中國研發出新一代免疫缺陷小鼠助抗癌 突破技術封鎖

文/羊城晚報記者 李鋼 實習生 帥晴文 通訊員 黃博純

科普 一隻失去免疫能力的小白鼠

什麼是「NSI第三代免疫缺陷小鼠」？簡單地說，就是用基因技術讓一隻小白鼠失去免疫系統。這樣一隻失去免疫能力的小鼠，可以在諸多科研方面對人類的研究提供幫助。

中科院廣州生物院的動物實驗中心，就是這些萌萌的無免疫力小白鼠的家。目前，這個實驗中心已經培育出了大約10000隻這種小白鼠。

由於失去了免疫能力，這些小老鼠很容易生病，對於養殖環境的要求也很高，都居住在實驗室特殊的沒有特定病原微生物的環境中。

這種小白鼠的科研價值非常之高。譬如，它們可以為腫瘤患者的精準治療提供幫助，從醫院拿樣本放在小鼠體內，構建動物模型和用不同模型評估不同的小分子藥物的抗腫瘤活性；還可以做藥物臨床前評估；此外，更可以根據科學實驗的需求，構建相應的「人源化小鼠模型」，完成實驗、收集數據。

相信未來還會有更多的研究方向需要這些「免疫缺陷小鼠」幫忙。

研究團隊的肖毅仁博士告訴羊城晚報記者，「NSI第三代免疫缺陷小鼠」的技術並非他們首創，美國和日本已經掌握了相似的技術，但是兩國都對中國進行了技術封鎖，於是，研究團隊就在中科院廣州生物院李鵬研究員的帶領下，歷經數年，終於自主研發出了這一擁有完全自主知識產權的「免疫缺陷小鼠」技術，不僅趕上了國外此類研究的建模進度，而且還實現了技術上的巨大突破：此前國內的這種研究獲取的都是免疫缺陷程度不夠高的小鼠，現在則是可以獲取最高免疫缺陷的小鼠。

「相比起國外的技術，我們的小鼠疾病種植的成功率更加高。」肖博士說。

據記者了解，「免疫缺陷小鼠」的研究團隊共有十幾個人，這一團隊從2012年開始研究，到2014年才成功培育出第一隻基因缺陷小鼠。

技術 找到基因「靶點」然後「敲除」

聽起來容易，可是如何改造老鼠的基因，讓它們失去免疫能力？

肖博士說，他們目前已經掌握了這一將基因「敲除」的技術。

在技術上來說，要進行敲除就要從老鼠的胚胎細胞時期開始進行。首先將老鼠的胚胎細胞，用基因編輯技術去掉免疫基因，用克隆技術將這個胚胎細胞移植入代孕母鼠體內，分娩成一隻老鼠（克隆鼠），就得到了第一隻基因缺陷小鼠，對它進行交配繁殖，目前研究團隊已經繁殖出了10000隻基因缺陷小鼠。

「關鍵是去掉哪個靶位的基因，找不準的話，免疫力就不能徹底去除。最難的在於，李鵬研究員是在第二代免疫缺陷小鼠上進行基因敲除的，少敲、多敲、錯敲，致死率都是非常高的」。肖博士說，這麼一件低成功概率的研究，從研究成本上來說花費不菲。

對基因「敲除」的過程，肖毅仁博士向記者詳解道：「採用一種叫做TALEN的基因編輯技術，將設計好的TALEN注射到受精卵內，然後將受精卵移植到代孕母鼠體內。受精卵在母鼠體內正常發育成為小鼠。小鼠出生後對小鼠進行檢測，如果小鼠目的基因表現出突變和基因功能缺失，同時表現出小鼠的免疫缺陷，那這隻小鼠就是我們需要的基因敲除免疫缺陷小鼠。」

在去掉了免疫基因之後，老鼠也就失去了免疫能力，從而成為「免疫缺陷小鼠」。

肖毅仁介紹說，老鼠體內的免疫功能主要依賴三類細胞：T細胞、B細胞和NK細胞，基因改造的目的就是要讓老鼠體內的這三種細胞都缺失，從而徹底失去免疫能力。

「我們獲得的第一代和第二代免疫小鼠，只表現出T細胞和部分B細胞的缺失，體內還有NK細胞殘留，因此第一代和第二代小鼠還有一定免疫能力。疾病植入的成功率在第一代和第二代免疫小鼠只有30%左右，一些難以移植的疾病就不能在小鼠體內成長。」

