【抓规划 促改革 创一流】告别“嗑药”鱼，我国首个海水鱼活疫苗投产应用 ——记生工学院张元兴团队从实验室到养殖场十几年艰辛的研发之路
餐桌安全一直是个“老大难”问题。
盘点近些年的重大食品安全事故，不得不提2006年的“嗑药”多宝鱼事件。在我国，疫苗在家畜、家禽养殖业已经广泛应用，但在水产养殖业中却是一片空白，使用抗生素，甚至冒险使用违禁药物，在水产养殖行业中屡禁不止。
今年3月20日起，“史上最严”《上海市食品安全条例》正式实施，《条例》重点增设食用农产品一节，加强食用农产品监管。
解决餐桌安全问题，只能靠法规“堵”？华东理工大学生物工程学院张元兴团队从源头入手，通过自主开发鱼类疫苗代替抗生素，从根本上解决鱼类药物残留问题。
图片说明：大菱鲆迟钝爱德华氏菌活疫苗
张元兴团队研发的迟钝爱德华氏菌活疫苗，是我国注册的第一个海水养殖动物活疫苗，也是世界上第一个获得政府许可的针对迟钝爱德华氏菌的鱼用疫苗。该疫苗产品现已正式投产，逐步应用到实际生产，覆盖全国半数多宝鱼养殖基地。
迟钝爱德华氏菌活疫苗的开发成功，填补了我国的海水鱼类疫苗空白，突破了我国水产疫苗产业化开发的技术瓶颈，将推动并建立以免疫防治为核心的海水鱼类健康养殖新模式。
国内鱼类疫苗“破冰”
目前，我国海水鱼类养殖已经进入工业化集约养殖阶段。随着养殖密度的增加，病害已成为海水鱼类养殖业健康发展的重要制约因素之一。据统计，我国水产动物病害种类达200余种，每年养殖病害发病率达50%，平均死亡率达30%，直接经济损失就达数百亿元。
为了控制多发的细菌性病害，使用抗生素一直是最有效的手段。但抗生素的超标使用，不仅带来了致病菌的耐药性问题，同时也给生态环境造成了隐患。
根据西方发达国家的成功经验，高效疫苗的应用是病害控制的有效策略。在欧美地区，早在上世纪70年代，海洋鱼类疫苗就已经开始大规模投入使用。因为疫苗的使用，三文鱼成了挪威最健康的动物。而在我国，海水养殖业中始终没有疫苗应用的成功先例。
张元兴看在眼里，急在心里。2000年左右，张元兴团队下定决心，要做第一个吃螃蟹的人：在现有海洋养殖鱼病原微生物的研究基础上，自主开发一种鱼类疫苗。2001年底，张元兴团队得到了国家“863”项目的支持，正式开始疫苗研发。
“国外早就使用疫苗代替抗生素，国内要走这条路，也总得有人先探路。”
产业突破，科研先行
2006年，影响大半个中国的“多宝鱼事件”爆发，多宝鱼体内检测出违禁农兽药残留。张元兴意识到，这一事件背后，反映的是多宝鱼养殖的严重病害以及养殖户用药操作不规范。
“科研要跟着社会实际需要来。”多宝鱼，学名大菱鲆，是我国主要海水养殖鱼类之一。于是，除了已经在研发的鳗弧菌疫苗，张元兴团队又开始着手研究多宝鱼在内的鲆鲽类海洋鱼的致病机制，并着手开发疫苗。
“要想在产业应用上有所创新，必须基础研究先行，突破关键技术。”
由爱德华氏菌病引起的腹水病，是海水养殖多宝鱼的一种严重病害。而且，由于该病原菌寄生在宿主胞内，药物治疗效果差，又可能会连锁性地引起药物超标等食品安全问题。
2006年，科研团队分离鉴定出了高致病性菌株EIB202。但爱德华氏菌和鳗弧菌不一样，它的毒力调控网络非常复杂，而且国际上对此还未有过深入研究，要想构建减毒活菌体，更是难上加难。经过5年左右的摸索，团队成功解析了全基因组和主要致病机制，然后根据病原基因组的特征，从众多菌株中最后精准筛选出了天然弱毒的、免疫性能好的EIBAV1菌株，并制成疫苗。
