【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

水寶寶

一、 前言

1. 臺灣一向足以為傲、領先國際的水產養殖產業，一再發生疫病，產業面臨衰萎危機

臺灣及亞洲的水產養殖尚停留于傳統家庭式(backyard) 小農模式，素喜密集養殖，水中魚多、排泄物多、細菌就多，魚只受到緊迫(stress)，抗病力降低，造成嚴重病情及高死亡率。

疾病在臺灣已使多種重大水產養殖主要品種逐項淪陷。例如

 1987年，臺灣號稱草蝦王國年產量高達80,000噸，短短不到三年、自1990年開始草蝦感染白點病病毒(WSSV)而養殖失敗，產業一去不復返。

 同樣的白點病病毒病情在國際間也一再發生。例如白點病病毒在亞洲于1992年造成近美元4-6 billion之損失，不久在1999年白點病病毒猖獗中南美洲、也造成近1 billion美元送損失。

 養殖戶于是開始改養具白點病病毒高抗病力的新蝦種-白蝦，同樣地白蝦的桃拉(Taura)病毒，也很快地在1991-19921出現，造成近2 billion美元的損失�，F在WSSV及Taura病毒是國際養蝦產業天天得面對的惡夢。

 在1990年代，一些臺灣養蝦戶也開始養貝類九孔或魚類石斑及海鱺。九孔近年來也深受不明病原侵犯，產業在臺灣已消失。

 改養魚類之養殖方向、備受看好的石斑，臺灣曾是為國際石斑魚苗供應中心，曾占有國際80%的石斑魚苗市場。近年來也受腦神經壞死病病毒(NNV, Nervous Necrosis Virus)感染，大部份石斑種魚及受精卵都帶病源，導致魚苗育成的成功再現率不到10%；

 在成魚育成上、海鱺及石斑由魚苗成魚育成率只約為20-40%。當然疾病問題也是國際水產養殖之共同問題，例如在2008年智利鮭魚養殖發生大規模ISA (infectious salmon anemia) 感染，造成正急速成長之鮭魚養殖產業損失近20億美元。

不同魚、蝦、貝類養殖產業同樣地受一直不停地受病害感染，養殖戶不停研發改養新品種，也一再失敗、重蹈覆轍。在養殖模式若不改進的情況，各種水產之養殖產業一蹶不振的歷史必將一再重演，這些疾病造成的產業困境，已使養殖業者一籌莫展。

密集養殖不只造成疾病，使養殖戶飽受損失；而為治療疾病、必需大量使用抗生素，導致魚貨的藥物殘留，消費者對魚貨質量的要求日嚴，藥物殘留使消費者怯步不前；養殖環境中抗藥性細菌之發生，抗生素逐漸失效，因而不得不加重劑量，再造成抗生素藥物濫用，抗藥性細菌之積存，更延伸造成養殖環境之破壞及產業衰微等后果。這由密集養殖到疾病，導致環境惡化及魚貨質量下降，環環相扣的因果循環，也就是傳統式養殖產業發展的瓶頸。

水產養殖產業發展歷史就有如陳李農改研究團隊執行長杜宇及海洋大學水產養殖系教授郭金泉敘述「臺灣水產養殖發展，始終落入不斷追求明星物種的迷思」，把「落跑當轉進」，遇到問題不澈底解決，而改養新魚種，是現在養殖漁業政策最大盲點。在疾病無國際的現況下，目前傳統水產養殖產業之發展困境已是臺灣也是國際水產養殖產業急待解決之瓶頸。

回顧人類及動物之醫學史，在疾病之控制、預防重于治療，在醫藥之使用的成功經驗上、預防疫苗功能更勝于治療抗生素之使用。在水產動物之疾病控制上、當前歐美水產養殖產業之冷水魚種鮭魚養殖已全面成功地使用疫苗提升飼養成功率。臺灣及其他開發中國家現有的家庭式(backyard)經營的暖水魚種之養殖則尚未使用疫苗來解決疾病傳染。海水水產養殖已被國際重視，工業化之水產養殖也是國際各海洋國家積極建立水產養殖產業的理想目標。

