【在線交流】臺灣石斑魚疫苗研發之路@臺灣國立成功大學楊惠郎教授與網友在線交流

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臺灣石斑魚疫苗研發之路

@臺灣國立成功大學楊惠郎教授與網友在線交流


時間：1月16日 上午9點30分    地點：中國水產頻道 www.fuqitext.com


個人簡介：



楊惠郎：國立成功大學農業生物科技中心研究教授

學歷：
美國加洲大學，戴維斯分校博士(Ph.D. 1972)
國立臺灣大學農化系學士(1966)

經歷：
Aug. 1, 2000- Sept. 2011
國立成功大學生物科技所特聘教授兼生物技術中心主任

Jan. 1998/1/23—July 2000
中央研究院生物農業科學研究所籌備處研究員

Sept-1991- Dec. 1997
財團法人生物技術開發中心  分子生物組主任

Aug-1994- 1998
國立臺灣大學獸醫系兼任教授
  
Sept.1990 - Aug.31, 1991
國立陽明醫學院客座教授  

June 1982 -- Feb. 1990
研發部主管
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， 紐約大學醫學院
l977 - l980 副研究員，哥倫比亞大學

榮譽及獎項：

國內
1. 1992 行政院杰出科技榮譽獎
2. 2002 成大特聘教授(三次)
3. 2003 教育部產學合作獎:生物醫學項
4. 2006「李國鼎科技講座」-榮譽學者
5. 2007 生策會 國家新創獎 學術研究
6. 2008 經濟部-生物技術研發成果創意應用競賽金牌獎
7. 2009 臺南一中杰出校友獎-科技項
8. 2009 經濟部-生物技術研發成果創意應用競賽銅牌獎
9. 2011 臺北生技獎 產學合作項

國際
10.  2008 歐洲水產年會最佳壁報獎
11. 2009 發展中世界科學院農業科學獎 (2009 TWAS Agricultural Science Award )
12. Marques’ Who is Who in the world, 2010, 2011, 2012

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在前不久揭曉的2011'中國水產業十大年度人物中，楊惠郎教授被推選為“十大年度人物”之一

上榜理由：

2011年石斑魚NNV（腦神經壞死病病毒）口服疫苗的成功研發，給飽受病害之苦的石斑魚,尤其是育苗產業注入了一劑強心針，而研發團隊的領頭人，正是臺灣國立成功大學生物科技所楊惠郎教授。

NNV疫苗研發成功意義重大，NNV在石斑魚苗期感染具近100%致死率，被認為是國際養殖高價魚種中最棘手的病毒之一，楊及其團隊歷時8年，成功突破此口服疫苗關鍵技術，不但解決了國際石斑育苗病毒感染的產業問題，更是國際首次證明可在稚魚階段有效預防疾病的創新發明。在此之前，臺灣和大陸均無公開報道過此類成熟疫苗產品出現，楊也因此被稱為臺灣石斑魚疫苗領域的權威之一。目前楊及其團隊正將此技術應用于生產高抗病力石斑魚苗，以供石斑魚養殖戶使用。

可以預見的是，疫苗已被公認為是水產養殖病害防治最佳手段之一，楊的研究方向未來潛力巨大。無獨有偶，同樣在2011年，珠江水產研究所研發的草魚出血病活疫苗獲國家新獸藥證書，并拿到水產疫苗生產批文，成為大陸首個拿齊出生紙，可以商品化的水產疫苗。   

重要分享：

臺灣的水產養殖技術已有深厚產業根基，也一向是亞洲水產種苗的供應中心，暖水魚種之養殖技術領先國際，在以知識經濟為基礎的高科技時代，臺灣有機會可以成為國際暖水魚種養殖之技術中心。但也因臺灣的經濟特性，養殖業發展朝向密集養殖的模式，因此提早面臨疾病叢生、死亡率高、及藥物抗生素濫用的情況，恰正重蹈二十年前未科技化的挪威鮭魚產業，及四十年前之畜禽養殖個體小戶的產業發展歷史。

面對國際競爭，若不針對問題，主動積極根本解決，必會影響產品銷售，并導致水產養殖產業之萎退、外移的現況。嚴重地阻礙水產養殖產業的永續經營，及國際市場對臺灣產品的信心。于是我們認為，要提升臺灣水產養殖產業，必須以挪威之鮭魚產業發展針對冷水魚種之生物技術模式為借鏡，對暖水魚種導入養殖科技化的觀念與做法，暖水魚種雖然生長效率較冷水魚種高，但是在生長型態、環境、疾病分布上，都有很大的差異，因此疾病預防及治療的方法也不相同，可惜的是，至今仍未有暖水魚種完整的疾病防治系統。

若想要爭取此市場，就要以建立可解決瓶頸之科技為開啟市場之鑰匙。以生物技術來研發暖水魚種疾病防治之關鍵技術產品(疫苗及檢驗試劑)，并延伸用以生產高抗病力種苗(SPR: Special Pathogen Resistant)及整合工業化之養殖科技。生產高抗病力之健康種苗，則是國際暖水魚種水產養殖產業市場極需之關鍵產品，及轉型成工業化的水產養殖的關鍵。必定可以幫助臺灣掌握暖水魚種養殖工業的巨大商機。

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楊惠郎研究團隊

syusuke

期待中...

