基因工程藥物的應用范文

導語：如何才能寫好一篇基因工程藥物的應用，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公文云整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

[關鍵詞]基因工程；研究現(xiàn)狀；應用領域；影響

基因工程是利用重組技術，在體外對目的基因進行構建，再導入細胞內，使重組細胞在細胞內表達，產(chǎn)生人類需要的基因產(chǎn)物，或者改造、創(chuàng)造新特性的產(chǎn)品。基因工程是在生物化學、分子生物學和分子遺傳學等學科的研究成果基礎上逐步發(fā)展起來的。基因工程問世以來，發(fā)展非常的迅速，還發(fā)展了一系列的基因工程技術操作，如：DNA重組技術、PCR技術等。科學工作者十分的重視基礎研究，包括構建一系列的克隆載體和相應的表達系統(tǒng)，構建不同物種的基因文庫和cDNA文庫，開發(fā)新的工具酶等，各個方面都取得了豐碩的研究成果，使基因工程技術不斷的趨向成熟。許多科學家預言，生物學將成為21世紀最重要的學科，基因工程及相關領域產(chǎn)業(yè)成為21世紀的主導產(chǎn)業(yè)之一[1]。基因工程研究及應用涉及醫(yī)學、農(nóng)業(yè)工業(yè)等許多領域。基因工程技術的發(fā)展帶來兩個領域的革命性變化，分別是醫(yī)學和農(nóng)業(yè)這兩個領域。

一、基因工程技術在醫(yī)學領域的研究及應用

1.基因治療

基因治療是指通過操作遺產(chǎn)物質來干預疾病的發(fā)生、發(fā)展和進程，包括替代或糾正人自身基因結構或功能上的錯亂，殺滅病變的細胞或增強機體清除病變細胞的能力等，從而達到致病的目的[2]。基因治療是隨著基因重組技術的成熟而發(fā)展起來的，現(xiàn)今是生物醫(yī)學發(fā)展的里程碑之一。

1990年美國NIH的French Anderson 博士開始世界第一個基因治療臨床試驗，用ADA（腺苷酸脫氨酶）基因治療以為ADA基因缺陷導致嚴重免疫缺損的四歲女孩，并獲得了初步成功[3]，目前該女孩跟常人一樣正常生活，這成功范例促使世界各國都掀起了基因治療的熱潮。2004年1月深圳賽百諾基因技術有限公司將世界上第一個基因治療產(chǎn)品重組人p53抗癌注射液正式推向市場，這是全球基因治療產(chǎn)業(yè)發(fā)展的里程碑。[4]目前利用基因對惡性腫瘤，糖尿病、心腦血管病和艾滋病等疾病進行治療已取得重大進展。

RNA干擾技術在基因治療具有很大作用。RNA干擾技術是利用人工方法向宿主中引入沉默誘導因子，達到降解靶基因轉錄的目的[5]。目前，利用RNA干擾技術針對腫瘤治療的藥物已經(jīng)產(chǎn)生，臨床上的研究也在不斷的進行。現(xiàn)在RNA干擾技術很成熟的應用于研究特定基因領域，這項技術在醫(yī)學、藥學等領域有著重要的作用。另外鋅指核酸酶技術也已在人類基因治療中得到應用，鋅指核酸酶技術是一種心性的基因高效靶向修飾和調控技術。鋅指核酸酶技術在構建各種人類疾病動物模型、 研究人類疾病發(fā)病機理和治療人類遺傳疾病方面將體現(xiàn)出極大的應用價值[6]。

2.基因工程制藥

近些年來，基因技術的發(fā)展為醫(yī)藥工業(yè)發(fā)展開辟廣闊的前景，以DNA重組技術為基礎的基因工程技術改造和替代傳統(tǒng)醫(yī)藥工業(yè)技術已成為重要的發(fā)展方向[7]。通過DNA重組生產(chǎn)以前因源材料或制造技術等問題不能生產(chǎn)的藥物，如：疫苗、抗體等。

基因工程疫苗 使用DNA重組技術克隆并表達保護性抗原基因，利用表達的病原的保護性抗原制成疫苗。包括：基因工程亞單位疫苗、基因工程載體疫苗、核酸疫苗、基因缺失活疫苗和蛋白質工程疫苗。目前，乙型肝炎病毒、麻疹、狂犬病病毒、霍亂和大腸桿菌等疫苗研究已經(jīng)有很大的進步[7]。

基因工程抗體 DNA重組技術與抗體基因結構功能的研究相結合，根據(jù)人們的意圖在基因水平上對抗體分子進行分割、拼接及修飾，或者人工合成導入受體表達產(chǎn)生新型基因工程抗體，應用于診斷和治療性抗體。基因工程抗體改造有：鼠單克隆抗體的人源化、制備雙特異性抗體、制備完全人源性抗體、表達單鏈抗體和制備抗體融合蛋白[8]。目前構建成功的用于抗腫瘤的有ScFv（CD3）-64、抗上皮，17-1A的ScFv、抗地高辛ScFv（Dig）-ScFv（erbB-2），F(xiàn)ab（HSV-2）-SpA抗體融合蛋白和T細胞激活抗體OKT3相結合，構成雙特異性復合抗體可有效降低HSV-2病毒的產(chǎn)。在轉基因煙草中表達了乙肝表面抗原，可在小鼠體內引起免疫反應。另外，具有抗凝血、抗血小板功能的基因工程抗體藥物在心腦血管疾病的治療中起著重要的作用[9]。

二、基因工程技術在農(nóng)業(yè)領域的研究及應用

農(nóng)業(yè)和人們的日常生活關系非常的密切，農(nóng)業(yè)的發(fā)展促進人類社會的發(fā)展。許多科學工作者從事農(nóng)業(yè)方面的研究。

利用基因工程技術，通過對植物基因進行改造，修飾加工，增強了植物對細菌、真菌病的抗性。生物防治蟲害是一項重要的工作。在防蟲害方面，科學研究已經(jīng)有的一些成果。研究發(fā)現(xiàn)，蘇云桿菌中的毒蛋白（結晶蛋白）對害蟲有毒害作用，可以利用這些桿菌來控制害蟲。可以通過克隆這些蛋白的基因，將這些基因導入植物細胞中，是基因在植物中表達，從而獲得抗蟲的轉基因植物。目前，蘇云孢桿菌基因已被轉入煙草、番茄、馬鈴薯、玉米和棉花等多種植物。通過科學家的研究，利用轉基因技術已經(jīng)成功的生產(chǎn)抗凍、抗旱、抗除草劑等植物。

隨著人類社會的進步，科技的發(fā)展，人類向大自然排放了越來越多的有害和難降解物質。這些物質嚴重破壞了環(huán)境和危害人的健康。利用基因工程技術提高微生物凈化環(huán)境是現(xiàn)代生物技術用于環(huán)境治理的一項關鍵技術。基因工程給農(nóng)業(yè)發(fā)展帶來的巨大的經(jīng)濟效益。轉基因技術提高作物產(chǎn)量、改善作物品質、增強抗逆性、抗病性的能力。

農(nóng)田長期的使用過量的農(nóng)藥，已經(jīng)嚴重的破壞了生態(tài)環(huán)境的平衡，破壞了土壤水質，農(nóng)藥殘留有毒物質于植物中，給人類帶來潛在的危害。消除農(nóng)藥化肥的危害，保護環(huán)境是當今重要及迫切解決的問題。

微生物在物質循環(huán)中起著很重要的作用。科學家利用基因工程技術對微生物進行改造，構建高效的基因工程菌可以顯著提高農(nóng)藥降解效率。目前，已經(jīng)開發(fā)出凈化農(nóng)藥（如DDT）、降解水中染料以及環(huán)境中有機現(xiàn)已開發(fā)出有機氯苯類和氯酚類、 多氯聯(lián)苯的基因工程菌。Home等人通過研究大腸桿菌重組的DH10B表達產(chǎn)物O pd A和OPH（有機磷水解酶 ）對幾種農(nóng)藥的酶解動力學比較，發(fā)現(xiàn)O pd A能作用更多底物的類似物，降解范圍更廣[10]。利用基因工程技術制作微生物農(nóng)藥，減少化學農(nóng)藥的使用，減少環(huán)境的污染。

三、基因工程技術給人類帶來的影響

基因工程是一把“雙刃劍”，給人類帶來利益的同時，我們也不能忽視它潛在的危害。基因工程技術的發(fā)展，給科學家研究帶來新的方向，新的研究水平。從細胞、分子水平到基因水平。人類對生命的研究更加的詳細，了解更加的深入。