2、石斑養殖業面臨疾病危機，石斑王國前途堪憂

石斑(俗稱朱過魚、郭魚)魚肉質鮮美，是華人最喜歡的高價桌魚。石斑魚棲息于珊瑚礁的底棲魚類，不易以魚網捕捉，通常需以釣竿、魚槍、炸藥或毒藥麻醉捕取。這種捕魚法也造成珊瑚礁生態的破壞。過度捕撈也使多種石斑瀕臨絕種，如赤點石斑魚，鞍帶石斑魚(龍膽石斑)皆已分列為”頻危”或”易�！逼贩N。亡羊補牢應以養殖取代捕撈。最近石斑也在ECFA上被列入早收清單，市場極富潛力，養殖戶頗為興奮。因此在經濟上、食用上、生態維護上，石斑為一臺灣值得投入養殖的魚種。

石斑魚苗繁養殖最主要的病原為NNV病毒，成魚育成階段則為細菌性疾病為主。NNV是一種非常簡單的RNA病毒，只感染魚類，尤其在魚苗階段最為嚴重。NNV也感染鱸魚、比目魚、海鱺等重要魚種，更嚴重的是臺灣最普偏的青斑及龍膽石斑在胚胎期之魚苗就會受感染，在孵化后14至50天最常見疾病發生，在龍膽石斑50天后之稚魚至成魚階段則也見病毒感染。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。因為一般石斑養殖戶缺乏疾病控制的觀念，一有病毒感染、育苗失敗，就直接排放未經處理的養殖用水，因此也將大量的病毒傳播，感染更多魚只并污染環境。我們多年來以最敏感之檢測方法(RT-PCR)調查臺灣石斑生產區NNV病毒流行狀況，發現南部石斑養殖之環境已完全被病毒污染，因此、在臺灣石斑養殖區可說已是偏地病毒，傳統Mesocosm方式生產石斑魚苗之過程中有多重不同途徑病毒可趁隙而入。例如檢測之近百尾種魚中帶病原，生產之受精卵近90%也發現帶病毒，可由垂直方式感染魚苗；更嚴重的是石斑魚苗必需之初期餌料-坊間之橈腳類浮游生物也可能因養殖土池之污染大多也帶病毒，在育苗的不同階段感染魚苗。而坊間之一般魚苗場尚無嚴格的安全隔離觀念(Bio-security)及設施，也會因育苗池內部及工作人員及訪客外人攜入；在眾毒”圍城”之下當然無一幸免、一一淪陷。

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二、 成功大學組合研究團隊投入石斑生物科技之研究

在高科技的現代，危機就是轉機，轉機創造商機�，F代養殖生產戶必需同時維護生產環境及保持產品質量。因此民生養殖產業已逐漸走向資及量必需兼顧的綠色生產模式。綠色有機養殖業，需利用科技，預防疾病，精致管理，建立生產履歷，發展對環境友善，生產優質產品，負責的生產方式。才能建立可永續經營的養殖科技。

成功大學地處臺灣南部石斑養殖區，為協助產業，我自2001年由中央研究院轉任國立成功大學，就組合水產生技醫藥研發團隊。團隊迄今已有5位助理教授以上研究人員，加上研究助理及研究生共約四十多位研發人員，為一具國際規模之水產養殖生技研究團隊。研究專長涵蓋魚病，疫苗研發及測試，魚免疫學，魚與病毒交互機制，胚胎發育之營養需求及藻源醫藥成份，蝦免疫學，養殖緊迫分子機制。實驗設施在校方支持下，在成功校區已有近200坪之分子生物、病理、微生物、免疫、病毒之實驗室，在安南校區現有100L及500L細菌酦酵糟供疫苗及免疫促進劑之生產，并建構近250坪之水產實驗設施，供疫苗測試使用。其中最特殊的是一國際首座的室內式無病毒(SPF)石斑魚苗孵化育成場，及室內式無病毒(SPF)初期餌料生產設施，已可長期穩定地生產無病毒石斑魚苗供實驗用。團隊的愿景以研發生物科技協助石斑養殖產業科技化(精致農業) ，由關鍵產品之研發，到系統整合。在生產質量鏈(Quality chain)的工業化養殖的觀念下，發展能澈底解決傳統式水產養殖產業危機，建立成科技化養殖產業的創新科技，并選擇石斑為目標產業。

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，如海鱺與石斑作為目標，以研發魚用疫苗科技、檢驗方法及疫苗產品，分析魚苗育成條件，建立安全無病毒之魚苗生產方法。解決產業發展瓶頸，帶動國內水產養殖產業之科技化及產業升級，并以建立成國際領先之石斑養殖研究及人才訓練中心作為愿景。

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三、 創新科技研發成果：石斑魚疾病及預防生技醫藥的科技研究成果

