上海浦东创新网
您所在的位置为:首页>>点击排行>>正文

生物转基因技术造福人类

2010-05-21 08:59   

21世纪是生命科学的世纪,生命科学将在21世纪的人类生活中占有极突出的位置。原因至少有二:一是生命科学的发展促进了其他学科的发展;二是生命科学的产业将推进整个世纪的经济发展。生命科学与国计民生关系极大,如医学和药物学是我们健康的有力保障,农牧生物学则可以极大地提高农业和畜牧业产品的数量和质量,为人们提供不竭的衣食之源。其中,医药生物学研究既具有深远的理论价值,又具有重大的应用价值,因而成为近年来生命科学领域研究的热点之一。
 
    生物医药产业的过去和现在

  生物医药产业的发展经历了三个不同的历史阶段。最早期是天然药物,如中草药,从中提取我们所需要的成分,或加工成中成药,这是第一步。但人类并不满足于此,以后通过化学方法合成新的药物。合成的药物有些是天然没有的,有些是对天然药物的改进,使它更有效或更廉价。到了70年代后期,随着DNA重组技术的问世,诞生了基因工程药物,也称基因药物。高产值、高效率的基因药物的出现给药物生产带来了一场革命,推动了整个医药业的发展。

  基因药物的发展也经历了三个阶段:其一是细菌基因工程,即把目的基因通过适当改建后导入大肠杆菌等工程菌中,通过细菌等原核生物来表达目的基因。目前上市的基因工程药物绝大多数都采用这一方法。但是细菌基因工程有两大缺陷:一是细菌本身是一种低等生物,我们把构建好的哺乳动物乃至人类的基因导入细菌里,往往不能表达;二是即使表达了,产品往往没有生物活性,必须经过糖基化、羧基化等一系列修饰加工后才能成为有效的药物。这个过程是相当复杂的,成本和工艺上也有许多问题,因而限制了细菌基因工程的发展。

  细菌基因工程的缺陷,使人们想到若把人或哺乳动物的基因直接导入到哺乳动物的细胞株里,能否克服上述缺陷呢?这就出现了第二阶段的基因药物,即细胞基因工程。细胞基因工程解决了两个问题:第一,它能够表达人或哺乳动物的蛋白质;第二,哺乳动物细胞具备对蛋白质进行修饰加工的条件。然而,细胞基因工程也有不足之处,因为人或哺乳动物细胞培养的条件相当苛刻,成本太高,这样就限制了细胞基因工程的发展。

  由此人们又想到,是否可以将人们所需要的目的基因导入哺乳动物如鼠、兔、羊、猪的体内,使这种目的基因在哺乳动物体内表达,从而获得目的基因的产品。一个伟大的构想开始有了轮廓:即把人或哺乳动物的某种基因导入到哺乳动物的受精卵里,若导入的基因与受精卵的染色体DNA整合在一起,细胞分裂时,染色体倍增,该基因也随之倍增,每个细胞里都带有导入的基因,而且能稳定地遗传到下一代。这样产生的一种新的个体,称之为转基因动物。转基因动物的问世,为利用新的基因工程手段获得成本低、活性高的基因药物开辟了一条新的途径,基因药物也由此进入了第三发展阶段。

    什么是转基因动物

  转基因动物是指通过实验方法,人工地把外源基因导入动物的受精卵(或早期胚胎细胞),使外源基因与动物本身的基因组整合在一起,因而外源基因能随细胞的分裂而增殖,并能稳定地遗传给后代。利用转基因动物技术,我们可以生产珍贵的药用蛋白,为遗传病患者造福。要借助转基因动物来制造药物,最理想的表达场所是牛、羊等动物的乳腺。因为乳腺是一个外分泌器官,乳汁不进入体内循环,不会影响到转基因动物本身的生理代谢反应。从乳汁中提取的基因产物,产量高、易提纯,而且生物活性稳定,因此称为“动物乳腺生物反应器”。

    转基因动物生产药物的优越性

  借助转基因动物生产药物具有三大优势:一是成本低。有专家算过,用其他工艺体外生产1克药物蛋白质,成本需800-1000美元,而利用转基因动物只需0.02-0.5美元。二是效益高。2006年,治疗血管内血凝的首个基因药物抗凝血酶Ⅲ由欧盟批准上市,第一年的利润就是1.52亿的产值。第三是产量高。转基因动物可以源源不断地提供目的基因的产物(药物蛋白质),不但产量高,而且表达的产物已经过充分修饰和加工,具有稳定的生物活性。作为生物反应器的转基因动物又可无限繁殖。

  总体来说, 通过转基因动物生产药物是一种全新的生产模式,是绿色、环保、低碳、节能的医药产业。
 

收藏   打印   关闭