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 白斑综合症病毒 (WSSV) 是全球最重要的虾病原体，每年影响全球对虾约十分之一的产量（损失约10亿美元），感染WSSV 的虾在2至7天内死于病原体，死亡率高达100%。
因此，开发安全有效的疾病干预方法很重要，在这方面，疫苗接种策略，如：灭活病毒、亚单位抗原和基于DNA的WSSV疫苗，已在实验室当中显示出了一定的应用前景。然而，其缺点——如：疗效可变、制造成本高和现场适用性有限，这些都值得进一步研究。  一、抗病毒细胞机制的研究 无脊椎动物中的RNA干扰 (RNAi) 是一种抗病毒细胞机制，通过该机制，双链RNA (dsRNA) 或小干扰 RNA (siRNA) 等触发器可阻止病毒基因表达。这些dsRNA已经在各种环境中进行了测试，例如：植物害虫控制、下一代杀蚊剂和疫苗设计。在水产养殖系统中，基于RNAi的疫苗的概念受到支持有几个原因：(a) RNAi 作为虾的抗病毒免疫反应；(b) 它是病原体特异性的；(c) 它产生长期的保护性免疫反应。
以前的研究表明，基于dsRNA的疫苗是无毒、有效的，并且可以防止致命剂量的WSSV。然而，在上述所有应用中，基于dsRNA的疫苗从发现发展到产品和现场应用的主要挑战是：其环境稳定性和制造成本。我们假设使用纳米载体递送平台可以克服该领域对dsRNA递送的限制，该平台可进一步增强细胞摄取，建立较长的组织停留时间，节省剂量，从而降低成本，并适用于大规模疫苗接种。在这方面，可生物降解的聚酐纳米颗粒已被证明是基于抗原的疫苗和药物的有效递送系统。 二、研究设置 1、无特定病原体 (SPF)南美白对虾虾苗购自Shrimp Improvement Systems，虾苗在人造海水（盐度28-30ppt）中适应一到两周，水温保持在25-27摄氏度。根据大小和发育阶段，每天两次用Raceway和商业虾饲料喂养对对虾。 2、在虾体内评估了纳米颗粒化学对安全性、生物分布和持久性的影响。为了模拟口服给药途径，通过反向管饲法注射纳米疫苗以靶向胃肠上皮细胞，并在虾体内达到致死WSSV剂量中，测试纳米疫苗的功效。 三、结果与讨论 1、尽管纳米已经在医学上为人类健康做出了显着贡献，但其在促进动物健康方面的应用仍处于起步阶段。大量研究表明，聚酐纳米颗粒通过提供抗原稳定性、控释、内在支持和保护性免疫，是用于抗原递送的极好载体。然而，据我们所知，这是第一项证明它们用作dsRNA递送载体的研究，用于无脊椎动物的预防性疫苗接种策略。 2、聚酐纳米颗粒被证明适用于dsRNA的封装和释放。虽然我们测试的两种纳米制剂都提供了接近零级的dsRNA释放动力学，但dsRNA的封装效率在一种称为20：80 CPTEG：CPH纳米颗粒中要高得多。 3、口服疫苗最重要的问题之一，是它们不应对最终产量造成不利影响。我们的数据表明，测试的两种纳米制剂均未对通过反向管饲法注射的虾产生任何不良影响，即使纳米粒子的剂量比疫苗递送所需的剂量高五倍。盲法组织病理学分析证实，在虾消化道组织或鳃中未因纳米颗粒引起组织学异常，并且还评估了虾的炎症标记物，发现与对照动物的标记物没有区别。最后，虾的体重增加是产量的最重要贡献者，它表明纳米颗粒不会影响虾的正常发育。
图1：虾对WSSV攻击的存活率。 4、我们还测试了纳米颗粒是否会影响南美白对虾的组织生物分布和持久性。正如预期的那样，纳米颗粒存在于肠道中，这无疑是通过给药途径促进的。然而，在两个小时内，它们也在胃、肝胰腺和头胸中被观察到。有趣的是，在第0天，鳃组织显示出非常高水平的纳米颗粒。虽然我们之前的工作已经证明颗粒在其他动物模型中系统迁移，但纳米颗粒运输到鳃的机制仍有待确定。重要的是要注意，鳃是几种病毒病原体的靶器官之一，例如：陶拉综合征病毒、黄头病毒和WSSV。因此，鳃中纳米颗粒的存在，可能有助于防止由这些病毒引起的疾病。 5、纳米颗粒的持久性是另一个重要的结果，可以使接种疫苗的动物在不同的生命阶段（幼体、虾苗或成虾）免受疾病侵害。我们之前的工作表明，一些聚合物特性可以显着影响纳米粒子在小鼠体内的组织停留时间。我们的纳米粒子CPH：SA和CPTEG：CPH在注射后，至少21天在虾消化道组织和鳃中持续存在。颗粒的持久性与虾的短寿命相结合，可以弥补适应性免疫记忆的缺乏，并在养虾过程中提供保护。 6、基于dsRNA的疫苗可有效对抗多种虾病毒；然而，为水生系统中对虾的大规模疫苗接种制定合适的实施策略是一项重大挑战。对虾口服给药（即通过饲料）是迄今为止最有吸引力的疫苗递送方法。我们的实验表明，当我们的纳米疫苗直接施用于肠道时，可以显着防止致命剂量的WSSV。使用反向管饲策略模拟口服给药，结果表明纳米疫苗保护封装的dsRNA免受肠道环境的影响，并提供稳定和功能性的WSSV RNAi触发器。纳米疫苗不仅提高了受感染虾的生存能力，而且还减少了WSSV在体内的复制。 7、这一发现在该领域可能具有重要意义，因为众所周知，WSSV在虾池中的水平传播，可以通过自相残杀或通过间接接触的水传播途径。无论传播途径如何，因此减少的病毒载量可能有助于通过降低可用的病毒剂量，来减少WSSV的传播。 四、观点 总而言之，我们研究的数据证明了聚酐纳米颗粒递送平台，向水生动物递送dsRNA抗病毒药物的能力。WSSV是对虾病毒中最具威胁性的病毒，在本研究中效果明显；然而，针对其他病毒的dsRNA的快速定制，也可以使其适应其他疾病。
此外，该技术提供的多功能性，可提供广泛的抗生素、抗病毒和抗真菌分子，具有通过疾病控制改善全球水产养殖的潜力。本研究的结果展现了一种新产品，它最终提供了更有效、更低剂量的疗法，有利于对虾的健康，具有巨大的潜力，从而有助于增强了食品安全。
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