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【在线交流】台湾石斑鱼疫苗研发之路@台湾国立成功大学杨惠郎教授与网友在线交流

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    发表于 2012-1-12 14:35:58 |显示全部楼层
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    本帖最后由 Say-say 于 2012-3-21 16:20 编辑

    独家重磅推荐

    台湾石斑鱼疫苗研发之路

    @台湾国立成功大学杨惠郎教授与网友在线交流


    时间:116日 上午930分    地点:中国水产频道 www.fishfirst.cn


    个人简介

    杨2.jpg


    杨惠郎:国立成功大学农业生物科技中心研究教授

    学歷:
    美国加洲大学,戴维斯分校博士(Ph.D. 1972)
    国立臺湾大学农化系学士(1966)


    经歷:
    Aug. 1, 2000- Sept. 2011
    国立成功大学生物科技所特聘教授兼生物技术中心主任


    Jan. 1998/1/23—July 2000
    中央研究院生物农业科学研究所筹备处研究员


    Sept-1991- Dec. 1997
    财团法人生物技术开发中心  分子生物组主任


    Aug-1994- 1998
    国立台湾大学兽医系兼任教授
      
    Sept.1990 - Aug.31, 1991
    国立阳明医学院客座教授  


    June 1982 -- Feb. 1990
    研发部主管

    Managing director
    Enzo Diagnostics Inc.,


    Oct.1980 - May l982
    Associate, Department of Genetics
    The Public Health Research Institute in the City of New York  


    Oct.1980 - May l982
    兼任助理教授, 纽约大学医学院
    l977 - l980 副研究员,哥伦比亚大学


    荣誉及奖项:

    国内
    1. 1992 行政院杰出科技荣誉奖
    2. 2002 成大特聘教授(三次)
    3. 2003 教育部產学合作奖:生物医学项
    4. 2006「李国鼎科技讲座」-荣誉学者
    5. 2007 生策会 国家新创奖 学术研究
    6. 2008 经济部-生物技术研发成果创意应用竞赛金牌奖
    7. 2009 台南一中杰出校友奖-科技项
    8. 2009 经济部-生物技术研发成果创意应用竞赛铜牌奖
    9. 2011 台北生技奖 產学合作项


    国际
    10.  2008 欧洲水產年会最佳壁报奖
    11. 2009 发展中世界科学院农业科学奖 (2009 TWAS Agricultural Science Award )
    12. Marques’ Who is Who in the world, 2010, 2011, 2012



    台湾国立成功大学杨惠郎教授与网友在线交流.jpg
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    发表于 2012-1-12 14:40:44 |显示全部楼层
    水产饲料论坛
    在前不久揭晓的2011'中国水产业十大年度人物中,杨惠郎教授被推选为“十大年度人物”之一

    上榜理由:


    2011年石斑鱼NNV(脑神经坏死病病毒)口服疫苗的成功研发,给饱受病害之苦的石斑鱼,尤其是育苗产业注入了一剂强心针,而研发团队的领头人,正是台湾国立成功大学生物科技所杨惠郎教授。

    NNV疫苗研发成功意义重大,NNV在石斑鱼苗期感染具近100%致死率,被认为是国际养殖高价鱼种中最棘手的病毒之一,杨及其团队历时8年,成功突破此口服疫苗关键技术,不但解决了国际石斑育苗病毒感染的产业问题,更是国际首次证明可在稚鱼阶段有效预防疾病的创新发明。在此之前,台湾和大陆均无公开报道过此类成熟疫苗产品出现,杨也因此被称为台湾石斑鱼疫苗领域的权威之一。目前杨及其团队正将此技术应用于生产高抗病力石斑鱼苗,以供石斑鱼养殖户使用。

    可以预见的是,疫苗已被公认为是水产养殖病害防治最佳手段之一,杨的研究方向未来潜力巨大。无独有偶,同样在2011年,珠江水产研究所研发的草鱼出血病活疫苗获国家新兽药证书,并拿到水产疫苗生产批文,成为大陆首个拿齐出生纸,可以商品化的水产疫苗。   


    重要分享:


    台湾的水产养殖技术已有深厚产业根基,也一向是亚洲水产种苗的供应中心,暖水鱼种之养殖技术领先国际,在以知识经济为基础的高科技时代,台湾有机会可以成为国际暖水鱼种养殖之技术中心。但也因台湾的经济特性,养殖业发展朝向密集养殖的模式,因此提早面临疾病丛生、死亡率高、及药物抗生素滥用的情况,恰正重蹈二十年前未科技化的挪威鲑鱼产业,及四十年前之畜禽养殖个体小户的产业发展历史。

    面对国际竞争,若不针对问题,主动积极根本解决,必会影响产品销售,并导致水产养殖产业之萎退、外移的现况。严重地阻碍水产养殖产业的永续经营,及国际市场对台湾产品的信心。于是我们认为,要提升台湾水产养殖产业,必须以挪威之鲑鱼产业发展针对冷水鱼种之生物技术模式为借镜,对暖水鱼种导入养殖科技化的观念与做法,暖水鱼种虽然生长效率较冷水鱼种高,但是在生长型态、环境、疾病分布上,都有很大的差异,因此疾病预防及治疗的方法也不相同,可惜的是,至今仍未有暖水鱼种完整的疾病防治系统。

