Ditulis oleh:

Dr. Low Chen Fei

Pensyarah

Institut Biologi Sistem (INBIOSIS),

Universiti Kebangsaan Malaysia (UKM)

(low@ukm.edu.my)

Industri akuakultur merupakan salah satu sektor yang paling pesat berkembang di seluruh dunia, dengan purata peningkatan tahunan lebih dari 5% dalam pengeluaran hasil ternakan haiwan akuatik. Jumlah pengeluaran industri akuakultur global pernah mencatatkan lebih dari 82 juta tan metrik, yang bernilai lebih dari 250 bilion USD. Industri ini memainkan peranan yang penting dalam memastikan keselamatan dan kecukupan makanan, terutamanya dalam era peningkatan populasi manusia yang pesat. Akuakultur bukan sahaja membekalkan protein haiwan berkualiti tinggi yang penting untuk pemakanan manusia, tetapi juga menyumbang secara signifikan kepada ekonomi serantau. Di Asia Tenggara, industri akuakultur menjadi salah satu sumber ekonomi yang penting kerana kebanyakan negara di rantau ini mempunyai persisiran pantai yang panjang, menjadikanya lokasi yang ideal untuk aktiviti penternakan ikan dan haiwan akuatik marin yang lain, seperti udang, tiram, rumpai laut, dan lain-lain. Di Malaysia, akuakultur telah menjadi sektor penting dalam strategi pembangunan ekonomi negara. Dengan persisiran pantai sepanjang lebih dari 4,800 kilometer serta jaringan sungai yang meluas, Malaysia berpotensi tinggi dalam mengembangkan industri akuakultur marin dan air tawar.

Namun, penternakan ikan secara intensif, iaitu pada kepadatan ikan yang tinggi dalam kawasan yang terhad untuk meningkatkan hasil pengeluaran dan keuntungan, telah menyebabkan peningkatan risiko wabak penyakit berjangkit. Penularan wabak telah memberi kesan buruk terhadap kesihatan ikan, dan memberi cabaran yang besar kepada pertumbuhan industri ini. Wabak penyakit ini seringkali mengakibatkan kematian ikan secara besar-besaran, menjejaskan kualiti dan kuantiti hasil ternakan. Wabak penyakit yang berpunca dari jangkitan virus, bakteria, dan parasit mudah merebak dalam persekitaran air yang tertutup seperti di ladang akuakultur. Oleh itu, penternakan ikan secara intensif memerlukan pengawasan dan pengurusan yang teliti bagi memastikan kesihatan serta produktiviti ikan terjamin, di samping mengekalkan kelestarian alam sekitar. Langkah-langkah pengurusan alam sekitar yang lebih baik perlu diambil untuk mengelakkan pencemaran, terutamanya dalam persekitaran akuatik. Sebagai contoh, pengeluaran sisa organik yang berlebihan daripada aktiviti penternakan ikan secara intensif boleh menyebabkan peningkatan nutrien seperti nitrogen dan fosforus dalam air, seterusnya mencetuskan fenomena eutrofikasi, di mana alga tumbuh secara mendadak. Sesetengah spesis alga ini boleh menghasilkan toksin yang mencemari air dan memudaratkan hidupan dalam air dan manusia.

Penggunaan antibiotik secara berleluasa dan tanpa kawalan dalam industri akuakultur untuk menangani penyakit ikan telah menjadi ancaman serius, kerana amalan ini menyumbang kepada kemunculan rintangan antibiotik. Fenomena rintangan antibiotik ini berlaku apabila bakteria yang terdedah kepada antibiotik membangunkan mekanisme untuk bertahan dan menjadi kebal terhadap rawatan antibiotik tersebut, seterusnya mengurangkan keberkesanan rawatan dan pencegahan penyakit ikan. Kejadian rintangan antibiotik ini juga boleh menular ke manusia dan haiwan lain melalui rantaian makanan, menimbulkan risiko kesihatan awam yang lebih besar. Rawatan menggunakan antibiotik merupakan pendekatan reaktif yang hanya diambil selepas berlakunya jangkitan penyakit. Seperti yang sering dikatakan, “mencegah lebih baik daripada merawat”, vaksinasi boleh diambil sebagai langkah pencegahan untuk mengelakkan berlakunya wabak jangkitan penyakit dalam industri penternakan ikan.

