[科普中国]-基因编辑猪，能灭绝猪瘟吗？专家：能让猪天生具备抗病能力

导语：利用基因编辑可以让猪获得天生的抗病能力，但是若需商业化，仍有较长的监管审批之路。非洲猪瘟（African Swine Fever, ASF）在中国的出现和肆虐，让人们前所未有的感受到了猪疫情的强大危害。面对非洲猪瘟，目前还不存在有效的疫苗或治疗方法，一旦发现疫情只能通过控制移动和扑杀政策来控制疫情。曾经在中国存在很长时间的猪瘟（classical swine fever，CSF）的临床表现与非洲猪瘟极为相似，最近，吉林大学动物科学学院欧阳红生教授研究组提出了用基因编辑的方法，让猪天生具备抵抗猪瘟的能力，是一种有潜力完全灭绝猪瘟的方法。欧阳红生认为，如果让猪获得抵抗非洲猪瘟的能力，这种方法也可以借鉴。难以灭绝的猪传染病猪瘟、非洲猪瘟……很多高传染性、高致死性猪病不仅会给畜牧业带来巨大的经济损失，有一些一旦流行起来甚至会带来粮食安全问题。联合国粮食与农业组织发表的相关报告曾指出，中国拥有世界上近一半的家养猪，一旦非洲猪瘟流行将对贸易和生猪产业产生灾难性的影响，甚至会影响全球粮食安全。由于疫苗的研发，某些传染性猪病得到一定程度的控制，但由于对野猪群体控制难度大、疫苗具有局限性等因素，很多猪传染病很难灭绝。比如猪瘟目前已经在北美、澳大利亚、欧洲大部分地区已经根除，但它依然是世界动物卫生组织所列的法定传染病之一。2018年，日本就报告了三次猪瘟疫情，这是日本时隔26年再次出现猪瘟疫情。欧阳红生认为，以猪瘟为例，利用基因编辑繁育抗猪瘟的猪是一种直接且有效的方法，可以将抗猪瘟性状永久地引入猪群。基因编辑，让猪天生具备抗病能力吉林大学动物科学学院欧阳红生教授课题组将RNA干扰（RNAi）技术与基因编辑技术CRISPR/Cas9相结合，成功制备出了抗猪瘟病毒的基因编辑猪，该基因编辑猪不仅能够有效限制猪瘟病毒在猪体内的复制和增殖，而且还可以将抗病能力遗传给下一代。CRISPR/Cas9基因编辑技术是一种基因组定点编辑技术，CRISPR的发明者之一Jennifer Doudna曾经做了一个形象的比喻：它就像word里面的“查找删除”或者“查找替换”功能，能够敲除或者插入特定的DNA序列。凭借着成本低廉、操作方便、效率高等优点，这项技术迅速风靡全球的实验室，成为生物科研的有力帮手。最初，欧阳红生教授课题组首先在细胞层面进行了研究，对基因编辑猪的三类细胞进行了攻毒试验后，发现基因编辑猪的细胞具备很强的抗病毒能力，这让研究人员看到了基因编辑猪抵抗病毒的希望。研究人员将基因编辑的猪与普通的猪进行了抗猪瘟病毒能力对比实验。该实验被设计在两个独立的栏舍中进行，其中，每个房间分别放置了三头基因编辑猪，三头普通的猪，以及一头注射了猪瘟病毒的普通猪，以此来模拟自然状态下猪瘟疾病的传播方式。在病毒攻击一天后，注射了猪瘟病毒的普通猪出现了食欲不振、嗜睡、严重腹泻和发烧的症状，7天后，两只注射了猪瘟病毒的猪全部感染死亡。不久之后，未经基因编辑的普通猪在感染后10-13天全部死于猪瘟。而在基因编辑猪中，虽然也观察到了与猪瘟相关的临床症状，但这些症状并不严重，并且它们体内所含的病毒水平远低于普通猪，它们一直存活，直到实行了安乐死。研究团队经过实验还发现，这种抗病的基因性状可以稳定的遗传给下一代，这使得将抗病性状永久性引入猪群成为可能。利用基因编辑技术不仅能让猪天生抵抗猪瘟，此前，欧洲科学家也曾利用基因编辑技术让猪获得了抵抗蓝耳病的能力。据悉，蓝耳病又称猪繁殖和呼吸障碍综合征，是一种严重影响经济效益的猪传染病，仅在欧洲和美国每年因此造成的损失就高达数亿美元。爱丁堡大学的科学家利用基因编辑技术敲除了CD163基因的一小段DNA序列，当这些基因编辑猪接触病毒后，所有的基因编辑猪都没有因此死亡，经血液检查也未发现感染迹象。也就是说，经过基因编辑的猪获得了天生抵抗蓝耳病的能力，并可以稳定遗传给下一代。爱丁堡大学的教授Alan Archibald 认为，基因编辑提供了一个强大的工具，能够减少畜牧业的损失，同时也能够改善动物自身的健康状况。商业化仍需时日基因编辑不同于以往的转基因技术，转基因技术往往涉及将基因从一个物种转移到另一个物种，相比之下，基因编辑使用精确的分子工具去除小片段DNA或改变部分遗传片段，加速了原本需要很多代自然发生的过程，在此过程中并没有引入外源基因。然而，虽然基因编辑猪抵抗高传染、高致命猪病已经得到科学验证，但是这距离商业化还有较长时间。世界主要国家和地区对基因编辑动物的商业化都有严格的监管，2017年，美国FDA的指南指出，动物基因组中，任何一个特定基因组的改变都被认为是一种新药，虽然基因组的改变与药物不是一回事，但是对于FDA来说，对动物进行基因编辑与药物起的作用是相似的，这意味着基因编辑动物将接受与新药相似的严格监管流程。在欧洲，2018年欧洲法院发表声明，将包括基因编辑在内的基因诱变技术视为转基因技术，受严格的欧盟转基因相关法律监管。在中国，目前基因编辑动物也被严格监管。这使得具有抗病能力的基因编辑猪若需商业化，仍有较长的监管之路。针对监管问题，爱丁堡大学研究人员Christine Tait-Burkard认为，首先，对于转基因猪进入食物链的可接受性，需要更广泛的公众讨论。另外，“我们还需要进行更长期的研究, 以确认这些基因变化不会对动物产生任何不可预见的不利影响。”作者| 李晓慧审稿| 欧阳红生 吉林大学动物科学学院教授文章由腾讯科学“科普中国头条创作与推送项目”团队推出转载请注明来自“科普中国”