免疫調節劑在水產養殖的應用效果

時間:2022-07-02 10:51:46

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免疫調節劑在水產養殖的應用效果

無論水產養殖業者是否愿意和做好了相關養殖技術準備,在水產養殖中的規?;图s化養殖模式,已經越來越普遍地成為了提高勞動生產效率的必然選擇。然而,隨著水產動物飼養密度的增加,如果水產養殖業者選用的水產養殖動物飼料品質不佳、預防水產養殖動物疾病時采用的技術措施不當,或者在水產養殖過程中的管理措施不盡合理的話,所飼養的水產養殖動物在高密度、集約化的飼養環境中,其免疫系統的免疫防御功能就有可能受到嚴重抑制。當水產養殖動物的免疫防御功能低下時,養殖水體中常在的各種條件致病生物就容易侵染水產養殖動物,最終導致水產養殖動物暴發出各種各樣的疾病。因此,對于廣大的水產養殖業者而言,所采用的養殖技術與方法,能否調節和穩定水產養殖動物免疫系統的免疫防御功能,令其不受到養殖環境因素的抑制,既是衡量其采用的水產養殖投入品是否優良的判定標準,也是判定其采用水產養殖技術是否科學合理的依據。這是因為調節和穩定水產養殖動物免疫系統的免疫防御功能,不僅是水產養殖業選用水產養殖投入品的標準,也是可以作為評價養殖技術水平的依據。眾所周知,在我國的水產養殖業中,大多是將大量的同種或者不同種類的水產養殖動物,集中放養在同一個養殖水體中進行所謂“單養”或者“混養”的。無論是單養還是混養的養殖方式,其共同點都是將大量的水產養殖動物實施的群體養殖。因此,位于水產養殖一線的水生動物執業獸醫以及養殖業者,應該將其主要精力放在關注水產養殖動物的群體健康,注重對水產養殖動物各種疫病的群體預防方面。然而,在我國的水產養殖動物疾病防治方案制定和實施的過程中,群體免疫(Groupimmunity)和群體預防(Colonyprevention)的概念,尚處于發展階段,相關的研究及成熟理論的論述尚比較鮮見。群體免疫概念中的所謂“群體”,只是針對“個體”而言的。根據養殖方式與模式的實際情況,其群體規模大小也會存在比較大的差異。在本文中的“群體”,主要是指水產養殖場中某個池塘或者網箱中的養殖水產養殖動物的群體水平。

1群體免疫的概念

群體免疫是指當某種致病生物傳染至某個水產養殖動物群體后,水產養殖動物群體中的一部分個體,因接種疫苗或者內服免疫調節劑而獲得免疫力,也使其它沒有獲得免疫力的個體間受到保護而不被傳染。關鍵就是即使水產養殖動物群體內發生感染,其病原也不能在這個養殖環境中增殖、不能快速擴散。為達到這個目標,就要求達到或超過保護力的養殖動物在這個群體中達到一定比例,而這個比例需要在不同免疫水平的群體中,利用致病生物攻擊才能夠計算出來的。在群體免疫中,個體免疫是基礎。如同細胞是機體最基本的組成單位一樣,由于個體之間遺傳、體質存在差異,對同種疫苗產生的免疫應答水平存在差異等,一般而言,對水產養殖動物進行群體免疫接種后,雖然免疫密度達到了100%,但是,結果也是很難達到全部免疫合格的。這是因為漏免或者免疫劑量不足,是不可忽視的主要原因。在群體水平上,免疫合格率(Immunizationpassrate)是評價群體免疫的最重要指標。依照群體免疫學的理論,當水產養殖動物群體的免疫保護力下降時,在這個水產養殖動物群體中易感動物個體數量就會逐漸地增加,而由于水產養殖動物群體中感染個體數量的不斷增加和向養殖水體中排除致病病原數量的相應增加,導致水產養殖環境中病原生物數量不斷上升,最終就可能導致疾病在這個水產養殖動物群體中暴發。因此,從群體免疫的角度考慮,對水產養殖動物群體的疾病防控,應該受到水產養殖業者的重視,并在在水產養殖實踐中貫徹實施。