Vaksinasi telah diketahui berkesan dan efisien dalam kawalan dan pengurusan penyakit berjangkit. Namun begitu, penggunaan vaksin dalam industri akuakultur melalui suntikan memerlukan tenaga kerja yang tinggi, dan proses suntikan vaksin ini juga boleh menyebabkan tekanan kepada ikan, serta mengakibatkan kesan negatif seperti kecederaan fizikal. Ini menjadikan pendekatan suntikan vaksin kurang praktikal untuk skala penternakan ikan yang besar yang melibatkan beribu-ribu hingga jutaan ekor ikan. Oleh itu, pembangunan vaksin untuk industri penternakan ikan cenderung kepada kaedah yang kurang invasif yang lebih mesra ikan, seperti vaksinasi melalui rendaman atau makanan. Pendekatan ini juga mengurangkan keperluan tenaga kerja yang tinggi.

Dalam konteks ini, pendekatan moden seperti vaksinology songsang (reverse vaccinology) dan teknologi nano telah diperkenalkan dalam pembangunan vaksin untuk industri akuakultur, terutamanya dalam penternakan ikan. Vaksinologi songsang mengaplikasikan alat bioinformatik dan analisis data raya genomik patogen (virus, bakteria, parasit dan lain-lain) untuk mengenal pasti calon antigen atau vaksin yang berpotensi tanpa perlu mengkultur patogen tersebut di makmal. Kaedah ini membolehkan penghasilan vaksin yang lebih spesifik dan mampu merangsang tindak balas imun yang lebih kuat dan efektif dalam ikan. Pendekatan imunoinformatik ini yang menggabungkan teknologi pengkomputeran biologi telah mempercepatkan proses saringan antigen atau vaksin secara signifikan. Dengan perkembangan teknologi biologi sintetik, antigen atau vaksin yang telah dikenal pasti boleh dihasilkan dengan lebih pantas melalui proses sintesis DNA dan protein secara terkawal menggunakan mikroorganisma sebagai perumah. Teknologi biologi sintetik juga membuka peluang untuk mereka bentuk vaksin multi-valen, iaitu vaksin yang mampu menyasarkan lebih daripada satu spesies patogen dalam satu formulasi, justeru memberikan perlindungan yang luas terhadap pelbagai patogen dalam satu dos vaksin yang komprehensif. Vaksin multi-valen ini penting dalam industri akuakultur, di mana ikan sering terdedah kepada pelbagai jenis penyakit berjangkit yang disebabkan oleh pelbagai patogen.

Integrasi teknologi nano dalam pembangunan vaksin telah menawarkan pendekatan baru yang lebih canggih dan berkesan dalam penghantaran vaksin. Zarah bersaiz nanometer digunakan sebagai pembawa (carrier) untuk antigen atau komponen vaksin, di mana bahan nano ini digabungkan dengan antigen atau vaksin bagi memastikan penghantaran yang tepat ke sasaran dalam badan ikan. Selain itu, bahan nano yang digunakan ini juga memainkan peranan yang penting dalam meningkatkan kestabilan vaksin, supaya lebih tahan lama dan kurang kerosakan komponen vaksin akibat terdedah kepada persekitaran yang ekstrem. Sebagai contoh, dalam vaksin yang diberikan secara oral, bahan nano boleh berfungsi untuk melindungi komponen vaksin daripada diuraikan atau dirosakkan oleh enzim dan pH rendah yang bersifat asidik dalam perut ikan. Ini dapat memastikan vaksin yang akan diserap dalam usus ikan masih aktif dan berfungsi. Tambahan pula, bahan nano juga boleh direka bentuk untuk pelepasan vaksin secara berperingkat atau beransur-ansur (slow release), memastikan tindak balas imun yang berterusan dan konsisten, untuk mengurangkan keperluan dos tambahan.

Kesimpulannya, vaksinasi merupakan satu strategi pencegahan yang lebih baik dalam pengawalan dan pengurusan penyakit berjangkit dalam industri akuakultur, seterusnya dapat mengurangkan kebergantungan kepada antibiotik serta menurunkan risiko kemunculan dan penyebaran rintangan antibiotik. Pendekatan ini adalah selaras dengan prinsip One Health yang diketengahkan oleh Pertubuhan Kesihatan Sedunia (World Health Organization, WHO), yang menekankan hubung kait rapat antara kesihatan manusia, haiwan, dan persekitaran. Gabungan inovasi dalam teknologi vaksin dengan prinsip One Health ternyata penting bagi mencapai kelestarian industri akuakultur, kesihatan haiwan dan manusia, serta pemeliharaan persekitaran dan keseimbangan ekosistem.