– 無地區 –/學界解決蝦產業困境典範 成大領先發展「先導型AHPND關鍵檢測技術平台」

發佈時間:2014年1月6日 14:11

新聞來源:今日大話新聞

蝦子產業成大

學界解決蝦產業困境典範 成大領先發展「先導型AHPND關鍵檢測技術平台」

【台南新聞中心/報導】


▲學界解決蝦產業困境的典範 成大領先發展「先導型AHPND關鍵檢測技術平台」。(圖:成功大學提供)-今日大話新聞

 成功大學生物科學與科技學院院長羅竹芳教授帶領研究團隊,與泰國Mahidol University的Professor T.W. Flegel進行跨國合作,於今年(2013年)12月底領先全球發展「先導型AHPND關鍵檢測PCR技術平台」,可短時間內檢測出致病性Vibrio parahaemolyticus (VP)的存在,並公開資訊方式,免費提供給全球養蝦產業使用,得以解決目前世界養殖蝦場肆虐的急性肝胰腺壞死病 (Acute Hepatopancreas Necrosis Disease,AHPND)。此關鍵檢測技術平台的建立,除了是成功的跨國合作案外,並藉由成大、統一企業、行政院國家科學委員會、行政院農業委員會動植物防疫檢疫局以及台灣大學的緊密互動下,成為產學合作、解決產業困境的典範案例。

 養殖環境中含有不計其數的微生物,「先導型AHPND關鍵檢測PCR技術平台」是以聚合酶連鎖反應(Polymerase Chain Reaction,PCR)做為偵測法,PCR廣泛的用在各式檢測試劑偵測法,因為它具有高靈敏度、高普及性及短分析時程,可在最短時間內檢測出致病性VP的存在。所以「先導型AHPND關鍵檢測PCR技術平台」能夠加快對於AHPND傳染機制的了解進而達到最終的疾病控制,

 在羅竹芳教授提供免費使用的操作模式下,可省去準備專利申請文件、證照、商用檢測試劑盒上市諸如此類冗長的等待時間,藉由檢測方式幫助相關業者快速制定有效方針以因應AHPND爆發,立即阻絕AHPND的傳播路徑,將大幅降低全球養蝦產業龐大的經濟損失。

 自2009年開始,亞洲蝦類養殖開始爆發一種未知的新興疾病,漁民發現在放苗後的30天內,蝦苗會出現大量死亡,因此得名為偷死症或早死症 (early mortality syndrome, EMS)。病蝦的肝胰腺會變白及萎縮,且此器官變得難以用手指搓碎;在組織切片檢驗下,肝胰腺細胞呈現壞死及脫落至肝胰腺小管外,亦有大量的血細胞侵入肝胰腺,造成嚴重的發炎反應。也因為這疾病會造成蝦類肝胰腺功能嚴重受損,因此EMS的正式疾病名則稱之為急性肝胰腺壞死病 (Acute Hepatopancreas Necrosis Disease,AHPND)。直至今日,此疾病已在中國大陸、越南、馬來西亞和泰國等重要蝦類養殖大國爆發,平均一年因AHPNS所造成的損失超過十億美元。

 由於AHPND已漸擴展並威脅著全球蝦類養殖產業,科學家、養殖企業及第一線養殖業者莫不齊心尋找其致病原因,也鑑定出Vibrio parahaemolyticus (VP) 變異株乃AHPND的致病原,此研究雖對養蝦產業解決AHPND威脅跨出了重要的第一步,然而,對於蝦類養殖產業而言,他們亟需檢測平台以協助檢測種蝦、蝦苗、生物餌料…等等是否帶有此致病性VP,藉以即刻阻斷病原體在蝦場中的侵入與散佈,降低AHPND爆發的可能性。由於致病性VP檢測平台於蝦類養殖產業生物安全管理上的必須性及絕對重要性,大家對此都引頸期盼並迫切需要,一旦有高專一性、高靈敏性的檢測平台建立,將是解決全球AHPND爆發的關鍵技術。

 利用了次世代定序及系統生物學方式,羅竹芳院長及其團隊利用全基因體解序策略,發現致病性VP帶有特殊、獨立於染色體DNA之外的大型質體DNA,目前也推測致病的細菌毒素基因也應位於此質體DNA上。因此,羅竹芳院長利用質體的特殊序列做為偵測目標序列,設計出AP1及AP2等兩對引子對,以PCR技術做為檢測方式,希望在更深入的研發過程之前,先以此發展為「先導型AHPND關鍵檢測PCR技術平台」。

 若生物體存在有致病性VP,理論上可同時被AP1及AP2偵測到陽性反應。雖然此檢測平台的效用還需要大規模的樣本測試,但由於情況緊急,羅竹芳院長及泰國團隊決定先行公開這項初步但重要的資訊,得以立即減緩養蝦產業因AHPND所造成急遽攀升的經濟損失。

 由於此為「先導型AHPND關鍵檢測PCR技術平台」,乃是基於研究責任道義,羅竹芳院長團隊及泰國團隊對此提出數項聲明與前驅檢測成果闡釋,使此技術平台更加透明化:

1. 我們的前驅試用結果顯示,此檢測平台可達到98%以上的正確度。然而我們仍會繼續更大規模的生物樣材,測試此平台是否對於非AHPND致病菌及相關生物有交叉反應。

2. 根據測試結果,在測試的68個生物樣本中,有67個樣本利用此兩對引子對(AP1及AP2)得到相同的陽性或陰性結果。只有1個樣本利用AP1得到陽性結果,用AP2則得到陰性結果。

3. 在聯合國世界糧農組織(FAO) 於越南地區的研究中,收集的14個樣本中,有5個組織病理切片判斷為陰性結果的樣本,利用此法檢測也同為陰性結果。然而,在8個組織病理切片被判斷為AHPND陽性的生物樣本,利用此PCR檢測平台檢測後,有5個同樣為陽性結果,但有3個為陰性結果。

4.經生物感染試驗,證明以此PCR方法檢測會造成AHPND之5株致病性VP皆為陽性結果。而於2002年的池塘採集樣本中,有3株細菌已被確認他們不會造成AHPND也不會造成蝦隻死亡,利用此PCR方法檢測後得到陰性結果。

5. 測試過程中發現有一菌株,蝦體致病後的組織病理切片顯示,雖非AHPND,但實際卻造成蝦隻嚴重死亡及不正常肝胰腺病理切片,利用此PCR方法亦是得到陽性結果。

6. 利用此方法檢測Shewanella, Rhodococcus, Leifsonia, Delftia, Ralstonia, V. vulnificus, V. harveyi, V. alginolyticus以及 B. subtilis都得到陰性結果。

 羅竹芳教授簡介:

 成大生物科學與科技學院院長,日本東京大學農學部水產學科博士,專長是病毒分子生物學、甲殼類病毒學、魚類病毒學、病毒與宿主交互作用,業界稱她是「養蝦之母」,她專研蝦類白點症病毒致病機制與致病力相關基因之分析與應用、蝦功能基因體學之研究。學術地位崇隆的羅竹芳教授,曾獲第五屆「台灣傑出女科學家獎」、教育部第12屆生物及醫農科學類科國家講座獎、教育部第51屆生物及醫農科學類科學術獎、行政院傑出科技榮譽獎、國科會傑出研究獎…等殊榮。

訊息來源:成功大學

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