劉力碩,楊宗英,胡 鯤,楊先樂(lè)
(1.上海海洋大學(xué)國(guó)家水生動(dòng)物病原庫(kù),上海 201306;2.上海海洋大學(xué)水產(chǎn)科學(xué)國(guó)家級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心,上海 201306;3.上海海洋大學(xué)農(nóng)業(yè)部淡水水產(chǎn)種質(zhì)資源重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,上海 201306;4.南昌市農(nóng)業(yè)科學(xué)院,南昌 330038)
中華絨螯蟹(Eriocheirsinensis)養(yǎng)殖業(yè)是我國(guó)水產(chǎn)養(yǎng)殖的支柱產(chǎn)業(yè)之一。近年來(lái),江蘇省中華絨螯蟹養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展,2014年江蘇省河蟹總產(chǎn)值達(dá)40億美元[1],然而養(yǎng)殖迅猛發(fā)展的同時(shí)病害問(wèn)題也愈演愈烈,2015年和2016年江蘇省興化市暴發(fā)了中華絨螯蟹肝胰腺壞死癥,俗稱“水癟子”,造成總產(chǎn)量損失達(dá)40%~50%[2],2017年雖呈現(xiàn)稍緩態(tài)勢(shì),但仍威脅著我國(guó)河蟹產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。早在2001年,東太湖已發(fā)現(xiàn)類似疾病[3],但一直未得到足夠的關(guān)注。目前尚未有學(xué)者詳細(xì)描述該病各典型癥狀的變化過(guò)程,對(duì)完整病程中各階段的劃分也存在不足,該病的病原仍存在爭(zhēng)論,主要集中于微孢子蟲(chóng)[2]、白斑綜合征病毒(WSSV)[4]和非生物因素[3,5~6]。為探究以上問(wèn)題,實(shí)驗(yàn)在江蘇省興化市采集80只該病病蟹,從中選取處于不同患病階段共12只,進(jìn)行組織病理學(xué)研究和微孢子蟲(chóng)、WSSV兩種病原的檢測(cè),系統(tǒng)地闡述了該病各典型癥狀的變化過(guò)程,并創(chuàng)新地依據(jù)肝小管病變程度,將完整病程劃分為4個(gè)時(shí)期,最后對(duì)病原檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行討論分析,為中華絨螯蟹肝胰腺壞死癥提供臨床診斷和預(yù)防的依據(jù)。
2018年4-6月,于江蘇省泰州市興化市采集患中華絨螯蟹肝胰腺壞死綜合征病蟹共80只(50~100 g),為全面了解該病各時(shí)期的病理變化,挑選處于該病各階段且具有所處階段典型癥狀的病蟹,共12只(1~12號(hào)),分別采集這12只病蟹的肝胰腺、肌肉和鰓組織于波恩氏液中固定24 h后轉(zhuǎn)入70%乙醇中于4 ℃下保存,用于制作組織病理切片,同時(shí)采集肝胰腺和肌肉組織于-80 ℃下保存,用于病原檢測(cè)實(shí)驗(yàn)。
病蟹活體剖檢觀察:活體解剖病蟹(1~12號(hào)),觀察體表及各內(nèi)臟器官的病變情況,與健康蟹進(jìn)行比較,以確定該病的主要病變規(guī)律和病變器官,采集圖片并做出臨床解剖診斷。
