編者：資源增量是實(shí)驗(yàn)動(dòng)物科技發(fā)展的核心任務(wù)，是實(shí)驗(yàn)動(dòng)物對(duì)生命科學(xué)研究提供支撐和服務(wù)的基礎(chǔ)和保障。自上世紀(jì)80 年代以來(lái)，我國(guó)老一輩實(shí)驗(yàn)動(dòng)物科學(xué)家苦心孤詣，在實(shí)驗(yàn)動(dòng)物資源研發(fā)工作中取得了多項(xiàng)開(kāi)創(chuàng)新成果。
1988 年《實(shí)驗(yàn)動(dòng)物管理?xiàng)l例》發(fā)布實(shí)施，在實(shí)驗(yàn)動(dòng)物工作規(guī)范化、法制化管理，保障實(shí)驗(yàn)動(dòng)物和動(dòng)物實(shí)驗(yàn)的質(zhì)量，推動(dòng)我國(guó)科技發(fā)展和民生保障等方面發(fā)揮了重要作用。特別是在實(shí)驗(yàn)動(dòng)物資源標(biāo)準(zhǔn)化、新品種/品系開(kāi)發(fā)和動(dòng)物模型創(chuàng)制方面，取得了令人矚目的成果。
為此，借“科技資訊”之窗，陸續(xù)推出我國(guó)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物專(zhuān)家在此領(lǐng)域所作的工作及取得的應(yīng)用成果。
非人靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物模型與人類(lèi)重大疾病研究進(jìn)展
世界首個(gè)體細(xì)胞克隆猴和中國(guó)第一例轉(zhuǎn)基因猴子的誕生,使得我國(guó)成為世界上少數(shù)可以開(kāi)展人類(lèi)重大疾病的非人靈長(zhǎng)類(lèi)轉(zhuǎn)基因動(dòng)物模型的國(guó)家，將我國(guó)的非人靈長(zhǎng)類(lèi)基因編輯與基因工程提升到領(lǐng)先水平，推動(dòng)我國(guó)率先發(fā)展出基于非人靈長(zhǎng)類(lèi)疾病動(dòng)物模型的全新醫(yī)藥研發(fā)產(chǎn)業(yè)鏈，加速針對(duì)阿爾茨海默病、自閉癥等腦疾病以及免疫缺陷、腫瘤、代謝性疾病的新藥研發(fā)進(jìn)程,為人類(lèi)社會(huì)重大疾病的研究帶來(lái)前所未有的光明前景。
據(jù)調(diào)查顯示, 全世界每年用于科研的非人靈長(zhǎng)類(lèi)在10～20 萬(wàn)頭之間,其中美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家非人靈長(zhǎng)類(lèi)的使用量最多，國(guó)際上很早就對(duì)非人靈長(zhǎng)類(lèi)很重視。但由于動(dòng)物資源稀缺、動(dòng)物保護(hù)主義反對(duì)等多種原因，進(jìn)展緩慢。除此之外，獼猴在美國(guó)的的購(gòu)買(mǎi)和飼養(yǎng)成本是中國(guó)的4-6 倍也使歐美非人靈長(zhǎng)類(lèi)的研究雪上加霜。據(jù)統(tǒng)計(jì)2008-2011 年間，歐洲非人靈類(lèi)研究下降28%。2015 年5 月，美國(guó)哈佛醫(yī)學(xué)院關(guān)閉了它的靈長(zhǎng)類(lèi)中心。
相反，我國(guó)是野生非人靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物分布較為豐富的國(guó)家，約占世界野生靈長(zhǎng)類(lèi)物種的10%。近年來(lái)，隨著生命科學(xué)研究以及轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)研究的快速發(fā)展，靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物飼養(yǎng)繁殖也有快速增長(zhǎng)之勢(shì)，僅云南、廣東、廣西和蘇州等地的養(yǎng)殖場(chǎng)就達(dá)到20 余個(gè)，人工養(yǎng)殖存欄數(shù)達(dá)到30 余萬(wàn)只。國(guó)家對(duì)非人靈長(zhǎng)類(lèi)在相關(guān)疾病中的研究意義也十分重視，國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)醫(yī)學(xué)科學(xué)部在充分調(diào)研的基礎(chǔ)上, 從2011 年起開(kāi)始資助“疾病動(dòng)物模型”的研究。排在前3 位的分別是各類(lèi)腫瘤動(dòng)物模型, 各類(lèi)神經(jīng)、精神系統(tǒng)疾病, 感染與免疫相關(guān)疾病。
