為水產養殖和食品安全保駕護航

李明麗

占地球表面積71%的海洋，蘊藏著取之不盡用之不竭的資源；被譽為生命搖籃的海洋，擁有著世界90%以上的物種。隨著科學技術的飛速發展，人類正在迎來開發海洋、利用海洋的新時代。在這個進程里，上海海洋大學正奮力走向時代的前列。

“漁權即海權”，這一辦校主旨也是1912年上海海洋大學創辦之初時對我國近代“海權”戰略思想的積極體現與實踐。我國是一個漁業大國，是世界上最大的水產品養殖、消費、出口國家。同時，我國又是一個人口大國，也是一個消費水平快速增長的大國。新世紀，越來越多的人開始關注海洋，開發“藍色耕地”，建設“藍色糧倉”，在“耕海”中獲取食物。然而，隨著需求量的不斷增加，水產養殖中的種質資源退化、食品安全隱患等暴露出來的問題不容忽視，水產養殖業安全形勢不容樂觀。

“如果能借助先進技術，對水產食品的原生物本身的病害情況作出早期診斷和預后評估，那或許就能在很大程度上降低水產動物病害對養殖業的沖擊，并減少不安全的水產食品對人體健康的造成威脅。”出于這樣的設想，張煒佳所帶領的科研團隊，依托上海海洋大學教育部水產種質資源發掘與利用重點實驗室、農業部水產品質量安全風險評估實驗室，正在借助質譜分析方法、微流控分析芯片等生物化學分析技術，逐步開展對水產動物弧菌、寄生蟲感染的早期診斷和預后評估，及相關的水產食品安全的研究。

病害肆虐 關注水產養殖安全

2009年，張煒佳在上海復旦大學獲得博士學位后，先后到美國的德克薩斯大學圣安東尼奧分校、衛理公會醫院研究院、哈佛-麻省理工聯合衛生科學技術部接受博士后研究訓練，并在此期間了解、學習到了最先進的微流控芯片技術等生物工程分析技術，這是一項將生物、化學、醫學分析過程的樣品制備、反應、分離、監測等基礎操作單元集成到一塊微米尺度的芯片上，能夠自動完成分析全過程的高科技技術。

之后的幾年，張煒佳跟隨導師參與了大量實驗項目，系統研究了微流控芯片技術在生物分析、生物信息、納米生物功能材料、醫藥健康等幾方面的交叉學科領域的應用成效，并在《PNAS》上發表了關于用于癌細胞分析的微流控芯片技術的科技成果，被《Nature Methods》撰寫題為“Enriching metastatic cells”研究亮點特別報道。美國國立衛生研究院、美國每日科學稱：“該項研究為細胞分離提供了一種新的高通量的方法，為研究細胞和分子生物學開辟了一條新途徑”。

累累碩果的取得，離不開艱辛的努力和對科研事業的執著。在與上海海洋大學原校長潘迎捷教授和食品學院院長王錫昌教授等專家的接洽中，張煒佳了解到我國水產養殖和食品安全領域急需更多的科技力量投入，下定了回國的決心。回歸祖國之后的他，成為了上海海洋大學食品學院的一名教師，并組建了自己的科研團隊，而他們研究的第一個課題就是將質譜分析方法與微流控芯片技術應用于水產動物的的孤菌病害的研究。

據國家食品安全風險評估中心統計顯示，近年來，副溶血性弧菌已經躍居我國食源性疾病微生物治病因子榜首。而天然副溶血性弧菌大量存在于魚、蝦、蟹、貝類等海產品中，它們的耐熱性較強，80℃以上高溫才能將其殺死。如果人們食用了未經燒熟煮透的海產品，則極易造成副溶血性弧菌感染并引發急性腸胃炎，并出現嘔吐、頭痛、腹瀉和低熱等癥狀，病程2?3天，而很多免疫力低下者會因搶救不及時而喪命。

