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 來源:實驗動(dòng)物那些事(shì)兒 日期:2024.06.25 

混亂的圈養食(shí)蟹猴遺傳組成

混亂的圈養食蟹猴遺傳(chuán)組成.jpg

雖然小鼠是(shì)基礎研究中最常(cháng)用的實(shí)驗動物,但其通常隻能反映人類(lèi)疾病發生的特定(dìng)過(guò)程,而無法模擬人類疾病發生的全部生理和病理(lǐ)變化。而非人類(lèi)靈長類動物不(bú)僅在基礎研究(jiū)中發揮(huī)著重要作用,在轉化研究尤其是在生物製劑的(de)毒理學研(yán)究中(zhōng),通常是唯一能夠對新型生物治療藥物產生藥(yào)理反應的實驗動(dòng)物物種。因此,一(yī)些關鍵的人類藥物安全性相關評估數據(jù)多是從非人靈長類(lèi)毒理學模型研究中獲得的。

出於(yú)對(duì)使(shǐ)用非人靈長類更為嚴格的動物實驗倫理和經濟成本的考(kǎo)量,相關研究通常(cháng)都追求使用最(zuì)低限度的猴子數量(liàng)。而(ér)在樣本量較少的情況下,為了減少組內個體間差(chà)異,選擇年齡、體重和遺傳背景一致的(de)動物就顯得尤為重要。這其中(zhōng)年齡和體重(chóng)一致很容易做(zuò)到,但遺傳背景的一致性卻很難做到,以致常被(bèi)有意(yì)或無意(yì)地忽略(luè)掉(diào)。

與人類相似,遺傳(chuán)變異(yì)也是同一物種內或不(bú)同物(wù)種之(zhī)間藥物反應(yīng)差異的基礎。如環氧合酶-2的抑製劑(jì)“塞來昔布”在使用(yòng)比格犬開展藥物代謝實驗時(shí),因不同犬隻攜帶不同(tóng)的細(xì)胞色素P450,而導致實驗組(zǔ)產生了顯著的代謝(xiè)差異。又如包括Brown Norway和Wistar-Kyoto在內的一些品係的大鼠因缺失UDP葡萄糖醛(quán)酸轉移酶2b(Ugt2b)基因而導致其無法代謝苯(běn)甲酸鹽,因此無法被用在存在苯甲酸鹽代謝產物的藥物臨床前實驗中。

由此可見,遺傳背景的差異(yì)對實驗結果的影響是巨大的。經過多年的研究,遺傳背景一致的齧齒類實驗動物已經成為廣泛(fàn)共識並普遍(biàn)應用,然而(ér)我們對非人靈長類實驗動物的遺傳組成卻並不清楚。以藥物研發臨床前試驗使用數量最(zuì)多的非人靈長類實驗動物食蟹猴為例。該物種包括9個亞種,自然分布於整個東南亞。少量食蟹猴在17世紀被歐洲殖民者帶到了毛裏求(qiú)斯,並在當地建立了棲息地。由於東南亞多為島嶼國家,因此為不同棲息地食蟹猴種群間的獨立進化提供(gòng)了條件,導致不同地區不同(tóng)來(lái)源的亞種間存在著廣泛的(de)遺傳差(chà)異,這(zhè)種差異甚(shèn)至體現在了外觀上,出現了體長、尾長和毛色上的不同。不僅如此,在泰國北部的食蟹猴和恒河猴的棲息地交叉處,還存在著因二者間雜交而(ér)出現的遺傳汙染問題。

雖(suī)然食蟹猴並非中國的本土物種,但自上個世紀90年代起,中國(guó)就已成為了實驗用食蟹猴的最大生產和出口國,2020年前,我國每年生(shēng)產(chǎn)和出口食蟹猴的數量占全球使用食蟹猴總數的60%以上。從來源上(shàng)看,上個世紀80年代末中國開始繁殖食蟹(xiè)猴時,主要是從馬來西亞、印度尼(ní)西亞和菲律賓引入的食蟹猴(hóu),而2000年後則主要從柬埔寨和(hé)越南引入。然而,中國的各(gè)大食(shí)蟹猴養殖企業在開展食(shí)蟹猴繁育(yù)工(gōng)作時卻並沒有將(jiāng)其來源地或(huò)遺傳組成納入考量(liàng)。