建模策略以基因修飾類(lèi)動(dòng)物模型為主, 自發(fā)性疾病動(dòng)物模型、環(huán)境誘導(dǎo)、物理因素以及幾種策略的組合也有涉及。2016 年，國(guó)家又批準(zhǔn)了非人靈長(zhǎng)類(lèi)科學(xué)裝置，將在昆明建立一個(gè)管理規(guī)范、設(shè)備先進(jìn)、集靈長(zhǎng)類(lèi)模式動(dòng)物培育、表型與遺傳分析研究于一體的，規(guī)模化、標(biāo)準(zhǔn)化、自動(dòng)化的大型研究設(shè)施。
結(jié)合國(guó)家戰(zhàn)略布需求，我國(guó)非人靈長(zhǎng)類(lèi)研究形成了特色鮮明、局部國(guó)際領(lǐng)先的良好局面，在靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物模型研究上取得了領(lǐng)先的成果，尤其在靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物神經(jīng)系統(tǒng)疾病、感染性疾病、腫瘤等疾病，建立了人類(lèi)重大疾病的動(dòng)物模型，開(kāi)展疾病機(jī)理解析，發(fā)現(xiàn)鑒定疾病診斷和治療標(biāo)志物以及新的治療靶點(diǎn)，研發(fā)疾病治療藥物和方法，為改善我國(guó)人口健康和生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)發(fā)展做出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。其中關(guān)于靈長(zhǎng)類(lèi)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物模型與人類(lèi)疾病的研究得到了國(guó)際著名雜志Nature 和Cell 等的專(zhuān)題報(bào)道。本文就國(guó)內(nèi)外非人靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物模型在人類(lèi)重大疾病中的研究進(jìn)展進(jìn)行概述。
一、動(dòng)物模型的最佳策略
隨著基因組學(xué)、表觀基因組學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)和代謝組學(xué)等研究的迅猛發(fā)展，各種動(dòng)物在生物醫(yī)學(xué)研究領(lǐng)域中的地位正經(jīng)歷著劇變，研究者已經(jīng)逐漸清楚認(rèn)識(shí)利用不同動(dòng)物模型回答人體各種重大生物問(wèn)題和疾病機(jī)理的優(yōu)缺點(diǎn)。人類(lèi)的生命系統(tǒng)尤其是大腦已經(jīng)演化成自然界最復(fù)雜的系統(tǒng)。然而，生命現(xiàn)象在分子細(xì)胞層次上卻仍然遵循著相似或相同的最基本規(guī)律。因此如果想回答各種分子細(xì)胞機(jī)理是否在整體水平上表現(xiàn)類(lèi)似于人類(lèi)的生物學(xué)問(wèn)題以及疾病特征和過(guò)程，則必須依賴(lài)高等動(dòng)物。但任何實(shí)驗(yàn)動(dòng)物都不可能與人完全一樣。因此，從動(dòng)物實(shí)驗(yàn)結(jié)果外推到人的可信度（臨床預(yù)見(jiàn)性）在某種程度上要取決于實(shí)驗(yàn)動(dòng)物與人的相似度，即“類(lèi)人性”。研究報(bào)告顯示，在嚙齒類(lèi)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)有效的藥物最終僅有5%左右能用于臨床，主要原因在于嚙齒類(lèi)動(dòng)物與人在遺傳，生理生化及代謝等方面差異都很大。
非人靈長(zhǎng)類(lèi)（Non-human primates，NHPs）是動(dòng)物界最高等的類(lèi)群，具有動(dòng)物界中最發(fā)達(dá)的大腦，它們除了有很高的智力和復(fù)雜的社會(huì)行為外。在運(yùn)動(dòng)方面，具有高度靈活的精巧的手指抓握功能。在感覺(jué)方面，在其它哺乳動(dòng)物嚴(yán)重依靠嗅覺(jué)、觸覺(jué)時(shí)，靈長(zhǎng)類(lèi)發(fā)展出了高級(jí)視覺(jué)系統(tǒng)，是少數(shù)具有三色視覺(jué)（能看到3 種顏色）的物種。由于其與人類(lèi)遺傳和生理上的高度相似性，它們是很重要的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物。針對(duì)一些人類(lèi)重大疾病，目前仍然只能利用NHPs 建立動(dòng)物模型, 這些疾病包括艾滋病、老年癡呆癥等。其原因是一方面艾滋病、老年癡呆癥的猴模型能更好地模擬人類(lèi)疾??；另一方面用其他動(dòng)物很難建立此模型, 例如 HIV 僅感染部分靈長(zhǎng)類(lèi)和人類(lèi)。