上个月，重庆市畜牧科学院（以下简称市畜科院）获得国内首个无菌级（猪）实验动物生产许可证，这标志着打破国外技术垄断、拥有自主知识产权的“无菌猪”，将规范用于实验动物繁育和特殊病人膳食产品开发、婴幼儿奶粉评价、早产儿疾病研究等。
此前，市畜科院成功培育的中国首个全人源抗体小鼠，同样打破了国外技术垄断。这种小鼠可替代人类研发特定的抗体药物，能应用于肿瘤、免疫性疾病和感染性疾病等临床治疗，为我国全人单克隆抗体药物的源头创新带来新的契机。
这两项突破“卡脖子”难题的技术，到底是怎样研发成功的？又会给我们的生产、生活带来怎样的改变？重庆日报记者走进市畜科院一探究竟。
在位于荣昌的市畜科院生物工程研究所，有一群享受“国宝”待遇的猪儿：
1200平方米的无菌“大房子”，只住了300头猪儿，它们出生时是无菌剖宫产，由“医生”接生，吃的食物必须进行高温、高压等多种无菌手段消毒，平日的生活和运动由专门人员实行“保姆式”看护……
这些备受呵护的“无菌猪”是研究菌群与疾病，以及生长发育的一类特殊模式动物，它本身不含任何微生物，可以把研究过程中细菌微生物对实验的干扰降到最低，可用于医学、生物学、畜牧、食品、环境等诸多领域。
然而，以前“无菌猪”培育的核心关键技术只掌握在美国、韩国等少数国家手中，我国要开展相关研究，只能向国外公司支付高昂的服务费，受制于人。
为此，市畜科院2013年开始建设无菌猪培育基地，开展“无菌猪”培养技术攻关。
突破核心技术
终结国外对“无菌猪”的技术垄断
“无菌猪”是一种不含任何活的微生物的特殊模型动物，培养的难点在于——为猪仔提供无菌的生长环境和采用无菌化的培养技术。
2017年下半年，市畜科院生物工程研究所所长葛良鹏和他的团队成功突破“无菌猪”培育的核心关键技术，建立了国内目前唯一的“无菌猪”繁育平台，在国内首次成功培育“无菌猪”，终结了国外在“无菌猪”技术上长时间的垄断。
葛良鹏介绍，为确保猪仔在无菌条件下正常生长，团队研发了子宫剥离器，采取切除子宫的剖宫产方式，保障猪仔出生时的无菌环境。经过千百次反复实验后，他和团队成员总结出了一个异常珍贵的数据——从将母猪麻醉开始到取出小猪传递到运输隔离器中，整个过程不能超过八分钟。
通过技术的不断优化，目前市畜科院培育的“无菌猪”存活率在80％以上，每年可提供300头“无菌猪”，年培育量创下了世界第一。
全程无菌培养
任何环节都不能掉以轻心
花费大量时间和精力培育出来的“无菌猪”，和普通猪到底有啥不同？
“从出生到成长，除了无菌外，培育方法也大不一样。”葛良鹏介绍。
普通猪出生后，会感染母体所带的菌群，而为了保障“无菌猪”离开母体的瞬间不被细菌感染，生产时，母猪剖腹点及其周围，会套上一层透明罩，医生在透明罩下对母猪进行手术。猪崽从母猪体内抱出来后，会立即送到无菌隔离室内生长。
在无菌隔离室，这些小猪呼吸的是无菌的空气，饮用水也是无菌的，食物则经过了高温、高压等多种手段消毒。科研人员随时对“无菌猪”的体貌特征进行观察，以免它们不小心感染到菌群。只有做好每一个细节，才能培育出不含任何微生物的“无菌猪”。
“只要任何一个环节、任何一个细节有一点点失误和瑕疵，都会导致这头猪夭折，影响整个项目的进展。”葛良鹏说。
“无菌猪”大有用处
可帮助开发特殊膳食、选择婴幼儿奶粉等
那么，在堪称严苛的条件下培育出来的“无菌猪”，到底有何用途？
葛良鹏举例说，癌症患者经过化疗后，肠道消化系统大多会受到影响，无法很好地吸收营养，而现在，通过把癌症患者等特定疾病人群的菌群，接种到“无菌猪”体内，可模拟病人消化吸收特点，开发定制出促进病人康复的特殊膳食产品。
奶粉是婴幼儿普遍选择的营养食品，但家长们在选择时大都会犯难，不知道哪种奶粉宝宝吃了更有利于其生长发育，而有了“无菌猪”，这样的难题就迎刃而解了。科研人员将婴幼儿的肠道菌群植入到“无菌猪”体内，通过观察分析它们吸食奶粉后的生长发育情况，就能对婴幼儿奶粉质量体系进行评价。
由于猪和人在消化道、皮肤、心血管系统等方面非常相似，具有其它实验动物不可替代的优越性，因此不光是在特殊病人膳食产品开发和婴幼儿奶粉评价上，在儿童疫苗临床前评估、早产儿疾病研究等方面，“无菌猪”都能发挥重要作用。同时，“无菌猪”培育技术也对猪的疾病净化和猪源性生物医药产品的生物安全起到保障作用。目前“无菌猪”研究成果已在医学、生物学、畜牧、食品、环境等领域有广泛的应用价值。
当前，市畜科院通过“无菌猪”培育与转化应用平台，已先后和中科院、中国人民解放军总医院、香港大学、华西二院、四川农业大学等３０多家单位开展合作。这些单位在进行免疫缺陷猪的饲养、检测试剂盒开发、肠道微生物与消化吸收及肠道创伤修复的调控作用等科学研究时，都需要“无菌猪”相关技术的支持。
谈及“无菌猪”未来的研究，葛良鹏说：“‘无菌猪’身体里没有任何微生物，能为科研人员研究微生物与动物健康之间的关系提供独特的平台。接下来，我们还要对‘无菌猪’的生理特性进行系统研究，从而加深对微生物－宿主，动物－人类之间相互关系的理解，为畜牧、生物医药等大健康领域的科学研究和产业发展提供更多科技支撑。” |