同一株细菌，不同培养基，毒力表达天差地别—水产自疫苗该用哪种？

在水产养殖业中，细菌性病害一直是制约产业可持续发展的关键瓶颈。2022年全球水产养殖产量达到1.309亿吨的历史新高，但高密度养殖、外来物种引进以及气候变化带来的温度波动和水文极端事件，使得细菌感染的风险空前加剧。面对这一挑战，自疫苗，即从特定养殖场或鱼群中分离病原体直接制备的疫苗，成为了当商品疫苗不可用或效果不佳时的重要防控工具。

然而，自疫苗的效力在很大程度上取决于一个长期被忽视的变量：培养条件。同一株细菌在不同培养基中生长时，其表达的毒力因子谱可能存在天壤之别，而疫苗的免疫原性恰恰依赖于这些抗原的呈现。正是基于这一核心问题，2026年1月发表在《Veterinary Research》上的一项研究，以两种水产养殖中最重要的气单胞菌病原体，杀鲑气单胞菌和嗜水气单胞菌为研究对象，系统探究了不同培养条件对毒力基因表达的影响。

研究设计颇具巧思：研究者选择了营养丰富的TSB培养基和营养受限的MH培养基，并分别添加1%的胎牛血清（FBS）以模拟宿主环境，形成了TSB、TSB1、MH、MH1四种培养条件。通过Oxford Nanopore MinION平台进行全长转录组测序，结合DESeq2差异表达分析和主成分分析（PCA），研究旨在回答一个对自疫苗开发具有直接指导意义的问题：究竟哪种培养条件能够最大化地呈现病原体的毒力抗原谱？

研究结果给出了清晰而富有层次的答案。培养条件对转录组谱具有决定性塑造作用。热图分析和PCA均显示，不同培养基条件下的表达谱呈现明显聚类。TSB和TSB1条件下，细菌的整体转录活性显著高于MH和MH1组，大量基因座呈现高表达状态。值得注意的是，TSB与TSB1之间、MH与MH1之间的差异并不显著，说明并非简单地提升表达量，而是与培养基自身特性产生协同效应。

TSB1在诱导经典毒力基因表达方面表现最优。在分析的12个毒力相关基因中，TSB1组呈现出最稳定、最一致的表达模式，下调基因数量最少，多数基因呈中性或上调表达。其中，编码成孔溶血素的关键毒力基因aerA、与II型分泌系统相关的exeC、以及鞭毛III型分泌输出装置蛋白基因fliP均在TSB1条件下获得最高表达。aerA基因的缺失已被证实能显著降低细菌毒力，凸显了其在疫苗抗原设计中的核心价值。

MH条件诱导了互补性的毒力表达谱。尽管MH条件下整体转录活性较低，但部分与运动性、黏附和早期宿主互作相关的基因，如flpI（IVb型菌毛系统）和exeB（T2SS机制），在营养受限条件下反而获得了更高表达。这一发现具有重要的生态学意义：在自然水生环境中，营养匮乏是常态，病原体成功感染宿主往往依赖于其主动寻找并定殖宿主组织的能力。因此，MH条件下诱导的基因恰好覆盖了TSB条件下可能被“忽略”的感染早期环节。

差异表达分析揭示了培养基间的表达鸿沟。MA图分析显示，TSB与MH、TSB1与MH之间的差异最为显著，大量基因在TSB/TSB1条件下显著上调。而在MH与MH1之间几乎未检测到显著差异基因，表明MH条件下的转录程序具有较强的稳定性。对于杀鲑气单胞菌而言，TSB1与MH1的对比中差异基因数量大幅减少，提示血清可能在一定程度上缩小了富营养与贫营养培养基之间的表达差距。

基于以上发现，研究提出了具有直接转化价值的策略建议：TSB1是单条件自疫苗生产的最优选择，能够提供最广泛、最稳定的经典毒力抗原表达。然而，如果条件允许，将TSB1培养的菌体与MH培养的菌体联合制备成双组分疫苗，则可能覆盖更全面的抗原谱，既包含TSB1诱导的入侵期毒力因子，也包含MH诱导的定殖期相关抗原。这种双条件策略有望激发宿主更广泛、更全面的免疫应答。

当然，研究也存在一定局限性，未能通过体内免疫攻毒实验直接验证不同培养条件下制备的菌苗的保护效力。但作为一项以转录组学驱动的策略性研究，它为水产自疫苗的工艺优化提供了清晰的分子层面的理论框架，也为后续的功能验证研究指明了方向。在抗菌药物耐药性日益严峻的今天，这种从培养箱入手优化疫苗的策略，或许正是水产养殖业迈向精准防控的关键一步。

参考文献：Zhao, D., Wojnarowski, K., Cholewińska, P. et al. Transcriptomic insights into cultivation-driven virulence in Aeromonas spp.: a new approach to optimizing autogenous vaccines in aquatic veterinary medicine. Veterinary Research, 57, 16 (2026). https://doi.org/10.1186/s13567-025-01692-9.