    若想要争取此市场,就要以建立可解决瓶颈之科技为开启市场之钥匙。以生物技术来研发暖水鱼种疾病防治之关键技术产品(疫苗及检验试剂),并延伸用以生产高抗病力种苗(SPR: Special Pathogen Resistant)及整合工业化之养殖科技。生产高抗病力之健康种苗,则是国际暖水鱼种水产养殖产业市场极需之关键产品,及转型成工业化的水产养殖的关键。必定可以帮助台湾掌握暖水鱼种养殖工业的巨大商机。

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    发表于 2012-1-12 17:56:24 |显示全部楼层
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    发表于 2012-1-12 23:43:08 |显示全部楼层
    先与网友分享杨教授的论文一篇:

    鱼用疫苗及疾病预防系统之建立

    杨惠郎
    国立成功大学生物科技研究所
    国立成功大学生科中心
    水產疾病医药研究团队


    hlyang@mail.ncku.edu.tw



    壹、 发展前景及瓶颈

    1. 利用海洋生產高品质的渔货将是国际最具发展潜力的民生產业

    由於地球人口日益增加,而可用土地逐日萎减,粮食短缺已经是无可避免的全球重 大问题。地球70%之面积是海洋,人类民生必需之蛋白质食品势必转由海洋供应, 海面水產养殖產业将快速取代捕捞并成為主要的粮食及民生產品来源。据联合国粮 食组织(FAO)资料显示,水產养殖已是国际进展最快,且最具发展潜力之產业, 其优势及情况略述如下:

    ‧ 海面养殖每平面单位之生產量可达陆地养殖之二十倍以上。

    ‧ 鱼之养殖效率远高於畜產,以最佳之饲料换肉率比较,鱼可达0.8,而鸡為1.5、猪為3.5、牛為7.0。

    ‧ 水產养殖业自1980年起年成长率高达10%,远高於畜、禽產之养殖。FAO预计养殖鱼获将逐步取代捕捞渔业,於2030年其佔有率将由目前之30% 提升至50%。

    更印証这发展趋势的是,在2002年国际知名管理大师彼得‧杜拉克Peter F. Drucker 在其「下一个社会」 (Managing in the next society: Beyond the information revolution,  2002)一书中指出:
    “同时毫无疑问的、预料不到的新產业会生现,其中一个已出现了,就是生物科技  產业,另一个则是养殖產业。今后五十年,养殖渔业可能会使人类放弃海上捕捞, 改為从事海洋畜牧,就像一万年前,同样的创新,使我们的祖先放弃陆上捕猎,变 成农民与牧人”。

    依高科技產业之发展歷史模式,科技產业之发展端赖新科技之研发,掌握关键技术 者必是此新產业之领导者,在养殖渔业正从传统走高科技化的转捩点、科技化养殖 產业之发展亦必属掌握关键技术者。

    2. 疾病是水產养殖產业发展瓶颈及科技化养殖的关键因素

      我国水產养殖技术基础深厚,向来领先国际,尤其是暖水鱼种海水养殖技术更称霸 全球,是加入WTO后农业部门最具竞争优势的產业。但传统的水產养殖為了创造 经济效益,為追求產量,使用高密度养殖所带来的疾病问题,导致高死亡率,及不 能永续经营之后果,造成產业衰微,始终是国际间水產养殖无法克服的瓶颈。目前 除了鮭鱼养殖以外,全球的水產养殖仍然无法脱离传统渔作的窠臼,水產养殖疾病 防治新科技及產品,将是未来水產养殖產业是否能从目前的传统產业模式,成功的 走向科技化、工业化之水產养殖產业之关键。

    3. 疾病防治技术之突破所延伸的商机

    在市场需求日殷之產业市场下,以生物技术研发暖水鱼种疾病防治之关键技术產品 (疫苗及检验试剂),以生產高抗病力种苗(SPF: Special Pathogen Resistant);整合工  业化之养殖科技;掌握暖水鱼种养殖工业的巨大商机。

    冷水鱼种之鮭鱼养殖是目前全世界唯一彻底科技化、工业化的养殖產业。而挪威之 鮭鱼產业从无,到掌握国际鮭鱼市场,分析其中成功的因素,其发展模式就是以研 发鮭鱼养殖科技為始,成功的疾病防治策略应是最大功臣,全球最主要养殖鱼產来 源的暖水鱼种,生长效率较冷水鱼种高,冷水鱼与暖水鱼在生长型态、环境、疾病 分布上,都有狠大的差异,因此疾病预防及治疗的方法也不相同,但至今仍未有暖水鱼种完整的疾病防治系统。因之争取此市场,就要以可建立解决瓶颈之科技為开啟市场之钥匙。以生物技术来研发暖水鱼种疾病防治技术及產品(疫苗及检验试剂),生產高抗病力之健康种苗,则是国际暖水鱼种水產养殖產业市场极需之关键產品及转型成工业化的水產养殖的关键。

    臺湾在水產养殖技术已有深厚產业根基,也一向是亚洲种苗供应中心,暖水鱼种之养殖技术领先国际,在知识经济為帅的高科技时代,臺湾应是可建立成国际暖水鱼种养殖之技术中心。但也因臺湾地小,养殖业发展朝向密集养殖的模式,因此提早面临的疾病丛生、死亡率高、抗生素滥用的情况,严重地阻碍水產养殖產业的永续经营,及造成鱼货残含抗生素之品质问题。

    此种暖水鱼种之养殖以疾病多、死亡率高、未使用疫苗而导致抗生素使用过量、不当,抗生素之残留污染品质等困难,恰正重蹈二十年前產业未科技化前挪威的鮭鱼產业,及四十年前之畜禽养殖个体小户的產业发展歷史。面对国际竞争,若不针对问题、主动、积极根本解决,必会影响產品销售,并导至水產养殖產业之萎退、外移的现况。
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    本帖最后由 水宝宝 于 2012-1-12 23:48 编辑

