基因改造雞有助於減緩禽流感的傳播
世界可能很快就會忘記COVID-19,但有跡象表明,下一個流行病–禽流感–已經在醞釀之中。科學家現在已經證明,對雞進行基因工程改造可以降低它們感染和傳播疾病的幾率,但這並非萬無一失。
未經基因改造的雞(左)與基因改造後更能抵抗禽流感的雞(右) 圖/諾裡-羅素
禽流感是一種難以控制的疾病。它適應性強,傳播性高,而且由於候鳥的自由遷徙,可以遠距離傳播。大規模飼養雞肉和雞蛋會加快病毒的傳播和變異速度,一旦病毒在人群中傳播,農民和當局往往必須採取撲殺數百萬隻鳥的方法來遏制病毒的傳播。
在這項新研究中,英國科學家調查了透過基因工程來提高雞對禽流感的抵抗力的可行性。先前的研究表明,一種名為ANP32A 的蛋白質通常是病毒複製的目標,因此研究小組改變了產生這種蛋白質的基因。
然後,透過與受感染的鳥類密切接觸,基因編輯過的雞暴露在正常劑量的H9N2-UDL 病毒株中。結果發現,90% 的基因改造雞都能抵抗病毒感染,而且不會傳染給其他雞。它們的健康和生長也沒有受到任何不良影響。
接下來,研究團隊測試了更高劑量的病毒–是自然接觸的1000 倍。在這種情況下,50% 的雞隻受到感染,儘管接種雞體內的病毒水平仍然比未接種雞隻低得多。即使在更高劑量的情況下,基因編輯也減少了病毒的繼續傳播,四隻未被編輯的雞中只有一隻受到感染,與受感染的被編輯雞共處一室的基因編輯雞也沒有受到感染。
然而,僅僅編輯一個基因可能還不夠。研究發現,病毒可以繞過被刪除的ANP32A 基因,仍然可以利用相關蛋白ANP32B 和ANP32E 進行複製,證明了病毒令人沮喪的快速進化能力。在實驗室培育的雞細胞中進行的後續測試表明,敲除所有三個基因都能成功阻止病毒的生長,但不幸的是,這種組合預計會影響雞的健康。
雖然這種基因編輯方法可能會帶來一些好處–即使這些好處僅限於保障全球雞塊的供應–但其他科學家表示,這還不足以大幅遏制禽流感。
新南威爾斯大學流感和新興傳染病專家蕾娜-麥金太爾(Raina MacIntyre)教授說:”如果能設計出對禽流感病毒有抵抗力的雞,就可能降低禽流感病毒引發人類大流行的風險。然而,禽流感不僅透過家禽交易在全球傳播,還透過鴨和鵝等野生水禽傳播。這些鳥類在國家和大陸之間的飛行通道上遷徙時也會傳播禽流感,與養殖家禽無關。因此,僅靠養殖雞的工程技術是不夠的。另一個主要問題是,甲型流感病毒具有高度變異性,抗原會不斷漂移。這意味著病毒本身很可能會進化以克服禽類的工程性狀」。
研究人員表示,將繼續進行進一步的工作,幫助雞群抵抗禽流感。
這項研究發表在《自然-通訊》(Nature Communications)雜誌。