1. 病原型別:細菌(bacteria)
2.
病原環境:海水(marine)、半淡鹼水(marine, brackish)
學名:副溶血弧菌(Vibio parahaemolyticus)變異株(見Dis Aquat Org, 105:45-55,2013)
病名(及俗名):早期死亡綜合症(Early Mortality Syndrome, EMS)或急性肝胰臟壞死綜合症(Acute Hepatopancreatic Necrosis Syndrome, AHPNS)
最早發現者:2009年底在中國海南省發現(Panakorn, S.,2012)
O.I.E狀況:未表列(Not Listed)
病原摘要:
副溶血弧菌(V. parahaemolyticus, VP),屬於弧菌科弧菌屬,為革蘭氏陰性嗜鹼性海洋細菌,海水是副溶血弧菌的污染源;海水弧菌包括很多種,主要分為5群,副溶血弧菌,海藻性弧菌(V. alginolyticus)、傷口弧菌(V. vulnificus),梅契尼柯夫弧菌(V. mechnikov, CDC腸群16)、F群弧菌(CDC EF-6);副溶血弧菌在無鹽培養基上不能生長,最適生長鹽度為3%~6%,每8至9分鐘完成一個世代增殖,低於0.5%或高於8%食?水中停止生長。在食醋中1至3分鐘即死亡,最適生長PH值為5至9,加熱56℃5分鐘即死亡,生長溫度為10~42℃,而以30~37℃生長情形最佳,無芽胞、菌體一端具鞭毛、活動性強;兼性厭氧菌,本菌體分佈極廣,主要分佈於海水和水產品中,大陸華東地區沿岸的海水副溶血弧菌檢出率為47.5%~66.5%,海產魚蝦的平均帶菌率為45.6%~48.7%,夏季可達90%以上。
推測本菌因被噬菌體(bacteriophages)感染後,在細菌體內複製噬菌體時,對蝦類肝胰臟產生毒素,致使肝胰臟出現病變與功能障礙。噬菌體廣泛存在於海洋環境中,經由電子顯微鏡研究觀察結果表明海水中的噬菌體數量可達104pfu/ml~107pfu/ml (Short & Suttle, 2005),海洋中的細菌,藍細菌及真核微生物都發現有它們各自的噬菌體存在,它們對海洋環境中的細菌群落,類型和數量等變化均都產生重要的影響(寧淑香等, 2002)
噬菌體能攜帶致死性毒素(lethal toxin)基因至細菌體內,就目前所知列舉如下:
1白喉桿菌(Corynebacterium diphtheriae)所產生的白喉毒素(diphtheria toxin)是 由潛溶期(lysogenic cycle)β-噬菌體所攜帶。
2霍亂弧菌(V. cholerae)所產生的霍亂毒素(cholera toxin, CT)是由潛溶期之CTX噬菌體所攜帶。
3哈維氏弧菌(V. harveyi)所產生的致死性蝦毒素(lethal shrimp toxin, LST)是由潛溶期之VHS1噬體所攜帶。
4副溶血弧菌由文獻記載所表現之噬菌體,如(VP1、VP2、VP18, Tetsuro et al, 1982)具有些許特性;最適PH值為8,最適生長溫度35℃,60℃以上高溫則漸失去活性,對紫外線敏感,對乙醚、氯仿有抗性。細菌培養時期對裂解率影響很大,菌體生長對數早期易被噬菌體感染寄生,而老化菌體具有抗噬菌體能力。
有些細菌在連續繼代培養下,特別是潛溶期噬菌體容易失去噬菌體。
人畜共通︰本病所分離的菌株對人體無影響,本病原在冰凍及解凍過程中失去活性,但其他的副溶血弧菌株,因具有侵襲人類的毒素基因,如耐熱直接溶血素(thermostable direct haemolycim, TDH),不耐熱溶血素(thermolabile haemolysin, TLH),當吃了不新鮮或未煮熟的海產食物,會造成人類的食物中毒,產生噁心、嘔吐、腹痛、水樣腹瀉、頭痛、發燒、發冷等症狀,死亡率在0.1%以下。