基因工程技術的發(fā)展對醫(yī)學和農(nóng)業(yè)兩個領域帶來很大的影響。基因工程技術促進了醫(yī)學科學研究的發(fā)展。基因工程技術給科學對腫瘤、病毒、等難解決的人類疾病的研究帶來新的手段與方法，同時在人類疾病的研究，診斷、治療等方面有革命性推動作用。一、解決了常規(guī)方法不能生產(chǎn)或生產(chǎn)成本昂貴藥品的生產(chǎn)技術問題，開發(fā)了一大批特效藥物，如胰島素、干擾素等等，這些藥品可以分別用以防治諸如腫瘤、心腦肺血管、遺傳性等嚴重威脅人類健康的疑難病癥，而且在避免毒副作用方面明顯優(yōu)于傳統(tǒng)藥品；二、是研制出了一些靈敏度高、性能專一、實用性強的臨床診斷新設備，如體外診斷試劑、免疫診斷試劑盒等，并找到了某些疑難病癥的發(fā)病原理和醫(yī)治的嶄新方法；農(nóng)業(yè)領域里利用生物工程技術，科學家研制了許多抗病蟲害、抗逆性等優(yōu)良性狀的生物，提高作物的產(chǎn)量，解決的世界人口糧食短缺的問題。

基因工程技術給人類帶來利益的同時，也給人類帶來的一定的隱患。轉基因食品安全性的問題是人們一直非常關注個問題。轉基因食品目前雖然沒有發(fā)現(xiàn)對人類有什么危害，但是原有基因進行部分修飾后，也有可能存在著隱患，轉基因食品如果有過敏性，則轉基因食品就會有安全性問題。利用基因工程改造生物有可能打亂自然界的生態(tài)環(huán)境的平衡，破壞生態(tài)環(huán)境。轉基因技術還有可能會導致基因污染，有可能危害原植物的遺傳。基因工程技術同時帶來倫理道德的影響，克隆技術如果應用到人身，打破以往生育模式，則存在人類倫理道德的問題。

四、結語

轉基因技術生產(chǎn)的食品是否對人來帶來影響，這需要實驗和時間來驗證。我們要以一個平衡心來對待轉基因食品。在發(fā)展轉基因技術的同時不能忽視其技術可能給人類帶來的危害。我們要利用好轉基因技術。基因工程技術給人類帶來的很大的革命性作用，但是我們要理性的的看待，并不斷的探索，尋找新的技術，方法，給人類帶來更大的進步，促進社會的發(fā)展。

[參考文獻]

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篇2

關鍵詞：分子生物學;基因工程;實驗教學;教學改革

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2015）42-0204-02

近年來，全球范圍內生物技術和產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)加快發(fā)展的態(tài)勢，主要發(fā)達國家和新興經(jīng)濟體紛紛對發(fā)展生物產(chǎn)業(yè)做出部署，作為獲取未來科技經(jīng)濟競爭優(yōu)勢的一個重要領域，我國推動生物技術研發(fā)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展已有30多年的歷史。

國務院印發(fā)的《生物產(chǎn)業(yè)發(fā)展“十二五”規(guī)劃》中指出，生物產(chǎn)業(yè)是國家確定的一項戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，生物技術和生物產(chǎn)品得到廣泛應用，生物產(chǎn)業(yè)對改善人口健康、保障糧食和能源安全、促進綠色增長、改善生態(tài)環(huán)境和增加就業(yè)機會等方面的作用明顯提升。要推進我國生物產(chǎn)業(yè)持續(xù)快速健康發(fā)展，其保障措施之一即是重視人才培養(yǎng)，加大生物技術人才培養(yǎng)力度，充分發(fā)揮高等院校的作用，重點培養(yǎng)生物產(chǎn)業(yè)高端創(chuàng)新型人才、產(chǎn)業(yè)鏈關鍵環(huán)節(jié)專業(yè)人才等。在生物產(chǎn)業(yè)中，基因工程、分子生物學處于核心地位，培養(yǎng)全面掌握分子生物學與基因工程技術的專業(yè)人才成為重中之重。

在此形勢之下，東北農(nóng)業(yè)大學生命科學學院對分子生物學與基因工程實驗課教學方法、教學內容、教學理念和實驗課教材進行了改革和探索，通過該實驗課程的改革培養(yǎng)全面掌握分子生物學與基因工程技術的國際型專業(yè)人才，為我國生物產(chǎn)業(yè)的發(fā)展輸送高端人才。

一、優(yōu)化實驗教學模式

改進實驗教學方法，建立“以學生為主體、以教師為主導”的實驗教學模式，促進師生“互動”，提高實驗教學效果。

傳統(tǒng)意義上的實驗，往往是實驗講解，然后學生自己做實驗，最后寫出實驗報告。學生學習主動性不能夠得到充分的發(fā)揮。我們制作了實驗課程的多媒體課件，積極采用多媒體教學，具有畫面直觀性、內容豐富性、思路清晰性，是激發(fā)學生對實驗教學產(chǎn)生興趣的重要途徑之一，也是開展實驗教學的有效方法之一。同時積極加強與學生的交流，從單一的灌輸?shù)街笇l(fā)的轉變，提高師生之間的“互動”效果，使實驗教學從傳統(tǒng)的“以教師為主”的模式轉變?yōu)椤耙詫W生為主體、以教師為主導”的模式，要求學生查找出每個實驗的相關文獻，并與自己做出的結果進行比較，真正培養(yǎng)學生動腦與動手能力，達到提高教學效果和擴展學生創(chuàng)新思維的目的。

二、改革實驗課內容

以已進行產(chǎn)業(yè)化的基因工程藥物的研發(fā)全過程為模式，將產(chǎn)業(yè)化前期基因工程藥物設計方案、研究方法和技術融入實驗教學中，如表達載體的構建技術、工程菌構建、用Pilot系統(tǒng)純化藥物蛋白、糖尿病模型建立和藥效學研究等。使學生能掌握基因工程操作、基因工程藥物研發(fā)技術，并將學生訓練成能為醫(yī)藥企業(yè)等相關行業(yè)服務的分子生物學與基因工程專業(yè)人才。

本實驗課程為一個為期連續(xù)7天的綜合性大實驗（共64學時），實驗內容有機整合，交叉進行，從一個藥物基因的獲得、鑒定，表達和純化，以及藥效學分析為主線，將核酸提取，RT-PCR，表達和蛋白純化等基因工程實驗技術有機整合，并展示了生物藥物研發(fā)的全過程。完全按照生物藥物的研發(fā)模式對學生進行基本訓練，為分子生物學與基因工程培養(yǎng)實用型人才。

三、編寫實用性較強的實驗課教材

已經(jīng)編寫了校內立項的實驗課教材《基因工程操作》，已經(jīng)在生物學等專業(yè)本科生和微生物學等專業(yè)碩士、博士中適用5輪，得到同仁和學生的一致認可，獲得了比較理想的教學效果。通過本次教學改革，加入藥代動力學、疾病動物模型的建立等方面的實驗內容，從而使實驗課教材內容更豐富、更完善、更系統(tǒng)。

四、建立全新的實驗教學理念

在觀念上，強調“實驗同理論課同等重要”的實驗教學理念，徹底改變高等院校“重上課，輕實驗”的觀念;在具體實驗上，建立一個簡明扼要、切實可行的分子生物學與基因工程的系列實驗體系，深入淺出，重視啟發(fā)和討論，教與學互動，使從被動、機械性實驗教學轉向自主性、研究性實驗教學。

五、將“分子生物學與基因工程”實驗課建設成其理論課的延伸

理論課所講授的內容比較深奧、難以理解，通過實驗課的教學使學生真正領悟其精髓，從實踐中證實了其真實性和正確性。同時，學生將理論課中所學習的知識和理論再用于指導實驗操作。

該實驗課程以一個藥物基因片段的獲得、表達和純化，以及藥效分析為主線建立一個蛋白藥物研發(fā)的實驗課訓練平臺，抓住蛋白和核酸兩大主題，建立一個綜合型和研究性的大實驗教學體系，重視各項技術的銜接，啟迪學生的科學思維和創(chuàng)新意識，提高學生對實驗方法和實驗技術的綜合運用能力。