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先與網友分享楊教授的論文一篇：

魚用疫苗及疾病預防系統之建立

楊惠郎
國立成功大學生物科技研究所
國立成功大學生科中心
水產疾病醫藥研究團隊

hlyang@mail.ncku.edu.tw

壹、 發展前景及瓶頸

1. 利用海洋生產高品質的漁貨將是國際最具發展潛力的民生產業

由於地球人口日益增加，而可用土地逐日萎減，糧食短缺已經是無可避免的全球重 大問題。地球70%之面積是海洋，人類民生必需之蛋白質食品勢必轉由海洋供應， 海面水產養殖產業將快速取代捕撈并成為主要的糧食及民生產品來源。據聯合國糧 食組織（FAO）資料顯示，水產養殖已是國際進展最快，且最具發展潛力之產業， 其優勢及情況略述如下：

‧ 海面養殖每平面單位之生產量可達陸地養殖之二十倍以上。

‧ 魚之養殖效率遠高於畜產，以最佳之飼料換肉率比較，魚可達0.8，而雞為1.5、豬為3.5、牛為7.0。

‧ 水產養殖業自1980年起年成長率高達10%，遠高於畜、禽產之養殖。FAO預計養殖魚獲將逐步取代捕撈漁業，於2030年其佔有率將由目前之30% 提升至50%。

更印証這發展趨勢的是，在2002年國際知名管理大師彼得‧杜拉克Peter F. Drucker 在其「下一個社會」 （Managing in the next society: Beyond the information revolution,  2002）一書中指出：
“同時毫無疑問的、預料不到的新產業會生現，其中一個已出現了，就是生物科技  產業，另一個則是養殖產業。今后五十年，養殖漁業可能會使人類放棄海上捕撈， 改為從事海洋畜牧，就像一萬年前，同樣的創新，使我們的祖先放棄陸上捕獵，變 成農民與牧人”。

依高科技產業之發展歷史模式，科技產業之發展端賴新科技之研發，掌握關鍵技術 者必是此新產業之領導者，在養殖漁業正從傳統走高科技化的轉捩點、科技化養殖 產業之發展亦必屬掌握關鍵技術者。

2. 疾病是水產養殖產業發展瓶頸及科技化養殖的關鍵因素

　　我國水產養殖技術基礎深厚，向來領先國際，尤其是暖水魚種海水養殖技術更稱霸 全球，是加入WTO后農業部門最具競爭優勢的產業。但傳統的水產養殖為了創造 經濟效益，為追求產量，使用高密度養殖所帶來的疾病問題，導致高死亡率，及不 能永續經營之后果，造成產業衰微，始終是國際間水產養殖無法克服的瓶頸。目前 除了鮭魚養殖以外，全球的水產養殖仍然無法脫離傳統漁作的窠臼，水產養殖疾病 防治新科技及產品，將是未來水產養殖產業是否能從目前的傳統產業模式，成功的 走向科技化、工業化之水產養殖產業之關鍵。

3. 疾病防治技術之突破所延伸的商機

在市場需求日殷之產業市場下，以生物技術研發暖水魚種疾病防治之關鍵技術產品 (疫苗及檢驗試劑)，以生產高抗病力種苗(SPF: Special Pathogen Resistant)；整合工  業化之養殖科技；掌握暖水魚種養殖工業的巨大商機。

冷水魚種之鮭魚養殖是目前全世界唯一徹底科技化、工業化的養殖產業。而挪威之 鮭魚產業從無，到掌握國際鮭魚市場，分析其中成功的因素，其發展模式就是以研 發鮭魚養殖科技為始，成功的疾病防治策略應是最大功臣，全球最主要養殖魚產來 源的暖水魚種，生長效率較冷水魚種高，冷水魚與暖水魚在生長型態、環境、疾病 分布上，都有狠大的差異，因此疾病預防及治療的方法也不相同，但至今仍未有暖水魚種完整的疾病防治系統。因之爭取此市場，就要以可建立解決瓶頸之科技為開啟市場之鑰匙。以生物技術來研發暖水魚種疾病防治技術及產品(疫苗及檢驗試劑)，生產高抗病力之健康種苗，則是國際暖水魚種水產養殖產業市場極需之關鍵產品及轉型成工業化的水產養殖的關鍵。

臺灣在水產養殖技術已有深厚產業根基，也一向是亞洲種苗供應中心，暖水魚種之養殖技術領先國際，在知識經濟為帥的高科技時代，臺灣應是可建立成國際暖水魚種養殖之技術中心。但也因臺灣地小，養殖業發展朝向密集養殖的模式，因此提早面臨的疾病叢生、死亡率高、抗生素濫用的情況，嚴重地阻礙水產養殖產業的永續經營，及造成魚貨殘含抗生素之品質問題。