魚類與一般我們熟悉的哺乳動物不同，就是其受精卵到魚苗(胚胎)是在水中(體外)發育，因此魚的胚胎的營養需求就得由水環境中攝取，同樣地、在處于水中的魚苗在發育階段就會受到外來病毒或病菌的感染。而在石斑的養殖上，最大的關鍵瓶頸是在其胚胎發育的營養供應及疾病防治。

目前現行的育苗方法分為全室外式(mesocosms)及半室內式育苗場。二者主要差別在魚苗育成，前者魚苗及初期餌料皆在同一室外池，后者則是將魚苗育成移至室內以避免天候條件影響魚苗之發育，但初期餌料培養尚在室外。分析石斑魚苗育成之失敗原因，石斑魚苗之關鍵條件有下列三項要件:

 需控制病毒感染，方能穩定生產

 得分析育苗條件，才能提升生產效率

 調配初期餌料營養成份，解決畸型率，生產高質量魚苗

我們由此方向，按序研發，逐一解決困難。成果略述如下：

成果1、疾病控制：可在稚魚大量群體(massive)同時免疫之口服疫苗技術

雖然注射型疫苗已在人類及陸地養殖動物中大量使用，也成功地控制疾病，但在魚類中只有冷水魚種之鮭、鱒類使用之疫苗，而眾多之暖水魚種尚無疫苗可用。因此我們實驗室投入暖水魚種之疫苗研發。

在研發NNV疫苗的過程中，因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。

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)的自然食物鏈，直接以不活化(inactivated)含NNV抗原蛋白的大腸菌喂食豐年蝦，包埋含NNV抗原作為疫苗，再以此豐年蝦喂食稚魚。此疫苗不但在實驗證明可有效地預防病毒感染，而且在現場田間實作上也連續成功次數達40 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10%高出甚多。

此魚用疫苗關鍵平臺技術(universal platform technology)有如下特色及優點：

結合基因工程可選殖及表現任何病毒或病菌之抗原基因，可開發多種口服疫苗。

以單細胞生物(如大腸菌)內大量表現抗原蛋白，增加疫苗之單位劑量(大腸菌達1000倍) 。

提供雙層生物包埋層(bio-layer，大腸桿菌與浮游生物)保護抗原，可減少魚腸胃消化酵素之破壞。

可發展為多價型疫苗。

利用浮游生物自動濾食單細胞生物之現象，疫苗制造容易，品資均一，品管簡單。

因疫苗包理于稚魚之食物中，一旦投喂可迅速并同時免疫整池全部稚魚，減少每尾注射之人工、時間及對稚魚造成之緊迫。

因輪蟲及豐年蝦多數魚類之稚魚皆會攝食，因而此口服疫苗可使用于大部份之魚類。

可在稚魚階段使用，提早免疫。

迅速、同時免疫同池中之所有魚只。

疫苗成份全為可消化成食物之成份，安全、無殘留、無副作用。

此口服疫苗技術成功，不但解決了國際石斑育苗病毒感染的產業問題，而且是國際首次證明可在稚魚階段魚用免疫關鍵方法的創新發明。

成果2、疾病控制：育成期使用之系列疫苗

我們也匯集臺灣養殖區域常見之多種細菌病原，研發多價注射型疫苗，并證明只需注射一次即可在一年的育成期達到預防疾病之效果。

成果3、環境：以隔離式的生物安全(Bio-security)原則、構建亞洲首座無病毒之石斑魚苗生產系統

我們發現口服疫苗并不能在坊間現有育苗場完全阻隔病毒之感染。其原因是在孵化至二寸苗近六十天的育苗期病毒能自多種途徑感染病毒。因此一無病毒之室內養殖場及無病毒初期餌料之生產也是為石斑育苗之必要條件。我們由了解目前坊間之土池及半室內式魚苗場失敗之經驗，分析病毒之感染途徑在環境中，自行設計一座完全隔離式的石斑育苗場。

水寶寶

成果4、魚苗發育：分析育苗條件，提升生產效率

在此干凈、無病毒(NNV-SPF)的硬體設施下，供應我們研究實驗環境。在耗費近六年時間分析石斑魚苗發育之物理、化學及營養之各項條件，發展了一可隔離外界病毒污染的生產標準流程(SOP)。在硬、軟體配合下，加上完善嚴格的管理，四年來已近四十次連續成功生產每批可達萬尾級的先導生產規模(pilot scale)。充份地證明在已有病毒的環境中、若使用此新型完全室內式的石斑魚苗生產系統，可以成功地生產健康的石斑魚苗。

成大室內式的石斑育苗生產系統已可完全避免病毒感染，100%的成功再現率，穩定單位生產量，生產高抗病力之石斑魚苗。達到工業化之”計劃生產”方式。其成效見表一。


成果5、營養：調整初期餌料配方、降低魚苗畸型率

畸型魚苗常是魚苗生產上常見的缺陷。我們分析現用初期餌料之成份及魚苗發育各階段的營養需求，發展不同初期餌料之營養配方，已可將青斑魚苗畸型率降低(表二)。大量提升魚苗之良率。


成果6、 魚類疫苗推廣策略：高抗病力之 (PI-SPR)魚苗
在能成功養殖石斑魚苗后，為事先預防田間一般成魚育成期將遭遇的細菌性疾病，并同時顧慮到養殖戶對疫苗使用的陌生，必導致疫苗推廣困難。因此、設計一推廣策略，亦即將在魚苗在交付養殖戶前，預先注射在養殖過程可能遭遇的多種細菌的疫苗。此預先已防疫的石斑魚苗(Pre-Immunized Special Pathogen Resistant, PI-SPR)魚苗，將具高抗病力，因而育成養殖期必有較高存活率。此PI-SPR魚苗也因此具養殖戶使用方便；產品可減少疾病、提高飼養存活率；降低成本、增加養殖利潤；魚苗具品牌形象，不易被模仿及競爭取代及可減少抗生素使用，維護養殖環境等優點。

水寶寶

四.系統整合

團隊組合當初、我們依循人類或陸地畜、禽產生技醫藥研發的模式，很單純地只往個別疫苗及單一技術進行研發。但努力四年使用于實驗室證明有效的口服疫苗，于現有坊間半室內式育苗場卻一再失敗。依此經驗，我們發現在水生動物的疾病控制策略與陸地養殖生活于空氣中的動物決然不同。因此在研究及產品研發的觀念，研發方向及防疫策略皆由失敗經驗中學習，重新制訂。

以此新觀念、以近六年以生產bio-security的原則，整合環境、營養、防疫三個互動的情況，研發系列的解決方法、產品(關鍵零組件) ，并培育具新觀念的人才，再全盤整合，建立數據化的標準作業手冊(SOP)。再經三年、進入試量產之工作，進行萬尾級的試量產，產品田間試用驗證，證明此系統生產的PI-SPR魚確可協助養殖戶大量降低疾病、育成率高，提升經營利潤；大量減少抗生素使用、生產無藥物殘留之魚貨供消費者安心使用；也使水產養殖成為一對環境友善并可永續經營的精致產業。

五、總結

由團隊之組合，創新技術的研發，系列預防醫藥產品之開發，無病毒魚苗生產系統之構筑及新的PI-SPR高抗病力魚苗產品之推廣策略，一連串由學至產的系列的努力成果及策略規劃，我們希望成果能快速技轉產業，大量生產PI-SPR的高抗病力石斑魚苗，供應石斑養殖戶使用。供應消費者質量佳、無化學物及抗生素殘留的有機石斑。協助臺灣傳統石斑養殖產業之轉型，科技化、精致化。構建可永續經營的綠色石斑養殖產業，也希望藉此持續保持臺灣在國際暖水魚種養殖科技之領導地位。

等風

支持！明天上午準時關注！

水寶寶

上次我們采訪楊老師的幾個問題，在此也與網友們一起分享下：

問：您是從什么時候開始做石斑魚疫苗的，這個疫苗針對的是什么病原，此病原的危害有多大？

楊.：我在疫苗研究是1995年由畜產疫苗開始,1999年才轉入水產疫苗。開始由育成期多種細菌性疾病開始，在2000年発現石斑魚苗(胚胎)期會罹犯旋轉病病毒(NNV) 非常特殊，在幼水魚苗如何使用疫苗對科學家也很具挑戰。

NNV(Nervous necrosis virus,腦神經壞死病病毒)感染石斑、鱸魚、比目魚、海鱺等重要魚種自胚胎期之魚苗就會受感染， 不同石斑有不同病毒發病時期，病癥: 旋轉式游泳 ，病理:腦細胞及視網膜細胞之感染 ，在石斑魚苗期感染具近100%致死率，漸漸被認為是為國際養殖高價魚種最棘手的病毒。

水寶寶

問：目前主要應用于石斑魚的那個成長階段，免疫的效果如何？

楊：我們目前有二類疫苗系列產品可預防由魚苗至育成期常見之大部份疾病,達到全面預防之目標。(魚病多,若只針對一種疾病防疫也是徒勞無功。)

