生物技术与人类健康论文

浅谈基因工程与人类健康

王招弟

经济管理学院 14会计4班 2014333500170

摘要：基因工程又称基因拼接技术和DNA重组技术，是以分子遗传学为理论基础，以分子生物学和微生物学的现代方法为手段，将不同来源的基因按预先设计的蓝图，在体外构建杂种DNA分子，然后导入活细胞，以改变生物原有的遗传特性、获得新品种、生产新产品。基因工程在世界范围内发展迅速，渗透科学各个领域。其中包括基因制药、转基因技术的发展及应用等，回顾生物技术的每一步发展都为人类的健康做出了巨大的贡献。

关键词：基因工程、基因制药、转基因技术、人类健康

20世纪80年代以来，运用基因工程技术已成功生产出白细胞介素-2、尿激酶、乙型肝炎苗等，临床上发挥了重要作用。目前人类已知至少五千多种疾病的发生都直接或间接与基因有关，如肿瘤、高血压、糖尿病、肥胖、艾滋病，如何根治这些疾病还需人类基因组的进一步研究。2003年4月中国、美国、英国、日本、法国、德国六国政府首脑联合发表了《六国政府首脑关于完成人类基因组序列图的联合声明》宣布：国际人类基因组测序协作组已经解读了人类生命密码书中所有章节的秘密，完成了人类基因组的“完成图”，并且全世界都可以不受限制地免费获取这些信息。日前美国奎格・文特研究所和多伦多儿童医院以及加州大学的研究者第一次向世界公布了个人的二倍体基因组序列。

有关基因工程与人类健康的密切联系，我将从以下几个方面展开叙述。一、基因制药

科学家预言,下个世纪的药物主要是基因药物。在庞大的“人类基因组”这台大戏中,基因药物扮演了一个重要角色。尤其是针对一些遗传疾病与疑难顽症,基因药物把传统疗法上升到了基因疗法。

随着基因工程的发展,将相应的人体遗传物质(基因)转移到不同的微生物中,制造出如胰岛素、干扰素、生长激素等药物,已成现实。科学家在牛羊中植入人类基因,使这些动物的乳汁内含有人类血液的主要成分，如特有的蛋白质、使血液凝结的成分和抗体等等。科学家还把基因切开、粘上,从一种植物转移到另一种植物,从一种动物转移到另一种动物,把切下的基因植入任何生命细胞中,从而

获得重要而廉价的药品。法国的科学家最近发现,在玉米、油菜、烟草等植物中,含有类似人体的血红蛋白基因,如加人铁原子,就可以造成人体所需的血红蛋白。人休血液主要由血浆、血球和血小板3种成分组成,而血红蛋白是血球的重要组成部分。一旦这项试验成功,由植物制造的人体需要的血液,将为人类提供取之不尽、用之不竭的血源。这种血液的优点,不会给人体造成因输血感染而引发的艾滋病、肝炎等疾病,也不会出现人体免疫系统的排异现象。

美国科学家研究发现的一种“减肥”基因,能够促使人体细胞消耗更多的热女,降低形成脂肪堆积导致肥胖,从而达到减肥目的。现在,科学家们正在寻找这种“减肥”基因的“开关”。如果找到“开关”,那么减肥“基因”就可以使肥胖症患者轻松安全地减肥。

当前,世界上利用转基因家畜生产的药物层出不穷。用转基因牛生产人乳铁蛋白,转基因羊生产抗凝血酶W、血清白蛋白纷纷登场。英国科学家培育的一只名为“贝贝”的母兔带有蛙鱼基因,它生产的奶液中含有能控制人体骨质疏松和治疗其它骨质疾病的小蛋白。这是人类首次在转基因动物的奶液中获得的小蛋白。科学家认为,要大量获取林林总总昂贵的基因药品,最好的办法就是将这些动物进行克隆即无性繁殖,达到“规模化生产”。我国目前已有5种基因新药投人大规模工业化生产,有5种基因药物进人临床试验,有近20种基因药物处于临床前研究。

二、转基因技术的应用

转基因技术是将目标基因导入生物体基因组中，借助导入基因的表达，引起生物体性状可遗传变化的一项技术。转基因技术经过几十年的发展，已经被广泛地应用于多个领域，包括基础科学研究、农业、畜牧业及医学等。

2.1转基因技术研究基因功能

转基因技术最早应用于基因功能的研究，将目的基因导入受体中，研究基因功能，是研究基因功能的常规方法。基因组编辑利器CRISPR/Cas9通过全基因组范围内筛选基因功能已成为十分强大的工具。事实上，科学研究使用的突变体多数基于转基因技术。

2.2转基因技术培育动物新品种

1）改良家畜生长性状。肌肉生长抑制素基因MSTN的功能是抑制肌肉细胞的增殖

与分化，去除MSTN基因理论上会使动物体生长迅速，体重显著增加。目前，通过转基因技术得到的MSTN基因缺失突变的纯合体小鼠，其肌肉发育程度显著增加，体重比野生型小鼠重约30%，骨骼肌纤维的数目比野生小鼠高86%。BEEVER 等利用ZFN技术敲除了猪的myostatin基因，导致猪骨骼肌纤维增多，瘦肉率显著提升。2015年，QIAN等敲除了梅山猪中的MSTN基因，获得“双肌臀”猪表型。其中，MSTN双等位基因敲除猪8月龄时瘦肉产量高达67%，相比正常猪瘦肉产量多出12%。

2）改良肉质。Fat-1编码ω-3多不饱和脂肪酸脱氢酶，可催化不同的ω-6PUFAs 转化成为相应的ω-3PUFAs。将Fat-1基因导入动物体能够快速有效地提高体内ω-3PUFAs的含量。基于这个原理，利用转基因技术将Fat-1基因定点整合至家畜体内，即可获得能够大量产生脂肪中富含多不饱和脂肪酸的，具有特殊肉质的家畜。

3）提高抗病性。利用转基因技术敲除动物体内的某些致病基因，或高表达具有抵抗疾病功能的生物活性蛋白，达到抗病育种的目的。猪繁殖与呼吸综合征病毒（PRRSv）能破坏猪的繁殖能力，阻碍猪的生长，俗称“蓝耳病”。该疾病对养猪业具有巨大威胁，且没有能够完全治愈的药。2015年，密苏里大学通过精准的基因编辑技术———CRISPR/Cas9，破坏PRRSv病毒受体CD163基因，使仔猪出生后体内不再产生该受体蛋白，故病毒无法侵染。将PRRSv抗病猪与该病毒接触时，未感染疾病，并且能继续正常生长。

2.3转基因技术被广泛应用于医学研究领域

转基因技术对人类疾病模型研究具有重大意义。其中，猪在解剖学、生理学、遗传学等方面与人类高度相似，转基因猪是研究人类疾病的重要模型之一，利用转基因技术建立人类重大疾病的模型猪，可以为解析人类重大疾病的发生、发展过程以及发病机制提供良好的研究材料。目前已经制备的疾病模型猪包括白化病猪模型、心血管疾病猪模型及糖尿病猪模型等。2015年，哈佛大学和eGenesis 公司研究人员利用CRISPR/Cas9基因编辑技术，敲除了猪基因组中可能有害的病毒基因，解决了猪器官用于人体移植的重大难题。

三、基因工程的潜在危害

早在七十年代,基因工程安全性问题就引起了广泛的讨论,人们已注意到基