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石斑魚的恐怖病毒殺手

102/02/06 22662

陳宗嶽｜成功大學生物科技研究所

王廷瑜｜成功大學生物科技研究所

徐浩軒｜成功大學生物科技研究所

不斷擴散的病毒殺手

石斑魚由於肉質細嫩厚實、味道鮮美，是臺灣常見的桌上佳餚，深受饕客喜愛。石斑魚的市場一直都供不應求，是目前所有養殖業中經濟價值最高的魚種之一，更在「海峽兩岸經濟合作架構協議」中被列在早收清單中，政府也積極塑造臺灣為石斑魚王國。

由於臺灣地狹人稠，養殖業者多半採取高密度飼養，一開始的確可以得到相當豐碩的漁獲量，一度成為全球最大出口國。但隱藏在這看似亮眼的成果背後，病害卻逐步入侵各個養殖場，揭開了石斑魚病害傳播肆虐的序幕。

目前石斑魚病害中，以神經壞死病毒這一殺手級病毒最為嚴重。可怕的地方在於病毒感染的途徑多樣化，擴散的速度非常快，且感染後在短時間內就可造成魚苗大量死亡，因此防不勝防，往往發現病毒時，魚隻已回天乏術。

引起神祕症狀的元兇

日本長琦市水產中心以人工水產養殖方式，成功大量繁殖鸚哥魚。1984年，首次爆發感染病毒的病例，接著連續三年都如此，共損失約9百萬尾的魚苗及稚魚，幾乎占總產量的100％。因這種怪病而死亡的大都是體長6～10 mm的魚苗及13～25 mm的稚魚，成魚也會感染，但死亡率較低。明顯的病徵則是體色變深、喪失平衡能力、不正常地迴旋在水面上，最後沉入水底死亡。

1990年以來，也發現這種病毒造成不同魚種感染的病例，目前已知幾乎可感染所有的海水養殖魚類。此外，組織病理學的觀察發現，在神經組織內充滿空泡及普遍性壞死的現象。進一步透過病毒基因體的研究，更證實了這種怪病是由一種很小的病毒所引起，也就是目前在石斑魚養殖業瘋狂散布的神經壞死病毒。這種病毒被歸類在野田病毒科下的β野田病毒屬，感染對象幾乎是全部的海水魚類。

石斑養殖業的淪陷

1993年，臺灣育苗技術尚未成熟，養殖用的魚苗多半購自東南亞國家野生捕撈的種苗。同年在臺灣南部，首次發現養殖的金目鱸苗有神經壞死病毒感染的病例，隔年也證實石斑魚苗受到這一殺手病毒感染。病毒在石斑魚養殖業中，已埋藏下了一顆不定時的炸彈。

其後隨著養殖技術的快速進步，臺灣開始採取高度密集式的養殖，再加上育苗技術的突破，短短幾年，石斑魚養殖馬上就躍升為全世界主要產出的國家之一。但就在這時，殺手病毒趁勢崛起，密集式養殖更加快了病毒傳播的速度，加上眾人對安全養殖環境的忽視，更促使病毒擴散至其他地區。感染的範圍很快就擴及全臺，爆發了神經壞死病毒導致的重大疾病蔓延。

病毒的侵略周期

病毒是一種比細菌還小的病原體，必須用精密的電子顯微鏡才能看到。它是一種構造簡單的物質，主要由蛋白質（外殼）及一部分的遺傳物質（去氧核醣核酸或核醣核酸）所組成，沒有細胞那樣的獨立運作機能，只可在感染後在細胞內進行複製及活動。一般來說，它的活動都在感染的細胞內進行，主要分為附著、入侵、脫殼、合成、組裝、釋出，而這些都是利用感染細胞本身的代謝工具來完成。

以神經壞死病毒為例，它的生活史也是如此，與附著細胞接觸並附著後，接著侵入內部，開始指揮細胞為它工作，製造一切病毒組裝所需的材料，最後組合成一個新病毒。而當細胞無力再為它工作時，這些新合成的病毒就會釋出，接著感染下一個健康細胞。如此周而復始，很快就使全部的細胞過勞死，導致魚體生理機能開始不正常，最終死亡。

病毒擴散的原因

病毒自己不會移動，只能藉著空氣、水等環境因子或生物體為媒介，到處侵略生物體，並在個體間傳染。如此不斷地循環，直到所有可感染的對象死亡。

在石斑魚養殖過程中，因病毒所造成的病害，除了傳染以及發病的速度非常快外，目前並沒有有效的治療方法，因此對業者造成非常嚴重的經濟損失，也成為限制養殖業發展的主要因素之一。

