豬繁殖與呼吸綜合征（PRRS）俗稱(chēng)“豬藍(lán)耳病”，是豬群發(fā)生以繁殖障礙和呼吸系統(tǒng)癥狀為特征的一種急性、高度傳染的病毒性傳染病。目前，這種疾病在世界各地的養(yǎng)豬場(chǎng)中均有發(fā)現(xiàn)，每年導(dǎo)致高達(dá) 20% 的牲畜死亡。
PRRS 于1987年在美國(guó)首次發(fā)現(xiàn)，其癥狀包括發(fā)燒、呼吸窘迫、早產(chǎn)。部分豬只不會(huì)出現(xiàn)任何癥狀，但可能導(dǎo)致仔豬患肺炎，成年母豬繁殖障礙。該病毒還會(huì)削弱豬的免疫系統(tǒng)，使其更容易受到細(xì)菌感染。
幾年前，一家名為 Genus 的英國(guó)公司著手利用 CRISPR 基因編輯技術(shù)，培育出對(duì)這種病菌具有免疫力的豬。
近日，美國(guó)食品藥品監(jiān)督管理局 (FDA）批準(zhǔn)這種基因編輯豬可供人類(lèi)食用，這標(biāo)志著 CRISPR 技術(shù)在食物鏈中的首次重大商業(yè)應(yīng)用。據(jù)世界動(dòng)物衛(wèi)生組織統(tǒng)計(jì)，僅在美國(guó)，藍(lán)耳病每年就給養(yǎng)殖戶(hù)造成 5.6 億美元的損失。愛(ài)荷華州立大學(xué)專(zhuān)家于 2024 年發(fā)表的分析報(bào)告表示，它是自根除古典豬瘟以來(lái)，對(duì)美國(guó)養(yǎng)豬生產(chǎn)造成經(jīng)濟(jì)損失最大的疾病，豬藍(lán)耳病在 2016 年至 2020 年間造成美國(guó)豬肉行業(yè)每年約 12 億美元的產(chǎn)量損失，較十年前增長(zhǎng)了 80%。
目前已研發(fā)出多種疫苗來(lái)阻止 PRRS 的傳播，但效果有限。疫苗通常在豬出現(xiàn)癥狀時(shí)接種，但那時(shí)往往為時(shí)已晚，無(wú)法挽救它們的生命。即使豬在感染后幸存下來(lái)，它們的免疫系統(tǒng)通常也過(guò)于脆弱，無(wú)法抵抗可能出現(xiàn)的繼發(fā)感染，例如肺炎。只需幾頭受感染的豬就足以摧毀整個(gè)豬群。正如 Genus 發(fā)表的論文中所解釋的，PRRS 病毒“由于易出錯(cuò)的病毒 RNA 依賴(lài)性 RNA 聚合酶和顯著的基因重組率而具有很高的突變率”。
消息公布后，Genus 股價(jià)一度上漲 30%，達(dá)到近六個(gè)月高點(diǎn)。該公司表示，此次批準(zhǔn)是其在美國(guó)商業(yè)化過(guò)程中邁出的重要一步。該公司稱(chēng)將繼續(xù)努力爭(zhēng)取獲得墨西哥、加拿大、日本和中國(guó)監(jiān)管機(jī)構(gòu)的批準(zhǔn)。
2024 年 2 月，研究人員在The CRISPR Journal期刊上發(fā)表的一篇新報(bào)告“Generation of a Commercial-Scale Founder Population of Porcine Reproductive and Respiratory Syndrome Virus Resistant Pigs Using CRISPR-Cas”詳細(xì)披露了這些豬是如何被編輯的。
此前，學(xué)術(shù)界的科學(xué)家研究了 PRRS 感染的遺傳基礎(chǔ)。結(jié)果表明，病毒感染與多個(gè)基因有關(guān)，其中包括編碼病毒入侵受體的 CD163。在豬體內(nèi)，這種特殊的蛋白質(zhì)表達(dá)于巨噬細(xì)胞和單核細(xì)胞表面，并介導(dǎo)炎癥等功能。
