猪只免疫系统如何由遗传编码 

 

猪只免疫系统的每个组成部分都有可遗传的遗传基础。从感染后数秒内检测到病原体的先天免疫受体，到生成长期免疫记忆的适应性免疫细胞，猪只的免疫反应都受到其 DNA 的影响。  

一些动物：  

• 更快地启动、更有针对性的应对措施。  
• 更有效地调节炎症。  
• 在面临挑战时维持采食量和生产性能。 
• 感染后更快地恢复。 

 

这些遗传变异正是遗传学如此有力地助力疾病管理的原因然而，猪的免疫反应受众多基因影响，健康结果取决于病原体、猪自身生物学特性以及环境和管理因素之间的复杂相互作用。这种复杂性使得通过遗传选择改善健康成为一项具有挑战性的工作。

本文探讨疾病应答的遗传基础，概述可采用的主要育种方法，并说明为什么选择疾病韧性是最可持续的前进路径。

疾病韧性与疾病抵抗力：一个重要区别

 

“疾病抵抗力”和“疾病韧性”这两个术语常被交替使用，但它们描述的是生物学上截然不同的现象，对疾病管理也有不同影响。

疾病抵抗力：强效但范围有限 

疾病抵抗力指动物限制或阻止病原体在其体内定植、复制或传播的能力。具有抵抗力的动物能够限制病原体载量——理想情况下可完全避免感染。如果能够实现，抵抗力将带来显著益处。

然而，抗性具有病原体特异性，而且病原体可能发生突变。例如，PRRS 就以遗传进化迅速而闻名。如今的 PRRS 毒株与仅仅几年前流行的毒株可能存在显著差异。针对特定病原体设计或筛选出的抗性机制，可能会随着该病原体发生突变而降低保护效果。此外，对一种疾病的抗性无法抵御其他疾病。在动物同时面临多种健康挑战的生产环境中，对单一病原体具有抗性只是部分解决方案。

 

疾病韧性：广泛且持久 

增强的疾病韧性是指动物在感染期间抵御感染并从中恢复，同时保持健康和生产性能的能力，无论涉及哪种特定病原体。具有韧性的动物可能携带可测量的病原体负荷，但其临床和生产后果会显著减轻。

 

韧性取决于：

• 快速且调控良好的免疫反应
• 控制炎症
• 在挑战下维持代谢功能
• 健康事件发生后快速恢复。

重要的是，韧性是广谱的。具有韧性的动物更有能力应对当今流行的疾病，以及尚无疫苗或治疗方法的​​新型或新出现的病原体。在面临多种病原体压力且始终可能出现新的健康挑战的生产环境中，遗传性疾病韧性具有持久价值。

 

疾病管理的遗传学方法

 

目前已形成两种利用遗传学进行疾病管理的主要技术路径：基因组选择和基因编辑。两者以不同方式应对这一挑战，各自具有不同的优势、局限性和战略影响。 

 

用于疾病韧性和抗性的基因组选择 

基因组选择利用高密度基因组数据——这些数据来自对分布于整个基因组的数万个遗传标记进行分析——比依赖系谱数据更精确地预测个体动物的遗传价值。在疾病管理中，基因组选择可用于与抗性和韧性相关的性状。 

对于抗性性状，基因组选择可识别携带与对特定病原体易感性降低相关的遗传变异的动物，并在育种计划中优先选用这些动物，而不改变基因组。 

对于韧性性状，基因组选择适用于范围更广的一组表型，这些表型反映动物在面临疾病挑战时维持健康和生产性能的整体能力：在受挑战环境中的存活率、健康事件后的恢复速度、病原体压力下维持生长和繁殖性能的能力，以及免疫功能指标。这些性状通常测量起来更复杂 而且，与单一疾病抗性结果相比，这些结果受到多个基因协同作用的影响，而非由一个或少数几个具有重大影响的变异决定。这种复杂性使韧性的选育更具挑战性——但其效果也更加稳健。 

韧性的基因组选择需要来自在商业化条件下接受挑战的动物的大型数据集、用于捕捉多基因效应的复杂统计模型，以及对表型基础设施的持续投入。这些要求不容小觑——但这项投入是值得的。 

韧性方面的遗传改良一旦实现，便会永久保留并逐代累积：每一代都在上一代的基础上继续提升。这些改良可遗传：遗传改良会传递到全球各地的商业畜群中。此外，这些改良具有广谱性：遗传韧性较强的动物在面对多种疾病挑战时表现更好。 

 

