■本報(bào)見(jiàn)習(xí)記者 趙廣立
近來(lái),各類實(shí)驗(yàn)室流傳著這樣一種說(shuō)法:從人類有記錄使用小白鼠作為動(dòng)物實(shí)驗(yàn)對(duì)象至今,,如果把它們首尾相接,,可以從地球一直連接到月亮。
人們?cè)诳茖W(xué)實(shí)驗(yàn)中到底使用過(guò)多少只小白鼠,?恐怕誰(shuí)都無(wú)法得知確切的數(shù)字,。毋庸置疑的是,小白鼠在人類的醫(yī)療,、遺傳,、生物制品等各方面的科學(xué)研究中發(fā)揮了難以替代和不可磨滅的貢獻(xiàn)。
話說(shuō)回來(lái),,小白鼠是怎樣被人類“盯上”而成為實(shí)驗(yàn)室中的“小白鼠”的,?
天然的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物
對(duì)于這一問(wèn)題,大致可以分為小鼠的“天然優(yōu)勢(shì)說(shuō)”,、“成本說(shuō)”,、“基因相似說(shuō)”、“動(dòng)物福利說(shuō)”等幾種說(shuō)法,。
小白鼠作為實(shí)驗(yàn)動(dòng)物,,有著得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)。套用“金銀天然是貨幣”的句式,,可以說(shuō)“小白鼠天然是實(shí)驗(yàn)動(dòng)物”,。
中國(guó)科學(xué)院遺傳與發(fā)育研究所生物學(xué)研究中心高級(jí)工程師姜韜在接受《中國(guó)科學(xué)報(bào)》記者采訪時(shí)說(shuō),實(shí)驗(yàn)動(dòng)物要考慮的因素大概有:容易飼養(yǎng),,繁殖率高,,遺傳上有較高的純和度,代謝類型,、生理病理盡量與人類接近等,。“不用多說(shuō),,小白鼠在這些方面的優(yōu)勢(shì)無(wú)一例外都很明顯,。”
除上述優(yōu)勢(shì)以外,,小白鼠還有許多其他實(shí)驗(yàn)動(dòng)物不可比擬的特點(diǎn),,如用小白鼠做實(shí)驗(yàn),,效率高、個(gè)體間差異很小,、便于試驗(yàn)結(jié)果的平行觀察等,。另外,小白鼠還可以培育出許多特殊品種,,比如免疫缺陷的裸鼠或者純種小白鼠,,這在其他動(dòng)物(如猴子等)中很難做到。
小白鼠還有一個(gè)另類的優(yōu)勢(shì):它們屬于體型較小的哺乳動(dòng)物,,皮膚病與性病學(xué)博士,、網(wǎng)友“氯倍他索”對(duì)此進(jìn)行了一番形象評(píng)論:“它們那么小,一個(gè)小女生就能提起來(lái),,被咬一口也不是什么大事,。猴子、狒狒,、大猩猩,,戰(zhàn)斗力一個(gè)比一個(gè)強(qiáng),別說(shuō)小女生了,,一個(gè)大男人也未必是對(duì)手,,看過(guò)《猩球崛起》嗎?你敢對(duì)哪個(gè)‘下手’,?”
