聽課筆記 | 魏紅江教授《豬基因編輯技術(shù)及其應(yīng)用》——第十二屆獸醫(yī)大會豬抗病育種專場

在當(dāng)前復(fù)雜疫病挑戰(zhàn)與養(yǎng)殖業(yè)追求減抗、無抗及降本增效的雙重背景下，盡管預(yù)防接種和藥物治療發(fā)揮了重要作用，但仍未能完全控制和消滅傳染病的發(fā)生與流行。從長遠來看，采用遺傳學(xué)方法從遺傳本質(zhì)上提高豬對病原的抗性，開展抗病育種具有治本的功效。2025年8月22日上午，由中國獸醫(yī)協(xié)會主辦，中國獸醫(yī)協(xié)會豬獸醫(yī)分會承辦，中農(nóng)種源（深圳）科技有限公司協(xié)辦的“豬抗病育種專場”在西安國際會展中心舉辦。云南農(nóng)業(yè)大學(xué)魏紅江教授在會議上分享了《豬基因編輯技術(shù)及其應(yīng)用》專題報告。

云南農(nóng)業(yè)大學(xué)魏紅江教授

豬基因編輯技術(shù)體系的建立

魏紅江教授介紹了基因編輯技術(shù)發(fā)展的四個主要階段，從最初的雛形與探索期到如今的應(yīng)用與倫理深化期。基因編輯技術(shù)的發(fā)展史是一部從粗獷、低效到精準、高效，從復(fù)雜、昂貴到簡單、普惠的進化史。以CRISPR為代表的技術(shù)的出現(xiàn)，極大地降低了基因編輯的門檻，使生物學(xué)和醫(yī)學(xué)研究進入了前所未有的新時代，但其強大的能力也要求我們必須以審慎和負責(zé)任的態(tài)度來推動其發(fā)展。魏紅江教授指出盡管豬基因編輯技術(shù)發(fā)展迅速，但仍面臨單個基因到多基因的同時編輯難度大、豬等大型哺乳動物周期長、成本高等問題。他強調(diào)，我們需要的是高效、穩(wěn)定的豬基因編輯技術(shù)體系。

關(guān)于地方豬遺傳資源如何有效保護與開發(fā)利用，魏紅江教授認為“基因編輯+體細胞克隆技術(shù)”必不可少，而目前云南農(nóng)業(yè)大學(xué)在豬基因編輯和體細胞克隆平臺上做了許多研究：

1、建立了利用隨機過表達和體細胞克隆技術(shù)構(gòu)建外源基因過表達豬的方法，構(gòu)建Leptin過表達克隆豬，創(chuàng)制PIK3C3基因過表達的肝損傷豬模型。

2、建立了利用TALENs和體細胞克隆技術(shù)構(gòu)建基因敲除豬的方法，實現(xiàn)了目的基因的高效雙等位基因敲除，敲除效率達42%。

3、建立了利用CRISPR/Cas9基因編輯和體細胞克隆技術(shù)構(gòu)建多基因敲除豬的方法，創(chuàng)制三基因同時敲除的基因編輯克隆豬，為人類肝臟等器官再生研究提供了重要基礎(chǔ)。

4、建立了利用BE3堿基編輯器和體細胞克隆技術(shù)構(gòu)建點突變豬的方法，構(gòu)建P53基因敲除豬，可作為人類腫瘤小型豬模型。

5、建立了通過微量細胞鑒定快速生產(chǎn)基因編輯豬的方法，獲得陽性細胞系的成功率提高了約4倍。

6、建立了通過連續(xù)克隆實現(xiàn)轉(zhuǎn)基因穩(wěn)定、高效過表達的方法，大大減少了批量開發(fā)基因編輯克隆豬的周期和成本。

豬基因編輯技術(shù)在抗病育種上的應(yīng)用

魏紅江教授將傳統(tǒng)育種和現(xiàn)代分子育種進行對比，他總結(jié)到，統(tǒng)育種通過雜交和擴群提高來改良品種，周期超過10年，盡管能集中多種優(yōu)良性狀，但存在性狀不穩(wěn)定、周期長、效率低等問題。而現(xiàn)代分子育種則利用全基因組選擇、基因編輯等技術(shù)，能在5年內(nèi)實現(xiàn)精準改良，具有性狀穩(wěn)定、周期短、效率高的優(yōu)勢，盡管技術(shù)門檻較高，總體上，現(xiàn)代分子育種在效率和精確度上顯著優(yōu)于傳統(tǒng)方法。

魏紅江教授介紹了家豬T細胞抗原識別相關(guān)TRBV27基因的抗非洲豬瘟病毒感染作用研究，TRBV27基因在非洲野豬中存在缺失，表明可能與非洲野豬對ASFV的天然抗性有關(guān)。通過構(gòu)建TRBV27KO基因編輯豬并感染ASFV，證明其對ASFV的抗病性。他指出，與野生型相比TRBV27KO豬抵抗ASFV感染的病程延遲，可能與TRBV27參與抗原呈遞物的結(jié)合，敲除后抑制了部分細胞因子的釋放。TRBV27基因并不是家豬對ASFV易感的關(guān)鍵基因，它的缺失不能使家豬抵抗非洲豬瘟，而TRBV27KO豬對其余重大生產(chǎn)疾病的抵抗力有待研究，此實驗結(jié)果在一定程度上為其余豬病的抗病育種研究提供了參考。

豬基因編輯技術(shù)在人類疾病模型及器官移植上的應(yīng)用

通過基因編輯技術(shù)，研究人員已經(jīng)能夠揭示超過125,000個與人類疾病相關(guān)的基因位點變異，其中單個堿基突變引起的疾病有24,670個。這些數(shù)據(jù)為構(gòu)建人類重大動物疾病模型提供了基礎(chǔ)。在2008至2015年間，研究人員獲得了基因修飾豬疾病模型，包括杜氏肌營養(yǎng)不良癥、系統(tǒng)性紅斑狼瘡等，這些模型覆蓋了多種人類重大疾病，為研究提供了重要的實驗平臺。

豬基因編輯技術(shù)在人類器官移植上的應(yīng)用前景廣闊，主要體現(xiàn)在解決全球器官移植供體短缺的問題。數(shù)據(jù)顯示，目前全球心、腎器官的供求比為10:200，中國器官供求比為1:150，器官移植供體數(shù)量嚴重不足。通過基因編輯技術(shù)，可以培育出適合人類器官移植的豬供體，2012年，Lancet雜志發(fā)表文章，認為這是下一次醫(yī)學(xué)革命。云南農(nóng)業(yè)大學(xué)在異種器官移植研究中取得了顯著進展，建立了完整的異種器官移植技術(shù)鏈，包括醫(yī)用豬新品種培育、基因編輯克隆技術(shù)創(chuàng)新與利用、供體豬開發(fā)、器官移植及術(shù)后護理等。這些研究為全球異種器官移植技術(shù)的發(fā)展作出了重要貢獻。