文/鞏金鵬 潘曉藝 朱悅 沈錦玉

魚類疾病會(huì)給水產(chǎn)養(yǎng)殖帶來較大經(jīng)濟(jì)損失，而疫苗是預(yù)防魚類疾病的有效措施之一。本文就近年來報(bào)道中熱度逐年上升的虹彩病毒病進(jìn)行簡要介紹，并概述了虹彩病毒疫苗的研發(fā)進(jìn)展，以期為我國魚類虹彩病毒疫苗的研究與推廣提供理論基礎(chǔ)。

漁業(yè)不僅是國民經(jīng)濟(jì)的重要組成部分，而且為國家糧食安全和社會(huì)發(fā)展作出了貢獻(xiàn)。根據(jù)2020中國漁業(yè)統(tǒng)計(jì)年鑒統(tǒng)計(jì)顯示，全國水產(chǎn)養(yǎng)殖產(chǎn)量5079.07萬噸，同比增長1.76%。2019年全國水產(chǎn)養(yǎng)殖面積7108.50千公頃，其中海水養(yǎng)殖面積1992.18千公頃，淡水養(yǎng)殖面積5116.32千公頃。然而，疾病的流行給水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)帶來了不少的損失。挪威學(xué)者?ystein Evensen研究估計(jì)，有10%的養(yǎng)殖水生動(dòng)物由于傳染病而損失，全球范圍內(nèi)每年損失超過100億美元?！?020年我國水生動(dòng)物重要疫病狀況分析》顯示我國近幾年因病造成漁業(yè)損失已超過400億人民幣。病毒性疾病是魚類養(yǎng)殖中常見的病害，自從美國學(xué)者Wolf第一次分離到魚類病毒（傳染性胰腺壞死病毒），目前已知的魚類病毒有70幾種。根據(jù)國際病毒分類學(xué)委員會(huì)（ICTV）對虹彩病毒科的記載，虹彩病毒屬物種在自然宿主范圍和毒力方面差異很大，蛙虹彩病毒屬、細(xì)胞腫大病毒屬都在內(nèi)臟器官內(nèi)復(fù)制，盡管發(fā)病率和死亡率因特定病毒、宿主和環(huán)境而異，但死亡率水平有時(shí)可接近100%，而感染淋巴囊腫病毒的魚在外表面（有時(shí)是內(nèi)部器官）上顯示出疣狀生長，但感染會(huì)自發(fā)消退，死亡率通常較低。它們可以通過注射或浸泡進(jìn)行實(shí)驗(yàn)傳播，也可以通過共同生活和喂養(yǎng)自然傳播。

一、虹彩病毒科

國際病毒分類學(xué)委員會(huì)（ICTV）第十次病毒分類報(bào)告將虹彩病毒科分為五個(gè)屬：蛙虹彩病毒屬、淋巴囊腫病毒屬、細(xì)胞腫大病毒屬、虹彩病毒屬、綠虹彩病毒屬，其中蛙虹彩病毒屬、淋巴囊腫病毒屬、細(xì)胞腫大病毒屬感染脊椎動(dòng)物（如硬骨魚、兩棲動(dòng)物和爬行動(dòng)物），虹彩病毒屬、綠虹彩病毒屬感染無脊椎動(dòng)物（如昆蟲和甲殼動(dòng)物）。此外，在該科中還有一些未被歸入屬的病毒，由于本文僅涉及魚類虹彩病毒疫苗，所以圍繞蛙虹彩病毒屬、淋巴囊腫病毒屬、細(xì)胞腫大病毒屬展開綜述。

虹彩病毒的病毒粒子呈二十面體對稱，直徑通常為120nm～200nm，但也可能高達(dá)350nm（如淋巴囊腫病毒屬）。病毒基因組為線性雙鏈的DNA，大小范圍在103kbp～220kbp，具體取決于病毒種類。相對分子質(zhì)量是1 3 0×1 06，G+C的含量為29%～58%。病毒DNA環(huán)狀排列和末端冗余的，會(huì)使基因組的大小增加10%～30%。

