基因工程技术应用现状及发展趋势

1基因工程技术应用现状及发展趋势摘要：...................................................................................................................................2（一）基因工程技术的应用........................................................................................21、基因工程技术与基因治疗....................................................................................22、基因工程技术与工业生产....................................................................................23、基因工程技术与农业生产.........................................................................................34、基因工程技术与环境保护.........................................................................................3（二）基因工程技术的现状...............................................................................................31、世界总体概况.............................................................................................................32、我国基因工程技术.........................................................................................................43、基因工程所面临的争议.............................................................................................4（三）基因工程技术发展趋势...........................................................................................52摘要：基因工程技术自诞生以来的短短30年间，广泛地应用于医药、工业、农业、环保等领域，充分显示出这一新兴技术的强大生命力及其广阔的应用前景。在医药研究领域，人们利用基因工程技术开发新药物并提出基因诊断、基因治疗技术为疾病治疗提供了新的思路。农业生产中，转基因作物表现出良好的抗病、抗虫、抗除草剂等性状，提高了农作物产量。基因工程在制药、食品、饲料等工业领域的应用也取得喜人成果，同时由于其具有低耗能、低污染的特点（尤其表现在开发生物能源和燃料方面）也极大地推动了环保产业的发展。然而，基因工程在安全性和伦理道德等问题上也受到了不少人的质疑，这对未来基因工程的发展提出了严峻的考验。本文在前人研究的基础上，就基因工程技术的应用现状、面临的问题以及发展趋势作出了简要综述。关键词：基因工程技术应用现状发展趋势引言：基因工程诞生于20世纪70年代，又称基因拼接技术或DNA重组技术，是利用人工的方法将DNA在体外进行切割，再和一定的载体拼接重组，获得重组的DNA分子，然后导入宿主细胞或者个体，使受体生物的遗传特性得到修饰或改变的过程。因其具有低成本、高产量、低耗能的优势，早在发展初期，人们就开始探索将这门技术应用于大规模生产。（一）基因工程技术的应用1、基因工程技术与基因治疗基因治疗通过将外源正常基因导入靶细胞以纠正或补偿因基因缺陷和异常引起的疾病，它针对的是疾病的根源——异常的基因本身。其分为两种形式：（1）体细胞基因治疗，是指将正常基因转入体细胞以治疗疾病。（2）生殖细胞基因治疗，是指将正常基因转入患者生殖细胞（精细胞、卵细胞中早期胚胎）以发育成正常个体。[6]后者因引起遗传物质改变而受到严格限制。目前利用基因工程技术对ADA缺乏症、乙型血友病、恶性肿瘤、心血管病、糖尿病、各型肝炎和艾滋病等疾病进行治疗已取得初步进展，但仍有大量问题等待人们进一步地发现和研究。2、基因工程技术与工业生产（1）生物制药：基因工程技术最早的工业应用就是蛋白类药品的生产，它有效地实现了低成本、高产量，使广大患者均能使用。目前，通过基因工程技术产生的工程菌成功地合成了人体活性多肽，包括干扰素、白介素、促红细胞生长素、生长激素以及胰岛素等。此外，人类在基因工程疫苗方面的研究也取得了重大进3展，相继研发出乙型肝炎病毒、狂犬病毒、霍乱、麻疹、大肠杆菌等食用疫苗。[1]（2）食品、饲料工业：基因工程技术在食品方面的应用主要涉及对食品资源改造、品质改造、新产品的开发、食品添加剂的生产以及食品卫生检测等。其对食品质量的改善受到消费者的欢迎但同时也引出了食品安全问题。在饲料工业上则关注饲料的基因修饰、提高饲料营养价值和基因工程酶制剂等。（3）其他工业：基因工程技术还广泛地应用于生物能源和燃料、木质素和造纸、塑料工业等领域。科学家们正设法将转基因农作物专门用于生产燃料乙醇和其他生物燃料，例如：杜邦公司和世界上最大的油籽加工企业邦吉公司曾宣布，他们将在现有的合作改善食用大豆的各种生物性能基础上，进一步合作，开始重新设计大豆的基因，以用于生物柴油和其他工业生产。