1-单甘脂对抗对虾EMS靠不靠谱？一文见分晓！

在人类制药业和畜牧繁殖中，使用1-单甘脂分子能有效对抗广谱细菌和病毒。特别这些作为抗菌化合物的分子可成为抗生素的持续替代物。但在水产界里，这些分子直到最近才被挖掘出来。一旦带毒性的弧菌所引起EMS/AHPN在虾中传播，会造成严重后果，但这也为1-单甘脂进入水产市场提供了一个具挑战的舞台。经过多次对含1-单甘脂的不同配方进行研究测试后，2013年5月，在泰国有AHPN问题的虾场里养出第一造健康的虾。
　　
　　尽管1-单甘脂前途光明，但仍有很多未知，需要养殖户参与更多的研究试验。

图1 渗透压休克（即内稳态受破坏）后膜复原情况

　　全面解读
　　
　　尽管目前还在调查与AHPN密切相关的多个病原体，但主要致病菌是带毒力的副溶血性弧菌株（Vibrio parahaemolyticus）。这菌株与霍乱弧菌（V.cholera）和哈氏弧菌（V. harveyi）相似度极高， 这给研究开了头，找寻解决方法。
　　
　　副溶血性弧菌可以通过许多不同的载体来传播，例如浮游动物、浮游植物或池塘有害残留物。虾的含几丁质的外壳也被怀疑是弧菌的携带者。因为涉及到很多载体，而且弧菌给池塘生态系统的一些有机物也带来好处，没有必要也不可能根除弧菌。
　　
　　要解决像AHPN这样复杂的问题需要一个全面的方法。尽管对它的基本机制还只停留在表层理解，但在大家紧密合作下相关知识迅速积累。采用一个整体方法来关注虾塘中较低感染浓度的载体，阻止其在养殖对象中形成群体，但能中和副溶血性弧菌产生的毒素并恢复平衡，降低AHPN的影响。
　　
　　另一种推荐用于阻止AHPN的方法是在细菌生物膜包裹细菌之前在虾胃壁里破坏它的结构，因为生物膜能保护细菌免受抗菌化合物的伤害。有研究认为投喂1-单甘脂通过阻止入副溶血性弧菌的繁殖，进而能抑制群体形成。还有已知有乳化性能的特定单甘脂，可以在生物膜初期增加渗透性。我认为这样的组合是1-单甘脂抗AHPN的力量。
　　
　　1-单甘脂的影响