六、建立一套切實可行的實驗考核體系

制定一套切實可行的考核辦法，考核內容包括：（1）綜合實驗前的實驗設計方案和技術路線報告的撰寫，占總成績的30%。（2）實驗后，要求學生獨立完成規(guī)范化的實驗報告，包括前言、實驗材料與方法、實驗結果和討論，這部分占總成績的50%。（3）實驗技能考核，包含一些基本的實驗操作、儀器的使用、實驗中的注意事項以及一些課堂上講解過的理論知識，這部分占總成績的20%。（4）學生在實驗中表現(xiàn)出較好的實驗創(chuàng)新精神的，如設計方案獨特、新穎，實驗實施過程中給出合理化建議等要給予適當?shù)墓膭詈图臃帧?/p>

七、結束語

綜上所述，分子生物學與基因工程實驗課的教學改革是一項系統(tǒng)教學改革，涉及教師、學生、教材等多種教學主體和客體。本次實驗課改革以基因藥物的研發(fā)為主體，融合基因工程各種操作技術，將任課教師的科研與教學相融合，將任課教師的科研滲透至實驗課教學中，這樣也使授課內容和素材得到科學研究的強力支撐，突出體現(xiàn)了課程教學與科學研究緊密結合的特點。從而搭建微生物學、生物學等專業(yè)人才培養(yǎng)平臺，為我國分子生物學與基因工程領域輸送專業(yè)人才。

參考文獻：

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篇3

神奇的微型“飛艇”

美國馬里蘭大學的科學家們發(fā)表了一個報告，稱他們可以訓練細菌，一方面來生產(chǎn)藥物，另一方面，又能將藥物運送到指定的場所。

科學家們利用基因工程的方法改造大腸桿菌，讓它們可以生產(chǎn)特別的藥物。要注意，這些藥物可不是細菌心甘情愿來產(chǎn)生的，而完全是經(jīng)過科學家的特別改造，讓細菌專門來生產(chǎn)的。當然，即使這樣，也并不是什么了不起的發(fā)現(xiàn)，更有意思的是，細菌平時都隱藏著這一特殊本領，不生產(chǎn)藥物，而是隨時待命，時刻準備著。科學家告訴它們準確的“空投”地址――一般都是我們身體患病的部位，或者是需要特別治療的部位――細菌就會按照指示，“攜帶”全套生產(chǎn)裝備，浩浩蕩蕩前往指定地點。一路上，它們依然是“待命”狀態(tài)，也就是不生產(chǎn)藥物。它們準確到達目的地后，就會辨識并發(fā)出一些化學信號，即“生產(chǎn)指令”，開始就地安營扎寨，形成生產(chǎn)線，大批量生產(chǎn)藥物。因為是在我們身體患病部位就近產(chǎn)生藥物，所以在患病部位附近有較高的藥物濃度，既實現(xiàn)了重點部位的重點火力照顧，又避免了傷及無辜，不會殺傷其他正常的身體細胞。

根據(jù)最新的報道，科學家制備的此類細菌看起來像是一個個加肥版的圓棍，外形非常類似我們常見的飛艇，而且其發(fā)揮的功能也非常接近――搜尋目標、傳送彈藥、空投彈藥，因此被命名為“細菌飛艇”。

【深層解析】

此處所指的基因工程，就是用DNA重組技術，將外源基因轉入大腸桿菌中表達，使大腸桿菌能夠生產(chǎn)人體所需要的產(chǎn)品，而這種服務于我們的細菌被稱為基因工程菌。基因工程技術在醫(yī)藥、環(huán)保、畜牧、食品等很多領域都有巨大的應用前景。據(jù)統(tǒng)計，目前全世界的藥品中至少有50%是通過生物合成的，生物合成比化學合成更加簡便，尤其是對于那些分子結構復雜的藥物，更加省時省力，因此可以帶來難以估計的經(jīng)濟效益。

肩負雙重任務

在這一科研項目中，科學家賦予大腸桿菌雙重身份――既是藥物“生產(chǎn)員”，又是藥物“遞送員”。這是該研究內容最大的亮點。而且，“生產(chǎn)藥物”也是一個廣義概念，理論上包括任何功能，比如緩解食物中毒、殺滅病變細胞、消除感染等等。在已經(jīng)進行的體外實驗中，這種基因工程菌已經(jīng)能夠完成科學家預想的工作――能夠準確找到預先設定的目標，一種腸細胞，并產(chǎn)生相關的化學信號，誘導周圍的細菌一起產(chǎn)生特異的蛋白藥物，從而達到治療的目的。

為了更好地理解“細菌飛艇”的雙重任務，我們不妨將這兩個過程拆開單獨來看看。

首先是基因工程菌來為人類服務。要說到細菌為人類服務，那歷史可就長了，可以追溯到公元前幾千年的釀酒和制醋的生產(chǎn)工藝――那就是利用細菌發(fā)酵為我們生產(chǎn)所需要的東西。到了后來，19世紀末到20世紀30年代的工業(yè)發(fā)酵，其實都是應用微生物的實例。說到生產(chǎn)藥物，可能是我們更加熟悉的，醫(yī)院天天在使用的青霉素、鏈霉素、慶大霉素、紅霉素等抗生素以及一些維生素，都是通過不同微生物發(fā)酵產(chǎn)生的。后來隨著基因技術的發(fā)展，利用基因工程，人類可以有目的地改造細菌，讓基因完全按照我們的意愿發(fā)揮生物學功能，生產(chǎn)我們需要的藥物。

其次就是“服務到門”的定點功能。在醫(yī)藥學領域，這一功能有一個專門術語，稱為“靶向”。顧名思義，就是像打靶一樣，通過載體將藥物精準地運送到病變部位。所以，病變部位也就稱為靶部位，負責運載藥物的載體被稱為靶向制劑。從這一角度來說，該基因工程菌就是一種靶向制劑。

【深層解析】

靶向制劑最大的優(yōu)點就在于將藥物準確送達病變部位，并且在這些靶部位滯留一定的時間，在局部積累一定的濃度。這樣一來，不僅可以高效消滅病灶，還能保證對周邊的正常細胞“毫發(fā)無損”。常見的靶向制劑一般是一些微米或者納米級別的小膠囊，通過被動的滲透或者我們人為地進行設計改造，實現(xiàn)靶向的目的。

任重而道遠

在已有的實驗中，“細菌飛艇”首先應用于腸道中，因為大腸桿菌在腸道中存活的時間更長，自然發(fā)揮的效果也更持久。但科學家們并不滿足于此，他們希望在此基礎上能夠進一步改造“細菌飛艇”，實現(xiàn)對腫瘤等疑難病癥的精準治療。同時，既然“細菌飛艇”能夠釋放預先設定好的化學信號，科學家也希望通過這種信號交流，與天然的致病菌相互溝通，能夠“勸阻”有害菌致病，使其保持一種相對休眠的狀態(tài)，阻止它們的感染。

科學家期待能將“細菌飛艇”制備成一種活菌制劑，就如同我們平時經(jīng)常食用的益生菌那樣，可以通過注射或口服順利地進入我們體內并保持活性。

目前，在“細菌飛艇”研究方面所取得的成績的確非常鼓舞人心，但也不得不強調，這些實驗結論大多還只是停留于理論設想，充其量也就是體外實驗證明，距離實際應用還有相當遠的路要走。

首先，當前的“細菌飛艇”是針對腸道疾病，通過口服進入體內，經(jīng)過消化道到達腸道。但問題在于，進入腸道之前，“細菌飛艇”要經(jīng)歷一個可以稱之為“地獄”的環(huán)境，就是我們的胃部――其中富含大量的胃酸，能順利通過此關的幸存者實在是寥寥無幾。這樣，也就會使治療效果大打折扣。

其次，是“細菌飛艇”的安全性問題。畢竟這是一種工程細菌，而且生產(chǎn)的又是具有功能性的生物活性物質，比如像大分子的蛋白質，當這些細菌和化學物質進入體內或是進入到自然環(huán)境當中，存在著一定安全隱患，要想順利通過審查也不是一件容易的事。

篇4

關鍵詞:基因工程技術;人文價值;技術倫理

在人類的實踐活動中,技術和人文價值互為根據(jù)、相互支持。現(xiàn)代技術就是由技術器物、技術制度與體制以及技術意識形態(tài)這三個層次的因素組成的文化［1］。作為一個多目標、多類型的技術體系,基因工程技術負荷多方面的價值,有著廣泛而深遠的社會影響。基因工程技術發(fā)展過程中的人文困惑實際上是人類自身在人格標準、社會倫理觀、生態(tài)價值觀上的諸多疑難的反映。重新審視當代社會的人文價值觀,為基因工程技術的健康發(fā)展提供一個可供參照的人本坐標和社會文化尺度,是當下一件重要的事情。

