广东省实验动物信息网

编者：1988年《实验动物管理条例》发布实施，在实验动物工作规范化、法制化管理，保障实验动物和动物实验的质量，推动我国科技发展和民生保障等方面发挥了重要作用。特别是在实验动物资源标准化、新品种/品系开发和动物模型创制方面，取得了令人瞩目的成果。

 

资源增量是实验动物科技发展的核心任务，是实验动物对生命科学研究提供支撑和服务的基础和保障。自上世纪80年代以来，我国老一辈实验动物科学家苦心孤诣，在实验动物资源研发工作中取得的多项开创新成果。为此，借“科技资讯”之窗，介绍我国实验动物科技工作者所作的工作及取得的应用成果。

 

 

 

 

非人灵长类实验动物是人类的近亲，与人类的遗传物质相似性约为75%-98.5%，在神经系统、组织结构、生理和代谢功能等方面的生物学特征同人类相似，具有高级视觉系统。利用非人灵长类动物建立的疾病动物模型，因其疾病发展过程、临床症状、发病机制与人类具有相似性，已成为解决人类健康与疾病问题的基础研究和应用研究的理想动物模型，其作为重要的科技支撑条件，在人类疾病的发病机理、诊断、治疗、预防、生物医药和生物制品的生产与质量评价，在引领和支撑生命科学研究、生物技术创新和医药产业发展中发挥着不可或缺的重要作用。

 

 

（一）资源现状

 

全世界目前有16科74属423种658种/亚种的非人灵长类动物，遍布于全球92个国家和地区，主要分布在巴西、马达加斯加、印度尼西亚、刚果、中国、秘鲁、喀麦隆、坦桑尼亚、哥伦比亚、马来西亚、印度等地。国际上很早就对非人灵长类动物非常重视，美国、德国、日本、新西兰、韩国、泰国和印度等国家，均建立了供生命科学和医学研究用的非人灵长类饲养基地或研究中心，总数达70余个[1]。目前，东南亚国家也迅速建立起了几个大型的非人灵长类实验动物养殖中心。

 

中国非人灵长类动物目前有4科8属24种共45亚种，约为世界非人灵长类物种的10%，是世界上少数几个灵长类动物分布十分丰富的国家之一[2]。随着生命科学研究以及转化医学的快速发展，非人灵长类动物的饲养繁殖得到了迅速地发展。目前，我国20多个省、市的非人灵长类动物养殖基地达40余个，人工养殖存栏数达到约30万只（食蟹猴约26万只，猕猴约3万只，平顶猴500余只，藏酋猴400余只，非洲绿猴约200只，普通狨猴约200只），中国的非人灵长类实验动物资源已达到数量最多和规模最大，跻身成为世界非人灵长类实验动物第一大供给国[3]。按照我国不同区域来划分非人灵长类实验动物种质资源，大致可以分为以下片区：华东、华北、华中、华南和西南，其中非人灵长类实验动物的资源保存与利用的相关机构主要分布于我国的华东、华北、华南、华中和西南等区域，例如：北京市、上海市、云南省、广东省、四川省、广西壮族自治区、海南省、江苏省、福建省、河南省和湖北省。我国猕猴资源基地主要分布在四川3个、云南4个、广东5个、北京4个、江苏2个、广西1个、河南1个、浙江1个和福建1个；食蟹猴资源基地主要分布在广东5个、广西9个、云南3个、海南3个和北京3个；藏酋猴资源基地主要分布在四川1个；平顶猴资源基地分布在云南2个；红面猴资源基地分布在云南1个、北京1个和四川1个；非洲绿猴资源基地分布在北京1个；普通狨猴资源基地分布在江苏1个和天津1个。上述片区的非人灵长类实验动物相关机构具有丰富的实验动物资源，资源基地拥有良好的硬件和软件条件。

 

