疫苗研發大戰中“一猴難求”,該提升實驗動物學科地位了
2021年05月14日09:32

原標題:疫苗研發大戰中“一猴難求”,該提升實驗動物學科地位了

受訪者供圖
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編者按

“十四五”規劃和2035年遠景目標綱要提出,全面推進健康中國建設。要實現這一發展目標,生命科學領域的研究必不可少。但在中國科學技術協會生命科學學會聯合體近日舉行的新聞發佈會上,業內專家透露,從科學信息、實驗動物到科學儀器設備和試劑耗材,我國生命科學研究領域目前依賴進口的環節較多。目前我國在生命科學研究領域到底還存在哪些短板?該如何實現該領域的自主創新,讓生命科學研究不再受製於人?本報推出系列報導,關注該領域的發展。

新的烈性疾病不斷出現,完全攻克這類疾病還需要相當長的時間,其中一個最主要的原因,就是缺乏有效的動物模型。有效的動物模型有望讓人類瞭解生命發育過程,構建人口健康和疾病防治的重大基礎理論,破解生命科學領域的應用難題,推動生命科學理論和生物技術的原始創新和革命。——季維智 中國科學院院士、昆明理工大學靈長類轉化醫學研究院院長

在生命科學研究過程中,動物實驗不可或缺。病毒研究、疫苗研發、藥物實驗、疾病模型建立,都離不開動物實驗。而在動物實驗中,實驗動物的選擇是極為重要的一環。

實驗動物,是指經人工培育或人工改造,對其攜帶的微生物實行控制,遺傳背景明確、來源清楚,用於科學實驗、藥品、生物製品的生產和檢定及其它科學實驗的動物。

科技日報記者近日瞭解到,在實驗動物產業方面,調研顯示,我國實驗動物機構多被國外大企業控股,存在動物品系外流和重要動物品系“卡脖子”等多方面問題。

我國目前實驗動物供給能力怎樣?實驗動物產業發展現狀如何?當前困境未來如何破局?針對這些問題,記者採訪了多位業內專家。

保障科學研究的戰略資源之一

目前,常規的實驗動物資源包括實驗動物物種資源、遺傳工程動物資源、人源化動物資源、人類疾病動物資源等四類。

小鼠、大鼠、豚鼠、兔、犬、小型豬、猴以及雪貂、土撥鼠、裸鼴鼠、樹鼩等用於特定研究領域的特種動物,都可成為實驗動物物種資源;遺傳工程動物資源則是用現代的基因修飾、遺傳育種等技術研製或培育的新型遺傳信息改造動物;人源化動物是指聯合免疫缺陷、基因修飾、幹細胞等技術,研製的帶有人的功能性基因、細胞、組織甚至器官的動物;人類疾病動物模型是指在醫藥研究中,採用物理、化學、手術、生物等技術,建立的模擬人類疾病發生發展過程的動物。

中國醫學科學院醫學實驗動物研究所教授秦川曾撰文指出,實驗動物資源是實驗動物學科的核心產出,也是實驗動物學科為生命科學、醫學等相關學科提供支撐的著力點,因此,實驗動物資源是保障科學研究的戰略科技資源之一。

2020年初,新型冠狀病毒開始在全球肆虐。

對這個新的病毒,人類有太多的疑問:病毒入侵人體的受體是什麼,它會帶來怎樣的機體免疫反應,它在人體各組織內如何分佈,它的複製規律、病理髮生過程是怎樣的,它通過哪些途徑傳播……所有這些疑問,是藥物和疫苗研發的基礎問題,都需要通過動物模型去研究。

“新的烈性疾病不斷出現,完全攻克這類疾病還需要相當長的時間。其中一個最主要的原因,就是缺乏有效的動物模型。”中國科學院院士、昆明理工大學靈長類轉化醫學研究院院長季維智說,有效的動物模型有望讓人類瞭解生命發育過程,構建人口健康和疾病防治的重大基礎理論,破解生命科學領域的應用難題,推動生命科學理論和生物技術的原始創新和革命。

