ความรู้เกี่ยวกับวัคซีนเพื่อป้องกันโรคปลา
A Review of Vaccine Development for Fish Disease Prevention

ชนกันต์ จิตมนัส
(Chanagun Chitmanat)

[บทคัดย่อ][บทนำ] [ชนิดของวัคซีน] [วิธีการให้วัคซีน] [แอดจูแวนท์ (Adjuvants)]
[วัคซีนป้องกันโรคติดเชื้อแบคทีเรีย][วัคซีนป้องกันโรคไวรัส][วัคซีนป้องกันปรสิต]


บทคัดย่อ
ปัจจุบันมีการคิดค้นวัคซีนป้องกันโรคปลาอย่างมากมาย เพื่อทดแทนการใช้สารเคมีและยาปฏิชีวนะซึ่งมีราคาแพง และอาจก่อให้เกิดปัญหาสารตกค้างในปลา รวมถึงการสร้างปัญหา
การดื้อยาของเชื้อโรค อย่างไรก็ตามงานวิจัยด้านวัคซีนป้องกันโรคปลาในประเทศไทยยังไม่มีการพัฒนามากนัก วัคซีนที่ผลิตในประเทศส่วนใหญ่ทำมาจากเชื้อที่ฆ่าด้วยฟอร์มาลีน บทความนี้เป็นการแปลและรวบรวมงานวิจัยด้านวัคซีนปลาที่น่าสนใจ เพื่อกระตุ้นให้ผู้ที่สนใจได้ศึกษาเพิ่มเติมและหาแนวทางพัฒนาให้ได้วัคซีนมีคุณภาพเทียบเท่ากับต่างประเทศ ซึ่งอาจทำได้โดยการใช้
แอดจูแวนท์ชนิดใหม่ หรือการใช้เทคโนโลยีชีวภาพเข้าช่วย เช่นการทำให้เชื้อโรคกลายพันธุ์ หรือ
การใช้ E. coli ในการผลิตโปรตีนแอนติเจนโดยวิธีการจัดระเบียบใหม่ของดีเอ็นเอ ตลอดจนการผลิตวัคซีนดีเอ็นเอ และเพื่อให้วัคซีนสามารถนำไปใช้ในเชิงพาณิชย์ได้ ต้องมีการศึกษาหาวิธีที่เหมาะสมในการให้วัคซีนแก่ปลา เช่น การใช้สารเคลือบวัคซีนป้องกันการสลายของแอนติเจนในวัคซีนที่มีการให้ทางปาก เป็นต้น การพัฒนาเทคโนโลยีทางวัคซีนและความรู้เกี่ยวกับภูมิคุ้มกันปลาเกิดขึ้นอย่างต่อเนื่อง ทำให้นำไปสู่การปรับปรุงเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพวัคซีนในการป้องกัน
การเกิดโรคปลา ซึ่งน่าจะมีผลให้ธุรกิจเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำคงอยู่อย่างยั่งยืน

คำสำคัญ: วัคซีนปลา, วัคซีนดีเอ็นเอ, ภูมิคุ้มกันสัตว์น้ำ
Abstract

The development of vaccines for fish disease prevention has dramatically progressed in the last few decades. The development of effective vaccines seems
to be a best option as it avoids toxic chemicals and antibiotics used in aquaculture . Because these chemicals and antibiotics are expensive, leave residue in the flesh of
the fish, and cause resistant strains of fish pathogens to develop. Unfortunately,
the research on fish vaccines in Thailand is growing slowly; most vaccines here are prepared from formalin-killed bacteria. The purpose of this article is to review some of the available literature on fish vaccines. Another purpose is to stimulate interest in other fisheries scientists to review more literature and develop vaccines as effective as other products worldwide. Fish vaccines can be improved by a use of new adjuvants or by a use of biotechnology methods. Fish pathogens, for example, are induced to be mutant and then are used as vaccines. Also, E. Coli can produce foreign antigen protein for immunization by recombinant technology and DNA vaccines can be used as well.
In addition, a method of vaccine administration needs to be formulated to make commercial vaccines feasible and affordable. Using a capular antigen for
oral vaccination is one of several examples, which improves immunogenicity and reduces the antigen degradation. Recently, the advance of vaccine technology, together with advancement in the knowledge of fish immunity, has led to the enhancement of fish vaccine efficacy. This way can lead to the goal of sustainable aquaculture for years to come.