迄今为止，我国有10家机构通过了美国AAALAC认证，2家机构通过国家CNS认证，6家企业通过了ISO9001质量体系认证，3家企业通过ISO14001质量体系认证，37家机构获得了灵长类实验动物生产许可证，灵长类实验动物使用许可证超过50余家。

 

（二）国家支持

 

自1982年以来，国家科技部、国家发改委、财政部、卫生部、中国科学院、中国医学科学院和地方省市政府部门，以科技平台建设、科技支撑计划和其它项目等形式支持非人灵长类实验动物资源建设，先后建立了“云南灵长类实验动物中心”（国家科委），“全国医学灵长类研究中心”（卫生部），“昆明灵长类研究中心”（中科院），“国家昆明高等级生物安全灵长类动物实验中心”（国家发改委），“生物医学动物模型国家地方联合工程研究中心”（国家发改委），“国家灵长类种质资源分中心”（科技部），“人类重大疾病灵长类动物模型资源平台建设”、“灵长类动物人类重大疾病模型的研究与示范”（国家科技支撑计划项目），“云南中科灵长类生物医学重点实验室”（国家发改委和云南省科技厅），“人类重大疾病动物模型研究”（“973”项目），“国家级灵长类实验动物检测重点实验室”（国家质检总局）等。通过政府的大力支持，我国非人灵长类实验动物从资源保存、设施条件、实验动物标准化、重大基础理论研究、和灵长类动物基因编辑技术和人类疾病动物模型创制取得了突飞猛进的进展，其中，食蟹猴和猕猴的资源和饲养繁殖与管理水平处于国际领先，体细胞克隆和基因编辑灵长类动物模型研究世界领先，病原体检测技术及质量控制水平达到或接近国际先进。为开展的生命科学科基础研究、人类重大疾病动物模型创建、药物或疫苗有效性及安全性评价等领域的研究提供了重要支撑。

 

 

由于进化上非人灵长类动物与人具有高度同源性，所以，相比其它实验动物，非人灵长类动物具有解决人类疾病发病机理、疾病防治、药物有效性和安全性评价的独特优势。非人灵长类动物作为人的代替者，已经应用于抑郁症、阿尔茨海默症、肿瘤、代谢性疾病、艾滋病、肝炎、结核、疟疾和埃博拉等人类重大疾病研究领域，这些研究对揭示人类重大疾病的致病机制、机理和防治具有重大意义。

 

1.毒理学研究：美国、欧盟和日本等发达国家在新药研发过程中都明确规定了凡是二类以上新药，在进入人体临床研究前必须使用非人灵长类动物进行临床前研究。例如，仅英国2005一年就采用了高达87%的非人灵长类动物用于医药行业的药物研发过程，这些实验动物主要是应用于药物的毒性和安全性评价，也有一些被用于药物的早期研究和开发等过程。

 

2.感染性疾病：非人灵长类动物可被用作SARS病毒（严重急性呼吸系统综合征）和登革热病毒感染的病原学、血清学和临床免疫应答相关研究，也可被用作多种感染性疾病病原，例如：病毒性腹泻、手足口、流感、疱疹性疾病、病毒性肝炎和艾滋病（AIDS）的动物模型。其中，猕猴不仅是肺炎双球菌、野兔热、链球菌、葡萄球菌、立克次体、鼠伤寒沙门菌等细菌性疾病的理想动物模型，也是弓形体、阿米巴脑膜炎、疟疾、丝虫病等寄生虫的理想实验动物模型[4]。其中，AIDS非人灵长类动物模型已经成为进行艾滋病毒（HIV）相关研究的一个有力工具。在抗HIV药物非临床药效学相关研究中，这一模型提供了最接近药物真实疗效的参考系统[5, 6]。

 

3.神经科学研究：除了感染性疾病研究外，非人灵长类最大的优势在于研究人类高级脑功能。目前，通过研究非人灵长类动物获得的关于基础神经科学方面的发现包括以下几个方面：确定了盲视的概念；皮质放大因子的概念；皮质基底神经环节的作用；额前叶的存储和执行功能；内侧颞叶和额叶在长期记忆中的相互作用等。在临床神经科学研究应用中，目前已经利用非人灵长类开展的研究有对帕金森氏病、脑卒中、抑郁症和阿尔茨海默症等神经系统疾病的病理、生理学的认识和临床治疗[7]。其中以阿尔茨海默症模型为例，非人灵长类动物模型较啮齿类动物能更好地模拟疾病的病理变化，其神经生物学特性与人类非常相似，根据实验设计，非人灵长类动物经过训练后可用于完成特定的与记忆相关的任务，用于评价其认知能力和情绪行为等的变化，因而被认为是研究该疾病的最理想的动物模型。研究人员采用猕猴作为对象，在神经功能及病理上均模拟出阿尔茨海默症所有关键症状，这一结果给阿尔茨海默症的防治提供了新的角度和方法，同时也是国内、外第一个具有所有阿尔茨海默症核心症状的猕猴模型。近年来快速高效的基因靶向技术不断推陈出新，涌现出一系列能够在受精卵水平的基因敲除的系统，例如：TALEN和CRISPR/Cas9等方法，使猕猴的基因精确编辑成为可能。在这一重要前体下，通过密切合作，我国科学家团队目前已成功将这两项技术首次应用到猕猴身上[8, 9]。2014年，国内两个研究团队在世界上首先构建了神经发育性疾病瑞特综合症的相关基因MECP2基因敲除食蟹猴，为进一步研究其神经机理提供了重要的动物模型。2015年，另外一个研究团队利用CRISPR/Cas9基因编辑方法构建了杜氏肌营养不良DMD基因突变的非人灵长类动物模型，为进一步研究DMD基因突变的方法提供了基础。此外，该团队还应用慢病毒转基因方法构建了帕金森病转基因非人灵长类模型。2016年1月Nature期刊刊登了“MECP2转基因猴的类自闭症行为表征与种系传递”的研究论文，该研究由中科院上海生命科学院神经科学研究团队完成。研究通过构建了携带人类自闭症基因MECP2的转基因猕猴模型及对转基因猴进行遗传和行为学研究，发现MECP2转基因猕猴表现与人类类似的自闭症刻板行为与社交障碍等行为。该研究是世界首个自闭症的非人灵长类模型，为深入研究自闭症的发病机理与探索可能的治疗方法提供了可能性[10-13]。另外，非人灵长类动物对筛选治疗老年痴呆药也起着至关重要的作用。猕猴是目前该病研究中使用最广泛的非人灵长类实验动物，另外猩猩、黑猩猩、狐猴和松鼠猴等也是研究老年痴呆症比较理想的实验动物[14]。病理学研究结果显示，脑内的多巴胺能神经元的大量死亡是帕金森病的发病原因之一。MPTP则是一种能特异高效杀死灵长类脑内多巴胺能神经元的化合物。通过将MPTP的代谢产物MPP+注射到猕猴侧脑室和单侧黑质中，使药物作用的范围局限于中枢神经系统，国内团队在世界上首次克服了经典MPTP诱导模型健康状况差、个体差异大、以及症状停药后恢复的三大缺陷，建立了具有良好实用价值新型猕猴帕金森病急性和慢性两种模型[15, 16]。

 

此外，非人灵长类实验动物也被广泛应用于抑郁症模型以及一些脑高级认知功能的研究当中。非人灵长类动物的大脑结构与人类相似，具备高级脑功能，可以被训练完成特定类型的测试任务以及情绪反应和认知能力的评价等研究领域，这一优势是啮齿动物不能替代的。非人灵长类动物具有高级、复杂的认知过程及情感表达，且同样在社会群体中生活，这与人类极其相似；非人灵长类动物的睡眠节律与人类相似，在夜间具有稳定的睡眠，具有明显的昼行性习性，这可以弥补啮齿动物的不足，因而非人灵长类具有更大的优势。目前已经有报道以猕猴为模型研究人类脑高级认知功能的相关研究[17-22]。