一、人文價值導引基因工程技術

發(fā)展的必要性與可能性1.人文價值導引基因工程技術發(fā)展的必要性

基因工程技術是自然屬性和社會屬性的統(tǒng)一體。基因工程技術將有力地促進社會經(jīng)濟的發(fā)展,實現(xiàn)人的自由,滿足人類多方面的需要。由于基因工程技術的作用對象包括人在內,其發(fā)展和應用就必然更多地涉及到人文價值,在個體層面、群體層面和社會層面影響到人與人、人與社會以及人與自然的關系。基因工程技術為人類擺脫生物本性上的局限從而實現(xiàn)更大的目標創(chuàng)造著條件,給人類帶來無限的夢想和希望。同時,基因工程技術又對人類的文明和智力,甚至對人類的肉體生存和心理健康都帶來了新的、更大的挑戰(zhàn)。基因工程技術的發(fā)展并不總是合乎人的本質訴求,其背離人類本性的一面已經(jīng)表現(xiàn)出來,已經(jīng)產(chǎn)生和將要產(chǎn)生更為復雜的倫理、法律、社會和生態(tài)等問題,亟須人文價值的密切關注與導引。

基因工程技術發(fā)展的人文困惑就是這項技術在其發(fā)展過程中對現(xiàn)代人文價值觀念的沖擊,表現(xiàn)為基因工程技術對人類社會價值觀念的重構和社會價值對基因工程技術的審視。這種困惑折射出社會發(fā)展中的物質層面和精神層面的不協(xié)調。對于技術與人文價值之間的這種激蕩,我們必須承認和審慎對待。其實,基因工程技術的內在價值維度與社會人文價值之間有著互惠的影響,基因工程技術與人文價值的協(xié)同發(fā)展是十分必要的。

用人文價值導引基因工程技術的發(fā)展是必需的。陳昌曙教授曾指出:現(xiàn)代技術從根本上說都是人造的,人在多種情況和相當程度上可以干預和選擇技術。在技術創(chuàng)新的方向,對在何種場合、何種程度上應用技術,對技術發(fā)展的戰(zhàn)略和技術政策都有選擇的自由和余地;國家、部門和企業(yè)都有技術選擇的任務,工程師、企業(yè)家都有進行技術選擇的能力［2］。具體說來,人是基因工程技術發(fā)生和發(fā)展的主體,居于核心地位。沒有科技工作者的努力就不可能有基因工程技術的產(chǎn)生和發(fā)展,更談不上產(chǎn)業(yè)化、市場化;發(fā)展基因工程技術的宗旨是為人類造福,為解決人的現(xiàn)實問題服務。在這里,基因工程技術是手段,人是目的。因此,基因工程技術的發(fā)展路徑和結果必須符合人的基本價值訴求。

2.人文價值導引基因工程技術發(fā)展的可能性

現(xiàn)代技術的實體因素決定著人們的生產(chǎn)、生活和精神狀況,影響著“人—社會—自然”大系統(tǒng)的演化,表征著現(xiàn)階段人類文明的發(fā)展水平。同時,人文價值規(guī)定了技術發(fā)展的方向和目的,通過影響技術制度、體制及其意識形態(tài)實現(xiàn)著對現(xiàn)代技術的選擇、擴散和社會整合。人文價值作為人類社會存在和發(fā)展的基本理想,完全可以規(guī)定基因工程技術的發(fā)展方向。在實踐中,通過不斷發(fā)展的人文價值可以實現(xiàn)對基因工程技術的導向作用。

人文價值對基因工程技術的發(fā)展有著理性的制約作用。M.謝勒認為,每次理性認識活動之前,都有一個評價的情感活動。因為只有注意到對象的價值,對象才表現(xiàn)為值得研究和有意義的東西［3］。基因工程技術的發(fā)展從根本上說,要受到人們的情感、態(tài)度以及社會倫理規(guī)范的影響。基因工程技術活動必然要受到當今時代占主導地位的文化價值科學精神和人文精神的雙重影響。現(xiàn)代基因工程技術體現(xiàn)著科學與人文之間的互補關系:一方面,在探討現(xiàn)代基因工程技術活動的意義和技術決策的標準時,離不開對其人文精神的思考;另一方面,要確定解決特定問題的技術方案和預測現(xiàn)代基因工程技術的物質后果,只有運用理性的科學精神才能作出回答。以科學精神和人文精神的和合統(tǒng)一為主導的當今社會文化價值以其解釋作用、論證作用和導向作用,創(chuàng)設出基因工程技術發(fā)展的社會心理氛圍、可行條件并影響著其可能的發(fā)展規(guī)模、速度和方向。

總之,基因工程技術與人文價值的邏輯關聯(lián)提供了人文價值導引基因工程技術發(fā)展的可能性,現(xiàn)代基因工程技術發(fā)展的潛在人文困惑又日益彰顯了人文價值導引基因工程技術發(fā)展的必要性。人文價值可以也必須通過作用于基因工程技術的器物層面和制度層面對此項技術的發(fā)展方向加以導引。

二、人文價值導引基因工程技術

發(fā)展的主要原則為了能夠在發(fā)展基因工程技術以促進社會福利的同時,又能前瞻性地關注并預警其多方面的負面影響,在兩者之間形成“必要的張力”,我們必須努力探求正確導引基因工程技術健康發(fā)展的人文價值原則。

1.人本原則

人本原則要求人們在研制、發(fā)展基因工程技術的過程中,要有意識地實現(xiàn)人、社會、自然的整體和諧,關注人類本身的持續(xù)生存和健康發(fā)展。基因工程技術只有在“人—社會—自然”大系統(tǒng)的協(xié)調發(fā)展中才能得以發(fā)展并最終實現(xiàn)人的價值追求。

首先,人類與其他生物、非生物環(huán)境之間的和諧是人類社會持存的原初條件和人類文明得以延續(xù)的基本保障。基因工程技術的發(fā)展要充分考慮自然生態(tài)的承載力和可持續(xù)性。人們應當充分利用基因工程技術提供的主動性和選擇性,通過有目的的社會實踐活動,在促進基因工程技術發(fā)展的同時維持生態(tài)系統(tǒng)的完整、穩(wěn)定和有序發(fā)展,建立一種符合自然生態(tài)系統(tǒng)發(fā)展規(guī)律的社會實踐和組織形式。

其次,社會層面中政治、經(jīng)濟、文化和教育環(huán)境等之間的和諧是基因工程技術發(fā)展的現(xiàn)實社會條件。基因工程技術的發(fā)展既取決于社會的需要,受到特定社會主導文化價值的制約,同時也廣泛地影響到社會生活。基因工程技術的發(fā)展要因人、因地、因時制宜,充分考慮其發(fā)展的社會條件和社會影響,在實現(xiàn)自身發(fā)展的同時促進社會的進步。

再次,實現(xiàn)人的健康發(fā)展和社會價值是基因工程技術發(fā)展的歸宿。研制基因工程技術的原初目的是適宜人性的,其發(fā)展就是為了解決人類生存與發(fā)展面臨的食品、健康與安全等現(xiàn)實問題服務的。堅持以人為本,關心人的價值、尊嚴、平等、自由和全面發(fā)展,應該始終成為基因工程技術發(fā)展的首要目標。

2.技術與倫理觀念協(xié)同原則

基因工程技術已經(jīng)成為推動經(jīng)濟社會發(fā)展的重要動因,其迅猛發(fā)展必然會影響到人類社會固有的觀念。早在上世紀90年代初,歐洲許多公眾就開始強烈反對轉基因食品,他們認為轉基因食品有損人類健康,認為他們有足夠的可供選擇的食物。一些政治家為了自身利益,也充分利用這場輿論紛爭,試圖將它演變成一場公眾的政治運動。1999年,奧地利、比利時、丹麥、法國、希臘、意大利和盧森堡等7個國家明令禁止銷售轉基因食品,在4年內不得發(fā)展轉基因食品。但是,隨著轉基因技術的進一步成熟,到了2002年10月,歐盟又通過了一項關于最終種植轉基因農(nóng)作物的新的指導方針［4］。

