马尾藻养殖技术(“原汤化原食”——水产养殖中的“口服疫苗”)

我国中医和饮食文化中有种由来已久的说法：“原汤化原食”，吃完饺子再来碗饺子汤，有益于消化。“原汤化原食”中蕴含的科学道理，可以从“相似相容”的角度进行阐释，即两种理化性能相近甚至相同的物质融合在一起、相互协助，不会产生排斥效应。

这个理念在水产养殖的实践中也得到了理想的结果，比如海洋多糖可以作为饲料粘合剂（海藻酸钠）代替目前常用的淀粉基粘合剂，众所周知，大多数的水产养殖品种都无法对淀粉进行代谢，加重养殖品种肝脏的负担，而使用海藻酸钠为粘合剂正是符合了“原汤化原食”的理念，做到“取之于渔，用之于渔”。海洋生物多糖的美妙不止于此，今天我们从水产养殖口服微胶囊疫苗的主题出发，一起看看海洋多糖是如何与疫苗完美结合的。

来自免疫细胞的保护（图片来源于网络）

“神妙”的鱼类免疫成果——口服疫苗的应用优势

我国是世界上最大的水产品生产、消费和进出口国家。与此同时，随着集约化养殖的程度不断提高，鱼类病害也急剧增加，给我国水产养殖业带来巨大损失。因此迫切需要主动和被动的方案来解决鱼类健康问题，以维持水生动物食品生产的增长。其中，疫苗接种是对抗鱼类传染病最常见的成本效益策略之一，是保障水产养殖业健康可持续发展的最安全有效的措施。

按接种途径一般可将疫苗划分为注射、浸泡和口服疫苗。其中，渔用口服疫苗是灭活疫苗、减毒活疫苗和核酸疫苗等疫苗通过包封或生物载体等技术处理之后，以口服方式对水产动物进行免疫接种的一类疫苗统称。且不受接种对象规格大小、口服疫苗种类、接种时间和次数等限制，不易引起机体产生应激反应。因此，渔用口服疫苗在水产养殖中有着广阔的应用前景，鱼类口服疫苗免疫主要以黏膜免疫为主，它在鱼类疾病的防御过程中起着主导作用。口服疫苗不仅有效避免了由注射引起的机体的应激反应和损伤，而且可以减少人力物力，提高免疫效率，降低养殖成本，在养殖生产中易于推广和应用。

“神奇”的天然海洋产物——海洋生物多糖的功能及其来源

海洋生物多糖是源于海洋的动物、植物和微生物的自身组成部分的一类具有特殊功能的多糖，由于不同种类的海洋生物生活环境和生存方式不同，体内所具有的多糖结构和物理化学性质有显著的差异，因此每种海洋生物多糖都有其独特的功能属性，它们的功能可总结为如下几点：

抗氧化作用。多糖具有清除物理的、化学的及生物来源的多种自由基的作用；

增强免疫力作用。大部分海洋生物多糖都具有免疫调节、增强机体免疫功能和抗病能力作用；

抗肿瘤作用。大多数海洋生物多糖都具有抗肿瘤作用，如海带粗多糖和海带酶解提取液都可抑制肿瘤块的生长。

基于海洋生物多糖的上述优势，众多企业和科研院所开发了功能特异海洋多糖功能性产品，包括功能糖醇、生物医用材料、海洋化妆品、功能食品配料、海洋微生物肥料等。尤其是在水产养殖领域中，海洋多糖材料作为口服疫苗的包封胶囊，不仅可以实现其包裹作用，同时还可以赋予疫苗产品抗氧化、增强免疫力等功能。

“神秘”的口服微囊疫苗——海洋多糖微胶囊化的应用

疫苗的微胶囊技术是“将固体、液体和甚至气体抗原或药物包裹在粒径范围为1-200μm胶囊中，在长时间内以控制的速率释放其包裹物的一类技术”。这种技术可以将疫苗包裹，极大减弱了养殖水体的复杂组分对疫苗功效的影响，同时也避免了注射、浸泡等疫苗接种方法的弊端，因此对疫苗的微胶囊技术的深入研究和应用具有理论和实践的双重意义。

自90年代末以来，微胶囊化技术一直被用作在水产养殖中包封口服疫苗的一种方法。主要用于包封各种病原体（如鳗弧菌、乳球菌、嗜水气单胞菌）或核酸（如含有抗原编码基因的DNA质粒），以治疗几种鱼类（鲤鱼、日本比目鱼、鳟鱼、尼罗罗非鱼等） 。海藻酸钠是从褐藻类的海带或马尾藻提取的一种天然多糖，具有无毒、成本低、生物相容性好、可降解等优点，海藻酸钠微球胶囊可以包封病原体避免敏感性抗原物质的失活，是目前应用较多的鱼用口服疫苗包裹材料之一。

目前，海藻酸盐微胶囊已成功应用于大西洋鲑鱼口免疫预防的口服给药系统。海藻酸盐微胶囊具有良好的递送免疫原性物质的能力，并且胶囊与大西洋鲑的组织器官具有较强的亲和能力，口服微胶囊疫苗24小时后，即可在大西洋鲑的肠道，脾、肾脏和肝等器官组织发现微胶囊的存在。

此外，壳聚糖主要源于蟹、虾甲壳等，是自然界产量排名第二的天然多糖，壳聚糖不仅具有良好的生物降解性和生物相容性，还能够刺激巨噬细胞活化，促进巨噬细胞吞噬功能，具有免疫调节作用，是鱼用口服疫苗包裹材料的良好选择。壳聚糖微囊聚合物可保护抗原免受外界不良因素（如有机溶剂，较低或较高的pH环境，蛋白酶等）的影响和破坏，为疫苗提供可靠的保障。

微胶囊结构示意图（图片来源于网络）

微囊疫苗海洋多糖可生物降解微球作为口服疫苗的新型载体，因其具有降解速度缓慢且可以控释、增强免疫应答、减少接种次数、口服免疫可减少消化液破坏等优点而备受青睐，微囊技术在水产养殖中的应用，不仅使产品性能得到了很大的提高，而且减少了水质的污染，降低了水产养殖动物的死亡率。

作 者：田野（大连海洋大学水产设施养殖与装备工程研究中心副教授、研究生导师），孙萌（大连海洋大学水产设施养殖与装备工程研究中心研究生）

科学性审核：刘鹰（浙江大学生物系统工程与食品科学学院博士生导师）

策 划：刘雅丹 武玥彤

校 对：王嘉伟（实习）

来源： 光明网-科普中国