虹彩病毒抵抗力強(qiáng)，感染培養(yǎng)物在23℃下可存放幾個(gè)月。與其它病毒相比，反復(fù)凍融對其影響較小，使用時(shí)間間隔短時(shí)可存放于4℃或-20℃，長期保存時(shí)可存放于-80℃或液氮。此外病毒對脂溶性溶劑敏感。

（一）蛙虹彩病毒屬

該種類病毒基因組呈環(huán)狀排列，約30%的末端冗余，大小范圍是104kbp～140kbp，G+C含量為49%～55%。蛙虹彩病毒屬是虹彩病毒科中成員最多的屬，其大部分病毒會(huì)引起水生動(dòng)物疾病，包括流行性造血器官壞死病毒（EHNV）、歐鲇病毒（ESV）、歐洲鯰魚病毒（ECV）、大口黑鱸虹彩病毒（LMBV）、新加坡石斑魚虹彩病毒（SGIV）等數(shù)十種病毒。蛙虹彩病毒屬病毒感染宿主范圍廣泛，涉及魚類、兩棲類、爬行類近百種水生動(dòng)物，而且發(fā)病率和死亡率都很高。EHNV限于澳大利亞；ESV、ECV限于歐洲大陸；LMBV主要感染大口黑鱸，在北美和亞洲的幾種淡水魚也有報(bào)道；SGIV會(huì)導(dǎo)致亞洲多種海水魚類患病。其中，國內(nèi)外大口黑鱸虹彩病毒研究報(bào)道最多。

大口黑鱸虹彩病被發(fā)現(xiàn)于1996年，美國桑蒂-庫珀水庫大口黑鱸大規(guī)模死亡，經(jīng)過檢測鑒定，初步歸納為虹彩病毒科，命名為LMBV。在國內(nèi)，2008年廣東省順德大口黑鱸暴發(fā)疾病，患病魚會(huì)表現(xiàn)體表潰爛，部分魚會(huì)失去平衡，肝脾腎腫大并伴有出血，對瀕死魚剖檢，魚鰾、腎臟研磨除菌后，接種鯉魚上皮瘤細(xì)胞分離到致病性大口黑鱸虹彩病毒，命名為LMBV-C株。LMBV在夏季發(fā)病，尤其是在水溫28℃左右發(fā)病。通過腹腔注射進(jìn)行人工感染，大口黑鱸會(huì)出現(xiàn)肝臟蒼白、皮膚充血、注射部位炎癥、腹膜炎和胃腸道粘膜上皮細(xì)胞局灶性壞死等癥狀。LMBV可以使用常用的細(xì)胞系進(jìn)行分離，包括BF-2、FHM、CO和EPC細(xì)胞。常規(guī)聚合酶鏈反應(yīng)和實(shí)時(shí)熒光定量聚合酶鏈反應(yīng)被認(rèn)為是LMBV的特異性檢測方法，它們主要的靶標(biāo)基因是病毒主要衣殼蛋白基因和聚合酶基因。

（二）細(xì)胞腫大病毒屬

該種類病毒基因組DNA甲基化，大小范圍在105kbp～118kbp，G+C含量為53%～55%，病毒粒子二十面體對稱，直徑140nm～200nm，大約有120個(gè)開放閱讀框，約70%是該屬所特有的。通過56℃，30min的加熱、紫外照射、乙醚以及暴露于pH3以下、pH11以上環(huán)境可滅活，包括傳染性脾腎壞死病毒（ISKNV）、真鯛虹彩病毒（RSIV）等病毒。細(xì)胞腫大病毒1990年首次發(fā)現(xiàn)于患病真鯛，經(jīng)檢測屬于虹彩病毒。2005年根據(jù)患病魚組織學(xué)檢查中觀察到的肥大細(xì)胞外觀，對病毒進(jìn)行分類，將其確認(rèn)為虹彩病毒科第五屬。細(xì)胞腫大病毒在熱帶和溫帶地區(qū)都有發(fā)現(xiàn)，在東南亞和東亞最常見，該屬的病毒有一個(gè)廣泛的宿主范圍，包括50種魚類。在國內(nèi)，1994年鱖魚被確認(rèn)為由ISKNV引起疾病，患病魚表現(xiàn)出活動(dòng)減少和進(jìn)食減少、體色蒼白和鰓蒼白等臨床癥狀。由腫大細(xì)胞病毒引起的疾病綜合征，在死亡之前都表現(xiàn)出全身性疾病的非特異性體征，死亡率通常在20%～60%之間，在集約化水產(chǎn)養(yǎng)殖中，魚類的死亡率有時(shí)甚至達(dá)到100%。