这一系列研究成果发表在Cell子刊和病原学权威期刊PLoS Pathogens上，张元兴团队也因此在迟缓爱德华氏菌、溶藻弧菌等海洋病原细菌的致病机制的研究上处于国际领先地位。值得一提的是，张元兴团队是世界上第一个获得迟缓爱德华氏菌基因组全序列的团队，并对爱德华氏菌属进行了重新分类，得到学术界认可。
历经10余年的努力，团队最终构建了大菱鲆迟钝爱德华氏菌活疫苗（EIBAV1株）。实验证实，该疫苗产品在规模应用中具有良好的安全性和免疫保护力，接种该疫苗的鲆鲽类经济鱼种可有效抵御由迟钝爱德华氏菌引起的腹水病，其免疫保护力可达70%以上。
2015年，迟钝爱德华氏菌活疫苗获得农业部新兽药注册证书，2016年底获得农业部新兽药生产文号。该疫苗对于我国水产病害免疫防控体系的建立具有里程碑式的意义，同时也为国家相关部门的对水产疫苗产品的审批、监督和立法提供了决策参考。
从实验室到养殖场
与发达国家相比，我国的海水动物疫苗研发仍主要停留在实验室研究阶段。但事实是，我国做疫苗的科学家有很多，却很难走到底。
“疫苗研究成果要想走出实验室，走向养殖场，从基础研究到技术突破，再到应用推广，必须打通这条产业链！”张元兴眼神坚定，一字一句地强调。
疫苗开发分为实验室研究和产业开发阶段。实验室研究可以让科研工作者发论文，追求学术地位，但产业开发却不行。GMP中间试制、产品临床前试验、临床试验、生物安全性评价和药证申报……在产业开发阶段，往往要花费大量的精力和财力，且短时间基本没有实际回报。特别是产品临床试验和药证申报阶段，由于没有先例，国家对此没有明确的规程和标准。“最后一公里”的路上，开发团队只能自行摸索，这让绝大多数科研工作者望而却步。
张元兴团队却选择勇往前行。
但张元兴始料未及的是，这条从未有人走过的鱼类疫苗产业化道路，竟荆棘丛生，“一公里”的路程走了整整10年。
疫苗申报程序是什么？水体里的生物安全性评价怎么做？走出实验室，摆在张元兴团队面前，是一大堆实际操作难题。因为经验匮乏，对国家疫苗申报工作不熟悉，导致团队前几年的实验数据因不符合国家已有的陆地动物疫苗评价规程，只能作废。
在做临床前实验时，为了保证实验数据的稳定性和可重复性，必须根据海洋动物养殖实验室的环境温控、海水制备、管道布局、废水排放及用电安全等要求建临床前研究平台。但这是计划外的支出，无法使用国家课题经费，只能协调一部分横向项目资金。最终，400平米的海洋动物疫苗临床前试验平台在华东理工大学奉贤校区落成。
图片说明 ：临床前养殖装置
临床前试验中，按照国家规定，必须验证疫苗对非靶标动物的影响，只是具体做哪些动物实验，国家并没有规定，只能自己决定。向评审专家汇报时，专家提出，除了小鼠、石斑鱼、斑马鱼等，还需要做虾的动物实验。无奈之下，实验周期再次延长一年。
2014年，评审通过，接下来就是复检，由相关机构按照实验程序对所有实验数据进行验证。但问题是，相关机构并没有相应的实验条件，也就无法进行相关的复检。
张元兴团队犯了难。按照规定，实验不能在申请单位重复。因此，团队只能硬着头皮，自费几十万元，对山东烟台的一个养殖场进行改造。复检机构考察后，发现养殖场的负压条件不达标，实验数据无效。让简陋的养殖场满足负压条件，显然不现实。张元兴问对方：有什么解决办法？对方只撂下一句话：“除非改了国家红头文件，不然负压不达标就是不行。”