3、基因工程技术与农业生产1994年首例转基因农作物——耐储存西红柿，被推向市场，由此拉开了转基因作物的序幕。目前，全球有二十多个国家推广种植转基因农作物，面积达到九千多万公顷。转基因农作物研究主要集中在抗虫、抗病、抗除草剂、抗胁迫等方面。为了满足人们日益增长的生活需求，科学家正在培育抗旱耐盐、改良品质、增加营养、医疗保健以及用于生物保健的第二代、第三代转基因植物，它们不仅可使消费者直接获益还将为解决与关大消费者日常生活密切相关的全球性水资源短缺和能源危机等问题做出重大贡献。此外，人类在转基因动物的研究上也取得了重大进展，自1982年美国科学家Palmiter获得转基因“超级鼠”以来，世界各国相继在兔、羊、猪、牛、鸡、鱼等动物上获得成功。由此转基因动物产业也迅猛发展。转基因动物可以改良畜禽生产性状，大大缩短生长周期，提高产量，同时“动物反应器”也可用于生物制药工业，有望为人类带来巨大经济效益。4、基因工程技术与环境保护基因工程技术有提高微生物净化环境的能力，美国曾利用基因工程产生的“超级细菌”清除石油污染，在数小时内便降解了2/3的烃类，而天然菌需要一年的时间。目前，人类已开发出能净化DDT的细菌，能降解染料、有机氯苯和多氯联苯的工程菌，能吸附无机有毒化合物（铅、汞、镉等）的工程菌等。除了细菌外，转基因植物也可净化环境，主要包括重金属污染植物修复技术和转基因植物的重金属修复术。利用基因工程优化污染物的降解途径，提高污染生物的可利用性为环境保护提供了新方法。（二）基因工程技术的现状1、世界总体概况目前，绝大多数基因工程技术仍为美国、日本、欧洲等发达国家或地区所掌握，4发展中国家涉及很少。从产业整体分布情况看，生物技术公司主要集中在欧美，其销售总额占全球97％。美国是世界生物工程产业的龙头，其生物工程公司占全球总数的55％。日本在生物技术开发上仅次于美国，生物制药公司约600家，欧洲在生物技术的开发上稍落后于日本，制药公司约300家，新公司数量急剧增长，但还处于发展的开始阶段。[14]全球的基因治疗也主要集中在肿瘤、感染性疾病、心血管遗传病等病种，上市基因治疗不多，且尚处于临床试验阶段，大规模临床应用比较少。[14]2、我国基因工程技术我国基因工程制药始于20世纪80年代中期，起步较晚。由于国家高度重视，近年来有较大发展，目前已初具规模。但同欧美比较仍有较大差距。主要表现在具有自主知识产权的产品较少，产业规模小、技术人才匮乏、经济效益低等。提高自主开发能力是当前亟待解决的问题。近年来，我国转基因生物也取得了长足进步，获得了抗虫棉花、高油油菜以及抗虫玉米等。疫苗与饲料生产与也已经形成了产业，包括基因工程疫苗、诊断试剂盒、新型饲料蛋白、生物药物饲料添加剂等。总的来说，我国基因工程技术正在飞速发展。[7]3、基因工程所面临的争议（1）伦理道德问题很多人认为生殖性克隆破坏了个人的独立性，侵犯了人的平等权，国际社会对此认识趋同，但由于全社会对治疗性克隆技术的认识存在严重分歧，使得至今仍没有一个在全世界范围内具有国际法约束力的公约规范克隆技术的发展。另一方面，基因治疗容易泄露个人隐私，而患者的基因隐私应当得到保护，同样有悖于伦理道德。（2）安全问题①基因治疗的安全性近年来发生了3件重大的基因治疗案件，让人们再次对基因治疗的安全性提出了质疑。一、美国宾西法里亚大学基因治疗研究所将重组腺病毒导入患者肝脏，导致患者发烧、凝血而死亡。二、法国巴黎“气泡儿童”的受试婴儿中先后出现两例表现出T细胞白血病症状。三、美国Onyx-pharm制药公司终止了Onyx-015药物的研发，因检测出其具有致瘤性。这无疑在一次为人类敲响了警钟。[8]②转基因食品的安全性转基因作物虽然具有改良品质、减少成本、减少农药污染等优点。但转基5因食物是否会产生毒素、是否可通过DNA蛋白质过敏反应、是否影响抗生素耐性，这些问题仍然受到了极大质疑，特别是在欧洲国家，绝大多数人都抵制转基因食品。一项民意调查显示，79%的英国公众反对试种基因改良作物。事实上各国政府对转基因食品持谨慎态度，真正批准上市的转基因作物在全球只有40种。③基因工程产物对生态环境的影响据报道，转基因玉米花粉影响黑脉金斑蝶幼虫食用马利筋叶片，使其死亡率增加。由此，部分人认为基因工程改良生物体性状打破了原有的自然秩序，有可能会破坏生态平衡导致连锁反应，一旦发生人类将难以防范。[1]另外，有学者认为基因改良作物本身就破坏了遗传的多样性，如果大面积种植有可能会发生物种入侵现象，从而破坏了物种多样性乃至生态系统多样性。（三）基因工程技术发展趋势21世纪初基因工程热点将突出表现在以下几方面：1、各国基因争夺战呈现白热化。以基因为核心的生物技术产业正在飞速发展谁获得了知识产权谁就占有主导地位，从而获得更多利润。因此世界各国都加大了对基因工程的投入，对基因资源格外重视。[4]2、生物抗逆向非生物抗逆的转移。基因工程作物在生物抗逆性上已经表现出良好性状，如抗虫性、抗病性。未来重点将放在植物非生物抗逆性上。农作物的非生物逆境主要表现在干旱、高温、盐渍、冷冻、紫外线、重金属胁迫以及水灾等方面。从而使基因工程作物表现出更强大的生命力[4]3、目标性状由“抗性”向“品质”转移未来将更加关注品质的改良，例如：延熟保鲜的果蔬、益于健康的植物油、富含抗癌蛋白的大豆以及富含维生素的蔬菜等。[4]4、利用转基因生物生产稀有蛋白“生物反应器”将是未来基因工程发展的重要方向，借助植物生产口服疫苗、工业用酶、生物药物等已成为了科学家们的关注焦点。同样，乳腺生物反应器也为人类生产生物药物提供了有效途径。[4]总结：基因工程技术是人类在生物科学领域的重大突破，它具有划时代的意义。它像一把双刃剑，一面为人类改造自然、改善生活创造了条件；一方面又潜藏着无穷的隐患。因此，如何合理的应用这门技术是一个值得我们全人类思考的问题。而人类在自然面前，唯有学会节制，常怀敬畏之心，才能得到大自然长久的庇护和生生不息的传承。参考文献：[1]张军梅.基因工程的应用现状及其对人类社会的影响.北京农