在池塘养殖的Litopenaeus vannamei虾中检测到Enterocytozoon hepatopenaei:揭示某些入侵大型动物的流行病学意义、协同诊断方法及治疗试验
《Journal of Invertebrate Pathology》:Detection of Enterocytozoon hepatopenaei in pond-cultured
Litopenaeus vannamei shrimp: Unveiling the epidemiological significance of some invasive macrofauna, synergistic diagnostic approach and treatment trial
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肝胰微孢子虫病(HPM)由Enterocytozoon hepatopenaei(EHP)引起,本研究调查入侵性大型无脊椎动物在EHP epidemiology中的作用,分析肝胰病理变化,并评估新型免疫刺激与消毒联合治疗在虾塘中的应用效果。通过临床观察、寄生虫学检测、组织病理学及分子生物学方法,证实EHP感染与虾体大小差异相关,且月水母和蓝花蟹可能成为传播媒介。治疗后EHP孢子数量显著减少,验证了该治疗方案的可行性。
阿拉·埃尔丁·埃萨(Alaa Eldin Eissa)| 拉莎·S.A. 阿卜杜勒-拉蒂夫(Rasha S.A. Abd El-Lateif)| 埃曼·M. 尤尼斯(Eman M. Younis)| 萨米亚·阿尔岑塔尼(Samia Alzentani)| 埃曼·H. 拉什万(Eman H. Rashwan)| 雷达·M. 科拉尼(Reda M. Korany)| 雷哈姆·H. 拉加布(Reham H. Ragab)| 苏珊·S. 阿布勒卡塞姆(Suzan S. Abulelkasem)| 马哈茂德·A. 埃尔纳基布(Mahmoud A. Elnakeeb)| 埃马德·阿菲菲(Emad Afiffi)| 海巴·A. 阿卜杜勒-哈迪(Heba A. Abdel Hady)| 埃曼·M. 阿布埃尔哈桑(Eman M. Abouelhassan)
埃及吉萨开罗大学兽医学院水产动物医学与管理系
摘要
肝胰腺微孢子虫病(HPM)是一种由Enterocytozoon hepatopenaei(EHP)引起的原生动物疾病,由于导致死亡率和体型变异,给养虾业带来了显著的经济损失。本研究旨在探讨某些入侵大型动物在EHP流行病学中的作用,分析相关的肝胰腺病理变化,并检验一种新型现场治疗措施对受EHP影响的池塘的有效性。在试验前后,从受影响的池塘中随机收集了100只L. vannamei虾。样本接受了全面的临床、寄生虫学和组织病理学检查以及分子分型。此外,还从受影响的池塘中收集了5只月形水母和5只蓝蟹,并进行了寄生虫学检查。结果显示,样本虾的体重存在显著差异,范围从2.1克到20克不等,且出现大量发育不良的虾。观察到了行为变化,如对饲料反应减弱,有时伴有白色粪便丝状物。通过Giemsa染色和改良的三色染色法,在肝胰腺涂片和印片中识别出EHP孢子。通过常规PCR及其产物的测序确认了EHP孢子的身份。组织病理学检查显示,管状上皮和管间组织出现了不同程度的退化,同时随机分布着EHP孢子。月形水母和蓝蟹可能在EHP感染中起作用。所使用的免疫刺激和消毒治疗方案的有效性通过肝胰腺组织中孢子数量的显著减少得到了验证。
引言
养虾业已从东南亚地区的传统小规模经营发展成为全球性产业。技术进步使得虾的养殖密度不断提高,亲虾被运往世界各地。根据世界野生动物基金会(Govindasamy等人,2023年)的数据,几乎所有养殖的虾都属于Penaeidae科,其中Litopenaeus vannamei(太平洋白虾)占70%,Penaeus monodon(巨型虎虾)占20%,合计约占养殖虾总量的90%。由于在高密度集约化和半集约化养殖系统中的强适应性,Litopenaeus vannamei已成为最常见的养殖虾品种之一(Bartholomay等人,2012年)。然而,2014年至2016年间,L. vannamei的全球产量大幅下降,原因是感染性疾病对其存活率、生长和体型变异产生了严重影响。
