曾養(yǎng)志26年的重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)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(guó)青年報(bào)

　　本報(bào)記者周欣宇

　　位于昆明北郊的云南農(nóng)業(yè)大學(xué)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(diǎn)實(shí)驗(yàn)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(duì)共同的祖先。也就是說(shuō)，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(shí)驗(yàn)室的主持者曾養(yǎng)志是云南農(nóng)業(yè)大學(xué)教授。這一窩“近親繁殖”的豬——世界上第一個(gè)大型哺乳類(lèi)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物近交系，是他26年心血的結(jié)晶。站在豬舍旁，曾養(yǎng)志會(huì)不自覺(jué)地面露微笑，喃喃自語(yǔ)：“它們是上帝賜予我的禮物。”

　　講起自己的“豬王國(guó)”，曾養(yǎng)志總會(huì)提醒聽(tīng)者一句：“不要忘了最早的母豬和她的兒子，沒(méi)有它們，就沒(méi)有這一切?！?br>
　　1980年2月，曾養(yǎng)志在云南西雙版納一個(gè)拉祜族寨子考察時(shí)，了解到當(dāng)?shù)赜捎诮煌ㄩ]塞，從未引入過(guò)外來(lái)豬，也不留專(zhuān)用種豬，而是各戶(hù)輪流用當(dāng)年母豬生的小公豬作為種豬，當(dāng)年配種完成即宰殺，來(lái)年再輪第二家。

　　剛巧，曾養(yǎng)志借住的生產(chǎn)隊(duì)隊(duì)長(zhǎng)家飼養(yǎng)的母豬，一個(gè)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(mǎi)下，帶回實(shí)驗(yàn)站。

　　一般情況下，動(dòng)物同人一樣，很少發(fā)生“近親繁殖”的現(xiàn)象。比如鯨類(lèi)永遠(yuǎn)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(lǐng)作為它們的性伴侶，如果作為首領(lǐng)的雄獸是她的生父，那么她的性成熟期就會(huì)明顯推遲。而有些動(dòng)物，比如大熊貓，母親發(fā)情時(shí)，兒子會(huì)跑得遠(yuǎn)遠(yuǎn)的。馬也是這樣，無(wú)論你怎么引誘，小公馬肯定不會(huì)與它的母親結(jié)合。

　　不過(guò)，也有些動(dòng)物擅長(zhǎng)近交。鴿子一般一窩生下兩個(gè)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(lái)。中國(guó)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(gè)近千只的群落。對(duì)此，豬也一樣沒(méi)有“明顯的心理障礙”。

　　雖然在倫理觀念上“近交”是一個(gè)嚇人的詞，在科學(xué)上卻有著無(wú)法替代的作用。因?yàn)榻粍?dòng)物的基因高度純合，遺傳背景清楚，從而可以減少在實(shí)驗(yàn)中由于實(shí)驗(yàn)動(dòng)物個(gè)體之間的遺傳差異造成的偏差?！熬拖裎锢韺W(xué)研究中的精密儀器和化學(xué)反應(yīng)中的分析純?cè)噭┠菢樱転樯镝t(yī)學(xué)提供靈敏度高、特異性強(qiáng)和重復(fù)性好的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?。”曾養(yǎng)志說(shuō)。

　　因?yàn)樨i與人在解剖、生理和代謝等方面非常接近，美國(guó)農(nóng)業(yè)部曾進(jìn)行過(guò)110頭豬的近交系實(shí)驗(yàn)，英國(guó)也進(jìn)行過(guò)88頭豬的全同胞近交實(shí)驗(yàn)，但都因出現(xiàn)近交衰退而沒(méi)有取得實(shí)質(zhì)性進(jìn)展。

　　曾養(yǎng)志解釋?zhuān)谝话愕呢i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(guò)是處于隱性狀態(tài)而無(wú)法察覺(jué)。這樣的高度雜合體一旦實(shí)行近交，其致死和隱性有害基因得以純合的機(jī)會(huì)增加，就會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的近交衰退。近交后代的高度死亡率，使大型哺乳動(dòng)物近交系的培育一度成了一個(gè)科學(xué)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(chǔ)，但一旦開(kāi)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(mǎi)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(shí)“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(lái)的電話，說(shuō)有一只豬一直長(zhǎng)不大，他的兄弟姐妹都六七十公斤了，它才30公斤，問(wèn)是不是要把它淘汰掉。

　　“我問(wèn)：它長(zhǎng)得勻稱(chēng)不勻稱(chēng)？各方面發(fā)育是不是良好？他說(shuō)各方面都非常健康。當(dāng)時(shí)我就意識(shí)到，好東西出現(xiàn)了?！痹B(yǎng)志回憶說(shuō)。

