紅螯螯蝦白斑綜合征的研究進展

張成碩 陳永成 馬晶晶 管曉陳

摘 要：綜述了紅螯螯蝦白斑綜合征在中國的流行情況及研究進展，包括在紅螯螯蝦白斑綜合征流行病學、檢測技術、病理學及免疫預防等方面的研究工作。

關鍵詞：紅螯螯蝦（Cherax quadricarinatus）；白斑綜合征；進展

中圖法分類號：S917.4

紅螯螯蝦（Cherax quadricarinatus）是一類在淡水中生活繁殖的蝦類品種，屬十足目，擬螯蝦科，滑螯蝦屬，原產于澳大利亞北部，在新幾內亞也有分布，故又名澳洲淡水龍蝦[1]。紅螯螯蝦成熟個體大，營養豐富，味道鮮美，市場接受度高，是目前世界上名貴的經濟淡水蝦種之一[2-3]。上世紀90年代初，我國湖北省水產研究所從澳大利亞首次引進紅螯螯蝦，并在湖北、廣東兩地試養成功，隨后逐漸推廣到湖南、江蘇、浙江等地[4]。現如今，我國紅螯螯蝦的養殖已成規模，產量不斷增長，發展前景廣闊。

隨著紅螯螯蝦養殖業的快速發展，各類病害的傳播速度也迅速增加，養殖過程中紅螯螯蝦疾病的發生日益嚴重，目前主要存在寄生蟲病[5-7]、細菌性病[8]和病毒病[9-10]。其中造成紅螯螯蝦大量死亡的白斑綜合征（White spot disease， WSD）時有發生，因其傳播速度快、死亡率高和防治困難等特點，對紅螯螯蝦養殖業造成嚴重經濟損失，嚴重影響紅螯螯蝦養殖的健康持續發展。近幾年國內也有若干涉及紅螯螯蝦疾病的文獻，其中也涉及到了白斑綜合征及其防治，但大多沒有深入分析[11-12]。因此，本文聚焦紅螯螯蝦白斑綜合征的發生情況及其研究進展進行探討，以期為紅螯螯蝦健康養殖提供理論依據。

1 白斑綜合征概述

白斑綜合征是水產動物養殖中常見的一種病毒性疾病，其病原體為白斑綜合征病毒（White spot syndrome virus， WSSV），蝦類感染后的典型癥狀為頭胸甲處出現針眼大小不規則的白色斑點，故又稱為白斑病。白斑綜合征病毒是線性病毒科（Nimaviridae），白斑病毒屬（Whispovirus）下唯一的病毒[13]，其基因組大約有300 kbp，屬于雙鏈環狀DNA病毒。WSSV無包涵體包被，由外到內的結構分別為囊膜、被膜層、核衣殼，電鏡觀察下的病毒粒子一端具有尾巴狀結構，縱切面呈橢圓形，具體形態如圖1所示[14]。白斑綜合征首次于1992年在中國臺灣的對蝦養殖場內發現，隨后日本、東南亞、美洲和歐洲地區也遭受其襲擊，而且WSSV不僅在對蝦科蝦類中傳播，蟹和鰲蝦類等其他甲殼類動物也會受到其感染，這嚴重威脅了全球水產養殖業的發展。鑒于WSSV幾乎能夠感染所有的養殖甲殼類，早在1995年聯合國糧農組織（FAO）就將白斑綜合征列入必須報告的水生動物病毒性疾病名單中[15]。

2 紅螯螯蝦白斑綜合征在中國的流行情況

紅螯螯蝦自引入中國后，人工養殖的歷史較短，養殖初期由于規模較小和紅螯螯蝦本身較少攜帶病毒等原因，幾乎未見白斑綜合征發病。但2004年黃茹等[16]研究證明，無論是人工注射還是投食帶毒飼料，WSSV均能夠有效感染紅螯螯蝦并致其死亡。同年，沈錦玉等[10]在江蘇某養蝦場內的紅螯螯蝦與南美白對蝦混養池或單養池中，首次發現并鑒定了紅螯螯蝦自然感染WSSV后死亡，死亡率達到50%。與此同時，浙江慈溪某養殖場內的紅螯螯蝦也發生了大量死亡，死亡率高達80%，經檢測后證實是由WSSV感染造成的。2005年浙江嘉興又爆發了紅螯螯蝦白斑綜合征，死亡率為30%。自此之后，同樣的事例在紅螯螯蝦各個養殖區內均有發生。

