探秘武汉大学模式动物研究所,这里曾是抗击非典战场之一

楚天都市报记者 柯称 黄士峰 见习记者 李碗容 通讯员 黄珍 吴江龙

研究所科研楼

上周,国际权威期刊《自然》刊发专题文章,介绍了武汉大学模式动物研究所。

模式动物,是科学家为揭示具有普遍规律的生命现象而选定的生物物种,如无特定病原体的果蝇、鸡、鸭、兔、猴等等。“小白鼠”就是最广为人知的模式动物。模式动物是病理研究、新药研发及治疗方法验证的基础,对人类医疗发展至关重要。然而,模式动物市场和高端技术,目前仍被少数欧美国家垄断,我国亟需实现“弯道超车”。

那么,《自然》为什么会关注武汉这家研究所?楚天都市报记者走进武汉大学,进行了探访。

猴子房间里有玩具有电视

在武汉大学中南医院的最深处,一个有保安严格把守的小院,就是武大模式动物研究所所在地,这里还有另外两块牌子:武汉大学动物实验中心和武汉大学ABSL-Ⅲ实验室(下文简称A3实验室)。

在三号楼的大门处,门槛上设置了半米多高的金属挡板,防止院子里野生小动物意外进入实验动物楼。记者跨步进门后,按要求穿上白大褂,戴上一次性帽子、口罩、橡胶手套,并进行了消毒。工作人员还不忘提醒戴上防护面罩,“猴子见到陌生人可能会有攻击性。”

记者探访猴类实验室

猴类饲养室里,每间房有上下两排十余个大金属笼子,猴子们住的都是一个多立方米的“单间”,每间“房”都有饮水装置,还有一面镜子和一个小玩具球。饲养室墙上的电视正播放着低龄段动画片。见到有陌生人进入,不少猴子注意力从电视上移开,扒在门上好奇地张望。

研究所为动物们配备了专门的饲养员和兽医,每天会严格测量并记录每间房的温度和湿度,每只动物的健康情况。饲养员告诉记者,给猴子看电视、玩玩具可以降低它们枯燥的感受,缓解焦躁。房间里的门打开后,是一个半户外的大笼子,这是它们的阳光房。天气好时让它们晒晒太阳也是研究所提供的一项动物福利。

科研人员观察白鼠(资料图)

据介绍,研究所动物管理平台集动物饲养、检测、供应、实验技能培训等多功能于一体,目前其主要饲养有大小鼠、豚鼠、家兔、犬、猪和猴等实验动物品类。其中,食蟹猴目前有102只,它们中的大多数在实验完成后可以回到饲养基地“安享晚年”。

近10年来,研究所为武汉大学各单位提供了100多万只实验动物,为全国1000多个实验室提供了2万多次模式动物的服务。同时作为湖北省最大的实验动物从业人员培训基地,还培训了上万名动物实验人员。

动物做手术标准和人一样

在猴类饲养区的走廊墙壁上,有一个具有消毒功能的传廊,传廊另一端是手术室的准备间。

记者再次更衣消毒后进入了手术室。当时正进行着一场静脉搭桥实验,3名研究人员已经在实验兔身上忙了一个多小时。记者注意到,虽然动物体型较小,但它们躺的手术床和人用的尺寸一样大。研究人员介绍,为了通过实验累积临床经验,这里的两间手术室的设施设备和医院里完全一样,给动物做手术的标准和流程跟人的也基本一致。

正在进行的动物手术实验

在二楼的小动物饲养区,由于要保证不将病毒和细菌带入模式动物的生存环境,记者只能通过窗口和监控画面一探究竟。工作人员表示,模式动物要保证基因纯正且健康,通俗地讲,就是只能让他们通过基因敲除、基因编辑等科学手段,患上我们需要研究的疾病或是具有特定的病理特征。

