张荣利
博士,高级科学家
用“工匠精神”打造手术疾病动物模型
在生命科学、生物医药等领域手术疾病动物模型的应用越来越广泛,但是手术模型的稳定性、重复性是当前存在的技术难题。那么,我们该如何推进手术疾病模型服务的社会化,减轻一线科研人员的负担,通过可靠的社会化服务来提高疾病动物模型的质量,最终提高科研的速度和质量呢?
专访篇
赛业生物科技高级科学家张荣利博士拥有二十多年的疾病动物模型制备经验,为此,本期中国实验动物信息网特邀张荣利博士为您讲解手术疾病动物模型存在的技术难点、应用领域以及如何通过手术疾病模型服务的社会化方式提高手术模型的稳定性、重复性的问题。
中国实验动物信息网:在生命科学、生物医药等领域疾病动物模型的应用越来越广泛,疾病动物模型的制备方式多种,请张老师介绍一下您所专注的手术疾病动物模型?
张荣利博士:在生物医学研究中,常常会用到各种模式动物以及以模式动物为基础制作的疾病动物模型。疾病动物模型是利用动物来复制人类相关的疾病,例如通过手术、药物或者特定物理的、化学的和生物的致病因素诱导干预,使动物获得某种特定的疾病状态以模拟人类疾病。
二十多年来,我专注做的是手术疾病模型,所以今天我重点谈一下我理解的手术疾病模型。简而言之,手术疾病动物模型就是采用手术的方式在动物身上复制人类相关疾病,使动物获得某种特定的疾病状态以模拟人类疾病。手术疾病模型广泛用于生理病理机制的研究和新药发现或疗效评价。
中国实验动物信息网:手术疾病模型领域目前现状如何?它与别的方法制备的疾病动物模型有什么不同?手术疾病模型主要在哪些领域应用?
张荣利博士:目前基因工程动物的制备已经实现了标准化、规范化、产业化发展,在国内外都实现了标准化的商业服务,从根本上已经取代了原有的实验室工作模式。与此形成了鲜明对比的是,手术疾病动物模型目前还是以实验室为主体进行,还是“自给自足”的传统模式。与自发性疾病动物模型和环境诱导、物理因素、药物诱导的疾病动物模型相比,手术模型操作复杂、技术门槛高,因此相应也存在一些问题,如缺乏标准化流程、稳定性差,实验室之间数据可比性较差。既便是同一个实验室,重复性也是一个很大的挑战。所以实现手术疾病模型的标准化、规范化和重复性仍然是该领域长期的目标。
而现实情况是很多疾病的研究都需要通过手术模型来进行生理病理机制的研究,或者应用手术疾病模型进行新药发现或疗效评价。例如,为了研究某个基因的功能,我们需要做相应基因的敲除或转基因模型。除少数与发育、干细胞等相关的基因外,大多数基因工程动物在正常的饲养、繁育过程中可能看不到表型。这时,通常要对基因工程动物叠加疾病模型来诱发表型,来发现某个基因的特定功能。此外,在新药研究领域,手术疾病动物模型是必需的。在临床前研究的过程中,要评价某个先导化合物是否对某种疾病发挥治疗作用,必须采用小动物、大动物乃至非人灵长类动物来复制与人类疾病相似的动物疾病模型。这一步的工作往往会关乎临床前药物研究的成败。手术疾病模型还常用于疾病发生、发展的机制研究,已经渗透到生物医学研究的方方面面。因此众多的研究需要用到手术疾病模型,这就对手术疾病模型提出了商业化服务的需求。
中国实验动物信息网:手术疾病模型的构建并不是如想象中的那么简单,存在哪些技术难点?您认为应如何解决这些问题?
张荣利博士:首先我想强调的一点是:手术疾病模型在生物医药领域非常重要,但制备出精准的且可重复的动物模型更重要。疾病模型利用不当或者不能正确地复制疾病模型,会使研究得出错误的结论或者误导新药研发。
在生物医药领域,据报道,公开发表的科研论文有70-90%的不能很好地被重复(Nat.Rev.DrugDiscov,,10:;Nature,,:-;Science,,doi:10.;