饶议科学

用猪做防疫墙|新想法:通过剔除猪的基因来预防人类传染病流行

【存在这样的可能:如果推广这样的猪,流行性感冒就会大大下降。

我们最新论文的题目是:

“减少人类感染流感病毒的新策略:通过靶向 ST6GAL1 和 ST6GAL4

基因培育对 A 型流感病毒感染具有部分抵抗力的猪”】

病毒,是分子生物学重要研究对象,也是分子生物学等重要工具。

但是,我一直认为自己只能研究脑,不热心研究传染病的基础。

这种偏见被新冠病毒所击破。

我设计过不感染新冠的猫:把它的ACE2受体改成小鼠的,就抵抗新冠病毒。

例如这两只(真实的猫):

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但是,新冠的来源很可能不是家养动物,免冠新猫的产生所以可以保护猫,但不能保护人。

在这样的情况下,我开始思考其他流行危害较大的疾病。

自然,流感病毒就首当其冲。

另外一个背景,是我认识了戴一凡。十几年,我还在北大生命科学学院院长任上,得知他有非常特别的研究经历:2002年,一凡是世界上第一个做猪的基因敲除。此后长期,他曾经是猪的基因工程专家,华人第一、世界领先。

但是,他脾气不温不火,速度不是非常快,他的第一可能有很多后来的竞争者。

当时,我联系他,问他能不能来北大,不去南京医学院。一凡说不行,答应了人家的事情不能改,即使北大条件更好。

我们有过一次合作,他实验室敲除了猪的Tph2,这样的猪在脑中不能合成五羟色胺(我们另外还有果蝇、小鼠、大鼠和猴的类似敲除)。

新冠期间,我们(加上胡前进)在微信上讨论猪,后来合作起来。

这

有以上两个背景(与戴一凡的交流、新冠流行),我从读新冠文献转而流感的文献,发现流感很有趣,远比新冠有趣,实际对人类的影响恐怕也是流感远大于新冠,至少迄今为止。

读很多文献不是事情,抓住可能的关键是问题。阅读后思考,能否提出解决问题的办法。

典型的流感病毒(influenza A virus,IAV)通过结合呼吸道细胞的表面受体而感染动物。这些受体蛋白质含糖链:一种在唾液酸的特定位点是“2,3”链接(SAα2,3Gal ),一种是“2,6”链接(SAα2,6Gal )。

鸟类(包括飞行的如候鸟,也包括家养的鸡),感染IAV是因为鸟类表达“2,3链接”的受体。

人类感染IAV是通过呼吸道细胞表达“2,6链接”的受体。

两种受体的不同,当然相应的IAV有差别。如果不经过突变,感染鸟的病毒不能感染人,感染人的病毒不能感染鸟。

而猪的呼吸道细胞居然同时表达这两种受体。所以,猪不仅可以感染原来感染鸟的IAV,而且感染原来感染人的IAV。更有甚者,鸟、猪和人的IAV(任何两种组合之间或三种)在猪身上进行重组、交换,成为新的IAV,出现新的病毒,如果可以感染人,就可以出现新的大流行。

在以上情况下,猪就是混合发生器(mixing vessels),引起不同来源病毒的组合(reassortment)。

了解以上梗概后,我想:如果灭绝猪的流感,就可以不让猪与人之间互相传染流感,而且可以防止猪作为混合器重组鸟、猪、人流感而产生新的、危害性更大的病毒。

2020年6月6日星期六,我在高铁上微信一凡,提出敲除猪的合成SAα2,3Gal 和SAα2,6Gal 的两个酶的基因,如果猪可以不感染鸟、猪、人的IAV,那么就可以根除猪作为人类流感的来源。

通过操纵猪的基因,预防人类疾病,重大传染病。

这一工作是合作,但专利申请按大家的同意,我转出来了,不归公司,而归我个人,原因是我愿意给任何愿意使用的人或机构,它是可能有利于大家的公益。

戴一凡教授安排了实验室做。

他们早就有结果,最近发表了一部分:

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我请戴老师的助理用软件辅助翻译了全文:

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