21世纪被称为生命科学和生物技术的时代

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21世纪被称为生命科学和生物技术的时代,生物技术在医疗卫生、农业、环保、轻化工、食品保健等重要领域对改善人类健康状况及生存环境、提高农牧业以及工业的产量与质量都正在发挥着越来越重要的作用。目前生物技术(Biotechnology, BT)已经成为现代科技研究和开发的重点。在发达国家,生物技术已经成为一个新的经济增长点,其增长速度大致是在25%~30%,是整个经济增长平均数的8~10倍左右。

(二)克隆技术与干细胞

自1997年由取自一只6岁成年羊身上的乳腺细胞培育成功的克隆羊“多莉”在英国问世以来,克隆技术获得了空前的发展,克隆鼠、克隆牛、克隆猪、克隆猫、克隆猴等相继问世,这些成功使人们看到了利用克隆技术培育优良品种家畜以及挽救濒危珍惜野生动物的可能性。不过克隆技术最大的应用可能还在医学领域:利用克隆技术培育人类胚胎,使其发育成各种组织和器官,以供医疗或研究之用。而这又牵扯出另一重要的技术领域,即干细胞的研究。

干细胞是指动物体在发育过程中,体内所保留的部分未分化的细胞。干细胞根据其分化潜能的大小,可以分为三类:一类是全能干细胞,它具有形成完整个体的分化潜能。如胚胎干细胞,它具有与早期胚胎细胞相似的形态特征和很强的分化能力,可以无限增殖并分化成为全身200多种细胞类型,从而可以进一步形成机体的任何组织或器官。第二类是多能干细胞,它具有分化出多种细胞组织的潜能,但却失去了发育成完整个体的能力。第三类称为专能干细胞,只能向一种类型或密切相关的两种类型的细胞分化。

干细胞的用途非常广泛,涉及到医学的多个领域。目前,科学家已经能够在体外鉴别、分离、纯化、扩增和培养人体胚胎干细胞,并以这样的干细胞为“种子”,培育出一些人的组织器官。干细胞及其衍生组织器官的广泛临床应用,将产生一种全新的医疗技术,也就是再造人体正常的甚至年轻的组织器官,从而使人能够用上自己的或他人的干细胞或由干细胞所衍生出的新的组织器官,来替换自身病变的或衰老的组织器官。假如某位老年人能够使用上自己或他人婴幼儿时期或者青年时期保存起来的干细胞及其衍生组织器官,那么,这位老年人的寿命就可以得到明显的延长。美国《科学》杂志于1999年将干细胞研究列为世界十大科学成就的第一,排在人类基因组测序和克隆技术之前。鉴于干细胞在未来医疗、尤其是器官移植领域的巨大应用前景,世界各国,尤其是发达国家都开展了这方面的探索研究,并取得了一些成就。如德国科学家在用脐带血干细胞治疗中风综合征研究方面取得重要进展。动物试验表明,接受干细胞疗法治疗的试验鼠病情明显好转。动物试验表明,接受干细胞疗法治疗的试验鼠病情明显好转。而来自欧洲和美国的多个研究小组则于去年11月10日发布的一批研究成果中,显示长期以来被认为是无法逆转的心脏病发作导致的心脏损伤,却能够被患者自身的干细胞所修复,这充分展示了干细胞技术在心脏病治疗中的潜力。此外,新加坡国立大学医院和中央医院通过脐带血干细胞移植手术,根治了一名因家族遗传而患上严重的地中海贫血症的男童,这是世界上第一例移植非亲属的脐带血干细胞而使患者痊愈的手术。科学家预言,用神经干细胞替代已被破坏的神经细胞,有望使因脊髓损伤而瘫痪的病人重新站立起来;不久的将来,失明、帕金森氏综合症、艾滋病、老年性痴呆、心肌梗塞和糖尿病等绝大多数疾病的患者,都可望借助干细胞移植手术获得康复。

干细胞的应用前景的确诱人,但由于它涉及到敏感的医学伦理道德问题,尤其是克隆人问题,因此世界各国一直对此类研究争论不休。总体来说可以分为两派阵营:英国、俄罗斯、日本、比利时、法国、德国等国在宣布禁止克隆婴儿的同时,都有限度地支持开展用于

研究和医学试验的人类克隆。2001年1月,英国在世界上率先将克隆研究合法化,允许科学家培养克隆胚胎进行干细胞研究,并将这一研究定性为“治疗性克隆”。为避免克隆技术被滥用,同年11月,英国政府再次公布法案,明确规定禁止通过克隆技术复制人类个体,即生殖性克隆。但以美国为首的其他大约五十个国家则一直主张禁止任何形式的人类胚胎干细胞克隆。

(三)转基因生物

转基因技术是指利用分子生物学手段,将某些生物的基因转移到其他生物物种上,使其出现原物种不具有的性状和产物,以转基因生物为原料加工生产的食品就是转基因食品(Genetically Modified Food,简称GM Food)。目前转基因技术已基本趋于成熟,尤其是在转基因植物方面,它之所以没有得到更大规模的发展,主要原因是人们对其安全性仍有担心,如转基因食品是否对生物体有害以及它是否会改变自然环境,从而破坏生物多样性等等。不过尽管如此,自1983年英国培育出世界上第一种含有抗生素药类抗体的基因移植烟草以及1993年美国将世界上第一种转基因食品——保鲜延熟型西红柿投放市场以来,转基因技术仍然获得了空前的发展。目前已有转基因大豆、玉米、棉花、油菜、南瓜、木瓜、马铃薯、番茄、甜菜等几十种作物投入商业种植。其中,前四种转基因作物占据主导地位。并且全球转基因作物的种植面积已经从1996年的170万公顷增长到2003年的6770万公顷,种植转基因作物的国家数量也在2003年翻了一番。但目前仍主要集中在6个国家,其中美国占63%,阿根廷占21%,加拿大占6%,中国和巴西各占4%,南非占1%。总体来说,2003年这些国家的转基因作物种植面积占全球种植总面积的99%。专家预计,在今后10年中,转基因作物将会扩展到25个国家,播种面积将达到1亿公顷,将有1000万农民从事转基因作物的种植。

从种植的转基因作物种类来看,2003年,全球转基因大豆的种植面积是4140万公顷,占转基因作物种植总面积的61%;转基因玉米的种植面积为1550万公顷,占总面积的23%;转基因棉花的种植面积为720万公顷,占11%;转基因油菜的种植面积为360万公顷,占5%。

从所转移基因的特性来看,大部分转基因作物都带有抗病虫害的基因。大约18%的转基因玉米带有抵御害虫的基因,73%的转基因大豆、玉米和油菜能够抵御除草剂。其余的种类则同时含有这两种基因。

2003年,美国转基因作物的种植面积为4280万公顷,比上一年增加了10%,种植的作物主要是玉米和大豆。

阿根廷的种植面积比上一年增加了3%,该国种植的大豆几乎100%是转基因大豆。

加拿大的种植面积比上一年增加了26%,主要种植抗虫害玉米、油菜以及抗除草剂的大豆

中国在2003年种植了280万公顷的转基因棉花,占全国棉花种植总面积的58%,比2002年增加了33%。

出于对转基因产品的慎重与担忧,目前人们还只是消费转基因植物产品,转基因动物产品尚未真正进入人们的生活。但是,社会的需求是科研开发和经济产品进入市场的最大推动力。一些看得见的迹象表明,转基因动物产品正向我们走来。如美国科学家采用转基因(GM)技

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