實(shí)驗(yàn)小鼠的低成本也是它們受到科研人員青睞的重要因素之一。
有人給實(shí)驗(yàn)動(dòng)物算了本經(jīng)濟(jì)賬:從單只動(dòng)物的價(jià)格上講,,一只純種小白鼠才十幾元,,一只大猩猩要幾萬(wàn)元;從飼養(yǎng)成本上講,,小白鼠僅食少量飼料,,而猴子、猩猩等不僅吃得多,,還得給它們“定制宵夜”,,比如水果等;另外,,飼養(yǎng)小白鼠,,一個(gè)小籠子足矣,一個(gè)房間可以喂養(yǎng)上百只小白鼠,,而如果是上百只猴子……“恐怕得一個(gè)野生動(dòng)物園吧”,。
更為重要的是,小白鼠大大縮減了科學(xué)實(shí)驗(yàn)的時(shí)間成本,。
一位從事表觀遺傳研究的博士生說(shuō):“我們做代謝率高低對(duì)壽命的影響的課題,,用小鼠估計(jì)需3年完成,,但換成猴子的話,據(jù)說(shuō)美國(guó)的一個(gè)研究做了30年,,還有一半猴子活著,。”
其次,,多數(shù)國(guó)家的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)要報(bào)給動(dòng)物福利管理部門(mén)審閱,。從親緣關(guān)系遠(yuǎn)近而言,與高等靈長(zhǎng)類動(dòng)物相比,,小白鼠和人類親緣關(guān)系較遠(yuǎn),,從動(dòng)物福利管理部門(mén)的角度出發(fā),小白鼠也是最佳選擇,。
而且,,與人類基因相似度在90%以上的小白鼠,能夠滿足大部分生物學(xué)研究需要,。
靈長(zhǎng)類動(dòng)物的接力
然而,,并非只有小白鼠才能當(dāng)“小白鼠”。在進(jìn)一步的生物學(xué)研究以及一些特殊領(lǐng)域的研究中,,小白鼠就可以“休假”了,,比如在認(rèn)知神經(jīng)科學(xué)研究領(lǐng)域常用恒河猴作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象。
“小白鼠畢竟不是靈長(zhǎng)類而是嚙齒目動(dòng)物,,代謝類型和生理病理在很多方面與人類差別很大,。”姜韜舉例說(shuō),,比如小鼠自己可以合成維生素C,,而人類不能;小鼠的糖尿病也與人類大不相同,,這樣的話以糖尿病小白鼠用作研究治療人類糖尿病的藥物就不奏效,。
另外,他還指出,,小白鼠的繁殖規(guī)律是一胎多子,,這些對(duì)于研究一胎一子的人類(一般而言)的生殖生物學(xué)都非常不理想。
“科學(xué)的進(jìn)步把可以用到小鼠的地方基本都用到了,,剩下很多問(wèn)題只有靠靈長(zhǎng)類實(shí)驗(yàn)動(dòng)物解決了,。”姜韜說(shuō),。
2009年,,日本研究人員首次培育出轉(zhuǎn)基因靈長(zhǎng)類動(dòng)物——轉(zhuǎn)基因狨猴,且轉(zhuǎn)入的基因能夠在第二代狨猴體內(nèi)表達(dá),。此后科學(xué)家認(rèn)為,,建立轉(zhuǎn)特異基因的狨猴群體,,對(duì)于人們研究人類疑難疾病具有不可估量的潛在價(jià)值。
南美狨猴又稱指猴,,這種猴長(zhǎng)大后身高僅10~12厘米,、重80~100克?!搬鹾锸庆`長(zhǎng)類,,在代謝類型、生理病理以及基因組方面,,克服了小鼠的不足,。”姜韜告訴記者,,“甚至細(xì)胞的相似性也非常接近人類,。”
不過(guò),,相較于小鼠,,狨猴繁殖速度慢,性成熟晚(3~4歲性成熟,,壽命約12~14年),,遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及小鼠4個(gè)月就可以繁殖的“效率”,難以大量使用,。
更加值得注意的是,,絨猴本身屬于國(guó)家一級(jí)保護(hù)動(dòng)物,且隨著受到人類活動(dòng)與自然災(zāi)害的影響加劇,,瀕危的等級(jí)逐步增大,,有滅絕的危險(xiǎn)。
人造“小白鼠”
科學(xué)的進(jìn)步也在推動(dòng)科學(xué)家尋找新的“小白鼠”,。
哈佛大學(xué)威斯研究所的研究人員考慮到,動(dòng)物畢竟和人類有區(qū)別,,有時(shí)候動(dòng)物實(shí)驗(yàn)不能很好地預(yù)測(cè)藥物對(duì)人類的影響,。于是他們嘗試用芯片模擬人體組織,為藥物試驗(yàn)提供測(cè)試環(huán)境,。
“芯片上的肺”,,這個(gè)名字聽(tīng)來(lái)有些不可思議,事實(shí)上這是威斯研究所的研究項(xiàng)目,。他們把人類的活細(xì)胞排列在微型芯片上,,模擬人體器官,進(jìn)行包括藥物試驗(yàn)的大量測(cè)試,。未來(lái),,該研究所還打算模擬更多的人體器官和組織,。
近年來(lái),屢有“人造小白鼠”的消息傳來(lái),,聲稱“在不久的將來(lái)成為動(dòng)物實(shí)驗(yàn)的替代品”,。這當(dāng)然值得期待,然而至今尚未見(jiàn)到一個(gè)確切的時(shí)間表,。