副溶血性弧菌對人們的身體健康造成極大隱患，而由弧菌引起的弧菌病更是世界各地養殖水產動物中普遍流行且危害最大的細菌性疾病，具有易流行、發病率高、危害大、死亡率高等特點，給水產養殖業造成了嚴重的經濟損失，在我國因其直接或間接引起的經濟損失就達百億元。因此，發展面向水產動物弧菌病害的早期診斷和預警的高新技術，是解決上述問題的關鍵一步。

中國人講求的是學以致用。在確立了研究課題后，張煒佳和他的科研合作者趙勇教授的團隊一起日以繼夜、逐步開展相關科研工作，以魚類和甲殼類水產動物為研究對象、以水產動物的微量血液樣品為檢測對象，建立檢測指標，借助微流控分析芯片對取樣血液進行血細胞全自動計數、分選和檢測、基因測序、免疫分析、細胞分析、蛋白質分析等，根據分析結果來判斷水產動物是否感染致病弧菌，以及副溶血弧菌抗藥性等研究。

據張煒佳介紹，開展此類研究，將會顯著促進水產動物病害診斷的科學技術水平，從而能及時有效的采取措施防治和控制弧菌病害的爆發和流行，提高預防和應對重大水產動物弧菌的能力，進而切實保證水產品的食用安全，防止食源性病原菌的傳播，實現社會效益、經濟效益和生態效益的多方共贏。

勇攀高峰 守護水產食品安全

張煒佳和他的團隊的科研熱情不僅僅限于水產動物的病害問題，水產食品加工過程中產生的過敏原懸浮顆粒物會危害加工人員的健康。如何解決這個問題？這又成為他們新的研究方向與動力。

“我從醫學雜志《柳葉刀》上看到過一項研究報道，講述了科研人員對英國50名蝦類水產品加工從業者進行檢查后發現，18人因暴露在含有蝦粉懸浮顆粒的環境中誘發了哮喘等過敏癥狀，另有10人出現了不同程度的免疫過敏反應。”張煒佳對這則報道印象深刻，他自己本身以及一些周圍在水產食品科研實驗室同事，時常受過敏性哮喘、蕁麻疹等過敏癥狀的困擾。

中國作為水產品豐富的大國，水產品科研和加工從業者的職業性過敏現象更是十分普遍，這也引起了國家相關部門的重視，實現對水產食品加工廠的空氣質量評價和對有害過敏原的監測、控制，顯得尤為重要。而傳統的微生物懸浮顆粒物的分析法，在空氣中含量較低且無法培養擴增的過敏原懸浮顆粒物面前，則無能為力。

因此，張煒佳想到了運用生物化學分析原理，利用微流控與重組酶等溫擴增相結合的采樣與分析方法，對蝦類水產品加工過程中產生的原肌球蛋白懸浮顆粒物進行現場快速分析和空氣質量監測，從而能有效預防水產食品加工過程產生的有害物質對加工人員的健康造成的威脅。循著這一主線，張煒佳和他的科研團隊又進行了大量的科學實驗。目前這項科研工作也獲得了國家自然科學基金的支持。

雖然在歐美發達國家，水產品食物過敏發病率約為1%，而中國居民對水產品的消費與歐美和日韓有一定的差異，例如對克氏原螯蝦、中華絨螯蟹等水產品的加工和食用占較大比例，而這些水產食品的過敏原蛋白不斷地被發現，所以做好這些水產食品中的過敏蛋白原研究，意義重大。

因為喜歡所以選擇，因為選擇所以更加熱愛。張煒佳說，自從他開始接觸到水產養殖和食品安全的科研內容之后，他就對此產生了濃厚的興趣。回國后，立志于利于現代生物分析新技術進行了科研實驗，解決了很多實際生活中的問題，這是科研帶給他的無限樂趣。未來，他還會繼續利用微流控芯片技術和更多新的科研方法，為中國水產養殖和食品安全貢獻自己的一份力量。