
混亂的圈養食蟹猴遺傳(chuán)組成
雖然小鼠是基礎研究中最常用的實驗動物,但其通常隻能反映人類疾病發生的特定(dìng)過程,而無法模擬(nǐ)人類疾病發生(shēng)的全部生理和病理變化。而非人類靈長類動物不僅在基礎(chǔ)研究中發揮(huī)著重要作用,在轉化研究尤其是在生物製劑的(de)毒理學研究中,通常是唯一能夠對新型生(shēng)物治療藥物產生藥理反(fǎn)應(yīng)的實(shí)驗動物物種。因(yīn)此,一些關鍵的人類藥物安全性相關評估數(shù)據多是從非人靈長類毒理學模(mó)型研究中獲得的。
出於(yú)對使用非人靈長類更為嚴格的動物實驗倫理和經濟(jì)成本的考量,相關研究(jiū)通常都追求使用最低(dī)限度的猴子(zǐ)數量。而(ér)在樣本量較少的情況下(xià),為了減少組內個體間差(chà)異,選擇年齡、體重和遺傳背景一致的動物就顯得尤為(wéi)重要。這其中年齡和體重一致很容易做到,但遺傳背景的一致性卻很難做到,以致常被有意或無意(yì)地(dì)忽略掉。
與人(rén)類相似,遺傳變異(yì)也是同一物種內或不同物(wù)種之間(jiān)藥物反應差(chà)異的(de)基礎。如環(huán)氧合酶-2的抑製劑“塞來(lái)昔布”在使用比格(gé)犬開展藥物代謝實驗時,因不同犬隻攜帶不同的細胞色素P450,而導致實驗組產生了顯著的代謝差異。又如包括Brown Norway和(hé)Wistar-Kyoto在內的一些品係的大鼠因(yīn)缺失UDP葡萄糖(táng)醛(quán)酸轉移酶2b(Ugt2b)基因(yīn)而導致其無法代謝苯甲酸鹽,因此無(wú)法被用在存在苯甲(jiǎ)酸鹽代謝產物的藥物臨床前實(shí)驗中。
由此可見,遺傳背景的差異對實(shí)驗結果的影響是巨大的。經過(guò)多年的研(yán)究,遺傳背景一致的齧齒類實驗動物已經成為廣泛共識並普(pǔ)遍應用,然而我們(men)對非人靈長類實驗(yàn)動物的遺傳組成卻並不清楚。以藥物研發臨床前(qián)試驗(yàn)使用數量最多的非人靈長類實(shí)驗動物食蟹猴為例。該物種包括9個亞種,自然分布於整個東南亞。少量食蟹猴在17世紀被歐洲殖民者帶到了毛裏求斯,並在當地建立了(le)棲息地。由於東南(nán)亞多為島嶼國家,因此為不同(tóng)棲息地食蟹猴種群間的獨立進化提供了(le)條件,導致不同地區不同(tóng)來源的(de)亞種間存在著廣泛的遺(yí)傳差異,這種(zhǒng)差異甚至體現在了外觀(guān)上,出(chū)現了體長、尾長和毛色上(shàng)的不同(tóng)。不僅如此(cǐ),在泰國北部的食蟹猴和恒河猴的棲息地交叉處(chù),還存在著因二者間(jiān)雜交而(ér)出現的遺傳汙染問題。
雖然食蟹猴並非中國的本土物種,但自上個世紀(jì)90年代起,中國(guó)就(jiù)已成為了實驗用食蟹猴的最大生產和出口國,2020年(nián)前,我國每年生產和出(chū)口(kǒu)食蟹猴的數量占全球使用食蟹猴總數的60%以上。從來源上看,上個世紀80年代末中國開始繁殖食(shí)蟹猴時,主要是從馬來(lái)西(xī)亞(yà)、印度尼西亞和菲律賓引入的食(shí)蟹猴,而2000年後則主要從柬埔(pǔ)寨和越南引入。然而,中國的各大食蟹猴(hóu)養殖企業在開展食蟹猴繁育工作時卻並沒有將其來源地或遺傳組(zǔ)成納入考量。