目前科研中使用的NHPs 包括新世界猴和舊世界猴，新世界猴主要是是絨猴,還有少量的絹毛猴和松鼠猴，其特點(diǎn)是對(duì)結(jié)核病有抵抗力,不易攜帶 B 病毒；舊世界猴主要是獼猴屬中的獼猴、食蟹猴、蠻猴和紅面猴，其特點(diǎn)是對(duì)結(jié)核桿菌敏感 ,較易攜帶 B 病毒。舊世界猴是科研工作中使用量最多的，其中以獼猴、食蟹猴為主，獼猴的基因序列與人有93%相同，與之相對(duì)，鼠是84%。因此，相比其他實(shí)驗(yàn)動(dòng)物，非人靈長(zhǎng)類(lèi)是極佳的研究人類(lèi)疾病機(jī)理和治療方法的模型動(dòng)物。另外，國(guó)內(nèi)外大量研究表明，在生物醫(yī)學(xué)研究中，NHPs 用于人類(lèi)重大疾病的研究占到了動(dòng)物總數(shù)的一半，對(duì)于我們找到治療癌癥、艾滋病、老年癡呆癥以及數(shù)十種導(dǎo)致人類(lèi)痛苦和死亡的疾病至關(guān)重要，拯救或改善了數(shù)百萬(wàn)人的生命。
二、人類(lèi)重大疾病靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物模型研究進(jìn)展
1.非人靈長(zhǎng)類(lèi)腦疾病動(dòng)物模型
NHPs 由于其神經(jīng)生物學(xué)特性與人類(lèi)非常相似，而且NHPs 經(jīng)過(guò)訓(xùn)練，可用以完成特定的與記憶有關(guān)的任務(wù)，用于評(píng)價(jià)認(rèn)知能力、情緒行為等的變化，是研究腦疾病最理想的動(dòng)物模型。恒河猴是目前該病研究中使用最廣泛的非人靈長(zhǎng)類(lèi)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物, 另外松鼠猴、猩猩、黑猩猩和狐猴等也是研究老年癡呆癥比較理想的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物。本文主要以NHPs 阿茨海默病模型應(yīng)用為例, 說(shuō)明其在研究腦疾病方面的重要作用。
1.1 阿茨海默病模型
阿爾茨海默?。ˋlzheimer's disease，AD）通常也被稱(chēng)為老年癡呆癥，是發(fā)生在老年前期與老年期的一種退行性腦病，主要表現(xiàn)為認(rèn)知和記憶功能逐漸喪失，是最為常見(jiàn)的一種癡呆類(lèi)型。年齡增加是老年癡呆的重要風(fēng)險(xiǎn)因素。但是隨著年齡變化的因素很多，到底是什么因素起了主要作用呢？甲醇是腦內(nèi)的一種正常代謝產(chǎn)物，它在腦內(nèi)的濃度隨著年齡的而增加。因此，甲醛有可能是老年癡呆癥一種自然誘導(dǎo)因子。國(guó)內(nèi)胡新天課題組通過(guò)采用口服甲醇（其代謝產(chǎn)物為甲醛）的方式分別建立了恒河猴的 AD 模型。通過(guò)行為學(xué)、免疫組化檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，該 AD 模型同時(shí)具有 Tau 蛋白過(guò)度磷酸化（神經(jīng)纖維纏結(jié)的前體）、淀粉樣蛋白沉淀（老年斑）和記憶損傷三個(gè)核心癥狀，類(lèi)似于人類(lèi) AD 臨床特征，揭示甲醛在老年癡呆癥發(fā)生和發(fā)展過(guò)程中扮演著重要角色。為老年癡呆癥的防治提供了新的視角和手段，也是國(guó)內(nèi)第一個(gè)具有所有老年癡呆癥核心癥狀的獼猴模型。
1.2 其它腦疾病模型
目前常用的腦疾病模型可分為自發(fā)模型、轉(zhuǎn)基因模型和誘發(fā)模型3 類(lèi)。但目前國(guó)內(nèi)外尚無(wú)公認(rèn)的自發(fā)腦疾病模型。其它如抑郁癥模型；通過(guò)腦室內(nèi)直接注射MPP+以及利用慢病毒轉(zhuǎn)基因方法構(gòu)建新型非人靈長(zhǎng)類(lèi)帕金森模型；利用CRISPR/Cas9 基因編輯方法構(gòu)建的攜帶人類(lèi)自閉癥基因MECP2 的轉(zhuǎn)基因獼猴等轉(zhuǎn)基因腦部模型的研究成功，也進(jìn)一步擴(kuò)大了我國(guó)轉(zhuǎn)基因非人靈長(zhǎng)類(lèi)轉(zhuǎn)基因動(dòng)物模型在世界的領(lǐng)先地位。
2.非人靈長(zhǎng)類(lèi)感染性疾病模型
人類(lèi)傳染性疾病可由病毒、細(xì)菌和寄生蟲(chóng)等病原引起。非人靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物可被用作嚴(yán)重急性呼吸系統(tǒng)綜合征(SARS)病毒和登革熱病毒感染的病毒學(xué)、血清學(xué)和臨床免疫應(yīng)答研究,也可被用作病毒性腹瀉、流感、皰疹病、病毒性肝炎和艾滋病(AIDS)的動(dòng)物模型。獼猴不僅是球菌性肺炎、野兔熱、鏈球菌病、葡萄球菌病、立克次體病、鼠傷寒沙門(mén)菌病等細(xì)性疾病的理想動(dòng)物模型,也是弓形體病、阿米巴腦膜炎、瘧疾、絲蟲(chóng)病等寄生蟲(chóng)病的理想動(dòng)物模型。本文以NHPs 艾滋病模型的應(yīng)用為例進(jìn)行闡述，說(shuō)明在人類(lèi)感染性疾病研究中的重要性。