基因编辑实现疾病抗性 

基因编辑技术——尤其是 CRISPR-Cas9——通过对基因组中特定位置进行靶向修饰，产生能够抵御特定病原体的新遗传变异，从而为实现疾病抗性提供了一条更直接的途径。 

这种做法的吸引力显而易见。如果病原体依赖特定宿主受体引发感染，且在不扰乱正常生理功能的情况下可以改变该受体，那么编辑相关基因就能使动物对该病原体产生抗性。

这种方法引起了科学界的兴趣，但要实现商业化应用仍面临重大障碍。用于食品生产的基因编辑牲畜获得监管批准的过程复杂，而且因市场而异。消费者接受度仍不确定。知识产权方面的复杂性增加了商业风险。更重要的是，从生物学角度看，基因编辑以获得抗性的方式与所有以抗性为重点的方法具有相同的根本局限：其益处仅针对其旨在应对的病原体。应对其他感染或在不同疾病压力下维持生产性能的能力，很大程度上取决于与其他任何猪只相同的遗传架构——不过，在某些情况下，编辑本身可能会对这些性状产生负面影响。

 

为什么增强疾病韧性是最可持续的未来发展路径

答案在于疾病挑战本身的性质。

全球病原体出现和再度出现的速度正在加快。在这种环境下，主要依赖病原体特异性工具（无论是疫苗还是遗传抗性）的疾病管理策略，都需要不断更新。每一种新病原体或病原体变异株都需要新的应对措施。

韧性带来了截然不同的价值。疾病韧性得到增强的猪群能够更好地应对各种各样的挑战包括尚未被识别的病原体。遗传改良具有累积性和永久性。其益处会在一代代中不断叠加，并惠及全球各地的生产系统。

此外，还应从系统角度加以考虑。可持续的疾病管理是一项多层面的工作：生物安全、疫苗接种、营养、环境和数据驱动的管理都构成了必不可少的防护层，而遗传韧性则能增强每一层防护的效果。具有韧性的动物能够耐受病原体压力，而这种压力即使在管理良好的生物安全系统中也不可避免；它们还能从旨在支持免疫功能的营养干预中获益更多。

仅靠抗性性状无法复制这种增强效果。经基因编辑、对特定病原体具有抗性的动物，对于其他所有健康挑战仍然依赖相同的系统层面投入。相比之下，韧性能够增强整个系统。

 

实际优势 

除了战略层面的理由之外，增强疾病韧性还具有直接关系到生产者的实际优势：

 

• 减少干预: 具有韧性的畜群通常需要较少的抗生素治疗，有助于更负责任地管理抗菌药物，并更好地遵守法规。
• 改善健康与福利: 在病原体压力下，恢复更快并保持较好临床状况的动物承受的痛苦更少——这在伦理和商业层面都很重要。
• 生产表现更稳定: 在健康状况多变的情况下，具有韧性的动物能更稳定地保持生长速度、饲料转化率和繁殖表现，从而带来更可预测的财务结果。
• 全球适用性: 一旦增强的疾病韧性融入育种群体，就会通过常规传播渠道惠及全球各地的畜群，不受当地病原体类型或生物安全标准的影响。

 

增强疾病韧性的选育挑战 

增强疾病韧性的选育确实比针对单一疾病抗性的选育更困难。韧性是一种受多种基因影响的多维表型。准确测量韧性需要收集在商业化条件下暴露于自然疾病挑战的动物数据——这类数据比针对特定病原体的抗性二元结果更难收集。 

 

克服这一复杂性的回报，是建立一个能够跨越不同病原体、地域和时间为整个行业提供支持的遗传基础。 

 

结论：由内而外构建韧性 

 

通过基因组选择增强整体疾病韧性，是一种强有力的策略，可使猪群在面临挑战的环境中，代代保持更好的健康和生产表现。 

基因编辑可以针对特定病原体提供定向抗性，但其影响仍然有限，并受监管和市场接受度方面的障碍制约。相比之下，基因组选择既能提升抗病性，也能增强疾病韧性。在疾病形势日益复杂的背景下，疾病韧性所带来的价值最为广泛，也最为持久。 

从科学角度看，增强韧性更为复杂，需要先进的数据分析和长期投入。 然而，这种复杂性恰恰体现了它的优势：韧性不仅能让猪群应对当下的疾病，也能帮助它们迎接未来不断变化的挑战。 随着疾病压力不断加大，增强疾病韧性为强化猪只与生俱来的应对、恢复和蓬勃发展能力提供了一条可持续的路径——代代相传，由内而外。