伴隨著包括基因工程技術在內的現(xiàn)代生物技術的發(fā)展和應用,人類社會無論從制度方面還是物質方面都已經(jīng)發(fā)生了很大的變革。由人類社會歷史實踐孵化產(chǎn)生出來的倫理觀念同樣要適應新情況和新變化,以嶄新的姿態(tài)解決新問題。我們并不主張人類的倫理觀念無條件地完全適應或簡單地迎合基因工程技術發(fā)展的現(xiàn)實,但至少應該作出相應的調整,改變一些具體的倫理規(guī)范和行為準則。倫理學家的研究內容和研究方式不要只被動地適應基因工程技術所帶來的挑戰(zhàn),而要能夠預見基因工程技術發(fā)展中所要產(chǎn)生的問題和矛盾,起到針對防范基因工程技術負效應發(fā)生的預見和警戒作用［5］。

我們在利用基因工程技術改造物質世界的同時,也要分析和改造我們自己的精神世界,從而實現(xiàn)兩個世界的和諧統(tǒng)一。在現(xiàn)代生物技術的輝煌與其人文憂患并存的時代,基因工程技術視野與人文價值視野需要很好地對接,技術的發(fā)展與倫理觀念所展現(xiàn)的高度應該是一致的,技術與倫理觀念應該是協(xié)同發(fā)展的。

3.非功利性原則

現(xiàn)代生命科學和基因工程技術已經(jīng)分別成為目前重要的前沿科學和關鍵技術,它們相互促進、相互影響,將同時迎來一個迅猛發(fā)展的新時代。現(xiàn)代科學、技術、產(chǎn)業(yè)整體化的發(fā)展趨勢,要求我們重視生命科學研究與基因工程技術的協(xié)調發(fā)展,把基因工程技術建立在牢固的生命科學基礎之上。

相對于人們對基因工程技術產(chǎn)業(yè)化、市場化的經(jīng)濟功利訴求,生命科學基礎研究要求更多的則是勤奮踏實、不懈努力和淡泊名利的心態(tài)與行為。如果片面追求基因工程技術的所謂快速發(fā)展而忽視生命科學基礎研究,就會使基因工程技術逐漸失去自身存在的根基并最終導致自身發(fā)展的乏力。這要求人們對待基因工程技術的發(fā)展,要適當?shù)爻焦膽B(tài)并堅決反對任何不切合實際的急功近利。

這項原則還要求人們謹慎地對待基因工程技術,采取與傳統(tǒng)技術不同的運作方式,在確保安全性的基礎上,有選擇、有限度地加以利用。例如,由于一般藥物的安全性或毒性試驗對基因藥物不一定適用,加上種屬差異性,基因工程藥物對人的藥理學活性在動物身上就不大可能得到完全、正確的反應。這樣在進行安全性試驗和臨床應用時,就要求有不同于傳統(tǒng)的毒性試驗項目、方法、判斷標準以及防范措施。另外,由于轉基因農(nóng)作物相對于生態(tài)系統(tǒng)來講屬于“外來物種”,必須對其從實驗室走向大田試驗的各個環(huán)節(jié)中間試驗階段、環(huán)境釋放階段、生產(chǎn)性試驗階段進行嚴格的實時監(jiān)控,并且在其大田種植后也要繼續(xù)依照新的標準采取分階段的安全性評價。反之,對基因工程技術過分的功利心態(tài)則可能無視這項技術的特殊性、不確定性以及可能存在的風險,導致這項技術的誤用和濫用。三、人文價值導引基因工程技術

發(fā)展的途徑探析1.確立開放的技術倫理評估框架

在當今文化多元的世界,我們很難在關于人文價值的合理理念方面達成共識,乃至不可能只有一種普適的技術倫理觀。然而,人類社會面臨著共同的技術應用問題,社會生活有其相通性,對“善”的追求也是人性的重要向度,這一切都使得人們可以在基因工程技術的發(fā)展問題上,將價值存在的抽象性轉化為具體規(guī)范的可能性并達成一些基礎性的共識。然后,人們在此基礎上愿意提出和遵守公平合作的條件,愿意承擔判斷的任務并接受其后果。例如,在已經(jīng)過去的三十多年中,美國學術界針對生物技術的應用發(fā)展提出了包括“行善原則”、“自主原則”、“不傷害原則”和“公正原則”在內的四條生物醫(yī)學倫理原則,在世界產(chǎn)生了很大的影響,得到了廣泛認同和實際應用。

為了評估基因工程技術的發(fā)展,一種技術倫理評估的新框架在今天是必需的。我們要以生物倫理學理論多元的寬廣襟懷,融合多樣性的、具有共同基礎的基因工程技術發(fā)展的指導原則,謀求實際應用過程中的共識。開放的技術倫理評估框架的目的只能是為了使人類生活得更好,使人類免受可能的技術傷害。關涉人類前途的基因工程技術在其發(fā)展過程中一定要傾聽來自各方面的聲音,允許各種話語的自由表達,寬容地對待各種不同的學術觀點和立場,這樣才可能真正實現(xiàn)自身的健康發(fā)展。

2.推廣人文主義的科學教育觀

科學素養(yǎng)已經(jīng)成為衡量一個國家國民素質水平及其國際競爭力的重要指標之一,科學教育日益占據(jù)了教育的主導地位。科學教育肩負著提高國民素質尤其是全體國民的科學素質,引導社會成員勇于在未知領域中探求并走進科學殿堂的重任。面對新世紀科學技術高度綜合化、整體化以及自然科學與人文社會科學相互滲透和融合的發(fā)展趨勢,科學教育必須以培養(yǎng)大量基礎扎實、知識寬厚、綜合素質高、創(chuàng)新能力強,既有科學素養(yǎng)又有人文理想的復合型人才為目標。完整的科學教育既包括科學技術知識的傳授和能力的養(yǎng)成,更包括人文精神的熏陶。

然而,科學教育和人文教育的長期分離,人為地制造了科學與人文兩大陣營,且相互對立和互不理解,形成了所謂的“兩種文化”現(xiàn)象［6］。在這種氛圍下,基因工程技術也很難實現(xiàn)健康發(fā)展。如果基因工程技術只是被人們從功利主義的工具角度來看待,那么它在文化上的價值就不能得到完整而準確的表達,就可能在其社會應用過程中給人類帶來危害。我們必須找到基因工程技術與人文價值相結合的途徑,使基因工程技術發(fā)展人性化,讓基因工程技術的發(fā)展得到理性的規(guī)范,而不是讓其成為一種與我們的文化無關的純粹工具來任意發(fā)展。為了使基因工程技術始終服務于人類文明的目標,我們在實踐中就必須推廣科學精神與人文精神、價值理性與工具理性相融合的新人文主義科學教育觀。

加強科學教育過程中人文素養(yǎng)的融入,促進基因工程技術人才養(yǎng)成高尚的人文精神,完善其知識架構,能夠極大地夯實人才基礎,使他們在內心深處樹立以人為本的理念,追求進步、向往和諧的人生理想。在科學實踐上自覺地應用人文價值觀念主導和支配基因工程技術的決策和選擇,從而對基因工程技術的健康發(fā)展起到有效的推動作用。

3.強化生命科學家的社會責任,塑造基因工程師的行為范式

科技工作者對人類進步高度的社會責任感和道德責任感是科技進步的重要推動力。早在1974年,聯(lián)合國教科文組織就在《關于科學研究工作者地位的建議》中講到科學家的道德責任。在當今大科學時代,發(fā)展科學技術已經(jīng)成為國家行為,科技工作者必須考慮科學技術的社會后果以及自身的社會責任。運用科技成果為全人類造福是科學家和技術工程師追求的美德。要實現(xiàn)“科學為全人類造福”的價值目標,迫切需要科學家和工程師自覺樹立起新的責任意識。基因工程技術的新發(fā)展賦予生命科學家和基因工程師們以前所未有的力量,同時加重了他們的社會責任。基因工程技術在給人類帶來福利的同時,還帶來可以預見的和難以預見的危害甚至災難,或者在給一部分人帶來利益的同時而給另一些人帶來了傷害。面對基因工程技術帶來的諸多現(xiàn)實問題以及人們思想觀念的變化,生命科學家和基因工程師作為生命科學知識最主要的載體和基因工程技術活動的主體,有責任、有義務樹立科學良心和職業(yè)倫理道德,使基因工程技術為人類創(chuàng)造繁榮的同時,盡可能減少其負面影響。