2.1 艾滋病毒(HIV-1)動(dòng)物模型
長(zhǎng)期以來(lái)，缺乏直接感染 HIV 的合適動(dòng)物模型是嚴(yán)重制約艾滋病研究取得重大突破的關(guān)鍵瓶頸之一。根據(jù)不同的免疫缺陷病毒感染不同的靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物,可將這一模型分為不同的種類(lèi)，其中HIV/黑猩猩模型、SIV/獼猴模型和SHIV/獼猴模型是目前應(yīng)用最為廣泛的模型。但SIV 及 SHIV 病毒與HIV-1 基因同源性差異較大，不能真實(shí)模擬臨床上HIV-1 感染后免疫反應(yīng)情況，藥物和疫苗評(píng)價(jià)與臨床效果的一致性也較差。因此，建立直接感染HIV-1 的靈長(zhǎng)類(lèi)艾滋病動(dòng)物模型，對(duì)艾滋病發(fā)病機(jī)制研究、藥物和疫苗研發(fā)具有重要意義。 HIV-1 因宿主特定的制約因素，除人類(lèi)外，只能直接感染黑猩猩、長(zhǎng)臂猿等少數(shù)非人靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物。非人靈長(zhǎng)類(lèi)免疫缺陷動(dòng)物模型都是以靜脈接種方式建立。1985-1987 年美國(guó)耶基斯中心用HIV-1 三個(gè)亞型在連續(xù)三年內(nèi)分別接種同一黑猩猩，1998 年檢測(cè)到黑猩猩體內(nèi)血小板和淋巴細(xì)胞減少，外周血中可分離出HIV-1 病毒，免疫系統(tǒng)表現(xiàn)出相應(yīng)的抗病毒反應(yīng)；1993 發(fā)現(xiàn)黑猩猩體內(nèi)血小板和ＣD4+淋巴細(xì)胞進(jìn)一步減少，血漿中的病毒載量增加,最終發(fā)展為AIDS。但研制的疫苗在黑猩猩與人體內(nèi)高度不一致。國(guó)外學(xué)者Agy,Kent,Bosch 用HIV-1 感染平頂猴,均能在平頂猴體內(nèi)檢測(cè)到病毒基因和抗體，但都缺乏ＡIDS 臨床癥狀。平頂猴在感染HIV-1 或其亞型后，推測(cè)可能與其個(gè)體間細(xì)胞的相互作用及免疫遺傳背景差異有關(guān)。國(guó)內(nèi)鄭永唐課題組首用 HIV-1 病毒標(biāo)準(zhǔn)株HIV-1NL4.3 感染北平頂猴，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明HIV-1 可在北平頂猴體內(nèi)呈低水平持續(xù)性復(fù)制和形成潛伏感染，首次創(chuàng)建了HIV-1 感染北平頂猴艾滋病模型。提示HIV-1 感染北平頂猴可能是一種較好的潛伏感染動(dòng)物模型。
另外一個(gè)難題是在 HIV 整個(gè)感染過(guò)程中，縱向研究老年艾滋病發(fā)病機(jī)制，難于找出合適的動(dòng)物模型?？紤]到人口老齡化的趨勢(shì)，對(duì)老年艾滋病的研究迫在眉睫。然而至今尚無(wú)老年AIDS 動(dòng)物模型的研究報(bào)道。國(guó)內(nèi)實(shí)驗(yàn)室鄭永唐課題組使用 SIVmac239 病毒感染老年中國(guó)獼猴首次建立了老年 AIDS 動(dòng)物模型，發(fā)現(xiàn)免疫衰老在老年艾滋病的發(fā)展過(guò)程中起到關(guān)鍵作用。也提示 SIV 感染老年中國(guó)恒河猴是研究老年 AIDS 發(fā)病機(jī)制的良好動(dòng)物模型，老年艾滋病的治療手段應(yīng)注重逆轉(zhuǎn)免疫衰老和控制異常的免疫反應(yīng)。
2.2 其它感染性疾病動(dòng)物模型
另外，如肺結(jié)核、流感病毒、肝炎病毒、腸道病毒等NHPs 模型也成為研究熱點(diǎn)。NHPs 具有與人相類(lèi)似的生理特征，對(duì)結(jié)核分枝桿菌易感，能通過(guò)與人相似的感染途徑、感染方式和感染劑量等，發(fā)展成類(lèi)似人的疾病特征，國(guó)內(nèi)武漢大學(xué)2006 年建成了中國(guó)第一個(gè)結(jié)核病獼猴動(dòng)物模型。國(guó)外，日本學(xué)者Sugawara 報(bào)道了受結(jié)核感染的獼猴，應(yīng)用重組卡介苗( rBCG-Ag85A) 比傳統(tǒng)的卡介苗( BCG) 誘導(dǎo)了更好的保護(hù)效果。這使得研究者們應(yīng)用非人NHPs 模型進(jìn)行疫苗評(píng)價(jià)產(chǎn)生了巨大的興趣。在眾多感染性疾病中，流感病毒最糟糕。