3 紅螯螯蝦白斑綜合征的研究進展

3.1 流行病學的研究

3.1.1 病原的確定 1997年，Richman等[17]在螯蝦屬中發現了一種非常類似WSSV的致命病毒，后來Shi等[18]通過人工感染實驗證實了紅螯螯蝦是WSSV的潛在宿主。沈錦玉等[10]對江蘇省某養蝦場內的發病紅螯螯蝦進行核酸探針斑點雜交鑒定和病原感染健康紅螯鰲蝦，核酸鑒定結果顯示，探針與血淋巴、鰓組織產生強烈的陽性反應；健康蝦經人工注射患病蝦的組織上清液后全部死亡。病毒測序結果比對后發現與WSSV中國株（AF332093）的基因具有100%的同源性，從而證實了感染紅螯螯蝦的病毒是白斑綜合征病毒中國株。

3.1.2 發病癥狀 與對蝦白斑綜合征具有明顯的白斑癥狀相比，紅螯螯蝦白斑綜合征病毒不會引起紅螯螯蝦的頭胸甲出現明顯白斑，腹部甲殼及附肢也無明顯癥狀。其他癥狀主要包括以下幾點：①患病蝦游動遲緩，活力降低，螯肢無力，反應遲鈍；②病蝦厭食，空胃，出現蛻殼受阻現象；③病蝦血淋巴不凝固、微紅，肝胰腺顏色變淡；④病蝦尾部肌肉白濁，內臟存在積水，出現斷肢等現象；⑤發病死亡過程中是大規格蝦先死，小規格蝦后死。體重30～40 g的成蝦患病后死亡率達80%[11-12，19]。

3.1.3 感染途徑 大多數情況下，病毒的傳播主要通過消化道和表皮創口等方式。隨著水產養殖的發展，WSSV在自然水體和養殖水體中廣泛存在，野生和養殖紅螯螯蝦在進行呼吸作用、遷徙和攝食攜帶病毒的病蝦殘體時都可能會感染WSSV。因而紅螯螯蝦與其他蝦類混養時易受到其他蝦類的病毒感染，單養池中紅螯螯蝦暴發白斑綜合征極有可能是水環境中存在其他WSSV宿主。研究發現，紅螯螯蝦通過人工注射和口服均能感染WSSV，其中鰓細胞和血細胞是WSSV的主要靶細胞，瀕死試驗蝦的鰓和血細胞中能夠發現大量的病毒顆粒[20]。黃家駿[21]研究發現，WSSV經過酸化后，通過網格蛋白參與介導的內吞途徑入侵到紅螯螯蝦的造血組織細胞中，而且此過程需要縊斷蛋白（dynamin）和細胞膜上膽固醇的參與。首先WSSV與細胞膜表面多種識別受體相結合，囊膜蛋白在這一過程中起到了重要作用[22]。其中囊膜蛋白VP28和VP31能夠識別細胞膜表面的LR受體[23-24]，VP24、VP32能夠識別CPB受體[25-26]，這些囊膜蛋白與受體結合加速了病毒的入侵。通過內吞方式侵入宿主細胞后，WSSV進入細胞核內進行DNA的復制，然后組裝下一代病毒粒子，最后釋放出去[27]。

3.2 WSSV檢測技術

自白斑綜合征發現以來，不少科研人員就開展了WSSV檢測技術的研究，快速且準確地診斷出白斑綜合征病毒在生產實踐中格外重要。由于紅螯螯蝦患白斑綜合征后體表不具有明顯白斑特征，目前在紅螯螯蝦中檢測WSSV較為準確的方式為PCR檢測。傳統對蝦WSSV的PCR檢測通常需要提取病毒DNA，這一步往往會受到環境污染從而對結果產生影響。在對傳統方法改進后，王軼南等[28]通過制備抗WSSV的混合單克隆抗體標記鰲蝦血細胞中的病毒，然后應用流式細胞儀分析血細胞的感染程度；周小燕等[29]采用的環介導等溫擴增（Loop-mediated isothermal amplification， LAMP）法檢測WSSV的靈敏度比巢式PCR要高約500倍；熒光定量PCR技術能夠檢測到宿主感染病毒后組織中WSSV數量的時序動態變化[30]；黃家俊等[31]根據蛋白序列制備單克隆抗體后利用免疫熒光研究WSSV的感染機制。另外需要注意的是，PCR檢測中WSSV特異性引物要選擇準確，世界動物衛生組織公布的一組引物可能會產生假陽性的結果，在實際應用時要避開使用[32]。

