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水产养殖中为什么要用到噬菌体?首先我们在养殖过程中,养殖的鱼虾蟹经常会遇到各种细菌感染导致生病减产。下面分别说下常见的细菌类病症:
鱼类常见的细菌性疾病有烂鳃、白皮、赤皮、竖鳞、细菌性败血症、细菌性肠炎、疖疮、链球菌病和打印病等;
甲壳类常见的细菌性疾病有红腿、烂鳃、瞎眼、甲壳溃疡和荧光病等;
鳖类常见细菌性疾病有爱德华氏菌病、穿孔病、红脖子病和胃溃疡出血病;蛙常见细菌性疾病有爱德华氏菌病、红腿病和链球菌病等。
常见的水产病原菌如嗜水气单胞菌 (Aeromonas hydrophila) 常常导致鱼类、龟及鳖等水生动物的细菌性败血症或出血病;
副溶血弧菌 (Vibrio parahaemolyticus) 主要感染海水鱼、虾、蟹、贝等,引起虾红体病、鱼类皮肤溃烂;
哈维氏弧菌 (V.harveyi) 主要感染对虾,引起的对虾发光病;
这些病原菌给水产养殖业造成了极大的经济损失,同时也阻碍着水产养殖业的发展。
目前,我国水产养殖业中使用的抗生素一共有 3 类 4 个品种,分别是氨基糖苷类的硫酸新霉素、四环素类的盐酸多西环素、酰胺类的氟苯尼考与甲砜霉素。
另一个则是人工合成抗菌渔药,人工合成抗菌渔药主要包括磺胺类药物与喹诺酮类药物等。
在生产上,抗菌渔药主要施用于养殖水体或者饲料中,它会影响相关共生细菌之间的平衡,甚至可能导致抗生素向邻近生态系统的扩散,导致养殖环境的生态失衡以及出现大量的生态环境问题。
并且随着这些药物的大量使用,耐药菌株不断产生,微生态环境被破坏,药物残留还会使环境以及水产品污染的问题越发严峻。
细菌耐药性是指细菌对于抗菌渔药作用的耐受性,可分为天然耐药性和获得耐药性。
目前报道的耐药菌株主要有嗜水气单胞菌、爱德华氏 菌 (Edwardsiella spp.)、溶藻弧 菌 (V. alginolyticus)、哈维氏弧菌、副溶血弧菌等。
嗜水气单胞菌疾病常用喹诺酮类药物恩诺沙星进行治疗,但是随着该药物的长期大量使用,嗜水气单胞菌开始对其产生耐药,甚至出现多重耐药性情况。
副溶血弧菌的耐药种类存在地区差异。这些耐药菌株的出现不仅阻碍了水产养殖行业的发展,还危及水产品的安全以及人类公共安全。
噬菌体治疗的原理和优势
噬菌体是一种能够感染细菌、真菌、放线菌或螺旋体等微生物的病毒的总称,其中噬菌体对细菌的感染较为普遍,因此又称为“细菌病毒”。
噬菌体治疗是一种利用噬菌体裂解细菌的特性来预防或者治疗细菌性感染的一种抗菌手段,原理是利用噬菌体对致病菌的裂解作用杀死致病菌,降低其感染概率,从而达到预防与治疗细菌性疾病的效果。
噬菌体由蛋白质外壳和遗传物质核酸构成,其本身不能够进行复制增殖,必需依赖宿主菌的遗传翻译系统进行复制。
噬菌体可分为裂解性噬菌体和温和噬菌体,其中裂解性噬菌体的增殖可分为 4 个步骤:吸附、注入、合成装配和释放。
裂解性噬菌体在与宿主菌表面受体相结合后,将自身的遗传物质注入到宿主菌内,并利用宿主菌的遗传翻译系统进行自身遗传物质的复制和增殖以及蛋白质外壳的合成,从而组装成大量子代噬菌体,最后裂解宿主菌,释放子代噬菌体,释放出来的子代噬菌体又可以侵染更多的宿主菌。
温和噬菌体与裂解性噬菌体不同,温和噬菌体在感染宿主菌后短时间内不会裂解宿主菌,而是将自己的遗传物质转入整合到宿主菌的基因组中,这个整合到宿主菌基因组上的核酸序列称为前噬菌体。
前噬菌体伴随着宿主的遗传翻译系统的复制翻译而进行相应的复制翻译,这个时期则称为溶源期,故温和噬菌体也称为溶源噬菌体。
前噬菌体在一定的条件下溶源转化开启裂解周期,开始合成自身的遗传物质以及蛋白质外壳,并组装子代噬菌体。
因此,一般用作治疗细菌性疾病的噬菌体是裂解性噬菌体。在水产养殖业中,相比于传统的抗生素防治手段,噬菌体治疗的作用机制更为天然。
噬菌体专一性强,只会特异性识别某一种病原菌,不会影响到机体或者生态环境中的正常菌群。
噬菌体的增殖方式是指数增长,很少的剂量在短时间内就可以达到较高水平,减少了多次给药等繁琐事项,从而更好地控制细菌丰度,有效控制疾病。
噬菌体不易产生耐药性,噬菌体以特异性识别细菌受体侵染并裂解细菌的方式生存,二者长久以来共同进化,有研究报道细菌对噬菌体的突变率为 10的负7次方,而对抗生素的突变率为 10的负6次方,细菌对噬菌体产生抗性的趋势比使用抗生素时要慢大约十倍,并且抗噬菌体细菌对具有相似目标范围的其他噬菌体没有抗性。
噬菌体裂解目标菌后,其在环境中或者有机体中会被降解或快速代谢掉,不会残留在水产品或者环境中造成污染。
噬菌体易开发、成本低,一般取自于自然环境中,常见于污水、废液等容易滋生细菌的环境中,在自然界中非常丰富,分离到可用于治疗细菌性疾病的噬菌体相对容易。
噬菌体治疗细菌性疾病具有极大的优势,这也是噬菌体作为潜在的替抗产品用于细菌性疾病防治的重要原因。
噬菌体是一种天然“捕食”细菌的病毒,对宿主细菌具有天然的特异性,现在有部分噬菌体产品已经在医药和畜牧产业上成功投放使用。