（三）淋巴囊腫病毒屬

該種類病毒高度甲基化，大小范圍在103kbp～186kbp，G+C含量為27%～29%，病毒粒子直徑198nm～300nm，衣殼纖維將它與其它兩種虹彩病毒區(qū)別開來。病毒不耐熱，對乙醚和甘油較敏感，對干燥和冷凍很穩(wěn)定。其傳染性在18℃～20℃的水中能保持5d以上，在溫度-20℃下2年仍具有感染力，包括淋巴囊腫病毒（LCDV）等病毒。1874年，淋巴囊腫病在歐洲河鰈上被首次發(fā)現(xiàn)，之后在許多淡水海水魚類都有所發(fā)現(xiàn)，是被發(fā)現(xiàn)最早的魚類病毒病。1965年采用細(xì)胞培養(yǎng)和電鏡技術(shù)后，被確認(rèn)為屬于虹彩病毒。已有報(bào)道顯示，該病感染的魚類有100多種，流行范圍廣，以海水魚類為主。我國養(yǎng)殖的牙鲆易發(fā)生此病，患病魚病變處表現(xiàn)為花椰菜樣，鰭上病變典型，且容易再次感染。有研究表明牙鲆感染淋巴囊腫病毒在適應(yīng)溫度下會(huì)自愈，水溫在18℃時(shí)發(fā)病嚴(yán)重，腫瘤生長較快；14℃或低于14℃，腫瘤生長緩慢；24℃以上，出現(xiàn)自愈現(xiàn)象，但是其外觀難看，患病魚無法再銷售。LCDV對成纖維細(xì)胞有趨向性，局限于真皮，而不會(huì)引起全身感染。該病毒不易培養(yǎng)，雖然具有高度傳染性，但通常被認(rèn)為是一種致死率較低的感染，會(huì)影響淡水和海洋環(huán)境中野生捕獲的魚類。

二、虹彩病毒疫苗

自從1976年在美國獲批第一個(gè)商業(yè)化水產(chǎn)疫苗“鮭魚紅嘴病疫苗”以來，水產(chǎn)疫苗獲得快速發(fā)展。全球目前有24種已獲商業(yè)許可的魚類疫苗，可用于多種魚類，這些疫苗包括滅活疫苗、活疫苗、亞單位疫苗、DNA疫苗、活載體疫苗和合成肽疫苗等。大多數(shù)魚類疫苗主要是滅活疫苗，它們是由佐劑配制，并通過浸泡或注射途徑免疫?；钜呙绺行?，因?yàn)樗鼈兡M自然病原體感染并產(chǎn)生強(qiáng)烈的抗體反應(yīng)，因此主要通過口服或浸泡途徑給予。虹彩病毒疫苗目前在國內(nèi)獲得新獸藥證書的有鱖傳染性脾腎壞死病滅活疫苗和進(jìn)口注冊的魚虹彩病毒滅活疫苗。下面將根據(jù)疫苗不同種類介紹魚類虹彩病毒疫苗研究應(yīng)用進(jìn)展。

