猪蓝耳病肆虐全球,英国公司用基因编辑技术培育免疫猪

   日期:2025-05-11     来源:网络整理    作者:佚名    浏览:202    
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(来源:MIT Technology Review)

猪繁殖与呼吸综合征,亦称“猪蓝耳病”,系一种以繁殖受阻及呼吸系统症状为主要特征的急性、高度传染性病毒性疾病。该病已在全球范围内的养猪场广泛传播,每年造成高达20%的牲畜死亡。

1987年,PRRS病毒首次在美国被发现。其表现出的症状主要有发热、呼吸困难以及早产。值得注意的是,有些猪并不表现出任何症状,然而,它们却可能使仔猪患上肺炎,或者导致成年母猪出现繁殖上的困难。此外,这种病毒还会降低猪的免疫系统功能,从而使它们更容易受到细菌的侵袭。

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数年前,英国的一家企业Genus开始尝试运用CRISPR基因编辑技术,致力于培育出一批对这种病原体具备免疫能力的猪种。

近期,美国食品药品监督管理局(FDA)已允许这种经过基因编辑的猪进入人类餐桌,这一举措标志着CRISPR技术在食品领域的首次大规模商业应用。根据世界动物卫生组织的数据,仅在美利坚合众国,蓝耳病每年便给养殖者带来了高达5.6亿美元的损失。爱荷华州立大学的专家在2024年发布的研究报告指出,自古典猪瘟被根除以来,猪蓝耳病对美国养猪业的经济损失最为严重。在2016年至2020年期间,猪蓝耳病每年导致美国猪肉行业损失约12亿美元的产量,这一数字比十年前增长了80%。

多种针对PRRS的疫苗已被开发出来以遏制其传播,然而其效果并不理想。这些疫苗通常在猪只出现病征后进行接种,但此时往往已经太迟,无法挽救它们的性命。即便猪只感染后幸存,它们的免疫系统往往也过于薄弱,难以抵御可能发生的继发感染,如肺炎。仅需几头感染猪只,便可能摧毁整个猪群。正如Genus发表的论文所述,PRRS病毒因其易出错的RNA依赖性RNA聚合酶以及显著的基因重组能力,而呈现出较高的突变频率。

消息一经发布,Genus的股价迅速攀升,涨幅高达30%,触及近六个月以来的最高点。公司强调,这一批准标志着其在美商业化的关键进展。同时,公司也表示,将不懈努力,争取在墨西哥、加拿大、日本以及中国等地的监管机构获得相应的批准。

2024年2月,The CRISPR Journal期刊发布了一篇名为“利用CRISPR-Cas技术生成抗猪繁殖与呼吸综合征病毒的商业规模创始种群猪”的新报告,其中详尽地揭示了这些猪只的基因编辑过程。

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在此之前,科学界的研究者们对 PRRS 病毒感染的遗传学基础进行了探究。研究发现,病毒的感染与多个基因紧密相关,其中就包括负责编码病毒入侵受体的 CD163 基因。在猪的体内,这种特定的蛋白质主要存在于巨噬细胞和单核细胞的表面,并且它在炎症反应等生理过程中发挥着重要的中介作用。

Genus 团队的研究工作基于对 CD163 功能的深入研究。为了对基因组进行编辑,Genus 的科研人员将 CRISPR-Cas9 编辑工具注入猪的受精卵基因组。他们的目的是精确地移除 CD163 基因中的某个外显子,该外显子负责编码与病毒直接相互作用的特定结构域。关键在于,该编辑过程不会对CD163在新成员中的作用产生任何影响。研究人员还对经过编辑的猪进行了基因鉴定,目的是确认编辑在所有个体间的一致性,避免出现意外的脱靶现象,并且确保在潜在的繁殖群体中存在足够的遗传多样性。经过严格审查的编辑猪随后被纳入繁殖计划,旨在构建一个对PRRS具有抗性的猪种群体。该论文对团队在编辑试剂方面的优化过程进行了详尽阐述,旨在确保研究成果能够顺利转化为实际的商业育种项目。

Genus公司的科研人员运用基因编辑技术CRISPR对四种常见的商用猪胚胎中的CD163基因进行了修改。随后,他们把经过修改的胚胎植入雌性猪体内,并持续培育这些基因编辑后的雌性后代。最终,他们将培育出一个CD163基因的两个拷贝都被成功敲除的猪品系。

通过巨噬细胞和动物实验的验证,这些基因编辑后的猪只对PRRS病毒表现出免疫力。在遭遇PRRSV病毒的侵袭时,它们的肺部及淋巴结组织中并未检测到感染症状或病毒复制的证据。

PIC的子公司Genus的COO Matt Culbertson指出,这些猪只对超过99%的PRRS病毒变异表现出完全的免疫状态,但值得注意的是,仍存在一种罕见的病毒亚型,它有可能突破这种免疫保护。

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Culbertson透露,基因编辑猪肉有望在来年某个时段登陆美国市场。他进一步指出,该公司坚信猪排或其它肉类产品无需附上标识其作为生物工程产品的标签。

Genus 的总部设在英国,不过其业务机构分布在美国。该公司不仅涉足生猪养殖领域,还设立了一个专门从事牛养殖的部门,致力于通过基因技术提升牛肉和奶制品的生产效率。Genus 的PIC部门专门负责生猪和猪肉的养殖业务,其总部位于田纳西州的亨德森维尔;而牛养殖部门的总部则设在威斯康星州的麦迪逊。

猪只产量的稳步上升、牛肉价值的显著提高,以及针对PRRS病毒的猪基因编辑技术的成功市场推广,为Genus公司在2025财年上半年带来了可观的收益。据公司公布,其营业收入略有提升,增幅为1%,总计达到了3.364亿英镑。

Genus 在以下重要领域实现了显著的策略性突破:其猪类业务在中国市场持续展现出强劲的发展态势,成功吸引了7家新的特许加盟商(在过去的18个月内,共签约了20家新的特许加盟商);在牛科动物领域,价值加速计划(VAP)的第二阶段已正式开启,预计将带来高达1000万英镑的年度调整后营业利润收益,而VAP的第三阶段计划也正在稳步推进中。Genus 通过收购部分股权,成功实现了对De Novo合资企业的完全控股,此举有效提升了基因供应链的控制力。

 
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