    貳、 疫苗使用能提升存活率必會提升養殖利潤

    我國近年來,無論本來覺得業者傲導國際之海鱺及石斑種苗之養殖,漸已面臨當年草蝦養殖之瓶頸:疾病導致高死亡率及不能持續生產之產業瓶頸,也使政府以水產品進軍國際競爭的政策,遭受重大挫折。雖眼看國際間良好的商機,但面對發展的困難,經營的虧損,養殖戶無能為力,漸失經營的信心。魚隻之死亡不但損失產量及養殖過程中之飼料之浪費,都造成生產成本之高升。以本實驗室依養殖期、飼料、魚苗及固定成本等參數,獲得海鱺養殖估算(圖一),証明唯有提高養成存活率,才能降低成本,提升養殖利潤。


    1.jpg


    参.完整之疾病防治之体系可提升养殖存活率


    在现代疾病预防及治疗医药中,无论是人类的健康保护或禽畜產的养殖,已証明最有效的疾病防治之体系,包含
      (1). 生长或养殖环境之营理,


      (2). 养殖动物之营养

      (3). 疾病之预防三大要件。

    在疾病防治之体系之使用,则先以疫苗预防疾病,以检验试剂确定病原,再以对症之医药(含抗生素)来治疗疾病,这三大医药关键零组件之齐备,才能组合成為现代疾病防治之体系。在水產养殖之过程中,必需有适当的鱼用疫苗可用来生產高抗病力之鱼苗,以事先预防未可预测及突发的疾病;不同之检验试剂在病情初发期可快速确定病原及相关抗药性,以对症下药并可检测疫苗免疫之效用,抗病力之监控及作為鱼苗品质之检定;而医药可只使用於病原已确定、抗药性已侦测过之细菌,作有效,正确的治疗。此疾病防治系统已在人类使用多年、效果也証明良好。在畜產业上之使用也逐渐取代以抗生素预防疾病之劣习。鱼產业中、挪威及欧美也沿用多年証明正确有效。但目前暖水鱼种养殖上,疫苗及检验试剂之一併研发极為迫切,也只有这二件关键零组件之建立,方能配合医药来组合暖水鱼种的疾病防治之体系。


    肆、疫苗能大量减少或避免抗生素之使用: 挪威使用疫苗之范例

    使用疫苗预防疾病除了在人类应用外,逐渐也推广到其他动物之疾病预防,成果良好。疫苗已是人类,畜產不可或缺的预防医药。猪,牛,羊,鸡,鸭等畜禽產及宠物用疫苗也是疫苗產业之重点。暖水鱼鱼病相当严重,但尚无疫苗、检验试剂之疾病管理系统。 我们最近看到水產品因含氯霉素在欧、美、日本退货的消息,是否欧美日故意使用高检验标準来排斥外货?也开始思考养殖是否可以不用抗生素? 事实上,此一要求在畜產经营已施行多年,加上挪威养殖鮭鱼使用抗生素情形,在1986-7年每吨鱼货尚用1公斤抗生素,致使抗药性细菌之滋生,抗生素使用无效,还遭遇高死亡率。至1990年代开始使用疫苗预防疾病,而只用抗生素於疫病之治疗。早自1996年时已达到每吨鱼货使用不到0.3 毫克,等於不使用抗生素之高水準。也看到鮭鱼养殖產业不衰反进,由建立完整的鮭鱼疾病防治之体系,促成鮭鱼存活率之大量提升提升,养殖成本降低,挪威也成鮭鱼年產值达50万吨领先国际之养殖大国。这近二十年挪威养殖的成功经验确实証明疫苗才是预防疾病的良方,在水產养殖业抗生素之使用应仅止於治疗。

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    伍、鱼用疫苗及发展疫苗的困难

    疫苗是使用抗原(antigen)在目标动物体中促製专一性被动免疫系统(specific adaptive immune system)、适时產生高量的专一性抗体(antibody)来预先提升动物之预防疾病之抗病力。

    因之,一个成功有用的鱼用疫苗不只是疫苗產品(抗原)而已,还包含剂型、佐剂、使用策略(方法及时间)四大要件,此些因素必需完整方能研发一件有效的预防疾病的疫苗。而且常因不同鱼种养殖程序不同及疾病感染情况之不同,针对不同目标鱼种建立最佳之使用策略(方法及时间)也是疫苗使用成败之因素。反之、若只有疫苗而无使用策略(方法及时间),疫苗常常并得不到预期之效果。

    在鱼的疫苗研发上,另一重要观念是鱼与哺乳动物免疫系统鱼之免疫机制,免疫系统及免疫反应与哺乳动物不同之处,例如:


    • 鱼早在六亿年前就存在,鱼是首先有专一性被动免疫系统之动物,而一亿四千年前才有哺乳动物。

    • 目前大部份之鱼只发现其一种免疫球蛋白IgM like,而人类有五种不同功能的免疫球蛋白。

    • 鱼之免疫记忆力短,常存在不到几週。

    • 鱼之抗体製造力低。

    • 甚至鱼之抗体力价之高低,并不能直接代表抗病力之强弱,例如在鱈鱼,免疫后有抗病力但抗体并不增加。

    • 非专一性之免疫能力与专一性之免疫能力,在鱼在抗病能力上皆有重要之角色。

    有如上述原因,在发展鱼用疫苗时,必需针对鱼类免疫系统,先进行了解,方能研发有效之疫苗。切忌盲目延用哺乳动物之免疫知识。

    陆、适用海鱺养殖疾病预防体系之研发经验

    成功大学生物科技研究所之水產疾病及疾病预防研究团队多年来对海鱺免疫系统之研究,成果简略说明如下:
      海鱺之主要免疫器官与其他鱼类似,為胸腺(thymus)、胰臟(spleen)及头肾(head  kidney);其免疫机制之完全发育可能在孵化十天左右就有免疫反应。这些资料 供应了我们发展海鱺疫苗抗原、剂型、佐剂、使用时间、使用策略之基础。

      因鱼对紧迫(Stress)非常敏感,Stress已証明会 降低鱼之免疫力,免疫过程中应 避免过份操作以增加稚鱼之免疫发生力。

     鱼之免疫反应与营养,体质,种苗健康状况,感染病歷及温度等内外在条 件 皆有关,故免疫前稚鱼之状况,温度等皆需充份了解再免疫才能达到最 佳 保护效果。

     海鱺专用的病原检验试剂之配合才能组合成海鱺之疾病预防及治疗系统。
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    本帖最后由 水宝宝 于 2012-1-12 23:57 编辑

    三、海鱺用细菌性多价型疫苗研发

    疫苗之开发,以取得当地目标鱼种之疾病资讯及病原為首要,有了这些资讯才能发展疫苗及疫苗使用之方法及时程。以目前本土海鱺病原资料显示尚未发现有病毒,而细菌则有弧菌(Vibrio  spp. Vibrio parahaemolyticus), 巴斯德桿菌(Photobacterium damsela subspecies picicida), 產气单胞菌(Aeromonas hydrophila), 链球菌(Streptococcus iniae)為主。其发生期大多在紧迫大之移动(搬运、下箱网),温度变化,及在500克之前发生。因此海鱺之免疫策略应与石斑不同,而接近鮭鱼。

    1.jpg



    在海鱺疫苗研发以下列四点说明:

    1. 抗原
      
      由澎湖、屏东之海鱺养殖场取得本土海域之细菌多株发展疫苗,并筛选最佳製法,  发展死菌疫苗疫苗。

    2. 安全性实验及有效性实验

      研发成之疫苗於海鱺,注射十倍之剂量观察其安全性,尤其确定无死亡率、解剖   观察生理、腹腔无粘液残存、外表无异状,食慾、游泳正常。长期无成长率衰落之副作用。

    3、实验室人工攻毒试验
       建立不同细菌於海鱺之攻毒系统,於实验水槽以高剂量(LD99)之细菌,模拟在养   殖场高剂量菌感染之情形,进行免疫后之人工攻毒实验,分析疫苗產品之有效性,有效期之长短及品管。并藉此系统发展海鱺之最佳免疫方法、时间。

    (1). 海鱺血清力价试验
    发展海鱺血清ELISA检验试剂,以供海鱺抗病力之品质测定及免疫后抗病力之检测。於实验组及对照组,於免疫后不同时间各取用15隻海鱺进行 试验,进行对於弧菌以及杀鱼光桿菌之ELISA 力价测试。在疫苗注射之后疫苗组的血清力价有明显上升的现线,而对照组则无显示注射入体内的疫苗,的确能诱发鱼体内產生抗菌的抗体。而对照组由於仅有注射佐剂,并无法诱发抗菌反应。

    (2). 实验组及对照组各使用15隻鱼进行试验, 然后观察其存活率变化。   為期四週。结果显示在攻击后约一週,对照组开始出现死亡现象,而免疫实验  组则应有80%以上保护力。


    1.jpg


    2.jpg



    4、海鱺养殖现场田间试验

    各实验组及对照组各使用750隻海鱺鱼进行试验,每组并经由扫描标记,以使能於 同一箱网以同一养殖情况下进行现场有效性实验。后计算成果。

    实验组注射疫苗,对照组仅注射佐剂。经由免疫及标示后养殖至200-250 克放入 同一箱网中进行养殖,一直到鱼体重量达一公斤為止,期间约四个月。

    在现场养殖的环境,对照组由250克到一公斤的存活率為44%,而疫苗组使用本  土型多价型疫苗存活率高达93.3%。并且只需免疫一次即可。显示本土型多价型疫 苗在田间使用可以提供鱼群良好的保护能力,以抵抗疾病的侵袭。

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    发表于 2012-1-12 23:58:22 |显示全部楼层
    、海鱺用注射型疫苗选择之注意事项

    目前水產养殖產业,尚未如畜禽產业拥有完整之疾病防治体系,及享有完备之疫苗与检验试剂產品之阶段,且国内暖水鱼种养殖户对於疫苗產品的使用并不熟悉。加上国外鮭鱼疫苗產业急著向国内推销,以获得他们的疫苗產品於暖水鱼种使用之经验,以及臺湾多个单位亦宣称有适用於海鱺的疫苗。养殖户面对新的科技產品,如何利用这些產品来提升利润,面对多项產品要如何选择?相信一定会有困扰。

    以养殖业者之立场,选择唯一之原则是使用优良的疫苗產品,以提高存活率,争取最高利润,使用的便利性,以及售后服务。

    下述几项选择条件,供养殖户参考使用:

    一、有效性:

