曾養(yǎng)志26年的重點實驗室和900多頭近交小豬

小馬哥 · 發(fā)表于 2006-9-13 10:48:31

2006年09月13日 09:02 中國青年報

　　本報記者周欣宇

　　位于昆明北郊的云南農(nóng)業(yè)大學的后山上，有兩座紅頂白墻的建筑。其中一座四層樓房，是云南省版納微型豬近交系重點實驗室。另一座別墅似的二層小樓里，則生活著900多頭豬。

　　這些豬，有的肥胖，有的清瘦，有的面容俊秀，有的青面獠牙。令人匪夷所思的是，它們都可追溯到一對共同的祖先。也就是說，都是由豬媽媽和兒子，豬爸爸和女兒，或兄弟姐妹之間交配生下的后代。

　　實驗室的主持者曾養(yǎng)志是云南農(nóng)業(yè)大學教授。這一窩“近親繁殖”的豬——世界上第一個大型哺乳類實驗動物近交系，是他26年心血的結(jié)晶。站在豬舍旁，曾養(yǎng)志會不自覺地面露微笑，喃喃自語：“它們是上帝賜予我的禮物?！?br>
　　講起自己的“豬王國”，曾養(yǎng)志總會提醒聽者一句：“不要忘了最早的母豬和她的兒子，沒有它們，就沒有這一切。”

　　1980年2月，曾養(yǎng)志在云南西雙版納一個拉祜族寨子考察時，了解到當?shù)赜捎诮煌ㄩ]塞，從未引入過外來豬，也不留專用種豬，而是各戶輪流用當年母豬生的小公豬作為種豬，當年配種完成即宰殺，來年再輪第二家。

　　剛巧，曾養(yǎng)志借住的生產(chǎn)隊隊長家飼養(yǎng)的母豬，一個多月前剛生下了一窩小豬，小豬的父親正是母豬前一窩生的兒子。他將這窩小豬連同母豬一齊買下，帶回實驗站。

　　一般情況下，動物同人一樣，很少發(fā)生“近親繁殖”的現(xiàn)象。比如鯨類永遠都是到出生的群體之外尋找配偶。非洲獅雌獸必須接受固定的群體首領作為它們的性伴侶，如果作為首領的雄獸是她的生父，那么她的性成熟期就會明顯推遲。而有些動物，比如大熊貓，母親發(fā)情時，兒子會跑得遠遠的。馬也是這樣，無論你怎么引誘，小公馬肯定不會與它的母親結(jié)合。

　　不過，也有些動物擅長近交。鴿子一般一窩生下兩個蛋，孵出的雛鴿如果是一雌一雄，它們就可以做夫妻并繁殖出后代來。中國的麋鹿一度瀕臨滅絕，靠著僅存的10頭不斷近交繁殖，現(xiàn)已形成一個近千只的群落。對此，豬也一樣沒有“明顯的心理障礙”。

　　雖然在倫理觀念上“近交”是一個嚇人的詞，在科學上卻有著無法替代的作用。因為近交動物的基因高度純合，遺傳背景清楚，從而可以減少在實驗中由于實驗動物個體之間的遺傳差異造成的偏差?！熬拖裎锢韺W研究中的精密儀器和化學反應中的分析純試劑那樣，能為生物醫(yī)學提供靈敏度高、特異性強和重復性好的實驗模型。”曾養(yǎng)志說。

　　因為豬與人在解剖、生理和代謝等方面非常接近，美國農(nóng)業(yè)部曾進行過110頭豬的近交系實驗，英國也進行過88頭豬的全同胞近交實驗，但都因出現(xiàn)近交衰退而沒有取得實質(zhì)性進展。

　　曾養(yǎng)志解釋，在一般的豬身體上，隱性致死和有害基因不易得到表現(xiàn)。但是，因不斷雜交而積累的這些有害基因卻以很高的頻率存在于群體中，只不過是處于隱性狀態(tài)而無法察覺。這樣的高度雜合體一旦實行近交，其致死和隱性有害基因得以純合的機會增加，就會出現(xiàn)嚴重的近交衰退。近交后代的高度死亡率，使大型哺乳動物近交系的培育一度成了一個科學的禁區(qū)。

　　曾養(yǎng)志從西雙版納帶回的豬已經(jīng)有了一定的近交基礎，但一旦開始真正的高度近交，還是很快出現(xiàn)了“恐怖”的結(jié)果。同年10月，買回的小豬性成熟后，曾養(yǎng)志安排它們以全同胞(兄妹)、親子交(母子)這兩種高度近交方式繁殖。結(jié)果，第一代產(chǎn)下的95頭仔豬，只存活了3頭；第二代，又生下仔豬78頭，最終也只存活3頭。很多豬胎全窩流產(chǎn)，或生下即是死胎，其余的小豬大多患上白痢或遺傳疾病死亡。

　　心驚膽戰(zhàn)中，曾養(yǎng)志的近交豬在一代代繁衍。為了確保不“斷代”，有時“曾孫”出生了，“曾祖父”一輩的豬他還養(yǎng)著。

　　奇跡出現(xiàn)在第六代。一天，曾養(yǎng)志接到助手打來的電話，說有一只豬一直長不大，他的兄弟姐妹都六七十公斤了，它才30公斤，問是不是要把它淘汰掉。

　　“我問：它長得勻稱不勻稱？各方面發(fā)育是不是良好？他說各方面都非常健康。當時我就意識到，好東西出現(xiàn)了?！痹B(yǎng)志回憶說。

　　曾養(yǎng)志判斷，這是微型基因在這只豬上得到了表達。如果拿它與它的母親進行交配，那么其后代，有一半可能會是微型豬。事實證明了這一點，這就是現(xiàn)在的“版納微型豬”的源頭。

