瞭望丨“小白鼠”们何时姓“中”

作者: 象湖信息门户网 时间:2019-10-26 07:15:09 阅读量:3722

8月23日,一个孩子在上海国际科普产品博览会上观看了生物化学科普展览。张宋健/本刊照片

◇模型动物是我国生命健康领域的创新“芯片”,也是“基础设施短板”。没有模型动物,新药的研发就是空中楼阁,当一场重大的动物疫情来袭时,它也无法应对。

◇高端模型动物仍然“卡在脖子上”,其核心技术和应用仍然掌握在西方发达国家手中。

熟悉“老鼠”吗?这是最早的动物模型。

模型动物(Model animal)是科学家选择来揭示具有普遍规律的生命现象的生物物种,如鸡、鸭、猪、小鼠、猴子、果蝇等。没有特定的病原体。

对过去100年诺贝尔生理医学奖的盘点显示,超过60%的科学研究成果是在模型动物身上取得的,这一比例在过去10年中上升到近100%。

武汉大学模型动物研究所所长李洪亮在接受《瞭望》新闻周刊记者采访时说,“如果新的治疗方案和新药要进入临床实践,他们必须首先验证它们在模型动物中的安全性和有效性。没有模型动物,新药的开发将是空中楼阁。”

中国农业科学院哈尔滨兽医研究所研究员陈红燕告诉记者,“为了在基础生物医学研究中发现理论机制和目标,必须使用模型动物。如果没有模型动物和辅助动物实验设施,一旦发生重大动物疫情,我们将无法应对。”

然而,记者的调查发现,模型动物市场基本上被少数欧美国家垄断,中国模型动物的发展仍受他人控制。专家呼吁中国借鉴国内外先进经验,尽快启动模型动物中长期发展规划,加大研发投入,整合生产、教学和研究资源,努力建立和完善高端模型动物体系。

实验动物开始得很晚。

中国的模型动物发展基础薄弱,高端模型动物尤其“卡在脖子上”。

武汉大学动物模型研究所是动物模型研究和开发的领导者。拥有3000多株基因工程小鼠和大鼠,40多种标准化疾病动物模型,160多项国内外发明专利和近60项授权专利。

武汉大学动物模型研究所的前身是1958年成立的湖北医学院动物室,是中国最早的动物模型研究开发机构。从时间的角度来看,中国的实验动物科学比西方国家晚100多年开始。

科技部关于中国实验动物资源的调查报告显示,中国的模型动物资源不到发达国家的十分之一。实验动物只有30种,远远落后于日本的100种和美国的210种。转基因实验动物品系如转基因动物和突变品系的资源也远非美国的资源。

高端动物模型长期以来一直被发达国家“卡住”。陈红燕说,没有特定病原体的鸡蛋是研究、测试和生产疫苗的重要材料。中国的年需求量高达6000万件,但它们的祖先却被美国和欧洲垄断。

人性化动物模型是更接近人类生命系统或疾病模型的动物。为了生命科学的研究,科学家们将用人类细胞或基因来取代和人类相似的基因或细胞。它们是医学研究和临床转化的极其重要的资源。然而,这种动物模型的核心技术和应用仍然掌握在西方发达国家手中。广东实验动物监测研究所研究员李文德表示,完全人源化单克隆抗体小鼠等核心技术和应用已经被西方垄断。

记者了解到,在欧美发达国家,模型动物被视为生命科学创新的战略资源。例如,美国通过制定长期发展计划和持续投入大量资金,形成了完整的实验动物资源体系,开发了200多种实验动物资源和2万多种基因工程小鼠。欧盟建立了欧洲基因工程小鼠种子中心(emma),建立了资源利用联盟,保存了6000多个小鼠品系。

不仅如此,目前全球模型动物市场近80%被查尔斯·里弗公司(Charles River Company)等少数企业占据。一些外国企业也试图入侵中国的动物资源。2013年,一家西方公司收购了北京一家实验动物公司的部分股权。四年后,公司在合资公司的持股高达95%,在北京实验动物产业的市场份额达到60% ~ 70%,在全国实验动物市场的市场份额接近三分之一。

获得性发育不全

高端模型动物的发展“卡在脖子上”,这与出生后期有关,但出生后缺乏发展是主要因素。

首先,模型动物资源配置不合理,产学研结合不足。国家实验动物专家委员会副主任何郑明和中国科学院动物研究所研究员赵建国等接受采访的专家表示,中国大多数主要的动物研究平台都集中在大学和研究所。他们一般依靠国家研究基金的支持,更加重视研究项目,但对市场需求不是很敏感。这限制了研究团队与转化医学和药物筛选行业团队之间的合作。一些科学研究成果仅限于大学和研究所,很难转化为对生物医学产业的技术支持。这使得从事模型动物生产的企业缺乏创意。专家表示,大多数企业生产高端动物模型仍处于模仿和复制阶段。

其次,对基础研究重视不够,支持不足。行业专家向记者透露,中国在培育和保存大型农业实验动物方面投资很少,缺乏对高端模型动物如人源动物模型的研发支持。现有的大部分研发活动主要由分散的科研项目资助,国家一级仍然缺乏稳定的资金保障,实验动物学科也缺乏专项项目。

1961年,美国建立了国家动物疾病研究中心,并为模型动物研究提供了国家资金。正因为如此,该中心已成为生物医学和其他行业的“引擎”,引领着实验动物资源的全球趋势。

第三,缺乏高水平的动物模型训练体系。以非人灵长类为例,它们与人类基因组高度相似,如各种猴子,经常用于高级动物模型培养。不幸的是,我国约95%的非人灵长类动物基地都在私营企业,它们的投资和技术实力相对较弱。他们缺乏科学研究支持,不被纳入国家战略资源管理。他们只能生产廉价的“原材料”出口到欧美国家。欧美国家经常在“二次加工”后抬高“原材料”的价值。

例如,一只普通食蟹猴在中国的价格只有2万元。欧美科研机构通过基因工程“模拟”它后,猴子的价格将达到数百万元。许多受访者呼吁中国努力建立和完善高端动物模型体系。

弯道超车

模型动物加快发展势在必行。

接受李洪亮、何力等人采访的专家认为,国家应加强对模型动物的顶层设计和规划指导,尽快启动模型动物“十四五”计划,为模型动物学科发展设定目标和路线图。

他们还建议尽快开展全国动物模型资源调查,建立全国动物模型资源库和动物模型共享服务平台,为生产、教学和研究的顺利衔接扫清道路。陈红燕、李文德等受访专家认为,相关管理部门应整合各种资源,培育有竞争力的动物模型研究企业,为科研成果转化积累力量。

接受采访的专家建议,模型动物应该学习国际经验,增加研发投资。不仅要根据医药行业规划和现有条件建设国家动物模型资源库(博物馆)和种源基地,还要建立中国科学院、农业科学院、武汉大学等多个国家动物模型重点实验室和国家工程中心,为高端动物模型研发团队提供稳定、长期的支持。

“我们在高端动物模型的研发方面具有落后的优势。”李洪亮说,中国是世界上食蟹猴和恒河猴最大的原产国。我们应该利用这一优势,建立非人灵长类疾病模型的研发和生产基地,实现非人灵长类疾病模型的稳定、快速、大规模生产,实现欧美发达国家的“角落赶超”。

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