致病性生物再次成功入侵养殖一类机体而遭受危害，得以确保受免养殖鱼类的健康。
02
从适应性免疫的基本特征说起
适应性免疫（adaptive immunity）也称为获得性免疫（acquired immunity），是指机体因为接触异种免疫原（包括致病性生物及其产物）而形成的免疫。 适应性免疫具有以下的几个特征。
2.1特异性
针对某个特定的异物性抗原（antigen）能引起机体产生特异性免疫应答。譬如水产养殖业者为了预防养殖鱼类的细菌性烂鳃病，就需要将导致养殖鱼类细菌性烂鳃病的致病性柱状黄杆菌（Flavobacterium cloumnare）制备成鱼用疫苗，对养殖鱼类实施免疫接种柱状黄杆菌疫苗后，受免养殖鱼类体内就可能产生针对柱状黄杆菌的特异性抗体，以及致病免疫细胞。当环境中的柱状黄杆菌再次侵入受免养殖鱼类体内时，受免养殖鱼体内的抗体与致敏免疫细胞，就会立即与柱状黄杆菌产生特异性免疫反应，而将侵入养殖鱼类体内的柱状黄杆菌消灭。但是，这种免疫反应只能特异性地针对柱状黄杆菌，而对同样是致病性细菌的嗜水气单胞菌（Aeromonas hydrophila），则不会产生这种免疫反应。也就是说，对养殖鱼类接种柱状黄杆菌疫苗，只能特异性地预防由柱状黄杆菌引起的细菌性烂鳃病，而对能引起细菌性败血症的嗜水气单胞菌，则是没有免疫预防效果的。
所谓免疫就是机体对“自己”或“非己”的识别，并排除“非己”以保持体内环境稳定的一种生理反应。不过，免疫对机体的影响是具有双重性的，当抗原性异物进入机体后，机体能识别“自己”或“非己”，并通过特异性免疫应答，排除非己的抗原性异物，对自身物质不发生免疫应答而形成免疫耐受（immunologic tolerance）。
2.2多样性
机体可针对环境中多种多样的抗原，可以分别建立起不同的特异性免疫应答。养殖鱼类体内也存在大量成熟B细胞，其B细胞表面表达SIgM等免疫球蛋白，能作为B细胞表面的抗原受体，可与识别相应特异性抗原并与其结合，将抗原作为内摄处理。简而言之，每个成熟的B细胞可以接受的是特异性抗原上的一个抗原决定簇（epitope）的信息，成熟B细胞在接受这个抗原决定簇的信息后，经过增值分化成浆细胞（plasma cells）并开始分泌性质完全相同的抗体，每个成熟B细胞即称为一个淋巴细胞克隆，分泌的是同一种结构的免疫球蛋白，即所谓的单克隆抗体（monoclonal antibody）。因为大量的成熟B细胞分别接触到抗原（如采用柱状黄杆菌制备的鱼用疫苗）上不同的抗原决定簇，最终在受免养殖鱼类内产生大量的针对柱状黄杆菌上抗原决定簇的单克隆抗体，而大量单克隆抗体在受免鱼类血清中，就成为了多克隆抗体（polyclonal antibody）。因为这些多克隆抗体都是可以与柱状黄杆菌上存在的抗原决定簇发生特异性免疫反应的，因此均可以参与受免养殖鱼类对由柱状黄杆菌引起的细菌性烂鳃病的免疫防御。
2.3记忆性
当异物抗原再次入侵机体时，机体可产生快而强的再次免疫应答效应。这种记忆就是由记忆T和B淋巴细胞产生的。T细胞和B细胞受到抗原刺激后，或活化增殖分化为效应T、B细胞和记忆T、B细胞。记忆T、B细胞可以介导机体对异物抗原的再次免疫应答。譬如对养殖鱼类接种柱状黄杆菌制备的鱼用疫苗后，受免养殖鱼类体内就会产生针对柱状黄杆菌的一系列免疫应答反应，受免养殖鱼类在下一次接触到同样的柱状黄杆菌感染时，则可观察到受免养殖鱼类对柱状黄杆菌更快速、更强烈的免疫反应，这种现象就称为免疫记忆（immune memory）。
2.4耐受性
正常情况下，免疫系统对自身成分有保护性的免疫耐受。根据免疫学中的克隆选择学说（clonal selection theory）的要点，机体在个体发育早期拥有多种多样的抗体产生细胞，每个细胞表面只有一种特异性抗原受体（antigen receptor）。当抗原进入机体与相应受体细胞结合，可诱导该细胞活化增殖分化，产生大量分泌抗体的细胞和记忆细胞，此即所谓克隆选择。若胚胎期抗体产生细胞与抗原相遇（此时可遇到的抗原通常为自身成分）则会被破坏、排除或失活，称为禁忌克隆（orbidden clone），形成对自身抗原的天然耐受状态，这就是免疫系统对机体自身成分能显示出保护性的缘故。但是，若这种禁忌克隆因突变等原因重新获得增殖能力，则免疫系统将对自身成分产生免疫应答，即免疫系统出现攻击自身成分，患上所谓的自身免疫病（autoimmune disease）。
