上個月，重慶市畜牧科學院（以下簡稱市畜科院）獲得國內首個無菌級（豬）實驗動物生產許可證，這標志著打破國外技術壟斷、擁有自主知識產權的“無菌豬”，將規(guī)范用于實驗動物繁育和特殊病人膳食產品開發(fā)、嬰幼兒奶粉評價、早產兒疾病研究等。

(相關資料圖)

此前，市畜科院成功培育的中國首個全人源抗體小鼠，同樣打破了國外技術壟斷。這種小鼠可替代人類研發(fā)特定的抗體藥物，能應用于腫瘤、免疫性疾病和感染性疾病等臨床治療，為我國全人單克隆抗體藥物的源頭創(chuàng)新帶來新的契機。

這兩項突破“卡脖子”難題的技術，到底是怎樣研發(fā)成功的？又會給我們的生產、生活帶來怎樣的改變？重慶日報記者走進市畜科院一探究竟。

在位于榮昌的市畜科院生物工程研究所，有一群享受“國寶”待遇的豬兒：

1200平方米的無菌“大房子”，只住了300頭豬兒，它們出生時是無菌剖宮產，由“醫(yī)生”接生，吃的食物必須進行高溫、高壓等多種無菌手段消毒，平日的生活和運動由專門人員實行“保姆式”看護……

這些備受呵護的“無菌豬”是研究菌群與疾病，以及生長發(fā)育的一類特殊模式動物，它本身不含任何微生物，可以把研究過程中細菌微生物對實驗的干擾降到最低，可用于醫(yī)學、生物學、畜牧、食品、環(huán)境等諸多領域。

然而，以前“無菌豬”培育的核心關鍵技術只掌握在美國、韓國等少數(shù)國家手中，我國要開展相關研究，只能向國外公司支付高昂的服務費，受制于人。

為此，市畜科院2013年開始建設無菌豬培育基地，開展“無菌豬”培養(yǎng)技術攻關。

突破核心技術

終結國外對“無菌豬”的技術壟斷

“無菌豬”是一種不含任何活的微生物的特殊模型動物，培養(yǎng)的難點在于——為豬仔提供無菌的生長環(huán)境和采用無菌化的培養(yǎng)技術。

2017年下半年，市畜科院生物工程研究所所長葛良鵬和他的團隊成功突破“無菌豬”培育的核心關鍵技術，建立了國內目前唯一的“無菌豬”繁育平臺，在國內首次成功培育“無菌豬”，終結了國外在“無菌豬”技術上長時間的壟斷。

葛良鵬介紹，為確保豬仔在無菌條件下正常生長，團隊研發(fā)了子宮剝離器，采取切除子宮的剖宮產方式，保障豬仔出生時的無菌環(huán)境。經過千百次反復實驗后，他和團隊成員總結出了一個異常珍貴的數(shù)據——從將母豬麻醉開始到取出小豬傳遞到運輸隔離器中，整個過程不能超過八分鐘。

通過技術的不斷優(yōu)化，目前市畜科院培育的“無菌豬”存活率在80％以上，每年可提供300頭“無菌豬”，年培育量創(chuàng)下了世界第一。

全程無菌培養(yǎng)

任何環(huán)節(jié)都不能掉以輕心

花費大量時間和精力培育出來的“無菌豬”，和普通豬到底有啥不同？

“從出生到成長，除了無菌外，培育方法也大不一樣?！备鹆践i介紹。

普通豬出生后，會感染母體所帶的菌群，而為了保障“無菌豬”離開母體的瞬間不被細菌感染，生產時，母豬剖腹點及其周圍，會套上一層透明罩，醫(yī)生在透明罩下對母豬進行手術。豬崽從母豬體內抱出來后，會立即送到無菌隔離室內生長。

在無菌隔離室，這些小豬呼吸的是無菌的空氣，飲用水也是無菌的，食物則經過了高溫、高壓等多種手段消毒。科研人員隨時對“無菌豬”的體貌特征進行觀察，以免它們不小心感染到菌群。只有做好每一個細節(jié)，才能培育出不含任何微生物的“無菌豬”。

“只要任何一個環(huán)節(jié)、任何一個細節(jié)有一點點失誤和瑕疵，都會導致這頭豬夭折，影響整個項目的進展。”葛良鵬說。

“無菌豬”大有用處

可幫助開發(fā)特殊膳食、選擇嬰幼兒奶粉等

那么，在堪稱嚴苛的條件下培育出來的“無菌豬”，到底有何用途？

葛良鵬舉例說，癌癥患者經過化療后，腸道消化系統(tǒng)大多會受到影響，無法很好地吸收營養(yǎng)，而現(xiàn)在，通過把癌癥患者等特定疾病人群的菌群，接種到“無菌豬”體內，可模擬病人消化吸收特點，開發(fā)定制出促進病人康復的特殊膳食產品。

奶粉是嬰幼兒普遍選擇的營養(yǎng)食品，但家長們在選擇時大都會犯難，不知道哪種奶粉寶寶吃了更有利于其生長發(fā)育，而有了“無菌豬”，這樣的難題就迎刃而解了?？蒲腥藛T將嬰幼兒的腸道菌群植入到“無菌豬”體內，通過觀察分析它們吸食奶粉后的生長發(fā)育情況，就能對嬰幼兒奶粉質量體系進行評價。

由于豬和人在消化道、皮膚、心血管系統(tǒng)等方面非常相似，具有其它實驗動物不可替代的優(yōu)越性，因此不光是在特殊病人膳食產品開發(fā)和嬰幼兒奶粉評價上，在兒童疫苗臨床前評估、早產兒疾病研究等方面，“無菌豬”都能發(fā)揮重要作用。同時，“無菌豬”培育技術也對豬的疾病凈化和豬源性生物醫(yī)藥產品的生物安全起到保障作用。目前“無菌豬”研究成果已在醫(yī)學、生物學、畜牧、食品、環(huán)境等領域有廣泛的應用價值。

當前，市畜科院通過“無菌豬”培育與轉化應用平臺，已先后和中科院、中國人民解放軍總醫(yī)院、香港大學、華西二院、四川農業(yè)大學等３０多家單位開展合作。這些單位在進行免疫缺陷豬的飼養(yǎng)、檢測試劑盒開發(fā)、腸道微生物與消化吸收及腸道創(chuàng)傷修復的調控作用等科學研究時，都需要“無菌豬”相關技術的支持。

談及“無菌豬”未來的研究，葛良鵬說：“‘無菌豬’身體里沒有任何微生物，能為科研人員研究微生物與動物健康之間的關系提供獨特的平臺。接下來，我們還要對‘無菌豬’的生理特性進行系統(tǒng)研究，從而加深對微生物－宿主，動物－人類之間相互關系的理解，為畜牧、生物醫(yī)藥等大健康領域的科學研究和產業(yè)發(fā)展提供更多科技支撐?！?/p>

關鍵詞：