Эта статья, подготовленная группой специалистов по разведению креветок, посвящена значению новых терминов, которые часто используют в международной индустрии разведения креветок, когда речь идет о креветках SPF (свободных от специфических патогенов) и их связи друг с другом. Правильное понимание этих терминов поможет снизить риск вспышек заболеваний в мировом производстве креветок и увеличить выгоду и прибыль этого важного сектора аквакультуры.

Концепция свободных от специфических патогенов (SPF)  животных, а также технология их разведения и управления возникла в начале 1940-х годов и лежит в области лабораторной диагностики заболеваний животных. В частности, для производства вакцин создали специальные куриные яйца без патогенов. После этого, в течение последующих 30-40 лет технологию SPF принимали, разрабатывали и применяли к промышленному птицеводству, а в 1960-х годах распространили на свиноводство и другие системы разведения домашних животных. Этот метод также использовали в ветеринарии для разведения и содержания стандартизированных и генетически инбредных животных, которые выполняли функции подопытных для медицинских и исследовательских целей.

Программу США по разведению морских креветок сформулировали в 1984 году с целью увеличения местного производства при одновременном сокращении импорта. После того, как эта селекционная программа пострадала от вспышки болезней на фермах, ответом стало проектирование, разработка и внедрение комплексной программы управления SPF. Первая коммерческая программа по одомашниванию и генетическому усовершенствованию пенеидных креветок оказалась начата с использованием тихоокеанских белоногих креветок (Penaeus vannamei) в 1989 году. В рамках программы приняли концепции разведения и селекции, разработанные в животноводстве и птицеводстве, для создания стада креветок свободных от специфических патогенов, которые обладали высоким уровнем здоровья и производили постличинок с улучшенными генетическими показателями.

Стада для осуществления данной программы получили путем тщательного отбора пойманных диких креветок, свободных от патогенов. Этих креветок навсегда исключают из стада в строгих карантинных условиях в селекционном центре по содержанию нуклеарного стада (NBC). Здесь в большом количестве содержатся особи основатели рода.

Затем стада подвергают программе одомашнивания и генетического улучшения. Наиболее здоровое поголовье от каждого поколения в надлежаще биозащищенном центре размножения маточного стада (BMC) используют для разведения постличинок, предназначенных для превращения в маточное стадо, свободное от специфических патогенов. Маточное стадо поставляют в коммерческие инкубатории, где выращивают постличинок для фермеров.

Параллельно велось несколько программ. В Венесуэле в 1990 году началась программа массового отбора для производства креветок, хорошо адаптированных к местным условиям выращивания. В Колумбии в начале 1990-х годов производители выбрали устойчивую к TSV креветку. Эти ранние усилия позже вылились в полноценные программы селекции поголовья, которые привели к некоторому улучшению местных промышленных популяций. Программы в Латинской Америке основаны на концепции, что популяции должны быть адаптированы к местным условиям и устойчивы или менее восприимчивы к основным заболеваниям, эндемичным в регионе. Таким образом, в 1990-х годах возникла серьезная дихотомия в стратегиях селекции, которые являются общими для коммерческого производства: отбор, содержание и размножение популяций в условиях, по существу свободных от болезней, осуществлялись в соответствии с протоколами SPF USMSFP, в то время как другие программы использовали популяции, отобранные в условиях вспышек различных болезней.

Значительным стимулом для возможного широкого принятия концепции SPF креветок стало появление и распространение болезни белых пятен (WSD) у креветок, вызванной вирусом синдрома белых пятен (WSSV) в середине 1990-х годов. В то время Penaeus monodon стал основным культивируемым видом креветок в Азии, и вскоре стало ясно, что основным источником синдрома белых пятен в прудах для выращивания креветок оказались зараженные постличинки, полученные из пойманного маточного поголовья, являвшегося переносчиком данного вируса. Основной причиной ввоза P. vannamei в Азию стала предполагаемая плохая производительность, медленные темпы роста P. chinensis и P. monodon и их предрасположенность к заболеваниям.

