前言:
甲壳类动物是一种重要的水产养殖品种,在甲壳类动物当中,虾类是全球渔业最重要的群体。其中,亚洲和拉丁美洲在虾的生产中占有最大份额,而美国、欧盟和日本是虾类的主要消费国。

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一、目前,虾行业面临四个主要的问题
全球水产养殖领导力展望(GOAL),分享了2010年至2021年十年间世界不同地区虾类的产量(图1)。虽然全球虾市场因COVID-19面临着许多问题,但2020年交易金额仍为183亿美元,预计到2026年将达到234亿美元。
图1:2010年至2021年十年间不同地区虾类的产量
根据过去几年的GOAL调查,亚洲虾行业面临的一些突出的问题:
(i) 疾病爆发,
(ii) 饲料成本增加,
(iii) 无法获得疾病携带的亲虾,
(iv ) 国际市场价格的不确定性,
疾病爆发,是阻碍虾类生产和交易量增加的最重要原因。目前,全世界主要消费的虾类有:南美白对虾、斑节对虾和罗氏沼虾。过去的经验表明,由于疾病的爆发,给全球虾市场遭受了不利影响。 在这些疾病中,白斑病 (WSD) 是由白斑综合征病毒 (WSSV) 引起的最具破坏性的疾病之一,在过去几十年中严重影响了虾类生产。
在这里,我们回顾一些处理白斑病 (WSD) 的最常见方法,并列举了缓解WSD的疾病方法,特别提到了免疫刺激剂。
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二、虾类白斑病
白斑病 (WSD) 是由白斑综合征病毒 (WSSV) 引起的最具破坏性的病毒性疾病之一,迄今为止,有98种物种已被确定可以感染WSD。在过去的几十年中,研究人员的主要关注重点的是虾类感染的WSD。这种疾病可以在发病后3-7天内,导致虾出现100%的死亡率。
目前,白斑病 (WSD) 尚无药物可以有效的进行治疗,其原因是多方面的:
1、缺乏正确测序和注释的宿主基因组序列,
2、缺乏关于发病机制功能方面的完整信息(例如:病毒是如何侵入/渗透宿主),
3、缺乏对蛋白质水平的宿主和病原体分子相互作用的深入了解,
4、缺乏对虾类先天免疫的了解。
尽管在这4个方面存在很多知识空白区,但研究人员已做出重大努力来了解疾病发病的机制,特别是在病毒是如何传播给虾,以及疾病在宿主体内是如何进一步发展。
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三、虾的免疫系统
虾的先天免疫系统,包含了丰富的自然防御机制,其中包括:
1、微生物识别系统,
2、前酚氧化酶级联系统(proPO系统),
3、凝血系统,
4、吞噬作用,
5、封装,
6、结节和活性氧化合物的形成,以及血细胞免疫(详见图2)。
微生物识别系统,是由模式识别蛋白 (PRP) 介导的,它催化了自动识别侵入宿主体内的非自身物质的主要步骤。PRP具有一种内在的能力,可以发现位于侵犯微生物外部的保守分子。这种保守的结构域/模式被称为病原体相关分子模式 (PAMP),例如:来自细菌的脂多糖 (LPS) 和肽聚糖 (PG) ,以及来自真菌蛋白。一旦PRP与PAMP相关联,就会启动一系列免疫反应,进一步刺激宿主防御系统。另外,C型凝集素是无脊椎动物中PRP最重要的分子之一,在对抗各种病毒和细菌疾病中发挥着至关重要的作用。
虾的免疫系统与其血淋巴和血细胞密不可分,它们参与细胞防御机制,即:病原体的吞噬、异物的包裹和分解。此外,血细胞还在细胞免疫反应中发挥重要作用,包括:封装、凝血、非自我识别、黑色素化、吞噬作用、细胞毒性和细胞间通讯。
图2:虾的免疫系统详解
在甲壳类动物中,当任何外来物质(细菌、病毒或任何其他病原体)侵入宿主时,就会启动一系列细胞防御反应,最终激活宿主体内的黑色素化。PO是负责产生黑色素的主要酶,以无活性的proPO形式存在于宿主的血淋巴中。
ProPO在与酵母聚糖(来自酵母细胞壁的碳水化合物)、细菌脂多糖 (LPS)、胰蛋白酶、钙离子、尿素,甚至是最终引发宿主黑色素化的热量反应时被激活形成 PO。除了触发黑色素化过程外,proPO系统还激活防御机制,包括:包裹、结节形成、吞噬作用和血细胞免疫。这样,受刺激的血细胞反过来会产生额外的杀菌物质,例如:H2O2和超氧阴离子 (O2-),它们可以增强宿主的抗病性。
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四、常用于对虾养殖当中,疾病治疗策略
为预防虾病而采用的疾病治疗策略,包括:抗生素/化学疗法、疫苗接种和免疫刺激剂。亚太地区被认为是鱼虾的主要生产国和出口国。这些国家始终处于高产量的压力之下。为了实现高产这一目标,一些新的技术与自动化设备相结合,提供养殖收成。但是,一些虾类非常容易感染各种细菌、真菌和病毒性疾病。在这种情况下,养殖户或饲料制造商开始使用“抗生素”作为预防和治疗措施。
在水产养殖中使用抗生素的后果是,它会对水生微生物群落产生不利影响,导致有害残留物在水生生物中积累,还会产生耐药细菌和病原体。特别是,此类抗微生物细菌/病原体通常会通过食物链从鱼虾转移到人类。因此,人类也可能会获得抗生素耐药性细菌,这些细菌最终会导致人类身体出现不良反应,甚至是死亡。
图3:抗生素对虾养殖,以及环境的影响
随着人们对食品安全的认识程度提高。因此,在水产养殖系统中经常禁止使用抗生素。事实上,很多国家都明令禁止水产养殖中,使用某些抗生素。这促使了我们在水产养殖中,使用一些益生菌和天然药物来治疗虾病,以保证食品安全和人类健康。
未完待续...(明天将分享,对虾养殖当中,一些天然药物,是如何高效预防疾病的。)
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