科普：一只失去免疫能力的小白鼠

　　什么是“NSI第三代免疫缺陷小鼠”？簡單地說，就是用基因技術(shù)讓一只小白鼠失去免疫系統(tǒng)。這樣一只失去免疫能力的小鼠，可以在諸多科研方面對人類的研究提供幫助。

　　中科院廣州生物院的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中心，就是這些萌萌的無免疫力小白鼠的家。目前，這個(gè)實(shí)驗(yàn)中心已經(jīng)培育出了大約10000只這種小白鼠。

　　由于失去了免疫能力，這些小老鼠很容易生病，對于養(yǎng)殖環(huán)境的要求也很高，都居住在實(shí)驗(yàn)室特殊的沒有特定病原微生物的環(huán)境中。

　　這種小白鼠的科研價(jià)值非常之高。譬如，它們可以為腫瘤患者的精準(zhǔn)治療提供幫助，從醫(yī)院拿樣本放在小鼠體內(nèi)，構(gòu)建動(dòng)物模型和用不同模型評估不同的小分子藥物的抗腫瘤活性；還可以做藥物臨床前評估；此外，更可以根據(jù)科學(xué)實(shí)驗(yàn)的需求，構(gòu)建相應(yīng)的“人源化小鼠模型”，完成實(shí)驗(yàn)、收集數(shù)據(jù)。

　　相信未來還會(huì)有更多的研究方向需要這些“免疫缺陷小鼠”幫忙。

　　研究團(tuán)隊(duì)的肖毅仁博士告訴羊城晚報(bào)記者，“NSI第三代免疫缺陷小鼠”的技術(shù)并非他們首創(chuàng)，美國和日本已經(jīng)掌握了相似的技術(shù)，但是兩國都對中國進(jìn)行了技術(shù)封鎖，于是，研究團(tuán)隊(duì)就在中科院廣州生物院李鵬研究員的帶領(lǐng)下，歷經(jīng)數(shù)年，終于自主研發(fā)出了這一擁有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的“免疫缺陷小鼠”技術(shù)，不僅趕上了國外此類研究的建模進(jìn)度，而且還實(shí)現(xiàn)了技術(shù)上的巨大突破：此前國內(nèi)的這種研究獲取的都是免疫缺陷程度不夠高的小鼠，現(xiàn)在則是可以獲取最高免疫缺陷的小鼠。

　　“相比起國外的技術(shù)，我們的小鼠疾病種植的成功率更加高?！毙げ┦空f。

　　據(jù)記者了解，“免疫缺陷小鼠”的研究團(tuán)隊(duì)共有十幾個(gè)人，這一團(tuán)隊(duì)從2012年開始研究，到2014年才成功培育出第一只基因缺陷小鼠。

　　技術(shù)：找到基因“靶點(diǎn)”然后“敲除”

　　聽起來容易，可是如何改造老鼠的基因，讓它們失去免疫能力？

　　肖博士說，他們目前已經(jīng)掌握了這一將基因“敲除”的技術(shù)。

　　在技術(shù)上來說，要進(jìn)行敲除就要從老鼠的胚胎細(xì)胞時(shí)期開始進(jìn)行。首先將老鼠的胚胎細(xì)胞，用基因編輯技術(shù)去掉免疫基因，用克隆技術(shù)將這個(gè)胚胎細(xì)胞移植入代孕母鼠體內(nèi)，分娩成一只老鼠（克隆鼠），就得到了第一只基因缺陷小鼠，對它進(jìn)行交配繁殖，目前研究團(tuán)隊(duì)已經(jīng)繁殖出了10000只基因缺陷小鼠。

　　“關(guān)鍵是去掉哪個(gè)靶位的基因，找不準(zhǔn)的話，免疫力就不能徹底去除。最難的在于，李鵬研究員是在第二代免疫缺陷小鼠上進(jìn)行基因敲除的，少敲、多敲、錯(cuò)敲，致死率都是非常高的”。肖博士說，這么一件低成功概率的研究，從研究成本上來說花費(fèi)不菲。