組織病理學(xué)切片制備和觀察:將所保存的組織用銳利手術(shù)刀修整為長(zhǎng)5 mm寬2 mm高1 mm左右的組織塊,經(jīng)過(guò)體積分?jǐn)?shù)70%~100%的乙醇逐級(jí)脫水、二甲苯透明、石蠟包埋、切片機(jī)切片(厚度5 μm)、H.E.染色、中性樹(shù)膠封片制成組織病理切片,在奧林巴斯高級(jí)攝像顯微鏡(BX51/DP72)下觀察拍照。
巢式PCR檢測(cè)WSSV:利用巢式PCR技術(shù)檢測(cè)病蟹肝胰腺和肌肉組織中的WSSV。PCR引物序列參照文獻(xiàn)[7],PCR反應(yīng)程序參照文獻(xiàn)[8]。PCR產(chǎn)物在1.5%的瓊脂凝膠上進(jìn)行電泳,在BIO-RAD凝膠成像系統(tǒng)中觀察拍照。
常規(guī)PCR檢測(cè)微孢子蟲(chóng):利用常規(guī)PCR技術(shù)檢測(cè)病蟹肝胰腺和肌肉組織。PCR引物序列及PCR反應(yīng)程序參照文獻(xiàn)[2]。PCR產(chǎn)物在1.5%的瓊脂凝膠上進(jìn)行電泳,在BIO-RAD凝膠成像系統(tǒng)中觀察拍照。
肝胰腺癥狀表現(xiàn):與健康河蟹肝胰腺(圖版Ⅰ-1)對(duì)比,發(fā)現(xiàn)1~3號(hào)病蟹肝胰腺明顯增生、腫大(圖版Ⅱ-1),同時(shí),腺體因體積增大,出現(xiàn)向泄殖腔拓張的癥狀(圖版Ⅱ-2、3);4~6號(hào)病蟹肝胰腺出現(xiàn)黃色與白色肝小管交錯(cuò)的癥狀(圖版Ⅱ-4~6);7~9號(hào)病蟹肝胰腺出現(xiàn)肝小管全部白化的癥狀(圖版Ⅱ-7~9);10~12號(hào)病蟹肝胰腺出現(xiàn)嚴(yán)重萎縮、粘液增多、渾濁、半透明、粥樣的特征(圖版Ⅱ-10~12)。
鰓部癥狀表現(xiàn):6、12號(hào)病蟹鰓部變黑(圖版Ⅱ-6、12);1、5、9、10號(hào)病蟹鰓部顏色變暗(圖版I-1、5、9、10)。
副肢癥狀表現(xiàn):副肢均無(wú)力,甲殼變薄、脆,易被外力(如:手指按壓)造成形變。
綜上所述,肉眼可見(jiàn)的肝胰腺白化、萎縮,鰓絲顏色變深,副肢無(wú)力、變軟,腹腔積水為該病的臨床癥狀。
2.2.1 肝胰腺組織病理變化
與健康河蟹肝胰腺組織切片(圖版Ⅰ-2)對(duì)比,發(fā)現(xiàn)12只病蟹的肝小管上皮細(xì)胞均有不同程度的病變及損傷,體現(xiàn)出該病病程中不同階段的病理特征。1~3號(hào)病蟹的肝小管上皮細(xì)胞大量增生,病變?yōu)閰^(qū)別于健康肝小管單層上皮細(xì)胞的多層上皮細(xì)胞(圖版Ⅲ-1~3);4~6號(hào)病蟹肝胰腺中的部分肝小管空泡化,與正常肝小管交錯(cuò)分布(圖版Ⅲ-4~6),4號(hào)病蟹空泡化的肝小管上皮細(xì)胞輕度溶解(圖版Ⅲ-4);7~9號(hào)病蟹的全部肝小管均重度空泡化(圖版Ⅲ-7~9);10~12號(hào)病蟹的全部肝小管上皮細(xì)胞均嚴(yán)重溶解(圖版Ⅲ-10~12)。肝胰腺組織在該病發(fā)展過(guò)程中的不同階段體現(xiàn)出規(guī)律的病理變化特征,其病變癥狀對(duì)該病診斷起最重要作用。
2.2.2 鰓組織病理變化
與健康河蟹鰓組織切片(圖版Ⅰ-3)對(duì)比,發(fā)現(xiàn)12只病蟹的鰓組織細(xì)胞結(jié)構(gòu)完整,僅局部鰓弓和個(gè)別鰓小葉發(fā)生病變,1~3以及6號(hào)病蟹鰓弓和鰓小葉不同程度充血(圖版Ⅳ-1~3、6)。1、2、5、6號(hào)病蟹嗜酸性粒細(xì)胞有不同程度的浸潤(rùn)(圖版Ⅳ-1、2、5、6)。4~10以及12號(hào)病蟹鰓部多處不同程度水腫,其中9號(hào)病蟹鰓小葉上皮細(xì)胞融合(圖版Ⅳ-4~10、12)。鰓部并未呈現(xiàn)出規(guī)律性的病理變化,病理癥狀種類各異,個(gè)體差異性較大,多與其生長(zhǎng)水體的水質(zhì)情況差異性有關(guān),如:理化因子含量、渾濁度、pH等,亦可能因患病個(gè)體抵抗力下降,繼而被病毒、真菌、細(xì)菌、寄生蟲(chóng)等侵染所致。
