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实验动物,还是实验用动物? —— 食蟹猴的“身份”问题?
随着以单克隆抗体为代表的生物药、细胞治疗、基因治疗,以及脑科学、神经精神疾病和复杂慢病研究的快速发展,临床前研究对食蟹猴、恒河猴等非人灵长类动物的需求快速增加。加之非人灵长类动物生产周期长、繁殖效率有限,且部分繁殖种群老化严重,供给端难以在短期内跟上需求增长。这也导致食蟹猴的价格长期处于高位运行,甚至出现了一猴难求的局面。因此,行业里常常被问到的问题,往往是:“有没有猴?”“多少钱一只?”“能不能尽快安排实验?”这些问题当然重要。没有非人灵长类动物,很多临床前研究无法开展;然而价格过高,又会直接推高研发成本并影响项目进度。但在“有没有猴”和“多少钱一只”之外,还有一个更基础、也更容易被忽视的问题:这些猴子的遗传质量到底如何?更具体地说,它们的遗传背景清楚吗?
在很多实验设计中,人们会认真记录动物的年龄、性别、体重、健康状况、病原微生物检测结果,也会关注动物是否经过检疫、是否符合实验要求。但是,实验人员往往很少进一步追问:这只猴来自哪里?它的父母是谁?它属于哪一个家系?它的祖先来自哪个地理种群?它是否混有其他种群,甚至其他物种的遗传成分?然而,这些看似“背景性”的信息,实际上可能直接影响实验结果。这也正是“实验动物”和“实验用动物”之间的重要区别。
所谓“实验动物”,并不只是“能够被用于实验的动物”。真正意义上的实验动物,应当具有清楚的来源记录、可靠的谱系信息、明确的遗传背景、规范的健康监测和可追溯的繁育管理。这样的动物进入实验后,实验结果才更容易解释,也更容易重复。而“实验用动物”,则可能只是“被拿来做实验的动物”。它当然也可以进入实验流程,也可能在某些研究中发挥作用。但如果它来源不清、谱系不明、遗传背景复杂,那么实验结果一旦出现差异,我们就很难判断:这是药物或处理本身的作用,还是疾病模型的固有特征,抑或只是实验操作造成的误差?当然,也可能是动物个体间遗传背景差异造成的假象。
在小鼠研究中,科研人员非常重视遗传背景均一的品系,如C57BL/6、BALB/c、129、DBA/2等不同小鼠品系在免疫反应、行为表现、代谢特征、疾病易感性等方面都可能存在明显差异。通常,也没有人会轻易把不同品系的小鼠混在一起开展实验,却仍然假设它们会给出完全一致的实验结果。但在非人灵长类动物研究中,由于尚不存在像实验小鼠那样广泛应用的近交系或标准化遗传品系,很多时候,它们只被简单标注为“食蟹猴”或“恒河猴”。至于它具体来自哪个地理群体、是否有清楚谱系、是否存在杂交背景、关键功能基因型是否一致,则很少被系统记录甚至提及。
以目前临床前研究中使用数量较多的非人灵长类动物之一食蟹猴为例,其被广泛用于药物安全性评价、感染研究、免疫研究、神经科学、生殖发育和繁殖生物学研究。由于它们在免疫系统、神经系统、生殖发育、代谢调控和疾病进程等方面与人类比较接近,因此具有小鼠、大鼠等啮齿类动物难以替代的价值。也正因为这种价值,食蟹猴长期被视为生物医药研发中的重要实验动物资源。但问题是食蟹猴并不是一个遗传背景完全均一的群体。