2. 病原分類:弧菌科弧菌屬(Vibrionaceae, Vibrio)
命名沿革︰
本病最初於2009年在中國首度傳出疫情後,至今已有好幾個亞洲國家養殖的草蝦(Penaeus monodon)及白蝦(P. vannamei)接連發生大量死亡情形,其中尤以中國、越南、馬來西亞及泰國的疫情最為嚴重。
蝦苗在放養後30日內開始大量死亡,甚至發生全軍覆的慘烈災害,泰國預估2013年養殖蝦類的年產量會因此大幅下降30%,目前部份地區甚已減產60%(FAO, 2013)。
疾病特性
本病的特徵,在於蝦苗放養後7至30天內,發生病害。所以稱為早期死亡綜合症,就是因為放養之蝦苗發病甚早,是為本病的明顯徵兆。一般罹病對蝦體色呈白濁伴隨微紅;多數情況下肝胰臟異常腫大,質地鬆軟,顏色呈淡白或淡黃色(因為肝胰臟之R細胞功能不全,無法吸收胡蘿蔔素,部分患病對蝦之肝胰臟明顯萎縮,質地變硬。發病期間罹病對蝦通常在養殖池水面緩慢游動或靠邊伏臥於養殖池邊坡上,失去食慾,胃腸道充塞度極差,更至呈空胃腸狀態;嚴重時,胃腸表現呈紅色病灶。此病病情發展十分迅速,死亡率非常高,有時達100%,從發現少量罹病蝦到全池蝦群發病死亡,時間最短的病例僅2至3天。
但需與另一種病肝胰臟壞死症(Hepatopancreatic Necrosis Disease,俗稱偷死病)區分;此病常常發生在養殖60天以後,除肝胰臟壞死外,常發生於高密度養殖草蝦和相對比較高溫地區;所以所謂偷死病與EMS/AHPNS是兩種不同的病病,在症狀和病理上都存在程度上之差異。
疾病型態及流行病學
EMS是急性,通常表現為蝦苗放養後7至30天內,死亡速度非常快,一但發生,對蝦3至5天內全部死亡,這完全有別於以前發現的病毒和細菌病,因為它致死速度太快了,超出我們原來研究病毒和細菌的傳播速度,從流行病學的特點來看,比較傾向於中毒,因為只有中毒才能夠非常整齊的死亡,而引起中毒的因素可能與種苗質量的抗逆性下降有關。當初懷疑,蝦苗這種早期且整齊全體死亡,是否與中毒有關;因此推測是否由殺虫劑(pesticide)、毒性藻類之藻毒(toxic algae)、飼料品質不佳、生物化學劑或微生物(細菌、病毒、寄生虫或噬菌體)所引發造成病害。
1從殺虫劑的調查,在池水的殘留量為0.04~0.17µg/l、底泥為0.12~9µg/l,這些殘留量相當或高於由實驗的劑量所的造成中毒死亡。而由cypermethrin(在水池濃度為0.01~0.5ppb、底泥為50~400ppb)行中毒浸漬實驗,雖然在低濃度下造成死亡,但無法表現出與AHPNS一樣的病理病灶。
2再從藻毒方面的調查,某些在蝦池內的藻如微囊藻(Microcystis)、Oscillatoria、Prorocentrum minimum均能產生藻毒,但一樣無法呈現AHPNS樣病理病灶。
3飼料及生物化學劑(feeds and bio-chemicals)經過25種常用於水產養殖的生物化學劑之分析調查,在蝦池所顯示的結果經常為低品質、或低於註冊登記的微生物劑量,無法表現應有的微生物效益。而有些養蝦餌料被弧菌污染,甚至是副溶血弧菌,所污染的程度為3×103cfu/g飼料,但同樣沒有呈現AHPNS的特異性病理病灶。
(可查閱網路http://vietfish.org/2013042401594326p49c68/acute-hepatopancreatic-necrosis-syndrome-in-farmed-shrimps.htm)目前本病主要侵害的對蝦種為草蝦(P. monodon)及太平洋白蝦[P.(Litop.) vannamei]、及少許的中國對蝦(P. chinensis)。
在疫情方面可由幾個發病嚴重的國家來分別?述:
