每毫升千億級效價!覆蓋率可高達90%,看噬菌體產(chǎn)業(yè)化引領者諾安百特是如何專業(yè)做噬菌體的

來源:騰氏水產(chǎn)商務網(wǎng) 時間:2023-08-30 14:35:35 查看:

細菌是生物的主要類群之一,在水產(chǎn)養(yǎng)殖中,人們經(jīng)常會利用一些細菌對水質(zhì)進行調(diào)控,例如乳酸菌、EM菌等,但也有一些細菌被水產(chǎn)養(yǎng)殖從業(yè)者深惡痛絕,例如副溶血弧菌、愛德華氏菌、假單胞菌等,它們會引起水產(chǎn)養(yǎng)殖動物發(fā)病,甚至讓養(yǎng)殖戶顆粒無收。


最早,水產(chǎn)養(yǎng)殖動物出現(xiàn)細菌性疾病的時候,人們會選擇抗生素進行治療。后來發(fā)現(xiàn),使用抗生素不僅會有藥物殘留,而且還會使細菌產(chǎn)生耐藥性。2020年我國養(yǎng)殖業(yè)“禁抗令”實施后,“替抗”就成為破局之路。


青島諾安百特生物技術有限公司(下稱“諾安百特”)從2017年成立之初就致力于噬菌體的研發(fā),2020年國家提出減抗限抗之后,諾安百特得以搭乘“東風”一躍而起。


在國內(nèi)噬菌體研究還是一片荒漠之時,諾安百特是如何發(fā)現(xiàn)這片藍海?又是如何鎖定噬菌體賽道并在此專業(yè)深耕的?筆者約訪了諾安百特的首席科學家任慧英與總工程師于力,向他們了解諾安百特是如何專業(yè)做噬菌體的。


噬菌體裂解率達90%,每毫升千億級效價


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當代水產(chǎn):據(jù)了解您從事噬菌體研發(fā)領域已有二十余年,能否簡單介紹下您的個人經(jīng)歷?


任慧英:2000年之前,我給動物養(yǎng)殖場進行技術服務,開展細菌病的診斷,分離了大量的細菌做藥敏實驗,在這個過程中我就發(fā)現(xiàn)細菌有很強的耐藥性,有時候用十幾種藥物做藥敏實驗,都篩選不出一個有用的,從那時候起就決定做耐藥菌的防治研究。


我本科就讀于山東大學微生物學專業(yè),對噬菌體有了初步的了解,后來在中國農(nóng)大讀碩士和博士的時候,學的是預防獸醫(yī)學專業(yè),熟悉病毒操作的技術和方法以及動物疾病常用的防控手段。


噬菌體是細菌的病毒,常規(guī)的病毒研究思路和方法都適用于噬菌體研究。噬菌體利用細菌進行增殖,其結(jié)局就是細菌被噬菌體所裂解,而且這種感染和裂解細菌的機制不受細菌耐藥性的限制。在2000年左右我就產(chǎn)生了利用噬菌體進行動物細菌病防控的想法。2004年之后我?guī)У难芯可龅拇T士論文,都是關于噬菌體的研究。


當代水產(chǎn):您是怎樣的機緣巧合下進入諾安百特擔任首席科學家?您主要負責哪些方面的工作呢?


任慧英:2016年之前,我一直在做噬菌體的相關研究。包括噬菌體的分離鑒定,噬菌體的生物學特性,噬菌體的全基因組分析,噬菌體和細菌的相互作用等。另外我還到養(yǎng)殖場開展了大量噬菌體的現(xiàn)場消毒、噬菌體防治細菌病的實驗,做的工作算是比較全面的,同時發(fā)表了許多文章,在國內(nèi)噬菌體的研究領域起到了一定的引領和指導作用。


2017年我和潘總一起成立了諾安百特公司,我在諾安百特負責公司的研發(fā)工作。


當代水產(chǎn):近年來水產(chǎn)養(yǎng)殖也在提倡減抗替抗,噬菌體在其中發(fā)揮了怎樣的作用,能否簡單為我們介紹下噬菌體的作用機理?


