(资料图片)
裸鼠
“在动物模型方面,我国已经成功构建新冠肺炎感染的小鼠、猴子等动物模型,为开展药物和疫苗的安全性、有效性评价提供了基础条件。”不久前,国务院联防联控机制新闻发布会上透露。
近日,在钟南山院士指导下,广州医科大学呼吸疾病国家重点实验室赵金存教授研究团队联合广州海关技术中心国家生物安全检测重点实验室(P3实验室)、中国科学院广州生物医药与健康研究院、广东省实验动物监测所成功建立国际首个非转基因新型冠状病毒肺炎小鼠动物模型。同时,在广东省3月12日召开的防控疫情新闻发布会上,广东省科技厅透露广州再生医学与健康广东省实验室已建立新冠病毒受体人源化ACE2小鼠动物模型。
为何构建疾病动物模型?
所谓人类疾病动物模型,是指各种医学科学研究中建立的具有人类疾病模拟表现的动物。
人类疾病动物模型,其实就是人类的替身,是人类的受难者。在科学研究方面,它不可或缺。中国实验动物学会副理事长黄韧说:“疾病动物模型可以重现或揭示事物普遍性,表现特殊性,这是模型在科学上的真正意义。且它可减少实验风险,节约成本。一旦动物模型研发成功以后,可重复、广泛应用,可推广。”
“药物、抗体和疫苗在应用于病人救治和人群免疫之前,都要进行动物体内实验验证,保证安全性和有效性。我们的动物模型提供了这个平台。”赵金存接受媒体采访时表示,建立国际首个非转基因新型冠状病毒肺炎小鼠动物模型,有效缓解了我国新型冠状病毒研究中动物模型缺乏的问题,有利于我国抗病毒药物和保护性中和抗体、疫苗的应急体内验证。
如何挑选动物模型?
黄韧阐释道:“首先疾病动物模型的再现性要好,即能再现所要研究的疾病,表现出的病因、病症、病理至少有一方面与人类疾病相同,否则研究结果就南辕北辙了。其次选择的动物经济合理,具有可操作性,复制率高。最后,疾病的造模方法必须可行。”
他以感染性疾病为例介绍,“像新冠肺炎综合症,必须能被新冠病毒感染致病,最重要的病理特征是呈现肺组织损伤,双肺呈毛玻璃样影像。如果动物模型其他症状都有,但肺部无法表现出影像毛玻璃样和肺组织的病变,对于临床研究是不理想的。”
不同疾病,对动物类型也有选择。动物的生物学特性应该吻合人类特点或者疾病特点。比如生殖类疾病,最佳选择是灵长类动物,如猴子月经周期跟人差不多,28天左右;卵子基本也是一个周期产生一个卵。而人的心脏大小、结构跟猪接近,进行心脏类疾病研究,通常首选猪。
“找到十全十美的疾病动物模型很难,重点是看研究目的:到底是研究病理,还是做药物评价,还是观察临床症状等,在某些方面满足了研究需求,才能够说该疾病动物模型合适。”黄韧说。
“其实符合科研要求的疾病动物模型很多,但理想的很少。”黄韧表示,“我更愿意把裸鼠作为理想的疾病动物模型。”
裸鼠,全身没有毛发,皮肤皱,看起来像萎缩的“老头儿”模样。早在1962年,英国格拉斯医院Grist在非近交的小鼠中偶然发现有个别无毛小鼠。为了寻找原因,科学家经过一代又一代的研究接力。后来证实是由于基因突变造成的并伴有先天性胸腺发育不良,称为裸小鼠。
构建动物模型需要多长时间?
“新病毒不同,周期也不同,这和决定病毒的种类、原有工作基础密切相关。”黄韧说,像流感病毒,频繁出现新的亚型。因为病毒变化不大,每一次都很快做出模型。而艾滋病病毒,从20世纪70年代发现至今,相关领域还一直在努力寻找建立更合适的动物模型。
广州再生医学与健康广东省实验室建立的新冠病毒受体人源化ACE2小鼠动物模型,采用了人源化技术。常规的人源化小鼠制作,需要半年时间拿到小鼠。“从1月31日提出方案,到3月6日人源化小鼠出生,仅用了35天。主要是加入了我们独有的四倍体补偿技术,制作小鼠的效率可达到30%-60%,大幅领先国际上报道的出生率。更重要的一点是,胚胎干细胞技术与四倍体补偿技术相结合后,可以同样快速高效制备其他人源化小鼠模型,对今后突发事件应急攻关具有重要意义。”实验室研究员吴光明介绍道。
对疫苗研发有何帮助?
“疾病动物模型的研究,可形容为‘以小见大’。模型要有规范或实现标准,质量可控,可重复,才能反映疾病的本质。”黄韧说,模型可用来筛选药物,找出治疗疾病的更有效药物,开发出更有效的治疗方法。
赵金存表示,目前国内已开发多个候选疫苗,结合动物模型的成功构建,相信不久会有突破性进展。
(本版图文均据新华网)
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