五指山近交系小型豬

五指山近交系小型豬是中國擁有完全自主的智慧財產權的新型實驗動物。“近交系（InbredStrainAnimals）”是指經連續20代（或以上）的全同胞兄妹交配（或者親代與子代交配）培育、近交係數大於99%的品系，所有個體都可追溯到起源於第20代或以後代數的一對共同祖先動物。五指山近交系小型豬體型小、性成熟早、產仔率較高、遺傳穩定、無PERV-C拷貝、A,B型拷貝少、無應激反應基因、免疫代謝等基因與人類有較高同源性，是理想的動物模型、以及研發異體器官與組織移植的理想供體。

基本介紹

• 中文名：五指山近交系小型豬
• 成功數：24代
• 近交係數：0.994
• 培育人：馮書堂教授

研究過程

五指山近交系小型豬是中國擁有完全自主的智慧財產權的新型實驗動物。馮書堂教授率領科研隊伍歷經25年培育，已成功獲得第24代近交系小型豬，近交係數已經達到0.994。

研究目的

“近交系（InbredStrainAnimals）”是指經連續20代（或以上）的全同胞兄妹交配（或者親代與子代交配）培育、近交係數大於99%的品系，所有個體都可追溯到起源於第20代或以後代數的一對共同祖先動物。五指山近交系小型豬體型小、性成熟早、產仔率較高、遺傳穩定、無PERV-C拷貝、A,B型拷貝少、無應激反應基因、免疫代謝等基因與人類有較高同源性，是理想的動物模型、以及研發異體器官與組織移植的理想供體。

研究原因

動物模型是醫學科學、疾病研究、臨床套用的重要工具。一般的生物動物模型由於結構簡單、生活周期短、培養簡單、基因組小等特點，用來進行生命科學基礎研究，包括人類一些疾病的治療。常見的模式生物有有真菌中的酵母，原核生物中的大腸桿菌，低等無脊椎動物中的線蟲，昆蟲綱的果蠅，魚綱的斑馬魚，哺乳綱的小鼠等。這些生物和動物與人的差異極大，而且與人類更接近的嚙齒類動物與人類也存在很大差異，尤其是在器官、脂肪組織特性等方面，研究獲得的數據用於人類疾病預防、治療，存在很大局限性。而小型豬在形態學、解剖學、生理學、飲食結構、營養代謝、染色體結構和基因組序列等方面與人具有較高的相似性，其體溫、心率、心律、器官尺寸等多種生物、生化特徵與人類最為接近，而且，豬基因組學、蛋白質組學、豬基因操作等技術的發展，也已經為製備人源化基因豬和人類疾病模型，奠定了基礎。近交系五指山小型豬經分子遺傳學研究及基因組序列測試，結證明其遺傳基因高度純合（純合度60%對75%近交系鼠），因此可提供更為精確、更為科學、更為可靠（穩定性和一致性）、也更加經濟（實驗動物需求量倍數下降）的實驗結果；其種質特性異常突出。不含氟烷應激反應基因、不含PERV-C序列和只有低拷貝A型及B型、SLA與人的HLA有較大的相似性。對247個人類心血管疾病的基因進行的分析發現，近交系五指山豬僅缺少了ARMS2和CETP，其餘基因和人的相似度約為85%。此外，也已經完成了近交系五指山豬18項血液生理和25項生化指標的檢測，以及2、4和6月齡消化系統、呼吸系統、心血管系統、泌尿系統、生殖系統、內分泌系統和免疫系統等的解剖和組織學研究。近交系五指山豬的培育成功，為疾病研究生物模型、新藥實驗、人體創傷與燒傷修復材料、以及異體器官移植等，開始提供全新的科研平台與產業平台。