資源總量存在嚴重不足

“遇到重大疫情發生,人們最先想到的是尋找動物模型,但由於我國實驗動物短缺,這時會迫切需要進口。”雲南大學省部共建雲南生物資源保護與利用國家重點實驗室研究員張誌剛說,在他的研究領域,特別需要無菌動物模型。但目前,在無菌動物模型開發方面,國內實驗動物除了昆明小鼠,其它實驗動物總體上還很缺乏。

科技日報記者瞭解到,在實驗動物品種總量上,截至2018年,我國的實驗動物物種僅有30餘種,遠落後於日本的100餘種和美國的210種,物種總數不及美國的六分之一。另外,在疾病致病機製研究、傳染病預警研究、靶點藥物研發、藥物和疫苗評價中需要用到的人類疾病動物模型資源方面,我國資源總量也存在嚴重不足。

同時,實驗動物資源存在缺乏統一管理,資源分散保存、共享程度低,以及容易丟失、缺乏標準化等現狀,導致研究人員無法得到所需的實驗動物,實驗批次間的重複率也較差。

“核心技術是買不來的,實驗動物領域也是這樣。珍貴動物品系的缺失,對後續的科學研究、產業發展造成的打擊無異於源頭的‘截流’。”4月19日,在中國科協技術協會生命科學學會聯合體舉行的新聞發佈會上,秦川表示,新冠疫苗研發的快速推進,正是得益於中國實驗動物的進步,但不可迴避這個領域我們仍有很多不足。

整體推動打破製約瓶頸

我國相關科研機構大多重視常規實驗動物的物種培育,近幾年培育了長爪沙鼠、東方田鼠、布氏田鼠等具有特殊醫藥研究用途的實驗動物物種。

據瞭解,科研人員近年還將藏香豬、五指山小型豬、巴馬香豬、西雙版納小型豬和貴州小型豬開發為實驗動物物種,其中五指山小型豬和巴馬香豬已經在國內廣泛使用。

“國內在實驗動物研發這個領域的需求非常大,但集成規模化、類似世界知名傑克遜實驗室那樣的機構還幾乎沒有。”張誌剛說,面向未來,需要從國家衛生、科技和財政等政策層面整體推動,才能解決這一製約我國生命科學發展的瓶頸問題。

“造成上述問題的原因主要有3個方面。”秦川教授曾撰文指出:一是對實驗動物學科的戰略地位認識不足,重視程度不夠,缺乏對學科的明確定位,未能列入國家科技優先發展計劃,導致實驗動物學科發展滯後於生命科學和生物醫藥領域發展;二是缺乏學科發展規劃,學科長期停留在滿足其他學科的資源和技術需求,缺乏學科自身的基礎研究投入,缺乏領軍人才,缺乏對實驗動物和動物模型深入分析和信息深度挖掘;三是科技經費投入少而分散,缺乏資源維持的穩定經費投入,導致資源分散研製、易丟失、共享程度低。

秦川認為,若這些問題得不到解決,將會形成嚴重製約實驗動物學科發展的瓶頸,導致學科處於低水平跟進、模仿狀態,限製基礎研究成果、資源建設和技術創新,進而降低對國家安全、人民健康、經濟發展的科技保障水平。

可喜的是,科技日報記者瞭解到,依託昆明動物研究所目前正在建設“模式動物表型與遺傳研究國家重大科技基礎設施”,“國家非人靈長類實驗動物資源庫”正在加緊建設。

“2.4萬平方米的靈長類研究設施今年8月將竣工驗收;工藝設備預計2022年全部到位調試完成,投入試運行……”中國科學院昆明動物研究所實驗動物中心主任呂龍寶告訴科技日報記者。

此外,作為姊妹項目,中國農業大學主導建設、簡稱為“天蓬工程”的模式動物表型與遺傳研究科技基礎設施(豬設施)項目,也在河北涿州加緊推進。

全國政協委員、中國食品藥品檢定研究院研究員嶽秉飛說:“國家重大科技基礎設施項目特別強調資源共享,這無疑將會極大地促進有關實驗動物科研的創新發展。”

(原題為《疫苗研發大戰中“一猴難求” 該提升實驗動物學科地位了》)

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