（一）滅活疫苗

滅活疫苗是通過將培養(yǎng)的細(xì)菌或病毒滅活，使其失去復(fù)制和感染力，但不破壞其抗原性的疫苗。針對魚類虹彩病毒滅活疫苗，早在1999年Kazuhiro Nakajima等通過福爾馬林滅活培養(yǎng)真鯛虹彩病毒，通過腹腔注射免疫，觀察12周，再用真鯛虹彩病毒進(jìn)行感染，免疫組的死亡率（19.2%）顯著低于未免疫組（68.5%），免疫組體重明顯大于對照組。董傳甫等通過用福爾馬林滅活細(xì)胞培養(yǎng)（FKC）疫苗，免疫保護(hù)實(shí)驗(yàn)表明，免疫FKC疫苗的魚90%以上能抵抗ISKNV，免疫魚的血清在體外和體內(nèi)都顯著抑制病毒感染，從免疫魚血清中純化的IgM在體內(nèi)也顯示出有效的中和作用。并且研制基于MFF-1細(xì)胞培養(yǎng)系統(tǒng)的佐劑型ISKNV細(xì)胞滅活疫苗，實(shí)驗(yàn)室內(nèi)對鱖魚的免疫保護(hù)率達(dá)100%，田間試驗(yàn)免疫保護(hù)率在95%以上。樊廷俊等將大菱鲆病毒性紅體綜合征虹彩病毒用0.1%福爾馬林滅活，用0.5%氫氧化鋁配制滅活疫苗，通過肌肉注射接種疫苗兩次后，大菱鲆以劑量依賴的方式產(chǎn)生了高滴度的TRBIV中和抗體。在實(shí)驗(yàn)室通過皮下接種確定的免疫保護(hù)率為83.3%，在大菱鲆養(yǎng)殖場通過浸泡接種確定的免疫保護(hù)率為90.5%。劉文枝等用β-丙內(nèi)酯滅活大鯢虹彩病毒并免疫，評估紅細(xì)胞和白細(xì)胞計(jì)數(shù)和分類、吞噬活性、中和抗體滴定、免疫相關(guān)基因表達(dá)和相對存活率的測定。免疫后第4d和第7d，中國大鯢外周血紅細(xì)胞和白細(xì)胞數(shù)量顯著增加（P＜0.01），單核細(xì)胞和中性粒細(xì)胞的白細(xì)胞計(jì)數(shù)與對照組相比有顯著差異（P＜0.01）；免疫相關(guān)基因TLR-9和MyD88的表達(dá)顯著上調(diào)，免疫組的相對存活率為72%。Zhengliang Ou-yang等研究了兩種疫苗對石斑魚的免疫原性和病毒感染的保護(hù)作用。分別用β-丙內(nèi)酯和福爾馬林滅活新加坡石斑魚虹彩病毒，免疫后30d，存活率分別為91.7%和100%。并且誘導(dǎo)了早期的非特異性抗病毒免疫，以及隨后的特異性免疫反應(yīng)，包括體液免疫和細(xì)胞免疫。Jiacheng Zhang等制備滅活I(lǐng)SKNV疫苗，以聚異戊二烯、殼聚糖和山莨菪堿不同的佐劑評價(jià)免疫應(yīng)答的影響，殼聚糖能增強(qiáng)對肝脾組織的保護(hù)作用，聚異戊二烯和殼聚糖對過氧化氫酶、酸性磷酸酶、血尿素氮有保護(hù)作用，聚異戊二烯、殼聚糖和山莨菪堿顯著提高了抗病毒功能，抑制了病毒復(fù)制，殼聚糖和山莨菪堿在免疫保護(hù)率試驗(yàn)中具有顯著的保護(hù)作用，這些佐劑還可以誘導(dǎo)脾和中腎細(xì)胞早期免疫應(yīng)答的細(xì)胞因子。

（二）活疫苗

活疫苗是由一種或多種病毒或細(xì)菌制備的，這些病毒或細(xì)菌對目標(biāo)魚種表現(xiàn)出弱毒力或天然低毒力。虹彩病毒疫苗在這方面研究較少，So-Young Oh等在低溫下（＜18℃）對條石鯛進(jìn)行低拷貝的真鯛虹彩病毒（RSIV）的感染，表明在低溫下存活的RSIV魚受到了強(qiáng)烈的保護(hù)，不受同源RSIV的再攻毒；RSIV對條石鯛產(chǎn)生保護(hù)性免疫反應(yīng)的閾值水平≤105.4 genomes /mg，當(dāng)條石鯛在18℃飼養(yǎng)并接種RSIV時(shí)，存活的魚可以對RSIV產(chǎn)生保護(hù)性免疫應(yīng)答，這表明該RSIV活疫苗對條石鯛具有積極的保護(hù)作用。Yi-Fan Lin等利用同源重組技術(shù)構(gòu)建ΔORF069L重組病毒株。與自然感染ISKNV的魚相比，感染ΔORF069L的魚免疫相關(guān)基因（Mx1、IL-1β、IL-8、TNF-a和IgM）的表達(dá)水平增加，此外，由ΔORF069L引起的致死率比自然感染ISKNV的魚下降了40%，最重要的是，用ΔORF069L株免疫的魚保護(hù)率接近100%，這些研究將有利于促進(jìn)ISKNV疾病基因缺失減毒疫苗的發(fā)展。