    1. 是否使用本土病菌株发展之适用本土海鱺(有效)之疫苗。

    2. 是否為死菌疫苗。活菌疫苗则绝对不能使用。

    3. 是否為对抗大部份疾病之多价型疫苗?(因大部分养过程皆会遭受多种疾病之感染,对抗一种疾病之单价型疫苗并不能达到最高存活率)

    4. 是否有配套检验试剂,可建立完整之疾病防治体系,以供鱼苗之品质选择,免疫后鱼隻抗病力之测试,及养殖期间抗病免疫力之抽样监控。

       二、使用方便性:

    5. 是否需补强针,有些產品一次免疫就可有效用。

       三、安全性:

    6. 是否在海鱺鱼苗测试疫苗之安全性及有副作用:无死亡、腹腔生理,及养殖期间生长率之降低等。

    7. 国际间以油质疫苗效果持久最佳,但腹腔免疫会短期降低食慾。

       四、售后服务:

    6. 是否有具本土鱼病经验及执照之兽医师售后服务团队,协助养殖期间治疗医药及现场之服务?

    7. 是否有研究及快速检测设施及专人、协助养殖期间治疗医药及现场之病原及抗药性检测服务?
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    kook    

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    发表于 2012-1-13 09:17:21 |显示全部楼层
    给力,必须要支持!!!
    神马都素浮云
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    发表于 2012-1-13 10:24:34 |显示全部楼层
    本帖最后由 水宝宝 于 2012-1-16 08:38 编辑

    漁用疫苗的使用,是預防魚病的最佳手段呀。石斑魚這兩年受病毒影響非常大,期待楊老師給我們指點迷津,請問國內和誰聯系,可以買得到這類疫苗並得到技術指導,謝謝!
    个人看法,仅供参考,不构成投资建议。
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    发表于 2012-1-13 10:30:10 |显示全部楼层
    本帖最后由 水宝宝 于 2012-1-16 08:37 编辑

    请问:

    是石斑魚注射疫苗對吧?

    有石斑魚口服疫苗嗎?

    南方都海南地區養殖石斑魚多?廣東有那些地方養殖?
    广东水产网 Fish.5d6d.com
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    发表于 2012-1-13 17:12:37 |显示全部楼层
    本帖最后由 水宝宝 于 2012-1-16 08:38 编辑

    非常期待啊
    還有石斑魚皮膚問題也很嚴重 希望能得些知識 如病原 如何處理等 謝謝
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    发表于 2012-1-14 09:25:18 |显示全部楼层
    继续与各位网友分享杨教授的几篇论文。


    发展生物科技协助石斑育苗产业之科技化

    林翰佑、林青丘、陈逸民、陈宗岳、王涵青、杨惠郎

    水产动物生技医药团队,国立成功大学生物科技研究所



    摘要:

    在高科技产业的现代,研发创新科技、应用于创造知识经济,乃是现代高科技产业发展之钥。创新关键技术之掌握,也是争取国际市场的方法。有鉴于地球上人口日增,而地球上有庞大近72%之面积是海洋,而可用于粮食生产之土地及淡水资源逐日减少之现实情况下,利用海水生产食品的产业必然是人类未来的民生产业。同时、台湾有十分扎实的水产养殖基础,但也面临发展瓶颈。因此、成功大学组合水产养殖生技医药研究团队汇集鱼之流行病情、收集病原,以研发疫苗及疫苗在鱼的使用法;分析鱼苗发育条件,生产无病毒之健康鱼苗;再整合鱼苗之生产及疫苗之使用,生产鱼养殖户容易使用、且高抗病力(Pre-immunized Specific Pathogen Resistant,PI-SPR)鱼苗。希藉此鱼苗产品之推广,减少疾病、提升存活率、以提高养殖业者利润;降低抗生素滥用、减少药物残留、保障全民食品安全,并维护生产区之生态环境。此一长达八年之工作,始于组合研究团队,选择专一重点方向,集中资源,进行跨领域之研发。除研发创新科技及产品外,另组合系列产品成为产业能接受之生产系统;更导入企业管理模式,以试量产方式、建立量产标准作业手册(SOP)。希望这些由学转译至产之先期准备工作,能增加技转之成功率及加速产业化之效率。

    团队愿景希协助国内传统水产养殖产业精致化,达到对地球友善、可永续经营之精致水产养殖产业的理想目标。更进一步作为水产养殖产业国际化之基础。

      
    二、产业发展关键困难:疾病是国际水产养殖产业发展之瓶颈

    剖析产业发展现况,国内外暖水鱼种之水产养殖产业目前皆尚停留传统型高密度饲养方式。此种养殖方式因过度密集,导致疫病丛生,经营困难。导致之高死亡率也是国际高密度之养殖业在追求永续经营上最大之瓶颈。例如密集养殖造成疾病,1987年台湾是年产量八万吨的草虾王国,但1990年开始草虾养殖产业因白点病病毒性疾病而快速衰退,一蹶不振;石斑鱼种苗因脑神经坏死病病毒感染育成成功率不到7%;台湾为国际石斑鱼鱼苗供应中心,但受NNV感染成功率不到10%,2008 ISA (infectious salmon anemia)在智利发生大型感染,造成正急速成长之鲑鱼养殖产业损失近20亿美元。为解决疾病问题在未有疫苗以预防疾病之现况下,抗生素还是唯一的治疗方法。而抗生素滥用早已造成养殖区抗药性细菌之丛生,对环境造成破坏。例如本团队在澎湖海面箱网养殖区取样,发现对人类现用之14种抗生素皆已有抗药性之细菌族群,并有些已高达60-80%,见图2。