此種暖水魚種之養殖以疾病多、死亡率高、未使用疫苗而導致抗生素使用過量、不當，抗生素之殘留污染品質等困難，恰正重蹈二十年前產業未科技化前挪威的鮭魚產業，及四十年前之畜禽養殖個體小戶的產業發展歷史。面對國際競爭，若不針對問題、主動、積極根本解決，必會影響產品銷售，并導至水產養殖產業之萎退、外移的現況。

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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。




參．完整之疾病防治之體系可提升養殖存活率

在現代疾病預防及治療醫藥中，無論是人類的健康保護或禽畜產的養殖，已証明最有效的疾病防治之體系，包含
  (1). 生長或養殖環境之營理，

  (2). 養殖動物之營養

  (3). 疾病之預防三大要件。

在疾病防治之體系之使用，則先以疫苗預防疾病，以檢驗試劑確定病原，再以對癥之醫藥(含抗生素)來治療疾病，這三大醫藥關鍵零組件之齊備，才能組合成為現代疾病防治之體系。在水產養殖之過程中，必需有適當的魚用疫苗可用來生產高抗病力之魚苗，以事先預防未可預測及突發的疾病；不同之檢驗試劑在病情初發期可快速確定病原及相關抗藥性，以對癥下藥并可檢測疫苗免疫之效用，抗病力之監控及作為魚苗品質之檢定；而醫藥可只使用於病原已確定、抗藥性已偵測過之細菌，作有效，正確的治療。此疾病防治系統已在人類使用多年、效果也証明良好。在畜產業上之使用也逐漸取代以抗生素預防疾病之劣習。魚產業中、挪威及歐美也沿用多年証明正確有效。但目前暖水魚種養殖上，疫苗及檢驗試劑之一併研發極為迫切，也只有這二件關鍵零組件之建立，方能配合醫藥來組合暖水魚種的疾病防治之體系。

肆、疫苗能大量減少或避免抗生素之使用: 挪威使用疫苗之范例

使用疫苗預防疾病除了在人類應用外，逐漸也推廣到其他動物之疾病預防，成果良好。疫苗已是人類，畜產不可或缺的預防醫藥。豬，牛，羊，雞，鴨等畜禽產及寵物用疫苗也是疫苗產業之重點。暖水魚魚病相當嚴重，但尚無疫苗、檢驗試劑之疾病管理系統。 我們最近看到水產品因含氯霉素在歐、美、日本退貨的消息，是否歐美日故意使用高檢驗標準來排斥外貨？也開始思考養殖是否可以不用抗生素？ 事實上，此一要求在畜產經營已施行多年，加上挪威養殖鮭魚使用抗生素情形，在1986-7年每噸魚貨尚用1公斤抗生素，致使抗藥性細菌之滋生，抗生素使用無效，還遭遇高死亡率。至1990年代開始使用疫苗預防疾病，而只用抗生素於疫病之治療。早自1996年時已達到每噸魚貨使用不到0.3 毫克，等於不使用抗生素之高水準。也看到鮭魚養殖產業不衰反進，由建立完整的鮭魚疾病防治之體系，促成鮭魚存活率之大量提升提升，養殖成本降低，挪威也成鮭魚年產值達50萬噸領先國際之養殖大國。這近二十年挪威養殖的成功經驗確實証明疫苗才是預防疾病的良方，在水產養殖業抗生素之使用應僅止於治療。

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伍、魚用疫苗及發展疫苗的困難

疫苗是使用抗原(antigen)在目標動物體中促製專一性被動免疫系統(specific adaptive immune system)、適時產生高量的專一性抗體(antibody)來預先提升動物之預防疾病之抗病力。

因之，一個成功有用的魚用疫苗不只是疫苗產品(抗原)而已，還包含劑型、佐劑、使用策略(方法及時間)四大要件，此些因素必需完整方能研發一件有效的預防疾病的疫苗。而且常因不同魚種養殖程序不同及疾病感染情況之不同，針對不同目標魚種建立最佳之使用策略(方法及時間)也是疫苗使用成敗之因素。反之、若只有疫苗而無使用策略(方法及時間)，疫苗常常并得不到預期之效果。

在魚的疫苗研發上，另一重要觀念是魚與哺乳動物免疫系統魚之免疫機制，免疫系統及免疫反應與哺乳動物不同之處，例如：

• 魚早在六億年前就存在，魚是首先有專一性被動免疫系統之動物，而一億四千年前才有哺乳動物。

• 目前大部份之魚只發現其一種免疫球蛋白IgM like，而人類有五種不同功能的免疫球蛋白。

• 魚之免疫記憶力短，常存在不到幾週。

• 魚之抗體製造力低。

• 甚至魚之抗體力價之高低，并不能直接代表抗病力之強弱，例如在鱈魚，免疫后有抗病力但抗體并不增加。

• 非專一性之免疫能力與專一性之免疫能力，在魚在抗病能力上皆有重要之角色。

有如上述原因，在發展魚用疫苗時，必需針對魚類免疫系統，先進行了解，方能研發有效之疫苗。切忌盲目延用哺乳動物之免疫知識。

陸、適用海鱺養殖疾病預防體系之研發經驗

成功大學生物科技研究所之水產疾病及疾病預防研究團隊多年來對海鱺免疫系統之研究，成果簡略說明如下:
  海鱺之主要免疫器官與其他魚類似，為胸腺(thymus)、胰臟(spleen)及頭腎(head  kidney)；其免疫機制之完全發育可能在孵化十天左右就有免疫反應。這些資料 供應了我們發展海鱺疫苗抗原、劑型、佐劑、使用時間、使用策略之基礎。