　　“說實話，當時受見識所限，我只想著也許可以把它培育成寵物豬，‘烤乳豬’什么的，并未意識到微型豬在實驗動物和人類器官移植上的可能性。接下來的兩三年，國際上興起了遺傳育種學的熱潮，這頭豬一下子變得無比珍貴了?！?br>
　　普通豬生長過快，體形太大，難以充分利用。近50年來，美國、德國、日本等國專門培育用于生物醫(yī)學實驗的小型豬，但是它們的共同缺點在于都不是近交系豬。

　　微型豬出現(xiàn)后，一方面是大量致死、有害基因的表現(xiàn)而導致仔豬的高死亡率。另一方面，由于繼代的組合增多而不斷出現(xiàn)有利或合意性狀。曾養(yǎng)志細心地把出現(xiàn)這些性狀的個體與同窩具有相同表現(xiàn)的后代組成全同胞或親子交，使性狀得以固定下來，形成亞系。

　　誰也無法想像，最初的兩頭普通的西雙版納小耳豬，居然分化出如此眾多的后代類型：有的肥胖，有的清瘦，有的矮小骨細，有的長鬃，有的短毛，有的有白額星，有的有白鼻鏡……

　　曾養(yǎng)志解釋說，隨著基因純合度的增高，表現(xiàn)出的這些互不連鎖的性狀即可看作其他染色體對的等位基因已經(jīng)純合，其亞系間的差別僅是某對染色體上某一等位基因的差異所致。

　　“這些具有不同遺傳標記的亞系將對研究不同基因型的基因效應，具有重大的意義。”他說，比如，肥胖亞系將是研究人類肥胖癥的極好模型；長鬃系和短鬃系則是研究毛發(fā)基因與毛發(fā)生長的模型。

　　除了這些正常生長的豬表現(xiàn)出的基因類型，還有一些有害基因或基因缺陷導致的疾病模型，對于人類的疾病研究，同樣具有非同尋常的價值。到現(xiàn)在為止，已經(jīng)出現(xiàn)并有記錄可查的遺傳缺陷達數(shù)十種，如先天跛腳、目盲、終生不育、白化等等。還有一個支系的豬，每一代都生長腫瘤。這無疑是腫瘤研究的極好材料。

　　國際遺傳學界規(guī)定，近交繁殖20世代，就算成功。曾養(yǎng)志養(yǎng)的豬現(xiàn)在已經(jīng)近交繁殖了23世代，中科院遺傳所人類基因組中心主任楊煥明，國際遺傳學聯(lián)合會前主席、復旦大學教授趙壽元，國際實驗動物科學理事會常務理事劉一農(nóng)等紛紛在鑒定會上簽字表示，中國率先在世界上培育出了“大型哺乳動物近交系豬”，為將來的實驗動物和人類異體器官移植，找到了完美的“合作伙伴”。楊煥明更是感嘆，豬的近交系培育成功，對于生物遺傳學的潛在貢獻，“怎么評價都不為過”。

　　近交系隨著世代的增加，培育越來越容易，研究的開展也提上日程。在曾養(yǎng)志的計劃中，即將展開的研究有19項之多，其中，他認為，以近交系豬進行“異體器官移植研究”為當務之急。

　　豬的肝臟、腎臟和肺臟等器官，不僅大小與人相當，而且功能也與人類極為相似。在進行異種器官移植以前，必須進行基因敲除，以避免移植后的免疫排斥反應。目前，這項技術(shù)已在國外某些實驗室取得突破，只是因為他們沒有近交系豬，即便實驗成功一頭兩頭，也難以繼代繁殖。有了高世代的近交系，一旦轉(zhuǎn)移的目的基因在哪怕是一個個體上獲得成功并得到表達，即可通過近交快速擴大繁殖，最終提供標準化的供體器官就可以得到解決。

　　曾養(yǎng)志說，以國內(nèi)目前的情況看，每年腫瘤病人達160萬，糖尿病人1000萬，腎臟病引起的尿毒癥病人150萬，需要骨髓移植的人400萬。有人預測，器官需求市場每年至少20億美元。

　　盡管守著世界上唯一的近交系豬這樣一個巨大的“資源寶藏”，曾養(yǎng)志現(xiàn)在仍然和過去20多年一樣，每天睜開眼睛第一件事就是“琢磨到哪兒去給幾百頭豬找飯吃”。他在實驗樓和豬舍附近的空地上種滿了紫花苜蓿和俄羅斯飼料菜，豬糞用來施肥，種的菜、草粉碎后用來喂豬。

　　一旦有些豬不聽安排，自由戀愛生下小豬，曾養(yǎng)志可不會手軟。據(jù)說“曾老師制作火腿的功夫堪稱一流”。

　　曾養(yǎng)志的夢想是：“以我現(xiàn)在的這些條件做基礎，建立一個國際科學研究中心，向全世界的科學家開放?！?