曾养志26年的重点实验室和900多头近交小猪

小马哥 · 发表于 2006-9-13 10:48:31

2006年09月13日 09:02 中国青年报

　　本报记者周欣宇

　　位于昆明北郊的云南农业大学的后山上，有两座红顶白墙的建筑。其中一座四层楼房，是云南省版纳微型猪近交系重点实验室。另一座别墅似的二层小楼里，则生活着900多头猪。

　　这些猪，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，它们都可追溯到一对共同的祖先。也就是说，都是由猪妈妈和儿子，猪爸爸和女儿，或兄弟姐妹之间交配生下的后代。

　　实验室的主持者曾养志是云南农业大学教授。这一窝“近亲繁殖”的猪——世界上第一个大型哺乳类实验动物近交系，是他26年心血的结晶。站在猪舍旁，曾养志会不自觉地面露微笑，喃喃自语：“它们是上帝赐予我的礼物。”

　　讲起自己的“猪王国”，曾养志总会提醒听者一句：“不要忘了最早的母猪和她的儿子，没有它们，就没有这一切。”

　　1980年2月，曾养志在云南西双版纳一个拉祜族寨子考察时，了解到当地由于交通闭塞，从未引入过外来猪，也不留专用种猪，而是各户轮流用当年母猪生的小公猪作为种猪，当年配种完成即宰杀，来年再轮第二家。

　　刚巧，曾养志借住的生产队队长家饲养的母猪，一个多月前刚生下了一窝小猪，小猪的父亲正是母猪前一窝生的儿子。他将这窝小猪连同母猪一齐买下，带回实验站。

　　一般情况下，动物同人一样，很少发生“近亲繁殖”的现象。比如鲸类永远都是到出生的群体之外寻找配偶。非洲狮雌兽必须接受固定的群体首领作为它们的性伴侣，如果作为首领的雄兽是她的生父，那么她的性成熟期就会明显推迟。而有些动物，比如大熊猫，母亲发情时，儿子会跑得远远的。马也是这样，无论你怎么引诱，小公马肯定不会与它的母亲结合。

　　不过，也有些动物擅长近交。鸽子一般一窝生下两个蛋，孵出的雏鸽如果是一雌一雄，它们就可以做夫妻并繁殖出后代来。中国的麋鹿一度濒临灭绝，靠着仅存的10头不断近交繁殖，现已形成一个近千只的群落。对此，猪也一样没有“明显的心理障碍”。

　　虽然在伦理观念上“近交”是一个吓人的词，在科学上却有着无法替代的作用。因为近交动物的基因高度纯合，遗传背景清楚，从而可以减少在实验中由于实验动物个体之间的遗传差异造成的偏差。“就像物理学研究中的精密仪器和化学反应中的分析纯试剂那样，能为生物医学提供灵敏度高、特异性强和重复性好的实验模型。”曾养志说。

　　因为猪与人在解剖、生理和代谢等方面非常接近，美国农业部曾进行过110头猪的近交系实验，英国也进行过88头猪的全同胞近交实验，但都因出现近交衰退而没有取得实质性进展。

　　曾养志解释，在一般的猪身体上，隐性致死和有害基因不易得到表现。但是，因不断杂交而积累的这些有害基因却以很高的频率存在于群体中，只不过是处于隐性状态而无法察觉。这样的高度杂合体一旦实行近交，其致死和隐性有害基因得以纯合的机会增加，就会出现严重的近交衰退。近交后代的高度死亡率，使大型哺乳动物近交系的培育一度成了一个科学的禁区。

　　曾养志从西双版纳带回的猪已经有了一定的近交基础，但一旦开始真正的高度近交，还是很快出现了“恐怖”的结果。同年10月，买回的小猪性成熟后，曾养志安排它们以全同胞(兄妹)、亲子交(母子)这两种高度近交方式繁殖。结果，第一代产下的95头仔猪，只存活了3头；第二代，又生下仔猪78头，最终也只存活3头。很多猪胎全窝流产，或生下即是死胎，其余的小猪大多患上白痢或遗传疾病死亡。