　　對基因“敲除”的過程，肖毅仁博士向記者詳解道：“采用一種叫做TALEN的基因編輯技術(shù)，將設(shè)計(jì)好的TALEN注射到受精卵內(nèi)，然后將受精卵移植到代孕母鼠體內(nèi)。受精卵在母鼠體內(nèi)正常發(fā)育成為小鼠。小鼠出生后對小鼠進(jìn)行檢測，如果小鼠目的基因表現(xiàn)出突變和基因功能缺失，同時(shí)表現(xiàn)出小鼠的免疫缺陷，那這只小鼠就是我們需要的基因敲除免疫缺陷小鼠?！?/p>

　　在去掉了免疫基因之后，老鼠也就失去了免疫能力，從而成為“免疫缺陷小鼠”。

　　肖毅仁介紹說，老鼠體內(nèi)的免疫功能主要依賴三類細(xì)胞：T細(xì)胞、B細(xì)胞和NK細(xì)胞，基因改造的目的就是要讓老鼠體內(nèi)的這三種細(xì)胞都缺失，從而徹底失去免疫能力。

　　“我們獲得的第一代和第二代免疫小鼠，只表現(xiàn)出T細(xì)胞和部分B細(xì)胞的缺失，體內(nèi)還有NK細(xì)胞殘留，因此第一代和第二代小鼠還有一定免疫能力。疾病植入的成功率在第一代和第二代免疫小鼠只有30%左右，一些難以移植的疾病就不能在小鼠體內(nèi)成長?！?/p>

　　而第三代小鼠則是完全去掉了T細(xì)胞、B細(xì)胞和NK細(xì)胞，使得疾病植入成功率達(dá)到了60%以上，病人的組織或者細(xì)胞在第三代小鼠體內(nèi)的成長更為容易。

　　萌萌的小白鼠，卻可能成為挽救腫瘤患者的“英雄”！

　　近日，中國科學(xué)院廣州生物醫(yī)藥與健康研究院（以下簡稱“中科院廣州生物院”）的研究團(tuán)隊(duì)向外界公布——一項(xiàng)名為“NSI第三代免疫缺陷小鼠”的技術(shù)問世，名字聽上去拗口，但是其中的技術(shù)含量卻不容忽視。

　　這一技術(shù)的出現(xiàn)，意味著在不久的將來，眾多的腫瘤患者在選擇治療、用藥方案時(shí)，可以擁有一名小白鼠“替身”，提高施治的精確率，降低患者本身的治療時(shí)長和痛苦程度。

　　這項(xiàng)技術(shù)是中國科學(xué)家突破外國的技術(shù)封鎖，完全掌握了自主知識產(chǎn)權(quán)的科研成果。

　　應(yīng)用：“免疫缺陷小鼠”還可幫助藥物研發(fā)

　　在具體的應(yīng)用上，“免疫缺陷小鼠”價(jià)值頗大。據(jù)肖博士介紹，可利用“免疫缺陷小鼠”構(gòu)建腫瘤人源化模型，也就是讓小鼠體內(nèi)長出與腫瘤患者一樣的腫瘤，然后評估各類藥物的療效；還可以利用“免疫缺陷小鼠”構(gòu)建的造血系統(tǒng)、肝臟代謝系統(tǒng)人源化模型評估藥物毒理作用。

　　此外，對于那些從事基礎(chǔ)科研的人員來說，在進(jìn)行研發(fā)新藥時(shí)，用小鼠的實(shí)驗(yàn)來評估藥物對病人的效果。對于企業(yè)公司的用戶，生產(chǎn)不同的藥時(shí)需要做質(zhì)檢，免疫小鼠技術(shù)可以提供體內(nèi)質(zhì)檢的服務(wù)。