任慧英:噬菌體是細菌的天敵,是細菌的寄生物,它是通過與特定的細菌結(jié)合,在細菌體內(nèi)進行增殖,最終使細菌裂解釋放出更多噬菌體。大腸桿菌的噬菌體,只識別大腸桿菌,在大腸桿菌內(nèi)進行增殖,最終使大腸桿菌裂解,所以它的殺菌是具有特異性的。


我們說養(yǎng)蝦要調(diào)水,如果能夠把水體里的病原菌控制好,養(yǎng)蝦的成功率也會大大提升。水體里面有許多的致病菌,如果達到一定的水平蝦就容易感染疾病。早期干預將致病菌控制在較低的水平,致病菌就很難引起水產(chǎn)動物的發(fā)病。


噬菌體在增殖的過程中,雖然面臨的是耐藥菌,但是噬菌體殺菌不受細菌耐藥性的限制,同時噬菌體和藥物配合使用,還可以降低藥物的使用量。噬菌體長期在養(yǎng)殖塘口使用,水體里分離出來的細菌耐藥性也會降低,因此噬菌體在控制耐藥菌的過程中,也發(fā)揮了十分積極的作用。


大部分的藥物是可以和噬菌體一起使用的,噬菌體在pH值4~11的范圍內(nèi)都是可以穩(wěn)定存活的。但水體的消毒劑,氧化的藥物會對噬菌體產(chǎn)生影響,不能一起使用。


當代水產(chǎn):目前諾安百特在噬菌體領域取得了哪些成就?為此研發(fā)團隊做了哪些努力?


任慧英:我們針對水產(chǎn)的噬菌體產(chǎn)品,每毫升可以達到千億級的噬菌體效價。另外噬菌體通過雞尾酒的配方,我們的產(chǎn)品可以裂解我們到各地采樣并分離出的細菌的90%。


諾安百特的研發(fā),從臨床分離大量的噬菌體株的基礎工作開始,從這里面分離出優(yōu)質(zhì)的噬菌體,去研究噬菌體的穩(wěn)定性、基因組特征、發(fā)酵工藝、加工工藝等,讓噬菌體有更好的穩(wěn)定性,有更好的效價和更好的裂解范圍,同時,也能夠保證內(nèi)毒素控制在一個較低的水平。


建立菌毒株庫,進行全國弧菌收集計劃



當代水產(chǎn):據(jù)了解,諾安百特正在進行全國弧菌收集,目前已經(jīng)收集了多少個地區(qū)的菌株?能否和我們分享下調(diào)研進展?


任慧英:我們建立了一個龐大的菌毒株庫,有3萬多株病原菌株,我們的噬菌體庫有1萬株噬菌體。從南到北,例如廣東、海南、廣西、浙江、江蘇、福建、河北、山東等東南沿海的省份,這些地區(qū)我們都有進行大量采樣,并分離出細菌菌株。


通過建立龐大的菌株庫,保存來自于各地的分離株,我們才能很好的進行產(chǎn)品研發(fā)。對于不同地區(qū)的菌株覆蓋范圍是怎樣的,對于不同季節(jié)的菌株覆蓋范圍又是如何的,菌株庫對我們研發(fā)產(chǎn)品具有很大的指導作用,另外我們建立的噬菌體庫,可以在這里面研制針對不同地區(qū)的噬菌體產(chǎn)品。


前期我們針對的主要是南美白對蝦的弧菌感染,比如說副溶血弧菌、溶藻弧菌、哈維氏弧菌這三大類,但水產(chǎn)里的蝦病可能不僅僅是這三種引起的,還有比如說蝦的玻璃苗問題,可能是更多種類的病原菌引起的,我們也在針對其他的病原菌研發(fā)相應的噬菌體。


當代水產(chǎn):在噬菌體的研發(fā)過程中有遇到哪些困難?是如何克服的呢?