2.2.3 肌肉組織病理變化
與健康河蟹肌肉組織切片(圖版Ⅰ-2)對(duì)比,發(fā)現(xiàn)隨著12只病蟹肝胰腺病變的加劇,肌肉組織也呈現(xiàn)出愈發(fā)嚴(yán)重的萎縮(圖版Ⅴ-1~12),同時(shí)個(gè)別部位出現(xiàn)嗜堿性粒細(xì)胞浸潤(rùn)的病理癥狀(圖版Ⅴ-1、6、9),最終病蟹肌肉嚴(yán)重萎縮部位被結(jié)締組織的增生所取代(圖版Ⅳ-10~12)。
微孢子蟲(chóng)檢測(cè)的擴(kuò)增片段預(yù)期大小為931 bp,白斑綜合征病毒(WSSV)檢測(cè)的擴(kuò)增片段預(yù)期大小為982 bp,陽(yáng)性目標(biāo)條帶均出現(xiàn)在1 000 bp分子標(biāo)準(zhǔn)的下方。
12只病蟹肝胰腺和肌肉組織中微孢子蟲(chóng)的檢測(cè)結(jié)果顯示,4~7號(hào)病蟹肝胰腺組織檢測(cè)呈陽(yáng)性(圖1-A),肌肉組織檢測(cè)全部呈陰性(圖1-B),統(tǒng)計(jì)(表1)顯示,4只病蟹肝胰腺檢測(cè)結(jié)果呈陽(yáng)性,肌肉檢測(cè)結(jié)果全部呈陰性。
圖1 肝胰腺和肌肉組織寄生微孢子蟲(chóng)的PCR檢測(cè)結(jié)果Fig.1 Results detected by conventional PCR of hepatopancreas and muscle parasitized by microsporidian M:DL2000分子質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn);A:肝胰腺組織中微孢子蟲(chóng)檢測(cè);B:肌肉組織中微孢子蟲(chóng)的檢測(cè)。
樣品肝胰腺肌肉樣 品肝胰腺肌肉1--7+-2--8--3--9--4+-10--5+-11--6+-12--
注:+ 為陽(yáng)性結(jié)果;- 為陰性結(jié)果。
12只病蟹肝胰腺和肌肉組織WSSV檢測(cè)結(jié)果顯示,僅12號(hào)呈陰性(圖2-A),肌肉組織檢測(cè)中僅3、12號(hào)呈陰性(圖2-B)。統(tǒng)計(jì)(表2)顯示,11只病蟹肝胰腺檢測(cè)呈陽(yáng)性,10只病蟹肌肉檢測(cè)呈陽(yáng)性。
圖2 肝胰腺和肌肉組織中WSSV的PCR檢測(cè)結(jié)果Fig.2 Results detected by conventional PCR of hepatopancreas and muscle infected by WSSV M:DL2000分子標(biāo)準(zhǔn);P:陽(yáng)性對(duì)照;N:陰性對(duì)照;A:病蟹肝胰腺組織中WSSV檢測(cè);B:病蟹肌肉組織中WSSV的檢測(cè)
樣 品肝胰腺肌肉樣 品肝胰腺肌肉1++7++2++8++3+-9++4++10++5++11++6++12--