因?yàn)閲X類(lèi)動(dòng)物不是流感病毒的自然宿主，且無(wú)上呼吸道癥狀，NHPs 模型是模仿人類(lèi)感染流感病毒的最佳模型，目前國(guó)內(nèi)外研究人員已經(jīng)建立了NHPs 感染H1N1、H3N2、H5N1 等流感病毒模型。肝炎病毒相對(duì)其它傳染病毒，中國(guó)已有30 多年的研究歷史，早在1989 年中國(guó)研究人員已經(jīng)使用甲型肝炎、乙型肝炎病毒感染NHPs。腸道病毒也是影響世界數(shù)百萬(wàn)人，腸病毒71 型(EV71)具有高度傳染性，可引致手足口病。對(duì)亞洲的兒童來(lái)說(shuō)是一個(gè)嚴(yán)重的威脅。EV71 感染NHPs 在國(guó)內(nèi)研究的比較晚，直到2010 年才開(kāi)始。
3. 腫瘤模型研究進(jìn)展
癌癥是人類(lèi)第二大致死的疾病。將體外細(xì)胞模型獲得的癌癥研究結(jié)果向臨床轉(zhuǎn)化過(guò)程中,動(dòng)物活體實(shí)驗(yàn)是必不可少的一個(gè)環(huán)節(jié)。NHPs 在遺傳進(jìn)化、免疫、生理和代謝等諸多方面與人類(lèi)高度近似，理論上更加適合癌癥研究。但自發(fā)性的腫瘤發(fā)生率很低，且腫瘤潛伏期長(zhǎng)，傳播速度慢，成本高，在非人靈長(zhǎng)類(lèi)上的研究還比較少。目前主要利用獼猴和樹(shù)鼩進(jìn)行腫瘤模型構(gòu)建。腫瘤模型主要有自發(fā)性模型、物理化學(xué)等因素誘發(fā)模型、移植瘤模型和基因修飾動(dòng)物模型等。NHPs 自發(fā)腫瘤的發(fā)生率取決于動(dòng)物種類(lèi)、性別和年齡。國(guó)外研究學(xué)者Uno 研究表明恒河猴的結(jié)腸癌發(fā)病率隨著年齡的增長(zhǎng)而增加。美國(guó)國(guó)家癌癥研究所(NCI）表示自發(fā)性惡性腫瘤的發(fā)生率較低，食蟹猴(1.5%)和恒河猴(2.8%)。由于自發(fā)腫瘤發(fā)病率低，所以需要建立NHPs 的實(shí)驗(yàn)?zāi)[瘤模型來(lái)研究人類(lèi)癌癥。本文以NHPs 乳腺癌模型為例進(jìn)行闡述。
3.1 乳腺癌模型
乳腺癌是女性中發(fā)病率最高的一種癌癥。盡管預(yù)防、診斷以及治療上都有了極大的提高，但在女性腫瘤死亡率中仍排在前列。目前公認(rèn)激素水平可以調(diào)節(jié)乳腺癌在女性中的發(fā)生率，利用這一思路進(jìn)行動(dòng)物模型創(chuàng)建進(jìn)行癌癥研究成為熱點(diǎn)。國(guó)外研究學(xué)者對(duì)213 只猴子口服各種合成口服避孕藥（包括雌激素、乙炔孕酮等），最后主要在高劑量治療組中鑒定出17 個(gè)乳腺癌模型。據(jù)研究報(bào)道樹(shù)鼩自發(fā)乳腺癌的發(fā)生比較頻繁，1966 年Nuture首次報(bào)道了一列樹(shù)鼩自發(fā)性乳腺癌，表明樹(shù)鼩是適合建立乳腺癌模型。另外，樹(shù)鼩作為低等靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物，具有體型小、飼養(yǎng)和成本遠(yuǎn)低于猴子等高等靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物，可能是研就癌癥的一個(gè)更好的模型。目前主要是運(yùn)用DMBA灌胃的方法建立樹(shù)鼩的乳腺癌腫瘤模型，此模型與人類(lèi)乳腺癌在形態(tài)學(xué)方面比較相似，但與人高比例的導(dǎo)管癌有一定的差異。另外一種是用慢病毒表達(dá)PyMT 癌基因建立新型樹(shù)鼩乳腺癌模型。該模型具有腫瘤生長(zhǎng)快和誘發(fā)率高等優(yōu)點(diǎn)，也存在腫瘤類(lèi)型是乳頭狀癌，而在人乳腺癌中主要是導(dǎo)管癌。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，建立人自身導(dǎo)致乳腺腫瘤癌基因所誘發(fā)的非人靈長(zhǎng)類(lèi)乳腺腫瘤模型，創(chuàng)建與乳腺癌發(fā)病機(jī)理和病理一致的模型，為解析乳腺癌發(fā)病機(jī)制和抗乳腺癌新藥研發(fā)很有必要。
3.2 其它腫瘤模型
已被證明人類(lèi)所有的癌癥基因在人和黑猩猩之間是高度保守的，NHPs 是研究癌癥治療和化學(xué)預(yù)防藥物的理想模型。尤其是恒河猴被認(rèn)為是卵巢癌化學(xué)預(yù)防NHPs 模型的理想候選。其它腫瘤模如感染性腫瘤，其中如幽門(mén)螺桿菌和胃癌，幽門(mén)螺桿菌感染是一種誘發(fā)胃腫瘤的潛在危險(xiǎn)因素。幽門(mén)螺桿菌已經(jīng)被證明可以感染包括黑猩猩，恒河猴，食蟹猴和日本獼猴等非人靈長(zhǎng)類(lèi)。病毒相關(guān)腫瘤，皰疹病毒和T 細(xì)胞淋巴瘤，已有研究報(bào)道HVS 感染普通狨猴和貓頭鷹猴等其它新世界猴引起急性外周T 血細(xì)胞淋巴瘤。輻射引發(fā)的腦腫瘤等其它NHPs腫瘤模型也被更多的研究，然而NHPs 的使用在癌癥研究中，它們是有限的，因?yàn)檠芯砍杀竞芨?，此外腫瘤在NHPs 中的發(fā)病率很低。