  因魚對緊迫(Stress)非常敏感，Stress已証明會 降低魚之免疫力，免疫過程中應 避免過份操作以增加稚魚之免疫發生力。

 魚之免疫反應與營養，體質，種苗健康狀況，感染病歷及溫度等內外在條 件 皆有關，故免疫前稚魚之狀況，溫度等皆需充份了解再免疫才能達到最 佳 保護效果。

 海鱺專用的病原檢驗試劑之配合才能組合成海鱺之疾病預防及治療系統。

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三、海鱺用細菌性多價型疫苗研發

疫苗之開發，以取得當地目標魚種之疾病資訊及病原為首要，有了這些資訊才能發展疫苗及疫苗使用之方法及時程。以目前本土海鱺病原資料顯示尚未發現有病毒，而細菌則有弧菌(Vibrio  spp. Vibrio parahaemolyticus), 巴斯德桿菌(Photobacterium damsela subspecies picicida), 產氣單胞菌(Aeromonas hydrophila), 鏈球菌(Streptococcus iniae)為主。其發生期大多在緊迫大之移動(搬運、下箱網)，溫度變化，及在500克之前發生。因此海鱺之免疫策略應與石斑不同，而接近鮭魚。




在海鱺疫苗研發以下列四點說明：

1. 抗原
  
  由澎湖、屏東之海鱺養殖場取得本土海域之細菌多株發展疫苗，并篩選最佳製法，  發展死菌疫苗疫苗。

2. 安全性實驗及有效性實驗

  研發成之疫苗於海鱺，注射十倍之劑量觀察其安全性，尤其確定無死亡率、解剖   觀察生理、腹腔無粘液殘存、外表無異狀，食慾、游泳正常。長期無成長率衰落之副作用。

3、實驗室人工攻毒試驗
   建立不同細菌於海鱺之攻毒系統，於實驗水槽以高劑量(LD99)之細菌，模擬在養   殖場高劑量菌感染之情形，進行免疫后之人工攻毒實驗，分析疫苗產品之有效性，有效期之長短及品管。并藉此系統發展海鱺之最佳免疫方法、時間。

(1). 海鱺血清力價試驗
發展海鱺血清ELISA檢驗試劑，以供海鱺抗病力之品質測定及免疫后抗病力之檢測。於實驗組及對照組，於免疫后不同時間各取用15隻海鱺進行 試驗，進行對於弧菌以及殺魚光桿菌之ELISA 力價測試。在疫苗注射之后疫苗組的血清力價有明顯上升的現線，而對照組則無顯示注射入體內的疫苗，的確能誘發魚體內產生抗菌的抗體。而對照組由於僅有注射佐劑，并無法誘發抗菌反應。

(2). 實驗組及對照組各使用15隻魚進行試驗, 然后觀察其存活率變化。   為期四週。結果顯示在攻擊后約一週，對照組開始出現死亡現象，而免疫實驗  組則應有80%以上保護力。






4、海鱺養殖現場田間試驗

各實驗組及對照組各使用750隻海鱺魚進行試驗，每組并經由掃描標記，以使能於 同一箱網以同一養殖情況下進行現場有效性實驗。后計算成果。

實驗組注射疫苗，對照組僅注射佐劑。經由免疫及標示后養殖至200-250 克放入 同一箱網中進行養殖，一直到魚體重量達一公斤為止，期間約四個月。

在現場養殖的環境，對照組由250克到一公斤的存活率為44%，而疫苗組使用本  土型多價型疫苗存活率高達93.3%。并且只需免疫一次即可。顯示本土型多價型疫 苗在田間使用可以提供魚群良好的保護能力，以抵抗疾病的侵襲。

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柒、海鱺用注射型疫苗選擇之注意事項

目前水產養殖產業，尚未如畜禽產業擁有完整之疾病防治體系，及享有完備之疫苗與檢驗試劑產品之階段，且國內暖水魚種養殖戶對於疫苗產品的使用并不熟悉。加上國外鮭魚疫苗產業急著向國內推銷，以獲得他們的疫苗產品於暖水魚種使用之經驗，以及臺灣多個單位亦宣稱有適用於海鱺的疫苗。養殖戶面對新的科技產品，如何利用這些產品來提升利潤，面對多項產品要如何選擇？相信一定會有困擾。

以養殖業者之立場，選擇唯一之原則是使用優良的疫苗產品，以提高存活率，爭取最高利潤，使用的便利性，以及售后服務。

下述幾項選擇條件，供養殖戶參考使用：

一、有效性：

1. 是否使用本土病菌株發展之適用本土海鱺(有效)之疫苗。

2. 是否為死菌疫苗。活菌疫苗則絕對不能使用。

3. 是否為對抗大部份疾病之多價型疫苗？(因大部分養過程皆會遭受多種疾病之感染，對抗一種疾病之單價型疫苗并不能達到最高存活率)