在2017年一篇通過(guò)對(duì)DNA進行(háng)基因分型來分析中國10個不同食蟹猴(hóu)繁殖場來源的400隻食蟹猴的來(lái)源和遺傳組成(chéng)的研究中,顯示所有被調查種群均表現出高水平的遺傳異質性(xìng)。其中(zhōng)最值得注意的是,這些樣本中含有恒河猴基因比例的平均值約為17%,其中最低為5.4%,最高(gāo)為47.8%,其中(zhōng)三隻食蟹猴基因中包含超過(guò)45%的恒河猴基(jī)因比例,這一數值已經非常接近雜交一代理論上(shàng)50%的比例。而在野外食(shí)蟹猴群體中,雖然也存在與恒河(hé)猴雜交並導致了恒河猴基因組的引入的情況,但經過(guò)多個世代的自然回交稀釋,其食(shí)蟹猴中所含恒(héng)河猴基因組的比例已(yǐ)經不到(dào)0.1%。圈養食蟹猴和野生食蟹猴之間迥異的恒河猴基因比例,說明來自(zì)中(zhōng)國企業的食蟹猴的(de)一些雜交可能是近期發生的,並且在相應的食蟹猴(hóu)種群內進行了回交(jiāo)。

那麽(me)這種(zhǒng)遺傳組成上的差異是否確實對實驗結果帶來了影響呢?上文提(tí)到的(de)文章中同時跟蹤了所調研種群的瘧原蟲感染情(qíng)況。由於食蟹猴和恒河猴之間的遺傳差異會導致它們對某些(xiē)瘧疾寄生(shēng)蟲的易感性存在差異(yì),如(rú)食蟹猴對諾氏瘧原蟲(P. knowlesi)通常表現為輕微、慢性且非(fēi)致命的感染,而在實驗性誘導感染諾氏瘧原蟲的恒河猴(hóu)則表現更為嚴重且致命。此外,食(shí)蟹猴瘧原蟲(P. cynomolgi)感染在恒河猴中的嚴重程度相對諾氏瘧原蟲更高。通過分析調研種群的瘧原蟲(chóng)感染情況(kuàng),研究人員發現食蟹猴中恒河(hé)猴(hóu)基因比例與食蟹猴瘧原蟲感染(rǎn)發生率之(zhī)間存在強正相關,即含(hán)恒河猴基因比例越高的食蟹猴,其食蟹猴瘧原蟲感染率也越高。

除此之外,不(bú)同地(dì)理來源的(de)食蟹猴在血液生理生化指標上也(yě)存在著差異。如(rú)與毛裏求斯起源的食蟹猴相比,柬埔寨、中國(guó)和/或越南起源的食蟹猴紅細胞計數偏低,而絕(jué)對網(wǎng)織紅細胞計數、平均紅(hóng)細(xì)胞體積(MCV)、平(píng)均紅細胞血紅蛋白含量(MCH)和(hé)平均紅細胞血紅蛋白濃度(MCHC)則偏高(gāo)。與毛裏求斯、中國或柬埔寨(zhài)起源的食蟹猴相比,越南起源的食蟹猴在凝血酶原時間(PT)上顯著縮短,穀氨酸脫氫酶(GLDH)活性較低。另,不同地理起源的食蟹(xiè)猴攜帶著不同的主要組織相容性複合體,顯然會導致免疫功(gōng)能上(shàng)的(de)差異。

上述(shù)例子說明了遺傳(chuán)組成(chéng)上的不同會對會(huì)食蟹猴的生物功能產生廣(guǎng)泛影響。然而,雖然已(yǐ)經有了多種(zhǒng)先(xiān)進且應用廣泛的遺傳檢測和追蹤技術,但這些技術在實驗猴種(zhǒng)群上的應(yīng)用仍然少之又少,而關(guān)於實驗猴種群在遺(yí)傳組成上的差異仍然是一個有(yǒu)待揭開的盲盒。

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