注:+ 為陽(yáng)性結(jié)果;- 為陰性結(jié)果。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果以2個(gè)病理特征診斷中華絨螯蟹肝胰腺壞死癥:(1)肝胰腺的肝小管出現(xiàn)上皮細(xì)胞增生、黃白肝、白化、粥樣化癥狀之一。(2)副肢軟化、肌肉萎縮、局部白濁。
目前,楊宗英等[9]已對(duì)肝胰腺顏色變化機(jī)理進(jìn)行了充分的闡釋,本研究則重點(diǎn)針對(duì)肝胰腺自肥大到壞死萎縮、肌肉萎縮和腹腔積水等典型癥狀的變化過(guò)程及其關(guān)聯(lián)進(jìn)行描述。首先肝胰腺作為該病完整周期中的主要病變器官,呈現(xiàn)出先增生、功能增強(qiáng)而后器官衰竭、壞死、萎縮的變化特點(diǎn),推測(cè)這種病理變化是由于致病因子導(dǎo)致肝胰腺機(jī)能負(fù)擔(dān)增加,作為反應(yīng),肝胰腺在病理?xiàng)l件下發(fā)生肥大、肝小管上皮細(xì)胞增生,器官功能增強(qiáng),但儲(chǔ)備力卻相對(duì)降低,屬于典型的代償性肥大[10],當(dāng)肝胰腺的機(jī)能負(fù)擔(dān)超過(guò)其代償限度時(shí),造成器官功能不全,肝小管上皮細(xì)胞空泡增多、壞死、溶解,肝胰腺逐步衰竭,無(wú)法儲(chǔ)存營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),同時(shí)病蟹食欲減弱、食物攝入量嚴(yán)重不足,機(jī)體通過(guò)分解肌肉組織以補(bǔ)充能量供應(yīng),最終造成肝胰腺和副肢肌肉嚴(yán)重萎縮,由于中華絨螯蟹的循環(huán)系統(tǒng)屬開(kāi)管系統(tǒng),導(dǎo)致腹腔內(nèi)大量血液堆積以填充肝胰腺萎縮的空間,因此出現(xiàn)腹腔積液的癥狀。
目前,已有學(xué)者依據(jù)肝胰腺顏色變化將該病劃分為淺黃、淺粉、乳白和灰白四個(gè)階段[11],但這種依靠肝胰腺顏色劃分發(fā)病階段的方法存在以下三點(diǎn)不足:第一,未包含肝胰腺增生這一發(fā)病階段;第二,肝小管的白化并不同步,是逐個(gè)白化,存在黃、白肝小管交錯(cuò)的時(shí)期,依據(jù)肝胰腺顏色進(jìn)行劃分則無(wú)法體現(xiàn)這一階段特點(diǎn);第三,肝胰腺呈現(xiàn)淺粉、乳白色時(shí),肝小管已完全白化,應(yīng)當(dāng)屬于同一發(fā)病階段。結(jié)合病蟹剖檢觀察及組織病理觀察結(jié)果,發(fā)現(xiàn)可根據(jù)肝小管病變特點(diǎn),將中華絨螯蟹肝胰腺壞死癥的完整病程劃分為以下四個(gè)時(shí)期。
Ⅰ期:肝胰腺增生期,此階段病蟹臨床解剖表現(xiàn)為肝胰腺腫大,顏色正常,因腺體體積增大而向泄殖腔拓張(圖版Ⅱ-2、3)。組織病理顯示,肝小管上皮細(xì)胞有明顯的增生現(xiàn)象,即出現(xiàn)多層上皮細(xì)胞,區(qū)別于健康的單層柱狀上皮細(xì)胞;此時(shí)期副肢肌肉萎縮較輕。
Ⅱ期:部分肝小管白化期,此階段為Ⅰ期和Ⅲ期之間的過(guò)渡期,病蟹臨床解剖表現(xiàn)為增生期肝小管與白化期肝小管交錯(cuò)分布。組織病理顯示,Ⅰ期和Ⅲ期肝小管交錯(cuò)分布;此時(shí)期副肢肌肉輕度萎縮。
Ⅲ期:肝小管完全白化期,此階段病蟹臨床解剖表現(xiàn)為肝胰腺?gòu)氐装谆虬字型钢ⅫS,肉眼觀察為純白色或淡粉色,但腺體還未發(fā)生嚴(yán)重萎縮現(xiàn)象;組織病理顯示,肝小管柱狀上皮細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)嚴(yán)重空泡化,空泡占比65%以上;此時(shí)期副肢肌肉萎縮較重。
