《Scientific Reports》：Preventing chick culling in the poultry industry with a new biomarker for rapid in ovo gender screening
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为减少家禽业中雏鸡扑杀带来的动物福利问题，研究人员针对孵化早期鸡蛋性别鉴定难题，开展了鸡胚性别筛查生物标志物研究。他们通过非靶向质谱分析，在9日龄鸡胚尿囊液中鉴定出ASBA作为性别预测标志物，并优化了高通量声波喷射质谱(ADE-MS)检测流程。在154个样本的队列中，其预测准确率达到95.5%，原型机通量达1800个样品/小时，为早期选择性淘汰雄性蛋胚、结束扑杀实践提供了可行技术方案。
在享受营养丰富的鸡蛋时，人们很少想到其背后一个残酷的行业现实：每年全球有数十亿只刚孵出的雄性雏鸡被立即扑杀。因为它们既不能产蛋，其生长效率和肉质也不如专门培育的肉鸡，在经济上不具价值。这种被称为“雏鸡扑杀”的实践引发了严重的动物福利伦理争议，寻找终止此道的方法已成为社会共识。一种被广泛讨论的替代方案是：在鸡蛋孵化早期就鉴定出胚胎性别，并仅将雌性蛋（未来可产蛋）继续孵化，而对雄性蛋进行“灭活”处理，从而避免雄性雏鸡孵化后被扑杀的命运。然而，如何在孵化早期快速、准确、高通量且低成本地鉴定鸡胚性别，一直是横亘在理想与现实之间的技术鸿沟。
为了攻克这一难题，一支研究团队将目光投向了寻找能够区分性别的生物化学“信使”——生物标志物。他们设想，如果能在发育早期鸡胚的体液中，找到一种浓度因性别而显著不同的代谢物，就能以此为基础建立一种可靠的性别筛查方法。这项题为“利用新型生物标志物进行快速鸡胚性别筛查以预防家禽业雏鸡扑杀”的研究成果，最终发表在《Scientific Reports》期刊上。
研究者开展此项研究的主要技术方法包括：利用非靶向质谱分析方法，对不同日龄（特别是9日龄）鸡胚的尿囊液进行全面的代谢物分析，以寻找性别特异的生物标志物；在鉴定出候选生物标志物3-[(2-氨基乙基)硫代]丁酸（ASBA）后，重点优化了与声波喷射质谱（Acoustic Droplet Ejection-Mass Spectrometry, ADE-MS）技术相兼容的自动化液体处理流程；并开发了相应的数据处理与统计分析流程，以构建和验证基于ASBA信号的性别预测模型。研究样本来源于一个包含154个9日龄鸡胚的队列。
研究结果
ASBA的鉴定与作为性别生物标志物的验证
研究人员通过非靶向质谱分析，系统比较了不同日龄鸡胚尿囊液的代谢谱。他们发现，在发育第9天的鸡胚尿囊液中，一种名为3-[(2-氨基乙基)硫代]丁酸（ASBA）的代谢物，其丰度在雌雄胚胎之间存在显著差异。进一步的靶向分析确认，ASBA在雌性胚胎中的浓度水平 consistently 高于雄性胚胎。这一发现表明，ASBA有潜力作为早期鸡胚性别鉴定的可靠生物化学指标。
高通量ADE-MS检测方法的开发与优化
为实现大规模筛查的应用前景，研究团队选择了声波喷射质谱（ADE-MS）这一高通量分析技术平台。他们特别优化了与ADE-MS兼容的样品前处理与液体转移步骤，确保微升级别的尿囊液样品能够被快速、精确地送入质谱仪进行分析。这套方法显著提升了样品处理速度，为后续的高通量检测奠定了基础。
性别预测模型的建立与性能评估
基于ASBA的质谱信号强度，研究人员建立了统计模型来预测鸡胚性别。在一个由154个9日龄鸡胚样本组成的独立验证队列中，该模型展现出了优异的性能，整体性别预测准确率达到了95.5%。这证明了仅凭ASBA这一单一生物标志物，即可对孵化早期的鸡胚性别实现高度准确的鉴定。
原型系统通量评估
研究还评估了所构建的ADE-MS原型检测系统的分析通量。结果显示，该系统的理论检测速度可达每小时1800个样品。这一高通量特性使其具备了应用于现代化大型孵化场进行大规模鸡蛋筛查的潜力，尽管研究也指出在实际生产系统中通量可能会有所变化。
结论与讨论
本研究的核心结论是，成功在9日龄鸡胚的尿囊液中鉴定出ASBA作为一种全新的、用于早期鸡胚性别筛查的生物标志物。围绕此标志物，研究团队建立并优化了一套基于声波喷射质谱（ADE-MS）的高通量、自动化检测方法。在初步验证中，该方法对154个样本的性别预测准确率高达95.5%，且原型系统展示了每小时处理1800个样品的高效率潜力。
这项研究的重要意义在于，它为从根本上解决家禽业的雏鸡扑杀难题提供了一条切实可行的技术方案。通过将性别鉴定时间点大幅提前至孵化早期（第9天），并结合ADE-MS技术的高通量优势，使得在工业化规模上对雄性蛋进行早期识别和灭活成为可能。这不仅有望彻底消除每年数十亿雄性雏鸡被扑杀所带来的严重动物福利问题，也回应了日益增长的社会伦理诉求。尽管从实验室原型到成熟稳定的产业化应用仍需要进一步的工艺优化、成本控制和大规模实地验证，但本研究为解决这一长期困扰家禽业的全球性挑战，迈出了关键性的一步，展示了科学技术在推动农业伦理与可持续发展方面的巨大力量。