4. 是否有配套檢驗試劑，可建立完整之疾病防治體系，以供魚苗之品質選擇，免疫后魚隻抗病力之測試，及養殖期間抗病免疫力之抽樣監控。

   二、使用方便性：

5. 是否需補強針，有些產品一次免疫就可有效用。

   三、安全性：

6. 是否在海鱺魚苗測試疫苗之安全性及有副作用：無死亡、腹腔生理，及養殖期間生長率之降低等。

7. 國際間以油質疫苗效果持久最佳，但腹腔免疫會短期降低食慾。

   四、售后服務：

6. 是否有具本土魚病經驗及執照之獸醫師售后服務團隊，協助養殖期間治療醫藥及現場之服務？

7. 是否有研究及快速檢測設施及專人、協助養殖期間治療醫藥及現場之病原及抗藥性檢測服務？

kook

給力，必須要支持！！！

珠江所小廖

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！

浪漫小子

請問：

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？

零黎

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

水寶寶

繼續與各位網友分享楊教授的幾篇論文。

發展生物科技協助石斑育苗產業之科技化

林翰佑、林青丘、陳逸民、陳宗岳、王涵青、楊惠郎

水產動物生技醫藥團隊，國立成功大學生物科技研究所

摘要:

在高科技產業的現代，研發創新科技、應用于創造知識經濟，乃是現代高科技產業發展之鑰。創新關鍵技術之掌握，也是爭取國際市場的方法。有鑒于地球上人口日增，而地球上有龐大近72%之面積是海洋，而可用于糧食生產之土地及淡水資源逐日減少之現實情況下，利用海水生產食品的產業必然是人類未來的民生產業。同時、臺灣有十分扎實的水產養殖基礎，但也面臨發展瓶頸。因此、成功大學組合水產養殖生技醫藥研究團隊匯集魚之流行病情、收集病原，以研發疫苗及疫苗在魚的使用法；分析魚苗發育條件，生產無病毒之健康魚苗；再整合魚苗之生產及疫苗之使用，生產魚養殖戶容易使用、且高抗病力(Pre-immunized Specific Pathogen Resistant，PI-SPR)魚苗。希藉此魚苗產品之推廣，減少疾病、提升存活率、以提高養殖業者利潤；降低抗生素濫用、減少藥物殘留、保障全民食品安全，并維護生產區之生態環境。此一長達八年之工作，始于組合研究團隊，選擇專一重點方向，集中資源，進行跨領域之研發。除研發創新科技及產品外，另組合系列產品成為產業能接受之生產系統；更導入企業管理模式，以試量產方式、建立量產標準作業手冊(SOP)。希望這些由學轉譯至產之先期準備工作，能增加技轉之成功率及加速產業化之效率。

團隊愿景希協助國內傳統水產養殖產業精致化，達到對地球友善、可永續經營之精致水產養殖產業的理想目標。更進一步作為水產養殖產業國際化之基礎。

  
二、產業發展關鍵困難：疾病是國際水產養殖產業發展之瓶頸

剖析產業發展現況，國內外暖水魚種之水產養殖產業目前皆尚停留傳統型高密度飼養方式。此種養殖方式因過度密集，導致疫病叢生，經營困難。導致之高死亡率也是國際高密度之養殖業在追求永續經營上最大之瓶頸。例如密集養殖造成疾病，1987年臺灣是年產量八萬噸的草蝦王國，但1990年開始草蝦養殖產業因白點病病毒性疾病而快速衰退，一蹶不振；石斑魚種苗因腦神經壞死病病毒感染育成成功率不到7%;臺灣為國際石斑魚魚苗供應中心，但受NNV感染成功率不到10%，2008 ISA (infectious salmon anemia)在智利發生大型感染，造成正急速成長之鮭魚養殖產業損失近20億美元。為解決疾病問題在未有疫苗以預防疾病之現況下，抗生素還是唯一的治療方法。而抗生素濫用早已造成養殖區抗藥性細菌之叢生，對環境造成破壞。例如本團隊在澎湖海面箱網養殖區取樣，發現對人類現用之14種抗生素皆已有抗藥性之細菌族群，并有些已高達60-80%，見圖2。

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三、機會：水產養殖科技與企業化是掌握水產養殖發展的樞紐

冷水魚種之大西洋鮭魚（Atlantic salmon）養殖是目前全世界最成功的科技化與企業化水產養殖產業的范例。而挪威之鮭魚產業從無到掌握國際鮭魚市場，成功的因素包含研發鮭魚養殖科技、使用疫苗降低生產成本與抗生素殘留，筑造可永續并穩定生產之企業。在國際間、其鮭魚養殖科技及經營模式已使挪威成為全球領先的鮭魚研發及關鍵產品供應中心，延伸之經濟效益也促使挪威能在國際持續開拓市場，創造龐大的經濟產值。挪威科技化之鮭魚產業也成為國際各海洋國家皆希復制的范例。