而第三代小鼠則是完全去掉了T細胞、B細胞和NK細胞，使得疾病植入成功率達到了60%以上，病人的組織或者細胞在第三代小鼠體內的成長更為容易。

萌萌的小白鼠，卻可能成為挽救腫瘤患者的「英雄」！

近日，中國科學院廣州生物醫藥與健康研究院（以下簡稱「中科院廣州生物院」）的研究團隊向外界公布——一項名為「NSI第三代免疫缺陷小鼠」的技術問世，名字聽上去拗口，但是其中的技術含量卻不容忽視。

這一技術的出現，意味著在不久的將來，眾多的腫瘤患者在選擇治療、用藥方案時，可以擁有一名小白鼠「替身」，提高施治的精確率，降低患者本身的治療時長和痛苦程度。

這項技術是中國科學家突破外國的技術封鎖，完全掌握了自主知識產權的科研成果。

應用 「免疫缺陷小鼠」還可幫助藥物研發

在具體的應用上，「免疫缺陷小鼠」價值頗大。據肖博士介紹，可利用「免疫缺陷小鼠」構建腫瘤人源化模型，也就是讓小鼠體內長出與腫瘤患者一樣的腫瘤，然後評估各類藥物的療效；還可以利用「免疫缺陷小鼠」構建的造血系統、肝臟代謝系統人源化模型評估藥物毒理作用。

此外，對於那些從事基礎科研的人員來說，在進行研發新葯時，用小鼠的實驗來評估藥物對病人的效果。對於企業公司的用戶，生產不同的葯時需要做質檢，免疫小鼠技術可以提供體內質檢的服務。

據肖博士說，不僅如此，他們目前已經掌握的技術，可複製患者的腫瘤，還可以複製患者的免疫系統，在小鼠體內營造出與腫瘤患者相同的體內環境，然後進行不同療法和用藥的「試錯」過程，從而為患者找到最佳的治療方案。

肖毅仁告訴記者，對於那些白血病或患有腫瘤的病人來說，在治療過程中往往面對好幾種治療方案，把病人的腫瘤細胞移植到免疫缺陷小鼠體內，等到腫瘤可以批量移植，那麼就可以同時構建多隻帶有病人腫瘤細胞的小鼠，最後再給這些小鼠使用不同的藥物。

「我們根據小鼠腫瘤對不同藥物的反應就能知道哪種藥物對某一個病人的腫瘤最有效。」

市場

多家醫院欲合作此技術

如今，該科研團隊正在跟醫院等合作開展白血病、肺癌、胃癌、淋巴瘤等腫瘤人源化小鼠模型構建和應用。

據記者了解，省內已經有多家大醫院想要和團隊合作，進行臨床研究，採用這一技術。不過，肖博士告訴記者，目前這種技術只針對腫瘤這種增生性疾病，感冒發燒之類的就無法做到複製。

除了對患者有幫助之外，這種經過基因改造的小鼠，還能夠在醫藥企業研發新藥方面幫上忙。醫藥企業可以在藥物進入臨床測試之前用免疫小鼠來檢測藥物的療效，這樣可以極大地降低藥物的臨床評估成本。

不過，目前研究免疫缺陷小鼠也存在一些難題：研究院跟醫院之間還沒有形成緊密的合作關係，只是從醫院拿病人的樣本建腫瘤模型、將情況反饋，這一技術本身尚處於初期，沒有推廣開來。

團隊

清一色博士組成「博士團」

一流的技術，必然需要一流的人才和團隊才能完成。而這項「免疫缺陷小鼠」的科研團隊，都是清一色的博士，是名副其實的「博士團」。

團隊的核心人物是李鵬研究員。在2011年，李鵬博士從英國劍橋Sanger研究所引進當時最先進的基因敲除技術，在NOD/SCID小鼠上敲除IL2rg基因，成功構建了我國首株第三代免疫缺陷小鼠NSI品系，突破了發達國家對我國的技術封鎖，填補了中國人源化小鼠研究的空白。

由李鵬博士主導，包括肖博士、蔣博士、葉博士、魏博士等研究人員在內的14人研究團隊，其他團隊成員也是各有各的貢獻，譬如研究團隊的李技術員建立了NSI品系優化和遺傳監控系統，解決了免疫缺陷小鼠大規模繁殖障礙，實現10000隻NSI小鼠的產量突破。

據記者了解，這些被種上「腫瘤」的小白鼠，在完成實驗後，也會從動物福利的角度進行處理，但體內的腫瘤和器官切片仍然將會作為樣本進行研究。