3.3 病理學研究

血液病理研究是病理學研究的重要組成部分，研究WSSV對紅螯螯蝦血細胞的感染特性，對了解WSSV致病發生機理和診斷治療具有重要意義。已有研究表明，血細胞和造血組織（Hematopoietic tissue， HPT）細胞更易受到WSSV的感染，并且WSSV能夠誘導血細胞發生凋亡[33]。王丹麗等[34]通過瑞氏吉姆薩染色法和電鏡觀察人工感染后的紅螯螯蝦時發現，病蝦的血細胞總數和透明細胞（AH）數量顯著降低（P＜0.01），大顆粒細胞顯著增加（P＜0.01），這與Liu等[35]發現紅螯螯蝦感染白斑綜合征72 h后血細胞總數的變化一致。而且，在WSSV的感染下，血細胞的細胞核高度異染色質化，細胞膜發生畸變甚至破損，高爾基體和線粒體結構也受到不同程度的損傷，其他細胞器變性溶解，最終宿主細胞破裂解體。Hameed等[36]認為，除了WSSV在細胞中的快速繁殖直接導致血細胞數量減少外，宿主蝦體自身為抵制WSSV的入侵而引發的細胞凋亡也是一個重要原因。細胞核受損意味著遺傳基因的轉錄活性降低，從而影響細胞的正常生長和繁殖，因此血細胞總數下降的速度會越來越快[37]。進一步研究發現，WSSV的基因組無法在感染后的血細胞中復制，其主要的結構蛋白VP26、VP28 和VP51同樣無法表達，但可以在感染后的造血組織（HPT）細胞中表達[38]。而且，紅螯螯蝦HPT細胞受到WSSV入侵后，其細胞骨架系統、信號傳導和某些因子都會產生應激反應以此抵制WSSV的感染。

4 免疫預防研究

目前針對紅螯螯蝦白斑綜合征免疫研究主要集中在提高蝦體免疫力、選育抗病性新品種、接種疫苗、RNA干擾（RNAi）技術以及中草藥活性物質提取等方面。有些學者從阻礙WSSV侵入細胞的機制入手，Huang等[39]發現使用藥物減少HPT細胞小窩結構維持的時間后，WSSV進入細胞的數量明顯減少；處理重組WSSV蛋白VP28顯著降低了紅螯螯蝦血細胞的凋亡，還可以增強紅螯鰲蝦的先天性免疫[40]；Chen等[41]和Huang等[42]使用RNAi技術敲除掉CME途徑的關鍵因子（CqCLC、CqAP50和CqDynamin）后，限制住了WSSV通過該途徑的入侵。目前增強紅螯螯蝦免疫力最常用的手段是使用飼料添加劑，能有效激活機體的免疫系統。左迪等[43]在紅螯螯蝦基礎飼料中添加不同含量的維生素C，測定WSSV感染后相關免疫指標。結果表明，VC添加組的相關免疫指標均優于對照組，并且當VC添加量為800 mg/kg時，血細胞和血淋巴的免疫活性顯著提高，對紅螯螯蝦抵抗WSSV的侵染起到了一定的作用。在此基礎上，他們還發現維生素C能夠保持感染后血細胞結構的完整性，減少細胞膜受損和細胞裂解[44]。除了維生素C，飼料中添加槲皮素能夠顯著減低WSSV感染導致的死亡率和感染率，實時熒光定量PCR分析表明，飼料中添加槲皮素還提高了JAK、STAT和ALF等免疫相關基因的表達[45]。香豆素作為一種新型水產飼料添加劑，同樣能夠減少WSSV拷貝數和減緩感染過程，增強紅螯鰲蝦的先天免疫，并對WSSV感染具有保護作用[46]。與脊椎動物相比，紅螯螯蝦作為一種無脊椎動物缺乏特異性免疫系統，它們只能依靠先天性免疫系統來抵御WSSV的侵害，因此傳統意義上的疫苗對其并不適用。但Musthaq等[47]研究發現，滅活后的WSSV粒子、WSSV重組蛋白和囊膜蛋白能夠起到“疫苗”的作用，為宿主提供免疫作用，有效期一般不超過14 d。