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    发表于 2012-1-14 09:26:25 |显示全部楼层
    三、机会:水产养殖科技与企业化是掌握水产养殖发展的枢纽

    冷水鱼种之大西洋鲑鱼(Atlantic salmon)养殖是目前全世界最成功的科技化与企业化水产养殖产业的范例。而挪威之鲑鱼产业从无到掌握国际鲑鱼市场,成功的因素包含研发鲑鱼养殖科技、使用疫苗降低生产成本与抗生素残留,筑造可永续并稳定生产之企业。在国际间、其鲑鱼养殖科技及经营模式已使挪威成为全球领先的鲑鱼研发及关键产品供应中心,延伸之经济效益也促使挪威能在国际持续开拓市场,创造庞大的经济产值。挪威科技化之鲑鱼产业也成为国际各海洋国家皆希复制的范例。

    暖水鱼种远比冷水鱼种多,加上温带气候佳,养殖期较长之产业优势下,暖水鱼种具比鲑鱼更有市场规模及产品利基,应可比挪威之鲑鱼养殖更具国际竞争潜力。但暖水鱼种之养殖目前尚停留于传统之经验式、家庭式的小农产业,经营方式靠经验,遇到瓶颈则不易解决。不能避免的、暖水鱼种之养殖国际竞争下、未来必然将依循挪威之高科技、工业化之鲑鱼养殖企业发展模式,发展其中、也急需发展创新科技、系统化以建立企业化之精致产业。

    在世界对水产养殖产业需求稳定成长,而发展需要科技研发之现实情况下,台湾投入此产业之优劣点分析如表1。以台湾国际竞争力分析,台湾水产养殖技术向以能养殖近120种鱼、贝类,又曾以草虾及养鳗王国著名国际,颇富产业基础,并与日本,挪威同列世界三大水产养殖技术领先国家。例如台湾石斑鱼苗养殖技术领先国际,曾一度为世界唯一之石斑鱼苗生产及供应国。石斑鱼为生活于暖水区域珊瑚礁岩,近海肉食性鱼种,由于其肉质细嫩鲜美,不但深受东方及华人喜爱,而且也被欧洲人列为佳肴,属于高价位水产品。石斑鱼在台湾目前海水养殖之主要鱼种,其年生产数量约在300万公斤(据农委会及民间业者之资料,国内成鱼养殖约五千多万尾,鱼苗产量超过七千万尾),因利润高(平均20-70%),除台湾外东南亚、中国大陆等地也积极投入石斑鱼成鱼之养殖。最近鱼苗需求量也因中国大陆之需求而大增,加上天然幼鱼来源几乎捕捞殆尽、且严重破坏其栖息区之珊瑚礁,未来以人工培育之鱼苗市场发展颇富发展空间,成功大学在抗病力高的石斑种苗科技上之研究持续突破,保持国际领先地位。

    以挪威以Bio-security建立鲑鱼养殖质量链建立领导国际之经验其方法之一就是先建立疾病防治的Bio-securit系统。以使用疫苗预防疾病,疾病少,存活率高、利润提升就提升养殖户接受新科技之兴趣:减少抗生素用量就会减少药物残留降低提升鱼货质量,增加消费者购买之意愿;造成良性之经济循环。更重要的是抗生素及化学药物使用之减力更能维护养殖环境,对环境友善,筑构生产者、消费者及环境友善三嬴之永续经营产业生产目标。
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    发表于 2012-1-14 09:28:19 |显示全部楼层
    参、创新研发成果:

    自2000年成功大学组合水产养殖生技医药研发团队,禀承养殖产业管理预防重于治疗的理念:如Bio-security养殖环境管理方式及以疫苗及免疫促进剂之使用,取代抗生素于鱼病防治。团队研究主轴为暖水鱼种相关之生技医药的基础及应用研究,并选择高经济价值的海水鱼种,如石斑作为重点目标鱼种,分析流行病情,进行生技医药产品与疾病防治方法的开发研究。目前研发成果如下:

    一、选择石斑作为重点鱼种

    1. 选择石斑作为重点鱼种

    台湾可完全养殖之鱼贝类近120种,我们择石斑(俗名Grouper、Garoupa、俗称过鱼、朱郭学名Epinephelus coioides, E. malabaricus, E. lanceratus)作为目标鱼种,因其国际市场大、养殖技术有待突破、目前竞争少等利基优点。

    在国际市场上、根据联合国农粮组织(FAO)2004年的统计,石斑鱼总产量为255,738公吨,总产值为511亿元新台币,其中养殖者仅占24%。台湾石斑鱼总产量为13,219公吨,总产值为26.5亿元。为世界第二大石斑鱼养殖国。台湾是国际石斑鱼苗主要生产国,曾占有80%国际市场,约需鱼苗7,000万只,产值约为7亿元。以全球需求量达14亿尾,总市场产值更可达到140亿元。因此石斑国内外皆有有极大之高质量健康鱼苗之市场需求

    2. 分析产业困难:石斑鱼苗生产是石斑养殖发展的主要瓶颈

    鱼苗是水产养殖最重要之关键零组件,鱼苗之量及质量攸关石斑产业之成败。在鱼苗之育成期主要之瓶颈有二:一是病毒感染,导致生产量之不稳定,二为质量不佳,常有畸型鱼苗之发生。

    石斑育苗期主要病情为脑神经坏死病viral nervous necrosis disease (VNN) ,而自鱼苗后主要病原为NNV, irido病毒,细菌性疾病则为弧菌属Vibrio spp., Vibrio parahaemolyticus, 发光杆菌Photobacterium damsela subspecies picicida, 单泡菌Aeromonas hydrophila及链球菌。Streptococcus iniae。

