重庆畜科院首次培育无菌猪成功,打破国外技术垄断
上个月,重庆畜科院(以下简称畜科院)获得全国首张无菌级(猪)实验动物生产许可证。这标志着突破国外技术垄断,创造出具有自主知识产权的“不育猪”。该标准将用于实验动物饲养和特殊患者膳食产品开发、婴儿奶粉评价、早产儿疾病研究等。
此前,市动物科学院培育成功的我国首只全人源抗体小鼠也打破了国外技术垄断。这种小鼠可以替代人类进行特异性抗体药物的研发,可用于肿瘤、免疫疾病、传染病等的临床治疗,为我国全人源单克隆抗体药物的源头创新带来新的机遇。
这两项突破“卡脖子”问题的技术是如何研发成功的呢?它将给我们的生产生活带来哪些变化?重庆日报记者走进市动物科学院一探究竟。
在荣昌市畜科院生物工程研究所,有一群享受“国宝”待遇的猪:
1200平方米的无菌“大房子”里,只住着300头猪。他们是通过无菌剖腹产出生的,并由“医生”接生。他们吃的食物必须经过高温、高压等各种无菌方法消毒。起居、运动都有专人以“保姆式”照顾……
这些受到良好保护的“不育猪”是研究菌群、疾病和生长发育的特殊模型动物。它们本身不含任何微生物,可以最大限度地减少研究过程中细菌微生物对实验的干扰。它们可用于医学、生物、畜牧业、食品、环境等众多领域。
但过去,“不育猪”养殖的核心关键技术仅掌握在美国、韩国等少数国家手中。我国要想开展相关研究,只能向外国公司支付高额服务费,受制于人。
为此,市畜科院于2013年开始建设不育猪繁育基地,开展“不育猪”培育技术研究。
核心技术突破
结束国外对“不育猪”的技术垄断
“无菌猪”是一种不含任何活体微生物的特殊模式动物。其培养的难点在于为仔猪提供无菌的生长环境以及采用无菌培养技术。
2017年下半年,市畜科院生物工程研究所所长葛良鹏及其团队成功突破“不育猪”养殖核心关键技术,建立了国内唯一的“不育猪”养殖平台在中国,国内尚属首次。 “不育猪”的培育成功,结束了国外对“不育猪”技术的长期垄断。
葛良鹏表示,为了保证仔猪在无菌条件下正常生长,团队研发了子宫解剖器,采用剖腹产的方式切除子宫,保证仔猪出生时的无菌环境。经过数千次的重复实验,他和团队成员总结了一份极其珍贵的数据——。从麻醉母猪到取出仔猪转移到运输隔离器上,整个过程不超过八分钟。
通过不断优化技术,市畜科院培育的“不育猪”成活率现已达到80%以上。每年可提供“不育猪”300头,年饲养量创世界新纪录。
全无菌培养
任何方面都不应掉以轻心
花费大量时间和精力培育出来的“不育猪”与普通猪有何不同?
“从出生到成长,除了不育之外,栽培方法也有很大不同。”葛良鹏介绍。
普通猪出生后,会感染母猪携带的细菌。为了确保“不育猪”在离开母体的那一刻不被细菌感染,分娩时剖腹产的母猪身上及其周围都会套上透明的盖子。医生在透明罩下对母猪进行手术。仔猪从母猪体内取出后,立即送往无菌隔离室生长。
在无菌隔离室内,这些仔猪呼吸着无菌空气,饮水是无菌的,食物也经过高温高压等多种手段消毒。科研人员随时观察“不育猪”的身体特征,防止其意外感染细菌。只有做好每一个细节,才能培育出不含任何微生物的“无菌猪”。
“只要任何一个环节或者细节出现一点差错或者瑕疵,就会导致猪死,影响整个项目的进度。”葛良鹏说。
“无菌猪”派上用场
可以帮助制定特殊餐食、选择婴儿奶粉等。
那么,在恶劣条件下培育出来的“不育猪”有什么用呢?
葛良鹏举例说,癌症患者接受化疗后,大部分肠道消化系统都会受到影响,无法很好地吸收营养。现在,通过将癌症患者和其他患有特定疾病的人的菌群接种到“不育猪”中,可以模拟患者的消化吸收特性,开发和定制特殊膳食产品,促进患者康复。
奶粉是婴幼儿普遍选择的营养食品,但家长在选择时却常常犯难。他们不知道哪种奶粉更有利于宝宝的生长发育。有了“不育猪”,这样的问题就迎刃而解了。研究人员将婴幼儿肠道菌群植入“无菌猪”体内,对其吸食奶粉后的生长发育进行观察分析,以评价婴幼儿奶粉的质量体系。
由于猪与人类在消化道、皮肤、心血管系统等方面非常相似,因此比其他实验动物具有不可替代的优势。因此,它们不仅用于特殊患者膳食产品的开发和婴儿奶粉的评价,还用于儿童疫苗的临床前评价。早产儿疾病研究等,“不育猪”都能发挥重要作用。同时,“不育猪”养殖技术也对保证猪病净化和猪源生物医药产品的生物安全发挥着作用。目前,“不育猪”的研究成果在医学、生物、畜牧业、食品、环境等领域具有广泛的应用价值。
目前,市畜科院已通过“不育猪”与中国科学院、中国人民解放军总医院、香港大学、华西第二医院、四川农业大学等30余家单位合作。 ”栽培转化应用平台。这些单位在开展免疫缺陷猪饲养、检测试剂盒研发、肠道微生物与消化吸收调控、肠道伤口修复等科学研究时,都需要“不育猪”相关技术的支持。
谈及“无菌猪”的未来研究,葛良鹏表示:“‘无菌猪’体内没有任何微生物,可以为研究人员研究微生物与动物健康的关系提供独特的平台。下一篇我们还将系统研究“不育猪”的生理特性,加深对微生物-宿主、动物-人类关系的认识,为畜牧业领域的科学研究和产业发展提供更多的科技支撑,生物医药等大健康领域。”