5 展望

隨著生活水平日益提高，紅螯螯蝦越來越頻繁出現在餐桌上，未來幾年紅螯螯蝦的養殖產量將繼續增加，因此深化研究紅螯螯蝦白斑綜合征的防控十分重要。首先要加強紅螯螯蝦白斑綜合征監測，健全各個地方上的病害預警系統和防控網絡，做到科學預防；其次，加大健康養殖技術的推廣力度，不斷加強對紅螯螯蝦養殖生產者的規范管理，保持良好的養殖生態環境是抵御WSSV感染的有效手段；最后，應盡快選育出紅螯螯蝦抗白斑綜合征新品種，不斷研發出紅螯螯蝦適用配合飼料，為患病紅螯螯蝦提供有效的防治方法，從而保障紅螯螯蝦養殖產業的健康發展。

參考文獻：

[1]

葉嶸，王蘋萍.紅螯螯蝦的生物學特性[J].漁業致富指南，1999（9）：29-30.

[2] 顧志敏，許谷星，密國強，等.紅螯螯蝦的國內外養殖情況及其發展前景[J].水產養殖，1997（2）：22-24.

[3] 林長春.澳洲淡水龍蝦高效生態養殖技術探究[J].南方農業，2021，15（2）：196-197.

[4] 孟昭寧.澳洲淡水龍蝦養殖技術[J].飼料博覽，2003（4）：42.

[5] MILLS B J. A review of diseases of freshwater crayfish， with particular reference to the yabbies， Cherax destructor[J]. Dept of Fisheries，1983，9：1-18.

[6] HERBERT B. Notes on diseases and epibionts of Cherax quadricarinatus and C. tenuimanus （Decapoda： Parastacidae）[J].Aquaculture， 1987，64（3）：165-173.

[7] JONES T C， LESTER R J G.The life history and biology of Diceratocephala boschmai （Platyhelminthes;Temnocephalida）， an ectosymbiont on the redclaw crayfish Cherax quadricarinatus[J].Hydrobiologia，1992，248（3）：193-199.

[8] 沈錦玉，顧志敏，潘曉藝，等.紅螯螯蝦弗氏檸檬酸桿菌病病原的分離與鑒定[J].中國水產科學，2005（2）：197-200.

[9] ANDERSON I G，PRIOR H C.Baculovirus infections in the mud crab， Scylla serrata， and a freshwater crayfish， Cherax quadricarinatus， from Australia[J].Journal of Invertebrate Pathology， 1992， 60（3）：265-273.

[10] 沈錦玉，袁軍法，潘曉藝，等.紅螯螯蝦感染白斑綜合征病毒[J].水產學報，2007（4）：556-560.

[11] 潘曉藝，沈錦玉，曹錚，等.紅螯螯蝦主要病害的研究進展[J].水產科學，2009，28（8）：485-488.

[12] 謝仰杰，黨一釗，翁朝紅，等.紅螯螯蝦的病害及其防治技術[J].集美大學學報（自然科學版），2022，27（3）：193-203.

[13] CHEN L L，LEU J H，HUANG C J，et al.Identification of a nucleocapsid protein （VP35） gene of shrimp white spot syndrome virus and characterization of the motif important for targeting VP35 to the nuclei of transfected insect cells[J].Virology，2002，293（1）：44-53.

[14] WANG C H，YANG H N，TANG C Y，et al.Ultrastructure of white spot syndrome virus development in primary lymphoid organ cell cultures[J].Diseases of Aquatic Organisms，2000，41（2）：91-104.

[15] 于力，李慶章.蝦白斑綜合征病毒的研究進展[J].中國預防獸醫學報，2008（6）：486-490.