 

4.生殖生物学研究：旧大陆猴作为人类生殖研究的模型已经有较长的历史，其中一些种类，如猕猴、狒狒和食蟹猴至今仍是生殖生物学研究中常用的重要非人灵长类实验动物[14]。近年来应用新大陆猴作为实验动物进行人类生殖研究的动物模型发展较快，新大陆猴作为生殖生物学的模型主要目的是为了解决在人类或啮齿类无法解答的问题，有关研究包括：配子成熟和受精、着床前胚胎的发育、着床前后的胚胎发育、下丘脑和垂体、黄体调节、妊娠的内分泌和胎儿的发育、出生和哺乳、胚胎-母体间的交换、新生儿死亡、新的抗生育药物的检测、出生缺陷、早产等领域。

 

5.基因修饰猴的研究：基因修饰猴模型在生命科学研究中发挥着极其重要的作用。随着转基因技术和基因编辑技术的发展，研究人员已经成功地对非人灵长类的基因组进行修饰，获得外源基因过表达的转基因猴和目的基因定点切割的基因编辑猴[23]。目前，慢病毒载体和分子靶向核酸酶（ZFN、TALEN及CRISPR/Cas9等）是非人灵长类基因修饰模型建构中最常用的两种方法。但是，利用这两种方法获得的首次建模动物（F0代）有可能是嵌合体，这导致研究人员很难在F0代得到基因型和表型一致的动物模型，严重限制了基因修饰恒河猴和食蟹猴模型的推广和应用。而体细胞核移植、单倍体干细胞及生殖干细胞介导的转基因获得的首建动物没有嵌合体现象存在，但目前这些方法在非人灵长类动物中都还没有获得成功。考虑到非人灵长类动物的特点，这些方法的应用研究很有可能成为非人灵长类基因修饰模型建构技术的一个重要方向。因此，基因修饰猴其作为真正的动物模型用于科学研究仍有较长的路要走。

 

6.体细胞克隆猴的诞生：2017世界上首例体细胞克隆猴“中中”和“华华”由中科院神经科学研究所/脑科学与智能技术卓越创新中心孙强和刘真团队率先获得成功。体细胞克隆猴的成功，为非人灵长类基因编辑操作提供更为便利和精准的技术手段，使得非人灵长类可能成为广泛应用的动物模型，进而推动灵长类生殖发育、生物医学、以及脑认知科学和脑疾病机理等研究的快速发展。

 

 

虽然我国非人灵长类实验动物的发展取得了巨大的成就，但与世界发达国家相比，我国非人灵长类实验动物行业发展水平还比较低，影响行业可持续发展的挑战依然严峻，主要表现在：一是非人灵长类动物种类单一，仅有恒河猴和食蟹猴用于科学研究，而平顶猴、红面猴、藏酋猴、普通狨猴等还处于饲养繁殖种群的建立；二是动物保护主义对我国非人灵长类实验动物产业发展也造成严重影响；三是非人灵长类实验动物的质量标准化程度不高，质量检测技术和特异性诊断试剂不多；四是动物福利研究刚刚起步，科研技术和水平与发达国家还存在很大差距，获得高品质的非人灵长类动物较困难，导致非人灵长类动物的科研附加值较低。

 

面对非人灵长类实验动物的机遇和挑战，对我国非人灵长类资源保存与利用的展望与策略建议：

 

1、应加强非人灵长类动物资源建设，提升资源的丰富度与利用度

 

国家应制定相关的引导和扶持政策，合理布局，通过国家、地方和承担单位的资金整合，加大引进或培育狨猴、松鼠猴、平顶猴和藏酋猴等多品种有特色的非人灵长类动物种类，丰富我国非人灵长类动物资源品种，建立包括猕猴、食蟹猴、平顶猴、藏酋猴和狨猴等品种的多个国家级灵长类动物种质资源中心，加强我国非人灵长类动物资源的科技战略储备能力，实现灵长类动物的生产、供应与共享。

