Команда исследователей сообщает об успехах в разработке вакцины от бактериальной холодноводной болезни радужной форели (RTSF — Rainbow trout fry syndrome). Исследование проведено в рамках европейского проекта по предотвращению заболеваний.

Более 100000 человек заняты на производстве продукции аквакультуры, ежегодный оборот которой составляет 7 миллиардов евро. Тем не менее, из-за нехватки сертифицированных ветеринарных препаратов около 20% продукции теряют в результате постоянных вспышек заболеваний на рыбных фермах. Самым эффективным методом борьбы с распространением заболевания является предотвращение появления болезни с помощью вакцинации.
В 2013 — 2017 годах Евросоюз финансировал проект TARGETFISH. Его основная цель заключалась в усилении превентивных мер борьбы с заболеваниями рыб в европейской аквакультуре, разработка вакцин от некоторых бактериальных и вирусных возбудителей.

В частности, исследование касалось изучения бактериальных и вирусных белков (так называемых антигенов), новых способов их перорального введения так, чтобы антигены достигли слизистых оболочек рыб, включая жабры и кишечник, а также новых добавок для продления действия иммунобиологического препарата.

Полученные данные тестировали с помощью мукозной и общей иммунной реакции.

Задачей проекта являлись разработка стратегий вакцинации и улучшение существующих вакцин с целью промышленного применения, усиления их эффективности и безопасности, а также внедрения новых маршрутов доставки.
Над достижением этой цели в отношении 6 видов рыб и 10 заболеваний совместно с TARGETFISH работали 30 партнеров из стран Евросоюза и государств, связанных международными соглашениями.

Бактериальная холодноводная болезнь радужной форели
Профессор Sandra Adams и доктор Rowena Hoare из исследовательского института Аквакультуры под эгидой TARGETFISH возглавили работу над созданием вакцины от бактериальной холодноводной болезни радужной форели.

Болезнь вызывает грам-отрицательная бактерия Flavobacterium psychophilum, которая на протяжении десятилетий становилась причиной серьезных экономических убытков на производстве радужной форели.

Заболевание широко распространено, возникает часто и смертельно для многих мальков пресноводных рыбных ферм, а также для более взрослых особей в нагульных хозяйствах.
Болезнь обычно проявляется при температуре воды от 8 до 14 градусов по Цельсию и поражает спинной плавник и хвост рыб. У маленьких особей заболевание протекает бессимптомно, а смерть наступает в результате системной инфекции.

Недавно бактерию F. psychophilum обнаружили и у мальков Атлантического лосося в Шотландии после вспышек заболевания, и ситуация на фермах вызывает серьезные опасения.

Недавнее исследование (Verner-Jeffreys DW, Taylor NJ. Cefas 2015) восприимчивости бактерии к антибиотикам в Великобритании выявило, что британское промышленное производство лосося и радужной форели полностью зависит от клинической эффективности препарата Horfenicol.

Однако стабильность отрасли в долгосрочной перспективе находится под угрозой из-за возможности возникновения штаммов F. psychophilum, устойчивых к одному агенту.

До исследований TARGETFISH особых успехов в области создания экспериментальных вакцин от данного заболевания не наблюдалось, поскольку разнообразие штаммов бактерий и сложности вакцинации молодняка форели мешали разработке вакцины.

Для иммерсионной вакцинации молодняка, в первую очередь, требовалось создать мукозную вакцину, которая стала бы полной противоположностью интраперитонеальной (то есть, вводимой путем инъекции) вакцине для взрослых особей форели и лосося.

Разработка вакцины

Этапы разработки вакцины

1. Характеристика спектра штаммов путем генотипирования и серологии;
2. Выбор штамма  для разработки поливалентной перекрестной вакцины;
3. Разработка модели заражения погружением;
4. Проверка новой вакцины погружением мальков;
5. Тест эффективности вакцины с использованием новой модели погружения;
6. Тест эффективности вакцины путем инъекции с различными адъювантами.

Первым шагом к созданию вакцины от бактериальной холодноводной болезни стало определение гетерогенности образцов изолятов F. psychrophilum (свыше 300), собранных в ходе клинических вспышек заболевания у радужной форели и лосося в Шотландии, Англии, Ирландии, Европе и США.

Это стало возможным благодаря техникам генотипирования и серологического типирования. Они позволили отобрать для вакцинации особей, потенциально способных выработать перекрестный иммунитет к родственным видам возбудителей заболевания у лосося и форели.

Поскольку бактериальная холодноводная болезнь поражает мальков лосося, когда размер рыбок не позволяет вакцинировать их интраперитонеально, единственной возможностью защитить особей в столь раннем возрасте является пероральная или иммерсионная форма вакцинации.

Оба метода позволяют осуществлять массовую вакцинацию мальков и не требуют специального оборудования или обученного персонала.

С целью проверки эффективности мукозной вакцины следует применять метод иммерсионного контрольного заражения, который наиболее схож с естественным путем инфицирования.

На сегодняшний день именно отсутствие эффективной и воспроизводимой контрольной модели не позволяло разработать мукозную вакцину от F. psychrophilum.

Поэтому одной из основных задач TARGETFISH являлась создание модели для бактерии F. psychrophilum. Недавно датской группе исследователей удалось создать такую иммерсионную модель, в которой пероксид водорода используется в качестве средства для предварительной обработки.

После иммерсионного заражения бактерией F. psychrophilum перокись водорода повысила уровень смертности в контрольной группе до 30%.

В ходе эксперимента наблюдались клинические симптомы заболевания, известные по вспышкам заболеваний на фермах. Позже модель усовершенствовали, и показатель смертность составил 50%, что позволило начать тестирование эффективности новой иммерсионной вакцины.

Вакцинация радужной форели и атлантического лосося

TARGETFISH удалось создать прототип вакцины против бактериальной холодноводной болезни. Эффективность нового лекарства проверили с помощью лабораторных испытаний путем иммерсионного контрольного заражения мальков форели двумя изолятами бактерии, не присутствовавшими в самой вакцине (разнородные изоляты); при этом результат оказался многообещающим — выживаемость составила 50-84%.

Системная иммунная реакция наблюдалась в головном отделе почек и чешуе вакцинированных особей, изменения в нижней части кишечника и увеличение числа позитивных клеток IgT в системных органах рыб позволили выявить значительно возросшее после вакцинации количество антител слизистой оболочки (IgT).

Вакцинация форели более крупного размера с помощью интраперитонеального метода в сочетании с масляным адъювантом показала, что 100%-ная защита от заражения разнородными изолятами действует на протяжении долгого периода (1155 градусо-дней).

Действие вакцины напрямую связано с системной иммунной реакцией на сывороточные антитела (IgM).

Многообещающим итогом лабораторных испытаний TARGETFISH можно считать успешную защиту мальков радужной форели от разнородных изолятов бактерии F. psychrophilum (выживаемость составила 84%), которой удалось достичь благодаря иммерсионой вакцинации.

Проверить эффективность иммерсионной вакцины от бактериальной холодноводной болезни стало возможно после успешного создания иммерсионной контрольной модели бактерии F. psychrophilum.

Инъекция вакцины в совокупности с традиционной добавкой на основе масла позволила на длительный период защитить от воздействия бактерии 95.24% особей атлантического лосося и 100% особей радужной форели.

——
Hitting the target. Stirling team reports promsing outcome in search for rainbow trout fry syndrome vaccine as part of Europe-wide disease prevention project. Institute of Aquaculture Special. May, 2018