世界上第一款昆虫疫苗已经问世,它有望阻止一种致命的蜜蜂细菌性疾病。10 月 17 日发表在《兽医科学前沿》杂志上的一项研究发现,与未接种疫苗蜂王的蜂群相比,由接种疫苗蜂王所产的蜜蜂后代对美洲幼虫腐烂病 (AFB) 的抵抗力更强。该疫苗不仅有助于改善蜂群健康,还可能促进商业养蜂业的发展,生产蜂蜜和医用蜂蜡等产品。
导致蜜蜂数量下降的因素有很多——气候变化导致气温升高、杀虫剂以及干旱等等。“蜜蜂健康是一个多方面的问题,许多因素都影响着蜂群的生存或死亡,”格拉茨大学(奥地利)副教授、该研究的资深作者Dalial Freitak说。“与任何生物一样,疾病会造成严重破坏,尤其是在存在其他压力因素的情况下。”目前的疫苗针对的是 AFB,这是一种自 20 世纪初以来在美国蜂群中引起早期疫情的毁灭性疾病。
AFB 由劣势芽孢杆菌(Paenibacillus)的幼虫孢子引起。幼小的蜜蜂在进食时会摄入孢子,并在 1-2 天内,孢子会在它们的肠道中生根,长出杆状结构。就像恶性肿瘤一样,这些杆状结构会迅速繁殖,然后侵入血液和身体组织,从内部杀死幼小的昆虫幼虫。当它们死亡时,新的孢子已经形成,可以感染前来清理死蜂所在蜂房的蜜蜂。养蜂人还可能通过将受污染的蜂蜜或设备暴露给其他蜜蜂而意外传播该疾病。Freitak 估计,全球至少有 50% 的蜂群感染了 AFB。她表示,虽然养蜂人最初可能看不到明显的疾病症状,但它就像一个“定时炸弹”,随时可能爆发。
最近的研究测试了一种口服育种疫苗——一种从父母那里遗传的免疫接种——的安全性及其增强对劣势芽孢杆菌(Paenibacillus)幼虫抵抗力的有效性。口服疫苗被混入新蜂王的食物中,她会在被引入蜂群之前摄入。一旦被消化,疫苗成分就会转移到脂肪体,即昆虫的储存器官。卵黄蛋白原,即为发育中的胚胎提供营养的卵蛋白,会与疫苗片段结合,并将其输送到卵巢中的卵子。“将少量疫苗注入卵巢可以刺激免疫反应,而这正是最需要它的地方,”开发该疫苗的生物技术公司 Dalan Animal Health 的首席执行官Annette Kleiser说。“许多疾病都是在幼虫孵化后的最初几天被感染的。”
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在目前的研究中,两只蜂王在进入蜂群产卵前接种了疫苗或安慰剂。卵子孵化后,将两个蜂群带到实验室(以避免感染野外的其他蜂群),并暴露于 AFB 孢子数天。研究团队发现,为蜂王接种疫苗可将 AFB 的风险降低 30% 至 50%。更重要的是,该疫苗没有影响蜂群的健康。在暴露于孢子之前,研究作者未发现安慰剂组和疫苗组之间蜂群损失有任何差异。
“他们已经展示了概念验证,”俄勒冈州立大学(美国)养蜂学教授、未参与该研究的Ramesh Sagili说。然而,他指出,这项研究是在一个孤立的、实验室控制的环境中进行的,而这类技术面临的挑战是在野外测试中缺乏成功。一种建议是进行大规模实地研究,将蜜蜂蜂群的数量从两只扩展到数千只,并分为疫苗组和安慰剂组。Sagili 希望在未来的研究中回答的其他问题是,该疫苗对不同 AFB 菌株的疗效如何,以及免疫力的长期持续时间。
“我确信他们在这里有一些有前途的东西,但前提是他们与养蜂业进行一些大规模的实地研究,”Sagili 补充道。他说,如果成功,这将为生产针对其他困扰蜜蜂的病毒性疾病的疫苗打开大门。
尽管如此,寻找帮助蜜蜂应对疾病的解决方案仍然很重要:“蜜蜂数量的下降导致难以充分授粉以供所有人食用,”Kleiser 解释道。
蜜蜂为美国三分之一的食物授粉。除了蜂蜜,它们对苹果、西兰花、甜瓜甚至您最喜欢的咖啡的生产都至关重要。但蜜蜂提供了如此多的服务,人类却在保护它们的安全和生存方面做得不够。养蜂人估计,从 2020 年 4 月到 2021 年 4 月,45.5% 的蜜蜂蜂群丢失,这主要与人类活动有关。据联合国称,如果蜜蜂继续消失,我们的食物供应链可能会出现永久性中断,并且依赖授粉的蔬菜、水果和其他农作物将消失。
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目前还有其他措施可以缓解 AFB 的传播。一旦养蜂人发现疾病的早期迹象,他们可以焚烧与蜂群接触过的蜂蜜、工具和其他设备。此外,他们还可以隔离蜂群,以防止受感染的蜜蜂飞往附近的蜂群。然而,这两种选择都不是理想的,因为它们会减缓蜂蜜的生产并影响食品供应链。“你有一个禁运期,你必须等待,这对养蜂人来说成本很高,”Kleiser 说。“花不会等你,如果你错过了季节,你就会错过整个收成。”
另一种选择是抗生素。Sagili 解释说,抗生素对 AFB 有效,养蜂人一直在使用抗生素来控制孢子的传播。由于其可用性,他说它不像蜜蜂目前面临的其他挑战那样严重。也就是说,总存在抗生素耐药性的风险,这可能会降低蜜蜂对细菌的保护。“养蜂人有选择,但如果有 AFB 疫苗就好了,这样他们就能少一个麻烦,”Sagili 说。
目前,该疫苗正在等待美国农业部兽用生物制品中心(US Department of Agriculture Center of Veterinary Biologics)的条件许可。Kleiser 强调,该疫苗不仅有利于蜜蜂,也有利于整个生态系统。“这是一个生存问题,”她说。“我们必须认识到这些动物的关键重要性。”