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

　　“說(shuō)實(shí)話，當(dāng)時(shí)受見(jiàn)識(shí)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(shí)到微型豬在實(shí)驗(yàn)動(dòng)物和人類(lèi)器官移植上的可能性。接下來(lái)的兩三年，國(guó)際上興起了遺傳育種學(xué)的熱潮，這頭豬一下子變得無(wú)比珍貴了。”

　　普通豬生長(zhǎng)過(guò)快，體形太大，難以充分利用。近50年來(lái)，美國(guó)、德國(guó)、日本等國(guó)專(zhuān)門(mén)培育用于生物醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)的小型豬，但是它們的共同缺點(diǎn)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(dǎo)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(xì)心地把出現(xiàn)這些性狀的個(gè)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(lái)，形成亞系。

　　誰(shuí)也無(wú)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(lèi)型：有的肥胖，有的清瘦，有的矮小骨細(xì)，有的長(zhǎng)鬃，有的短毛，有的有白額星，有的有白鼻鏡……

　　曾養(yǎng)志解釋說(shuō)，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(duì)的等位基因已經(jīng)純合，其亞系間的差別僅是某對(duì)染色體上某一等位基因的差異所致。

　　“這些具有不同遺傳標(biāo)記的亞系將對(duì)研究不同基因型的基因效應(yīng)，具有重大的意義?！彼f(shuō)，比如，肥胖亞系將是研究人類(lèi)肥胖癥的極好模型；長(zhǎng)鬃系和短鬃系則是研究毛發(fā)基因與毛發(fā)生長(zhǎng)的模型。

　　除了這些正常生長(zhǎng)的豬表現(xiàn)出的基因類(lèi)型，還有一些有害基因或基因缺陷導(dǎo)致的疾病模型，對(duì)于人類(lèi)的疾病研究，同樣具有非同尋常的價(jià)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(dá)數(shù)十種，如先天跛腳、目盲、終生不育、白化等等。還有一個(gè)支系的豬，每一代都生長(zhǎng)腫瘤。這無(wú)疑是腫瘤研究的極好材料。

　　國(guó)際遺傳學(xué)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(lèi)基因組中心主任楊煥明，國(guó)際遺傳學(xué)聯(lián)合會(huì)前主席、復(fù)旦大學(xué)教授趙壽元，國(guó)際實(shí)驗(yàn)動(dòng)物科學(xué)理事會(huì)常務(wù)理事劉一農(nóng)等紛紛在鑒定會(huì)上簽字表示，中國(guó)率先在世界上培育出了“大型哺乳動(dòng)物近交系豬”，為將來(lái)的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物和人類(lèi)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(duì)于生物遺傳學(xué)的潛在貢獻(xiàn)，“怎么評(píng)價(jià)都不為過(guò)”。

　　近交系隨著世代的增加，培育越來(lái)越容易，研究的開(kāi)展也提上日程。在曾養(yǎng)志的計(jì)劃中，即將展開(kāi)的研究有19項(xiàng)之多，其中，他認(rèn)為，以近交系豬進(jìn)行“異體器官移植研究”為當(dāng)務(wù)之急。

　　豬的肝臟、腎臟和肺臟等器官，不僅大小與人相當(dāng)，而且功能也與人類(lèi)極為相似。在進(jìn)行異種器官移植以前，必須進(jìn)行基因敲除，以避免移植后的免疫排斥反應(yīng)。目前，這項(xiàng)技術(shù)已在國(guó)外某些實(shí)驗(yàn)室取得突破，只是因?yàn)樗麄儧](méi)有近交系豬，即便實(shí)驗(yàn)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(gè)個(gè)體上獲得成功并得到表達(dá)，即可通過(guò)近交快速擴(kuò)大繁殖，最終提供標(biāo)準(zhǔn)化的供體器官就可以得到解決。

　　曾養(yǎng)志說(shuō)，以國(guó)內(nèi)目前的情況看，每年腫瘤病人達(dá)160萬(wàn)，糖尿病人1000萬(wàn)，腎臟病引起的尿毒癥病人150萬(wàn)，需要骨髓移植的人400萬(wàn)。有人預(yù)測(cè)，器官需求市場(chǎng)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(gè)巨大的“資源寶藏”，曾養(yǎng)志現(xiàn)在仍然和過(guò)去20多年一樣，每天睜開(kāi)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(shí)驗(yàn)樓和豬舍附近的空地上種滿(mǎn)了紫花苜蓿和俄羅斯飼料菜，豬糞用來(lái)施肥，種的菜、草粉碎后用來(lái)喂豬。

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

　　曾養(yǎng)志的夢(mèng)想是：“以我現(xiàn)在的這些條件做基礎(chǔ)，建立一個(gè)國(guó)際科學(xué)研究中心，向全世界的科學(xué)家開(kāi)放?！?