张元兴的心一下子掉到了冰窟窿里。那么多困难都克服了，难道这最后一步真的走投无路了吗？
幸运的是，疫苗知识产权转让单位——浙江诺倍威生物技术有限公司听到这个消息后，下决心配合张元兴团队在企业里专门建设一套复检实验系统。系统改造3个月，实际运行3个月，疫苗顺利通过复检。
团队成员“多面手”
“疫苗的开发，绝对不是一个教授带着几个研究生就能做出来的。”令张元兴引以为豪的是，他有一个非常强大的多学科背景的团队。13个人的团队里，有主攻疫苗的分子设计和给药系统的刘琴教授，有主攻病原微生物的致病机制的王启要教授，有主攻疫苗的免疫机制的阳大海博士，还有主攻鱼病诊断和疫苗应用、病原检测和分离、疫苗评价和应用的马悦博士、肖婧凡博士、刘晓红博士等众多领域的科研人才和优秀学者。
图片说明：张元兴团队
张元兴团队成员都是“多面手”。穿上白大褂，他们是优秀的科研工作者；脱下白大褂，他们还可以是和养殖户、企业周旋的疫苗应用培训与示范推广一线人员。
2011年3月中旬，大型水产养殖龙头企业天津立达海水资源有限公司循环水养殖车间的半滑舌鳎苗和成鱼相继爆发重大疫情。接到疫情后，马悦、王启要和肖靖凡等几位成员第一时间赶赴天津立达，并驻扎在养殖车间，和生产一线的生产人员了解情况，查看生产报表，了解疫情的发生发展态势。同时，通过车间采集病鱼进行临床解剖诊断、病原分离和分子诊断等，展开了严密的临床检测措施，进行疫情诊断，采取相应应急防控措施，最终疫情得以成功抑制。
哪里有疫情，哪里就有团队的身影。由于多年奋斗在养殖一线，团队成员马悦练就了一双“火眼金睛”，鱼苗出了什么问题，马悦一看就知道。如今，“马博士”已经成了团队的“金字招牌”，搞海水鱼类养殖的农民都知道：鱼苗生了病，赶紧请马博士。
2012年，在山东烟台的一家养殖场推广疫苗时，不少养殖户都对疫苗的安全性心存疑虑。由于采用的都是活疫苗，一旦出了问题，整个养殖场都会全军覆没。为了打消养殖户的疑虑，王启要带着一帮学生，驻扎在养殖场，和渔民同吃同住，手把手教养殖户注射，这一待就是几个月。
图片说明：团队成员示范大菱鲆连续注射接种操作
为了提高注射效率，张元兴团队还自行设计了一套可用于评价鱼用候选疫苗免疫效力的循环水养殖系统，保证疫苗效力评价过程中养殖环境优良、实验条件可控的同时，还适用于注射、浸泡及口服等不同疫苗给药方式的评价。利用该系统，每小时可注射2000尾鱼苗。仅在大面积实验阶段，免疫的养殖大菱鲆苗种就达到了200万尾。
和鱼类疫苗纠葛10余年，张元兴团队开发或在研海洋动物疫苗候选产品8个，其中1项获得国家新兽药一类注册证书，1项正在申请新兽药注册证书，1项正在申请临床试验批件，1项获得农业转基因生物安全审批书。
2014年起，张元兴团队依托学校，和合作企业共同建设了上海海洋动物疫苗工程技术研究中心，针对国内海洋动物疫苗研发中的重大关键性、基础性和共性技术问题，进行海洋动物疫苗安全标准化、规范化和工程化研究开发，为我国海洋动物疫苗研发提供技术支撑，推进综合免疫防治在海水养殖行业的广泛应用，促进我国海水养殖行业健康持续发展。
历时15年，从基础研究到1项疫苗产品获批，再到研究中心成立，张元兴团队的鱼类疫苗产业格局正在打开。