Keywords: fish vaccine, DNA vaccine, fish immunity
บทนำ
ธุรกิจการเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำมีการขยายตัวรวดเร็วทั่วโลก เนื่องจากความต้องการบริโภค
สัตว์น้ำสูงขึ้น ในขณะที่ผลผลิตสัตว์น้ำที่จับจากแหล่งธรรมชาติลดลง อย่างไรก็ตามในการเพาะเลี้ยงแบบหนาแน่นมาก (intensive system) มักประสบปัญหาเรื่องโรคอยู่เสมอ การใช้ยาปฏิชีวนะและสารเคมีนอกจากมีราคาแพงแล้ว อาจก่อให้เกิดปัญหาของการตกค้างของยาในสัตว์น้ำและ
ยังถูกจำกัดการใช้จากนักอนุรักษ์สิ่งแวดล้อมในหลายประเทศเพราะเกรงว่าเชื้อโรคมีการพัฒนาสายพันธุ์เพื่อต้านทานยาปฏิชีวนะ (Leong et al. 1997)
วัคซีนน่าจะเป็นทางเลือกใหม่ในการป้องกันโรคปลา มีงานวิจัยเกี่ยวกับวัคซีนสำหรับ
สัตว์น้ำมากมายในระยะ 10 ปีที่ผ่านมา โดยเฉพาะวัคซีนป้องกันโรคในปลาแซลมอน พบว่า วัคซีนป้องกันโรค vibriosis, enteric redmouth (ERM) และ yersinosis เป็นที่ยอมรับของตลาดมานานแล้ว ส่วนวัคซีนป้องกันโรคในปลาเขตร้อนยังไม่มีวัคซีนที่นำมาใช้เชิงพาณิชย์มากนัก แม้ว่าจะมีความสำเร็จบางส่วนในระดับห้องปฏิบัติการ
จุดประสงค์ของการเขียนบทความวิชาการนี้ เพื่อรวบรวมข้อมูลเกี่ยวกับการพัฒนาวัคซีนสัตว์น้ำ ซึ่งผู้สนใจสามารถใช้เป็นข้อมูลเบื้องต้นในการหาแนวทางการวิจัยพัฒนา เพื่อจะสร้างวัคซีนที่มีคุณภาพมากขึ้น
ชนิดของวัคซีน วัคซีนที่ใช้ในสัตว์น้ำโดยทั่วไปมี 3 ชนิดหลักดังนี้
1. วัคซีนที่ฆ่าเชื้อแล้ว (inactivated vaccines)
มีการนำแบคทีเรียแกรมลบ เช่น Vibrio anguillarum, V. ordalii, V.salmonicida และ
Yersinia ruckerii มาฆ่าเชื้อด้วยฟอร์มาลีนหรือความร้อน แล้วนำมาผลิตวัคซีน พบว่าวิธีนี้ให้ระดับการป้องกันโรคในระดับที่ยอมรับได้ ส่วนวัคซีนสำหรับ Aeromonas salmonicida จะให้ผลดีเมื่อฉีดร่วมกับแอดจูแวนท์ (Gudding et al. 1999) แต่วัคซีนประเภทนี้มีข้อเสีย คือ ต้องใช้แบคทีเรียจำนวนมากและอาจจะต้องให้วัคซีนหลายครั้ง (booster requirement)
2. วัคซีนอ่อนกำลังแต่ยังมีชีวิต (live attenuated vaccine)
ส่วนใหญ่เป็นการแยกเชื้อไวรัสจากปลาที่เกิดโรคมาเลี้ยงในเซลในห้องปฏิบัติการเป็นเวลานานจนทำให้เชื้อลดความรุนแรงลง จากนั้นจึงนำไปทำเป็นวัคซีน เช่น วัคซีนป้องกันโรคติดเชื้อ infectious pancreatic necrosis (IPN) ในปลาแอตแลนติคแซลมอน (Atlantic salmon) หรือวัคซีนป้องกันโรคไวรัสในปลากดอเมริกัน เป็นต้น
วัคซีนชนิดนี้มีข้อดีคือ สามารถกระตุ้นระบบภูมิคุ้มกันของเซลล์เม็ดเลือดขาวที่เกี่ยวข้องกับการกำจัดเชื้อไวรัสและแบคทีเรียที่อาศัยอยู่ในเซลล์ (cell-mediated immunity) การให้วัคซีนชนิดนี้ทำได้ไม่ยาก ไม่จำเป็นต้องใช้ในปริมาณมากเนื่องจากสามารถเพิ่มจำนวนได้ในสัตว์น้ำ (Gudding et al. 1999) อย่างไรก็ตาม อาจมีข้อจำกัดการใช้วัคซีนชนิดนี้ในพื้นที่ที่ไม่มีการระบาดของเชื้อ เนื่องจากเกรงว่าวัคซีนจะเปลี่ยนสภาพเป็นเชื้อที่มีความรุนแรงได้