Ⅳ期:肝胰腺壞死期,此階段病蟹臨床解剖表現(xiàn)為病蟹肝胰腺明顯萎縮,肝小管粘連、呈粥樣的半透明糊狀;組織病理顯示,肝小管上皮細(xì)胞出現(xiàn)崩解、自溶的現(xiàn)象,柱狀上皮細(xì)胞結(jié)構(gòu)不完整,但肝小管管壁并未破損;此時(shí)期副肢肌肉萎縮嚴(yán)重。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,僅有33.3%的病蟹肝胰腺中檢測(cè)出微孢子蟲(chóng),因此,微孢子蟲(chóng)作為中華絨螯蟹肝胰腺壞死癥病原的可能性較小。WSSV在病蟹肝胰腺和肌肉組織中的檢出率為91.7%和83.3%,但WSSV為高毒性病毒,有研究表明,健康中華絨螯蟹經(jīng)過(guò)人工感染W(wǎng)SSV 96 h后的存活率不足20%[12],同時(shí)實(shí)際生產(chǎn)中發(fā)生白斑綜合癥的河蟹養(yǎng)殖池塘存在大量病蟹死亡的現(xiàn)象,與肝胰腺壞死癥死亡率低的特點(diǎn)不符,同時(shí)肝胰腺壞死綜合征病蟹雖感染白斑綜合征病毒卻未引發(fā)相應(yīng)癥狀,推測(cè)是由于病蟹體內(nèi)的WSSV濃度較低,未達(dá)到引起疾病癥狀產(chǎn)生的最低病毒濃度,故認(rèn)為病蟹作為WSSV攜帶者的可能性較大,而WSSV作為肝胰腺壞死癥致病因子的可能性較小。
依據(jù)采集病蟹樣品期間的流行病學(xué)調(diào)查發(fā)現(xiàn),發(fā)病池塘在當(dāng)年4月底殺蟲(chóng)作業(yè)時(shí),均存在嚴(yán)重的阿維菌素濫用情況,用量超使用說(shuō)明劑量5~10倍,5月中旬即出現(xiàn)處于肝胰腺壞死病早期的個(gè)體,結(jié)合該病早期具有肝胰腺代償性肥大癥狀,不排除有毒素致病的可能性,有研究表明[13],阿維菌素亞致死暴露下,河蟹肝胰腺中乳酸脫氫酶(LDH)和乙酰膽堿酯酶(AChE)活性顯著降低,谷胱甘肽S-轉(zhuǎn)移酶(GSTs)活性呈現(xiàn)先顯著提高而后逐步降低的趨勢(shì),其中LDH參與有氧氧化和糖類代謝,并發(fā)揮重要作用[14],其活性的改變會(huì)造成糖類代謝異常,抑制機(jī)體供能,進(jìn)一步造成器官損傷,在一定程度上更敏感地反映臟器的功能狀況[15],AChE的活性與沖動(dòng)傳導(dǎo)、神經(jīng)細(xì)胞的能量代謝等重要生理過(guò)程有關(guān)[16],GSTs是一種參與機(jī)體解毒的酶,通過(guò)提高谷胱甘肽(GSH)合成,增強(qiáng)機(jī)體清除脂質(zhì)過(guò)氧化物自由基的能力。這項(xiàng)研究顯示健康河蟹在阿維菌素誘導(dǎo)下,肝胰腺排毒功能先增強(qiáng)后衰弱、營(yíng)養(yǎng)代謝功能持續(xù)衰退的特點(diǎn),與中華絨螯蟹肝胰腺壞死癥初期肝胰腺代償性肥大,后期器官衰竭的特點(diǎn)具有相似性,同時(shí)也為該病的進(jìn)一步研究提供了思路,因此,實(shí)驗(yàn)結(jié)果更加傾向于支持非生物因素作為該病致病因子的觀點(diǎn),但仍需對(duì)四個(gè)病理時(shí)期肝胰腺中LDH、AChE和GSTs三種酶作進(jìn)一步研究,同時(shí)也需要采用實(shí)際生產(chǎn)中藥物濫用劑量,對(duì)健康中華絨螯蟹進(jìn)行中長(zhǎng)期持續(xù)誘導(dǎo)的實(shí)驗(yàn)加以驗(yàn)證。