在沒有有效治療方法的情況下，如何阻斷病毒的傳染途徑就變得更為重要。臺灣的石斑魚養殖從種苗培育、魚苗到成魚的各階段，多採用高密度的集約式養殖，造就了一個對病毒傳播很有利的溫床。加上養殖過程中，卵、魚苗在各地區間的頻繁交易，運輸的過程也間接幫助病毒到達新的養殖場，展開新一波的諾曼地登陸並快速地發動襲擊。

防堵病毒登陸

病毒有它存活的時間以及存在的特定位置，這都影響它可以傳染的途徑。簡單地說，病毒傳染的途徑可分為垂直傳染及水平傳染(或稱垂直感染及水平感染)。垂直傳染主要由母體傳染至魚卵，水平傳染則是病毒藉環境因子傳染至個體。這兩種傳染途徑也是病毒使石斑魚產業鏈快速崩壞的致命途徑。

由於病毒的水平傳染是個體與環境間的交互作用，病毒入侵就像是經由海上登陸的部隊，需要適當的載具及登陸點，因此了解病毒的可能傳染媒介及入侵部位就非常重要。

水產養殖的環境是水所構成的立體空間，魚隻跟水的直接接觸對病毒來說就是一個絕佳的傳染媒介。此外，在養殖環境中，例如使用的工具，餵食的餌料生物，環境中的其他生物如鳥類、海蟑螂等，也可能是病毒利用的傳播工具。

由成功大學團隊研發的微流體晶片系統，可在短時間內完成大量的檢體檢測，並把這技術應用在神經壞死病毒的流行病學研究中，針對病害嚴重的南臺灣地區，一一調查養殖環境中可能的病毒傳播媒介，徹底破解病毒留下的行蹤。在研究中發現，病毒居然可藉由鳥類的糞便傳播，對於半室外或全室外的養殖環境來說，病毒就可能由這途徑造成養殖場感染。不過，雖有了阻截病毒的新線索，以及防堵病毒可能的登陸載具，但確切的病毒侵入點仍有待釐清。

防堵病毒的游擊戰

垂直傳染是通過母親的直接傳染方式，就像是病毒入侵的游擊部隊透過內部滲透而破壞。這個傳染途徑最早由日本Arimoto等人，從條紋鰺種魚的卵巢、受精卵，以及由魚卵孵化出的魚苗中檢測發現。當母魚體內有神經壞死病毒存在時，在所產出的卵以及孵化出的魚苗中同樣可發現病毒的蹤跡。這個發現宣告神經壞死病毒可藉由種魚進行垂直傳染。而成功大學團隊再進一步證實，神經壞死病毒可包覆在石斑魚卵中垂直傳染，更會隨著魚卵發育而進行病毒擴散的複製工作。

要如何阻斷可怕的殺手病毒藉由母體傳給子代，代代在石斑體內游擊破壞呢？那就必須做嚴密的組織重整，也就是育種，選育出無病毒帶原的種魚，就能讓這一問題徹底解決。

防堵病毒入侵守則

因此，掌握病毒傳染途徑的知識非常重要，可依循這些寶貴資訊而發展出有效的病毒防治策略。

針對水平傳染的防治，就應對飼料營養、環境維持做全方位系統性的規畫。目前已知神經壞死病毒主要的誘發因子是高水溫（夏季）、高飼養密度、低溶氧，因此應該避免高溫或水質不良，飼養的密度也應正確地控制。此外，定期清潔及消毒設備與工具，引進的魚苗應先通過檢測，以徹底阻止病毒的侵入。若爆發疾病，則應確實嚴格地進行病魚的隔離及移動，以及清潔及消毒所使用的器具與設備，並妥善處理發病魚隻屍體，避免二度感染。

對於垂直傳染的防治，最根本之道還是針對種魚採取無病毒的篩選管制，例如利用高靈敏的分子檢測技術淘汰帶病原的種魚。成功大學生物科技研究所的團隊發展出利用魚鰭進行活體檢測的方法，有別於過去傳統的檢測流程需要犧牲魚隻，把石斑魚防疫知識帶入了另一時代。

對於魚卵，目前廣為採用的方法是以臭氧處理表面。但近年發現病毒也存在於魚卵內部，表示病毒可能在魚卵初形成之時，就已進入魚卵完成了垂直感染。

了解病毒可能的傳染途徑，就可提供我們突破的線索，擬定防治病毒病害的策略，預防所有垂直及水平傳染的可能性。另外，也應傳達相關的防疫訊息教育養殖業者，共同積極解決病毒入侵問題，避免魚隻持續受到病毒的威脅。

資料來源

《科學發展》2013年2月，482期，44 ~ 48頁

石斑病毒(3) 病原(25) 垂直感染(6) 水平傳染(2) 垂直傳染(6) 科發月刊(5210)

石斑魚的恐怖病毒殺手

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