發(fā)布時(shí)間:2016-04-08來(lái)源:來(lái)源:信息時(shí)報
3只可以分泌人胰島素的克隆豬。其中2只是完全分泌人胰島素的,另一只既分泌人胰島素也分泌豬胰島素。(受訪(fǎng)者供圖)
一只豬,它的胰島能分泌人的胰島素,糖尿病人只要植入這只豬的胰島細胞,就能治療糖尿病,不用再打針補充胰島素。這不是科幻小說(shuō)。4個(gè)月前,世界上第一只完全分泌人胰島素的“基因編輯豬”在廣州蘿崗出生。前日,記者走進(jìn)中國科學(xué)院廣州生物醫藥與健康研究院賴(lài)良學(xué)課題組實(shí)驗室,他們已培養出2只完全分泌人胰島素的克隆豬??茖W(xué)家期望在5年內實(shí)現將克隆豬體內的胰島移植到人體內。
去年全球500萬(wàn)人死于糖尿病
胰島是寄存在胰腺組織里一小團一小團的細胞,可以說(shuō)是人體最小的器官之一。胰島壞了很麻煩,人體不能產(chǎn)生胰島素調控血糖,就是糖尿病,得不停打針注射胰島素。根據國際糖尿病聯(lián)盟的最新統計數據,世界范圍內共有4.15億成年人患有糖尿??;2015年有500萬(wàn)人因糖尿病死亡,超過(guò)了瘧疾、肺結核與HIV的致死人數總和。
一只豬,也許能改變這一切。
今年3月18日,中國科學(xué)院廣州生物醫藥與健康研究院賴(lài)良學(xué)課題組在《分子細胞生物學(xué)雜志》發(fā)表論文,宣布利用精確基因編輯技術(shù)對豬胰島素基因進(jìn)行了無(wú)痕定點(diǎn)修飾,使豬胰島素基因編碼生產(chǎn)人胰島素,成功培育出了完全分泌人胰島素的基因編輯豬。它的出現,或許能根治Ι型糖尿病。
養克隆豬遠貴過(guò)養科研團隊
前日,記者在位于蘿崗的實(shí)驗室看到,這只4個(gè)月大的小豬,體重50多斤,品種是巴馬小型豬,也叫巴馬香豬。它體內的胰島分泌的是人胰島素,而不是豬胰島素。原因在于,它的胰島素蛋白基因,有一個(gè)密碼被人為地改變了,使它的胰島素蛋白基因可以編碼人的胰島素。
克隆豬雖然“高大上”,但其實(shí)先天不足,體質(zhì)弱,第一代特別難養,容易生病,發(fā)育不好。有的克隆小豬不會(huì )吃奶,得靠人喂。而且科學(xué)家拿最好的雀巢奶粉喂都長(cháng)不好,后來(lái)科學(xué)家們兼職擠奶工,從母豬身上擠奶,搭配奶粉喂養,小豬們才長(cháng)好。因為害怕小豬被母豬壓死,科學(xué)家們親手將小豬養大一點(diǎn)強壯了才送回豬媽媽身邊。
這幾只豬也成了科學(xué)院大院里的明星,科學(xué)家們常常在大院里帶它們遛彎鍛煉,強健體魄。
而且“人不如豬”。由于現階段課題組還沒(méi)有自己的專(zhuān)用養豬場(chǎng),他們只好租用農家豬場(chǎng)養育它們,“豬場(chǎng)運營(yíng)一年花費超過(guò)200萬(wàn)元,再加上前前后后的投入,培育一只克隆豬得幾百萬(wàn)元,遠超過(guò)養整個(gè)科研團隊的費用?!?/p>
揭秘
原理:豬的基因被人為編輯
研究人員李小平博士解釋?zhuān)i與人相比,胰島素非常相似,只存在一個(gè)氨基酸的差異,“B鏈接的30位上,人胰島素在這個(gè)位置是蘇氨酸,而豬是丙氨酸?!逼鋵?shí),豬胰島素一直被用于治療糖尿病,但就因為這個(gè)氨基酸不同,豬胰島素的降血糖效果稍差,而且長(cháng)期使用會(huì )產(chǎn)生抗體,導致逐漸無(wú)效。
所謂的“基因編輯”,就是科學(xué)家將這個(gè)不同的基因點(diǎn)位用酶切斷,并導入設計好的模板,基因切斷后本身就會(huì )自行修復,人為篩選之后有5%的概率會(huì )按照設計好的模板修復,這樣科學(xué)家就能獲得編碼跟人胰島素一樣的豬胰島素基因。
接下來(lái),就是將這個(gè)改變了基因的豬體細胞,利用克隆技術(shù)培養繁殖成一只豬。
作用:或可根治Ι型糖尿病
目前,糖尿病的常規治療方法就是注射胰島素,特別是對自身胰島分泌胰島素不足的Ι型糖尿病人。但這只是“治標”,并沒(méi)有治愈損傷的胰島。糖尿病的“治本”方法就是胰島移植,但全世界這種治療方法都還只是在臨床試驗階段,并不成熟。因為人體間的胰島移植非常困難?!白畲髥?wèn)題是胰島的供體太缺乏,比其他所有器官都缺乏?!崩钚∑秸f(shuō)。
目前,國內外的移植臨床試驗使用的都是普通豬的、沒(méi)有經(jīng)過(guò)基因編輯的豬胰島。例如湖南湘雅醫院自2000年以來(lái)共完成22例臨床前試驗,結果顯示:手術(shù)后20例患者的胰島素使用量減少了30%以上,屬“有效”;其中6例減少了50%以上,達“顯著(zhù)療效”,其中1人脫離胰島素達一周之久,為“暫時(shí)治愈”。更重要的是,22人中沒(méi)有一例出現嚴重不良反應和明顯并發(fā)癥,且糖代謝水平均保持穩定。普通豬胰島移植都能達到這個(gè)效果,可見(jiàn)克隆豬胰島移植前景有多光明。
未來(lái):生物膜幫忙移植給人
“短期內要擴大繁殖,有第一代克隆豬,后面就可以交配繁殖,達到20頭以上的種群就可以大量繁殖?!崩钚∑秸f(shuō),解決豬的數量后,就要做動(dòng)物實(shí)驗,希望5年內能進(jìn)行臨床試驗。
李小平展望,臨床階段,“只要在腰部皮下切個(gè)口,將納米級生物膜包裹的胰島塞進(jìn)去就好了,不會(huì )有太大創(chuàng )傷,是非常微創(chuàng )的手術(shù)?!?/p>
移植的胰島甚至不需要放入人體的胰腺里,因為胰島只需要體液接觸就行,其他什么都不需要。胰島能根據周?chē)h(huán)境中的葡萄糖濃度,決定是否分泌胰島素,分泌多少,非常精妙。
給胰島包裹上納米級生物膜的目的,是幫助延長(cháng)胰島存活時(shí)間。李小平解釋?zhuān)葝u移植也會(huì )有排斥問(wèn)題,所以需要有包裹材料,納米級的微孔,可讓胰島素、葡萄糖分子等小分子自由進(jìn)出,同時(shí)又能阻止免疫細胞進(jìn)入攻擊胰島,從而降低免疫反應。
《信息時(shí)報》2016年4月8日A30版 文章來(lái)源
附件下載: