许 杰,邓 威,李 军,薛淑霞,马文婷,霍文慧
(天津市水生动物疫病预防控制中心,天津 300221)
虾肝肠胞虫(Enterocytozoon hepatopenaei,EHP)2009年首次在泰国生长缓慢的养殖斑节对虾(Penaeus monodon)中被分离而命名[1],是一种高传染性细胞内寄生的微孢子虫,近年来在泰国、印度、越南、马来西亚、印度尼西亚和中国等主要对虾养殖国家中流行,主要感染凡纳滨对虾(Penaeus vannamei)和斑节对虾等养殖虾类,可导致对虾生长极其缓慢或停滞,是影响全球对虾养殖生产的重要疾病之一[2]。
自2013年以来,我国沿海对虾养殖主产区先后发现有EHP流行,且检出率有增加趋势。2015年辽宁省营口市、盘锦市的对虾EHP检出率达34.6%[3];粤西地区87份凡纳滨养殖对虾样品的EHP检出率为41.38%[4];2015年浙江省舟山市大棚养殖的凡纳滨对虾普遍出现生长缓慢、养殖成功率低等现象,采集的270份病虾样本中,EHP检出率高达85.19%[5]。本文就该病的流行病学及检测技术等做一概述,以期为对虾养殖病害防控提供技术参考。
微孢子虫种类繁多,广泛寄生于节肢动物和鱼类体内。由孢子形成的单细胞寄生虫,其孢子呈梨形、椭圆形、茄形等,孢子长2~10 µm。微孢子虫主要寄生于对虾的肌肉和肝胰腺内,有时也寄生在心脏、胃、肠、鳃等处,感染严重时可引起病虾死亡,甚至大批死亡[6]。早期发现寄生于对虾体内的微孢子虫属于微粒子虫属(Ameson)、八孢子虫属(Agmasoma)和匹里虫属(Pleistophora)[3]。Han等[7]发现一种可感染马达加斯加、莫桑比克和沙特阿拉伯地区白对虾和斑节对虾的新微孢子虫(Perezia sp.),在对虾肌肉、肝胰腺、鳃、心脏和淋巴器官组织中有细胞质内含物和成熟孢子,受感染虾的尾部呈现不透明或白色。在对虾疾病中,微孢子虫病是由原生动物所引起的对虾病害中较为严重的一种。
EHP隶属于微孢子虫目(Microsporidia)、微孢子虫科(Nosematidae)、肠胞虫属(Enterocytozoon),是一种个体较小的微孢子虫,可在对虾细胞内形成对自身起保护作用的孢原质。EHP从早期孢子的孢原质到成熟孢子都在宿主细胞的细胞质中生长发育。多核的孢子孢原质表面有许多液泡,在早期的孢原质发育过程中发生了孢原质细胞核二分裂,在孢原质中形成了大量前孢子细胞。在孢原质表面形成早期孢子之前,孢原质在细胞质中形成电子致密盘和极管的前体。成熟孢子呈椭圆形,大小0.7 μm×1.1 μm,包含1个细胞核、5~6圈极丝、1个后液泡、1个附着在极丝上的固着盘,以及厚的高电子密度胞壁。胞壁由原生质膜、低电子密度孢子内壁(10 nm)和高电子密度孢子外壁(2 nm)组成[1]。
对虾多通过捕食被微孢子虫寄生的其他动物而感染,所以微孢子虫常在野生对虾中发生,如褐对虾(Penaeus agtecus)和白对虾(Penaeus setiferus)等[8-9]。我国在养殖的日本囊对虾(Marsupenaeus japonicus)、凡纳滨对虾、罗氏沼虾(Macrobrachium rosenbergii)中也检出了EHP[10]。
EHP的传播途径有两种:一种是垂直传播,即通过亲虾传播给子代;另一种是水平传播,经口摄食寄生EHP的鲜活饵料、病虾、死虾或环境中的孢子体而感染[11]。EHP感染对虾后,先在肝胰腺细胞内形成孢原质,待孢子成熟后,再通过对虾消化道排出体外,然后散于水体并附着于藻类、碎屑、饲料表面,以及池壁和底泥环境中,成为健康对虾的潜在威胁。通过肌肉注射、口服、与EHP阳性虾同池饲养等途径,对健康虾进行EHP感染试验[12],发现该寄生虫具有非常强的传染性,可通过多途径传播,能在虾的消化器官细胞内大量繁殖,吸收营养,从而影响肝胰腺和肠道的正常消化吸收功能,使被寄生的虾类生长发育受阻碍,严重时可导致其生长停止。
对虾感染EHP后不表现出明显的疾病症状,摄食正常,肠胃充满食物,不出现大批死亡,严重时肠道发炎,肝胰腺萎缩、发软,颜色变深,个别病虾可排白便。发病对虾生长速度缓慢或停滞,但个体差异大,50%~60%的对虾体重停滞在4~5 g,直至养殖周期结束[5]。天津、浙江和山东等地的研究表明:同样大小的凡纳滨对虾,EHP阳性群的平均体重比阴性群低30%;EHP阳性群中的凡纳滨对虾体长和体重变异系数分别是阴性群的(2.39±0.93)和(2.05±0.86)倍,表现为阳性群个体大小不均匀;EHP阳性群体重偏差率是阴性群的2.34~3.45倍;体长相同时,EHP阳性虾的体重波动变大[13]。2014—2015年刘珍等[10]对江苏、海南、山东等地的凡纳滨对虾进行检测发现:EHP的载量指数与对虾生长速率呈负相关;肝胰腺中的EHP载量在103copies/(ng HpDNA)数量级或EHP载量指数在3以上时,对虾生长明显变慢,代表了较高的风险水平。
剖检浙江省感染EHP凡纳滨对虾的鳃丝和肌肉组织,未见明显病理变化,但发现肝胰腺组织病变严重,肝胰腺腔体变小或消失,细胞肿大,膜结构模糊;肝胰腺上皮细胞肿大,界线模糊,细胞核坏死、消失;肝胰腺上皮细胞出现局灶性坏死或脱落;在病虾肝胰腺中可观察到EHP的孢子颗粒,大小为(1.3±0.2)μm×(0.8±0.2)μm;肝胰腺小管上皮细胞有嗜碱性的孢原质和不同发育阶段的孢子[5]。Kathy等[12]研究发现:EHP寄生在虾肠细胞内时,可引起肠壁发炎;印度尼西亚患白便综合征(White feces syndrome,WFS)的凡纳滨对虾甲壳松弛,后肠呈白色;在对虾白色粪便中检测出密集的EHP孢子和数量较少的杆状细菌;感染EHP的对虾可伴有败血性肝胰腺坏死(SHPN),中肠上皮细胞也可被EHP感染,因此EHP感染的组织类型较多。
试验表明,感染EHP病虾血淋巴中的总蛋白、白蛋白、谷草转氨酶(AST)、谷丙转氨酶(ALT)和碱性磷酸酶(ALP)等反映肝胰腺功能的生物化学参数数值均比健康虾高得多[14]。肝胰腺病变致使肝胰腺功能受损。
EHP感染往往伴随着弧菌的继发感染。EHP是对虾急性肝胰腺坏死(AHPND)和败血性肝胰腺坏死(SHPN)的一个危险因素。AHPND又称早期死亡症(EMS),其病原是一种特异的常见革兰氏阴性菌——嗜盐的副溶血性弧菌;SHPN病原为革兰氏阴性,是专性细胞内寄生的肝胰腺坏死性细菌,分散存在于感染的肝胰腺细胞质内。两者均表现为肝胰腺坏死和高死亡率。EHP感染增强了对虾AHPND、SHPN感染的敏感性,加重了肝胰腺细胞的坏死和脱落,提高了对虾急性肝胰腺坏死(AHPND)和败血性肝胰腺坏死(SHPN)的死亡率[15]。
EHP感染可导致虾免疫力降低,继而由水体中的条件致病菌引起继发感染,出现肠炎、组织坏死、红体等病症。Biju等[2]从2014年3月至2015年4月在印度坦米尔泰、安德拉邦和奥里萨邦采集生长缓慢、低死亡率的235个池塘的对虾样品进行EHP检测,发现斑节对虾和凡纳滨对虾有高发病率,并伴有细菌感染。据泰国学者报道,泰国养殖凡纳滨对虾感染EHP时,虽然表现为WFS,但WFS与EHP感染没有直接的因果关系[11]。
除EHP外,传染性皮下和造血组织坏死病毒(Infections hypodermal and hematopoietic necrosis virus,IHHNV)也是导致养殖对虾生长缓慢的主要病原。世界动物卫生组织(OIE)在《水生动物卫生法典》中,将该病定为须向其申报的甲壳类疾病之一。IHHNV感染凡纳滨对虾、斑节对虾、细角滨对虾后,引起病虾生长迟缓,出现畸形,呈现出慢性感染症状,即慢性矮小残缺综合症(Runtdeformity syndrome,RDS)。病虾触角、额剑、头胸部及腹部甲壳等位置均出现不同程度病变;患病幼虾表现为额剑和触角弯曲、变形,甲壳粗糙无光泽或残缺等病变[16]。因此,应及时对养殖对虾进行检验检疫,尽快确定病原,从而进行有针对性的病害防控。
目前,白斑病毒(WSSV)对中国对虾有很强的致病力。受感染的虾常发生全身性病变,使虾体更易于遭受其他病原体的侵害。中国对虾感染WSSV后,可使仔虾的微孢子虫敏感性增加,使对虾微孢子虫感染率达90%以上[17]。如果多种养殖对虾病害并发,危害将更大,应引起养殖单位的警惕。
EHP比一般的微孢子虫小,且不形成肉眼可见的胞囊;感染EHP的对虾不表现特征性临床症状。因此,需要在实验室采用组织学或分子生物学方法确诊EHP。
组织学方法是通过组织切片,HE染色,显微观察,揭示疾病引起的组织病理变化及器官损伤机制的方法,可诊断疾病的发生和发展过程,为病原的致病机制研究及有效防治提供理论依据。Tourtip等[1]根据微孢子虫属的超微结构特征,胞原质在细胞质中的位置,SSU rRNA序列与微孢子虫属基因组(GenBank FJ496356)比对同源性(84%),首次分离出EHP。但组织学方法检验耗时长,操作繁琐,当病原含量低或处于潜伏期时,容易漏诊或误诊,因此需结合分子生物学方法做出明确诊断。
目前,国内外已有多种分子生物学方法用于检测EHP。
5.2.1 原位杂交技术(In situ hybridization,ISH) 利用核酸分子单链之间有互补的碱基序列,将有放射性或非放射性外源核酸(即探针)与组织、细胞或染色体上待测DNA或RNA互补配对,结合成专一的核酸杂交分子,然后经检测手段将待测核酸在组织、细胞或染色体上的位置显示出来[5]。Tang等[18]采用原位杂交方法,特异性检出对虾组织、粪便和养殖水体中的EHP。雷燕等[20]根据GenBank中对虾肠道上皮细胞的EHP基因保守序列,设计合成一对特异性引物,优化PCR扩增条件,建立了EHP PCR方法。该法仅对EHP的基因组片段进行特异性PCR扩增,得到300 bp特异性扩增条带,最低可检测出约100 fg的EHP基因组DNA,可用于EHP感染初期或处于潜伏期幼虾、亲虾,以及池塘底泥、水质的检测。
5.2.2 套式PCR(nested PCR) 通过两轮PCR反应,来增强检测的特异性和敏感性。Amornrat等[11]利用套式PCR检测方法,开展了EHP诊断和分子流行病学调查。Suebsing等[20]应用环介导等温扩增(LAMP)结合荧光纳米金(AuNP)探针标记的方法检测EHP。该方法具有仪器设备要求低、结果判定简单等优点。它(0.02 fg总DNA)比传统的套式PCR(0.2 fg总DNA)更敏感,适用于现场小型实验室对亲虾、虾苗的筛选和对虾饲养期间的EHP监测。
5.2.3 TaqMan实时荧光定量PCR方法 通过对DNA模板的定量,来实现对病原的检测,对分析微孢子虫载量和开展病原防控研究具有重要意义。骆云慧等[21]发现该方法对EHP标准质粒的检测灵敏度为5.20×102copies/μL,比常规PCR高10倍;从样品核酸提取到检验完成,整个检测反应只需2 h,大大提高了EHP检测效率,可满足高通量检测。刘珍等[10]对实时荧光定量PCR反应中的引物浓度、探针浓度、退火温度和反应循环数等条件进行优化,建立了EHP的SYBR Green I实时定量PCR检测方法,检测灵敏度下限为8.3×101copies/μL。该方法灵敏度高、成本低、操作简单,适用于亲虾、苗种的快速检测。筛选简单易行、灵敏准确的EHP检测方法可为EHP早期预防控制和对虾无特定病原(SPF)种群的选育提供参考依据。
在对虾养殖过程中,养殖水体、养殖工具,以及饲喂鲜活饵料等环境因素的严格把关,对控制对虾EHP感染极为重要。陈禄芝[4]在未经处理的海水样品中检测到EHP,而在经过砂滤、臭氧消毒、精密过滤、紫外消毒等一系列处理过的水体中未检测出EHP,可见消毒处理可以预防EHP感染和传播。
对虾EHP的控制需要依靠预防手段,主要包括:(1)加强苗种检疫,选择不带病原的苗种。养殖户在购苗时应主动抽样,委托具有资质的检测机构检验,采购检验合格的苗种。(2)对于曾经发生过对虾生长缓慢的养殖池塘,应采集有代表性的底泥进行检测,对于EHP阳性的底质必须进行严格的清塘灭孢。(3)车间水泥池应彻底消毒,清洗干净,晾干。(4)合理设置进排水系统。对于浮水井或外海水,需经砂滤、蓄水池沉淀、曝气、消毒等处理后方可使用;池塘排换的养殖尾水,需经无害化处理后再排放,防止病原在不同养殖池塘或养殖场间传播。
近年来,EHP的流行和传播对我国对虾养殖业的发展造成了严重影响,已成为导致对虾生长缓慢的主要病原。尽快建立病害生物防控关键技术标准,加强对虾养殖环境保护,繁育SPF对虾苗种,改进EHP检测技术,实时监控疫情,可有效保障对虾养殖的健康发展。
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