野外食蟹猴广泛分布于东南亚地区,从中南半岛到马来西亚、菲律宾、印度尼西亚和东帝汶,其不同地理种群长期受地理隔离、迁徙扩散、遗传漂变和奠基者效应的影响,已经形成明显的群体遗传差异。毛里求斯、帕劳、巴布亚新几内亚等地的食蟹猴,则主要是历史上由人类引入后形成的群体,其遗传结构又有自身特点。更复杂的是,在中南半岛北部,食蟹猴与恒河猴的自然分布区相邻,部分地区甚至发生重叠。两者之间存在自然杂交、回交和基因渗入现象。也就是话说,一只被标注为“食蟹猴”的动物,其基因组不仅可能因为地理来源不同而导致的差异,甚至还可能携带一定比例的恒河猴祖源成分。从外观看,它们都可能被叫作“食蟹猴”;从实验记录看,它们也可能被放在同一类别中;但从基因组层面看,它们并不一定相同。
中国的圈养食蟹猴问题则更加复杂。中国并不是食蟹猴的自然分布区。中国境内的食蟹猴主要来自人工引入和商业化繁育体系,而不是本土自然种群。早期引入动物可能来自多个国家和地区,包括中南半岛国家、印度尼西亚等地。随后,这些动物在国内繁育场中不断扩繁,逐渐形成大规模圈养种群。在理想情况下,繁育场应当完整记录每只动物的来源、父母、出生时间、谱系关系、配种信息和繁殖历史。但是,现实中部分繁育场长期采用较粗放的后宫式繁殖模式,谱系记录并不完整;再加上早期动物来源复杂,历史上可能存在贸易记录不清、非法输入或不同来源动物混养等问题,使得许多圈养食蟹猴很难追溯其真实地理起源。
更重要的是,管理方式相对粗放,且长期缺乏对遗传谱系重要性的充分认识,一些中国圈养食蟹猴还存在不同程度的恒河猴基因渗入。已有美国的团队检测了来自中国10个繁育场的391只食蟹猴,发现这些动物携带约5%–48%的恒河猴遗传成分。这一结果说明,在一些被标注为“中国出口食蟹猴”的动物中,确实存在明显的恒河猴基因渗入。基于更为高分辨率的三代测序技术,并利用食蟹猴和恒河猴孤雌单倍体干细胞开展基因组分析,国内相关研究也观察到部分现有食蟹猴存在一定程度的恒河猴基因组混入,峰值占比可达约10%。这说明中国圈养食蟹猴群体中的恒河猴基因渗入问题并不罕见。更值得警惕的是,2024年广西壮族自治区林业厅对广西的九家食蟹猴养殖场的管理核查中,仍发现存在动物台账不清、来源不明、谱系档案缺失等问题。更有甚者,个别单位甚至仍存在食蟹猴与恒河猴同栏饲养并产生杂交猴的情况。
这类问题不仅是监管合规问题,更是实验动物质量问题,也是科学研究数据可靠性问题。如果一只猴的来源、家系和祖源组成无法确认,那么它很难被视为严格意义上的标准化实验动物。它当然可以被用于实验,但它的质量属性、适用范围和实验数据解释边界都需要重新审视。
如果这些差异没有被识别和记录,不同遗传背景的动物就可能被混入同一个实验组中。表面上看,实验设计没有问题:动物年龄相近、体重相近、性别匹配、健康合格;但实际上,它们可能来自不同地理种群,甚至存在物种间的杂交,从而携带不同祖源成分,具有不同疾病易感性、药物代谢能力或免疫反应特征。这样的实验,即使操作过程规范,也可能因为动物遗传背景不清而增加结果变异,影响结论判断。
此时,若只看到“同为食蟹猴”,而忽视其背后的遗传差异,就很难准确解释实验数据。因此,非人灵长类实验动物质量控制,不能只看“是不是猴”“是不是健康”“能不能用”。更要看它的遗传背景是否清楚,来源谱系是否可追溯,是否真正具备作为标准化实验动物的质量基础。从这个意义上说,未来非人灵长类动物资源建设的核心问题,不只是“有没有猴”,而是“有没有好猴”。而所谓“好猴”,并不只是体格健康、检疫合格、价格合适,更应是来源明确、谱系清楚、遗传背景可解释、实验用途可匹配。只有这样的动物,才能真正支撑高质量的临床前研究。这也正是我们需要重新追问的起点:手中的非人灵长类动物,究竟是质量可控的“实验动物”,还是仅仅被用于实验的“实验用动物”?
【本文得到了“中国科学院战略生物资源专项实验动物平台项目”的支持。】
该系列内容同期经系统整理后发表于《实验动物与比较医学》。