3. วัคซีนที่ผลิตโดยเทคโนโลยีชีวภาพ
Vaughan, Smith และ Foster (1993) ได้ทำให้เชื้อ Aeromonas salmonicida กลายพันธุ์โดยการตัดยีน Aro A ออกไปแล้วฉีดเข้าปลาแซลมอนและสามารถลดการตายของปลาเนื่องจากการติดเชื้อแบคทีเรียที่ก่อให้เกิดโรคฟูรังคูโลซิส (furunculosis) งานวิจัยดังกล่าวได้ทำในระดับห้องปฏิบัติการที่ประเทศแถบยุโรป ส่วนในสหรัฐอเมริกา Lawrence และคณะ (1997) ได้ทดลองทำให้เชื้อ Edwardsiella ictaluri ลดความรุนแรงลง โดยการตัดบางส่วนของยีน pur A ทำให้เชื้อไม่สามารถสร้าง adenine แต่ก็สามารถเพิ่มจำนวนได้ในตัวปลา พบว่าวัคซีนดังกล่าวนี้สามารถป้องกันการตายจากการติดเชื้อแบคทีเรียดังกล่าว นักวิจัยชาวสิงคโปร์มีการทำให้ A. hydrophila กลายพันธุ์ โดยการใช้ transposon mini-Tn5 แล้วนำไปฉีดในปลาตระกูลเดียวกับปลาสลิด พบว่าสามารถเพิ่มอัตรารอดได้ถึง 40% (Leung et al. 1997) อย่างไรก็ตาม ควรมีการตรวจสอบความเสี่ยงในการเปลี่ยนกลับเป็นเชื้อที่มีความรุนแรง (reversion to virulence)
ปัจจุบันมีการใช้ดีเอ็นเอที่อยู่นอกโครโมโซมของแบคทีเรียหรือพลาสมิด (plasmid) เป็นพาหะเพื่อใช้ในการผลิตสารที่ช่วยกระตุ้นภูมิคุ้มกันหรือแอนติเจน (antigen) ให้ได้ปริมาณที่เพียงพอ
โดยขบวนการทางวิธีการจัดระเบียบใหม่ของดีเอ็นเอ (recombinant DNA technology)
ส่วนใหญ่วัคซีนพวกนี้สร้างขึ้นเพื่อป้องกันการเกิดโรคจากไวรัส วิธีการเตรียมวัคซีนเริ่มจาก
การแยกยีนที่น่าสนใจและคิดว่า น่าจะสร้างโปรตีนที่สามารถกระตุ้นภูมิคุ้มกันในปลาได้ มาเพิ่มปริมาณให้ได้มากเท่าที่ต้องการ ซึ่งขบวนการดังกล่าวนี้เรียกว่า การโคลนยีน (gene cloning)
เช่น การโคลนยีนที่สร้างไกลโคโปรตีน (glycoprotein) จากไวรัสที่ก่อให้เกิดโรค
viral haemorrhagic septicemia (VHS) และ infectious haematopoietic necrosis (IHN)
จากปลาเรนโบว์เทร้าท์ แล้วใส่เข้าไปใน Escherichia coli เพื่อให้ E. coli ซึ่งทำหน้าที่เป็นเจ้าบ้านสร้างโปรตีนดังกล่าว ต่อมาจึงนำโปรตีนที่ได้ไปทำให้บริสุทธิ์แล้วจึงฉีดเข้าสู่ปลา พบว่า ปลาเทร้าท์สามารถสร้างแอนตี้บอดีที่สามารถทำให้ไวรัสไม่สามารถก่อให้เกิดโรคในปลา (neutralizing antibodies) ได้ในระดับปานกลาง (Noonan et al. 1995) อย่างไรก็ตามคุณภาพและปริมาณโปรตีนแอนติเจนที่ได้ไม่คงที่ บางครั้งมีความสามารถในการกระตุ้นภูมิคุ้มกันที่ไม่ดี (poor immunogenicity) อาจเนื่องมาจากขบวนการสร้างโปรตีนใน E. coli ต่างกับโปรตีนที่ได้จากตัวเชื้อโรคเดิม
