氣單胞菌對水生動物的危害及噬菌體防控研究進展

氣單胞菌對水生動物的危害及噬菌體防控研究進展

戴瑜來，戴楊鑫，馬恒甲，黃輝，林啟存，許寶青

（杭州市農(nóng)業(yè)科學研究院，浙江 杭州 310024）

氣單胞菌屬（Aeromonas）是一類革蘭氏陰性兼性厭氧桿菌，它們廣泛分布于自然界，不僅存在于淡水河流、沿海等地，還存在于自來水中，是一種人-魚-獸共患的條件致病菌。目前共有1個科名，1個屬名以及27個種名或亞種名。根據(jù)生長發(fā)育所需溫度范圍及是否擁有運動能力分為2大類：①嗜溫有動力氣單胞菌，如嗜水氣單胞菌（A.hydrophila）、維氏氣單胞菌（A.veronii）和溫和氣單胞菌（A.sobria）；②嗜冷非運動性氣單胞菌，如殺鮭氣單胞菌（A.salmonicida）及其亞種。嗜冷非運動性氣單胞菌對水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)危害巨大，可引起鮭魚、大菱鲆和鱈魚等魚類感染性菌血癥和潰瘍性疾病。而嗜溫有動力氣單胞菌相比較嗜冷非運動性氣單胞菌，其危害更為嚴重，臨床表現(xiàn)也有多種形式。除慢性感染表現(xiàn)為皮膚潰瘍外更多的是急性或亞急性感染，其表現(xiàn)以全身出血為主要特征的敗血癥，傳染性及病死率極高，嚴重制約水生動物養(yǎng)殖業(yè)的健康發(fā)展。

1 氣單胞菌的流行現(xiàn)狀

氣單胞菌是條件致病菌，在某些環(huán)境脅迫情況下，氣單胞菌可引起魚類發(fā)病，它是養(yǎng)殖水生動物暴發(fā)性傳染病的主要病原菌之一，能感染淡水主要養(yǎng)殖品種。

1.1 魚類

氣單胞菌能引起青、草、鰱、鳙、鯉、鯽、魴等大宗淡水魚類發(fā)病，同時也會感染諸多名特優(yōu)魚類。西伯利亞鱘、施氏鱘感染維氏氣單胞菌后病死率極高，體征表現(xiàn)為行動遲緩、不吃食、肌肉潰爛、肝腎發(fā)黑糜爛等；嗜水氣單胞菌和溫和氣單胞菌可引起斑點叉尾鮰患上腹水病；日本鰻鱺感染維氏氣單胞菌后大面積發(fā)病，主要癥狀為腹部腫脹，鰭充血，肝腎腫大，脾臟失血等，病死率高；泥鰍感染維氏氣單胞菌后的癥狀以出血潰瘍?yōu)橹鳎也∷缆矢哌_60%；2009年至2011年土耳其黑海附近的兩個鱸魚養(yǎng)殖場的鱸魚經(jīng)細菌性病原發(fā)生頻率分析發(fā)現(xiàn)，維氏氣單胞菌是該養(yǎng)殖場發(fā)病的主要病原，占比達到65%。

1.2 蝦、蟹

豚鼠氣單胞菌和嗜水氣單胞菌能引起克氏原螯蝦發(fā)病，高峰的病死率可達40%；嗜水氣單胞菌能和對蝦白斑綜合癥病毒（WSSV）、桃拉病毒（TSV）聯(lián)合作用導致凡納濱對蝦大量死亡，其病死率可達80%以上；徐海圣從患病的羅氏沼蝦體內分離到溫和氣單胞菌，該菌大量感染后會導致蝦死亡；嗜水氣單胞菌和豚鼠氣單胞菌二種氣單胞菌同時感染中國對蝦后能引起病蝦肢、鰓和鰓蓋內膜發(fā)黑，鰓絲壞死變黑，有時甲殼伴有斑點狀潰瘍；中華絨螯蟹感染維氏氣單胞菌后的發(fā)病率達35%，病死率達22%。

1.3 貝類

氣單胞菌還可引起養(yǎng)殖貝類疾病爆發(fā)，嗜水氣單胞菌的感染可引起三角帆蚌大量死亡，2—4齡蚌最易感染，病情發(fā)展迅速，發(fā)病率和病死率可達65%以上。

2 噬菌體防控氣單胞菌的應用研究

當前我國對氣單胞菌病的控制主要依靠使用抗生素和化學藥物，但大量使用藥物的后果已嚴重危及環(huán)境和人體健康，細菌耐藥性問題和食品安全問題日漸受到人們的關注。

研究人員已發(fā)現(xiàn)氣單胞菌對β-內酰胺類、喹諾酮類、氨基糖苷類、四環(huán)素類和磺胺類抗生素產(chǎn)生了一定的耐藥性，且很可能會隨著抗生素的繼續(xù)濫用而在水生動物臨床上更加快速且廣泛地傳播。因此，尋找抗生素替代品防控水生動物疾病刻不容緩。