三、NHPs 模型在人類(lèi)重大疾病機(jī)理解析與藥效學(xué)評(píng)價(jià)中的運(yùn)用
1.腦疾病研究進(jìn)展
腦科學(xué)與腦疾病研究是國(guó)際上的研究熱點(diǎn)，目前主要圍繞以特定的重要腦功能和相關(guān)腦疾病為目標(biāo)、從介觀層面（介于微觀的腦細(xì)胞研究與宏觀的大腦皮層研究之間）入手的腦研究。試圖從學(xué)習(xí)記憶、感知覺(jué)、情緒、抉擇四個(gè)特定腦功能網(wǎng)絡(luò)著手，破解大腦活動(dòng)的機(jī)理，同時(shí)為癡呆、慢性疼痛、抑郁、成癮等相關(guān)的神經(jīng)疾病尋找病因和對(duì)策。目前，非人靈長(zhǎng)類(lèi)在臨床神經(jīng)科學(xué)研究中，利用非人靈長(zhǎng)類(lèi)開(kāi)展的研究有助于對(duì)阿爾茨海默氏病、帕金森氏病等神經(jīng)系統(tǒng)疾病的的治療。本文以NHPs 模型在研究阿茨海默病的疾病機(jī)理與藥效學(xué)評(píng)價(jià)中應(yīng)用為例,說(shuō)明其在研究神經(jīng)系統(tǒng)疾病方面的重要作用。
1.1 AD 疾病機(jī)理解析與藥效學(xué)評(píng)價(jià)研究進(jìn)展
阿爾茲海默癥（Alzheimer’s disease, AD）是發(fā)生在老年前期與老年期的一種常見(jiàn)的神經(jīng)退行性腦病，主要表現(xiàn)為認(rèn)知和記憶功能逐漸喪失。遺傳因素是AD 最重要的風(fēng)險(xiǎn)因子之一。目前，國(guó)內(nèi)姚永剛課題組利用整合分析的方法，總結(jié)了 AD 的腦組織基因表達(dá)譜及其遺傳易感基因名錄，篩選到在疾病發(fā)生早期起關(guān)鍵調(diào)控作用的上游調(diào)控因子YAP1。功能實(shí)驗(yàn)表明，YAP1 表達(dá)水平的變化，能擾亂整個(gè)表達(dá)調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，從而促進(jìn) AD 的發(fā)生。同時(shí)搭建了AlzData 數(shù)據(jù)庫(kù)。甲醛誘導(dǎo)的神經(jīng)毒性在AD 病理形成過(guò)程中起著重要的作用，異常升高的甲醛水平與記憶損傷及 Aβ 沉積、Tau 蛋白過(guò)度磷酸化、神經(jīng)元丟失等 AD 特征性病理癥狀緊密相關(guān)。白藜蘆（Resveratrol, Res），作為一種多酚類(lèi)抗氧化劑，已經(jīng)證明其在 AD 治療中有潛在的應(yīng)用前景。然而，Res介導(dǎo)的神經(jīng)保護(hù)作用能否對(duì)抗甲醛誘導(dǎo)的 AD 病理相關(guān)神經(jīng)損傷還有待進(jìn)一步闡明。胡新天等報(bào)道Res 對(duì)N2a細(xì)胞系的預(yù)孵育降低tau 蛋白蘇氨酸 181 位點(diǎn)的磷酸化水平，這種 Res 對(duì)抗甲醛的可能的神經(jīng)保護(hù)效應(yīng)機(jī)制為 AD 治療提供了另外一種視角。徐林等學(xué)者提出憶提取的“ 快速泛化 ”與AD 的發(fā)病機(jī)制有關(guān)，為該領(lǐng)域的研究提供了全新思路。
目前，國(guó)外研究學(xué)者主要提出“阿爾茲海默病患者機(jī)體的多種類(lèi)型細(xì)胞中都能發(fā)現(xiàn)線粒體異常狀況”、“炎癥是誘發(fā)癡呆癥和阿爾茲海默病的主要原因”、“高爾基體或有望治療AD 病”等，為AD 的治療提供新的思路。
2.感染性疾病研究進(jìn)展
建立一種能有效模擬人類(lèi)感染性疾病的的動(dòng)物模型，對(duì)病毒感染性疾病的致病機(jī)制和防治研究具有重要意義。本文以NHPs 模型在艾滋病疾病機(jī)理研究中的應(yīng)用為例,說(shuō)明其在研究人類(lèi)傳染性疾病方面的重要作用。
2.1 艾滋病(AIDS)疾病機(jī)理解析與藥效學(xué)評(píng)價(jià)研究進(jìn)展