เพื่อหลีกเลี่ยงปัญหาดังกล่าว มีการคิดค้นวัคซีนดีเอ็นเอ (DNA vaccine) ขึ้นมา วิธีนี้เริ่มจากการโคลนยีนที่คิดว่าสร้างโปรตีนแอนติเจนเช่นกัน จากนั้นนำไปตัดต่อใส่ในพลาสมิด แล้วจึงนำไปใช้เป็นวัคซีนสำหรับปลา เมื่อวัคซีนดีเอ็นเอเข้าสู่เซลล์ของปลา จะมีการสร้างโปรตีนแอนติเจนซึ่งถูกควบคุมจากส่วนของลำดับเบสที่มีหน้าที่ในการเปิดปิดการทำงานของยีน (eukaryotic promoter) วิธีนี้ไม่ต้องใช้วัคซีนปริมาณมาก เนื่องจากเซลล์ในร่างกายปลาจะสามารถผลิตแอนติเจนเอง รวมทั้งโปรตีนแอนติเจนที่ได้จะมีลักษณะเหมือนโปรตีนที่สร้างโดยไวรัส เพราะทั้งสองโปรตีนถูกสร้างขึ้นภายในตัวปลาเช่นเดียวกัน นอกจากนี้วัคซีนดีเอ็นเอมีข้อดีเหนือวัคซีนรุ่นเก่าคือ วัคซีนมียีนเพียงชนิดเดียวเท่านั้น จึงไม่มีปัญหาเรื่องการจะเปลี่ยนกลับไปเป็นสายพันธุ์อันตราย และมีการสร้างภูมิคุ้มกันหลายชนิด ไม่ว่าจะเป็นระบบภูมิคุ้มกันสารน้ำ (humoral immunity) เซลล์ที่ช่วยในการพัฒนาเซลล์เม็ดเลือดขาวชนิดอื่น (T-helper cell) และ เซลล์ที่มีกลไกสำคัญในการกำจัดเชื้อไวรัสและเซลมะเร็ง (cytotoxic T cell) เนื่องจากพลาสมิดที่ใช้เป็นพาหะได้มาจากแบคทีเรีย มีงานวิจัยจากนักวิทยาศาสตร์หลายท่าน พบว่า ตัวพลาสมิดเองมีความสามารถในการกระตุ้นระบบภูมิคุ้มกันแบบไม่จำเพาะเจาะจง (non-specific immunity หรือ innate immunity) แล้วทำหน้าที่เป็นแอดจูแวนท์ในการเพิ่มประสิทธิภาพของวัคซีนได้ (Kanellos et al. 1999)
Anderson และคณะ (1996) เป็นนักวิจัยกลุ่มแรกที่ฉีดวัคซีนพลาสมิดหรือวัคซีนดีเอ็นเอ
ที่มียีนในการสร้างไกลโคโปรตีนจากเชื้อแรปโดไวรัส (rhabdovirus) ที่ก่อให้เกิดโรค infectious haematopoietic necrosis (IHN) ให้กับลูกปลาเทร้าท์ พบว่าลูกปลาเหล่านี้สามารถสร้างแอนติบอดีต่อเชื้อดังกล่าวซึ่งสามารถตรวจสอบโดยเทคนิค ELISA (Enzyme Linked Immunosorbent Assay) และต่อมาได้นำปลาชุดดังกล่าวมาทดสอบความสามารถในการป้องกันการเกิดโรค โดยการใส่เชื้อไวรัสที่มีความรุนแรงลงในน้ำ พบว่า ลูกปลาในชุดควบคุมตายถึง 75% ในขณะที่ปลาที่ได้รับวัคซีนนั้นมีอัตราการตายเพียง 15-17% ส่วน Lorenzen และคณะ (1998) ได้ฉีดวัคซีนดีเอ็นเอที่มียีนสร้างไกลโคโปรตีนจากเชื้อไวรัสที่ก่อให้เกิดโรค viral haemorrhagic septicemia (VHS) พบว่า สามารถกระตุ้นภูมิคุ้มกันในปลาเทร้าท์และป้องกันการตายจากโรคติดเชื้อดังกล่าว
วัคซีนดีเอ็นเอที่มียีนสร้างไกลโคโปรตีนจากแรปโดไวรัส สามารถสร้าง interferon
ซึ่งเป็นโปรตีนที่ใช้ป้องกันไวรัสได้ด้วย (Kim et al. 2000) นี่เป็นอีกตัวอย่างหนึ่งของผลของ
