[科普中國]-基因編輯豬，能滅絕豬瘟嗎？專家：能讓豬天生具備抗病能力

導語：利用基因編輯可以讓豬獲得天生的抗病能力，但是若需商業(yè)化，仍有較長的監(jiān)管審批之路。非洲豬瘟（African Swine Fever, ASF）在中國的出現(xiàn)和肆虐，讓人們前所未有的感受到了豬疫情的強大危害。面對非洲豬瘟，目前還不存在有效的疫苗或治療方法，一旦發(fā)現(xiàn)疫情只能通過控制移動和撲殺政策來控制疫情。曾經(jīng)在中國存在很長時間的豬瘟（classical swine fever，CSF）的臨床表現(xiàn)與非洲豬瘟極為相似，最近，吉林大學動物科學學院歐陽紅生教授研究組提出了用基因編輯的方法，讓豬天生具備抵抗豬瘟的能力，是一種有潛力完全滅絕豬瘟的方法。歐陽紅生認為，如果讓豬獲得抵抗非洲豬瘟的能力，這種方法也可以借鑒。難以滅絕的豬傳染病豬瘟、非洲豬瘟……很多高傳染性、高致死性豬病不僅會給畜牧業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟損失，有一些一旦流行起來甚至會帶來糧食安全問題。聯(lián)合國糧食與農(nóng)業(yè)組織發(fā)表的相關(guān)報告曾指出，中國擁有世界上近一半的家養(yǎng)豬，一旦非洲豬瘟流行將對貿(mào)易和生豬產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生災難性的影響，甚至會影響全球糧食安全。由于疫苗的研發(fā)，某些傳染性豬病得到一定程度的控制，但由于對野豬群體控制難度大、疫苗具有局限性等因素，很多豬傳染病很難滅絕。比如豬瘟目前已經(jīng)在北美、澳大利亞、歐洲大部分地區(qū)已經(jīng)根除，但它依然是世界動物衛(wèi)生組織所列的法定傳染病之一。2018年，日本就報告了三次豬瘟疫情，這是日本時隔26年再次出現(xiàn)豬瘟疫情。歐陽紅生認為，以豬瘟為例，利用基因編輯繁育抗豬瘟的豬是一種直接且有效的方法，可以將抗豬瘟性狀永久地引入豬群。基因編輯，讓豬天生具備抗病能力吉林大學動物科學學院歐陽紅生教授課題組將RNA干擾（RNAi）技術(shù)與基因編輯技術(shù)CRISPR/Cas9相結(jié)合，成功制備出了抗豬瘟病毒的基因編輯豬，該基因編輯豬不僅能夠有效限制豬瘟病毒在豬體內(nèi)的復制和增殖，而且還可以將抗病能力遺傳給下一代。CRISPR/Cas9基因編輯技術(shù)是一種基因組定點編輯技術(shù)，CRISPR的發(fā)明者之一Jennifer Doudna曾經(jīng)做了一個形象的比喻：它就像word里面的“查找刪除”或者“查找替換”功能，能夠敲除或者插入特定的DNA序列。憑借著成本低廉、操作方便、效率高等優(yōu)點，這項技術(shù)迅速風靡全球的實驗室，成為生物科研的有力幫手。最初，歐陽紅生教授課題組首先在細胞層面進行了研究，對基因編輯豬的三類細胞進行了攻毒試驗后，發(fā)現(xiàn)基因編輯豬的細胞具備很強的抗病毒能力，這讓研究人員看到了基因編輯豬抵抗病毒的希望。研究人員將基因編輯的豬與普通的豬進行了抗豬瘟病毒能力對比實驗。該實驗被設(shè)計在兩個獨立的欄舍中進行，其中，每個房間分別放置了三頭基因編輯豬，三頭普通的豬，以及一頭注射了豬瘟病毒的普通豬，以此來模擬自然狀態(tài)下豬瘟疾病的傳播方式。