在2002年4月召開的香山科學會議上,許智宏院士指出:“科學家自身的道德意識和倫理覺醒至關重要。面對生命科學研究可能帶來的巨大經(jīng)濟利益,科學家要自覺地依據(jù)理性和符合人類利益的原則作出選擇。任何科學技術的應用都有雙重性,科學家有責任向社會說明技術的價值和可能帶來的風險及危害”［7］。可見,科學良心是科技工作者內在的思想道德,是道德情感、道德認識和道德意志的具體體現(xiàn),是科技工作者支配自己的科研工作為人類造福的道德支柱。因此,生命科學家要堅持不懈地加強科學道德修養(yǎng),將自己培養(yǎng)成為有社會良心的責任主體。基因工程技術的健康發(fā)展有賴于基因工程師在實踐中自覺處理好基因工程技術積極社會功能的正常發(fā)揮與其價值負荷、政治法律約束的關系,逐步形成一個既有利于基因工程技術發(fā)展又充分考慮其社會效應的、可操作的行為范式［8］。

4.重視技術評論,營造公眾參與的良好社會輿論氛圍

基因工程技術的發(fā)展需要良好的社會輿論氛圍。社會公眾的態(tài)度和心理承受程度是基因工程技術發(fā)展與應用的重要參量。在現(xiàn)代信息發(fā)達的社會中,一種新技術概念在社會的擴散,一種新技術成果在社會的推廣,一種新技術產(chǎn)品在社會的應用,均離不開眾多媒體強大的中介傳播作用。一種技術在媒體宣傳中的形象,將直接影響到社會公眾對此項技術的接受態(tài)度。分析公眾因基因工程技術的發(fā)展和應用而產(chǎn)生的社會心理問題,通過各種媒體開展富有成效的技術評論,及時引導并調適公眾心理,對于基因工程技術的發(fā)展有著極其重要的意義。

在當今社會,沒有公眾科技素養(yǎng)的提高,在生命科學和基因工程技術研究中實現(xiàn)公眾參與和顧及社會倫理道德將只是空談。生命科學家和基因工程技術工程師在技術評論和公眾心理調適中有著不可推卸的責任。他們有預測和評估基因工程技術社會應用的正負效應,對公眾進行科學知識普及和技術風險教育的責任,并結合自身的研究進程負責任地與公眾進行多方面的對話和交流,通過開展技術評論有效地緩解社會公眾期待與緊張的心理狀態(tài),從而創(chuàng)造一個良好的社會輿論氛圍,為爭取公眾參與搭建一個互動的平臺,最終實現(xiàn)基因工程技術的人性化發(fā)展。

大眾傳媒在塑造基因工程技術的社會形象,促進公眾理解基因工程技術的過程中有著廣泛而深遠的影響。媒體通過自己的宣傳,既可以起到為基因工程技術的發(fā)展爭取社會投資、社會支持的作用,也可能招來社會公眾對該項技術的強烈抵制。媒體對基因工程技術的理解程度和價值取向將直接影響到公眾的心理走向。因此,較為理想的技術評論應以正確理解科學技術為基礎,以科學精神為靈魂,堅持社會效益優(yōu)先原則和進步的方向性原則,使社會公眾及時了解到基因工程技術的發(fā)展狀況,切實維護公眾的知情權和選擇權。通過公眾參與和民主監(jiān)督,促使基因工程技術以盡可能符合社會秩序和人道的方式發(fā)展,最終實現(xiàn)生命科學研究和基因工程技術創(chuàng)新的人文關懷。

5.通過立法和制定科技政策進行必要的社會調控

在宏觀層面,要處理好個人、社會和自然三者之間的關系,注意從社會整體效應和長期利益的角度對基因工程技術的發(fā)展作出調控;在微觀層面,要著力營建科學技術發(fā)展與社會全面進步和諧一體的理念,使基因工程技術研發(fā)人員切實認識到自身的社會價值訴求。通過各方面的共同努力,使基因工程技術的發(fā)展實現(xiàn)更多的人文關懷,盡量減少其對社會利益的損害。具體說來,主要包括以下兩個方面的內容。

其一,通過立法使基因工程技術在發(fā)展中趨利避害。制定有關法律和法規(guī)并不是阻撓基因工程技術的發(fā)展,而是對其進行積極引導和適當限制,由此爭得充分的準備時間,以便人們能夠充分估計基因工程技術發(fā)展的負面作用,建立一套可操作的制度和規(guī)則。為防止現(xiàn)代生物技術對人類生命個體的有意或無意的傷害和危及人類社會的發(fā)展,在發(fā)展生物技術方面一定要謹慎,要在嚴格的法律規(guī)范條件下有序進行。近幾年,我國制定出臺的《基因工程安全管理辦法》、《農(nóng)業(yè)轉基因生物安全管理條例》、《人類遺傳資源管理暫行辦法》等,都是對基因工程技術發(fā)展進行規(guī)范所作出的積極努力。

其二,制定出合理的基因工程技術發(fā)展政策是其發(fā)展的重要條件。基因工程技術的發(fā)展關系到國家、民族乃至全人類的前途。在進行基因工程技術立法和制定政策時應十分慎重,不要使基因工程技術工作者和生命科學家們在從事研究時感受到過多的社會壓力。只有在一個寬松、民主、自由的社會環(huán)境中,科技工作者的積極性、主動性和創(chuàng)造性才能夠得到充分發(fā)揮,才會真正有利于生命科學和基因工程技術的健康發(fā)展。在制定基因工程技術發(fā)展政策時要充分考慮到基因工程技術的社會價值、社會心理影響等,最終實現(xiàn)基因工程技術與經(jīng)濟社會的協(xié)調發(fā)展。

若要從根本上解決政府、科技界、企業(yè)界和公眾之間在基因工程技術發(fā)展方面的觀念沖突,除了像技術哲學家M.邦格所設想的力爭技術的民主控制,即公眾參與所有大規(guī)模的技術規(guī)劃之外還需要有整個社會的變革［9］。基因工程技術的發(fā)展和應用離不開社會的整體變革,需要通過適當?shù)纳鐣兏餇幍昧己玫纳鐣幕h(huán)境。但是,這種有利于協(xié)調基因工程技術與其他社會領域沖突的社會文化環(huán)境,僅僅依靠基因工程技術本身的發(fā)展是無法營造的,這需要全社會的共同努力。

總之,我們希望在人文價值的積極導引下,尋求一種有利于基因工程技術健康發(fā)展的道路,讓本性為善的技術發(fā)展得更為完善,創(chuàng)造一個美好的未來。

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篇5

關鍵詞：現(xiàn)代生物技術；醫(yī)藥領域；應用

引言

隨著科學技術的急速進步，尤其是分子生物相關先進理論成果、當代先進技術不斷侵入現(xiàn)代生物技術，全面社會需求，生物技術由高新技術代替過去傳統(tǒng)技術儼然成為現(xiàn)代生物技術發(fā)展的必然。現(xiàn)代生物技術作為一項高新技術，其與醫(yī)藥領域存在著密不可分的聯(lián)系，現(xiàn)代生物技術發(fā)展一方面能夠促進醫(yī)學基礎學科發(fā)生革命性轉變，一方面能夠為醫(yī)藥工業(yè)開辟出又一片天地[1]。

1現(xiàn)代生物醫(yī)藥的重點領域

1.1腫瘤治療

世界范圍內，腫瘤死亡率在疾病死亡率中有著十分高的占比，每年各個國家用于腫瘤的治療費用數(shù)以億計。腫瘤屬于一種多機制的復雜病癥，現(xiàn)階段依舊采取早期診斷、放療、化療等綜合方式治療，療效并不十分客觀，同時會對患者造成極大的痛苦。當前，唯有現(xiàn)代生物醫(yī)藥方可肩負起徹底攻克腫瘤的人類使命，腫瘤治療著實進入到一個兩難的局面。在對腫瘤患者機體癌細胞進行殺死時，同時會危機到患者機體的正常細胞。基于此，現(xiàn)代生物醫(yī)學提出了導向治療理論。導向治療指的是借助抗體尋找靶標，就好似導彈的導航儀，于病灶中有效引入腫瘤藥物，從而不至于傷及到其他正常細胞[2]。現(xiàn)階段，在數(shù)百余種開發(fā)的現(xiàn)代生物技術藥物中，存在一半被用于腫瘤治療，對腫瘤發(fā)病機制研究、抗腫瘤新藥研發(fā)及現(xiàn)代生物技術均呈現(xiàn)出良好的發(fā)展前景。

