人物专访

中国实验动物信息网专访中国科学院神经科学研究所非人灵长类研究平台主任孙强研究员:

非人灵长类实验动物与冠状病毒

在当前新型冠状病毒肺炎疫情下,全球科学家都在积极研发针对新型冠状病毒的疫苗以及新冠肺炎药物,那么非人灵长类实验动物将在助力新冠病毒疫苗、药物研究方面发挥怎样的作用?非人灵长类实验动物存在冠状病毒吗?与人类冠状病毒有什么不同?非人灵长类实验动物与人是否存在冠状病毒的交叉感染?以非人灵长类实验动物为对象开展的新冠状病毒的相关科研工作进展如何?针对这些疑惑中国实验动物信息网专访了孙强研究员为您一一解答。

孙强:非人灵长类实验动物与冠状病毒

2020年02月16日 浏览量: 来源: 发布者:

中国实验动物信息网:非常感谢您接受中国实验动物信息网的专访。在当前新型冠状病毒肺炎疫情下,全球科学家都在积极研发针对新型冠状病毒的疫苗以及新冠肺炎药物,那么非人灵长类实验动物将在助力新冠病毒疫苗、药物研究方面发挥怎样的作用?

孙强研究员:

非人灵长类实验动物在解剖、生理和免疫上与人类高度相似,使它们成为研究人类冠状病毒感染和发病机理的理想模型。但非人灵长类实验动物成本高、资源有限、且个体之间差异较大,使得它们难以被用于需要大样本量和统计评估的研究中。尽管这些限制,但由于我们尚无人类冠状病毒疫苗的临床经验,因此在进行临床试验之前最好评估对象仍是非人灵长类实验动物。针对新型冠状病毒的疫苗研发和抗病毒药物效果及安全性评估等都需要在非人灵长类上开展动物实验。

中国实验动物信息网:非人灵长类实验动物存在冠状病毒吗?与人类冠状病毒有什么不同?非人灵长类实验动物与人是否存在冠状病毒的交叉感染?

孙强研究员:

自然界中冠状病毒家族成员很多,多有特定的宿主范围,已知冠状病毒(Coronavirus: CoV)可感染人、鼠、猪、猫、犬、狼、鸡、牛、禽类等多种脊椎动物。感染后无症状或引发轻微的自限性疾病,如OC43、229E,NL63和HKU1等人类冠状病毒通常与自限性呼吸道感染相关;冠状病毒感染也可导致犬猫的腹泻,也是犬猫常见感染性疾病之一。非人灵长类实验动物感染冠状病毒的研究相对较少,主要集中在上个世纪80年代和90年代,其中有利用电子显微镜技术在包括恒河猴和食蟹猴在内的多种非人灵长类实验动物粪便中观察到了冠状病毒样病毒粒子。前苏联苏呼米灵长类中心对非人灵长类感染冠状病毒做了比较深入的研究,并在恒河猴体内分离得到一株冠状病毒毒株-CVRM281。因非人灵长类冠状病毒研究文献较少,目前还没有看到包含其基因组序列信息的相关研究,因此无法将其与人类冠状病毒进行分子层面的对比。

目前已知感染人类的SARS-CoV和MERS-CoV都可以感染恒河猴、食蟹猴和普通绒猴等这些常用的非人灵长类实验动物。但未见有关人传猴或者猴传人的报道。

中国实验动物信息网:非人灵长类动物模型曾在SARS冠状病毒和MERS病毒开展了哪些试验?发挥了哪些作用?

