科学家通过CRISPR基因編輯,培育出對禽流感病毒具有高度抵抗力的雞

科学家通过CRISPR基因編輯,培育出對禽流感病毒具有高度抵抗力的雞

發布日期:

健康 Health 科技 Tech


要點:
英國科學家利用CRISPR基因編輯技術培育出對禽流感病毒具有高度抵抗力的雞,並且透過更多的編輯,他們認為這些培育雞將完全免疫。科學家的目標是實現對雞的完全保護,以免出現對基因編輯具有抗性的病毒。

科技正以前所未有的速度和規模發展,引發多個領域的變革,塑造了新的商業模式,甚至重塑了全新社會結構。我們一起,從科技創新中洞察社會轉型和升級的機遇。

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自2021年以來,由H5N1甲型流感病毒的一個高致病性亞型引起的創紀錄的禽流感疫情,為世界各地的家禽養殖場帶來重創,甚至波及野生鳥類。2022年,美國農民在羊群感染禽流感(又稱禽流感)後不得不宰殺超過5800萬隻雞和火雞。這估計花費了10億美元,並導致雞蛋價格創歷史新高。 比昂貴的蛋捲更令人擔憂的是,每次禽流感病毒傳播時,它都有機會變異成一種容易感染人類的形式,並有可能引發新的大流行。

現在市場上幾種旨在保護商業雞群免受禽流感感染的疫苗正在開發中,但即使它們有效,部署也將是一個巨大且昂貴的挑戰。2021年,美國農民僅為了肉類就飼養了超過93億隻雞和火雞。而且,就像人類一樣流感疫苗後,家禽疫苗需要定期更新。禽流感是一種非常多變的病毒,如果你不更新你正在使用的疫苗來適應病毒的變化,那麼你將無法完全保護鳥類。

因此,包括墨西哥、法國、厄瓜多在內的許多國家選擇為家禽接種禽流感疫苗。而美國和英國則堅決反對家禽接種疫苗,部分原因是擔心目前的疫苗不僅無法對抗正在傳播的毒株、為家禽提供充分的保護,還可能導致病毒產生抗藥性。

於是,科學家把目光投向了雞本身。近日,在一項發表於《自然通訊》的研究中,科學家透過被稱為「基因剪刀」的基因編輯技術(CRISPR),成功獲得對禽流感有抵抗力的雞,為保護雞族群免受未來禽流感病毒爆發的影響提供了一種新方法。

但是,研究也指出,在基因編輯家禽被養殖並供食用前,還需要經過多年的測試和監管批准。

英國愛丁堡大學的Alewo Idoko-Akoh和同事先前在研究基因編輯技術能否保護雞免受病毒感染,並做了許多測試。他們發現,禽流感病毒的所有亞型都是利用雞體內一種名為ANP32A的蛋白在細胞內複製的。透過使用基因編輯技術對雞細胞中的基因進行編輯,改變ANP32A中的兩個胺基酸可阻止病毒在細胞中複製。

然後,研究人員透過對雞胚胎進行編輯,產出10隻具有變異ANP32A的雞。他們讓這些雞隻暴露在自然劑量的H9N2型禽流感病毒中。這種亞型的禽流感病毒引發的病症比H5N1輕。此外,研究人員也將10隻未經編輯的雞同樣暴露在病毒中作為對照組。

研究人員在兩組雞暴露於病毒的7天內,每天給所有雞做咽拭子檢測,結果發現所有未經編輯的雞最終都被感染,但經過基因編輯的雞裡只有一隻被感染。

接下來,Idoko-Akoh和同事用比自然劑量高1000倍的病毒重複了上述實驗。這次,10隻經過基因編輯的雞中有5隻被感染,但它們的咽拭子採集到的病毒水平遠低於未經編輯的雞。

研究人員發現,在經過基因編輯但仍被感染的雞隻中,病毒發生了基因突變,使其能夠在兩種類似ANP32A的蛋白質。ANP32B和ANP32E的幫助下進行複製。研究人員隨後的研究表明,將ANP32A、ANP32B、ANP32E這3種蛋白質全部進行基因編輯,可以完全阻止病毒在雞細胞中複製。

“我們的目標是實現對雞的完全保護,以免出現對基因編輯具有抗性的病毒。”Idoko Akoh說。儘管得到了可喜的研究結果,但要讓抗禽流感雞上市還有許多困難需要克服。“我想,大概20年後才能在農場裡飼養經過基因編輯的雞。”Idoko Akoh說,“推廣這項技術成本昂貴,這可能會給亞非等禽流感風險最高的地區帶來問題。 ”

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