วัคซีนดีเอ็นเอต่อการกระตุ้นภูมิคุ้มกันแบบไม่จำเพาะเจาะจง นอกจากนี้ Kanellos และคณะ(1999) ได้ใช้วัคซีนดีเอ็นเอที่มียีนสร้างแอนติเจนคู่กับวัคซีนดีเอ็นเอที่มียีนสร้าง granulocyte-macrophage colony-stimulating factor จะทำให้สัตว์น้ำมีการเพิ่มภูมิคุ้มกันโดยการกระตุ้นเซลล์ที่มีความรับผิดชอบในการกำจัดเซลล์มะเร็งหรือเซลล์ที่มีการติดเชื้อต่าง ๆ (cytotoxic T-cell-like) มากขึ้น นี่เป็นอีกวิธีการหนึ่งในการเพิ่มประสิทธิภาพของวัคซีนดีเอ็นเอ อย่างไรก็ตามก่อนมีการใช้วัคซีนนี้เชิงพาณิชย์จะต้องมีการตรวจสอบผลกระทบหรือความเสี่ยงต่อปลา สิ่งแวดล้อมและมนุษย์
ล่าสุด มีนักวิจัยคิดค้นการใส่ยีนที่สร้างภูมิคุ้มกันเข้าไปในพืช เพื่อที่ศึกษาความเป็นไปได้ในการพัฒนาวัคซีนที่มีราคาถูกและสะดวกในการใช้ พืชที่มียีนสร้างโปรตีนแอนติเจนดังกล่าวอาจนำมาส่วนผสมของอาหารสัตว์ Mason และคณะ (1998) ได้ดัดแปลงยีนจากเชื้อ E. coli ที่ก่อให้เกิดโรคท้องร่วง แล้วถ่ายยีนไปใส่ในมันฝรั่ง พบว่า สามารถสกัดโปรตีนดังกล่าวได้จากใบและหัวมันฝรั่ง และเมื่อนำหัวมันฝรั่งไปให้หนูทดลองกิน หนูจะมีการสร้างแอนติบอดีต่อเชื้อแบคทีเรียดังกล่าวในอัตราค่อนข้างสูง นอกจากนี้ยังมีการศึกษาความสามารถในการสร้างโปรตีนแอนติเจนในมะเขือเทศด้วย (McGarvey et al. 1995) ในอนาคตอาจจะได้เห็นเกษตรกรปลูกพืชวัคซีนไว้บริเวณริมบ่อปลาก็อาจจะเป็นได้

วิธีการให้วัคซีน
การให้วัคซีนสัตว์น้ำทำได้ 3 ทาง ได้แก่ การฉีดซึ่งส่วนใหญ่เป็นการฉีดเข้าช่องท้อง (intraperitoneal injection) การจุ่ม (immersion) และการให้วัคซีนทางปาก (oral administration) แต่ละวิธีให้ระดับในการป้องกันโรค ผลกระทบข้างเคียง ความเป็นไปได้ในทางปฏิบัติ (practically possible use) และต้นทุนการผลิตที่ต่างกัน
ปริมาณและความสามารถแอนตี้บอดีในการจับตัวกับแอนติเจนจะเป็นดัชนีชี้วัดการตอบสนองของปลาต่อวัคซีนที่ได้รับ หากแต่ความสามารถในการป้องกันโรคจะขึ้นอยู่กับประสิทธิภาพของวัคซีนที่ผลิต ความพร้อมของปลา และสิ่งแวดล้อมอื่น ๆ ที่มีผลต่อระบบภูมิคุ้มกันในปลา
แม้ว่าการฉีดให้ผลดีมากที่สุด และรู้อัตราการให้ที่แน่นอน แต่วิธีการนี้ทำให้ปลาเครียดได้ง่าย
สิ้นเปลืองแรงงานและเวลา ไม่เหมาะสมสำหรับปลาขนาดเล็กและปลาที่ราคาถูก
ส่วนการให้วัคซีนทางปากหรือใช้วัคซีนผสมอาหารเป็นวิธีการที่ง่าย สามารถใช้ได้กับปลาทุกขนาดในปริมาณมาก ๆ แต่ยังพบว่าวิธีการนี้ให้ผลในการป้องกันการเกิดโรคที่ค่อนข้างต่ำ อาจเป็นผลมาจากแอนติเจนบางชนิดถูกทำลายโดยกรดในกระเพาะและลำใส้ส่วนหน้าของปลา มีการพัฒนาเทคนิคต่าง ๆ เพื่อแก้ปัญหาดังกล่าว ไม่ว่าจะเป็นการเคลือบแอนติเจนด้วย methacrylic acrylic acid polymer หรือ poly lactide co-glycolide polymer แต่ไม่ปรากฏผลการทดลอง (Ellis 1995) Joosten et al. (1997) ได้ใช้เชื้อ Vibrio anguillarum ผสมกับอาร์ทีเมียแล้วให้ปลาคาร์พกิน พบว่า ปลาสามารถสร้างแอนติบอดี้ได้สูงกว่าปลาชุดควบคุม อย่างไรก็ตามไม่พบว่ามีการตรวจสอบว่า ปลามีความสามารถในการป้องกันการเกิดโรคดังกล่าว