研究結果

科研實驗已證明，近交系五指山豬的SLA與人的HLA具有較高的免疫同源性。MHC基因決定人和動物種群或個體間是否發生免疫排斥反應。人的MHC稱HLA，豬則稱SLA。MHC基因群分為三大類,其中Ⅰ、Ⅱ類與免疫密切相關。理論上說，豬的SLAⅠ、Ⅱ類與HLA的越相近、越適合豬→人器官移植。近交系五指山豬科研已經揭示，SLA-I類基因：發現10個新的等位基因，在3個關鍵胺基酸殘基上與人的完全相同；SLA-II類基因：發現DRA、DRB、DQA、DQB等基因與人類亦有較高的同源性（75%～100%），DRB與CD4分子結合的關鍵胺基酸殘基上，則與人完全相同。這是五指山豬近交系研究和培育最重要的成就，也是近交系五指山豬作為生命科學和生物醫藥發展重要支柱性資源的基礎。
在中國，異體人體器官移植非常少見，主要原因是供體極度缺乏。據華中科技大學同濟醫學院陳忠華教授統計，2003-2009年8月間，中國內地僅有130位公民逝世後成功捐獻器官。此外，2014年中國器官移植大會透露，2010-2013年間，只有1,448例公民逝世後捐獻器官的案例。2010年1月，中國紅十字會受衛生部委託，負責建立中國器官捐獻體系工作。截至2014年2月22日，試點工作共實現捐獻659例。而根據中國衛生部，中國每年有器官移植需求的人數維持在30萬人左右，但中國的百萬人器官捐獻率只有0.03%。2014年12月3日，原衛生部副部長、全國政協常委黃潔夫透露，自2015年1月1日期，中國將全面禁止摘取死刑犯器官作為移植供體。

目前技術套用

目前，在人體幹細胞植入、角膜移植、心臟移植、肝臟移植、腎臟移植、皮膚移植、骨科研究、血液科研、人體創傷與燒傷修復生物材料研發等眾多的科研和臨床實驗領域，近交系五指山豬無可替代的科學價值和產業價值，正在得到逐步揭示。在人體疾病研究方面，心血管疾病、老年痴呆症、生殖系統疾病、糖尿病、以及口腔醫學等方面，近交系五指山豬已經成為多箇中國頂級科研與醫療機構之眾多科研項目的研究模型。生物製品方面，利用近交系五指山豬的人類醫學生物輔料研發已經取得突破性進展；燒傷修復補片、疝生物補片、生物凝膠、腸基膜貼片、生物敷料、肛瘺生物塞等，都已實現良好的物理強度、彈性、生物相容性、穩定性、通透性等臨床套用成就，為數眾多的專利已經正式頒布，更多的相關專利正在申報過程中。在藥物研究與實驗領域，近交系五指山豬已經成為國家一類新藥毒性安檢的綜合實驗平台。結合近年來成功獲得全球生命醫學界廣泛認同的基因敲除技術、幹細胞移植技術等，“人源化轉基因五指山小型豬”等重大科研課題，將提供高度免疫排除移植器官供體、人體組織修復材料等。
五指山小型豬培育是中國農業部“七五”、“八五”、“九五”行業攻關、中國科技部“863計畫”、中國國家自然基金等多年支持的國家級重點科研項目。1989年，馮書堂教授精心選擇一公一母五指山豬為系祖，採用“仔配母”“全同胞”交配,提高營養水平、同期發情、戶外運動等綜合措施（ZL02149030.9），逐步克服“三高一低”（木乃伊和弱仔率高、死亡率高、斷代率高、成活率極低即不足20%）不良影響，2005年組建近交群體，具有明顯的種質特異性及分子遺傳學特徵，最高已獲得F23，先後獲得2005年中國農業科學院一等獎、2007年農業部中華神農科技一等獎、2008年北京市發明專利一等獎、2009年國家發明專利優秀獎、2014年中國農業科學院特等獎，並且已經在近交系五指山豬的養殖方面獲得多項國家標準，以及獲北京市科學委員會頒布的“隔離環境級”、“普通級”小型豬實驗動物使用許可證和種畜禽生產經營許可證。
除作為異體器官移植、臨床醫學研究的疾病模型、醫藥研發實驗平台、食物與食品安全實驗平台外，馮書堂教授的長年研究還取得了近交系群體雜合度為1的重大科研成果。這一“駭世驚俗”的發現揭示：（1）近交系不純合“基因”的存在，系維持其生命過程所必需；（2）該近交系是一個新的遺傳資源，即已經成為全新的動物物種；（3）結合近交系育成後窩產仔數、仔豬成活率均高於近交初期，可為世人重新認識“近交衰退”、“雜交優勢”等重大基礎生物學“定理”和相關問題，提供了一個全新的視角；為此，生物學和遺傳學界長期以來奉為經典的孟德爾遺傳學說，首次面臨重大的、系統的、甚至是顛覆性的挑戰。