2群體免疫的評價指標

免疫合格率是指免疫抗體水平達到臨床保護力的動物個體數量,在群體中占免疫動物總數的比例。迄今為止,多數疫苗接種后的免疫合格判定指標,是根據受免動物血清中抗體水平確定的。但是,不同疫苗的免疫合格率水平有所不同。通過對受免動物血清中抗體水平高低判斷是否免疫合格,主要是用于監控病毒性疫苗的免疫效果。對于細菌性疫苗,除了通過血清抗體進行評估外,還可以通過測定血清的抑菌試驗效果進行判斷。但是,在這方面尚未有明確的判定指標。目前,我國尚無商業化的魚類寄生蟲病疫苗。按照上述方法測定水產養殖群體中至少50尾受免魚類的血清抗體,根據對不同疾病的防控要求,達到不同的免疫合格率(一般需要至少達到70%以上的免疫合格率),則可以判定受免養殖魚群的免疫合格水平。但是,對于一些烈性傳染性疾?。ㄈ鐐魅拘栽煅鞴俟炙啦。琲nfectioushematopoieticnecrosis,IHN)可能例外,因為養殖魚群中只要有少量魚體感染這種病毒后發病的話,從患病魚體中釋放出的病毒量,就有可能遠遠超過疫苗提供的能抵抗發生感染的病毒閾值。群體免疫評估所需要的樣品,具有統計學意義即可,同時樣品應采取分類別采樣,才有臨床意義。即應該明確到具體的季節與水溫,某個年齡階段的魚群,如是屬于魚種、成魚還是親魚等。通過監測,如果受免魚群的免疫抗體合格率低于上述要求,則需要考慮進行加強免疫接種。在對魚類的群體免疫評價中,要注意的是,并非所有的抗體類型均具有臨床保護力,例如,日本學者川合(1985)在利用福爾馬林滅活的鰻弧菌(Vibrioanguillarum)接種日本鰻鱺(Anguillajaponica)后,發現血清中凝集抗體水平高低與受免日本鰻鱺的免疫保護力之間沒有顯著相關性。在大多數情況下,中和抗體效價與受免魚體免疫保護力的相關性更顯著。但是,中和試驗需要的時間長、對檢測條件要求嚴格,不便作為基層檢疫單位使用,這也是其缺點之一。正確評估免疫合格率的作用,還需要考慮流行毒株與疫苗毒株抗原或血清型的匹配性問題。如果疫苗需要防控的野生毒株已經發生了抗原變異,如果草魚出血病病毒、異育銀鯽造血器官壞死癥病毒的表面抗原發生了變異,就會導致制備疫苗的免疫保護力出現不完整的問題。因此,在選擇制備疫苗的毒株并預估其免疫保護力時,需要注意選用制備疫苗的毒株與野生毒株抗原或血清型的一致性。在評定以某毒株研制的疫苗是否能抵抗野毒株感染時,可通過測定這個疫苗毒株與流行野毒株之間的血清交叉中和試驗,以計算相關抗原指數(antigenindex),通常是需要選擇最高相關抗原指數的毒株制備疫苗。當然,最直接的方法是比較免疫原性基因的同源性,在確保安全的前提下,選擇同源性高的疫苗毒株制成的疫苗,效果就是最好的。