任慧英:諾安百特是國內(nèi)最大的噬菌體研發(fā)公司,我們做噬菌體基本是沒有成功的先例可尋的,不管是菌毒株庫的建立,產(chǎn)品研發(fā)、升級,還是加工工藝,全是靠自己摸索。


很多失敗的時候,都是要靠自己發(fā)現(xiàn)問題,解決問題,克服困難,我們也會和借鑒病毒學和噬菌體學研究的先進經(jīng)驗,與同行進行交流,更好地推動諾安百特的噬菌體研發(fā)工作。


當代水產(chǎn):研究團隊的人員配備是如何的呢?接下來如何規(guī)劃研發(fā)方向和重點?


任慧英:我的很多研究生都是在青島農(nóng)大和諾安百特的合作培養(yǎng)下來完成碩士論文的,公司成立的第一號員工就是我?guī)У难芯可?。公司剛成立時,國內(nèi)從事噬菌體研究的人才是很少的,大部分都是我們自己培養(yǎng)出來的。


現(xiàn)在諾安百特研究院從??频讲┦垦芯可娜瞬哦加?,我們要讓專業(yè)的人做專業(yè)的事,所以研究院的分工也是十分明確的,最基礎的工作有專門的人去做,設計實驗、指導實驗、開展試驗、收集、分析實驗數(shù)據(jù),都有不同的分工。


下一步我們在水產(chǎn)領域,除了要有弧菌的產(chǎn)品,我們還要推出針對其他特種動物細菌性疾病的產(chǎn)品,例如:多寶魚、牛蛙、甲魚等,噬菌體的研發(fā)工藝我們也在不斷摸索,希望能夠研制出更耐儲藏,貨架期更長的噬菌體產(chǎn)品。我們還在不斷去收集大量的臨床分離株,來驗證產(chǎn)品的裂解效果,希望推出裂解范圍更廣的產(chǎn)品。


當代水產(chǎn):噬菌體未來在水產(chǎn)行業(yè)中的應用還有哪些創(chuàng)新的研發(fā)方向?


任慧英:我們現(xiàn)在做的工藝新劑型,希望將來專門針對水產(chǎn)產(chǎn)品,因為水產(chǎn)產(chǎn)品,水體是很大的一個影響,我們會推出一個專門針對水體的噬菌體產(chǎn)品。除了蝦之外,其他的水產(chǎn)動物,如的甲魚、蛙類、多寶魚等的致病菌,我們也在收集,包括嗜水氣單胞菌、弗氏檸檬酸桿菌、愛德華氏菌等,我們也在積累相應的噬菌體,下一步我們會推出相應的產(chǎn)品。


水產(chǎn)養(yǎng)殖細菌性流行病較為突出,噬菌體是替抗藥物的途徑之一


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當代水產(chǎn):能給我們簡單介紹下您的個人經(jīng)歷嗎?是如何與諾安百特結(jié)緣的呢?現(xiàn)在在負責哪些方面的工作?


于力:我和諾安百特董事長10年前就認識,他在中牧股份當副總經(jīng)理,我原來是中國農(nóng)業(yè)科學院哈爾濱獸醫(yī)研究所大動物病研究室的主任,10年前我們和中牧有合作,就這樣認識了潘總。


前年在泰州開了生物醫(yī)藥大會,大會設置了一個動物生物治療專場,我?guī)兔υO計和邀請了專家,,受邀的生物治療專家之一就來自青島諾安百特。他們做噬菌體是國內(nèi)頂尖的,是龍頭企業(yè)。在替抗產(chǎn)品方面,噬菌體是一個重要方向,諾安百特無論在噬菌體研究上、還是噬菌體產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)開發(fā)方面,都是龍頭企業(yè)。


去年退休之后,我就入職了青島諾安百特生物,現(xiàn)在是總工程師兼任副總經(jīng)理,分管3個部分的工作:一是諾安百特與青島農(nóng)大合建的實驗室,主要是利用青島農(nóng)大的科學技術研究條件,資金和人才招聘方面是我們負責,主要做一些產(chǎn)品研發(fā)的基礎性工作;二是分管產(chǎn)品研究中心,對產(chǎn)品進行改進、升級、維護和開發(fā)新配方;三是診斷技術服務中心,主要是為客戶提供病原檢測和臨床診斷技術服務,也為產(chǎn)品改進提供基礎性實驗數(shù)據(jù)。


當代水產(chǎn):您在流行病學鄰域深耕多年,能為我們介紹下水產(chǎn)養(yǎng)殖的流行病嗎?您認為之后流行病的發(fā)展趨勢是怎樣的?