　　心惊胆战中，曾养志的近交猪在一代代繁衍。为了确保不“断代”，有时“曾孙”出生了，“曾祖父”一辈的猪他还养着。

　　奇迹出现在第六代。一天，曾养志接到助手打来的电话，说有一只猪一直长不大，他的兄弟姐妹都六七十公斤了，它才30公斤，问是不是要把它淘汰掉。

　　“我问：它长得匀称不匀称？各方面发育是不是良好？他说各方面都非常健康。当时我就意识到，好东西出现了。”曾养志回忆说。

　　曾养志判断，这是微型基因在这只猪上得到了表达。如果拿它与它的母亲进行交配，那么其后代，有一半可能会是微型猪。事实证明了这一点，这就是现在的“版纳微型猪”的源头。

　　“说实话，当时受见识所限，我只想着也许可以把它培育成宠物猪，‘烤乳猪’什么的，并未意识到微型猪在实验动物和人类器官移植上的可能性。接下来的两三年，国际上兴起了遗传育种学的热潮，这头猪一下子变得无比珍贵了。”

　　普通猪生长过快，体形太大，难以充分利用。近50年来，美国、德国、日本等国专门培育用于生物医学实验的小型猪，但是它们的共同缺点在于都不是近交系猪。

　　微型猪出现后，一方面是大量致死、有害基因的表现而导致仔猪的高死亡率。另一方面，由于继代的组合增多而不断出现有利或合意性状。曾养志细心地把出现这些性状的个体与同窝具有相同表现的后代组成全同胞或亲子交，使性状得以固定下来，形成亚系。

　　谁也无法想像，最初的两头普通的西双版纳小耳猪，居然分化出如此众多的后代类型：有的肥胖，有的清瘦，有的矮小骨细，有的长鬃，有的短毛，有的有白额星，有的有白鼻镜……

　　曾养志解释说，随着基因纯合度的增高，表现出的这些互不连锁的性状即可看作其他染色体对的等位基因已经纯合，其亚系间的差别仅是某对染色体上某一等位基因的差异所致。

　　“这些具有不同遗传标记的亚系将对研究不同基因型的基因效应，具有重大的意义。”他说，比如，肥胖亚系将是研究人类肥胖症的极好模型；长鬃系和短鬃系则是研究毛发基因与毛发生长的模型。

　　除了这些正常生长的猪表现出的基因类型，还有一些有害基因或基因缺陷导致的疾病模型，对于人类的疾病研究，同样具有非同寻常的价值。到现在为止，已经出现并有记录可查的遗传缺陷达数十种，如先天跛脚、目盲、终生不育、白化等等。还有一个支系的猪，每一代都生长肿瘤。这无疑是肿瘤研究的极好材料。

　　国际遗传学界规定，近交繁殖20世代，就算成功。曾养志养的猪现在已经近交繁殖了23世代，中科院遗传所人类基因组中心主任杨焕明，国际遗传学联合会前主席、复旦大学教授赵寿元，国际实验动物科学理事会常务理事刘一农等纷纷在鉴定会上签字表示，中国率先在世界上培育出了“大型哺乳动物近交系猪”，为将来的实验动物和人类异体器官移植，找到了完美的“合作伙伴”。杨焕明更是感叹，猪的近交系培育成功，对于生物遗传学的潜在贡献，“怎么评价都不为过”。

　　近交系随着世代的增加，培育越来越容易，研究的开展也提上日程。在曾养志的计划中，即将展开的研究有19项之多，其中，他认为，以近交系猪进行“异体器官移植研究”为当务之急。

　　猪的肝脏、肾脏和肺脏等器官，不仅大小与人相当，而且功能也与人类极为相似。在进行异种器官移植以前，必须进行基因敲除，以避免移植后的免疫排斥反应。目前，这项技术已在国外某些实验室取得突破，只是因为他们没有近交系猪，即便实验成功一头两头，也难以继代繁殖。有了高世代的近交系，一旦转移的目的基因在哪怕是一个个体上获得成功并得到表达，即可通过近交快速扩大繁殖，最终提供标准化的供体器官就可以得到解决。

　　曾养志说，以国内目前的情况看，每年肿瘤病人达160万，糖尿病人1000万，肾脏病引起的尿毒症病人150万，需要骨髓移植的人400万。有人预测，器官需求市场每年至少20亿美元。

　　尽管守着世界上唯一的近交系猪这样一个巨大的“资源宝藏”，曾养志现在仍然和过去20多年一样，每天睁开眼睛第一件事就是“琢磨到哪儿去给几百头猪找饭吃”。他在实验楼和猪舍附近的空地上种满了紫花苜蓿和俄罗斯饲料菜，猪粪用来施肥，种的菜、草粉碎后用来喂猪。

　　一旦有些猪不听安排，自由恋爱生下小猪，曾养志可不会手软。据说“曾老师制作火腿的功夫堪称一流”。

　　曾养志的梦想是：“以我现在的这些条件做基础，建立一个国际科学研究中心，向全世界的科学家开放。”