据了解,研究所的动物模型研发平台目前已建立40余种稳定可靠的人类疾病动物模型,如脑卒中、心肌缺血再灌注损伤、心肌肥厚、心脏移植、肝脏移植、肿瘤、糖尿病、动脉瘤、非酒精性脂肪肝、动脉粥样硬化、肺损伤、肝脏再生、肝脏缺血再灌注损伤、肾脏缺血再灌注损伤等类别的模型。

记者还参观了研究所系统生物学、基因编辑研发、动物模型研发、病理学、细胞生物学、分子生物学、生物试剂研发、生物技术创新、药物与生物材料研发等实验室或研究平台,各个平台的研究工作几乎都与模式动物息息相关。

曾是抗击非典主战场之一

整个研究所里,最神秘的地方是位于动物实验楼的顶楼的A3实验室。这里是从事感染性疾病研究的重要实验平台,室内是负压环境,确保危险的病毒“跑不出来”。在指挥室里,一排排的指示灯都是绿色状态,说明室内环境一切正常。

专家介绍A3实验室

16年前,这里却不是如此平静的氛围——2003年10月,我国科学家正争分夺秒地展开SARS疫苗研制实验,他们发现缺少足够大的生物安全防护三级动物实验室,疫苗研制进度严重受阻,便将目光锁定了刚刚建成不久的A3实验室。来自四川的18只恒河猴秘密运抵实验室,武汉大学医学院各部门抽选的23名专家和骨干住进了隔离区。

进入A3实验室要全副武装(资料图)

实验人员按低、中、高三种剂量,给猴子注射了SARS疫苗,并给它们注射SARS病毒。11月,我国“人用SARS病毒灭活疫苗”动物实验在这里取得成功。此后,这里还完成了抗SARS病毒多肽药物的动物实验,又有20只猴子献身。

在研究所的大院里,有一块“慰灵碑”已经静静耸立15年,记录下那场没有硝烟的战争。石碑正面刻着“献给为人类健康而献身的实验动物”,背面碑文还注明“特别是为抗SARS疫苗和药物研究献身的38只恒河猴”等字样。

研究所里的“慰灵碑”

如今的A3实验室,比当年更加先进,可以同时完成60只猴子的实验——实验室在2015年进行了翻修和升级改造,目前正在等待重新审批的最后流程。

对话武大基础医学院院长、模式动物研究所所长李红良——

模式动物对人类健康做出巨大贡献

他是医生,是老师,是高产的科学家,也是科研机构的管理者。日前,记者专访了武汉大学基础医学院院长、武汉大学模式动物研究所所长、“长江学者”特聘教授李红良,畅谈我国模式动物的研究及产业发展。

李红良教授

记者:为什么要研究模式动物?

李红良:新型治疗方案和新药要走向临床,必须先在模式动物上验证安全性和有效性。如果没有模式动物,新药研发就是空中楼阁。比如我的科研团队,在肝脏和心血管代谢相关重大疾病方面,提出了基本发病机制的新概念,探索了新的靶点,开发了治疗这些疾病的有效先导化合物,并正在此基础上研发新药。这些,都需要用到模式动物。

记者:开展动物实验难免遇到争议吧?

李红良:模式动物对人类健康做出了巨大的贡献,因此我们在工作中常怀感恩的心,每年都会在“慰灵碑”举行悼念活动。我们一直坚持“3R”原则,既尽可能减少使用的动物;尽可能使用代替方法;尽可能优化动物福利。研究所已经连续四次通过国际AAALAC组织认证,还建立了“实验动物管理与使用委员会”对每项需要进行动物实验的项目进行全面的伦理审查。

记者:研究所目前发展如何?

李红良:在武汉大学及附属医院的支持下,研究所已成为国内模式动物研发的重要阵地,已拥有基因工程大、小鼠品系超过3000个,标准化疾病动物模型40余种,申请国内外发明专利160余项,获得授权近60项。我们的研究条件和团队实力,也达到国际先进水平。但国内模式动物研究起步较晚,高端模式动物更是长期被发达国家“卡脖子”,我们要做的工作还有很多。