生豬生產(chǎn)在我國畜牧業(yè)中占有舉足輕重的地位。我國是世界上第一大生豬養(yǎng)殖和豬肉產(chǎn)品消費(fèi)國，但還不是養(yǎng)豬強(qiáng)國，特別是生豬遺傳育種工作落后于歐美國家，急需在新一代生物育種技術(shù)上加大投入，實(shí)現(xiàn)“彎道超車”。
今天，生物技術(shù)快速發(fā)展，在大力推進(jìn)生豬生產(chǎn)持續(xù)健康有序發(fā)展的同時(shí)，我們還要積極推進(jìn)器官移植供體豬、疾病模型豬等的研究，持續(xù)挖掘豬的多重潛力，實(shí)現(xiàn)“豬盡其用”。
當(dāng)前，全球器官短缺問題日益嚴(yán)重，成千上萬的患者因缺乏合適的供體器官而面臨生命危險(xiǎn)?；诨蚓庉嬝i器官的異種移植技術(shù)有望提供一種穩(wěn)定且可持續(xù)的供體來源，從而極大緩解這一困境。
近年來，美國已在基因編輯豬源器官異種移植領(lǐng)域取得顯著進(jìn)展。如果中國不迅速跟進(jìn)并加大在這一領(lǐng)域的研究和應(yīng)用力度，將在技術(shù)發(fā)展和市場競爭中落后于國際競爭對手。
因此，應(yīng)針對豬-人異種移植中存在的免疫排斥、凝血系統(tǒng)不兼容及豬內(nèi)源逆轉(zhuǎn)錄病毒跨種感染的生物安全性問題，采用先進(jìn)的基因編輯技術(shù)和大動(dòng)物克隆技術(shù)，對豬進(jìn)行大規(guī)模基因改造，研發(fā)與人免疫和凝血系統(tǒng)高度兼容的生物安全型供體豬，并提供生物學(xué)功能近似或優(yōu)于人的豬源組織、器官，有效解決人體組織、器官來源緊缺以及異種組織、器官免疫排斥強(qiáng)等問題。
異種移植技術(shù)涉及復(fù)雜的技術(shù)和倫理問題，需要政府的強(qiáng)力支持和有效引導(dǎo)，確保這一領(lǐng)域的研究和應(yīng)用在規(guī)范和安全框架內(nèi)進(jìn)行；設(shè)立專項(xiàng)科研經(jīng)費(fèi)推動(dòng)基礎(chǔ)研究和技術(shù)開發(fā)；優(yōu)化和規(guī)范臨床試驗(yàn)審批流程；政府牽頭制定異種移植技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和操作規(guī)范；在基因編輯豬源器官異種移植技術(shù)尚處于實(shí)驗(yàn)階段時(shí)，在法律框架內(nèi)引入同情條款；組織國內(nèi)院士專家團(tuán)隊(duì)撰寫用于異種移植的供體豬開發(fā)及應(yīng)用相關(guān)共識(shí)和標(biāo)準(zhǔn)。
在疾病模型豬方面，大量失敗的臨床試驗(yàn)案例表明，一些基于大、小鼠等小型模式動(dòng)物的藥效實(shí)驗(yàn)結(jié)果對于臨床轉(zhuǎn)化的成功率不太具有參考性，如在小鼠上測試有效的腫瘤藥物，95%在臨床測試中失敗；很多基因突變導(dǎo)致的人類疾病，小鼠模型不能模擬出對應(yīng)的表型。
猴、犬和豬等大動(dòng)物在解剖學(xué)、生理代謝、免疫學(xué)及基因表達(dá)水平等方面與人類相似，但由于動(dòng)物倫理問題，犬和猴的規(guī)?；褂靡言絹碓绞艿较拗?。而豬長期作為食用動(dòng)物，倫理風(fēng)險(xiǎn)低，加之其繁殖周期較短、生產(chǎn)力高，便于根據(jù)特殊需要進(jìn)行選育。因此，豬將逐漸取代猴和犬，成為開展人類醫(yī)學(xué)臨床前研究的最佳模型。
在國際上，人類生物醫(yī)藥研究用豬模型受到高度重視，很多發(fā)達(dá)國家建立了專門的用于模式豬研究的獨(dú)立研究實(shí)體和平臺(tái)。自2002年首次報(bào)道基因編輯豬模型以來，世界上已成功構(gòu)建出上百種具有重要醫(yī)學(xué)用途的豬模型。中國在基因編輯豬模型構(gòu)建與應(yīng)用領(lǐng)域起步較早，取得了多項(xiàng)突破性成果，在該領(lǐng)域持續(xù)發(fā)力有望引領(lǐng)世界模式豬研究。
然而，我國雖有多種小型豬，但均缺乏其作為醫(yī)用豬的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。建議選取一至兩種我國特有的小型豬，進(jìn)行全方位的標(biāo)準(zhǔn)化體系研究。對于目前缺乏遺傳背景和生物學(xué)特性高度一致的近交系豬品系，建議加快近交系醫(yī)用小型豬模型培育。而常用的醫(yī)用小型豬仍存在體形較大的問題，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)成本高、操作難度大，嚴(yán)重限制了豬模型的應(yīng)用范圍，建議培育體形等比例縮小、身體狀態(tài)健康、可穩(wěn)定傳代的微型化豬模型。與此同時(shí)，小型豬的工具化還處于起步階段，建議廣泛開展工具豬培育研究。
此外，有待成立模式豬研究與應(yīng)用聯(lián)盟，統(tǒng)籌國內(nèi)模式豬研究優(yōu)勢力量，建設(shè)國家級(jí)模式豬資源庫，整合全國模式豬研究資源，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享、材料共享；加大政府資金投入和政策支持，制定相關(guān)政策和措施，為研究者提供必要的資金、場地和設(shè)施保障，同時(shí)鼓勵(lì)企業(yè)和社會(huì)資本投入模式豬研究領(lǐng)域，有效推動(dòng)模式豬研究領(lǐng)域的深入發(fā)展。
總之，傳統(tǒng)生豬在多個(gè)領(lǐng)域?qū)l(fā)揮重要作用。基因編輯技術(shù)在農(nóng)用豬、器官移植供體豬和疾病模型豬的開發(fā)應(yīng)用中前景廣闊，不僅有助于提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，還能為醫(yī)學(xué)研究和臨床實(shí)踐帶來革命性進(jìn)展，推動(dòng)生物醫(yī)藥領(lǐng)域的創(chuàng)新與發(fā)展。
（作者系中國工程院院士、中國科學(xué)院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所首席研究員，本報(bào)記者王昊昊根據(jù)其在2024前沿科學(xué)創(chuàng)新大會(huì)的主旨報(bào)告整理）
（原載于《中國科學(xué)報(bào)》 2024-07-30 第1版 要聞)