Использование одомашненных, генетически улучшенных и свободных от специфических патогенов P. vannamei для производства здоровых постличинок имел большое преимущество. Поэтому термин SPF в Азии стал ассоциироваться с более высокой резистентностью популяций к болезням или их иммунологической толерантностью.

Противоположная ситуация сложилась в Латинской Америке, где креветки SPF содержались в прудах без биозащиты от патогенов, что привело к массовой смертности и восприятию фермерами того, что статус SPF подразумевал более высокую восприимчивость к болезням. Однако такое понимание термина неверно, так как он указывает только на санитарное состояние стада и не указывает на его восприимчивость, резистентность или иммунологическую толерантность к инфекциям и болезням.

Основные термины

Что касается статуса патогена, то единственная техническая терминология, используемая для наземных животных, – это SPF (свободные от специфических патогенов). Этот термин применим ко всем видам животных. Взаимодействие креветок с патогенами до конца не изучено. В отличие от позвоночных, они не продуцируют антител, и хорошо известно, что выжившие особи после вспышек болезни с обычно смертельным вирусом могут оставаться инфицированными до конца жизни, не проявляя никаких явных признаков заболевания. В этом состоянии они сохраняют потенциал для передачи возбудителя своему потомству и незараженным креветкам.

Феномен переносимости инфекционных вирусных патогенов в течение длительных периодов времени без признаков заболевания назван вирусной аккомодацией, но механизмы, лежащие в его основе, до сих пор неясны. Стада креветок, резистентных к TSV, но не инфицированных TSV, выращены с применением генетического отбора. Когда особи такого поголовья заражаются смертельными изолятами TSV, они не проявляют явных признаков заболевания. Однако они переносят смертельный вирус и могут передавать его незараженным, предрасположенным к болезням креветкам.

Таким образом, стада креветок, которые иммунологически толерантны и переносят вирусные патогены, могут не иметь явных признаков заболевания (включая гистологические поражения) и могут негативно влиять на молекулярные методы обнаружения низкой чувствительности, что представляет особую опасность, которую необходимо остерегаться при трансграничном перемещении стада креветок для аквакультуры. Это также имеет последствия для семейств, помеченных терминами, определенными ниже. Эти термины должны быть четко определены и понятны, чтобы избежать путаницы, которую недобросовестные люди могут использовать в работе с фермерами, чтобы извлечь для себя выгоду.

Беспатогенное стадо (PF) (новый термин)

Это особи, свободные от многих известных или неизвестных патогенов. Поскольку это определение включает в себя неизвестные патогены, очевидно, что PF не может относиться к какой-либо фактической популяции животных и должен использоваться только для теоретических дискуссий.

Свободные от специфических патогенов (SPF) (существующий, определенный термин)

SPF животные должны происходить от популяций, которые имеют отрицательные тесты на специфические патогены в течение как минимум двух лет подряд, выращивались в хорошо биозащищенных комплексах (чтобы установить соответствующую квалификацию уровня биозащиты, риск внедрения болезнетворных микроорганизмов должен быть незначителен) с соблюдением строгих мер биологической безопасности, и кормились биозащищенными кормами. SPF организмы не обязательно свободны от всех патогенов, поэтому всегда должен указываться список патогенов, от которых они свободны. Любые SPF креветки должны быть свободны от Vibrio изолятов, которые вызывают острый гепатопанкреатический некроз (AHPND), от Hepatobacter penaei, вызывающей некротизирующий гепатопанкреатит (NHP), инфекционный подкожно-кроветворный некроз (IHHNV), инфекционный мионекроз (IMNV), синдром Тауры (TSV), вирус синдрома белых пятен (WSSV) и синдром желтой головы (YHV — генотип 1).