วิธีการให้วัคซีนโดยการแช่เป็นวิธีที่นิยมกันมากในปลาขนาดเล็ก แต่ยังต้องมีการปรับปรุงเพื่อให้ประสิทธิภาพในการดูดซึมแอนติเจนเข้าตัวปลาได้ดีมากที่สุด Osmotic shock หรือ hyperosmotic infiltration เป็นวิธีหนึ่งที่ช่วยเพิ่มความสามารถของสัตว์น้ำในการรับแอนติเจน
เข้าสู่ร่างกาย ทำได้โดยการเอาปลาไปแช่ในน้ำเกลือก่อนจากนั้นจึงนำไปแช่ในวัคซีน อย่างไรก็ตามมีการทดลองว่า ไม่จำเป็นต้องใช้วิธีการดังกล่าวนี้เพราะอาจมีอันตรายต่อเหงือกปลา (Horne 1997) เพียงแต่ให้มีการใช้ปริมาณของแอนติเจนที่มากพอหรือยืดเวลาในการสัมผัสกับแอนติเจนมากขึ้นแทน
อุณหภูมิจะมีผลต่อการพัฒนาภูมิคุ้มกัน เพราะฉะนั้นอาจจะต้องมีการวางแผนว่า เมื่อใดจึงจะเหมาะสำหรับการให้วัคซีน ปริมาณของแอนตี้บอดีในปลาแอตแลนติคแซลมอนที่ฉีดวัคซีนแล้วเลี้ยงที่ 2 องศาเซลเซียสจะมีน้อยกว่าปลาที่ฉีดวัคซีนแล้วเลี้ยงที่ 10 องศาเซลเซียส (Lillehaug 1997)
แอดจูแวนท์ (Adjuvants)
แอดจูแวนท์ เป็นสารเพิ่มประสิทธิภาพวัคซีน โดยทำหน้าที่เสมือนคลังที่เก็บสะสม (depot) ของแอนติเจน ทำให้มีการปลดปล่อยแอนติเจนออกจากบริเวณที่ฉีดอย่างช้า ๆ ซึ่งมีผล
ทำให้เกิดการกระตุ้นระบบภูมิคุ้มกันที่ยาวนานและมีประสิทธิภาพมากขึ้น
ตัวอย่างของแอดจูแวนท์ ได้แก่ กลูเคน (glucan), Freund's adjuvant , alum หรือlipopolysaccharide (LPS) ซึ่งเป็นส่วนประกอบของผนังเซลล์แบคทีเรียแกรมลบ เป็นต้น
สำหรับวัคซีนในปลาช่อน จิตต์เกษมและคณะ (2536) ใช้ Freund's complete adjuvant (FCA) ผสมกับเชื้อ Aeromonas hydrophila ที่ฆ่าด้วยฟอร์มาลีน อัตรา 1:1 แล้วฉีดเข้าช่องท้องปลาช่อน พบว่าปลาให้ค่าแอนติบอดีไตเตอร์สูงสุดหลังจากการให้ครั้งแรก และปลาที่ฉีดวัคซีนผสมแอดจูแวนท์จะมีปริมาณแอนติบอดีไตเตอร์ที่สูงกว่าวัคซีนที่ไม่ผสมแอดจูแวนท์ อย่างไรก็ตามค่าแอนติบอดีจะลดลงหลังจากให้วัคซีนครั้งที่สองและสาม ซึ่งคณะผู้วิจัยคิดว่า อาจจะเป็นสาเหตุสืบเนื่องมาจากกลไกการทำงานของเซลล์เม็ดเลือดขาวชนิดหนึ่งที่ลดการตอบสนองต่อสิ่งแปลกปลอมหรือแอนติเจนที่เข้าสู่ร่างกายหลาย ๆ ครั้ง (suppressor T-lymphocyte)
มีรายงานว่า การใช้แอดจูแวนท์ที่มีส่วนผสมของน้ำมันก่อให้เกิดแผลบริเวณที่ฉีด การเจริญเติบโตลดลงและอาจทำให้ปลาตายได้ (Midtlyng และ Lillehaug 1998) จึงต้องมีการศึกษาเพื่อผลิต แอดจูแวนท์ที่มีคุณภาพ โดยไม่มีผลกระทบข้างเคียง (side effects)
วัคซีนป้องกันโรคติดเชื้อแบคทีเรีย
ในประเทศไทยมีการทดลองผลิตวัคซีนโดยใช้ฟอร์มาลินฆ่าเชื้อ Aeromonas hydrophila แล้ว
ฉีดให้กับปลาช่อน ปลาดุกและปลานิล พบว่า มีค่าเบี่ยงเบนของแอนติบอดีไตเตอร์สูง ซึ่งอาจเนื่องมาจากความแตกต่างทางพันธุกรรม ภาวะความสมบูรณ์ของตัวปลา ความเครียดก็อาจจะเป็นสาเหตุหนึ่งทำให้ภูมิต้านทานแบบจำเพาะเจาะจง (specific immunity) ทำงานได้ไม่ดี
เพื่อขจัดปัญหาการเปลี่ยนจากเชื้อที่ไม่รุนแรงเป็นเชื้อที่มีความรุนแรง จึงมีคิดค้นการผลิตวัคซีนโดยใช้บางส่วนของเชื้อโรคที่มีความสามารถกระตุ้นภูมิคุ้มกันปลามาเป็นวัคซีนแทน
การตรวจวิเคราะห์หาปัจจัยที่ทำให้เชื้อมีความรุนแรง (virulence factor) เป็นข้อมูลเบื้องต้นที่ดีที่สุดในการพัฒนาวัคซีนให้มีประสิทธิภาพ จากการวิจัยพบว่า ส่วนของเชื้อโรคสามารถกระตุ้นระบบภูมิคุ้มกันสัตว์น้ำ ได้แก่ โปรตีนที่อยู่บริเวณผิวด้านนอก (outer membrane protein) และส่วนของผนังเซลล์แบคทีเรียแกรมลบ (lipopolysaccharide, LPS) เป็นต้น
ความเสียหายทางเศรษฐกิจอย่างรุนแรงจากโรค enteric septicemia of catfish (ESC) ในการเลี้ยงปลากดอเมริกันอันเนื่องมาจากเชื้อแบคทีเรีย Edwardsiella ictaluri ผลักดันให้นักวิทยาศาสตร์ชาวสหรัฐหาทางแก้ไขอย่างเร่งรีบ Plumb และ Vinitnantharat (1993) ได้ทดลองวัคซีนที่เตรียมจากแบคทีเรียดังกล่าวที่ฆ่าเชื้อด้วย 0.8% ฟอร์มาลิน แล้วนำไปทดลองให้วัคซีนลูกปลากดอเมริกันขนาดประมาณ 0.1 กรัมโดยการจุ่มในวัคซีน 2 นาที สามเดือนต่อมาได้ตรวจสอบความสามารถในการป้องกันการตายของปลา โดยการใส่เชื้อแบคทีเรียที่มีความรุนแรงลงในน้ำ พบว่า ปลาดังกล่าวมีอัตราตายเพียง 6.7 % เมื่อเทียบกับปลาในชุดควบคุมซึ่งตายสูงถึง 96.7%
นักวิทยาศาสตร์กลุ่มนี้ได้นำวัคซีนดังกล่าวไปผลิตเชิงพาณิชย์ แต่ผลการใช้วัคซีนยังมีความ
แปรปรวนสูง ซึ่งอาจจะมีสาเหตุจากอายุและความสมบูรณ์ของปลาที่แตกต่างกัน Klesius และ Shoemaker (1999) ชี้ว่าการใช้แบคทีเรียที่อ่อนกำลังลง (live attenuated microorganisms)
เป็นวัคซีนน่าจะเป็นวิธีการดีกว่า เนื่องจากไม่ต้องเตรียมวัคซีนในปริมาณมาก พวกเขาพบว่า วัคซีนดังกล่าวจะช่วยกระตุ้นการสร้างแอนติบอดี กระตุ้นการทำงานของเซลล์ที่มีหน้าที่ในการกำจัดสิ่งแปลกปลอม (macrophage) และสามารถป้องกันการตายของปลาจากการติดเชื้อของแบคทีเรียชนิดนี้ ขณะนี้พวกเขาได้รับการอนุมัติจากกระทรวงเกษตร ของสหรัฐอเมริกาให้ทดลองใช้วัคซีนดังกล่าวในภาคสนามอยู่
Eldar et al. (1995) ได้ทดลองผลผลิตวัคซีนจาก Streptococcus sp.ซึ่งเป็นแบคทีเรียแกรมบวก มาฆ่าเชื้อด้วยฟอร์มาลีนแล้วฉีดเข้าช่องท้องปลาเรนโบว์เทร้าท์ สามารถป้องกันโรคได้ดี โดยพบว่า ปลาที่ให้วัคซีนมีอัตราการตายจากการติดเชื้อโรคดังกล่าวเพียง 5% ในขณะที่ปลาที่ไม่ให้วัคซีน (ชุดควบคุม) มีอัตราการตายสูงถึง 50% จากการศึกษาพบว่า มีการระบาดของ Streptococcus sp. ในการเลี้ยงปลานิลในหลายพื้นที่ แต่ยังไม่พบรายงานการพัฒนาวัคซีนเพื่อป้องกันโรคดังกล่าวในปลานิล
วัคซีนป้องกันโรคไวรัส