在病毒攻擊一天后，注射了豬瘟病毒的普通豬出現(xiàn)了食欲不振、嗜睡、嚴重腹瀉和發(fā)燒的癥狀，7天后，兩只注射了豬瘟病毒的豬全部感染死亡。不久之后，未經(jīng)基因編輯的普通豬在感染后10-13天全部死于豬瘟。而在基因編輯豬中，雖然也觀察到了與豬瘟相關(guān)的臨床癥狀，但這些癥狀并不嚴重，并且它們體內(nèi)所含的病毒水平遠低于普通豬，它們一直存活，直到實行了安樂死。研究團隊經(jīng)過實驗還發(fā)現(xiàn)，這種抗病的基因性狀可以穩(wěn)定的遺傳給下一代，這使得將抗病性狀永久性引入豬群成為可能。利用基因編輯技術(shù)不僅能讓豬天生抵抗豬瘟，此前，歐洲科學家也曾利用基因編輯技術(shù)讓豬獲得了抵抗藍耳病的能力。據(jù)悉，藍耳病又稱豬繁殖和呼吸障礙綜合征，是一種嚴重影響經(jīng)濟效益的豬傳染病，僅在歐洲和美國每年因此造成的損失就高達數(shù)億美元。愛丁堡大學的科學家利用基因編輯技術(shù)敲除了CD163基因的一小段DNA序列，當這些基因編輯豬接觸病毒后，所有的基因編輯豬都沒有因此死亡，經(jīng)血液檢查也未發(fā)現(xiàn)感染跡象。也就是說，經(jīng)過基因編輯的豬獲得了天生抵抗藍耳病的能力，并可以穩(wěn)定遺傳給下一代。愛丁堡大學的教授Alan Archibald 認為，基因編輯提供了一個強大的工具，能夠減少畜牧業(yè)的損失，同時也能夠改善動物自身的健康狀況。商業(yè)化仍需時日基因編輯不同于以往的轉(zhuǎn)基因技術(shù)，轉(zhuǎn)基因技術(shù)往往涉及將基因從一個物種轉(zhuǎn)移到另一個物種，相比之下，基因編輯使用精確的分子工具去除小片段DNA或改變部分遺傳片段，加速了原本需要很多代自然發(fā)生的過程，在此過程中并沒有引入外源基因。然而，雖然基因編輯豬抵抗高傳染、高致命豬病已經(jīng)得到科學驗證，但是這距離商業(yè)化還有較長時間。世界主要國家和地區(qū)對基因編輯動物的商業(yè)化都有嚴格的監(jiān)管，2017年，美國FDA的指南指出，動物基因組中，任何一個特定基因組的改變都被認為是一種新藥，雖然基因組的改變與藥物不是一回事，但是對于FDA來說，對動物進行基因編輯與藥物起的作用是相似的，這意味著基因編輯動物將接受與新藥相似的嚴格監(jiān)管流程。在歐洲，2018年歐洲法院發(fā)表聲明，將包括基因編輯在內(nèi)的基因誘變技術(shù)視為轉(zhuǎn)基因技術(shù)，受嚴格的歐盟轉(zhuǎn)基因相關(guān)法律監(jiān)管。在中國，目前基因編輯動物也被嚴格監(jiān)管。這使得具有抗病能力的基因編輯豬若需商業(yè)化，仍有較長的監(jiān)管之路。針對監(jiān)管問題，愛丁堡大學研究人員Christine Tait-Burkard認為，首先，對于轉(zhuǎn)基因豬進入食物鏈的可接受性，需要更廣泛的公眾討論。另外，“我們還需要進行更長期的研究, 以確認這些基因變化不會對動物產(chǎn)生任何不可預見的不利影響。”作者| 李曉慧審稿| 歐陽紅生 吉林大學動物科學學院教授文章由騰訊科學“科普中國頭條創(chuàng)作與推送項目”團隊推出轉(zhuǎn)載請注明來自“科普中國”