萌萌的雪貂,为人类研究流感病毒立了“大功”

2020-12-10 11:01嵇刊吴宇
科学大众 2020年24期
关键词:动物模型流感病毒病毒

文/本刊记者 嵇刊 图/吴宇

小小的眼睛,细长的身体毛茸茸,外表看上去萌萌的……这些看起来呆萌可爱的小家伙可不是谁家养的宠物,而是在抗击新冠肺炎疫情中,为人类筛选抗体和药物而献身的实验动物——雪貂。

这种来自寒带的动物,除了作为宠物饲养,在医学研究领域也有着广泛应用,尤其是在流感病毒研究方面最具价值。走进位于无锡市的珊瑚礁生物科技有限公司,你就能见到这群呆萌可爱的小家伙。

雪貂生性好奇,爱嬉戏

雪貂是研究人流感病毒最佳动物模型

说到用于医学研究的实验动物,大多数人想到的是小白鼠,很多人并不知道,来自寒带的一种动物——雪貂,在医学研究领域也有广泛应用。

雪貂是食肉类动物,视觉和听觉都很灵敏,是喜群居动物,幼小时可群养,长大后可单独饲养或雌雄分开饲养。“雪貂”一词常让人误以为它们是纯白色,其实纯白的雪貂较少见,一般为野生色或白化色。

“因为雪貂对流感病毒十分易感,感染后能表现出与人相似的症状,并且能产生免疫反应,所以雪貂当前被认为是最适合用来研究人流感病毒的小型哺乳动物模型。”无锡珊瑚礁生物科技有限公司董事长陈欣立介绍,科学研究发现,雪貂的呼吸道跟人类的很相似,且感染流感病毒雪貂的临床症状与人类很相似,包括打喷嚏、发烧、流鼻涕等。同时,也有一些研究表明,雪貂也适合研究H5N1禽流感病毒、H7N9禽流感病毒和其他动物流感病毒。

雪貂作为实验动物在20 世纪初才逐渐为人所知。早期雪貂用于传播病毒性疾病的研究,如犬瘟和人类流感。对研究其他一些病毒性疫病,雪貂也提供了独特的、合适的模型,如麻疹、疱疹性口炎。雪貂用于流感病毒感染动物模型最早是在1933 年,目前,美国、英国、韩国等国将雪貂应用于流感病毒研究的技术已成熟,其主要目的包括基础研究、疫苗和抗血清制作、新药开发等。

清华大学在养殖基地设立的实验室

实验用雪貂养殖基地

“我国在这方面尚处于起步阶段,这与我国原本没有雪貂这个物种有一定关系,包括专家、研究人员在内,曾经都对雪貂没什么概念。”陈欣立说,加上那时进口雪貂也较为麻烦,需要具备相关检疫条件,进口过来还需隔离一段时间,所需时间较长。因此,早期国内研究人员能用上实验雪貂做研究是不容易的。

研制新冠疫苗,雪貂立了“大功”

虽然雪貂看起来呆萌可爱,但是要饲养好却不容易。

由于雪貂源自寒带,来到南方后会对环境不适应。因此,饲养员要根据雪貂四季不同的生理周期,对它们的居住环境进行调整。比如,在夏季空调要开到25℃以下,还要模拟寒带的自然环境对光线进行控制,有需要时还要保持室内全暗等。而最为重要的一点,就是用于流感病毒研究的雪貂,体内不能有流感抗体,因此,这些雪貂从第一代开始就住进专门的实验室里,尽可能少与人类接触,就连空气也要过滤。为慎重起见,公司还专门为雪貂建立了流感病毒抗体检测实验室,定期检测它们体内的病毒抗体水平,保证这些雪貂没有流感病毒抗体,才能用于流感病毒实验。

