用“神奇动物”领先世界
2023-09-18王雪丁毅
王雪 丁毅
一番严谨的装箱操作后,一个神秘的箱子被重庆市畜牧科学院生物工程研究所所长、国家生猪技术创新中心副主任葛良鹏拎进警车。随即,警灯闪烁,警车向着2000公里外的江苏南京快速进发。
如此阵仗,鲜有人知道,箱子里装的竟是8只小鼠。
尽管有警车专程护送,但葛良鹏的心依然高悬——那不是普通小鼠,而是他带领团队耗费多年心血培育出的中国首个具有自主知识产权的全人源抗体小鼠。
护送小鼠的警官也倍感压力——星夜兼程抵达目的地后,小鼠们将被第一时间用于重大疫病治疗用抗体药物开发。
葛良鹏的研究不只是全人源抗体小鼠。
过去十余载,葛良鹏醉心于“神奇动物”,致力进行动物资源创新开发和转化研究。十余个春秋过去,全人源抗体小鼠、全人源抗体猪、无菌猪、SPF猪“一鼠三猪”成为葛良鹏科研事业的生动注脚。
一只“鼠”的价值连城
在市畜科院,有一间房不同寻常:里面培养着一群特殊的小鼠。
鼠虽小,其价值却不可估量。
全人源抗体小鼠是开发全人源抗体药物的核心工具动物。过去,我国由于缺乏这一核心动物资源,限制了抗体药物的源头创新,抗体药物的知识产权和80%的市场被国外企业掌握,发展受制于人。
攻克这一核心关键技术,打破国外垄断,成为葛良鹏要攀登的第一峰。
可这谈何容易?
所谓全人源抗体小鼠,就是用基因工程的技术手段,将鼠的免疫球蛋白基因置换为人的免疫球蛋白基因,最终使小鼠直接产生人类抗体。这一过程中,最难的就是把人的免疫球蛋白基因转到小鼠体内。“相当于平时大家都是盖10层楼,而现在要盖1000层楼,技术难度非常大。”葛良鹏比喻。也正因难度过高,全球仅成功培育出极少数几个品系。
经过长达6年的攻关,2019年,葛良鹏和团队成功培育出中国首个全人源抗体小鼠。这项技术的突破,为我国抗体药物的开发提供了源头创新保障,打破了受制于人的被动局面。
一头“猪”的国际领先
在市畜科院,同样备受呵护的,还有一群猪:它们出生时是无菌剖宫产,由“医生”接生;食物全部经过高温、高压等灭菌手段消毒;平日的生活和运动由专门人员实行“保姆式”看护;住的是1200平方米的无菌“大房子”……
“任何一个环节、任何一个细节出现瑕疵,都会导致无菌猪的夭折。”葛良鹏说。
如此大費周章,是因为它们是用于研究菌群与疾病以及生长发育的特殊模式动物——无菌猪。
同全人源抗体小鼠一样,以前无菌猪培育的核心关键技术只掌握在少数国家手中,我国要开展相关研究,只能向国外公司支付高昂费用。
为此,市畜科院2013年开始建设无菌猪培育基地,开展无菌猪培养技术攻关。
2017年,葛良鹏和团队成功突破培育无菌猪的核心关键技术,在国内首次成功培育出无菌猪,并建立了国内目前唯一的无菌猪繁育平台,终结了国外在无菌猪培育技术上的长期垄断。
通过不断进行技术优化,目前市畜科院培育的无菌猪存活率在80%以上,每年300头无菌猪的培育量更是创下世界第一。
2023年3月,市畜科院获得国内首个无菌级(猪)实验动物生产许可证。“这标志着打破国外技术垄断、拥有自主知识产权的无菌猪,将规范用于儿童疫苗评价、特殊病人膳食产品开发、早产儿疾病研究以及异种器官移植供体研究等。”葛良鹏说。
“神奇动物”的世界征途
“轰隆”一声,12头SPF猪坐着飞机出发了。另一头,中国农业科学院哈尔滨兽医研究所的科研人员正翘首等待着它们的到来,以便开展非洲猪瘟疫苗研发等科学研究。
SPF猪,是指体内无特定病原微生物和寄生虫的猪,是国际公认的高等级实验动物,可用于生命科学研究、动物疫苗评价和生物制品生产。在此之前,我国只有少数几家单位掌握SPF猪培育技术,并且种源主要从国外进口,均未实现大规模养殖。
2019年,经过艰苦卓绝的技术攻关,葛良鹏和团队用荣昌猪培育出了SPF猪。而今,团队已拥有SPF荣昌猪、SPF巴马香猪两个群体,是国内极少数具有自主SPF种源的单位之一,其生产的SPF猪组织、细胞和血液等已应用于非洲猪瘟疫苗研制、猪源性生物医用材料的生产。3个来源于SPF猪的医疗器械通过注册检验,其中1个已进入人体临床试验,开辟了SPF猪源性生物材料新领域。
不仅如此,在全人源抗体小鼠的培育技术基础上,葛良鹏和团队呕心沥血,在世界率先突破猪超大基因(>500kb)转基因的关键技术,培育出世界首例能表达完整人抗体的转基因猪,即全人源抗体猪,实现了该项技术的世界领先。
“在紧急情况下,我们可望利用全人源抗体猪,短时间大量生产人类特异性抗体,用于突发性生物安全事件的防控,为国家公共卫生安全和生物反恐提供重要的战略资源储备与保障。”葛良鹏介绍。
“掌握核心关键技术,以高水平科技自立自强赋能传统生猪产业,延长产业链、提升价值链,推动猪在生命健康领域的转化应用,是我不断的追求和探索。”葛良鹏如是说。
葛良鹏
重庆市畜牧科学院生物工程研究所所长、国家生猪技术创新中心副主任
掌握核心关键技术,以高水平科技自立自强,赋能畜牧产业