（三）亞單位疫苗

亞單位疫苗利用抗原成分進(jìn)行疫苗接種，由于亞單位疫苗不能在宿主中復(fù)制，因此對宿主或非目標(biāo)菌種沒有致病性風(fēng)險(xiǎn)。Hong-Jen Liang等通過將佐劑NE與GIV重組主要衣殼蛋白（MCP）結(jié)合制備浸泡亞單位疫苗，浸泡20min以后會(huì)檢測到綠色熒光蛋白，浸泡2周后可檢測到MCP特異性抗體，最初接種疫苗10周內(nèi)，所有魚對GIV都有抗性。與單一疫苗組相比，該疫苗的抗體水平和對魚體保護(hù)效應(yīng)都有所加強(qiáng)，病毒載量相對較低。付小哲等通過將編碼虹彩病毒的主要衣殼蛋白（MCP）的基因克隆到溫度誘導(dǎo)原核表達(dá)載體pBV220中，并檢測到分子量為50kDa重組蛋白，重組蛋白通過透析復(fù)性，分別以每條魚20μg、50μg、100μg的劑量通過腹腔內(nèi)注射用ISA 763佐劑乳化的重組MCP接種于鱖魚幼魚，三組（按照接種劑量稱為MCP20、MCP50、MCP100）均檢測到特異性抗體和淋巴細(xì)胞增殖，MCP50組高于其他兩組，用ISKNV攻毒感染后，MCP50組魚的存活率明顯高于其他組，RPS為64.3%。Zhao Zhao等研究發(fā)現(xiàn)以單壁碳納米管為輔配合ISKNV亞單位疫苗與單獨(dú)接種ISKNV亞單位疫苗的魚相比，前者具有免疫反應(yīng)更強(qiáng)，時(shí)間更長的優(yōu)勢，相對存活率是28.1%。單壁碳納米管可以增強(qiáng)裸亞單位疫苗的保護(hù)作用，可大規(guī)模接種鱖魚幼魚。Yong Zhou等人成功地在酵母中連接了虹彩病毒的MCP，發(fā)現(xiàn)它在純化后能組裝成VLP，并且還可以給大鯢中提供保護(hù)性免疫，使其紅細(xì)胞和白細(xì)胞數(shù)量增加，免疫后第21d，血清中和抗體的效價(jià)達(dá)到321，對照組仍保持在50以下。此外，攻毒后14d，VLP免疫組的累積死亡率為20%，對照組為93%。

