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 來源:實驗動物那(nà)些(xiē)事兒 日期:2024.06.25 

混亂的圈養食蟹猴遺傳組成(chéng)

混亂的圈養(yǎng)食蟹猴遺(yí)傳組成.jpg

雖然小鼠是基礎研究中最常用的實驗動物,但其通(tōng)常隻能反映人類疾病發生的(de)特定過程,而無法模擬人類疾病發生的全部生理和病理(lǐ)變化。而非人類靈長類動(dòng)物不僅在基礎研究中發揮著重要作用,在轉(zhuǎn)化研究尤其是在生物製劑的毒理學(xué)研究中,通常(cháng)是唯一能夠對新型生物治療藥物(wù)產生藥理反應的(de)實驗動物物種。因此,一些關鍵的人類藥(yào)物安全性相關(guān)評估數據多是(shì)從非人靈(líng)長類(lèi)毒理學(xué)模型研究中獲得的。

出於對使用非人靈長類更為嚴(yán)格的動物實驗倫理和(hé)經濟成本的考量(liàng),相關(guān)研究通(tōng)常都(dōu)追求使用最低(dī)限度的猴子數量。而在樣本量較少的情況下,為(wéi)了減少組內個體間差異,選擇年齡、體重和遺傳背景一致的動(dòng)物(wù)就顯得尤為重要。這其(qí)中(zhōng)年齡和體重一(yī)致很容(róng)易做到,但遺(yí)傳背景的一致性卻很難做到,以致常被有意(yì)或無(wú)意地忽略(luè)掉。

與人類相似,遺傳變異也是同一(yī)物種內或不同物(wù)種之間藥物反(fǎn)應差異的(de)基礎。如環(huán)氧合酶-2的抑製劑“塞來昔布”在使(shǐ)用比格犬開展藥物(wù)代謝實驗時,因不同犬隻攜帶不同(tóng)的(de)細胞色素P450,而導致實驗組(zǔ)產生了(le)顯(xiǎn)著的代謝差異。又如包括Brown Norway和Wistar-Kyoto在內的一些(xiē)品係的(de)大鼠因缺失UDP葡萄糖醛酸轉移酶2b(Ugt2b)基因而導致其無法代謝苯甲酸鹽,因此無(wú)法被用在存在苯甲酸(suān)鹽代謝產物的藥物臨床前(qián)實驗中。

由此可(kě)見(jiàn),遺傳背景的差異對實驗結果的影響是(shì)巨大(dà)的(de)。經(jīng)過多(duō)年(nián)的研究,遺傳(chuán)背景一致的齧齒類實驗動物已經成為廣泛共識並普遍應用,然(rán)而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(yàn)使用數量最多的非(fēi)人靈長類實驗動物食蟹猴為例。該物種(zhǒng)包括9個亞種,自然分(fèn)布於(yú)整個東南(nán)亞。少量食蟹猴在17世紀被歐(ōu)洲殖民者帶到了毛(máo)裏求斯(sī),並(bìng)在(zài)當地(dì)建立了棲息地。由於東南亞多為島嶼國家,因此為不同(tóng)棲(qī)息地食蟹猴種群間的獨(dú)立進化提供了條件,導致不同地區不(bú)同來源的亞種間存在著廣泛的遺(yí)傳差異,這種(zhǒng)差異甚至體現(xiàn)在了外觀上(shàng),出(chū)現了(le)體長、尾長和(hé)毛色上的不同。不僅如此,在泰國(guó)北部(bù)的食蟹猴和恒河猴(hóu)的棲息地(dì)交叉處,還存(cún)在著因二者(zhě)間雜交而出現的遺傳汙染問題。

雖然食(shí)蟹猴並非中國的(de)本土物種,但自上個世紀90年代起,中國就已成為了實驗用食蟹猴的最(zuì)大生產和出口國,2020年前,我國每年生產和出口食蟹猴(hóu)的數量占全球使用食蟹猴總數的60%以上。從來源上看,上個世紀80年(nián)代末中國開始繁殖食蟹猴(hóu)時,主要是從馬來西亞、印度尼西亞和菲律賓引入的食蟹猴,而2000年後則主要(yào)從柬埔寨和越南引入。然而,中國(guó)的各大(dà)食蟹猴(hóu)養殖企業在(zài)開展食蟹猴繁育工作時卻並沒有將(jiāng)其來源地或遺傳組成(chéng)納入考量。