孙强研究员:

相较与大小鼠等啮齿类实验动物,非人灵长类实验动物在进化上与人类的亲缘关系更近,很多人类传染性疾病的病原体可同时感染恒河猴、食蟹猴和普通绒猴等常用的非人灵长类实验动物。冠状病毒也不例外,已有多篇用SARS-CoV感染恒河猴、食蟹猴、非洲绿猴和普通绒猴的研究报道及用MERS-CoV感染恒河猴和普通绒猴的报道。依据SARS-CoV和MERS-CoV感染非人灵长类实验动物后出现的症状及其严重程度,恒河猴和食蟹猴可以作为轻度到中度冠状病毒感染模型,而绒猴则可以作为中度到重度冠状病毒感染模型。非人灵长类动物模型在冠状病毒病程、致病机理研究、疫苗和抗病毒药物研发及安全性评价等方面都将会发挥不可替代的作用。

中国实验动物信息网:以您多年从事非人灵长类实验动物研究经验,本次出现的新冠病毒,是否担扰“人传非人灵长类动物”的现象?您实验室做了哪些防控措施?

孙强研究员:

这个问题可能是很多人要问的,但大家不要忘记了,包括传染性更强的结核、麻疹等是已经被证实可以通过人传染给非人灵长类实验动物的传染性疾病。为了防范类似的情况发生,无论是非人灵长类实验动物供应商还是使用单位都建立了非常完善的检疫制度;培训饲养人员、兽医和实验人员规范操作;设立员工定期体检制度和实验动物定期微生物质量监测制度。因此,在这些严密而有效的保护措施下,我们没有必要过度担心一种新的病原微生物会具有更强的传播能力,突破我们已经建立的防控措施,进而传播给非人灵长类实验动物。

当然,针对新型冠状病毒采取必要的补充防控措施还是要做的,由于这次新型冠状病毒流行的传染源仍然是感染后发病的病人,所以业内只要加强对接触动物的员工的健康状况的监控、做好潜在或疑似感染人员的隔离、严格控制外来人员进入设施就不太可能会出现动物感染的事件。相反,如果反应过度,不能科学决策,长时间限制实验动物的运输和研究工作,反倒会影响动物模型的建立、药物和疫苗的研发及安全性评价,不仅不利于整个行业的健康发展,甚至会对这次新型冠状病毒疫苗和药物研发产生不良影响。

中国实验动物信息网:截止当前,国内以非人灵长类实验动物为对象开展的新型冠状病毒的相关科研工作进展如何?

国内如中国医学科学院医学生物学研究所和中国科学院昆明动物研究所等单位,它们不仅具有疫苗研发经验,而且还拥有高等级的生物安全防护实验室和动物设施,相信已经在开展新冠状病毒的相关研究工作。

在2月15日,国务院联防联控机制召开新闻发布会上,中国科学院党组成员、副秘书长/中国科学院院士周琪介绍了灵长类动物模型研究最新进展情况:“目前,在灵长类动物模型里已经看到了跟人相似的症状包括病毒载量的变化,包括肺部的CT影像检验,这批模型已经通过验证,即将投入到药物的筛选和功能评价上。”,说明国内已经进入非人灵长类动物模型的试验研究阶段了。


孙强研究员

现任中国科学院神经科学研究所非人灵长类研究平台主任。

国家杰出青年基金获得者,科技部中青年科技创新领军人才、中组部“万人计划” 入选者,荣获2018年谈家桢生命科学创新奖。现任中国科学院神经科学研究所非人灵长类研究平台主任。

2009年入职中科院神经科学研究所负责筹建非人灵长类研究(苏州)平台,经过几年建设和发展先后建立了基于慢病毒转染的转基因猴构建技术,并获得了具有人自闭症表型的转基因猴(Nature 2016);建立食蟹猴精巢异种移植技术,将食蟹猴的性成熟时间缩短了一半(Cell Research 2016);建立并优化了基于 CRISPR/Cas9 系统的大小鼠和食蟹猴基因编辑技术,并得到了基因敲出和敲入动物(Cell Research 2017&2018;Nature Communication 2018;Natl Sci Rev, 2019a);为解决现有非人灵长类模式动物构建所面临的嵌合、脱靶、复杂遗传操作困难、遗传背景不均一和传代时间长等缺陷,带领团队经过5年的攻关,在国际上首次建立非人灵长类体细胞克隆技术(Cell 2018)。并进一步利用该技术成功构建世界上首批节律紊乱 BMAL1 基因敲除克隆猴 (Natl Sci Rev,2019b)。

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