噬菌體治療是指利用噬茵體裂解細菌的特性來治療人或動物的細菌性感染。該療法較抗生素和化學藥物的優(yōu)勢在于：一是噬菌體可以隨宿主菌的增殖而增殖，并在細菌感染的整個過程中發(fā)揮作用，而抗生素會隨著時間的推移療效逐漸降低；二是噬菌體具有高度的宿主特異性，可以殺滅特定的菌型，并可以減輕由于用藥所帶來的體內菌群失調，同時減少隨之帶來的耐藥性問題；三是噬菌體的副作用小，可針對用于治療抗生素敏感群體；四是噬菌體制劑研制速度快，成本低、取材廣。噬菌體治療因其具有諸多的優(yōu)勢已廣泛應用于醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)、食品加工、廢水處理等行業(yè)。目前已有很多關于水生動物致病菌噬菌體分離鑒定及評估其作為抗生素替代品可行性的研究報道。

Imbeault等研究了噬菌體HER110對感染殺鮭氣單胞菌的美洲紅點鮭（Salvelinus fontinalis）的保護效果。結果顯示，與僅攻毒對照組相比，噬菌體治療組美洲紅點鮭發(fā)病時間推遲了7d，且45d內的累計病死率僅為10%，而對照組動物則全部死亡。

王志麗以嗜水氣單胞菌為宿主菌從中華鱉養(yǎng)殖水體中分離獲得噬菌體，研究了其性質及其與宿主的動態(tài)關系等。結果表明，該噬菌體對宿主菌的裂解能力高；添加適當濃度的噬菌體可以有效降低嗜水氣單胞菌的濃度，并使其維持在較低的濃度下形成動態(tài)平衡，且達不到引發(fā)疾病的濃度。

Jun等分離獲得兩株可裂解嗜水氣單胞菌的噬菌體pAh1-C和pAh6-C，分析了這2種噬菌體治療泥鰍（Misgurnus anguillicaudatus）疾病的效果，研究結果顯示，該噬菌體對防治由嗜水氣單胞菌引起的疾病有顯著作用；投喂方式和注射方式對于噬菌體治療在效果上差別不顯著。

Easwaran等[34]評價了噬菌體pAH-1保護斑馬魚的效果。結果發(fā)現(xiàn)，注射攻毒病原菌48h后，口服噬菌體的斑馬魚的累計病死率為56.67%，而未口服噬菌體的斑馬魚累計病死率高達96.67%；口服噬菌體pAH-1能較大程度提高感染嗜水氣單胞菌斑馬魚的存活率。

呂孫建等發(fā)現(xiàn)從中華鱉養(yǎng)殖塘中分離得到氣單胞菌噬菌體對嗜水氣單胞菌具有明顯的抑制效果；用噬菌體治療患腐皮病裙邊潰爛的中華鱉，經(jīng)5d連續(xù)治療后，鱉裙邊的腐爛創(chuàng)口開始結痂并脫落，傷口逐漸愈合，說明該噬菌體對中華鱉的腐皮病有較好的治療效果。

大量水生動物致病菌噬菌體的分離及成功應用的例子表明，利用噬菌體替代抗生素和化學藥物防控水生動物細菌性疾病是具有巨大潛力的。

3 存在的問題與展望

目前，噬菌體防治細菌性疾病的應用還存在諸多問題：①噬菌體作為一種新型抑菌劑的行業(yè)使用標準還沒有形成，政府部門或權威機構也沒有相應的法律法規(guī)；②噬菌體在實際應用中存在宿主譜窄，不能有效控制多發(fā)性細菌性疾病；③噬菌體的藥物動力學研究還不夠完善，治療最佳時間、接種劑量和方式等需經(jīng)過系統(tǒng)的研究來確定；④噬菌體可能攜帶某些毒素基因，要避免使用有轉導作用的噬菌體；⑤噬菌體作為異源物質，具有很強免疫原性，刺激機體產(chǎn)生免疫反應，抑制噬菌體的殺菌能力。但是在蛋白質工程、基因重組等生物技術飛速發(fā)展的今天，相信這些難題在未來會被逐一攻克。

后抗生素時代即將來臨，化學農(nóng)藥（特別是抗生素）的研發(fā)已進入瓶頸期，許多農(nóng)藥公司已逐步放棄對化學農(nóng)藥的投資，并將注意力投向了生物農(nóng)藥市場。多重耐藥細菌的出現(xiàn)和蔓延，正使人類面臨無抗生素可用的危險境地，迫切需要研究新的抗菌制劑，噬菌體作為一種有效的生物治療手段開始重新引起人們的重視。相信在未來的幾年內，這一領域會不斷涌現(xiàn)出新的研究成果，噬菌體的應用前景必將十分廣闊。