В настоящее время существует два принятых способа получения SPF креветок. Один из них состоит в том, чтобы найти географический район, где основные патогенные микроорганизмы креветок, как известно, отсутствуют или имеют низкую распространенность. Затем необходимо поймать и изолировать диких креветок из этого района и отобрать особей, которые естественным образом свободны от указанного списка патогенов в течение по меньшей мере двух лет подряд. Стадо, полученное таким образом, можно было бы назвать «естественным SPF стадом».

Другой способ создания SPF стада — это выбор района выращивания креветок, где присутствуют основные патогены креветок, такие как WSSV, TSV и IHHNV, и использование процесса непрерывного скрининга для отбора особей, которые свободны от указанного списка патогенов в течение не менее 2 лет подряд. Полученное таким образом стадо можно было бы назвать «очищенным SPF стадом».

В генетике резистентность определяется как способность ограничения восприимчивости к патогену у инфицированного животного, в то время как иммунологическая толерантность определяется как способность ограничения тяжести заболевания, вызванного данным патогеном. Оба признака количественны. Давно известно, что болезненное состояние возникает в результате взаимодействия организма (генетики), патогена и факторов окружающей среды. С санитарной точки зрения резистентность – это способность быть невосприимчивым к инфекции (качественный признак), а толерантность – это способность снижать выраженность болезни (количественный признак).

Стада, резистентные к специфическим патогенам (SPR) (новый термин)

Это стада животных, которые остаются невосприимчивыми к инфекции, не проявляя явных признаков инфекции и/или болезни, даже после смертельной дозы одного или нескольких специфических патогенов.

Стада, толерантные к специфическим патогенам (SPT) (новый термин)

Это стада, которые предрасположены к заражению специфическим патогеном, но обычно не развивают явных признаков заболевания в результате такой инфекции, то есть они толерантны к экспрессии заболевания количественным образом, зависящим от их генетики, от штамма патогена и от условий окружающей среды, которые влияют на заболевание. Толерантность может быть специфичной для патогена, штамма патогена или группы патогенов.

Комбинированные  SPF и SPR или SPT стада (новые термины)

В то время как SPF относится к состоянию здоровья животных (подкрепленному 2 — летней историей поголовья в сертифицированном центре выращивания на отсутствие специфических патогенов), вполне возможно и логично объединить состояние здоровья SPF с генетическим статусом SPF+SPR, SPF+SPT или SPF+SPT+SPR. Другими словами, стадо, характеризуемое как SPF на основе состояния здоровья, может быть подвергнуто последующей программе генетического отбора, предназначенной для выявления, характеристики и отбора генетических признаков в популяции стада, которые могут привести к резистентности к определенным болезням и/или толерантности к одному или нескольким патогенам.

Неописанные, отобранные стада выживших (USS) (новый термин)

Это стада животных, полученные путем отбора выживших (на основе их размера и общего состояния здоровья) из нескольких последовательных поколений в условиях небезопасного земледелия в регионе, где встречаются несколько известных и неизвестных патогенов. Такие стада ранее назывались «стадами, подверженных воздействию всех патогенов» (APE). Однако все патогены встречаются не в каждом географическом регионе, а те, которые известны и неизвестны в любом конкретном регионе, не всегда присутствуют в каждом пруду. Мы предлагаем признать термин «APE» неприемлемым для креветочной промышленности и замене его на термин «USS» со значением, определенным в данной статье.

Стада с высоким уровнем здоровья (HH) (новый термин)

Это коммерческий термин, который часто используется, но не имеет четкого определения. Он часто относится к потомкам поголовья со статусом SPF. Поскольку в нем не указываются патогенные микроорганизмы, генетические, эпигенетические или условия выращивания или статус, следует избегать использования термина «стадо с высоким уровнем здоровья». Вместо этого для характеристики стада следует использовать один из приведенных выше терминов, описывающих состояние здоровья и реакцию на патоген.

