在全球水產養殖業面臨嚴重疾病爆發壓力的背景下，疫苗被認為是提高免疫力和減少對化學品依賴的有效解決方案。最近的一個突出趨勢是應用微藻作為疫苗生產的基礎，為開發可持續、有效和廉價的口服疫苗開辟了前景。

開發用于水產養殖的基于微藻的疫苗。

一、微藻–重組疫苗的新型生物平臺：

該團隊在華南理工大學和倫敦帝國理工學院的研究顯示，由于其突出的優勢，微藻在魚蝦養殖和其他水生物種的重組抗原方面具有潛力：

1、生態可持續性：微藻通過光合作用吸收二氧化碳，不需要復雜的養殖條件，并且易于生物降解。

2、成本低，易于培養：可在開放式或封閉系統中大規模生產，適合多層次應用。

3、易于轉基因：抗原編碼基因可以插入微藻的核或葉綠體基因組中。

4、同時提供營養：微藻既是抗原的來源，又為水生動物提供營養價值。

二、口服疫苗，是水生動物免疫的突破：

與傳統疫苗（壓力大且勞動強度大）不同，這項技術允許魚和蝦通過食用轉基因微藻通過胃腸道自己接種疫苗。

作機制包括：

1、抗原保護：藻類細胞壁保護消化環境中的抗原。

2、釋放和識別：進入腸道后，抗原被M細胞和樹突狀細胞等腸道免疫細胞釋放和識別。

3、全身免疫激活：微藻富含糖蛋白和多糖的表面具有天然的佐劑作用，強烈刺激局部和全身免疫。

4、建立免疫記憶：幫助免疫系統在再次遇到病原體時記住并有效應對。

三、優化疫苗有效性的策略：

為了提高保護的有效性，正在實施的策略包括：

1、用天然聚合物（如：藻酸鹽或殼聚糖）的微藻，以保護和控制抗原釋放位點。

2、佐劑共表達：微藻旨在同時產生抗原和內源性免疫刺激物。

3、人工智能抗原設計：使用AI和機器學習來：

預測抗原的最佳結構。

創建針對多種病原體的多價疫苗。

優化了與附加組件的互作性。

四、應用及發展前景：

微藻疫苗技術是水生疾病預防領域的潛在革命，這要歸功于：

1、降低水生動物健康管理的成本和風險。

2、通過避免疫苗接種帶來的壓力來提高水生動物福利。

3、限制抗生素和化學品的使用，為環境保護和食品安全做出貢獻。

4、促進靶向抗原研究，適用于每個物種和每個特定病原體。

一些實驗應用已被證明非常有效：

五、挑戰依然存在：

盡管基于微藻的疫苗提供了很大的希望，但實現這種潛力仍面臨許多技術和實踐障礙：

1、抗原表達性能欠佳：微藻的基因改造過程，特別是在細胞核或葉綠體中的整合和穩定表達，仍面臨許多困難，影響產生的抗原含量。

2、缺乏工業規模的生產系統：開發能夠精確控制培養條件的專用生物反應器是擴大微藻疫苗生產的先決條件。

3、抗原在宿主體內的穩定和分布：需要創新的策略來確保抗原在胃腸道中存活足夠長的時間，并在正確的吸收位點釋放，從而最大限度地提高免疫效果。

4、與轉基因生物 （GMO） 相關的法律和分子生物學障礙：需要在生物安全方面嚴格控制水產食品中轉基因微藻的使用，對風險評估和許可流程提出了很高的要求。

5、缺乏對水生免疫的全面了解：水產養殖業的生物多樣性使得確定每個物種的特定免疫反應機制成為一項重大挑戰，需要更廣泛的研究。

六、未來發展前景：

隨著技術進步與實際需求之間的共鳴，由于以下發展方向，微藻疫苗的未來被認為是非常積極的：

1、合成生物學和現代遺傳技術的應用：允許重新設計基因表達系統，提高抗原產量，并擴大可用微藻種類的范圍。

2、人工智能和機器學習：支持抗原結構的模擬、設計和優化，并預測免疫功效和與宿主的生物相互作用。

3、多價和靈活的疫苗：面向能夠同時對抗多種病原體、快速響應新出現的病原體的混合抗原。

4、整合內源性佐劑：利用微藻中的天然分子（如多糖、糖蛋白）作為生物佐劑，在不添加外部化學物質的情況下增加免疫反應的強度和持續時間。

來自微藻的口服疫苗技術標志著水生疾病預防戰略的重要突破，尤其是在世界正在朝著可持續、安全和高度生物效率的農業模式邁進的背景下。由于其能夠將有效的抗原產生、天然免疫刺激、合理的成本和營養潛力相結合，這項技術有望改變水生疾病控制的方法。對研究、技術完善和消除法律障礙的持續投資將為廣泛商業化鋪平道路，有助于確保生物安全和提高整個水產養殖價值鏈的生產力。