    二、研发生技关键产品:

    1. 检验试剂:在疾病防治之生技产品首要为精确(specificity)、灵敏(sensitivity)。除较熟悉的免疫检测试剂外,分子检测法如PCR方法因精确、灵敏渐受重视。我们也发展了台湾常见之细菌(各种弧菌、单气泡菌及发 光杆菌)、脑神经坏死病毒(Nervous necrosis virus,NNV)及虹彩病毒(Iridovirus)之PCR疾病检测方法及套组。并广泛使用于种鱼、鱼卵之检疫。例如以NNV-PCR方法,发现石斑鱼卵大都带NNV病毒,同时坊间常用初期饵料之牡蛎卵、轮虫及桡脚类皆带NNV病毒为感染源。(图3) 此real time PCR疾病检测方法及套组为建立养殖区疾病及环境监控之bio-security system不可或缺的一环。

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    发表于 2012-1-14 09:30:23 |显示全部楼层
    2. 疫苗与免疫促进剂

    在预防重于治疗的目标上,具预防疫病功能的疫苗更是bio-security的系统里最重要的关键零组件。疫苗之成效在哺乳动物如人类畜产及禽类使用不遑枚举。但鱼类之疫苗除在冷水鱼种之鲑鳟鲷鱼外,暖水鱼种之疫苗、使用方法及成效则尚在萌芽阶段。因台湾海域暖水鱼种如石斑在稚鱼及育成期有显著不同的流行病原,因而、我们发展了注射型疫苗供育成期使用及口服型疫苗供育苗期使用。

    (1). 注射型不活化细菌疫苗

    针对台湾南部养殖海域五种重要病菌(Vibrio spp.,Vibrio parahaemolyticus, Photobacterium damsela subspecies picicida, Aeromonas hydrophila, Streptococcus iniae)发展了多价型不活化细菌疫苗,并经三年三个不同鱼场,不同季节进行现场田间有效性实验。总共使用了近6000尾,其成果见表一。在暖水鱼种免疫之成果供应了一些鱼用疫苗使用的新经验。例如

     发现多价型疫苗可以只经一次注射就预防五种重要病菌,

     不同鱼种似乎有不同免疫反应时间

     本土菌株有较佳免疫力

     时间暖水鱼种因温度影响免疫反应有较快的免疫反应时间,免疫后约需400°C-days 海鲡就有免疫力 (鲑鳟鱼约需1400°C-days )

     在台湾及东南亚地区补强免疫(Booster immunization)反而降低保护力,补强免疫在暖水鱼种似乎非必要

     先天免疫系统(Innate immunity)与 后天免疫系统都需同促进 以达到最佳抗病效果

       如表2所示,很显然的是因疫苗可降低养殖期间不定期之死亡率,因此除减少鱼苗需求量外也可降低饲料之费用,因此可稳定生产及经营利润。

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    (2) 可在稚鱼大量群体免疫之口服疫苗关键平台技术

    石斑育苗期之主要疾病为脑神经坏死病viral nervous necrosis disease (VNN),病原为脑神经坏死病病毒nervous necrosis virus (NNV)。NNV感染石斑、鲈鱼、比目鱼、海鲡等重要经济鱼种自胚胎期之鱼苗就会受感染,加上坊间鱼苗缺乏疾病预防之观念,当育苗失败就将污染之池水不经处理,径自排放,更加速病毒之传播。VNN之病症因病毒快速侵犯脑神经及视网膜细胞,而造成典型之旋转式游泳近。NNV一旦感染很难幸免致死率达100%,被认为是为国际养殖高价鱼种最棘手的病毒。更严重的是在胚胎期之鱼苗就会受感染(在孵化14天就常发现病情),在不同石斑中稚鱼至成鱼也有不同病毒发病期,如龙胆石斑在一年内尚常见感染,而青斑在三寸以上病惰明显减少。而稚鱼期一旦感染常达100%致死率,被认为是国际高价鱼种养殖最严重的疾病之一。在研发NNV疫苗的过程中,最大困扰是NNV病情发生于稚鱼不到0.5cm之阶段,不能以注射或集中浸泡的方法免疫,故发展口服疫苗,而口服疫苗必需克服下列瓶颈:(a) 不吃或吃不够;(b) 抗原被肠胃消化系统破坏;(c) 因鱼苗尚在胚胎发育期,若疫苗成份不佳,会造成畸型鱼苗。

    本实验室开发藉稚鱼之天然食物链,以大鱼吃小鱼、小鱼吃虾米(丰年虾)、虾米吃单细胞生物(细菌)的自然现象,直接以表现NNV抗原蛋白的不活化(killed)大肠菌喂食丰年虾,包埋含NNV抗原蛋白之大肠菌,再喂食稚鱼。此疫苗不但连续二次以LD60之之攻毒实验中,各达80% 及 86%存活率,而无免疫之鱼存活率分别为 44% 及 54%,相对保护率(RPS; relative protection frequency) 达到 64.2% 及69.5%。且在现场田间实作上也成功使用,自2005年至今于本校安南育苗场田间测试实作,连续成功次数达24 次以上,皆可防止病毒感染,成功率达100%,相较目前坊间育苗场成功率不到1%高出甚多。