Genus 團(tuán)隊(duì)的工作正是建立在對(duì) CD163 作用的研究之上。為了編輯基因組，Genus 的科學(xué)家將 CRISPR-Cas9 編輯試劑注入豬受精卵的基因組中。他們的目標(biāo)是精確刪除 CD163 基因，從而移除編碼與病毒直接相互作用結(jié)構(gòu)域的單個(gè)外顯子。重要的是，這種編輯不會(huì)影響 CD163 在新群體中的功能。他們還對(duì)編輯后的豬進(jìn)行了基因分型，以確保編輯在所有豬只中保持一致，沒(méi)有不可預(yù)見(jiàn)的脫靶效應(yīng)，并且在潛在繁殖群體中具有足夠的遺傳多樣性。通過(guò)審核的編輯豬隨后進(jìn)入繁殖過(guò)程，以建立一個(gè)具有 PRRS 抗性的豬群。該論文還詳細(xì)介紹了團(tuán)隊(duì)如何優(yōu)化編輯試劑，以確保他們的工作能夠轉(zhuǎn)化為商業(yè)育種計(jì)劃。
Genus 公司的科學(xué)家利用基因編輯技術(shù) CRISPR 修改四種常見(jiàn)商用豬胚胎中的 CD163 基因。然后，他們將修改后的胚胎移植到雌性豬體內(nèi)，并繼續(xù)繁殖雌性經(jīng)過(guò)基因編輯的后代。最終將產(chǎn)生一個(gè) CD163 基因兩個(gè)拷貝均被敲除的豬種系。
經(jīng)巨噬細(xì)胞和動(dòng)物實(shí)驗(yàn)證實(shí)，這些經(jīng)過(guò)基因編輯的豬能夠抵抗 PRRS 病毒感染。經(jīng)過(guò)編輯的豬在受到 PRRSV 病毒攻擊時(shí)，肺部和淋巴結(jié)組織中沒(méi)有出現(xiàn)感染跡象或病毒復(fù)制跡象。
Genus 子公司 Pig Improvement Company（PIC）的首席運(yùn)營(yíng)官 Matt Culbertson 表示，“這些豬似乎對(duì)已知的 99% 以上的 PRRS 病毒版本具有完全免疫力，不過(guò)有一種罕見(jiàn)亞型可能會(huì)突破保護(hù)。”
據(jù) Culbertson 表示，基因編輯豬肉可能會(huì)在明年某個(gè)時(shí)候出現(xiàn)在美國(guó)市場(chǎng)上。他表示，該公司認(rèn)為豬排或其他肉類(lèi)不需要貼上任何標(biāo)明其為生物工程產(chǎn)品的標(biāo)簽。
Genus 總部位于英國(guó)，但其業(yè)務(wù)部門(mén)設(shè)在美國(guó)。除了生豬養(yǎng)殖外，Genus 還設(shè)有一個(gè)牛養(yǎng)殖部門(mén)，專(zhuān)注于利用基因技術(shù)提高牛肉和奶制品的產(chǎn)量。Genus 的 PIC 部門(mén)專(zhuān)注于生豬和豬肉養(yǎng)殖，總部位于田納西州亨德森維爾，而其牛養(yǎng)殖部門(mén)的總部位于威斯康星州麥迪遜。
豬類(lèi)產(chǎn)量的持續(xù)增長(zhǎng)、牛類(lèi)價(jià)值的提升以及抗 PRRS 豬基因編輯技術(shù)的成功商業(yè)化，為 Genus 在 2025 財(cái)年上半年帶來(lái)了豐厚的回報(bào)。該公司報(bào)告稱(chēng)，其收入小幅增長(zhǎng) 1%，達(dá)到 3.364 億英鎊。
Genus 還在以下關(guān)鍵領(lǐng)域取得了實(shí)質(zhì)性戰(zhàn)略進(jìn)展：豬類(lèi)業(yè)務(wù)在中國(guó)持續(xù)保持良好勢(shì)頭，贏得 7 位新的特許客戶(hù)（過(guò)去 18 個(gè)月內(nèi)已簽約 20 位新的特許客戶(hù)）；牛科動(dòng)物：VAP（價(jià)值加速計(jì)劃）第二階段計(jì)劃已啟動(dòng)，并有望實(shí)現(xiàn) 1000 萬(wàn)英鎊的年度化調(diào)整后營(yíng)業(yè)利潤(rùn)收益，VAP 第三階段計(jì)劃正在進(jìn)行中。Genus 通過(guò)收購(gòu)少數(shù)股權(quán)，對(duì)其 De Novo 合資企業(yè)實(shí)現(xiàn) 100% 控股，從而增強(qiáng)了基因供應(yīng)鏈。
https://www.technologyreview.com/2025/05/02/1116059/the-us-approves-crispr-pigs-for-food/
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