这种鱼会改变医学吗？

杜克大学一栋单调建筑底层的动物设施热得让人不舒服，闻起来有点像生海鲜。考虑到那里的情况，这并不奇怪。这个空间里有几千个塑料鱼缸，每个鱼缸里养着几十条斑马鱼：这种一英寸长、大眼睛的脊椎动物正成为许多科学家的首选研究对象。

尼科·卡萨尼斯（Nico Katsanis）是杜克大学的遗传学家，他致力于寻找罕见疾病的病因。他是越来越多选择研究斑马鱼而非啮齿动物的研究人员之一。自从科学家们在 1988 年学会选择性地改变斑马鱼的 DNA（使他们能够将斑马鱼变成人类疾病的模型）以来，有关生物医学的斑马鱼论文数量猛增，从去年的 26 篇增加到 2100 篇。非营利性的斑马鱼国际资源中心向研究人员出售 2608 种不同的转基因斑马鱼，列出了 921 个使用斑马鱼的学术实验室和公司。哈佛医学院的 Leonard Zon 说：“这个领域正在蓬勃发展。”例如，Zon 的实验室已经使用斑马鱼模型来研究皮肤癌、血液病和干细胞。其他实验室则培育出与嗜睡症、肌肉疾病和自闭症相关的大头相关的 DNA 突变斑马鱼。

可以肯定的是，啮齿类动物在医学研究实验室中的数量仍多于斑马鱼。2010 年，使用小鼠或大鼠的生物医学研究论文比使用其他实验动物的论文多 10 倍，而且一些生物过程（比如复杂的脑部疾病或任何与肺部相关的过程）更适合在哺乳动物而非鱼类身上进行研究。但对于大多数其他实验，从观察肿瘤发展到筛选新药，斑马鱼正在取得进展。

与啮齿类动物相比，斑马鱼有三大优势。首先，它们繁殖速度快。雌性斑马鱼受精三天后就能产下数百个胚胎，而老鼠需要三周时间才能产下 10 只幼崽。它们的饲养成本也很低——养几十条鱼的水箱每天只需 6.5 美分，而养五只老鼠则需要 90 美分。最后，由于幼鱼是透明的，研究人员可以亲眼看到它们的器官生长，这使得它们特别适合研究器官发育问题。

由于斑马鱼幼体是透明的，研究人员可以近距离观察它们的器官生长。在杜克大学，卡萨尼斯和他的同事利用斑马鱼更准确地诊断患有神秘健康问题的婴儿，最终目标是找到治疗这些疾病的方法。虽然实验室大鼠和小鼠可以很好地治疗常见疾病，但这种研究——研究极其罕见的疾病——在啮齿动物中成本过高，而且进展缓慢。研究人员从附近社区招募疑似患有遗传问题的婴儿。在团队临床医生对婴儿进行评估后，研究人员将一管血液运送到贝勒医学院的人类基因组测序中心。在那里，机器对孩子的 DNA 进行测序。如果有突变（几乎总是有突变的），卡萨尼斯的团队可以在几个小时内将相同的遗传缺陷植入斑马鱼幼体，制作出患者的模型。然后，研究人员用显微镜观察鱼大约五天，观察是否有任何解剖缺陷出现。

自 2010 年以来，杜克大学的研究团队已经为 20 名儿童制作了斑马鱼模型。卡萨尼斯说，他们已经找到了导致这些儿童疾病的“确凿因果关系或非常有力的线索”。例如，他们研究了一名出生时心脏位置错误的女婴。研究人员在数千个斑马鱼胚胎中复制了他们怀疑导致该综合征的六种基因突变。然后，他们对这些斑马鱼进行了心脏移位筛查。他们的研究尚未完成，但他们已经确定其中一种突变与该女婴的病情有关。

卡萨尼斯表示，在未来五年内，研究人员将利用斑马鱼寻找这些罕见疾病的治疗方法。鱼类非常适合筛选许多分子，以确定有希望的药物，以便在哺乳动物身上进行进一步测试。研究人员只需将化合物放入水中，鱼就会通过皮肤吸收。佐恩的哈佛实验室是世界上第一个开发出一种最初用斑马鱼发现的新药的实验室。研究人员在短短四个月内对斑马鱼试用了大约 2,500 种不同的分子，其中一种分子显著提高了动物的血液干细胞数量。在小鼠细胞中测试了这种药物后，他们于 2009 年对 12 名因化疗而血细胞被清除的白血病患者进行了临床试验。这种药物迅速提高了其中 10 人的血细胞数。从那时起，佐恩就使用斑马鱼筛选方法来寻找一种潜在的黑色素瘤药物，到目前为止，他已经在两个人身上进行了测试。

这应该只是斑马鱼疗法热潮的开始。“越来越多的实验室正在建造水族馆，”Katsanis 说。“使用斑马鱼的数量正在呈指数级增长。”