广州萝岗区某个基地里，科学家们正精心饲养着一群身价不菲的实验小猪。身价有多贵？比如近日刚出生的27头基因敲除免疫缺陷小猪，每头单价或将超过30万元。它们将成为“活试管”替人类患上各种疾病以检测药效。它们还可以成为干细胞治疗、免疫重建、人源化动物器官等实验的动物模型。
比小白鼠更适合临床科研的小猪
中科院广州生物医药与健康研究院(以下简称“广州生物院”)赖良学博士的研究团队，近日成功利用靶向基因敲除技术“敲”掉了掌管小猪免疫系统的关键基因“RA G基因”，最终获得了“重症联合免疫缺陷小型猪模型”，该研究成果于6月27日在线发表在美国《免疫学杂志》上。
据该团队成员杨化强博士介绍，从上世纪六七十年代起，西方一些科学家就开始研究免疫缺陷动物模型，免疫缺陷小鼠曾被广泛运用于感染免疫、炎症、肿瘤和干细胞等相关研究。但小鼠在体形、寿命和对炎症的免疫反应机制等与人类相差较大，在疫苗的开发、药物筛选与临床评价、干细胞治疗的长期跟踪等与人类临床相关的研究中受到局限。
由于猪在体形、寿命、生理指标，特别是免疫机制等与人类相近，去年初，赖良学和杨化强等科学家开始尝试做免疫缺陷小猪的模型。
克隆出基因敲除小猪需要5个月
他们先找来一头怀孕的母猪，从刚发育35天的小猪宝宝身上分离出“成纤维细胞”。随后在实验室中，科学家利用T A LEN技术(靶向基因敲除)把这个细胞中的基因序列进行打靶修饰，分别把掌管免疫密码的关键基因RAG1、RAG2敲除掉，这个阶段的基因打靶大约需要1个月的时间。
接下来是克隆，只要1天时间。打靶好的细胞核被注入一个全新的卵子中。新组装的卵细胞再经过克隆技术发育成胚胎细胞。最后，还需要找一头正在发情的母猪来做“代孕妈妈”。经过4月怀胎，一头基因敲除的定制小猪就出生了。
“当时我们一共做了几千个克隆胚胎，移植到20多头母猪体内，但由于基因打靶技术毕竟是个对基因有创伤的技术，我们只有50%的成功几率，最终仅10头母猪成功受孕。”产出的42头小猪仔，也只存活下来27头。
免疫缺陷小猪可做“活试管”
经过检查，当时进行了RA G1/2双等位敲除的小猪都表现出了典型的重症联合免疫缺陷疾病(SCID)特征，例如胸腺萎缩、脾脏发育不良，淋巴细胞减少，体细胞基因组V(D)J重排消失，无成熟的T、B细胞。这些免疫系统缺陷导致27头小猪非常脆弱，必须生活在实验室条件下的无菌环境中。
“这些脆弱的小猪有什么用呢？”杨化强说，这么费劲获得的免疫缺陷小猪，未来有望成为“活试管”，用于肿瘤移植构建癌症模型，可以代替人类来试验各种疗法或新药的药效。此外，科学家还可以用小猪模型做免疫重建的实验，将人的免疫细胞移植给它，构建人源化的猪，用作生物反应器，或研究相关的人类疾病。更理想的状态，未来技术成熟的话，科学家还有望在小猪身上，用人源细胞嫁接培养出肝脏、肾脏等人源化器官，许多肾病、肝病患者不用再为了寻找肾源而苦苦等待。