1中國在2009年底已發生疫情,特別在太平洋白蝦,但當時這種情況沒有被養殖戶重視,因為認為是蝦菌質量問題;到了2011年這種發病情況逐漸擴展;據調查報告顯示,使用5年以上之養殖池及鹽度高於20的近海區病害情況大為嚴重(Panakom, S., 2012)。2011年上半年,海南、福建、廣東及廣西部份地區的死亡損失達80%。
2從2010年越南就發生本病,但範圍最大,嚴重的EMS則爆發於2011年3月越南湄公河,主要影響田剛、堅江、檳知、朔莊、藻寮、金甌等省的養蝦生產,影響總面積大約98.000公頃;而於2011年6月茶榮及朔莊兩省養殖的草蝦遭受EMS侵害,損失8,200公頃,15,120億越盾(Mooney, 2012)。2012年1-3月,AHPNS依然影響湄公河三角洲和中南部沿海地區的對蝦養殖,嚴重影響的面積將在39萬公頃。2011年聯合國糧農組織(FAO)與越南簽定“疾病傳播控制協約(TCP)”;旨在控制早期死亡綜合症的傳播,該協約於2012年4月開始實施,早期死亡綜合症的預防工作將覆蓋所有東南亞對蝦養殖國家。
3馬來西亞養殖的太平洋白蝦於2010年中期曾有罹患EMS的報導,主要發生於澎淳州及柔佛州;在2010年,馬來西亞約有70,000公噸的太平洋白蝦及草蝦產量,但FAO在2011年的統計結果顯示,總產量下降至40,000公噸;2012年5月,官方預計2012年全年產量將不會超過30,000公噸。2011年本病的區域危害程度已經超過了白斑綜合症,因疾病蔓延速度,迫使馬國政府與鄰近國家制定對蝦進出口貿易的應急計劃,尤其針對在亞太地區廣泛養殖的太平洋白蝦。
4泰國於2012年發生於東部海灣(羅勇、尖竹汶、達辦府及北柳府省)所養殖的白蝦,Prachumwart等(2012)收集泰國尖竹汶及羅勇省的EMS病蝦樣本,經由組織病理學分析,得出與美國亞利桑納州立大學水產病理實驗室(UAZ-APL)相同的結論,由肝胰臟病灶處顯示肝胰腺管上皮細胞變性和漸近的功能障礙。
臨床症狀及病理學
本病早在2009年,在中國大陸地區被發現,隨後越南(2010)和馬來西亞(2011)年相繼報導發生EMS疫情,2012年初,泰國部份養殖場也發生了此病(Flegel, 2012)。Lightner D.V.等對早期死亡綜合症的症狀、病理及病因進行精確的描述,對這種突如其來的疾病造成草蝦、太平洋白蝦大規模死亡;一般在對蝦苗放養20至30天內疾病迅速擴展,死亡率顯著上升,死亡率可高達100%,此病的臨床症狀包括昏睡、厭食、生長緩慢、對蝦體顏色蒼白、軟殼及螺旋狀游動。將罹病死亡對蝦體或瀕臨死亡對蝦體解剖後,於肉眼上可見肝胰臟白化,不同程度的萎縮、褪色及壞死;嚴重時可以觀察到因黑色素沈積而產生黑斑或黑色條紋、胃腸內沒有內容物,用拇指和食指很難碾碎肝胰腺,垂死狀態的對蝦可能沈入池底。在有些病例中,尚可發現大量弧菌、少量線虫、微孢子虫(Enterocytozoon hepatopenaei)、簇虫類寄生虫(gregarine-like parasite)。
從組織病理學上鏡檢;此疾病似乎僅侵害肝胰臟,從基部到末梢的肝胰臟變性和功能障礙,部份上皮細胞從壞死的組織上脫落後進入肝胰腺小管腔和腸道內。感染後期,肝胰腺內或小管間組織出現滲入的血淋巴球,伴隨著繼發性細菌感染定植,引起上皮細胞的大量壞死脫落,並經由血淋巴球浸漬呈現包囊現象(encapsulation);此種特殊病理病變顯示肝胰腺的壞死可能與毒素傳導有關。
肝胰腺功能型障礙的病理可以概括為:
1.肝胰腺E細胞有絲分裂活力下降。
2.中央肝胰腺B.F.R細胞功能障礙。
3.肝胰腺小管上皮細胞壞死大量脫落,細胞核腫大。
4.大量血淋巴球浸潤,伴隨繼發性細菌感染(如弧菌, Vibio spp.)
因此,本病的致病機序,經由實驗證明,病原經口進入對蝦體內,定植在消化殖內,產生的毒素可導致肝胰臟的結構和功能損傷,此病原對人類無害,是為副瀉血弧菌特異種,它被一種噬菌體病毒感染後,發生變異,並促使細菌釋放強力的毒素。
病原致病性意義
本病的病原發現與證實,EMS最早於2009年中國大陸發生與首次被報導,現今己蔓延到越南、泰國、馬來西亞等對蝦養殖,造成現在每年超過十億美元的經濟損失,由於致死的速度太快,超出我們原來研究病毒和細菌的傳播速度,從流行性病學的特點推論,似乎傾向於中毒因子,因為只有中毒才能夠非常整齊地死亡,但前述已經描述過可能為產毒的因子包括藻毒、殺虫劑、飼料品質、生物化學劑等的探討,但均無法表現出AHPNS的病理病灶。
2011年至2012年,美國亞利桑納大學水產病理實驗室曾經試圖經過兩方面的研究來尋找AHPNS的病因。
1.在水質環境、底質、藻類、飼料及殺虫劑中尋找可疑的毒素。
2.從冰凍的患病對蝦樣品行人工感染試驗。
結論表明,此兩種方法均無法復制再生疾病。
在2012年中後期,亞利桑納實驗室採用兩種感染方法浸包法及反向灌胃法(reverse gavage);所謂反向灌胃法,指將病原提取物從肛門反向注射到肝胰臟中。實驗分為三個步驟:
1.浸泡混合菌株的人工感染實驗。
2.以混合菌株中分離出多個純菌株,依次浸泡感染後篩選純病原菌株。
3.對能夠誘導AHPNS的純病原進行生物測定及反向灌胃試驗。
實驗結果表明:
1.浸泡混合菌株可造成健康對蝦大量死亡,並復制出與AHPNS相同症狀。
2.浸泡從混合菌株中分離出的優勢純菌株也可以復制出與AHPNS相同症狀。
3.該菌株可在對蝦體內復制,連續感染兩代對蝦並獲得相同症狀。
由此證實了AHPNS是由傳染性病原引起。而從接種了純病原的培養基中提取的無菌上清液,通過反向灌胃法,可使健康對蝦獲得與AHPNS相同的病理特徵。此現象對先前的“毒素傳導”假設給予明確佐證。而利用生物化學及分子生物學方法,亞利桑納水產病理實驗室把AHPNS的病原定義為副溶血弧菌(Vibrio parahaemolyticus)的一種特異菌株。
部份副溶血弧菌株產生的毒素具有一定的熱穩定性,人類誤食未煮熟的海鮮可能得到急性胃腸疾病,但AHPNS的病原副溶血弧菌不會產生熱穩定毒素,不引起人類感染發病。
由此推論,鮮活對蝦比冰凍對蝦具有更高的傳染性;因此,在AHPNS的快速檢測方法尚未建立前,從感染地區輸出鮮活對蝦的風險不容低估。AHPNS病原主要集中在肝胰臟,去頭對蝦相比整蝦運輸過程中的風險要低得多。所有的證據顯示,對蝦在冰凍和解凍的過程中,AHPNS的病原已經失去生物活性。因此,對於進口國來?,凍的商品對蝦不會帶來太大的疾病傳播風險。
(可參閱Dis Aquat Org, 105:45-53,2013及FAO Fisheries and Aquaculture Report No. 1053, FIRA/R1053,2013)