    1.jpg


    此口服疫苗在NNV-Free之石斑鱼苗繁养殖场田间实作测试也达到预防是效果,自Nov 2005已使用于成功大学安南育苗场连续成功 20 次以上,且无病毒感染成功率达100%而目前坊间育苗场成功率不到1%。因疫苗需一段时间才能充份发挥免疫保护力,但也发现在一NNV污染场单独使用疫苗,并不能达到无感染之效果。
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    本帖最后由 水宝宝 于 2012-1-14 09:35 编辑

    (3). 口服疫苗关键平台技术之优点

    此服疫苗关键平台技术结合基因工程及利用初期饵料包埋抗原之多元性,兼具下列优点:

    2 利用基因工程只要该抗原基因已知,就可研发subunit vaccine,可利用于任何病原菌(如细菌、病毒、寄生虫等)

    3 提供抗原双层保护(大肠杆菌与浮游生物),减少肠胃道破坏

    4 可发展为多价型疫苗。

    5 可加入具免疫促进子(immune or/and immuno-modulator)的基因可加入本系统中,以促进鱼的免疫反应

    6 可利用此蛋白传递方法,发展其他功能蛋白

    7 无需添加任何非生物性物质(如liposome, adjuvant) 无残留、无副作用

    8 安全性高,鱼苗在无压力下使用。

    9 研发,制造及品管容易。

    10 可迅速、同时免疫同池中之所有鱼只。

    (4). 可重复成功的石斑室内式育苗系统

    水生之鱼与陆地哺乳动物之?同,鱼之成长由孵化卵至稚鱼,这些胚胎发育皆在水中并无母体之支持及保护,完全依靠水环境供应其营养需求,育苗最困难:鱼苗质量是养殖成败之关键条件育苗就是在自然的水中将一受精卵(一细胞)培养成一只稚鱼。加上水环境中充满了病原菌(10-103/ml),稚鱼在生长环境中也长期面对疾病感染之危机。目前石斑育苗大都尚使用室外土池或水泥池育苗方式,利用造水繁养水中之藻相及浮游生物再于育苗不同阶段,辅助外购之牡蛎受精卵、轮虫及桡脚类生物。此种育苗方式靠自然形成之食物链,人工少、成本低,但在病毒感染已是常态下、成功率低,供应量不稳定,加上浮游生物质量很难掌握之情况下,质量参差不齐。目前尚是”靠天吃饭”的不稳定生产模式。在鱼苗量及质量攸关水产养殖成败之情况下,鱼苗生产技术急需建立。

    营养:初期饵料之质及量
      

    关键条件
    1 疾病
    2 初期饵料之量与质
    3 育苗之物理及生态条件

    苗的关键条件:研究的方向

    病:病情、病毒、病菌

    在发现台湾到处都有病毒之情况下利用室内无病毒SPF石斑鱼养殖系统,生产高抗病力健康鱼苗,成功提升养殖存活率。

    O2, CO2, ammonium, nitrate, pH, bacterium, photo period, light intensity etc.,
    Condition of Larvae rearing   


    伍、推广策略高抗病力之 (PI-SPR)鱼苗生产系统

    PI-SPR鱼苗之优点
    1 养殖户使用方便,容易销售,易建立品牌形象
    2 产品可提高饲养存活率,降低成本,增加利润
    3 减少抗生素使用, 不易被模仿及竞争取代



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    发表于 2012-1-14 09:44:57 |显示全部楼层

    发展石斑健康鱼苗科技 协助产业永续经营

    1.jpg


    杨惠郎


    国立成功大学农业生物科技中心



    摘要

    地球上人口日增,而地球上有庞大近72%之面积是海洋,在可用于粮食生产之土地及淡水资源逐日减少之现实情况下,利用海水生产食品的产业必然是人类未来的民生产业。同时、台湾有十分扎实的水产养殖基础,但也面临疾病丛生之发展瓶颈。因此、成功大学组合水产养殖生技医药研究团队,集中全力以石斑为主要目标,汇集流行病情、收集病原,研发多价型注射疫苗及疫苗在鱼的使用法,以供成鱼养殖阶段的疾病控制及提升存活率;发明NNV病毒口服疫苗,解决了鱼苗育成阶段严重死亡的关键瓶颈,稳定青斑鱼苗之育成。继之、在鱼苗稳定供应之情况下,分析并适化青斑鱼苗育苗条件,提高鱼苗生产效率;再整合鱼苗之生产及疫苗之使用,生产鱼养殖户容决易使用、具高抗病力(Pre-immunized Specific Pathogen Resistant,PI-SPR)鱼苗。希藉PI-SPR鱼苗产品之新推广策略下,供应养殖户直接使用,藉此迅速减少疾病、提升存活率、提高养殖业者利润;降低抗生素滥用、减少药物残留、保障全民食品安全;并维护生产区之生态环境。
    此一长达十年之工作,始于选择专一重点方向,组合研究团队,集中资源,进行跨领域之研发。在传统水产养殖蜕变成科技化的精致农业的目标下,研发创新科技及产品。最关键乃是水产养殖科技化生产系统之整合。在建立”一条龙”的安全高质量的生产链(High quality production chain)的观念下,研发关键零组件,组合系列产品及多项技术成果成为知识经济(Technlopgy based economy)。计划执行以完全解决传统水产养殖产业之发展困难为目的,产品设计则以市场接受度为原则,更导入企业管理模式,以试量产方式、建立量产标准作业手册(SOP)。这些以市场需求导向(Market driven and mission oriented planning)来规划的计划,加速了由”学”转译至”产”之技转之成功率及产业化之效率。
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