国际实验动物资源经过近百年的发展历程,已形成包含3万余个品系的资源体系,资源十分丰富,并在全球形成了实验动物产业化和社会化供应格局。由于近年来基于CRISPR/Cas9基因编辑技术的广泛应用,实验动物模型的构建比以往更加迅速、准确、可靠,新的动物模型,尤其是基因修饰动物和免疫缺陷动物模型资源得以迅速普及和应用。
国内实验动物资源建设概况
1.国内实验动物使用现状与分析
2.新型实验动物模型研发取得显著成绩
3.国内实验动物资源主要保藏机构
在国家发展规划的整体设计和全面部署及各项科技研究计划的支持下,我国已经建成了以7个国家实验动物资源库为主体的国家实验动物种质资源保藏机构(表1)。同时,中国科学院实验动物资源平台和中国医学科学院人类疾病动物模型资源中心分别以基因编辑动物模型和人类疾病动物模型资源为主要保藏与创制对象,也成为国家实验动物资源建设的重要力量。
4.国内实验动物数据资源的建设情况
随着我国实验动物资源丰富度和动物模型研发数据的海量产生,目前对实验动物资源科学数据的收集、整理、整合、集成、优化和共享的需求十分迫切。2010年,科学技术部批准依托广东省实验动物监测所成立国家实验动物数据资源中心,确立国家实验动物数据资源库建设和运行以及中国实验动物信息网建设与运行管理是国家实验动物数据资源中心的主要工作任务之一。该资源数据中心主要保存各类实验动物的遗传、生理、生化、解剖等生物学数据和组织、解剖图谱数据,并提供实验动物的检索、比对、查询等服务。截至2017年,资源库已收集保存了大鼠、小鼠、猴、犬、猪、鸡、鱼等共计15大类包含遗传、生理、生化、解剖等生物学数据,并通过中国实验动物信息网初步实现了实验动物数据资源的共享。
5.国内实验动物产业化发展概况
经过30多年的发展,特别是近年来的快速发展阶段后,我国实验动物产业迅速崛起。目前,在实验动物特别是基因修饰动物模型的规模化生产供应,饲养设施与饲育设备迭代建设和更新,以及动物试验设备尖端技术利用度等方面已发展到较高水平。我国实验动物产业一方面需要面向科研人员,引领技术导向,提供动物模型诊断、基因编辑模型等技术与资源的服务;另一方面,要面向医药研发企业,提供药物、疫苗、医疗器械的临床前毒性和有效性研究,以保障我国生命科学研究与生物医药产业的发展。因此,不仅需要政策扶持,也同时需要发动社会的力量,建立以需求为导向的实验动物产业,这是促进我国实验动物资源发展的必经之路。
在我国实验动物产业化发展过程中,一批本土孕育而生的专门从事人源化模型、基因编辑模式动物及药物筛选技术研发的高科技生物技术企业,利用其领先的疾病模型研发创制能力和模型创制技术,为我国生物医药产业提供了强大的模型和平台支持。预计在未来5—10年,我国高科技生物技术企业,特别是以实验动物模型创制、饲养繁育、市场销售、表型分析、功能药效等创新技术及资源服务相互整合的一站式服务平台,在市场需求的不断推动下,整体数量和规模品质将得到明显的提升,必然会成为国际实验动物资源市场的中坚力量。
实验动物资源建设中遇到的问题
美国、日本和欧盟等发达国家和地区都始终将实验动物资源建设、研究积累和开放共享作为一项根本性工作放在国家科技发展战略的重要地位;并将其作为生命科学和医学的重要支撑条件和公益性资源给予重视,制定了长期的发展规划,持续投入大量经费,形成了稳定的资助扶持体系,对实验动物资源、保藏中心等进行了大规模的建设,形成了完整的实验动物资源架构。同时,这些发达国家和地区还建立健全了一整套资源共享体系,不但实现了本国的高程度共享,也辐射到了全球多个国家。
经过多年的建设与追赶,虽然我国已经先后建立了7个资源库馆,初步建成了实验动物种质资源开发与共享平台,也培育出诸多具有自主知识产权的动物品系;但整体来看,当前实验动物资源和服务共享体系的建设,欠缺全国性布局理念,导致了一定程度上资源浪费。为进一步提高国家实验动物资源库的核心作用,应重点支持一批在国内已有重要影响力的实验动物资源库,并加强实验动物资源保藏技术和共享服务水平。
《实验动物管理条例》是我国第一部关于实验动物管理工作的行政法规,于1988年经国务院批准,由原国家科学技术委员会颁布。该条例实施30多年来,在实验动物工作规范化、法制化管理,保障实验动物和动物实验的质量,推动我国实验动物科技发展方面发挥了重要作用。但随着科技进步、社会经济发展和立法工作的不断深入,实验动物科学研究和管理工作中,特别是实验动物“3R”,即替代(replacement)、减少(reduction)、优化(refinement)所体现的动物伦理福利等方面出现了诸多新情况和新问题,我国实验动物管理政策法规体系的建设明显滞后,已不能适应当前我国科技创新、经济与社会发展的需要。
针对我国实验动物资源建设的建议
1.把握生命科学科技创新趋势,提升模型资源研发与技术创新能力
2.稳步推进国家实验动物资源库建设,加强资源库服务能力
4.加强动物模型资源数据库建设,优化资源利用效率
在实验动物资源信息化和共享方面,和发达国家相比,我国还处于发展初期阶段。当务之急应加强实验动物与动物实验有关数据的标准化采集、整理、数据化表达存储和网络共享,进一步完善实验动物科学数据库建设,扩大数据交汇往来,促进国际间资源和数据交流,提高实验动物资源的利用效率。同时,建议国家出台相应政策,促进实验动物资源的共享和成果转化。
5.积极推进实验动物资源的产业化,支撑生物产业健康发展
实验动物的产业化发展是实验动物资源领域成长的必经之路。实验动物产业的健康发展对生物产业、生物育种等应用领域也将产生深远影响。因此,建议政府主管部门在实验动物产业化发展前瞻政策上加以引导,倡导规模化、标准化生产模式,合理布局;建立完善的质量控制体系,保证产品和技术服务质量;充分发挥产业联盟的作用,加强生物育种和优秀研发队伍的培育;通过政策扶持,特别是充分发挥社会融资的作用,进一步促进我国实验动物产业的健康发展,有力推动能参与国际实验动物资源市场竞争的优秀企业的成长。
6.健全国家实验动物管理政策法规体系,稳固行业发展根基
(赵心刚,中国科学院科技促进发展局;卢凡,国家科技基础条件平台中心;程苹,国家科技基础条件平台中心;田勇,中国科学院生物物理研究所。《中国科学院院刊》供稿)