1.2神經(jīng)退行性疾病治療

神經(jīng)退行性疾病，好比小腦萎縮癥、帕金森氏病、腦中風等，勢必會愈來愈有賴于現(xiàn)代生物醫(yī)藥的發(fā)展。單單美國每年中風患者就超過80萬，且死于中風人數(shù)達到20萬，而治療此類疾病的有效藥物十分有限，特別是治療不可逆腦損傷方面的藥物更是極少，伴隨神經(jīng)生長因子、溶栓活性酶的開發(fā)為治療此類病癥帶來了希望[3]。

1.3自身免疫性疾病治療

當前，現(xiàn)代生物醫(yī)藥在治療自身免疫性疾病中扮演著十分重要的角色。諸多炎癥是由機體自身免疫不足造成，好比風濕性關節(jié)炎、哮喘、皮肌炎等，全球范圍內全年單單用于風濕性關節(jié)炎的治療費用超過千億美元，治療此類頑疾的高效基因藥物市場前景十分可觀。在自身免疫性疾病中，艾滋病（AIDS）是屬于對人類危害最大的一種病癥，現(xiàn)階段治療AIDS仍舊還沒有十分有效的特異性藥物，但很顯然，醫(yī)藥領域已經(jīng)把攻克AIDS的希望寄托于現(xiàn)代生物技術。

2現(xiàn)代生物技術在醫(yī)藥領域的應用

2.1制取活性物質

在現(xiàn)代醫(yī)藥領域中，醫(yī)療環(huán)節(jié)應用的抗生素、菌體藥物及酶制劑等各種類型藥物，均是通過微生物發(fā)酵而成的，此類微生物發(fā)酵產(chǎn)物只不過是不計其數(shù)生物活性物質中的幾種。一般而言，生物活性物質均是通過液體深層培養(yǎng)法而生成的，一些物質可發(fā)揮對生物體內酶活性予以抑制的作用，此類物質即為酶抑制劑，酶抑制劑在醫(yī)藥領域有著十分可觀的發(fā)展?jié)摿ΑＴ诂F(xiàn)代醫(yī)藥領域中，諸多生理活性物質均可借助現(xiàn)代生物技術得以生成。就好比，在治療大部分關節(jié)炎過程中，體激素往往能夠獲得滿意的療效，體激素成分中可的松對于風濕性關節(jié)炎療效則更為顯著。而醋酸可的松屬于以脫氧膽酸為生產(chǎn)的原料，通過32個環(huán)節(jié)的化學反應合成而來，如若借助黑根霉將黃體轉換成11-a-輕基黃體酮，則能夠省去多個不必要的化學合成工序，有效提升其收率[4]。

2.2開展基因治療

自基因角度而言，基因治療指的是將具備正常功能的基因置換或是增補到部分存在缺陷的基因中，進而實現(xiàn)對基因缺陷予以修復的目的。自治療角度而言，基因治療指的是借助導入遺傳物質對病患機體細胞基因予以轉變，進而實現(xiàn)防治疾病的目的，此種導入基因既可以是與缺陷基因有著對應功能的同源基因，又可以是與缺陷基因不存在關聯(lián)的治療基因。在應用現(xiàn)代生物技術開展基因治療期間，多采用下述兩種治療方式：（1）生殖細胞基因治療法，即借助現(xiàn)代生物技術對生殖細胞基因表達予以轉變；（2）體細胞基因治療法，即借助現(xiàn)代生物技術對體細胞基因表達予以轉變。自理論角度而言，對生殖細胞缺陷予以修復，一方面能夠對當代基因缺陷展開治療，一方面能夠保證基因缺陷不至于遺傳到下代人細胞基因中。

2.3改進生產(chǎn)工藝

現(xiàn)如今，我國已設立了國家基因資源庫、生物樣本庫及蛋白質庫，將各式各樣化學藥物制劑技術、基因重組治療性抗體、大規(guī)模培養(yǎng)、基因治療等作為關鍵，通過一些大規(guī)模企業(yè)構建健全醫(yī)產(chǎn)學研密切相融的新藥研發(fā)體系。在應用基因工程技術改進藥物生產(chǎn)工藝期間，其能夠起到提升菌種生產(chǎn)性能和水平、簡化工藝改善收率、優(yōu)化工業(yè)生產(chǎn)菌種及極大降低生態(tài)污染等作用。世界范圍內生物制藥市場中基因工程藥物已經(jīng)占據(jù)很高的份額，有著高成長、不易攻破壁壘及極佳市場潛力等特點。自上世紀90年代以來，我國基因工程藥物復合增速超過5層，平均毛利率高達80個百分點[5]。基因工程藥物包括單抗、重組蛋白及新型疫苗等，近些年借助基因技術改進亞歐無生產(chǎn)工業(yè)、生成高產(chǎn)菌株的實例不斷增多。

2.4單體克隆

單體克隆抗體一經(jīng)問世，便得到醫(yī)藥領域專家、學者的熱切關注，其不僅具備可標準化、質地均一、反應靈敏等優(yōu)勢特征，還能夠展開大規(guī)模大批量的工業(yè)化生產(chǎn)。現(xiàn)如今，市場上已有數(shù)以百計的單抗治療制劑、單抗診斷試劑，且還存在諸多單抗治療制劑正在被開發(fā)。單抗偶合物能夠展開機體定位診斷，有效促進腫瘤、心腦血管疾病等病癥診斷工作的開展。單抗偶合物一方面能夠促進機體腫瘤定位，一方面能夠展開導向治療，強化腫瘤治療藥物的細胞毒性功效，降低不良反應及用于殺死機體腫瘤細胞等。此外，單抗簡易家庭診斷藥物，好比糖尿病診斷藥物、妊娠診斷藥物等逐步在市場中推廣，簡易診斷法作為一種時展趨勢將逐步由醫(yī)院轉至家庭。

3結束語

總而言之，現(xiàn)代生物技術在醫(yī)藥領域的廣泛應用，為人類增強體質、攻克病魔做出了不可磨滅的貢獻。在預防、診斷和治療影響人類健康的重大疾病方面也起到了關鍵的作用，基于此形成的生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)是截至目前現(xiàn)代生物技術最為龐大的應用領域。

參考文獻

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[4]高巍，劉佳．醫(yī)藥領域中現(xiàn)代生物制藥技術的作用分析[J].中國藥物經(jīng)濟學，2012（3）：162-163．

篇6

生物醫(yī)藥作為當今世界上最活躍、發(fā)展最快的產(chǎn)業(yè)之一，具有五大行業(yè)特征：一是高技術，主要體現(xiàn)在知識密集、技術含量高、多學科高度綜合互相滲透。例如基因工程藥物，上游技術(即工程菌的構建)涉及到目的基因的合成、純化、測序；基因的克隆、導入；工程菌的培養(yǎng)及篩選；下游技術涉及到目標蛋白的純化及工藝放大，產(chǎn)品質量的檢測及保證等。二是高投入，主要體現(xiàn)在用于新產(chǎn)品的研究開發(fā)及醫(yī)藥廠房的建造和設備儀器的配置等方面的投入相當大。目前國外研究開發(fā)一個新的生物醫(yī)藥的平均費用在1億～3億美元左右，一些大型生物制藥公司的研究開發(fā)費用占銷售額的比率超過了40％。三是周期長，主要體現(xiàn)在生物藥品從研發(fā)到產(chǎn)品轉化周期長(國內最快需3～5年，歐美約8～10年)。四是高風險，通常新藥的投資從生物篩選、藥理、毒理等臨床前實驗、制劑處方及穩(wěn)定性實驗、生物利用度測試直到用于人體的臨床實驗以及注冊上市和售后監(jiān)督一系列步驟中，任何一個環(huán)節(jié)失敗都將前功盡棄，一般來講，一個生物工程藥品的成功率僅有5％～10％。五是高收益，通常一種新生物藥品上市后2～3年即可收回所有投資，尤其是擁有新產(chǎn)品專利的企業(yè)，一旦開發(fā)成功便會形成技術壟斷優(yōu)勢，利潤回報能高達10倍以上。美國Amgen公司1989年推出的促紅細胞生成素(EPO)和1991年推出的粒細胞集落刺激因子(G―CSF)在1997年的銷售額已分別超過和接近20億美元。因此，創(chuàng)新生物藥品一旦開發(fā)成功投放市場，將獲暴利。 2004年世界藥品市場約為5060億美元，其中70％左右的制藥工業(yè)市場為傳統(tǒng)化學藥物，生物制藥產(chǎn)業(yè)整體發(fā)展速度加快，規(guī)模迅速擴張。據(jù)全球權威醫(yī)藥市場咨詢調研公司IMSHealth最新統(tǒng)計表明，2004年基因重組生物技術藥物的年銷售額已經(jīng)突破400億美元。從1998年至2003年，全球生物技術藥物年銷售額的增長率為15％～33％，遠高于年增長率為7％～10％的傳統(tǒng)制藥工業(yè)。2004年全球生物制藥市場收入為450億美元，到2011年，有望達到982億美元。