在2017年一篇通過對DNA進行基因分型(xíng)來分析中國10個不(bú)同食蟹猴繁殖場來(lái)源的400隻食蟹猴的來源和遺傳組成的(de)研究(jiū)中(zhōng),顯示(shì)所有被調查種群均表現出(chū)高水平的遺傳(chuán)異質性。其中最值得注意的是,這(zhè)些(xiē)樣本中含有恒河(hé)猴基因比例的平均值約為17%,其中最(zuì)低為5.4%,最高為47.8%,其中三隻食蟹猴基因中包含超過45%的恒河猴基因比例,這一數值已經非(fēi)常接近雜交一代理論上50%的比(bǐ)例。而在野外食蟹猴群體(tǐ)中,雖然也存在與恒河猴雜交並導致了(le)恒河猴基因組的引入的情況,但經(jīng)過多個世代的自然(rán)回交(jiāo)稀釋,其食蟹猴中所(suǒ)含恒河猴基因組的比(bǐ)例已經不到0.1%。圈(quān)養食蟹猴和野(yě)生食蟹猴之間迥異的恒河猴基因比例,說明來自中國(guó)企業的食蟹猴的一些雜交可能是近期發生的,並且在(zài)相應的食蟹(xiè)猴種群內進行了回交。
那麽這種遺傳(chuán)組成上的差異是否(fǒu)確實對實驗結(jié)果帶來了影響呢?上文提到的(de)文章中同時跟蹤了所調研種群的瘧原蟲感染情況。由於食蟹猴(hóu)和恒河猴之間的遺傳差異會導致(zhì)它們對(duì)某些瘧疾寄生蟲的易感性(xìng)存在差異,如食蟹猴對諾氏瘧原蟲(P. knowlesi)通常表現為輕微、慢性(xìng)且非致命的感染,而在實驗性誘導感染諾氏瘧原蟲(chóng)的恒河猴則表現更(gèng)為嚴重且致命。此外,食蟹猴瘧(nuè)原(yuán)蟲(P. cynomolgi)感染在恒河猴中的嚴重程(chéng)度相對諾氏瘧原蟲更高。通過(guò)分(fèn)析調研種群的瘧原蟲感(gǎn)染情況,研究人員發現食(shí)蟹猴中恒河猴基(jī)因比例與食蟹猴(hóu)瘧原蟲感染(rǎn)發生(shēng)率之間存在強正相關,即含恒河猴基因比例越高的食蟹猴,其食蟹猴瘧原(yuán)蟲(chóng)感染率也越高。
除此之外,不同(tóng)地理來源的食蟹猴(hóu)在血液生理生化指標(biāo)上也存在(zài)著(zhe)差異。如與(yǔ)毛裏求斯起源的食(shí)蟹猴相比(bǐ),柬埔寨、中國和/或越南起源的食蟹猴紅細胞(bāo)計數偏低,而絕對網織紅細胞計數、平均紅細胞體積(MCV)、平均紅細胞血紅蛋(dàn)白含(hán)量(MCH)和(hé)平均紅(hóng)細胞血紅蛋白濃度(MCHC)則偏高。與毛裏求斯、中國或柬埔(pǔ)寨起源(yuán)的食蟹猴相(xiàng)比,越南起源的(de)食蟹猴在凝血酶(méi)原時間(PT)上顯(xiǎn)著縮短,穀氨酸脫氫酶(GLDH)活性較低。另,不(bú)同地理起源的食蟹猴攜帶著不同(tóng)的主要組織相容性複(fù)合體,顯然會導致免疫功能上的差異。
上(shàng)述例子說明了遺傳組成上的不同會對會食蟹猴的生物功能(néng)產生廣泛(fàn)影響。然而,雖然(rán)已經(jīng)有了多種先進且應用廣(guǎng)泛的遺傳檢測和追蹤技術(shù),但這些技術在實(shí)驗猴種群(qún)上的應用仍然少之又少,而關於實(shí)驗猴種(zhǒng)群在遺傳組成上的差異仍然是一個有待揭開(kāi)的盲盒。