Litopenaeus vannamei的主要传染病包括急性肝胰腺坏死病(AHPND,一种导致大量死亡的细菌感染)、白斑综合征(WSS,一种引起白斑和高死亡率的病毒性疾病)以及传染性肌坏死(由IMNV引起,导致肌肉痉挛和颜色变化)。其他重要疾病还包括弧菌病、白色粪便病和肝胰腺微孢子虫病(HPM)。
Enterocytozoon hepatopenaei(EHP)是一种微孢子虫寄生虫,可引发肝胰腺微孢子虫病(HPM)。该病原体最初于2004年在泰国的黑虎虾(Chayaburakul等人,2004年)的肝胰腺中被发现。EHP属于微孢子虫门(Microsporidia),隶属于Enterocytozoonidae科,这类寄生虫高度特化且单细胞结构,能够产生孢子(Vávra和Luke?,2013年)。该门的生命周期简单或复杂,涉及一种或多种宿主(Simpson等人,2017年),包括在消化管腔内的细胞外阶段和在肝胰腺上皮内的细胞内阶段(Chaijarasphong等人,2021年)。尽管EHP的生命周期为直接传播(Vávra和Luke?,2013年),但某些研究表明它可产生能够感染其他宿主的孢子(Vávra和Luke?,2013年)。一些动物被用作活饵料或新鲜饲料,如多毛类、卤虫、软体动物和鱿鱼,这些动物常被检测出携带EHP,喂食给虾后可能导致HPM(Desrina等人,2020年;Karthikeyan和Sudhakaran,2020年)。
Aurelia aurita(俗称月形水母)在地中海和苏伊士运河地区较为常见。虽然对人类通常无害且刺痛感较轻,但这种生物对渔业和沿海海水养殖业有显著影响。大量月形水母会堵塞渔网,在拉网过程中危及渔船稳定性,甚至可能导致翻船(Palmieri等人,2014年)。水母对养殖业的主要负面影响包括增加鱼类死亡率、鳃上皮损伤和皮肤溃疡。水母的刺细胞释放和毒素注射会引起局部炎症反应、细胞毒性及病理变化(Bosch-Belmar等人,2020年)。鱼类组织长期暴露于刺细胞释放物下可能导致继发性细菌感染和全身性反应,如呼吸系统和渗透调节功能障碍、行为改变及死亡(Baxter等人,2011年)。某些水母物种还是Tenacibaculum maritimum(引起tenacibaculosis的病原体)的传播媒介(Sm?ge等人,2017年),以及Neoparamoeba perurans的潜在宿主,后者会引起阿米巴性鳃病。这两种病原体在全球养殖业中都很重要,会加剧水母造成的损害(Clinton等人,2021年)。此外,水母可作为Enterocytozoon hepatopenaei孢子在池塘水中的宿主,从而促进其在vannamei虾养殖场中的传播。在缺乏有效生物安全措施的情况下,这些大型动物被认为是寄生虫传播的风险因素。虽然水母不是疾病的主要原因,但它们的存在通过孢子传播增加了虾感染EHP的风险(Bosch-Belmar等人,2020年)。
Enterocytozoon hepatopenaei的最主要临床症状是生长迟缓(Sriurairatana等人,2014年;Tourtip等人,2009年),这会导致体型变异和饲料转化率升高。2009年,该病原体首次在泰国养殖的Penaeus monodon虾中被发现,导致生长迟缓(Tourtip等人,2009年),感染的虾品种包括L. vannamei和Penaeus japonicus,引发严重的生长障碍(Tourtip等人,2009年)。疾病晚期,受感染的虾会出现外壳软化、嗜睡、进食减少以及肠道空虚等症状。目前尚无特异的诊断标志,因此选择快速简便的诊断方法对于预防疾病爆发至关重要。尽管虾的死亡率较低,但生长迟缓仍会对养殖业造成严重经济损失(Ma等人,2021年;Sankar和Mansingh,2023年)。常用的诊断方法包括组织病理学、环介导等温扩增、聚合酶链反应(PCR)和定量PCR。EHP感染的虾粪便中含有大量孢子,可通过水平传播感染其他虾,因此必须尽快采取控制和预防措施(Sajiri等人,2023年)。目前大多数关于EHP的研究集中在其传播和流行情况上,尚无针对E. hepatopenaei感染的具体治疗方法(Subash等人,2023年)。