Валидация и поддержание статуса SPF

Валидация и поддержание статуса SPF для креветок – это трудоемкий и дорогостоящий процесс. Он требует, чтобы объект, стандартные операционные процедуры биобезопасности (SOPs) и креветки внутри объекта соответствовали стандартам, гарантирующим, что креветки, размещенные на объекте, могут выращиваться в качестве SPF организмов. Иными словами, валидация проводится как для объекта, так и для конкретной партии креветок. Риск загрязнения экзогенными патогенами значительно снижается для объекта SPF, расположенного внутри страны, вдали от прибрежной зоны и использующего технологию рециркуляции с соответствующими методами биозащиты.

Проблемы с подтверждением статуса SPF

Несмотря на то, что существуют утвержденные на международном уровне процедуры обнаружения большинства важных патогенов креветок, которые должны быть включены в программу SPF, вопрос об эндогенных вирусных элементах (EVEs) стал научной проблемой для подтверждения и сертификации статуса SPF у стада креветок. Хотя многие эндогенные вирусные элементы происходят от ретровирусов, неретровирусные эндогенные вирусные элементы впервые зарегистрировали у креветок с двумя выявленными вирусными элементами IHHNV. Однако в то время термин «эндогенные вирусные элементы» не существовал, его не придумали до открытия ранее неизвестных не ретровирусных эндогенных элементов у позвоночных животных. Впоследствии зарегистрировали еще много случаев заражения IHHNV у P. monodon и P. vannamei, и многие из них дали ложноположительные результаты ПЦР-теста на IHHNYV, хотя креветки в действительности не заразились IHHNV. Такие ложноположительные результаты теста на инфекционный вирус могут иметь серьезные международные торговые последствия для производителей креветок.

Важность и преимущества креветок со статусом SPF

Естественно, полученные SPF P. vannamei с Гавайев впервые ввезли (импортировали) в Таиланд в 2002 году. Данное событие стало революцией в производстве креветок  в Азии, и P. vannamei почти полностью заменил P. monodon. В 2003 году компания в Таиланде начала свою программу разведения SPF животных с использованием протоколов биозащиты высокого уровня. Эта программа внесла значительный вклад в экспоненциальный рост отрасли в Юго-Восточной Азии в течение почти десятилетия, пока в 2009 году не появилось новое заболевание – острый гепатопанкреатический некроз (AHPND).

Заключение

Термин SPF относится к состоянию здоровья стада креветок, в то время как статусы SPR и SPT относятся к определенным генетическим характеристикам запасов в ответ на патогены и болезни. Главная задача состоит в том, чтобы избежать передачи инфекций между видами, негативного воздействия на производство и торговые барьеры, которые могут возникнуть в результате обнаружения патогенов в креветках и креветочных продуктах. Само по себе обозначение «USS» не указывает ни на конкретное состояние здоровья, ни на конкретные генетические характеристики запаса креветок, касающиеся патогена и реакции на болезнь. Кроме того, можно комбинировать такие статусы, как SPF+SPR, SPF+SPT или SPF+SPR+SPT, чтобы помочь фермерам-креветочникам предотвратить вспышки заболеваний в прудах для выращивания креветок. Успех этих подходов может зависеть от стратегии биозащиты, определенной для каждого объекта. Фермеры должны также учитывать другие аспекты продуктивности животных, такие как рост и выживание, которые могут быть связаны со здоровьем организмов и их генетическим статусом. Мы рекомендуем фермерам сотрудничать друг с другом в критической оценке стада, предоставляемого коммерческими поставщиками. Со временем этот процесс должен выявить наиболее надежных поставщиков с точки зрения общей производительности.

——

Victoria Alday-Sanz, James Brock, Timothy W. Flegel, Robins McIntosh, Melba G. Bondad-Reantaso, Marcela Salazar, Rohana Subasinghe. SPF shrimp in aquaculture. Aquaculture Magazine October-November 2020 Vol. 46 No. 5