 

2、应加强非人灵长类检测新技术研发，提升我国实验灵长类的质量

 

国家应加大对灵长类动物质量检测技术、诊断试剂研发经费的投入及出台相关的扶持政策，整合和组织国内优势研究团队，积极开展非人灵长类动物质量相关的检测新技术、新方法的研究，有效应用于临床，研发国产化的诊断试剂，提升我国对灵长类动物质量控制的科技水平，保障我国灵长类动物的国际出口、国家重大科技项目实施、GLP研究中心和生物医药研发有充足的高质量动物资源供应。

 

3、加强非人灵长类动物实验技术平台建设，提升自主创新和国际竞争能力

 

非人灵长类动物作为人的替身，在开展神经性疾病、肿瘤、代谢性疾病、艾滋病、肝炎、结核、疟疾和埃博拉等重大传染病方面的研究，对揭示人类重大疾病的致病机制、机理和防治具有重大意义，是其它实验动物无法代替的。因此，利用分子生物学、胚胎工程学、基因组学、蛋白质组学、发育生物学、组织病理学、影像学和转基因等技术，加强非人灵长类动物技术平台建设，如，建立基因工程修饰的人类疾病灵长类动物模型技术平台、高等级生物安全灵长类动物实验技术平台、老年痴呆症和帕金森氏症等神经退行性疾病研究技术平台、肿瘤与糖尿病等慢性疾病技术平台等等，形成一批具有自主创新和国际先进水平的研究基地或机构，锻炼和培养一批基础研究与应用相结合的从事灵长类动物研究的人才队伍或创新团队，加强与国外CRO组织技术合作，吸引国外科研机构和生物医药研发企业到我国开展非人灵长类动物实验和科学研究，不仅可以使我国灵长类动物资源提高科技附加值，而且可以大大提升我国的自主创新能力，增强国际竞争力。

 

4、加强政策法规的制定和法制化管理，促进我国灵长类动物行业的成功转型

 

加强政策引导，积极扶持非人灵长类实验动物产业健康有序发展。相关管理部门要加大对非人灵长类实验动物行业的监督管理，加快建立行业准入机制，尤其是在发放实验动物生产许可证、驯养繁殖许可证以及制定实验动物出口限额时，要充分考虑企业养殖规模、是否有签订出口销售合同、历史销售业绩以及是否建立质量认证体系等因素，同时，还要充分发挥行业协会的自我管理、自我监督作用，加强行业自律，避免无序竞争，严格遵循动物福利及行业规范管理的有关法律、法规和规章，不要为了片面追求经济效益造成不良的国际影响。切实加强产学研结合，积极推动养研一体化。转变发展方式，打破单纯卖资源的原始产业状态，把实验动物和动物实验结合起来，通过联合开发、优势互补、利益共享、风险共担的合作方式，向外提供养研合一的整体服务，切实推动我国灵长类养殖行业的转型升级。加快建立覆盖全国的灵长类实验动物质量检测与保障体系，加强遗传、微生物和寄生虫等检测核心技术的研发，建立规范通用的检测技术，并形成与国际接轨的行业标准。

 

综上，非人灵长类实验动物已成为人类最理想的代替者，作为重要的研究、实验对象，广泛应用于科研、医学、国防以及药物的非临床试验、安全性评估等诸多方面，为人类的健康和生命科学的发展做出了巨大的贡献。展望未来，非人灵长类实验动物的研究将大大促进生命科学领域的发展或突破，例如人类疾病模型、神经科学、基因组学和进化生物学、药物开发、干细胞、以及治疗性克隆研究等。非人灵长类实验动物资源是推动生命科学发展、攻克人类重大疾病、保障生命健康的重要战略资源，在引领和支撑生命科学研究、生物技术创新和生物医药产业发展中发挥着不可或缺的重要作用。