致死率100%白尾症可望有解 破解病毒「虾疫苗」现曙光
▲虾子是国际贸易值在水产品中排名第二，仅次于鲑、鳟鱼类。全球虾类养殖产量年约500万公吨，产值达300亿美金，具有非常重要的经济价值。（图／国家同步辐射研究中心，下同）
记者陈凯力／新竹报导国家同步辐射研究中心的陈俊荣副主任与陈乃齐博士等人，利用「同步辐射高强度X光蛋白质结晶学技术」与新颖的「冷冻电子显微镜技术」，历时近五年成功解开「虾白尾症病毒」的精细三维结构与病毒形成过程，成为全球第一个解开此结构的研究团队，研究成果于2月20日荣登「自然（Nature）」的系列期刊「通讯生物（Communications Biology）」。
虾子是国际贸易值在水产品中排名第二，仅次于鲑、鳟鱼类。全球虾类养殖产量年约500万公吨，产值达300亿美金，具有非常重要的经济价值。然而，多年来虾类养殖业持续饱受各类病害的威胁，经常在短时间爆发大规模死亡疫情，其中「白尾症」会导致虾子尾部肌肉白化，在虾苗与幼虾阶段的致死率接近100%，目前尚无有效防治措施。
全球虾类养殖中，白虾产量占80%高居第一，而泰国虾则是台湾虾类养殖业中，经济价值最高的品种之一，该研究针对「南美白对虾（俗称白虾）白尾症病毒」及「淡水长臂大虾（俗称泰国虾）白尾症病毒」进行解析。
陈俊荣表示，病毒的结构相当复杂，因此研究困难度极高。以南美白对虾白尾症病毒为例，外观为直径约35奈米的二十面立方球体，由180个蛋白质所组成，中空球体内带有病毒的基因遗传分子（RNA），以往只能透过传统电子显微镜观察模糊的影像，而无法揭开病毒的细微结构。
▲虾白尾症病毒晶体。
该研究主要使用台湾光子源（Taiwan Photon Source, TPS）的高强度X光蛋白质结晶学技术，再辅以2017年诺贝尔化学奖的冷冻电子显微镜技术，成功观察到组成病毒的650万颗原子，解析度高达0.35奈米（头发直径的亿万分之一）。研究发现病毒表面密布180个蛋白质「突触」，而每个突触就像一把钥匙，可以和虾类细胞膜上的接收器结合，以开启入侵虾类细胞的大门。
陈俊荣指出，了解「钥匙」的细微结构后，就能设计专一性的抗体疫苗，让疫苗先与钥匙结合，如此一来，钥匙就无法插入虾类细胞膜上的「钥匙孔」，即可有效防疫。而传统的研究方法犹如瞎子摸象，只能约略推测病毒结构来研发非专一性疫苗，往往防疫成效不佳，所以目前尚无商业疫苗上市。
陈乃齐表示，培养高品质的病毒晶体，是此研究的关键瓶颈。由于病毒结构复杂且不稳定，想要培养出排列有序的晶体，相当困难的。近五年间，持续尝试在各种不同实验条件下，培育了数百颗晶体，才成功揭开虾白尾症病毒的神秘面纱。
▲传统电子显微镜下虾白尾症病毒的粗略影像。
目前虾类养殖业者多采用良种选育、免疫调节物质与化学药剂消毒等作法，来提升产量与品质。良种选育是一项耗时耗力的巨额投资，且长时间下来会有种质退化的现象，而免疫调节物质与化学药剂则可能会造成食安问题与生态危机。如今，台湾学者领先国际，成功解出虾白尾症病毒的结构，掌握了病毒的生命密码，同时了解感染途径与致病机制，未来可望发展专一性标靶疫苗，掀起养殖业的巨大革命。