3影響水產養殖動物群體免疫水平的環境因素

影響水產養殖動物群體免疫水平的主要環境因素有溫度、季節、光周期以及溶解于水中的有機物、重金屬離子等免疫抑制劑。3.1溫度。溫度是對水產養殖動物群體免疫水平影響最大的環境因素之一。低溫能導致水產養殖動物群體免疫水平低下。如各種養殖魚類就具有不同的免疫臨界溫度,一般是溫水性魚類的較高,冷水性魚類則較低。日本學者室賀等(1971)用經福爾馬林滅活的鰻弧菌對日本鰻鱺注射免疫接種后,飼養于不同的溫度條件下觀察抗體的生成情況,結果表明在25~28℃條件下,受免日本鰻鱺的抗體生成很快,20℃的條件下仍能產生抗體。有人認為各種魚類的抗體生成都只能發生在所謂免疫臨界溫度以上,低于這個溫度魚體就根本不產生抗體。Avtalion等(1973)試驗證明,鯉(Cyprinuscarpio)在25℃環境水溫條件下,9d之內即可對抗原的刺激起反應而產生特異性抗體,而在12℃條件下,受免魚的則不會產生抗體。但是,如果將受免魚在25℃環境水溫條件下飼養4d后,再移到12℃條件下繼續飼養,則正常的免疫應答繼續進行。這一結果預示著溫度對于水產養殖動物群體免疫應答的影響主要在于初次免疫應答的誘發時期。也有人認為處于免疫臨界溫度以下的環境中的魚體也可以產生抗體,只不過是抗體生成速度慢,所需時間長而已。其次,對于溫度影響水產養殖動物群體免疫應答的機制,目前的認識還是很不充分。Bisset(1948)認為低溫會限制漿細胞釋放抗體,當溫度下降到免疫臨界溫度之下時,抗體的滴度會迅速下降,這時魚類體液免疫系統則失去了防御疾病的作用。而Avtalion等(1973)的試驗證實只要魚類初次接觸抗原后,有一短暫時間處于免疫臨界溫度之上(如將鯉置于25℃條件下3~4d),那么抗體的形成就不再受溫度的影響,因為免疫活性細胞的吞噬、捕獲和清除抗原的作用以及抗體的合成和釋放都可在低溫下進行。其三,將養殖魚類放養在適宜溫度下,溫度越高,免疫應答越快,抗體滴度越高,達到峰值的時間也就越短。3.2毒物。水體中的毒物不僅能影響魚的生長,也能影響抗體的生成。如酚、鋅、鎘、滴滴涕、造紙廠廢液等都可以干擾或阻止魚類對抗原的免疫應答。Goncharov等(1970)的試驗結果證明,水體中低濃度的酚,對鯉的抗體生成有影響,他們用點狀產氣單胞菌(Aeromonaspunctata)制成的菌苗注射鯉后,飼養在酚濃度為12.5mg/L的水體中二個月,抗體檢測結果表明,比飼養在未污染水中的對照魚要弱得多,而且隨著抗體產生量降低,血清中總蛋白量也降低。Soivio等(1983)報道將注射過滅活變形桿菌菌苗的虹鱒(Oncorhynchusmykiss)放在鋅濃度為0.3ng/L的水中飼養,結果受免魚體不能產生抗體,而對照魚則有抗體生成。而同樣在這種條件下,對傳染性胰臟壞死?。╥nfectiouspancreaticnecrosis,IPN)病毒疫苗的抗體產生則無影響。Gardner等(1970)發現鎘污染水體中的底鱂(FundulusheteroclitusL)對抗原的刺激不發生免疫應答。