我国实验动物资源建设的问题与展望

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

在科学技术部、国家发展和改革委员会和中国科学院等相关部门的支持下，经过“九五”到“十二五”的发展，尤其是全面贯彻实施《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006—2020 年）》以来，借助于国家各个科技计划的推动，我国实验动物资源工作取得了长足的进步，已经基本建成了包括小鼠、大鼠、鱼类、兔、犬、禽类和非人灵长类的国家实验动物种子中心和种质资源基地。

根据目前已掌握的调查数据，2013—2015 年我国实验动物使用量呈明显逐年上升趋势。2015 年我国实验动物使用量近 1 200 万只，实验动物平均年增长幅度达到约 15%。同时，随着国家面向生命科学领域不断给予的政策倾斜与科研经费投入，预计未来实验动物使用量仍将呈平稳增长趋势。从行政区域使用量分布来看，全国各省份实验动物使用量差异较大，以京、沪等地为代表的较发达地区使用总量位居前列。以 2015 年为例，北京、上海两地实验小鼠总使用量近 210 万只，占全国实验小鼠使用总量的 30%。京、沪两地已初步实现了实验动物生产规模化、供应社会化，并成为国内实验动物使用规模最大的地区。另外，随着国家针对实验动物、微生物等级及检测相关标准的不断提升，高质量实验动物使用占比明显升高。根据中国科学院战略生物资源科技服务网络计划发布的年度报告，中国科学院模式与特色动物实验平台已全部使用 SPF（无特定病原体动物）级啮齿类实验动物。

2. 新型实验动物模型研发取得显著成绩

我国在实验动物模型，特别是应用基因编辑技术研发的多种具有自主知识产权的动物模型品系方面也取得了一系列令人瞩目的科研成果。例如：中国科学院动物研究所和南京大学的研究团队分别构建了基因编辑大鼠和小鼠的模型；中国科学院昆明动物研究所及相关科研团队率先实现了非人灵长类基因编辑动物模型的构建；中国科学院神经科学研究所非人灵长类团队于 2018 年和 2019 年获得体细胞克隆猴和基因编辑的体细胞克隆猴，从而实现了该领域的重大突破；对于我国最重要的经济动物之一的猪，利用其在生物育种方面的特点，中国科学院动物研究所的研究团队利用基因编辑技术培育低脂抗寒猪、甲减猪等模型；中国科学院广州生物医药与健康研究院的研究团队建立了亨廷顿病猪基因敲入模型，准确地模拟人类神经退行性疾病的临床表型 。上述多项成果曾入选科学技术部评选的年度“中国科学十大进展”。

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。

中国科学院从 2006 年起整合了中国科学院现有的人才与资源的优势，分别在北京、上海、武汉、广州、昆明等地遴选了一批已具备一定硬件设施及研究队伍的单位组建了中国科学院模式与特色动物实验平台。该平台以“整合资源、服务科研”为目标，为支撑生命科学领域相关研究所的发展，特别是对实验动物模型从研发到表型和分子机制的深度挖掘，促进了我国生命科学与生物医药研究的发展。预计到 2020 年底前，中国科学院实验动物资源库将收集包含小鼠、大鼠、斑马鱼和非人灵长类等各类遗传工程实验动物模型约 5 000 种。

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。

目前，国家遗传工程小鼠资源数据库活体及冷冻保存的各类人源化啮齿类动物模型、代谢研究模型、免疫缺陷鼠模型、工具鼠模型等资源品系数据超过 4 000 个品系，数据服务范围覆盖了我国 28 个省、自治区、直辖市约 400 家院校研究所、200 余家医院以及近百家制药和生物技术企业。中国科学院实验动物资源平台数据库也实现了中国科学院实验动物数据资源的共建互通与社会共享。该数据库担负着收集、维护、整理中国科学院实验动物品系数据信息的任务。截至 2019 年 10 月，数据库品系数量已超过 2 200 个品系，包含大鼠、小鼠、斑马鱼、猪、非人灵长类、果蝇等共计 9 类实验动物品种。我国各类实验动物数据资源中心的建设，为支撑国家科技创新提供坚实的科技资源保障条件，为政府相关决策提供了不可或缺的数据支撑。

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。

在实验动物饲育和实验设备领域，我国生产厂家已达数十家，产品类型几乎覆盖了所有实验动物种类。部分种类产品地方标准的出台，为规范国内实验动物行业作出了积极贡献。但总体而言，目前国内实验动物相关设备生产商仍然以小型民营企业为主，无论从品种、选材还是设计理念，均和国外知名厂商有一定差距，而对能参与国际市场竞争的优秀本土企业仍需进一步培育。