[16] 黃茹，陳孝煊，張建紅，等.對蝦白斑綜合征病毒對澳洲龍蝦的人工感染實驗[J].武漢大學學報（理學版）， 2004，50（2）：79-82.

[17] RICHMAN L K，MONTALI R J，NICHOLS D K，et al.A newly recognized fatal baculovirus infection in freshwater crayfish[C]//LIGHTNER D V. Proceedings of the American Association of Zoo Veterinarians. Florida： American Association of Zoo Veterinarians， 1997 ：262-264.

[18] SHI Z，HUANG C，ZHANG J，et al.White spot syndrome virus （WSSV） experimental infection of the freshwater crayfish， Cherax quadricarinatus[J].Journal of Fish Diseases，2000，23（4）：285-288.

[19] EDGERTON B F.Susceptibility of the Australian freshwater crayfish Cherax destructor albidus to white spot syndrome virus （WSSV）[J].Diseases of Aquatic Organisms，2004，59（3）：187-193.

[20] VAN DE BRAAK C B T，BOTTERBLOM M H A，TAVERNE N，et al.The roles of haemocytes and the lymphoid organ in the clearance of injected Vibrio bacteria in Penaeus monodon shrimp[J]. Fish & Shellfish Immunology，2002，13（4）：293–309.

[21] 黃家駿.白斑綜合癥病毒（WSSV）進入造血組織細胞的途徑，紅螯螯蝦網格蛋白輕鏈的克隆及制備抗體的檢測[D].廈門：國家海洋局第三海洋研究所，2015.

[22] NIU G J，WANG S，XU J D，et al.The polymeric immunoglobulin receptor-like protein from Marsupenaeus japonicus is a receptor for white spot syndrome virus infection[J].PLoS Pathogens， 2019，15（2）：e1007558.

[23] WANG J L，YI C L，GUANG H K，et al.Laminin receptor in shrimp is a cellular attachment receptor for white spot syndrome virus[J].Plos One，2016，11（6）：e0156375.

[24] LIU L K，LI W D，GAO Y，et al.A laminin-receptor-like protein regulates white spot syndrome virus infection by binding to the viral envelope protein VP28 in red claw crayfish Cherax quadricarinatus[J].Developmental & Comparative Immunology，2018，79：186-194.

[25] HUANG P Y，LEU J H，CHEN L L.A newly identified protein complex that mediates white spot syndrome virus infection via chitin-binding protein[J].Journal of General Virology，2014，95（8）：1799-1808.

[26] CHEN L L，LU L C，WU W J，et al.White spot syndrome virus envelope protein VP53A interacts with Penaeus monodon chitin-binding protein （PmCBP）[J].Diseases of Aquatic Organisms，2007，74（3）：171-178.

[27] BAS V，LISA B，RONNY V A，et al.Molecular mechanisms of white spot syndrome virus infection and perspectives on treatments[J].Viruses，2016，8（1）：23-52.

[28] 王軼南，戰文斌，邢婧.流式細胞術檢測對蝦白斑癥病毒（WSSV）對克氏原螯蝦血細胞的感染[J].中國海洋大學學報（自然科學版），2008（3）：384-388.

[29] 周小燕，魏育紅，楊賀，等.LAMP和巢式PCR檢測克氏原螯蝦白斑綜合征病毒（WSSV）的比較[J].江蘇農業科學，2011（1）：27-30.

[30] 張玲，唐小千，繩秀珍，等.實時熒光定量PCR檢測克氏原螯蝦體內白斑癥病毒（WSSV）的動態變化[J].中國動物檢疫，2015，32（6）：69-74.

[31] 黃家駿，李鈁，楊豐.紅螯螯蝦網格蛋白輕鏈的克隆及制備抗體的檢測[J].應用海洋學學報，2016，35（2）：205-210.

[32] CLAYDON K，CULLEN B，OWENS L.OIE white spot syndrome virus PCR gives false-positive results in Cherax quadricarinatus[J].Diseases of Aquatic Organisms，2005，62（3）：265-268.