Mustafa等(1984)報道了滴滴涕對擬鯉(RutilusrutilusL)的免疫應答有顯著地抑制作用。Mcleay等(1974)的研究證實造紙廠廢液對飼養的銀大麻哈魚(Oncorhynchuskisutch)的免疫應答有影響,能抑制抗體的生成。Strand等(1972)用柱狀黃桿菌(Flavobacteriumcloumnare)死菌菌苗注射虹鱒后,再用x射線照射20d,結果顯著地抑制了抗體生成。3.3營養。當其它環境條件一定時,餌料中的營養對抗體的形成有很大的影響。Goncharov等(1970)指出,當水產養殖動物群體免疫試驗在絕食條件下進行時,常會得出錯誤的結果。已有報道指出,在自然水域網箱中飼養的魚比在實驗室水槽中飼養的魚在對相同免疫刺激的應答中,所產生的凝集抗體價高得多,這可能是由于水槽中魚的餌料不足或低蛋白餌料導致魚體血清蛋白含量下降,缺乏形成抗體的蛋白的緣故。細川等(1980)指出魚類餌料中若存在大量的維生素C能促進其抗體的生成。Agrawal等(1983)、John等(1979)的研究證實,餌料中缺乏維生素B12、維生素C和葉酸等都會引起魚類貧血,并且影響抗體生成。而在餌料中適當添加一些含硫氨基酸(如胱氨酸、半胱氨酸),可以提高水產養殖動物群體免疫效果。3.4免疫方法的影響免疫方法主要是指免疫途徑、免疫劑量及免疫程序等,而免疫方法對免疫的成敗都是至關重要的。3.4.1免疫接種途徑。魚用疫苗的接種途徑主要有注射、口服、浸泡和噴霧等四種。各種免疫接種途徑各有利弊,應該根據疫苗、魚類與實際應用條件等因素,決定采用的免疫接種途徑。3.4.2免疫接種劑量。適量的抗原是誘導免疫反應的重要因素。在一定的范圍內,抗原劑量愈大,免疫應答愈強,劑量過小或過大都可能引起受免動物產生免疫耐受性。抗原在體內滯留時間以及與淋巴系統廣泛接觸的程度也都是影響免疫應答的重要因素。一般停留時間長,接觸淋巴系統廣泛者免疫效應強??乖隗w內分布和消失的快慢決定于抗原的性質、免疫途徑等多種因素。3.4.3接種程序。根據傳染病的流行季節和動物(魚群)的免疫狀態,結合當地的具體情況,制訂出預防接種計劃,即免疫程序(immunologicprocedure)??梢罁游锏哪挲g、疾病流行季節等制定。為了獲得再次免疫效應,兩次免疫的間隔不宜少于10d,短間隔連續免疫實際上只是起到大劑量初次免疫的效應。如希望獲得回憶應答免疫效應,則間隔應在1~3個月以上。3.4.4佐劑。本身不具有免疫原性,但是與抗原合并使用是能增強抗原的免疫原性。3.5其它。已有研究報道指出,季節對魚類體液免疫應答也有影響。有人用沙門氏菌鞭毛抗原(H抗原)免疫接種虹鱒,結果表明,在秋季至少能檢測到沉降系數為19S以上的、19S和7S的抗體。有人根據在生殖季節魚體中血清蛋白變化很大(尤其是雌魚),推測其對免疫球蛋白的合成也會有一定的影響。此外,長期處于低溶氧條件下的魚體由于體質弱,生成抗體的能力也比較差。