NHPs 被認(rèn)為是研究艾滋病毒(HIV-1)感染的理想動(dòng)物模型，NHPs 模型在艾滋病發(fā)病機(jī)理、傳播途徑、免疫反應(yīng)以及疫苗開(kāi)發(fā)藥物治療等方面的研究具有重要作用。目前國(guó)內(nèi)新的研究發(fā)現(xiàn)新型 HLA-A11 剪接異構(gòu)體HLA-A11svE4，其有抗原遞呈以及抑制NK 細(xì)胞的活化及對(duì)靶細(xì)胞的殺傷作用，在HIV 免疫逃逸中起重要作用。以及國(guó)內(nèi)學(xué)者發(fā)現(xiàn)第 7 外顯子的缺失會(huì)影響TRIMCyp 的 HIV-1 限制能力、自發(fā)多聚體的形成以及亞細(xì)胞定位。國(guó)外最新研究通過(guò)腸道給藥4 只感染高劑量SHIV 的恒河猴33C6-IgM4 治療后，成功阻止了恒河猴發(fā)生病毒血癥，首次證明粘膜IgM 可以防止經(jīng)粘膜的HIV 感染，對(duì)HIV 預(yù)防和疫苗開(kāi)發(fā)有一定的幫助。美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院國(guó)家過(guò)敏和傳染病研究所(NIAID)研究提出兩種轉(zhuǎn)基因的廣泛中和的抗體(bNAbs)保護(hù)恒河猴免受恒河猴病毒傷害。另外美國(guó)埃默里大學(xué)耶基斯國(guó)家靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物研究中心Guido Silvestri 博士團(tuán)隊(duì)提出靈長(zhǎng)類(lèi)有艾滋病自愈能力，其基因有望成為治愈HIV 關(guān)鍵，通過(guò)將其與人類(lèi)和其他非人類(lèi)靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物的基因組進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)烏白眉猴遭受SIV 感染卻不產(chǎn)生AIDS，其免疫系統(tǒng)蛋白ICAM2 因子缺失，有改變的TLR4 蛋白，低活性形式的TLR4 可能減少針對(duì)SIV 感染的免疫激活，白眉猴和其他自然寄主為科學(xué)家提供了一個(gè)路線圖，為科學(xué)家們提供了一種應(yīng)對(duì)AIDS 的路線圖。
3.腫瘤疾病機(jī)理研究
目前，需要更多的NHPs 腫瘤模型來(lái)更好地了解人類(lèi)癌變機(jī)制，并為癌癥患者設(shè)計(jì)更有效的預(yù)防和治療方案。理想的癌癥研究動(dòng)物模型應(yīng)該忠實(shí)地反映人類(lèi)疾病的各個(gè)方面，如病因?qū)W、病理學(xué)、遺傳學(xué)。此外，腫瘤模型應(yīng)具有高發(fā)生率和相對(duì)較短的潛伏期的特點(diǎn)。隨著技術(shù)的發(fā)展，NHPs 有可能成為人類(lèi)癌癥研究的工具。本文以NHP 乳腺癌模型在乳腺癌致病機(jī)制中的應(yīng)用為例，說(shuō)明NHP 模型在研究腫瘤疾病方面的重要作用。
3.1 乳腺癌機(jī)理解析與藥效學(xué)評(píng)價(jià)研究進(jìn)展
目前公認(rèn)性激素（雌激素）和（孕激素)是刺激乳腺上皮細(xì)胞增生的重要因素。雌激素被認(rèn)為是發(fā)現(xiàn)乳腺癌的根源。臨床上，乳腺癌根據(jù)雌激素受體 (ER)、孕激素(PR)和人表皮生長(zhǎng)因子受體 2 (HER2) 表達(dá)情況，分成：Luminal A，Luminal B，HER2 和三陰性乳腺癌（Triple Negative Breast Cancer, TNBC）等四種亞型，其中三陰性乳腺癌占15%左右。三陰性乳腺癌由于具有很強(qiáng)的侵襲性和缺少可以靶向的藥物，且具有非常高的異質(zhì)性，是所有乳腺癌類(lèi)型中預(yù)后最差的一種。
國(guó)內(nèi)實(shí)驗(yàn)室陳策實(shí)課題組與美國(guó)德克薩斯大學(xué)醫(yī)學(xué)部周嘉教授團(tuán)隊(duì)、南方醫(yī)科大學(xué)附屬上海奉賢區(qū)中心醫(yī)院馮景團(tuán)隊(duì)展開(kāi)合作研究，證明KFL5、YAP、TAZ 可作為治療三陰性乳腺癌的潛在靶點(diǎn)。另外還有趣的發(fā)現(xiàn)二甲雙胍抑制 KLF5 轉(zhuǎn)錄因子表達(dá)抑制三陰性乳腺癌干細(xì)胞以及的塞米松誘導(dǎo) KLF5 導(dǎo)致乳腺癌化療藥物耐受；miR217 可以抑制 KLF5 從而抑制三陰性乳腺癌；小分子化合物 YD277 通過(guò)激活內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激抑制三陰性乳腺癌，為臨床治療三陰性乳腺癌方面提供了理論依據(jù)。國(guó)內(nèi)還有學(xué)者提出阻斷線粒體這一分子途徑可以降低乳腺癌侵襲性。國(guó)外研究學(xué)者隊(duì)利用CRISPR 技術(shù)，對(duì)乳腺癌重要風(fēng)險(xiǎn)基因BRCA1 進(jìn)行了“飽和式”的基因編輯，詳細(xì)解析了近4000 個(gè)不同的單核苷酸變異會(huì)對(duì)這條基因產(chǎn)生怎樣的影響。
四、非人靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物模型領(lǐng)域的發(fā)展展望