โรคที่เกิดจากไวรัสมักเป็นที่กังวลอย่างมากสำหรับผู้เพาะเลี้ยงสัตว์น้ำ เนื่องจากไม่มียาหรือสารเคมีที่ใช้ในการรักษา มีการพัฒนาวัคซีนป้องกันโรคไวรัสหลายชนิด เช่น VHS, IHN, spring viraemia ของปลาคาร์พ และโรคไวรัสในปลากดอเมริกัน (channel catfish virus)
โดยการทำวัคซีนที่อ่อนกำลังด้วยการนำเอามาเลี้ยงในเซลในห้องปฏิบัติการเป็นเวลานาน
ผลปรากฏว่า ต้นทุนในการผลิตวัคซีนวิธีนี้ค่อนข้างสูงและระดับการป้องกันโรคต่ำเกินไป (Gudding et al. 1999)
มีการใช้วัคซีนป้องกันโรคตกเลือดในปลาเฉา (grass carp) โดยวัคซีนมีชีวิตหรือวัคซีนที่ทำให้อ่อนกำลังจะลดอัตราการตายจากการติดเชื้อได้ และมีการใช้เชิงพาณิชย์สำหรับฉีดพ่อแม่พันธุ์ในประเทศจีน (Dixon 1997)
วัคซีนป้องกันปรสิต
เนื่องจากระบบร่างกายของปรสิต (parasite) มีการพัฒนาอย่างดี ทำให้สามารถหลีกเลี่ยงระบบภูมิคุ้มกันได้ การพัฒนาวัคซีนเพื่อป้องกันปรสิตจึงเป็นงานที่ค่อนข้างยาก (Gudding 1999) ปลาที่หายจากการติดเชื้อ Ichthyophthirius multifiliis หรืออิ๊ค (Ich) ซึ่งก่อให้เกิดโรคจุดขาว (white spot) ส่วนใหญ่จะมีภูมิคุ้มกันโรคที่ดี อย่างไรก็ตามการเจริญเติบโตของอิ๊คในอาหารสังเคราะห์ไม่ดี ทำให้การผลิตวัคซีนทำได้ยาก (Thiry 1996) มีนักวิจัยได้ศึกษาวัคซีนโดยการโคลน (clone) ยีนแอนติเจนใส่ในพาหะ (bacterial expression vector) ที่ชื่อว่า pGEX2T แล้วนำไปใส่ใน E. coli จากนั้นจึงนำโปรตีนที่ได้มาทำให้บริสุทธิ์ แล้วฉีดให้กับปลาทอง พบว่า ปลาทองมีอัตรารอดตายถึง 95% หลังจากมีการทำให้ติดเชื้อจากตัวอ่อนของอิ๊ค ในขณะที่ในชุดควบคุมมีอัตรารอดเพียง 55% (He et al. 1997) จากการวิเคราะห์งานวิจัยเรื่องวัคซีนในปลา จะเห็นได้ว่า ความเป็นไปได้ในการผลิตวัคซีนเชิงพาณิชย์น่าจะทำได้ โดยต้องอาศัยความร่วมมือทางวิชาการจากบุคคลหลายสาขาทั้งผู้รู้เกี่ยวกับการเพาะเลี้ยงสัตว์น้ำ นักชีววิทยา นักภูมิคุ้มกันวิทยา สัตวแพทย์ และมีการตรวจสอบความสามารถของวัคซีนสัตว์น้ำในการกระตุ้นภูมิต้านคุ้มกันโรคในงานทดลองภาคสนาม ความเป็นไปได้ของการแปรปรวนอันเนื่องมาจากพันธุกรรมทั้งสายพันธุ์เชื้อโรคและสายพันธุ์ปลา รวมถึงความปลอดภัยของวัคซีนต่อสัตว์น้ำ ความสามารถในการป้องกันการติดเชื้อโรคที่ยาวนาน ความง่ายในการใช้ ราคาที่สามารถยอมรับได้ การวิจัยในครั้งต่อไปอาจจะต้องครอบคลุมถึงหน้าที่และบทบาทของระบบภูมิคุ้มกันทั้งแบบจำเพาะเจาะจงและแบบไม่จำเพาะเจาะจงหลังจากการให้วัคซีน เพื่อใช้เป็นข้อมูลในการอธิบายและแนวทางในการป้องกันความแปรปรวนของประสิทธิภาพของวัคซีน



* วท.บ. (วาริชศาตร์), M.S. (Fisheries), M.S. (Medical Microbiology)
ภาควิชาเทคโนโลยีการประมง คณะผลิตกรรมการเกษตร มหาวิทยาลัยแม่โจ้
โทร (053) 878126-8 ต่อ 107
E-mail: chanagun@hotmail.com

ริมบ่อ