暖水魚種遠比冷水魚種多，加上溫帶氣候佳，養殖期較長之產業優勢下，暖水魚種具比鮭魚更有市場規模及產品利基，應可比挪威之鮭魚養殖更具國際競爭潛力。但暖水魚種之養殖目前尚停留于傳統之經驗式、家庭式的小農產業，經營方式靠經驗，遇到瓶頸則不易解決。不能避免的、暖水魚種之養殖國際競爭下、未來必然將依循挪威之高科技、工業化之鮭魚養殖企業發展模式，發展其中、也急需發展創新科技、系統化以建立企業化之精致產業。

在世界對水產養殖產業需求穩定成長，而發展需要科技研發之現實情況下，臺灣投入此產業之優劣點分析如表1。以臺灣國際競爭力分析，臺灣水產養殖技術向以能養殖近120種魚、貝類，又曾以草蝦及養鰻王國著名國際，頗富產業基礎，并與日本，挪威同列世界三大水產養殖技術領先國家。例如臺灣石斑魚苗養殖技術領先國際，曾一度為世界唯一之石斑魚苗生產及供應國。石斑魚為生活于暖水區域珊瑚礁巖，近海肉食性魚種，由于其肉質細嫩鮮美，不但深受東方及華人喜愛，而且也被歐洲人列為佳肴，屬于高價位水產品。石斑魚在臺灣目前海水養殖之主要魚種，其年生產數量約在300萬公斤(據農委會及民間業者之資料，國內成魚養殖約五千多萬尾，魚苗產量超過七千萬尾)，因利潤高(平均20-70%)，除臺灣外東南亞、中國大陸等地也積極投入石斑魚成魚之養殖。最近魚苗需求量也因中國大陸之需求而大增，加上天然幼魚來源幾乎捕撈殆盡、且嚴重破壞其棲息區之珊瑚礁，未來以人工培育之魚苗市場發展頗富發展空間，成功大學在抗病力高的石斑種苗科技上之研究持續突破，保持國際領先地位。

以挪威以Bio-security建立鮭魚養殖質量鏈建立領導國際之經驗其方法之一就是先建立疾病防治的Bio-securit系統。以使用疫苗預防疾病，疾病少，存活率高、利潤提升就提升養殖戶接受新科技之興趣：減少抗生素用量就會減少藥物殘留降低提升魚貨質量，增加消費者購買之意愿；造成良性之經濟循環。更重要的是抗生素及化學藥物使用之減力更能維護養殖環境，對環境友善，筑構生產者、消費者及環境友善三嬴之永續經營產業生產目標。

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參、創新研發成果：

自2000年成功大學組合水產養殖生技醫藥研發團隊，稟承養殖產業管理預防重于治療的理念：如Bio-security養殖環境管理方式及以疫苗及免疫促進劑之使用，取代抗生素于魚病防治。團隊研究主軸為暖水魚種相關之生技醫藥的基礎及應用研究，并選擇高經濟價值的海水魚種，如石斑作為重點目標魚種，分析流行病情，進行生技醫藥產品與疾病防治方法的開發研究。目前研發成果如下:

一、選擇石斑作為重點魚種

1. 選擇石斑作為重點魚種

臺灣可完全養殖之魚貝類近120種，我們擇石斑(俗名Grouper、Garoupa、俗稱過魚、朱郭學名Epinephelus coioides, E. malabaricus, E. lanceratus)作為目標魚種,因其國際市場大、養殖技術有待突破、目前競爭少等利基優點。

在國際市場上、根據聯合國農糧組織(FAO)2004年的統計，石斑魚總產量為255,738公噸，總產值為511億元新臺幣，其中養殖者僅占24%。臺灣石斑魚總產量為13,219公噸，總產值為26.5億元。為世界第二大石斑魚養殖國。臺灣是國際石斑魚苗主要生產國，曾占有80%國際市場，約需魚苗7,000萬只，產值約為7億元。以全球需求量達14億尾，總市場產值更可達到140億元。因此石斑國內外皆有有極大之高質量健康魚苗之市場需求

2. 分析產業困難：石斑魚苗生產是石斑養殖發展的主要瓶頸

魚苗是水產養殖最重要之關鍵零組件，魚苗之量及質量攸關石斑產業之成敗。在魚苗之育成期主要之瓶頸有二：一是病毒感染，導致生產量之不穩定，二為質量不佳，常有畸型魚苗之發生。

石斑育苗期主要病情為腦神經壞死病viral nervous necrosis disease (VNN) ，而自魚苗后主要病原為NNV, irido病毒，細菌性疾病則為弧菌屬Vibrio spp., Vibrio parahaemolyticus, 發光桿菌Photobacterium damsela subspecies picicida, 單泡菌Aeromonas hydrophila及鏈球菌。Streptococcus iniae。