（四）DNA疫苗

DNA疫苗是一種帶有特異性抗原編碼的表達(dá)質(zhì)粒，它在宿主體內(nèi)表達(dá)時(shí)會(huì)引起強(qiáng)烈的免疫反應(yīng)。曾憲輝等利用虹彩病毒主要衣殼蛋白MCP基因制備重組質(zhì)粒pc-DNA-MCP，接種免疫大鯢后其紅細(xì)胞、單核細(xì)胞等數(shù)量增加明顯，在大鯢體內(nèi)檢測到抗MCP的抗體，免疫28d后抗體效價(jià)達(dá)到峰值。攻毒結(jié)果與對照組相比，相對免疫保護(hù)率為73.3%。付小哲等利用病毒編碼的主要衣殼蛋白MCP基因構(gòu)建重組質(zhì)粒pcMCP，pcMCP添加QCDC佐劑免疫，IRF-7、IRAK1等免疫基因的表達(dá)水平上升，免疫后攻毒，相對存活率為80%。Christopher Marlowe Arandela Caipang等選擇編碼衣殼蛋白（pCMV-MCP）的ORF和含有跨膜結(jié)構(gòu)域的（pCMV-569）兩種DNA疫苗進(jìn)行研究，pCMV-MCP組、pCMV-569組、同時(shí)接種兩種DNA疫苗組、福爾馬林組與PBS組對比，DNA疫苗組MHC I類表達(dá)水平接種15d以后顯著增加，在疫苗效力實(shí)驗(yàn)中，DNA疫苗組魚的相對存活率為42.8%～71.4%，明顯高于對照組。Yi-Jun Jia等利用單壁碳納米管（SWCNT）作為疫苗載體進(jìn)行免疫，SWCNT-pcDNAMCP組與PBS組、pcDNA-MCP組、純SWCNT組相比，血清抗體水平最高，在免疫21d達(dá)到峰值，酶活性顯著提高，免疫相關(guān)基因水平均升高。SWCNTs-pcDNA-MCP組對大口黑鱸免于LBUSV的保護(hù)作用最強(qiáng)，RPS值為61.11%。

三、討論與展望

虹彩病毒從變溫脊椎動(dòng)物和無脊椎動(dòng)物中分離出來，在淡水和海水中均有發(fā)現(xiàn)報(bào)道。在近二十年來，從起初的零星發(fā)病到淡水和海水魚普遍都有感染，給水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)造成了較大的經(jīng)濟(jì)損失。關(guān)于虹彩病毒相關(guān)的亞單位疫苗和DNA疫苗一般選擇病毒的主要衣殼蛋白開展研究，關(guān)于病毒模式和相應(yīng)屬的結(jié)構(gòu)是已知的，但是對于虹彩病毒病理生物學(xué)和低等脊椎動(dòng)物免疫系統(tǒng)功能還需進(jìn)一步研究。我們下一步應(yīng)著力研究宿主免疫系統(tǒng)在對抗虹彩病毒感染中的作用，探求病毒未知免疫蛋白和抗病毒免疫關(guān)鍵。

目前治療虹彩病毒的特效藥物少有相關(guān)報(bào)道，但近幾年蛙虹彩病毒和細(xì)胞腫大病毒逐漸受人們的關(guān)注，疫苗已成為預(yù)防虹彩病毒的關(guān)鍵手段，虹彩病毒由于其復(fù)雜性，在養(yǎng)殖過程中很難從臨床病癥識(shí)別，剖檢鏡檢可以較為方便判斷，但正確率不是很高，最受歡迎的仍舊是運(yùn)用免疫學(xué)相關(guān)技術(shù)（酶聯(lián)免疫檢測、熒光抗體技術(shù)等）和聚合酶鏈反應(yīng)技術(shù)檢測病毒。

隨著國家對環(huán)境加強(qiáng)監(jiān)管，選擇安全、環(huán)保、價(jià)廉的藥物將是大勢所趨，疫苗是目前很好的選擇之一。新的魚用疫苗應(yīng)該是對動(dòng)物和環(huán)境安全、經(jīng)濟(jì)、易于使用、能夠在易感時(shí)期誘導(dǎo)強(qiáng)免疫并且有最小副作用的疫苗。當(dāng)前隨著全國水產(chǎn)養(yǎng)殖規(guī)模的增長，未來將需要利用水產(chǎn)動(dòng)物免疫防御系統(tǒng)機(jī)能開發(fā)出高效、實(shí)用及多樣化的水產(chǎn)疫苗。水產(chǎn)科技工作者要繼續(xù)努力尋找具有長期保護(hù)效應(yīng)的多聯(lián)疫苗，并推動(dòng)研發(fā)工作緊跟國際前沿，結(jié)合現(xiàn)階段基礎(chǔ)，面向水產(chǎn)養(yǎng)殖生產(chǎn)實(shí)際，從多方面開展相關(guān)技術(shù)研究，從而促進(jìn)我國水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)健康和可持續(xù)發(fā)展。