4免疫調節劑的作用機理及其正確使用方法

4.1免疫調節劑的作用機理。在同一個養殖水體中,任何一種傳染性疾病的暴發,都是不大可能導致所有的水產養殖動物同時出現病癥或者死亡的。這就是因為在一個水產養殖動物群體中,存在個體之間的遺傳、免疫力差異的緣故。群體免疫學研究結果已經證明,在一個養殖動物群體中,不同個體對于任何一種疾病的抗感染能力,均是存在有或多或少差異的。當一個養殖水體中出現某種暴發性疾病流行的時候,其疾病流行的基本規律大多是在疾病初期只有少量水產養殖動物出現死亡,隨著病程的發展死亡數量逐漸增加。這種結果并非就是意味著,病原生物在同一個養殖水體中感染水產養殖動物是存在先后順序的,而是在同一個水體中的水產養殖動物,雖然同時感染了某種致病生物,而由于個體之間的免疫水平存在差異,只是免疫防御功能低下的一部分水產養殖動物出現了病癥并且導致了死亡,而更多的水產養殖動物,則因為免疫防御功能尚能抵抗已經入侵病原生物的攻擊,而尚未出現疾病癥狀。但是,隨著這個養殖水體中患病水產養殖動物體內的致病生物逐漸釋放到養殖水體中,導致養殖水體中致病生物數量進一步增加時,在這個群體中另一部分免疫防御功能相對低下的水產養殖動物,因為難以抵抗養殖水體中出現更多的致病生物入侵而發病。依次類推,最終會可能會導致這個養殖群體中所有水產養殖動物出現疾病的癥狀。使用免疫調節劑的作用機理,就是在疾病流行季節來臨之前,將養殖水體中的水產養殖動物,原本受到或多或少抑制免疫防御功能調節到正常的水平,增加對致病生物入侵的免疫防御功能。這種免疫調節劑對于這個養殖群體中免疫防疫功能低下的一部分水產養殖動物而言,是特別重要的。因為當這部分原本免疫防御功能低下的水產動物,在受到致病生物入侵后,由于其免疫防御功能可以發揮正常作用而不發生疾病的話,養殖水體中的致病生物數量也就不會上升,疾病在整個養殖群體中也就不可能流行了。4.2免疫調節劑的正確使用方法。每一種免疫調節劑的有效劑量都存在使用上限和下限,對水產動物采用間隔一定時間定期投與免疫調節劑較長期連續投的效果好,而且只有在投與量和方法正確的前提下,免疫調節劑才能正常地發揮作用。從B.thermophilum菌中提取的肽聚糖,每天按0.2mg/kg.體重的劑量投與,對魚、蝦是適宜的劑量,如果每天按該劑量的10倍投與,供試魚、蝦的免疫系統的機能就會趨于與未使用免疫調節劑的對照組相同。此外,用該物質作為魚、蝦的免疫調節劑時,采用連續投喂4d停用3d或者連續投喂7d停用7d的投與方式,其效果較連續投喂好。關于免疫調節劑投與的時間與期間,如果能做到在水產動物傳染性疾病的多發季節里連續投喂為好。其理由主要是在免疫調節劑的實際使用時,當連續投與免疫調節劑一段時間后,一旦停用時,養殖動物就可能開始發病。這可能是因為在使用免疫調節劑期間,即使有細菌或病毒性病原進入了水產動物機體,但是,由于機體的免疫機能在免疫調節劑的作用下,表現出較高的免疫活性,抑制了病原體增殖而并未將其消滅或排除體外的緣故。采用安琪酵母股份有限公司生產的免疫多糖(酵母細胞壁)作為水產養殖動物的免疫調節劑時,在各種傳染性疾病的流行高峰時期,可以采用連續投與的方式,而在一般養殖時期則可以采用連續投與2周,間隔2周后再進行第2個投喂周期的方式進行。需要特別注意的是免疫調節劑是通過激活水產動物的免疫系統而發揮抗傳染病的功能的,如果水產動物的免疫系統已經衰弱至不能激活的狀態,免疫調節劑也就難以發揮其作用了。所以,從改善水產動物的飼養環境、加強營養和飼養管理入手,盡量減少抑制水產動物免疫系統的環境因素,是提高免疫調節劑使用效果的重要途徑。

5結語

從養殖群體水平關于水產養殖動物疾病的防控,是有效防控水產養殖動物疾病流行的根本思路。經過免疫接種或者投喂免疫調節劑后的水產養殖動物,由于水產養殖動物養殖環境中存在更多的病原,才能導致健康水產養殖動物發生感染,同時,通過免疫接種和投喂免疫調節劑,可以降低和縮短感染水產養殖動物排出病原的數量和時間,最終達到整個養殖群體避免疾病發生的目標。水產養殖動物不同疾病的群體免疫合格率,需要通過大量實驗室研究和臨床試驗驗證才能得出完整的數據。從流行病學角度,科學評價水產養殖動物不同疾病防控措施的“性價比”,可以幫助水產養殖業者采用更合理的方式,達到有效防控水產養殖動物疾病的目的。

作者:陳昌福 單位:華中農業大學