混乱的圈养食蟹猴遗传组成

2024年07月02日 浏览量: 评论(0) 来源:实验动物那些事儿公众号 作者:校审 苗晓青 责任编辑:lascn
摘要:与人类相似,遗传变异也是同一物种内或不同物种之间药物反应差异的基础。如环氧合酶-2的抑制剂“塞来昔布”在使用比格犬开展药物代谢实验时,因不同犬只携带不同的细胞色素P450,而导致实验组产生了显著的代谢差异。又如包括Brown Norway和Wistar-Kyoto在内的一些品系的大鼠因缺失UDP葡萄糖醛酸转移酶2b(Ugt2b)基因而导致其无法代谢苯甲酸盐,因此无法被用在存在苯甲酸盐代谢产物的药物临床前实验中。

虽然小鼠是基础研究中最常用的实验动物,但其通常只能反映人类疾病发生的特定过程,而无法模拟人类疾病发生的全部生理和病理变化。而非人类灵长类动物不仅在基础研究中发挥着重要作用,在转化研究尤其是在生物制剂的毒理学研究中,通常是唯一能够对新型生物治疗药物产生药理反应的实验动物物种。因此,一些关键的人类药物安全性相关评估数据多是从非人灵长类毒理学模型研究中获得的。

出于对使用非人灵长类更为严格的动物实验伦理和经济成本的考量,相关研究通常都追求使用最低限度的猴子数量。而在样本量较少的情况下,为了减少组内个体间差异,选择年龄、体重和遗传背景一致的动物就显得尤为重要。这其中年龄和体重一致很容易做到,但遗传背景的一致性却很难做到,以致常被有意或无意地忽略掉。

与人类相似,遗传变异也是同一物种内或不同物种之间药物反应差异的基础。如环氧合酶-2的抑制剂“塞来昔布”在使用比格犬开展药物代谢实验时,因不同犬只携带不同的细胞色素P450,而导致实验组产生了显著的代谢差异。又如包括Brown Norway和Wistar-Kyoto在内的一些品系的大鼠因缺失UDP葡萄糖醛酸转移酶2b(Ugt2b)基因而导致其无法代谢苯甲酸盐,因此无法被用在存在苯甲酸盐代谢产物的药物临床前实验中。

由此可见,遗传背景的差异对实验结果的影响是巨大的。经过多年的研究,遗传背景一致的啮齿类实验动物已经成为广泛共识并普遍应用,然而我们对非人灵长类实验动物的遗传组成却并不清楚。以药物研发临床前试验使用数量最多的非人灵长类实验动物食蟹猴为例。该物种包括9个亚种,自然分布于整个东南亚。少量食蟹猴在17世纪被欧洲殖民者带到了毛里求斯,并在当地建立了栖息地。由于东南亚多为岛屿国家,因此为不同栖息地食蟹猴种群间的独立进化提供了条件,导致不同地区不同来源的亚种间存在着广泛的遗传差异,这种差异甚至体现在了外观上,出现了体长、尾长和毛色上的不同。不仅如此,在泰国北部的食蟹猴和恒河猴的栖息地交叉处,还存在着因二者间杂交而出现的遗传污染问题。

虽然食蟹猴并非中国的本土物种,但自上个世纪90年代起,中国就已成为了实验用食蟹猴的最大生产和出口国,2020年前,我国每年生产和出口食蟹猴的数量占全球使用食蟹猴总数的60%以上。从来源上看,上个世纪80年代末中国开始繁殖食蟹猴时,主要是从马来西亚、印度尼西亚和菲律宾引入的食蟹猴,而2000年后则主要从柬埔寨和越南引入。然而,中国的各大食蟹猴养殖企业在开展食蟹猴繁育工作时却并没有将其来源地或遗传组成纳入考量。


在2017年一篇通过对DNA进行基因分型来分析中国10个不同食蟹猴繁殖场来源的400只食蟹猴的来源和遗传组成的研究中,显示所有被调查种群均表现出高水平的遗传异质性。其中最值得注意的是,这些样本中含有恒河猴基因比例的平均值约为17%,其中最低为5.4%,最高为47.8%,其中三只食蟹猴基因中包含超过45%的恒河猴基因比例,这一数值已经非常接近杂交一代理论上50%的比例。而在野外食蟹猴群体中,虽然也存在与恒河猴杂交并导致了恒河猴基因组的引入的情况,但经过多个世代的自然回交稀释,其食蟹猴中所含恒河猴基因组的比例已经不到0.1%。圈养食蟹猴和野生食蟹猴之间迥异的恒河猴基因比例,说明来自中国企业的食蟹猴的一些杂交可能是近期发生的,并且在相应的食蟹猴种群内进行了回交。

那么这种遗传组成上的差异是否确实对实验结果带来了影响呢?上文提到的文章中同时跟踪了所调研种群的疟原虫感染情况。由于食蟹猴和恒河猴之间的遗传差异会导致它们对某些疟疾寄生虫的易感性存在差异,如食蟹猴对诺氏疟原虫(P. knowlesi)通常表现为轻微、慢性且非致命的感染,而在实验性诱导感染诺氏疟原虫的恒河猴则表现更为严重且致命。此外,食蟹猴疟原虫(P. cynomolgi)感染在恒河猴中的严重程度相对诺氏疟原虫更高。通过分析调研种群的疟原虫感染情况,研究人员发现食蟹猴中恒河猴基因比例与食蟹猴疟原虫感染发生率之间存在强正相关,即含恒河猴基因比例越高的食蟹猴,其食蟹猴疟原虫感染率也越高。

除此之外,不同地理来源的食蟹猴在血液生理生化指标上也存在着差异。如与毛里求斯起源的食蟹猴相比,柬埔寨、中国和/或越南起源的食蟹猴红细胞计数偏低,而绝对网织红细胞计数、平均红细胞体积(MCV)、平均红细胞血红蛋白含量(MCH)和平均红细胞血红蛋白浓度(MCHC)则偏高。与毛里求斯、中国或柬埔寨起源的食蟹猴相比,越南起源的食蟹猴在凝血酶原时间(PT)上显著缩短,谷氨酸脱氢酶(GLDH)活性较低。另,不同地理起源的食蟹猴携带着不同的主要组织相容性复合体,显然会导致免疫功能上的差异。

上述例子说明了遗传组成上的不同会对会食蟹猴的生物功能产生广泛影响。然而,虽然已经有了多种先进且应用广泛的遗传检测和追踪技术,但这些技术在实验猴种群上的应用仍然少之又少,而关于实验猴种群在遗传组成上的差异仍然是一个有待揭开的盲盒。

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