除了研究人类流感病毒,在这次抗击新冠肺炎疫情战役中,雪貂也做出了重要贡献。

“新冠肺炎作为一种新发传染病,要在短时间内就找到一种理想的动物模型很有难度,但可以根据研究的目的来选择合适的动物模型。”山西医科大学实验动物中心实验动物与人类疾病动物模型重点实验室专家王晓堂表示,建立与筛选适用于新冠肺炎研究的动物模型至关重要,比如研究新冠肺炎的致病机理,就可以选择能模拟人类疾病症状和特征的动物模型;如开展药物筛选和疫苗研发,就可以选择在动物模型的组织中,其病毒复制能够达到一定的病毒滴度,且与疾病的严重程度相关的动物模型。

“新冠病毒引发的肺炎属于人体呼吸系统的疾病,与流感病毒引发的疾病原理类似。因此,借鉴既往对SARS 和禽流感的研究经验,应该说雪貂是此次新冠病毒研究较适合的动物模型。”陈欣立说,前段时间,24 只实验用雪貂就曾被从无锡紧急运往哈尔滨,用于开展新冠病毒疫苗的研制及动物感染实验。

国内首张实验用貂生产许可证

“如今,雪貂在国外已成为除猫、狗之外最适合家养的第三类伴侣动物,在西欧、日本等地作为新兴产业已成规模,而此前在国内还没有机构大批量引进雪貂进行养殖。因此,引进雪貂既可以填补国内空白,又是具有发展前景的新农业项目。”2005年开始,陈欣立从丹麦引进雪貂,目前已经在无锡斗山农业生态园区内建立了占地约1.5 万平方米的雪貂繁殖基地。

据了解,2015 年以前,国内并没有实验用貂的相关标准,而想获得实验用貂生产许可证,必须要符合相关标准才行。2012 年,无锡珊瑚礁生物科技有限公司向江苏省实验动物管理办公室提出申请,希望建立实验用貂相关标准,同时参与这一标准的制定。2015年,有关实验用貂的标准终于出炉。据悉,实验用貂的相关标准非常严格,具体可细化为环境及设施,配合饲料,遗传、微生物和寄生虫控制三大方面的标准,想要达到这些标准并非易事。

经过不懈努力,无锡珊瑚礁生物科技有限公司成功申领到了实验用貂生产许可证,这也是全国首张针对雪貂的实验动物生产许可证。陈欣立表示,有了许可证后,实验用貂就可用于药物评估的动物临床实验。

如今,陈欣立的雪貂繁殖基地年产实验用雪貂约2 000 只,已成为亚洲最大的雪貂繁殖基地。在当地检验检疫局的指导下,陈欣立公司养殖的雪貂成功冲破了国外检疫的技术壁垒,销往日本、韩国、泰国、印度尼西亚等国家。

雪貂在医学领域的应用

虽然目前雪貂还未被广泛应用于动物实验,但它对人类健康的贡献无疑是非常重要的。雪貂在早期用于传播性病毒的研究,包括麻疹、疱疹性口炎、犬瘟、人类流感等,目前雪貂已开始应用于病毒学、生殖学、药理学、毒理学等研究。

为何雪貂的应用领域会这么广呢?可以概括为以下几点:

第一,雪貂的肺对缺氧很敏感,一旦缺氧,肺血管会强烈收缩,所以雪貂是研究高血压非常好的实验动物之一。

第二,只有雪貂、人类的幽门和十二指肠的布路纳氏腺不含有酸性黏膜物质,所以雪貂的胃很适合研究人类幽门黏膜分泌物。

第三,雪貂很容易被诱导高血氨,也能承受高血氨,使之成为氨代谢理想的动物模型,对于研究高血氨和Reye’s综合征的关系的价值很大(Reye’s综合征,也叫瑞氏综合征,是一种严重的药物不良反应)。

除此之外,雪貂可用于阐述一些神经疾病的发病机制,如无脑回畸形、高压神经综合征等。同时,雪貂还被用来做绝经后骨质疏松症动物疾病模型。另外,基因编辑证实CRISPR/Cas9介导的基因编辑可以高效生成基因敲除雪貂,预计这项研究将推动调查啮齿类动物和灵长类动物中无法探讨的与人类疾病相关的基因。

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