第一類系以魚苗期以NNV之口服疫苗為主效果可充份預防魚苗期病毒

第二類是注射性多價型疫苗,成果是達到一年存活率80-90%。結果皆已発表于國際學術期刊(可用google查閱”楊惠郎”或Huey Lang Yang)。并請參閱上述背景說明。

水寶寶

問：該疫苗是否獲得商業上批準，正式生產應用在實際生產中？

楊： 應是，但法規上準許耗時，在申請執照中以自家疫苗之方式使用,但不準銷售。

問：在大陸，疫苗從研發到正式獲得批準進行商業生產并應用于實際生產需要很長甚至幾十年的情況，臺灣的情況如何？

楊：相同

水寶寶

問：您從事科研工作以及從事疫苗研發，對于您的工作有何感受？

楊：很幸運地、各項研發成果逐漸獲得國、內外學產界之肯定。在國內曾獲得教育部產學合作獎、生策會國家新創獎(生物醫學,2007)、工業局生技創新發明應用競賽金牌獎(2008)及金、銅牌獎(2009)。在國際上、曾獲得惠普(HP: Hewlett Parker)年青學者發明獎，2009年歐洲水產學會最佳墻報獎及2009年”發展中國家科學院農業科學獎 (TWAS Prize in Agricultural Sciences)。除學術上成果也可貢獻產業，造福人類。

我們已技轉產業，正大量生產PI-SPR的高抗病力石斑魚苗，希望快速推廣此研發成果，

l供應石斑養殖戶使用，協助傳統石斑養殖產業之科技化、精致化，

l供應消費者質量佳、無化學物及抗生素殘留的有機石斑，

l在環境維護上，構建可永續經營的綠色石斑養殖產業。

水寶寶

問：您對疫苗防病的前景怎么看，至少在現在大陸疫苗還不是主要的防病手段？

楊：預防重于治療。觀察人類許多重大疾病防治成功的先例，觀察人類許多重大疾病防治成功的先例，往往都是先以疫苗預防疾病，輔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��；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質量之檢定；而醫藥可只使用于病原已確定、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、效果也證明良好。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證明正確有效。但目前暖水魚種養殖上，疫苗及檢驗試劑之一并研發極為迫切，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。

我們已經知道疫苗早已是人類，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。但是暖水魚魚病相當嚴重，卻尚無疫苗、檢驗試劑之疾病管理系統。我們最近每每看到東南亞的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？還是我們也應開始思考養殖是否可以不用抗生素？都是先以疫苗預防疾病，輔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�。徊煌�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質量之檢定；而醫藥可只使用于病原已確定、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、效果也證明良好。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證明正確有效。但目前暖水魚種養殖上，疫苗及檢驗試劑之一并研發極為迫切，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。

水中樂

這次來了中國大陸之外的專家座談了。等候……

水寶寶

各位童鞋早上好！是否已經等待很久了呢？

今天我們在線交流將于9點半正式開始，時間只有2小時，邀請的嘉賓是臺灣國立成功大學楊惠郎教授，正如樓上所說，是第一位大陸之外的專家哦�。�！

楊教授對石斑魚疫苗有多年的研究，感興趣的童鞋抓緊時間提問哦！

水寶寶

由于楊老師比較習慣看繁體中文，所以，請所有提問的童鞋盡量用繁體中文哦！

如果你沒有也沒關系，小編我來幫你轉

水中樂

各位童鞋早上好！是否已經等待很久了呢？

今天我們在線交流將于9點半正式開始，時間只有2小時，邀請的嘉 ...
水寶寶 發表于 2012-1-16 08:36

xiaofei27

難得有機會與楊老師交流，很榮幸能提幾個問題：
'.病毒具有很強的宿主特異性，這種特異性在不同魚種的差異大嗎？打個比方，nnv在石斑魚中是重要的病原，在對于其他魚種也會致病嗎？
;.在大陸，魚用疫苗得到了廣泛的認可，但是使用並不廣泛，這種情況的原因是什麼呢？在臺灣是否也有這樣的情況？
.NNV在臺灣的流行情況如何？
謝謝您的答複。

水寶寶

xiaofei27動作很快哦！感謝參與！

水寶寶

楊老師，上線了先別著急回答問題，先和網友們打個招呼吧！

楊惠郎

回復 36# xiaofei27


    NNV的感染機制但也尚在努力中.

疫苗在臺灣目前尚未有官方通過獲得執照的產品,並無實際使用,但需求存在,問題在行政單位核審嚴,注射不方便,價格高,

楊惠郎

各位好,謝謝參與,敬祝新年快樂