每年全世界要产出海量的生命科学文献,而背后功臣非“小白鼠”莫属。不过,这些隔离在实验室中的小鼠,却没能完全反映现实世界的情况。许多小鼠实验结果不但在人类身上重复不出来,根据小白鼠实验设计的药物甚至还能要人性命。最新的《科学》研究指出,这些问题都是因为小鼠不够“野”、不够“脏”。
现代生物学研究已经离不开小鼠实验。这种使用动物为人类探路的思想,最早在古希腊时代就出现了。当时,一些生理学家就曾用狗来探索大脑的智力和感官功能。之后,这种方式逐渐被整个欧洲接受,在后来的数个世纪都有许多生理学家和医生尝试用动物解决疾病问题。到了20世纪初期,动物实验达到了一个新的热潮,啮齿类动物也开始逐渐成为实验主角。
但激增的动物实验结果也暴露了一个问题:相同的实验,却总能在不同人手中获得各异的结果。原因就在于当时所有人都是各自培养小鼠,品系混乱,种群之间基因差异性很大,最终导致实验结果五花八门。于是科学家开始着手构建遗传背景统一的实验小鼠。
早在2002年,小鼠基因组的测序工作就已经基本完成。研究者分析了小鼠96%的基因序列,这其中99%的基因都能在人的基因组中找到同源序列。此外,小鼠的基本生理结构与人类相似,虽然没有人类复杂,但基本结构一应俱全。而小鼠强大的繁殖能力更是直接确定了其在实验动物中的霸主地位。
目前,小鼠是生命科学所有细分领域最重要的实验动物,无论是肿瘤、免疫、神经科学还是药物研发,都离不开小鼠实验的数据支持。但是随着近些年论文数据爆炸式增长,这些小鼠实验也逐渐面临着窘境。有不少在小鼠中做出的结果,放到人身上就行不通了,甚至还会得出相反的结果,有人开始怀疑是不是要换一个新模式动物了。
发表在《科学》上的研究新指出,这些奇怪的结果或许并不是小鼠这个物种不行,而是我们现在饲养的实验小鼠出了问题。这个问题不是因为人类降低了对小鼠的标准,相反,恰恰是我们对它的标准设立得太高,让这些小鼠与现实世界过于隔离,而没有重现真实环境导致的。研究指出,小鼠的问题就出在不够“野”,不够“脏”,实验室小鼠体内微生物数量和多样性要比野生小鼠和人体少很多。
来自美国国立卫生研究院的Stephan P. Rosshart想到,与其如此麻烦地人为添加,还不如直接让实验小鼠从野生鼠体内获取微生物。他将捕捉到的200多只野生鼠带回了实验室,并将C57小鼠的胚胎移植到了这些野生母鼠体内。这种移植后诞生的小鼠,保留了野生鼠的所有微生物群,包括肠道、皮肤和生殖道等部位都出现了野生鼠才有的微生物种类,Rosshart把这种新生鼠称作“野化鼠”(Wildling)。
在新研究中,Rosshart重新测试了这种抗体,分别注射到了C57和野化鼠体内。结果C57仍然展现出了良好的抗炎效果,活得很健康。但是野化鼠却表现出了和人一样的结果,最后死于全身性的炎症综合反应。Rosshart指出,这意味着许多动物实验无法在人类中重复的原因,就出现在这些实验鼠身上。这些野化鼠能够更好地反映真实世界里的状况。
“野化鼠可以缩短实验室到人体试验的距离,加快临床试验的推进,”Rosshart表示,“这些野化鼠能够更好地反映人体的状况,这也说明野化鼠的实验结果将更加真实,让临床疗法少走弯路,降低风险性。”