2.5自限性
异物抗原激发免疫应答的程度和水平可以自我调控在一定的范围内，以免扩大和累及正常组织。因为作为免疫的三大功能之一的免疫自身稳定，如果机体对由异物抗原激发的免疫应答不受调控，过度扩大免疫应答水平的话，受免机体就可能对自身组织成分发生免疫反应，机体自身耐受状态失调，而可导致自身免疫性疾病的发生。
03
我国鱼用疫苗研制中的问题与出路
从上述适应性免疫的5点基本特性不难看出，我国渔用疫苗研制中存在的最大问题在与于没有很好地解决如下两个问题。
3.1对制备鱼用疫苗的出发菌株有效抗原覆盖面不清楚
作为适应性免疫的重要特点之一，是受免机体对异物抗原（鱼用疫苗）的免疫应答存在特异性。鱼用疫苗的研制者制备鱼用疫苗的过程，其实质就是一个系统地筛选鱼用疫苗中有效抗原（effective antigen）的过程，因为鱼用疫苗应用效果的优劣，说到底就是由鱼用疫苗中存在的具有保护作用的有效抗原数量多少决定的。譬如鱼用疫苗的研制者在将从某地患细菌性烂鳃病的养殖鱼类中，分离获得的柱状黄杆菌菌株作为鱼用疫苗出发菌株时，这个菌株上存在的具有免疫保护作用的有效抗原数量，就决定了在采用鱼用疫苗出发菌株的活菌攻毒时，供试受免养殖鱼类的相对免疫保护力（relative immune protection）的高与低。
因此，如果我国的鱼用疫苗研制者，利用从某养殖区获得的某个柱状黄杆菌菌株作为研制鱼用疫苗的出发菌株，研制的鱼用疫苗往往在获得这个柱状黄杆菌株的养殖区域，能获得对养殖鱼类细菌性烂鳃病比较好的免疫预防效果。但是，将这种鱼用疫苗用于其他水产养殖区域养殖鱼类疾病细菌性烂鳃病的预防时，可能就难以获得较好的免疫防御效果了，其原因就是不同的养殖区域柱状黄杆菌上存在不同抗原的缘故。
世界上鱼用疫苗推广应用比较好的日本和挪威等国家，因为国土面积比较小，即使不同水产养殖场也可能因为距离比较近，养殖鱼类某种致病性细菌上存在不同抗原的可能性较小。因此，在这些国土面积小的国家，将一种致病性细菌菌株制备的鱼用疫苗，用于全国养殖鱼类疾病的预防是没有问题的。而我国地域辽阔，不同养殖区域距离比较远，各地同一种致病性细菌上存在不同抗原的可能性是很大的，用一种致病性细菌菌株制备的鱼用疫苗，用于全国养殖鱼类疾病的预防时，可能因为制备鱼用疫苗出发菌株与当地水域中存在致病性菌株，存在有效抗原的差异，而难以获得有效的免于预防效果。
3.2了解不同水域中致病性细菌的抗原差异是成功推广鱼用疫苗的前提
有大量的研究结果证明，在养殖鱼类致病性细菌上存在的部分有效抗原，是与其决定致病生物血清型（serotype）的所谓血型抗原（blood group antigen）一致的。也就是说，如果使用的鱼用疫苗上，没有包括当地致病性细菌有效抗原的血型抗原的话，将这种鱼用疫苗应用到该水产养殖区域后，就可能不会对受免养殖鱼类疾病显现出相应的免疫预防效果。
因此，完成全国范围内危害养殖鱼类致病性细菌（包括其他致病性生物）的分子水平流行病学调查，阐明全国各地养殖鱼类致病性细菌血清型以及保护性抗原等分子生物学背景，在此基础上，选择含有致病性细菌主要血清型及其保护性抗原的适宜致病性菌株，开发成鱼用疫苗，采用可能在全国各地应用这种鱼用疫苗时，显示出相同的免疫预防疾病的效果。
在鱼用疫苗应用的过程中，需要建设一支监测免疫预防疾病效果和致病性菌株有效抗原变化状况的队伍，对鱼用疫苗应用效果进行动态评价，包括在必要的时候更还制备鱼用疫苗的出发菌株，目的是确保鱼用疫苗的免疫预防养殖鱼类疾病的效果。
当然，在为实现彻底阐明全国各地养殖鱼类致病性细菌血清型，以及保护性抗原等分子生物学背景之前，允许不同水产养殖区域研制“自家疫苗”，对于有效地免疫预防养殖鱼类疾病，也是一条重要的途径。
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作者：华中农业大学 陈昌福，沈阳元丰饲料有限公司陈昌福鱼病防控实验室 曹丽敏 田辉 刘凯
编辑：郑燕云（微信号：zhengyyun11，欢迎新闻爆料、转载授权请加微信）
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