二、研發生技關鍵產品：

1. 檢驗試劑：在疾病防治之生技產品首要為精確(specificity)、靈敏(sensitivity)。除較熟悉的免疫檢測試劑外，分子檢測法如PCR方法因精確、靈敏漸受重視。我們也發展了臺灣常見之細菌(各種弧菌、單氣泡菌及發 光桿菌)、腦神經壞死病毒(Nervous necrosis virus，NNV)及虹彩病毒（Iridovirus)之PCR疾病檢測方法及套組。并廣泛使用于種魚、魚卵之檢疫。例如以NNV-PCR方法，發現石斑魚卵大都帶NNV病毒，同時坊間常用初期餌料之牡蠣卵、輪蟲及橈腳類皆帶NNV病毒為感染源。(圖3) 此real time PCR疾病檢測方法及套組為建立養殖區疾病及環境監控之bio-security system不可或缺的一環。

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2. 疫苗與免疫促進劑

在預防重于治療的目標上，具預防疫病功能的疫苗更是bio-security的系統里最重要的關鍵零組件。疫苗之成效在哺乳動物如人類畜產及禽類使用不遑枚舉。但魚類之疫苗除在冷水魚種之鮭鱒鯛魚外，暖水魚種之疫苗、使用方法及成效則尚在萌芽階段。因臺灣海域暖水魚種如石斑在稚魚及育成期有顯著不同的流行病原，因而、我們發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). 注射型不活化細菌疫苗

針對臺灣南部養殖海域五種重要病菌(Vibrio spp.,Vibrio parahaemolyticus, Photobacterium damsela subspecies picicida, Aeromonas hydrophila, Streptococcus iniae)發展了多價型不活化細菌疫苗，并經三年三個不同魚場，不同季節進行現場田間有效性實驗。總共使用了近6000尾，其成果見表一。在暖水魚種免疫之成果供應了一些魚用疫苗使用的新經驗。例如

 發現多價型疫苗可以只經一次注射就預防五種重要病菌，

 不同魚種似乎有不同免疫反應時間

 本土菌株有較佳免疫力

 時間暖水魚種因溫度影響免疫反應有較快的免疫反應時間，免疫后約需400°C-days 海鱺就有免疫力 (鮭鱒魚約需1400°C-days )

 在臺灣及東南亞地區補強免疫(Booster immunization)反而降低保護力，補強免疫在暖水魚種似乎非必要

 先天免疫系統(Innate immunity)與 后天免疫系統都需同促進 以達到最佳抗病效果

   如表2所示，很顯然的是因疫苗可降低養殖期間不定期之死亡率，因此除減少魚苗需求量外也可降低飼料之費用，因此可穩定生產及經營利潤。

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(2) 可在稚魚大量群體免疫之口服疫苗關鍵平臺技術

石斑育苗期之主要疾病為腦神經壞死病viral nervous necrosis disease (VNN)，病原為腦神經壞死病病毒nervous necrosis virus (NNV)。NNV感染石斑、鱸魚、比目魚、海鱺等重要經濟魚種自胚胎期之魚苗就會受感染，加上坊間魚苗缺乏疾病預防之觀念，當育苗失敗就將污染之池水不經處理，徑自排放，更加速病毒之傳播。VNN之病癥因病毒快速侵犯腦神經及視網膜細胞，而造成典型之旋轉式游泳近。NNV一旦感染很難幸免致死率達100%，被認為是為國際養殖高價魚種最棘手的病毒。更嚴重的是在胚胎期之魚苗就會受感染(在孵化14天就常發現病情)，在不同石斑中稚魚至成魚也有不同病毒發病期，如龍膽石斑在一年內尚常見感染，而青斑在三寸以上病惰明顯減少。而稚魚期一旦感染常達100%致死率，被認為是國際高價魚種養殖最嚴重的疾病之一。在研發NNV疫苗的過程中，最大困擾是NNV病情發生于稚魚不到0.5cm之階段，不能以注射或集中浸泡的方法免疫，故發展口服疫苗，而口服疫苗必需克服下列瓶頸：(a) 不吃或吃不夠；(b) 抗原被腸胃消化系統破壞；(c) 因魚苗尚在胚胎發育期，若疫苗成份不佳，會造成畸型魚苗。

本實驗室開發藉稚魚之天然食物鏈，以大魚吃小魚、小魚吃蝦米(豐年蝦)、蝦米吃單細胞生物(細菌)的自然現象，直接以表現NNV抗原蛋白的不活化(killed)大腸菌喂食豐年蝦，包埋含NNV抗原蛋白之大腸菌，再喂食稚魚。此疫苗不但連續二次以LD60之之攻毒實驗中，各達80% 及 86%存活率，而無免疫之魚存活率分別為 44% 及 54%，相對保護率(RPS; relative protection frequency) 達到 64.2% 及69.5%。且在現場田間實作上也成功使用，自2005年至今于本校安南育苗場田間測試實作，連續成功次數達24 次以上，皆可防止病毒感染，成功率達100%，相較目前坊間育苗場成功率不到1%高出甚多。



此口服疫苗在NNV-Free之石斑魚苗繁養殖場田間實作測試也達到預防是效果，自Nov 2005已使用于成功大學安南育苗場連續成功 20 次以上，且無病毒感染成功率達100%而目前坊間育苗場成功率不到1%。因疫苗需一段時間才能充份發揮免疫保護力，但也發現在一NNV污染場單獨使用疫苗，并不能達到無感染之效果。