在2017年一(yī)篇通過對DNA進行基因分型(xíng)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(de)來源和遺傳組成的研究(jiū)中,顯示所有被調查種群均表現出高(gāo)水平的遺傳異質性。其中最值得注意的是,這些樣本中(zhōng)含有恒河猴基因比例的平均值約為17%,其中最低為5.4%,最高為47.8%,其中三隻食蟹猴基因(yīn)中包含超(chāo)過45%的恒河猴基因比例,這一數(shù)值(zhí)已(yǐ)經非常接近雜交一代理論上50%的比例。而在野外食蟹猴群體中,雖然也存(cún)在與恒河猴雜(zá)交並導致了恒河猴基因組的引入(rù)的情況,但經過多個世代的(de)自然回交稀釋,其食蟹猴中所含(hán)恒河猴基因(yīn)組(zǔ)的比例已經不到0.1%。圈養食蟹猴和野(yě)生食蟹猴之間迥異的恒河猴基因比例,說明來自中國(guó)企業的食蟹猴(hóu)的一些雜(zá)交可能是近期發生的,並且在相應的食蟹猴種群內進(jìn)行了回交。

那麽這種遺傳組成上的差(chà)異是否確實對實驗結果帶來了影響呢(ne)?上文提到的文章中同時跟蹤了所調研種(zhǒng)群的(de)瘧原蟲感染情況。由於食蟹猴和恒河猴之間的遺傳差異(yì)會導(dǎo)致它們對某(mǒu)些瘧疾寄生蟲的易感性存在差異,如食蟹猴對諾氏瘧原蟲(P. knowlesi)通(tōng)常表現為輕微、慢性且(qiě)非致命的感染,而在(zài)實驗(yàn)性誘導感染諾氏瘧原蟲的恒河猴則表現更為嚴重且致命。此外,食蟹猴(hóu)瘧原蟲(P. cynomolgi)感染在(zài)恒河猴(hóu)中(zhōng)的嚴重程度相對諾氏瘧原蟲更高。通過(guò)分析調研種(zhǒng)群的瘧原蟲感染情(qíng)況,研究人員發現食(shí)蟹猴中恒河猴基因比例與食蟹猴瘧原(yuán)蟲感染發生率之間存在(zài)強正相(xiàng)關,即含恒(héng)河(hé)猴基因比例越高的食蟹猴,其食蟹猴瘧(nuè)原(yuán)蟲感(gǎn)染率也越高。

除(chú)此之外,不(bú)同地理來源(yuán)的食蟹猴在血液生理生化指標上也存在著差(chà)異。如與毛裏求斯起(qǐ)源的食蟹猴相(xiàng)比,柬埔寨、中國和/或越南起源的食蟹猴紅細胞計數偏低,而(ér)絕對網織(zhī)紅細(xì)胞計數、平均紅細(xì)胞體積(MCV)、平均紅細胞血紅蛋白含量(liàng)(MCH)和平均紅細胞血(xuè)紅蛋白濃度(MCHC)則偏高。與毛裏求斯、中國或柬埔寨(zhài)起源的(de)食蟹猴相比,越南(nán)起源的食蟹猴在凝血酶原(yuán)時(shí)間(PT)上顯(xiǎn)著縮短,穀氨酸(suān)脫氫酶(GLDH)活性較低。另,不(bú)同地理起源的食蟹猴攜帶著不同(tóng)的主要組織(zhī)相容性複合體,顯然會導致免(miǎn)疫功能上的差異。

上述例子說明了遺傳組成上的不同(tóng)會(huì)對會食蟹猴的生物功能產(chǎn)生廣泛影響。然而,雖然已經有了多種先進且應用廣泛的遺傳檢測和追蹤技術,但這些(xiē)技術在實驗猴種群上的應用(yòng)仍然少之又(yòu)少,而關於實驗猴種群在遺傳組成上的差異仍然是一個有待(dài)揭開的盲盒。

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