图2 副溶血弧菌对食用含干制或液态1-单甘酯的虾的存活率实验结果

图3 使用含短链和中链1-单甘酯配方的虾的死亡率实验结果

　　1-单甘脂基于一种能酯化在甘油分子中阿尔法位置脂肪酸的新技术。结果得出一个有特殊结构的新分子，既不是一种脂肪，也不是一种酸。这些分子无腐蚀性，有各自独立工作的pH值，还有好的热稳定性，这得益于核心部分的共价键。这都使得这些分子适合添加到饲料。
　　
　　这么多年来，1-单甘脂的抗菌性和抗病毒性均影响着人类制药业和动物繁殖业。它们并不归类为抗生素，因为确切来说，这些分子并没有杀死病原体。1-单甘脂阻止细菌获得能量和水，所以基本上是把细菌饿死。
　　
　　由荷兰Framelco的研究发展部门和里斯本大学制药学院一起进行基础研究，并发现1-单甘酯能通过改变细菌膜的稳定和屏蔽膜中具促进吸收的水通蛋白3（AQP-3），从而影响细菌的内稳态（如图1）。
　　
　　1-单甘酯配方
　　
　　在泰国测试了两种类型的配方：一种是含有短链1-单甘酯，另一种是含有短链和中链1-单甘酯。两种配方都以干粉的形式来测试，用载体以喷涂方式加入至虾料。挑选出5个虾场做实验，两个经常出现AHPN复发问题，两个偶尔会出现这样的问题，一个虾场没出现AHPN记录。
　　
　　从一个完整生产周期的结果来看，配方中含短链和中链1-单甘酯的表现更好：死亡率明显下降，没必要提早收虾。之前经常出现AHPN复发问题的两个虾场，其结果显示养殖周期里没有AHPN出现。但在一些虾塘中，虾的表现还是不理想，这可能暗示当前环境中还有较高病原体进入，使健康情况受损。如果是没发生过AHPN的池塘，虾的生长情况更好，虽然不是很显著地体现出来。
　　
　　另一个结合实验室和细菌内稳态的实验确立了短链和中链1-单甘酯间的协同关系，弧菌实验中添加短链和中链1-单甘酯的虾料来投喂与只用单一短链或中链1-单甘酯的虾料比较，结果显示前者比后者的死亡率下降了16%。
　　
　　后续研究
　　
　　即便改良了配方，最初全面防控AHPN的试验与其后续实验的结果度不可能完全一致。通常可观察到死亡率下降了20-30%，有些地方的死亡率甚至没有。
　　
　　小规模的实验显示，投喂富含1-单甘酯卤虫的虾，其组织在琼脂培养中有强烈的转变，从绿色群体转为黄色群体。短链1-单甘酯的水溶性和把配方与颗粒料结合的难点可能可以解释这不连续的结果。
　　
　　更多的研究需要增加1-单甘酯的潜能。在越南水产研究所的大规模试验，发现在制粒前把1-单甘酯分子与粉料混合，这样饲料的效果更为一致。
　　
　　实验表明用含1-单甘酯虾料投喂的虾在生长和存活率方面都比对照组表现好，但也发现某些情况下，外在消极因素，如气候和水质的改变，会使分子的能力失效。
　　
　　还有额外调查1-单甘酯对抗生素的影响，一个实验组持续使用1-单甘酯的饲料，在发生AHPN早期使用了短期的抗生素来治疗，这实验组的虾与只用抗生素治疗的对照组以及没有使用抗生素或1-单甘酯治疗的空白对照组的虾来对比。结果显示，饮食中含1-单甘酯的实验对象更容易接受抗生素的治疗。在接受1-单甘酯和短期抗生素治疗的实验组中，虾均健康并达到收成大小，而仅用抗生素治疗的需要提早收虾，空白对照组的结果最差。
　　
　　从这实验中提出了1-单甘酯抑制膜的产生，并在药物治疗中把有害的细菌更好地暴露出来。很多国家地区禁止使用抗生素，但没有这些化学物质的情况下我们需要一个方法。
　　
　　生物药效率：1-单甘酯是干剂还是液体？
　　
　　在研究加强1-单甘酯效果的方法里，Donald Lightner博士主持的一个由亚利桑那大学兽医科学和微生物学联合完成的实验中，使用含有几种1-单甘酯和微量成分的饲料，干制配方和液体配方都被测试了。为避免受缺失外部易变因素的影响，以高感染率来进行实验。
　　
　　意想不到的结果出现了，由于在高感染率的情况下，以干制1-单甘酯配方为食的虾因AHPN，全部在3天内死了；但以液态配方投喂的虾，一直与AHPN抗争着，直到实验结束，还保留有93.3%的存活率（如图2）。
　　
　　在人类或家禽，1-单甘酯通常依附于分子到载体都常应用在干剂形式；消化道内，1-单甘酯从载体中释放出来，然后发挥它抗菌能力。
　　
　　总结得出，饲料快速通过虾体，使得分子不能完全发挥作用，因此减弱了它们的生物药效率。这可能可以解释早期实验中的不足。
　　
　　液体配方与阳性对照组的表现相比能减少80%的死亡率（见图3），虾体一天进食的食物里，其中液态1-单甘酯占0.8%。在这些实验组里，虾死亡率表现在6.7%，但经过检查后发现，这些虾体的死亡并非因为AHPN，更像是因为自相残杀。
　　
　　亚利桑那大学水产病害实验室对样品虾进行组织学分析，发现投喂液态1-单甘酯的虾，其感染率显著下降。完全根治副溶血性弧菌是不可能的，但在实验期间虾体中有少量的细菌是不足以导致AHPN的发生。
　　
　　一些实验正在调查液态1-单甘酯的长期影响，初期数据显示出一个光明的未来，目前大部分池塘没有AHPN要爆发的迹象。在感染严重虾场的池塘，不能每次都阻止AHPN的发生，但会推迟几周。