由于EHP在全球范围内的快速传播及其带来的经济影响,研究人员从多个方面对该病原体和疾病进行了研究。目前尚无有效的治疗药物,因此只能依靠良好的管理实践和严格的生物安全措施来预防该疾病。Chaijarasphong等人(2021年)指出,由于对EHP在多种环境中的宿主和传播途径了解不足,该疾病更具威胁性。此外,了解自然携带者的存在及其潜在风险对于实施有效的预防措施至关重要(Kanchanaphum等人,1998年)。先前的研究表明,活饵料如卤虫和多毛类动物以及共栖生物如假贻贝可能是EHP的潜在携带者。鉴于EHP的广泛分布和高流行率,可以推测该病原体可能存在于多种宿主体内(Desrina等人,2020年;Karthikeyan和Sudhakaran,2020年;Munkongwongsiri等人,2022年)。
因此,本研究旨在探讨某些野生海洋大型动物作为EHP宿主的可能性,分析EHP与同一池塘中虾体型变异之间的潜在关联。此外,还利用多种传统的寄生虫学、组织病理学和先进的分子工具,对池塘养殖的Litopenaeus vannamei虾中的Enterocytozoon hepatopenaei感染进行准确诊断。最后,我们评估了现场治疗措施在控制池塘层面上的有效性。
案例记录
病例历史
2024年9月底,位于苏伊士运河附近的一个私人土塘养虾场报告称,Litopenaeus vannamei虾出现了死亡现象,同时伴有其他异常健康症状。现场观察发现,这些虾进食反应差、游动异常,在池塘边缘聚集,有的虾身上附着白色粪便。生产团队还指出,该池塘中虾的生长速度明显下降。
临床检查
从受影响池塘收集的虾样本显示,体重范围从2.1克到20克不等,生长迟缓,身体脆弱,肝胰腺呈黄色(图2)。经过治疗的虾样本的临床检查显示,黄色病变明显减轻,生长情况有所改善,体型变异也有所减少(图3 A、B、C、D)。
寄生虫学检查
对受感染虾的肝胰腺进行了印片和涂片检查。
讨论
自2004年首次发现以来,Enterocytozoon hepatopenaei已成为全球养虾业面临的主要威胁。这种微孢子虫病对经济的影响源于肝胰腺的病理功能障碍,导致酶、胆汁和生长激素分泌减少,进而影响生长,造成重大经济损失(Kumar等人)。
结论
Enterocytozoon hepatopenaei感染在养殖虾中的复杂流行病学循环要求采取有效的生物安全策略,并遵循最佳管理实践以消除潜在的宿主/携带者。准确诊断EHP需要结合其临床形态学异常(如体型变异、身体脆弱、黄色病变)以及显微镜检查、组织病理学等手段。
伦理批准与参与同意
本研究遵循苏伊士运河大学兽医学院动物研究伦理委员会的指导方针进行,批准编号为(SCU-VET-AREC-R-2025026)。
作者贡献声明
阿拉·埃尔丁·埃萨(Alaa Eldin Eissa):概念构思、研究设计、方法论、软件应用、监督、初稿撰写及审稿编辑。
拉莎·S.A. 阿卜杜勒-拉蒂夫(Rasha S.A. Abd El-Lateif):方法论、撰写及审稿编辑。
埃曼·M. 尤尼斯(Eman M. Younis):方法论、撰写及审稿编辑。
萨米亚·阿尔岑塔尼(Samia Alzentani):数据分析、软件应用、撰写及审稿编辑。
埃曼·H. 拉什万(Eman H. Rashwan):方法论、撰写及审稿编辑。
雷达·M. 科拉尼(Reda M. Korany):方法论、撰写及审稿编辑。
雷哈姆·H. 拉加布(Reham H. Ragab):研究设计、方法论。
资金支持
本研究未获得任何资助机构或组织的资金支持。
利益冲突声明
作者声明不存在可能影响本文研究的已知财务利益或个人关系。