夏咸柱:实验动物是人兽共患传染病研究重要支撑

2011-10-31 09:42 来源: 科学时报
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夏咸柱 中国工程院院士、军事医学科学院军事兽医研究所研究员

  10月18日~20日,在中国工程院主办的“中国工程科技论坛——实验动物与生命科学研究”上,中国工程院院士、军事医学科学院军事兽医研究所研究员夏咸柱作了题为《实验动物与人兽共患传染病》的主题报告。夏咸柱表示,当前,人兽共患传染病的防控形势已十分严峻,如何有效预防、控制和消灭人兽共患传染病已成全人类面临的巨大挑战。而在这一过程中,实验动物发挥着不可替代的作用,是生命科学研究的基础和重要的支撑条件。会议期间,夏咸柱接受了本报记者的采访。

 
防控形势严峻

  《科学时报》:人兽共患传染病目前的形势如何?

  夏咸柱:人兽共患病是指在脊椎动物与人类之间自然传播的疾病和感染,也就是由脊椎动物和人类由共同病原体引起的,在流行病学上有相互关联的疾病。据我所知的数据,在世界卫生组织所分类的1415种人类疾病中,有61%属于人兽共患病;在人类所知的300多种传染病中,除十余种疾病只感染人类以外,其余的都是人兽共患传染病;近年发生的175种新发传染病中,有132种是人兽共患传染病,占75.4%。

  现在,人兽共患传染病种类比较多,病原体复杂多样,我国农业部在2009年1月的时候,就会同卫生部发布了《人兽共患传染病名录》,名录包括了26种传染病,其中收录了3种病毒性传染病,分别为高致病性禽流感、狂犬病和猪乙型脑炎。人兽共患病的社会危害十分严重,会造成巨大的经济损失,也威胁着公共卫生乃至国家安全,形势是十分严峻的。

  《科学时报》:人兽共患传染病会对人类带来怎样的威胁?

  夏咸柱:人兽共患病曾经给人类造成了巨大的危害,1918年的“西班牙流感”在不到一年的时间内传遍世界,导致5000万人死亡;1981年发现首例AIDS病人,目前在全球已造成3000万人死亡;2003年30余个国家和地区暴发的SARS,导致8437人发病,813人死亡;2003年再度发生的人禽流感导致564人发病,330人死亡,病死率近60%。

  可以说,当前,人兽共患传染病的防控形势已十分严峻,一方面,新发与烈性人兽共患传染病如SARS、禽流感、甲型H1N1流感、病毒性出血热等疫情不期而至,近年来几乎每1~2年就会出现一种全球性流行的新发传染病。另一方面,曾经严重威胁人类健康的鼠疫、狂犬病、结核病、布鲁氏杆菌病等时有死灰复燃。如何有效预防、控制和消灭人兽共患传染病已成全人类面临的巨大挑战。

 
实验动物是重要支撑条件

  《科学时报》:在人兽共患传染病的防控研究中,实验动物扮演着怎样的角色?

  夏咸柱:我觉得,从生命科学研究的支撑条件来看,大致可以概括为四种,即实验动物、仪器设备、信息和试剂,而实验动物居于生命科学研究四大支撑条件之首,这就足可见它在生命科学研究中的重要性。

  实验动物主要是指以科学实验为目的,经过人工饲养、繁殖,对其携带的微生物或寄生虫进行控制,并且遗传背景明确、来源清楚,最终应用于科学研究、教学、生产和鉴定以及其他科学实验的动物。

  有人统计过生物医学的科研课题,其中有60%以上需要使用实验动物,甚至有许多课题的研究离开实验动物就寸步难行。现在,很多重要的科研成果均来源于实验动物,实验动物起着“活的天平”和“活的化学试剂”的作用,已经被广泛应用于科学研究的各个领域,尤其在生命医学研究中更是非常重要的支撑条件。同样,实验动物也是人兽共患传染病研究的重要支撑条件。

  《科学时报》:实验动物主要应用于防控研究的哪些方面?

  夏咸柱:在人兽共患病防控研究中,包括病原分离、感染与发病机制研究、药物筛选与评价、疫苗研制与评价、诊断用品制备等诸多方面应用都颇为广泛。实验动物在这些病毒性传染病的防控研究中起到了重要作用,例如,在狂犬病疫苗的研制过程中,安全性检测、效价评价等均以小鼠为动物模型进行。

  当前狂犬病疫苗的研发主要集中于流浪犬、猫及野生动物用口服疫苗,科研人员构建了痘苗-狂犬病病毒糖蛋白重组病毒,该疫苗可在小鼠模型诱导产生高水平的狂犬病病毒中和抗体,并能抵抗致死性强毒攻击。目前,该疫苗已在美国取得生产许可并广泛用于野生动物的免疫。

 
生物技术起关键作用

  《科学时报》:现在,生物技术越来越广泛地应用于生命科学研究,如基因打靶、转基因技术等,那在新型实验动物的研究中,生物技术的应用情况如何?

  夏咸柱:随着生物学技术迅猛发展,特别是基因打靶技术和转基因技术在实验动物模型研究中得以广泛应用,从而使实验动物品种、品系及具有特定特征的模型动物种类数量快速增长。通过对这些模型的研究,可以为发病机制与药物靶点筛选提供新的思路。

  基因打靶技术是通过外源DNA与染色体DNA之间的同源重组,精细地定点修饰和改造基因DNA片段, 可以敲除或者敲入特定基因。转基因技术是指将具有特殊性状的外源基因转入动物整合表达,使定向改变动物性状成为可能。

  在这些技术的基础上,今年又有新的发展,比如锌指核酸酶技术, 转座子技术,基因捕获技术等,这些统称为基因工程技术。研究人员已应用该技术成功构建了心血管疾病、神经退化性疾病、糖尿病、癌症等小鼠模型。同时也在基因表达调控、基因功能、发育、疾病机制研究等诸多领域中发挥巨大的作用。

  比如,将小儿麻痹病毒的细胞性受体基因显微注射至C57BL/10小鼠的早期胚胎中,制作转基因小鼠并育成品系,这种小鼠表达人源的受体,有小儿麻痹病毒的感受性。而且感染了这种病毒的小鼠表现出和人一样的临床症状,对病毒株的特异性也表现出与人相同的性质。

  因此,这种小鼠除了是人的疾病模型之外,同时还可能替代猴子进行小儿麻痹病毒的效果、特异性等的鉴定,具有广泛的用途。此外,在传染病研究中,抗病转基因动物也成为研究热点。