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(3). 口服疫苗關鍵平臺技術之優點

此服疫苗關鍵平臺技術結合基因工程及利用初期餌料包埋抗原之多元性，兼具下列優點：

2 利用基因工程只要該抗原基因已知，就可研發subunit vaccine,可利用于任何病原菌(如細菌、病毒、寄生蟲等)

3 提供抗原雙層保護(大腸桿菌與浮游生物)，減少腸胃道破壞

4 可發展為多價型疫苗。

5 可加入具免疫促進子(immune or/and immuno-modulator)的基因可加入本系統中，以促進魚的免疫反應

6 可利用此蛋白傳遞方法，發展其他功能蛋白

7 無需添加任何非生物性物質(如liposome, adjuvant) 無殘留、無副作用

8 安全性高，魚苗在無壓力下使用。

9 研發，制造及品管容易。

10 可迅速、同時免疫同池中之所有魚只。

(4). 可重復成功的石斑室內式育苗系統

水生之魚與陸地哺乳動物之?同，魚之成長由孵化卵至稚魚，這些胚胎發育皆在水中并無母體之支持及保護，完全依靠水環境供應其營養需求，育苗最困難:魚苗質量是養殖成敗之關鍵條件育苗就是在自然的水中將一受精卵(一細胞)培養成一只稚魚。加上水環境中充滿了病原菌(10-103/ml)，稚魚在生長環境中也長期面對疾病感染之危機。目前石斑育苗大都尚使用室外土池或水泥池育苗方式，利用造水繁養水中之藻相及浮游生物再于育苗不同階段，輔助外購之牡蠣受精卵、輪蟲及橈腳類生物。此種育苗方式靠自然形成之食物鏈，人工少、成本低，但在病毒感染已是常態下、成功率低，供應量不穩定，加上浮游生物質量很難掌握之情況下，質量參差不齊。目前尚是”靠天吃飯”的不穩定生產模式。在魚苗量及質量攸關水產養殖成敗之情況下，魚苗生產技術急需建立。

營養:初期餌料之質及量
  
關鍵條件
1 疾病
2 初期餌料之量與質
3 育苗之物理及生態條件

苗的關鍵條件:研究的方向

病：病情、病毒、病菌

在發現臺灣到處都有病毒之情況下利用室內無病毒SPF石斑魚養殖系統，生產高抗病力健康魚苗，成功提升養殖存活率。

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


伍、推廣策略高抗病力之 (PI-SPR)魚苗生產系統

PI-SPR魚苗之優點
1 養殖戶使用方便,容易銷售,易建立品牌形象
2 產品可提高飼養存活率，降低成本，增加利潤
3 減少抗生素使用, 不易被模仿及競爭取代

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發展石斑健康魚苗科技 協助產業永續經營

楊惠郎

國立成功大學農業生物科技中心

摘要

地球上人口日增，而地球上有龐大近72%之面積是海洋，在可用于糧食生產之土地及淡水資源逐日減少之現實情況下，利用海水生產食品的產業必然是人類未來的民生產業。同時、臺灣有十分扎實的水產養殖基礎，但也面臨疾病叢生之發展瓶頸。因此、成功大學組合水產養殖生技醫藥研究團隊，集中全力以石斑為主要目標，匯集流行病情、收集病原，研發多價型注射疫苗及疫苗在魚的使用法，以供成魚養殖階段的疾病控制及提升存活率；發明NNV病毒口服疫苗，解決了魚苗育成階段嚴重死亡的關鍵瓶頸，穩定青斑魚苗之育成。繼之、在魚苗穩定供應之情況下，分析并適化青斑魚苗育苗條件，提高魚苗生產效率；再整合魚苗之生產及疫苗之使用，生產魚養殖戶容決易使用、具高抗病力(Pre-immunized Specific Pathogen Resistant，PI-SPR)魚苗。希藉PI-SPR魚苗產品之新推廣策略下，供應養殖戶直接使用，藉此迅速減少疾病、提升存活率、提高養殖業者利潤；降低抗生素濫用、減少藥物殘留、保障全民食品安全；并維護生產區之生態環境。
此一長達十年之工作，始于選擇專一重點方向，組合研究團隊，集中資源，進行跨領域之研發。在傳統水產養殖蛻變成科技化的精致農業的目標下，研發創新科技及產品。最關鍵乃是水產養殖科技化生產系統之整合。在建立”一條龍”的安全高質量的生產鏈(High quality production chain)的觀念下，研發關鍵零組件，組合系列產品及多項技術成果成為知識經濟(Technlopgy based economy)。計劃執行以完全解決傳統水產養殖產業之發展困難為目的，產品設計則以市場接受度為原則，更導入企業管理模式，以試量產方式、建立量產標準作業手冊(SOP)。這些以市場需求導向(Market driven and mission oriented planning)來規劃的計劃，加速了由”學”轉譯至”產”之技轉之成功率及產業化之效率。