于力:水產(chǎn)養(yǎng)殖與陸地動物養(yǎng)殖的疾病防控有很多相似的地方,大同小異,病原微生物也是主要有三大類,病毒、細菌和寄生蟲。從疫病防控的角度看,水產(chǎn)養(yǎng)殖最大的問題是疫苗很少或沒有疫苗,因此水產(chǎn)養(yǎng)殖與畜禽養(yǎng)殖相比的差距就比較大。


魚的養(yǎng)殖是有疫苗的,但比較有限,疫苗效力有時也不夠理想,施用途徑也是個問題;蝦和貝類等無脊椎動物是沒有疫苗的,疫病防控也面臨更多的問題。畜禽傳染病的防控是預防為主、主要是依靠疫苗,水產(chǎn)動物魚類的疫苗品種有限、貝類和蝦類沒有疫苗,所以水產(chǎn)動物養(yǎng)殖面臨很大的挑戰(zhàn),很有特殊性,治療就更加重要。


流行病方面,近年來細菌病問題比較突出,主要是細菌耐藥性的問題比較嚴重,導致抗生素效果大打折扣,且抗生素會有殘留。2020年國家頒布法規(guī),限制抗生素的使用,肉蛋奶中不能含有抗生素,肉食動物要求有休藥期。


因此,“替抗”就成為突出、迫切的問題,限制抗生素使用以后,抗細菌就面臨著很大的挑戰(zhàn):一是限抗之后需要替抗的產(chǎn)品;二是大多數(shù)致病菌具有多重耐藥性;三是抗生素對人和動物都有危害,會導致腸胃功能紊亂、尤其是長期使用,有些動物對抗生素高度敏感,使用之后會產(chǎn)生嚴重的不良反應、甚至導致死亡。


替抗產(chǎn)品的研發(fā)是國家農(nóng)業(yè)部提倡的,也是水產(chǎn)養(yǎng)殖中的熱點問題。諾安百特實際上在做替抗藥物,替抗藥物開發(fā)的有效途徑之一就是研究噬菌體。諾安2017年建立時,已經(jīng)開始了噬菌體的研發(fā),產(chǎn)品也已經(jīng)進入了市場,在2020年提倡替抗之后,諾安百特就碰上了機遇,不少上市公司都過來和我們洽談合作。


當代水產(chǎn):近年來,因為抗生素的濫用,導致細菌產(chǎn)生耐藥性,生物治療相較于抗生素有哪些區(qū)別?在生物治療方面做了哪些工作?


于力:我們剛談到抗生素的害處和應用當中的問題,一個是耐藥性,還有就是2020年限抗令??股卦跈C體內(nèi)的作用,會導致胃腸功能紊亂甚至死亡。我們諾安百特開發(fā)生物藥,是完全回避了抗生素的缺點,沒有明顯的副作用,而且沒有殘留。


我們開發(fā)的生物藥都是天然藥物,從動物、植物和微生物中尋找最為有效的治療成分,對動物疫病進行預防和治療,我們叫生物預防和生物治療。我們是發(fā)病的時候治療、不發(fā)病的時候預防,沒有毒副作用、沒有殘留,這就是生物藥的特點和優(yōu)勢。


我們立足于開發(fā)生物藥,包括抗病毒生物藥和抗細菌生物藥。抗細菌生物藥,主打產(chǎn)品還是噬菌體,我們也在開發(fā)別的東西作為新的補充??共《旧锼?,也是我們的重點。


諾安細菌管家服務,不斷升級改進產(chǎn)品


當代水產(chǎn):據(jù)了解,諾安百特會為客戶提供細菌管家服務,能否為我們詳細介紹下?


