生物技术领域十个方面的发展趋势

《生物工程进展》1997,V o l .17,N o .2

研究进展

生物技术领域十个方面的发展趋势3

罗明典

(国务院发展研究中心国际技术经济研究所)

　3本文为纪念“生物工程进展”创刊20周年而作。

现代生物技术是推动经济发展、社会进步的一项关键技术,不论是发达国家或是发展中国家都把现代生物技术的发展纳入本国科技重点领域以加快发展步伐。21世纪全球面临的问题很多,其中某些问题甚为突出,而其解决将有赖生物技术发挥特定作用,关键在于全世界的生命科学工作者肩负重任,加强联系,密切合作,交流技艺和经验,继续为解决当前或将来可能发生的重大问题而努力奋斗。集成十大问题引起关注。

一、世界人口问题

有人预计,到2025年世界人口将达到84亿左右。世界银行发表(1994—1995年)世界人口报告,预测全球人口数从1995年大约57亿增加到2030年的85亿,增长幅度将近50%,到2050年世界人口将翻一番。这种人口增长的总趋势必定引发人们思考,至少有三个方面:(1)随着社会进步、生活改善、科技发展,人的寿命必定得到延长,人口数量不可避免地要增长;老龄化及老年病也必定相应增多,这是一个总趋势;(2)由于人口增长、寿命延长,而食物、营养素、医药的需求和满足必将成为另一个总趋势,到下个世纪中期食品生产要增加2倍;(3)正因为如此,控制人口、节制生育、提高人口质量必将列为全球的共同战略决策。为此,计划生育策略、新型避孕药物的研发仍是控制人口、节制生育的重要措施。现代生物技术在这三方面

的应用大有可为。当前,一方面提高人们对计划生育深远意义的认识,把它变为一种自觉行动;另一方面,加强有效而安全避孕药物的研发,如

食用性木瓜酶(来自番木瓜)制剂及其它植物有效成分用来研制新型避药物以及“工程避孕疫苗”的发展,有可能为控制人口危机做出新贡献。

二、疾病问题

随着人口增长,老龄化是一大趋势,到2000年我国老年人口将达113亿,占总人口的10%,开始进入人口结构老年型国家。老年常见

病、慢性病、多发病会多起来,也会更加突出,一些重病症或疑难病突发或发展,或不知其因,或知其因而无特效药,或因其它某种因素不能及时救治,凡此种种,至少给医学工作者提出了重要课题。人类一切疾病及机能紊乱都与已识别的人基因组有关,与人类所处的环境以及它的病史与其环境因素相互作用有关联。因此,基因组、生存环境、病史以及遗传因素在揭示病因占有重要地位。生态环境的微生物因素,特别是那些潜伏的致病原或尚不清楚的致病因素以及它们的危害性和作用机制,都直接或间接地威胁人类生命安全。据W HO 公布材料,近20年来,全世界至少发现29种新的传染病在迅速蔓延,特别是那些多重抗药性致病原危害最大,有扩大趋向,那些潜伏的病毒,或“类病毒”因子是21世纪威胁人类健康最危险的“敌人”。面对这

种状况和趋向,可以坚信,随着科技进步,那些疑难病的奥秘必将得到揭示。人类基因组计划实施,在原核生物(流感嗜血杆菌)中DNA碱基双链全部序列破译;绘制人类基因图谱进入最后阶段,比原计划提前2年,预计1996年底绘制工作完成,这将会给人类某些重大疾病的控制及治疗起着重要作用。

三、人的寿命问题

人的寿命延长是社会进步的具体体现,就总体而言,它与科技进步、经济发达、生产力水平提高以及生存生活质量与生态环境改善均有密切关系,在发达国家里,更多人的寿命将达到85岁左右,过着较健康而充实的生活,像目前日本人的平均寿命:女性为82198岁,男性为76157岁,均持续居世界第一。其长寿的因素,除社会诸多因素之外,内在的遗传因素起重要作用,或许也存在“长寿基因。”这种长寿基因(age-1),它具有修饰受伤和衰老细胞的能力,试验证明,带有此基因的蠕虫比没有此基因的平均寿命延长65%,寄希望于人体内真能找到此类似基因的存在,可望今后10年内取得突破,如果真是如此的话,那么有可能使人的平均寿命延长40年。应该说,人的寿命受多种因素制约,因人而异,颇为复杂。衰老与长寿是对立的,疾病缠身有促衰老;重金属物质是促衰老的重要物质之一;还有其它等等。为防止衰老、延长寿命,有四方面研究取得进展。(1)脱氢表雄酮甾酮(DH EA)激素逐渐减少与衰老有密切关系;(2)某些细胞因子(如I L-3)下降与衰老有密切关系;(3)常服用维生素类如维生素E、A、B及微量元素如硒等有益于延缓衰老;(4)肠道内微生态因子如双歧杆菌、乳酸菌等占优势,有益于健康长寿,因此,一些专家认为,很好研究老年微生态学是解开健康长寿之谜的一把钥匙,21世纪对这类健康长寿的“活体生态因子”的研发是必然趋势。应该看到人的寿命之延续达到高寿者乃是诸多天然遗传因素、人工因素和社会因素综合作用的结果,对那些活到100多岁的长寿者,其长寿之秘决还需深入研究。 四、营养保健问题

在下个世纪,众多的真正富有营养保健性的、口味好的产品走向市场,以更安全地满足广大消费者的需求,这是总趋向。除了“天然的”的以外,人工合成的和遗传工程技术制造的食物将会有所发展,那些转基因动物、转基因植物是一类新型资源,从中开发一些具有疗效的保健产品是有潜力的,而某些有益微生物或经改性的“工程微生物”均可通过发酵途径大量生产各类营养保健产品,在日本发现一种双歧杆菌变种,能合成肽聚糖,成为一种新的免疫活性剂,具有抑制癌细胞和提高免疫性的功能。在我国获得旅行太空的双歧杆菌优于普通双歧杆菌,更有其开发价值。因此,在下个世纪研制各类不同的微生态制剂和某些特定功能食品定会有所发展。某些微型藻包括螺旋藻、小球藻及聚球藻(S y nechococcus)研制成保健食品如藻类面包等在市场上会有很大竞争力,有良好的发展势头。

五、农业持续发展问题

农业与人类生存密切相关。农业是提供食物的基本保证,在任何一个国家里它占有基础地位,可是,世界上供长期开发的农业资源在减少,这是一个现实问题,现在或将来依靠科技进步才是农业持续发展的基本保证,尤其是农业生物技术占有重要地位,农业上的病虫害、作物品质改良以及土壤肥沃性都同农业生物技术密切相关,有助于农业的增产增收和持续发展。这不仅为解决人类主食问题,而且为人类食物更加丰富多样起重要作用。在某些国家里素食者将盛行起来,这就靠农业以其“食”的质量及水平满足更高的需求。这就靠生物技术根据需求建构高质量不同类型的转基因食用植物。一方面使粮食作物增产展示着巨大潜力;另一方面提供大量丰富多彩更具有营养保健、药疗功能的蔬菜水果等,使农贸市场更加兴旺。因此,农业持续发展正是盛行“素食者”更大的满足。

在农业持续发展的基础上恢复性农业(resto rative agricu ltu re)及农业工厂化也将有