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为解决气单胞菌感染对渔业生产的限制问题,研究人员开展了针对维氏气单胞菌(A. veronii)和豚鼠气单胞菌(A. caviae)的双价疫苗研究。结果显示该疫苗能有效提升鲫鱼免疫指标和免疫保护率,为水产疫苗研发提供了理论依据。
在水产养殖的广阔天地里,鱼类疾病一直是困扰养殖户的难题,其中气单胞菌感染更是 “罪魁祸首” 之一。维氏气单胞菌(A. veronii)和豚鼠气单胞菌(A. caviae)广泛存在于水生环境中,它们就像隐藏在水中的 “杀手”,能感染众多经济鱼类,像鲫鱼、罗非鱼等,给水产养殖业带来了严重的经济损失。以往的研究虽然开发出了一些针对气单胞菌的疫苗,但大多是单价疫苗,只能抵御一种病原体的侵害,在面对多种病原体的联合 “进攻” 时,就显得力不从心了。为了突破这一困境,让水产养殖更稳定、高效,来自吉林农业大学的研究人员勇挑重担,开展了一项意义重大的研究。
研究人员将目光聚焦在开发一种针对维氏气单胞菌和豚鼠气单胞菌的全细胞双价疫苗上,他们希望通过研究这种疫苗对鲫鱼的免疫反应,为水产疫苗的发展开辟新的道路。经过一系列严谨的实验,他们发现这种双价疫苗表现出色。在免疫指标方面,疫苗能显著提升血清中 IgM、SOD、CAT 等多种免疫相关物质的水平;在免疫保护率上,中等浓度疫苗组对维氏气单胞菌的保护率达到 75%,对豚鼠气单胞菌的保护率更是高达 80% 。这一成果意义非凡,它为水产养殖疫苗的研发提供了坚实的理论基础,有望改变水产养殖中疾病防控的现状,减少养殖户的损失。该研究成果发表在《Scientific Reports》上。
在研究过程中,研究人员运用了多种关键技术方法。首先是半数致死剂量(LD50)的测定,通过给鲫鱼注射不同浓度的细菌,观察其死亡情况,从而确定细菌的致病力。其次是疫苗的灭活及制备,探索不同温度、甲醛浓度和时间对细菌灭活的影响,制备出不同浓度的双价疫苗。还有免疫指标检测,利用酶联免疫吸附测定(ELISA)试剂盒检测血清中免疫相关物质的水平,以及实时荧光定量 PCR 技术,用于检测免疫相关基因在肝脏、脾脏等组织中的表达变化 。
下面来详细看看研究结果。在半数致死剂量(LD50)测定中,给鲫鱼注射不同浓度的维氏气单胞菌和豚鼠气单胞菌后发现,高浓度菌液会导致鲫鱼大量死亡,经计算,维氏气单胞菌的 LD50为 1.9×105 CFU / 尾,豚鼠气单胞菌的 LD50为 7.9×105 CFU / 尾,证明这两种菌株致病性都很强。
对于疫苗的灭活条件,研究人员对维氏气单胞菌和豚鼠气单胞菌分别进行了研究。结果表明,28°C、0.2% 的甲醛浓度、12 小时的灭活时间,能使两种细菌达到最佳灭活效果。
无菌和安全性测试的结果也令人满意。无菌测试中,在培养基上未发现细菌生长;安全性测试里,接种疫苗的鲫鱼生长良好,无疾病和死亡现象,证明疫苗无毒且无致病性。
在免疫保护率的研究中,进行攻毒试验后发现,PBS 组的保护率为 0%,中等浓度疫苗组的保护率最高,高浓度和低浓度疫苗组的保护率相同。白细胞吞噬活性测试显示,疫苗组在首次免疫后白细胞吞噬率显著上升,在第 21 天达到峰值后开始下降。
血清特异性抗体 IgM 检测表明,疫苗组血清中 IgM 抗体水平在首次免疫后显著上升,二次加强免疫后持续升高,在第 21 天达到峰值,而 PBS 组无明显变化。血清免疫指标测试结果显示,疫苗组中 AKP、C3、C4 等多种免疫指标在首次免疫后升高,在第 21 天达到最大值,之后有所下降,PBS 组各指标则无明显变化。
实时荧光定量 PCR 检测发现,免疫相关基因 IL-10、IL-1β、IFN-γ 和 TNF-α 的表达在疫苗组中显著增加,在第 21 天达到峰值,之后下降,PBS 组则无明显变化。
研究结论和讨论部分指出,成功制备了维氏气单胞菌和豚鼠气单胞菌的联合灭活疫苗,确定了最佳灭活条件。中等浓度疫苗组的免疫保护效果最佳,但与一些单价疫苗相比,双价疫苗的免疫保护率还有提升空间。推测可能是双价疫苗在鲫鱼体内产生了一些反应,影响了免疫效果,后续可通过添加佐剂等方式来提高其免疫保护率。这一研究成果为水产养殖疫苗的研发指明了方向,对推动水产养殖业的健康发展具有重要意义,让人们看到了利用双价疫苗防控鱼类疾病的希望,为水产养殖行业的可持续发展注入了新的活力。