论基因工程在医学上的应用

论基因工程在医学上的应用

【摘要】基因工程在制药、病毒疫苗、治疗疾病、诊病中发挥了巨大作用，它在医学上的广泛应用已经成为人们关注的热点。在未来的日子里，基因工程将会继续给人类带来财富、健康和幸福。

【关键词】基因工程 DNA 基因重组基因工程制药基因工程抗病毒疫苗基因工程治疗疾病基因工程诊病

人类文明在科学和技术的引导下进入了21世纪，人类社会正进入空前发展的新时期。人类的进步，社会的发展都源于科技的发展，这也验证了培根的那句名言——知识就是力量。随着社会的发展，时代的进步，医学也已经进入了一个飞速发展的阶段。可是随着人们生活水平的日益提升，随之而来的是城市人的各种各样的疾病。近年来，尤以基因工程，蛋白质工程，胚胎细胞工程，动、植物细胞工程备受科学家青睐。其中最为基本的就是基因工程。那么，究竟什么是基因工程呢？

基因工程（genetic engineering）是按着人们的科研或生产需要，在分子水平上，用人工方法提取或合成不同生物的遗传物质，在体外切割，拼接形成重组DNA,然后将重组DNA与载体的遗传物质重新组合，再将其引入到没有该DNA 片段的受体细胞中，进行复制和表达，生产出符合人类需要的产品或创造出生物的新性状，并使之稳定地遗传给下一代。按目的基因的克隆和表达系统，分为原核生物基因工程、酵母基因工程、植物基因工程和动物基因工程。基因工程具有广泛的应用价值，为工农业生产和医药卫生事业开辟了新的应用途径，也为遗传病的诊断和治疗提供了有效方法。基因工程还可应用于基因的结构、功能与作用机制的研究，有助于生命起源和生物进化等重大问题的探讨。基因工程是最为复杂的科学技术之一。

基因工程是现代生物工程的核心。生物工程中的传统细胞工程、发酵工程、酶工程等都由于注入崭新的基因工程技术，而焕发新的活力。基因是遗传信息一个最基本的单位。一个基因就是DNA链上一段特定的碱基顺序。DNA的化学成分主要由四种碱基构成，此外还有核糖核酸和磷酸。这四种碱基分别为腺嘌呤（A），鸟嘌呤（G），胞嘧啶（C）以及胸腺嘧啶（T）。其中A和C，T和G是互补碱基，即A与T、G和C能互补连接。

基因工程的基本程序简单可分为以下几个步骤：（1）．对目的基因的提取；（2）．对基因表达载体的构建；（3）.将目的基因导入受体细胞；（4）．受体细胞导入的检验。

医学已经是并将继续是基因工程研究的最大收益的领域，许多人的疾病都可以归结为体内某种蛋白质不能正常的合成，或者其功能的丢失以及免疫系统的丧失。大多数的疾病可以通过向患者提供正确的蛋白质或疫苗予以治疗和防治。

基因工程在医学上已得到广泛应用，并且应用领域不断被拓宽，取得了令人惊喜的成就。基因工程在医学应用上取得的主要成就可以归结为以下的四个方面：

1.基因工程制药

基因工程制药开创了制药工业的新纪元，解决了过去不能生产或者不能经济生产的药物问题。现在，人类已经可以按照需要，通过基因工程生产出大量廉价优质的新药物和诊断试剂，诸如人生长激素、人的胰岛素、尿激酶、红细胞生成素、白细胞介素、干扰素、细胞集落刺激因子、表皮生长因子等。令人振奋的是，具有高度特异性和针对性的基因工程蛋白质多肽药物的问世，不仅改变了制药工

业的产品结构，而且为治疗各种疾病如糖尿病、肾衰竭、肿瘤、侏儒症等提供了有效的药物。众所周知，医治侏儒症的良药是人生长激素，倘若从人的尸体中获取，治疗一个病人就需要600具尸体的脑下垂体才能获得足够的量；倘若运用基因工程生产，就可从每升基因工程菌液中得到2．4g。现在，人类已经可以按照需要，通过基因工程生产出大量廉价优质的新药物和诊断试剂，取得了巨大的经济效益和社会效益。

2.基因工程抗病毒疫苗

为人类抵御病毒侵袭提供了用武之地。基因工程乙型肝炎疫苗、狂犬病疫苗、流行性出血热病毒疫苗、轮状病毒疫苗等应用于临床，提高了人类对各种病毒病的抵御能力。比如，乙型肝炎病毒疫苗的问世，使我国新生儿不再遭遇乙型肝炎病毒的侵袭，也降低了人群肝癌的发病率。又如，为治愈癌症正在研制的用单克隆抗体制成的“生物导弹”，就是按照人类的设计，把“生物导弹”发射出去，精确地命中癌细胞，并炸死癌细胞而不伤害健康的细胞。就单克隆细胞而言，单克隆细胞在肿癌的诊断检测、显示定位、监测病变、监测疗效等方面也有重要价值。人类还通过基因工程生产抵御各种病菌、血吸虫、虐原虫等疫苗，提高人体对各种传染病的免疫力。脱氧核糖核酸或者基因疫苗的问世，变革了机体的免疫方式。如今，人们翘首关注困扰人类的艾滋病病毒(人类免疫缺陷病毒)疫苗的早日问世。基因工程抗体技术的发展，为克服单克隆抗体生产细胞株在生产过程中的不稳定性，为生产大量高效抗病毒疫苗提供了先进的生产工艺。

3.基因工程治疗疾病

临床实践已经表明，基因治病已经变革了整个医学的预防和治疗领域。比如，不治之症——白痴病，用健康的基因更换或者矫正患者的有缺损的基因，就有可能根治这种疾病。现在已知的人类遗传疾病约有4000种，包括单基因缺陷和多基因综合征。运用基因工程技术或者基因打靶的手段，将病毒的基因杀灭，插入校正基因，得以治疗、校正和预防遗传疾病的目的。人类精心设计的基因工程操作，克服了不同个体甚至物种之间由于器官移植所产生的免疫排斥作用，实现人体之间的移植已获成功，成功的实体器官移植有肾、心、肝、胰、肺、肠，也有双器官和多器官的联合移植。而人体与动物之间的器官移植成为现实，临床应用已是指日可待的事了。脱氧核糖核酸化学合成的完善和自动化，脱氧核糖核酸扩增技术的优化，为合成基因“探针”，提高临床诊断的质量，是人类所殷切企盼的。基因治疗有两种途径，一是体细胞的基因治疗，二是生殖细胞的基因治疗。体细胞的基因治疗是将正常的遗传基因导入受精的卵细胞内，让这种遗传物质进入受精卵的基因组内，并随着受精卵分裂，分配到每一个子细胞中去，最终纠正未来个体的遗传缺陷。而生殖细胞的基因治疗是将人类设计的“目的基因”导入患有遗传病病人的生殖细胞内，此法操作技术异常复杂，又涉及伦理，缓行之理充足，故尚无人涉足。

4.基因工程诊病

运用基因手段诊病，从基因中寻找病根，旨在根治遗传性疾病和为癌症、艾滋病、白痴病之类的“不治之症”寻找新的诊断渠道。目前，聚合酶链反应的基因诊断技术是在基因水平上对人体疾病进行诊断的最新技术。从原理上说，医生只要拥有适当的工具“探针”，就可正确诊断任何一种基因疾病，而且不论该疾病基因是否产生相应的蛋白质。此法诊断已经不限于癌症的诊断，也用于产前诊