于力:我們的細菌管家服務是一個系統(tǒng),客戶會將他們發(fā)病的魚、蝦、牛蛙等樣品寄給我們,或者用我們送給的采樣套裝現(xiàn)場采集病料,收到樣品之后診斷服務中心會進行檢測和診斷、分離鑒定病原菌以及抗生素藥敏試驗和噬菌體敏感性試驗。發(fā)現(xiàn)有當前噬菌體產(chǎn)品不能覆蓋的細菌,我們就馬上篩選新的噬菌體。我們不斷檢測細菌耐藥性、對哪些抗生素敏感,及時向用戶提供信息,在用我們噬菌體產(chǎn)品的同時也可配合使用敏感的抗生素。


對客戶的管家服務是免費的,他們寄過來的樣品我們都會付郵費。他們出現(xiàn)新的病害之后,我們提供更新的噬菌體治療產(chǎn)品,我們的最低要求是具有70%以上的裂解率,諾安現(xiàn)有的一些噬菌體產(chǎn)品具有95%以上的覆蓋率。


對于大客戶,我們可以定制產(chǎn)品,通過采樣調(diào)查,確認他塘口的菌株類型等,針對他塘口的流行菌株來篩選對應的噬菌體,為他定制產(chǎn)品。我們也會有一個全國調(diào)研,對不同地區(qū)的一個流行病菌,我們會篩選新的噬菌體,及時更新配方。噬菌體治療我們還是用雞尾酒療法,我們每年都會定期更新產(chǎn)品。


當代水產(chǎn):現(xiàn)階段對蝦養(yǎng)殖高致病性弧菌肆虐,排塘率高,您能否談下您的看法?


于力:水產(chǎn)養(yǎng)殖和陸地動物有很多不一樣的地方,水產(chǎn)養(yǎng)殖動物的應激比陸地動物嚴重,陸地動物有圈舍可以躲藏,水產(chǎn)養(yǎng)殖動物生活在水里,水溫變化是沒辦法躲的。今年早春天氣變化反復,水產(chǎn)動物應激較為嚴重。


應激能導致很多傳染病的發(fā)生和流行,有些細菌都是條件致病菌,例如弧菌,當環(huán)境突然變化、蝦體應激的時候,就會導致蝦體的抵抗力下降,病菌就容易入侵,導致病害發(fā)生。病害多發(fā)就會導致養(yǎng)殖成本的提升,且今年無論魚還是蝦,整體行情較為低迷,在成本提升、效益下降的情況下,水生生物今年養(yǎng)殖面臨很大的挑戰(zhàn)。


當代水產(chǎn):針對高致病性弧菌您有哪些具體的防控方案?


于力:弧菌防控我們主打的產(chǎn)品還是噬菌體,我們是不斷在維護噬菌體的有效性監(jiān)測,流行病的致病菌株不斷在變化,最近半年溶藻弧菌的檢出率在不斷上升,溶藻弧菌的毒力也在不斷增強,我們就在噬菌體產(chǎn)品里緊急加進了可以殺滅溶藻弧菌的成分。


流行病原不斷變化,致病菌在不斷變化,甚至致病菌的毒力也在不斷變化,我們噬菌體也要跟著變化,才能維持產(chǎn)品的有效性,讓產(chǎn)品的覆蓋率更高,為客戶提供更好的服務。


當代水產(chǎn):近年您比較關注哪幾個品種?目前是否進行相關的研究?除了這些品種,您認為還有哪些品種是值得關注和研究的?


于力:接下來我們的工作主要針對兩個方面,細菌板塊我們主要是篩選廣譜抗細菌功能的天然藥物藥物。用天然藥進行生物治療,能夠同時實現(xiàn)安全、高效、無殘留。噬菌體的裂菌效果是最好的,但他只能針對特定細菌,這種特異性是優(yōu)點同時也是缺點,我們下一步開發(fā)生物藥,就要補充噬菌體的這個短板,開發(fā)廣譜藥物配合使用。


蝦的細菌病當前是主要的,但除弧菌外也有其他的菌,種類比較廣泛,噬菌體不能夠覆蓋它,所以要配合藥物進行殺滅,整體提升蝦的細菌病防控水平。其他細菌的威脅雖然沒有弧菌大,但控制好之后,可以進一步提高對蝦養(yǎng)殖的生產(chǎn)水平,現(xiàn)在降本增效是主題,這對養(yǎng)殖戶也是一種幫助。


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