圖版Ⅰ 健康中華絨螯蟹
Plate.Ⅰ Healthy ChineseE.sinensis
1.健康河蟹解剖圖;2.健康河蟹肝胰腺組織石蠟切片;3.健康河蟹鰓組織石蠟切片;4.健康河蟹肌肉組織石蠟切片。
圖版Ⅱ 病蟹解剖圖
Plate.Ⅱ Anatomical drawning of sick crabs 1.1號(hào)病蟹 肝胰腺腫大、增生(H);2.2號(hào)病蟹 肝胰腺腫大,腺體有向泄殖腔拓張的趨勢(shì)(E);
3.3號(hào)病蟹 肝胰腺嚴(yán)重腫大,出現(xiàn)腺體向泄殖腔拓張的癥狀(E);4~5.4、5號(hào)病蟹 部分肝小管白化(W),黃、白肝小管交錯(cuò);6.6號(hào)病蟹 少量肝小管白化(W),鰓絲嚴(yán)重變黑(B);7~9.7~9號(hào)病蟹 肝小管全部白化(W);
10.10號(hào)病蟹 肝胰腺粥樣病變、重度萎縮(A),少量腹水(as);11.11號(hào)病蟹 肝胰腺粥樣病變、重度萎縮
(A);12.12號(hào)病蟹 肝胰腺粥樣病變、嚴(yán)重萎縮(A),腹水較多(as),鰓絲變黑(B)。
圖版Ⅲ 病蟹肝胰腺組織病理
Plate.Ⅲ Histopathology of hepatopancreas in sick crabs
1~3.1~3號(hào)病蟹 肝小管上皮細(xì)胞增生(H);4.4號(hào)病蟹 白化肝小管空泡化(V),細(xì)胞溶解(D),未白化的肝小管,上皮細(xì)胞增生(H);5~6.5、6號(hào)病蟹 白化肝小管空泡化(V),肝小管上皮細(xì)胞少量增生
(H);7~9.7~9號(hào)病蟹 肝小管上皮細(xì)胞空泡化嚴(yán)重(V);10~12.10~12號(hào)病蟹 肝小管上皮細(xì)胞溶解(D)。
圖版Ⅳ 病蟹鰓組織病理
Plate.Ⅳ Histopathology of gill in sick crabs
1.1號(hào)病蟹 鰓絲、鰓弓充血(hy),嗜酸性粒細(xì)胞(eo)和嗜堿性粒細(xì)胞(bg)浸潤(rùn);2.2號(hào)病蟹 鰓小葉尖端充血(hy),嗜酸性粒細(xì)胞浸潤(rùn)(eo);3.3號(hào)病蟹 鰓弓充血(hy);4.4號(hào)病蟹 鰓小葉尖端水腫(ed);5.5號(hào)病蟹 鰓小葉水腫(ed),嗜酸性粒細(xì)胞浸潤(rùn)(eo);6.6號(hào)病蟹 鰓小葉充血(hy)、水腫(ed),嗜酸性粒細(xì)胞浸潤(rùn)(eo);7~8.7、8號(hào)病蟹 鰓小葉輕微水腫
(ed);9.9號(hào)病蟹 鰓小葉嚴(yán)重水腫(ed)、上皮細(xì)胞融合(an)、嗜酸性粒細(xì)胞浸潤(rùn)(eo);10.10號(hào)病蟹 鰓弓水腫(ed);
11.11號(hào)病蟹 鰓小葉尖部萎縮(A);12.12號(hào)病蟹 鰓小葉尖部萎縮(A)、水腫(ed)。
圖版V 病蟹肌肉組織病理
Plate.V Histopathology of muscle in sick crabs
1.1號(hào)病蟹 肌肉萎縮較輕(A),嗜堿性粒細(xì)胞浸潤(rùn)(bg);2~5.2~5號(hào)病蟹 肌肉萎縮較輕(A);6.6號(hào)病蟹 肌肉輕度萎縮(A),嗜堿性粒細(xì)胞浸潤(rùn)(bg);7~8.7、8號(hào)病蟹 肌肉重度萎縮(A);9.9號(hào)病蟹 肌肉萎縮較輕(A)、
嗜堿性粒細(xì)胞浸潤(rùn)(bg);10~12.10~12號(hào)病蟹 肌肉重度萎縮(A),結(jié)締組織增多(S)。