Rola szczepień ryb, ze szczególnym uwzględnieniem ryb jesiotrokształtnych, w ekologicznym zarządzaniu hodowlą i ochronie bioróżnorodności w akwakulturze śródlądowej
Michał Cydzik, Zdzisław Zakęś
Zakład Akwakultury, Instytut Rybactwa Śródlądowego im. Stanisława Sakowicza – Państwowy Instytut Badawczy
Szczepienia ryb stanowią jedno z kluczowych narzędzi wspierających ekologiczne zarządzanie hodowlą, ograniczają stosowanie antybiotyków i chemicznych środków przeciwdrobnoustrojowych, redukują ryzyko przenoszenia patogenów na populacje dzikie oraz wspomagają ochronę zdrowia ryb bez negatywnego wpływu na środowisko (Rathor i Swain 2024). Opracowanie i wdrażanie efektywnych strategii immunizacji może pośrednio przyczynić się do ochrony ekosystemów wodnych, minimalizując wpływ akwakultury na naturalne populacje oraz zapewniając bardziej zrównoważone praktyki hodowlane (Rathor i Swain 2024). Wzrost intensywności chowu i hodowli ryb w systemach akwakultury nieodłącznie wiąże się ze zwiększonym ryzykiem występowania i transmisji chorób zakaźnych. Czynniki środowiskowe, takie jak: obniżona jakość wody, wysokie zagęszczenie obsad czy deficyty tlenowe prowadzą do zwiększenia stresu fizjologicznego u ryb, osłabiając ich naturalne mechanizmy odpornościowe i czyniąc je podatnymi na infekcje (Adams 2019, Wanja i in. 2020). Szacuje się, że każdego roku ponad 10% wszystkich hodowanych ryb ginie z powodu chorób zakaźnych, generując straty ekonomiczne przekraczające 10 miliardów dolarów rocznie (Adams 2019). Choroby zakaźne nie tylko destabilizują produkcję akwakultury, lecz także stanowią zagrożenie dla bioróżnorodności naturalnych ekosystemów wodnych poprzez możliwość transmisji patogenów na dzikie populacje ryb (Assefa i Abunna 2018) i przyczyniają się do wymiernych strat ekonomicznych. Przykładowo, w Chile wybuch zakaźnej anemii łososia atlantyckiego (Salmo salar) doprowadził do strat szacowanych na 2 miliardy dolarów i utraty około 20000 miejsc pracy . W Chinach, które odpowiadają za około 70% światowej produkcji akwakultury, szacuje się, że choroby powodują roczne straty na poziomie 15% wartości całkowitej produkcji (Broughton i Walker 2010).
Choroby w akwakulturze przypisuje się głównie patogenom bakteryjnym (54,9%), wirusowym (22,6%), pasożytniczym (19,4%) oraz grzybiczym (3,1%) (Surachetpong i in. 2020). Ogólnie rzecz biorąc, hodowcy ryb, aby radzić sobie z chorobami stosowali/stosują różne strategie, takie jak: kontrole bezpieczeństwa biologicznego, poprawianie warunków środowiskowych (dobrostanu ryb) i karmienie specjalnymi, tzw. funkcjonalnymi dietami. Duży nacisk kładzie się na opracowywanie metod zapobiegania rozprzestrzenianiu się chorób i skuteczną kontrolę nad nimi. Na wczesnych etapach rozwoju akwakultury antybiotyki służyły jako podstawowe narzędzie do walki z infekcjami ze względu na ich dostępność, przystępność cenową i skuteczność w leczeniu chorób bakteryjnych. Chociaż antybiotyki i chemioterapeutyki okazały się skuteczne w leczeniu chorób, ich stosowanie wiąże się z istotnymi wadami, takimi jak narastające problemy z lekoopornością oraz wątpliwości dotyczące bezpieczeństwa żywności/konsumentów (Dadar i in. 2017). Ponadto pozostałości antybiotyków wykrywane w tkankach ryb oraz zanieczyszczenie środowiska wodnego substancjami chemicznymi prowadzą do narastającej nieufności wobec bezpieczeństwa produktów pochodzących z akwakultury (Rijkers i in. 1980). Stosowanie środków dezynfekujących, dodawanie antybiotyków i leczenie farmaceutykami, takimi jak zabiegi profilaktyczne i terapeutyczne, to kilka przykładów metod syntetycznych stosowanych w akwakulturze (FAO 2022). W kontekście ekologicznego zarządzania hodowlą ryb szczepienia odgrywają kluczową rolę, ponieważ redukują konieczność stosowania antybiotyków, co ogranicza ich przedostawanie się do naturalnego środowiska wodnego (Dadar i in. 2017). W efekcie rośnie zainteresowanie i znaczenie immunoprofilaktyki, w szczególności szczepień ryb, które umożliwiają skuteczną kontrolę zdrowotności stad przy jednoczesnym ograniczeniu stosowania leków farmakologicznych. Szczepienia stanowią obecnie kluczowy element zrównoważonego i ekologicznego zarządzania hodowlą ryb, pozwalając na zmniejszenie ryzyka wystąpienia chorób zakaźnych oraz ochronę bioróżnorodności naturalnych ekosystemów wodnych. Immunizacja ryb poprawia ich zdrowotność, zmniejszając liczbę przypadków chorobowych oraz ryzyko przenoszenia patogenów na populacje dzikie. Dzięki temu wpływa na stabilność ekosystemów wodnych i wspiera ochronę bioróżnorodności. Projektowanie i skuteczne podanie szczepionki odgrywają zasadniczą rolę, a ich efektywność zależy od odpowiedzi immunologicznej konkretnych gatunków oraz właściwego dawkowania. Opracowywanie i wdrażanie szczepień w akwakulturze wymaga zastosowania odpowiednich, optymalnych metod ich podawania, które muszą być dostosowane do rodzaju technologii szczepionkowej, etapu rozwoju ontogenetycznego organizmów wodnych, specyfiki patogenu, drogi zakażenia oraz czynników ekonomicznych (Tammas i in. 2024).
Typowa szczepionka dla ryb zawiera lub wytwarza substancję, która służy jako antygen. Ten składnik stymuluje wrodzoną i/lub adaptacyjną odpowiedź immunologiczną ryby przeciwko patogenowi/patogenom. Szczepionka jest definiowana jako preparat biologiczny opracowany w celu poprawy odporności na konkretną chorobę lub grupę chorób. Są one uważane za czynniki biologiczne, które wywołują odpowiedź immunologiczną na konkretny antygen uzyskany z chorobotwórczego patogenu zakaźnego (Czochor i Turchick 2014). Zauważyć należy, że rozwój akwakultury przyczynił się do rozpowszechnienia chorób obejmujących kilka patogenów wirusowych i bakteryjnych. Zjawisko to można jednak kontrolować poprzez wprowadzanie stada hodowlanego wolnego od specyficznych patogenów (SPF; z ang. Specific-Pathogen-Free), optymalizację składu paszy, udoskonalenie technik hodowlanych oraz dobrą sanitację (Grisez i Tan 2007). W akwakulturze szczepienie jest ważnym zabiegiem i jest uznawane za skuteczną metodę leczenia, zapobiegającą szerokiej gamie chorób bakteryjnych i wirusowych (Ma i in. 2019). Na przykład w norweskiej hodowli łososia atlantyckiego stosowanie antybiotyków spadło praktycznie do zera, co przyczyniło się do znaczącego wzrostu produkcji (Bostock 2002, Markestad i Grave 1996, Mohamed i Soliman 2013, Rodger 2016). Wiele szczepionek bakteryjnych i wirusowych, zarówno monowalentnych, jak i poliwalentnych, zostało opracowanych i pomyślnie wprowadzonych na rynek (Bostock 2002, Mohamed i Soliman 2013, Evelyn 2002). Ma i in. (2019) oraz Horzinek i in. (1997) podają, że szczepienie stało się jedną z najbardziej opłacalnych, a także zrównoważonych metod zwalczania licznych zakaźnych chorób ryb.