綜上所述，我國(guó)不但有豐富的非人靈長(zhǎng)類(lèi)資源，還在人類(lèi)重大疾病建模方面已經(jīng)有了很好的積累，尤其在轉(zhuǎn)基因獼猴模型方面，我們已處于世界領(lǐng)先的地位。雖然目前科學(xué)家們已經(jīng)在非人靈長(zhǎng)類(lèi)中建立了較高效的基因操作方法（如慢病毒轉(zhuǎn)染和 CRISPR/Cas9 基因編輯），但這兩種方法獲得的轉(zhuǎn)基因個(gè)體仍有嚴(yán)重的嵌合體現(xiàn)象。嵌合意味著每個(gè)首建動(dòng)物有不同的基因型，這就導(dǎo)致幾乎不可能用首建猴進(jìn)行科學(xué)研究和大規(guī)模的藥物篩選等應(yīng)用。因此，可以說(shuō)目前的非人靈長(zhǎng)類(lèi)轉(zhuǎn)基因技術(shù)還未達(dá)到完美，還需改進(jìn)和優(yōu)化。下一步，我們應(yīng)該積極開(kāi)展新的非人靈長(zhǎng)類(lèi)轉(zhuǎn)基因技術(shù)的研究與應(yīng)用以及非人靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物模型的加速傳代研究。在此基礎(chǔ)上，我們應(yīng)加大投入，針對(duì)靈長(zhǎng)類(lèi)腦科學(xué)重大問(wèn)題以及其他只有利用靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物才能夠模擬的人類(lèi)疾病，加緊創(chuàng)建一批遺傳修飾及藥物靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物模型，建立遺傳背景可控的靈長(zhǎng)類(lèi)品系，鞏固領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)，搶占制高點(diǎn)。
另外，非人靈長(zhǎng)類(lèi)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物以及靈長(zhǎng)類(lèi)近親樹(shù)鼩是我國(guó)的優(yōu)勢(shì)與特色模式動(dòng)物。我國(guó)應(yīng)當(dāng)加快非人靈長(zhǎng)類(lèi)戰(zhàn)略資源的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物化，化靈長(zhǎng)類(lèi)資源優(yōu)勢(shì)為最終的研究實(shí)力優(yōu)勢(shì), 對(duì)于新型靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物資源如平頂猴和樹(shù)鼩，需加大加快其實(shí)驗(yàn)動(dòng)物化進(jìn)程，創(chuàng)建一批遺傳修飾靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物, 建立遺傳背景可控的靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物。與此同時(shí), 加強(qiáng)創(chuàng)建環(huán)境因素誘導(dǎo)的,能較好模擬疾病的自然發(fā)展過(guò)程的非人靈長(zhǎng)類(lèi)模型。
最后，還應(yīng)該高度重視的問(wèn)題是非人靈長(zhǎng)類(lèi)模型動(dòng)物的表型分析技術(shù)的研發(fā)。表型，又稱(chēng)性狀，指?jìng)€(gè)體形態(tài)、功能等各方面的表現(xiàn)，是基因型和環(huán)境共同作用的結(jié)果。因此，疾病的各種行為、生理和病理特征也是表型。雖然我們可通過(guò)轉(zhuǎn)基因和環(huán)境因素誘導(dǎo)來(lái)建立疾病模型，但是要利用這些模型進(jìn)行相關(guān)疾病機(jī)理研究和藥物篩選，表型分析是基礎(chǔ)。換句話說(shuō)，沒(méi)有有效的表型分析手段，模型也失去了意義。因?yàn)槔鲜蠛腿祟?lèi)在個(gè)體、行為的復(fù)雜程度上相差很大，現(xiàn)有的鼠類(lèi)的分析系統(tǒng)又很難移植到非人靈長(zhǎng)類(lèi)上。由于歷史的原因，國(guó)內(nèi)外尚未大規(guī)模利用非人靈長(zhǎng)類(lèi)建模來(lái)研究非人靈長(zhǎng)類(lèi)重大疾病的歷史，國(guó)內(nèi)外大多非人靈長(zhǎng)類(lèi)研究處于“小作坊”式的狀況，缺乏集成的、系統(tǒng)的表型分析系統(tǒng)來(lái)研究發(fā)病機(jī)理和藥物評(píng)價(jià)等。
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