　　據(jù)肖博士說，不僅如此，他們目前已經(jīng)掌握的技術(shù)，可復(fù)制患者的腫瘤，還可以復(fù)制患者的免疫系統(tǒng)，在小鼠體內(nèi)營造出與腫瘤患者相同的體內(nèi)環(huán)境，然后進(jìn)行不同療法和用藥的“試錯(cuò)”過程，從而為患者找到最佳的治療方案。

　　肖毅仁告訴記者，對于那些白血病或患有腫瘤的病人來說，在治療過程中往往面對好幾種治療方案，把病人的腫瘤細(xì)胞移植到免疫缺陷小鼠體內(nèi)，等到腫瘤可以批量移植，那么就可以同時(shí)構(gòu)建多只帶有病人腫瘤細(xì)胞的小鼠，最后再給這些小鼠使用不同的藥物。

　　“我們根據(jù)小鼠腫瘤對不同藥物的反應(yīng)就能知道哪種藥物對某一個(gè)病人的腫瘤最有效?！?/p>

　　市場：多家醫(yī)院欲合作此技術(shù)

　　如今，該科研團(tuán)隊(duì)正在跟醫(yī)院等合作開展白血病、肺癌、胃癌、淋巴瘤等腫瘤人源化小鼠模型構(gòu)建和應(yīng)用。

　　據(jù)記者了解，省內(nèi)已經(jīng)有多家大醫(yī)院想要和團(tuán)隊(duì)合作，進(jìn)行臨床研究，采用這一技術(shù)。不過，肖博士告訴記者，目前這種技術(shù)只針對腫瘤這種增生性疾病，感冒發(fā)燒之類的就無法做到復(fù)制。

　　除了對患者有幫助之外，這種經(jīng)過基因改造的小鼠，還能夠在醫(yī)藥企業(yè)研發(fā)新藥方面幫上忙。醫(yī)藥企業(yè)可以在藥物進(jìn)入臨床測試之前用免疫小鼠來檢測藥物的療效，這樣可以極大地降低藥物的臨床評估成本。

　　不過，目前研究免疫缺陷小鼠也存在一些難題：研究院跟醫(yī)院之間還沒有形成緊密的合作關(guān)系，只是從醫(yī)院拿病人的樣本建腫瘤模型、將情況反饋，這一技術(shù)本身尚處于初期，沒有推廣開來。

　　團(tuán)隊(duì)：清一色博士組成“博士團(tuán)”

　　一流的技術(shù)，必然需要一流的人才和團(tuán)隊(duì)才能完成。而這項(xiàng)“免疫缺陷小鼠”的科研團(tuán)隊(duì)，都是清一色的博士，是名副其實(shí)的“博士團(tuán)”。

　　團(tuán)隊(duì)的核心人物是李鵬研究員。在2011年，李鵬博士從英國劍橋Sanger研究所引進(jìn)當(dāng)時(shí)最先進(jìn)的基因敲除技術(shù)，在NOD/SCID小鼠上敲除IL2rg基因，成功構(gòu)建了我國首株第三代免疫缺陷小鼠NSI品系，突破了發(fā)達(dá)國家對我國的技術(shù)封鎖，填補(bǔ)了中國人源化小鼠研究的空白。

　　由李鵬博士主導(dǎo)，包括肖博士、蔣博士、葉博士、魏博士等研究人員在內(nèi)的14人研究團(tuán)隊(duì)，其他團(tuán)隊(duì)成員也是各有各的貢獻(xiàn)，譬如研究團(tuán)隊(duì)的李技術(shù)員建立了NSI品系優(yōu)化和遺傳監(jiān)控系統(tǒng)，解決了免疫缺陷小鼠大規(guī)模繁殖障礙，實(shí)現(xiàn)10000只NSI小鼠的產(chǎn)量突破。

　　據(jù)記者了解，這些被種上“腫瘤”的小白鼠，在完成實(shí)驗(yàn)后，也會(huì)從動(dòng)物福利的角度進(jìn)行處理，但體內(nèi)的腫瘤和器官切片仍然將會(huì)作為樣本進(jìn)行研究。

　　原載于：《羊城晚報(bào)》12月27日A7版 鏈接