[33] JIRAVANICHPAISAL P，LEE B L，SDERHLL K.Cell-mediated immunity in arthropods： hematopoiesis， coagulation， melanization and opsonization[J].Immunobiology，2006， 211（4）：213-236.

[34] 王丹麗，孫婷，左迪，等.紅螯光殼螯蝦白斑綜合癥血液病理學研究[J].水生生物學報，2012，36（3）：441-449.

[35] LIU Y T，CHANG C I，HSEU J R，et al.Immune responses of prophenoloxidase and cytosolic manganese superoxide dismutase in the freshwater crayfish Cherax quadricarinatus against a virus and bacterium[J].Molecular Immunology，2013，56（1-2）：72-80.

[36] HAMEED A S S，SARATHI M，SUDHAKARAN R，et al.Quantitative assessment of apoptotic hemocytes in white spot syndrome virus （WSSV）-infected penaeid shrimp， Penaeus monodon and Penaeus indicus， by flow cytometric analysis[J].Aquaculture，2006，256（1-4）：111-120.

[37] 王軼南，戰文斌，唐小千，等.白斑癥病毒（WSSV）對克氏原螯蝦血細胞的感染規律[J].中國海洋大學學報（自然科學版），2010，40（9）：56-60.

[38] WU J，LI F，HUANG J，et al.Crayfish hematopoietic tissue cells but not hemocytes are permissive for white spot syndrome virus replication[J].Fish & Shellfish Immunology， 2015，43（1）：67-74.

[39] HUANG P Y，LEU J H，CHEN L L.A newly identified protein complex that mediates white spot syndrome virus infection via chitin-binding protein[J].Journal of General Virology，2014，95（8）：1799-1808.

[40] WANG Q，XU Y L，XIAO C Y，et al.The effect of white spot syndrome virus （WSSV） envelope protein VP28 on innate immunity and resistance to white spot syndrome virus in Cherax quadricarinatus[J].Fish and Shellfish Immunology，2023，137：108795-108795.

[41] CHEN R Y，SHEN K L，CHEN Z，et al.White spot syndrome virus entry is dependent on multiple endocytic routes and strongly facilitated by Cq-GABARAP in a CME-dependent manner[J].Scientific Reports，2016，6：28694.

[42] HUANG J， LI F， WU J，et al. White spot syndrome virus enters crayfish hematopoietic tissue cells via clathrin-mediated endocytosis[J].Virology， 2015，486：35-43.

[43] 左迪，劉小杰，吳東蕾，等.維生素C對白斑綜合征病毒（WSSV）侵染后紅螯光殼螯蝦血淋巴免疫機能的影響[J].大連海洋大學學報，2021，36（6）：943-951.

[44] MA C，ZUO D，LIU X，et al.Effects of vitamin C on haemolymph activity and haemocyte structure of Cherax quadricarinatus after white spot syndrome virus infection[J].Aquaculture Research，2022，53（5）：1896-1908.

[45] GONG J，PAN X Y，ZHOU X J，et al.Dietary quercetin protects Cherax quadricarinatus against white spot syndrome virus infection[J].Journal of invertebrate pathology，2023，198： 107931.

[46] ZHOU X J，GONG J，ZHUANG Y，et al.Coumarin protects Cherax quadricarinatus （red claw crayfish） against white spot syndrome virus infection[J].Fish & shellfish immunology，2022，127：74-81.

[47] MUSTHAQ S K S，KWANG J.Reprint of "Evolution of specific immunity in shrimp-A vaccination perspective against white spot syndrome virus"[J].Developmental & Comparative Immunology，2015，48（2）：342-353.

Research progress of white spot syndrome of Cherax quadricarinatus

ZHANG Chengshuo1， CHEN Yongcheng1， MA Jingjing1， GUAN Xiaochen2

（1 Jiangsu Coastal Area Institute of Agricultural Sciences， Yancheng 224002;

2 Jiangsu Shengheng Agricultural Technology Co. LTD， Yancheng 224100）

Abstract：This paper reviewed the epidemic situation and research progress of white spot syndrome of Cherax quadricarinatus in China， including the epidemiology， detection technique， pathology and immunoprophylaxis of white spot syndrome.

Key words：Cherax quadricarinatus; white spot syndrome; advance

（收稿日期：2024-04-07）