美國是現(xiàn)代生物技術的發(fā)源地，又是應用現(xiàn)代生物技術研制新型藥物的第一個國家。多數(shù)基因工程藥物都首創(chuàng)于美國。

歐洲在發(fā)展生物藥品方面也進展較快，英、法、德、俄羅斯等國在開發(fā)研制和生產(chǎn)生物藥品方面也成績斐然，在生物技術的某些領域甚至趕上并超過美國。

亞洲在生命科學領域亦有一定建樹，日本目前已有65％的生物技術公司從事于生物醫(yī)藥研究，日本麒麟公司生物醫(yī)藥方面的實踐亦列世界前列，新加坡政府最近宣布劃出一塊科技園區(qū)并耗巨資建設用于吸引世界幾家大的生物醫(yī)藥公司落戶其中，韓國、中國臺灣在該方面也雄心勃勃。

我國生物制藥業(yè)起步于20世紀80年代初期，至1989年我國批準了第一個國產(chǎn)基因工程藥物。目前我國已經(jīng)有超過500家生物醫(yī)藥相關企業(yè)，中國生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)的銷售額占整個醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)比率已經(jīng)達到6％左右，產(chǎn)業(yè)整體仍處于成長期的前期階段，生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為我國一個具有極強生命力和成長性的新興產(chǎn)業(yè)。在未來的5年內，我國生物制藥產(chǎn)值將以不低于15％的速度蓬勃發(fā)展。

“十五”實施以來，國家加大對生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)的政策引導扶持，出臺鼓勵新藥發(fā)展的優(yōu)惠政策，設立孵化器、生物醫(yī)藥園區(qū)、增大關鍵性醫(yī)藥基礎技術研究的投資和產(chǎn)業(yè)化配套支持等對醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新和發(fā)展起一定的促進作用。此外醫(yī)藥行業(yè)的多數(shù)企業(yè)通過資本市場、風險投資等各種形式的聯(lián)合、兼并與重組，實現(xiàn)企業(yè)間的優(yōu)勢互補和擴大規(guī)模，一定程度上改善了醫(yī)藥企業(yè)規(guī)模過小、布局過度分散的局面，進一步提高了生產(chǎn)集中度。從而使我國醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)在生物藥研發(fā)、原料藥、中藥、仿制藥領域、在產(chǎn)業(yè)鏈的中下游和價值鏈的中低端顯現(xiàn)出一定的比較優(yōu)勢，使價值鏈彰顯出眾多新亮點。

篇7

【關鍵詞】 生物制藥;實驗教學;創(chuàng)新思維;科研素質

一、實施背景

生物科學是一門以實驗為基礎的自然科學,而生物制藥作為其中應用導向較強的領域之一,其實驗教學的地位更是舉足輕重。通過合適的實驗教學體系培養(yǎng)適合社會與產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要的人才,是生物制藥人才培養(yǎng)的重點內容[1,2]。基于高校全面實施素質教育后對創(chuàng)新思維與實踐能力培養(yǎng)的注重,針對我國生物制藥產(chǎn)業(yè)源頭創(chuàng)新能力薄弱、基礎研究落后的客觀現(xiàn)實,我們以學院總體人才培養(yǎng)目標為導向,深化教學改革,重新構建了生物制藥本科實驗教學體系,其根本目的是突出應用理論與技能的系統(tǒng)訓練,強調創(chuàng)新思維的培養(yǎng)與科研素質的塑造。

二、總體思路

根據(jù)專業(yè)課程設置和人才培養(yǎng)需要,更新了實驗課程體系,確定了實驗教學的總體思路與規(guī)劃。將實驗教學設計成三個層次:第一層次以驗證性實驗為主,主要在專業(yè)基礎課中開設,確保學生掌握本專業(yè)的基本實驗技能;第二層次以跨課程的綜合性實驗為主,融合各門專業(yè)課實驗教學內容,重在培養(yǎng)學生系統(tǒng)完整的知識結構和能夠融會貫通地運用各種實驗技能的能力;第三層次以開放性和創(chuàng)新性實驗為主,并要求學生獨立完成科研課題設計,主要在選修課及課余時間進行,強調培養(yǎng)學生的獨立科研能力與創(chuàng)新素質。最終形成夯實基礎知識技能-形成綜合應用能力-拓展科研創(chuàng)新素質的多層次實驗技能培養(yǎng)模式。其中跨課程綜合性實驗及開放創(chuàng)新性實驗是教學改革的重點內容與特色項目。

三、具體內容

1.跨課程的基因工程綜合性實驗

通過將相關專業(yè)課的實驗教學內容的整合和重構,從生物制藥首屆學生(03級)開始,即開設了跨課程的基因工程綜合性實驗。

在實驗總體設計上,以完整的基因工程藥物開發(fā)流程為主線,整合了《基因工程》、《發(fā)酵工藝原理》和《生物技術藥物藥劑與藥代動力學》的實驗內容,并將教學內容分成不同模塊,指定負責教師自編實驗教材;從知識點上涵蓋了基因工程上游技術(包括基因的定位、篩選、克隆、表達、活性及功能的鑒定和分析)與下游技術(包括發(fā)酵、提取、純化、鑒定分析、凍干等技術)以及藥效、藥理、毒理和安全性評價的基本技能,具有較強的系統(tǒng)性與連貫性;在實驗題材上,將來自生物制藥研究所的T細胞受體基因治療藥物及重組白介素-18蛋白藥物等成熟研究成果應用于教學,并以其研究過程為例,講解了生物制藥的研究與開發(fā)流程,提升了實驗教學的學術層次,并推動了科研與教學相互促進;在師資力量方面,由來自理、工、醫(yī)學等不同背景的教師組成教學團隊,以發(fā)揮專業(yè)優(yōu)勢;在實驗設備方面,充分整合了現(xiàn)有教學資源,并將新購置的流式細胞儀、蛋白層析系統(tǒng)、毛細管電泳等先進儀器以不同的方式應用于教學,進一步提高了教學水平,開闊了學生的視野;從考核方式上,首先要求學生嚴格按照學術論文的格式撰寫實驗報告,鍛煉了學生的科研素養(yǎng),同時以知識競賽的形式考查了實驗相關知識與技能,在提高學生學習興趣的同時鞏固了教學效果,整個教學氣氛生動活潑,效果明顯。

2.科研課題設計

由于選修課具有前瞻性較強的教學內容與靈活機動的教學形式,目前在選修課《腫瘤生物學》與《抗體工程》開設了科研課題設計。目的是通過全新的教學模式拓展創(chuàng)新思維,使學生具備獨立設計實驗方案和科研課題的能力,整個過程由學院實行的本科生導師制加以管理與實施。

具體流程如下:首先是準備階段。主要是由學生分組自行完成指定教學內容的備課與講授,目的是為課題設計奠定必要的理論基礎,并由全體本科生導師組成評議組對學生講課情況做出現(xiàn)場分析和點評。第二階段為選題與標書撰寫。在大膽假設、科學論證的原則下,學生提出各自的課題,并與導師討論課題的可行性。定題后,分別完成資料的調研,研究方案的制定,并嚴格按照國家自然基金申請書為模板撰寫課題計劃書,最終提交研究方案。第三階段為課題評定階段。由教師對學生提交的研究計劃進行點評與修改,指導學生最終完成整個實驗設計。根據(jù)理論課的授課情況和最終計劃書的水準評定學生的成績。對于兼具創(chuàng)新性與可行性的研究計劃,可作為畢業(yè)論文及學生創(chuàng)業(yè)計劃的藍本。

3.開放、創(chuàng)新性實驗

主要面向三、四年級本科生。目的是充分利用現(xiàn)有教學資源,為學生創(chuàng)造良好的創(chuàng)新實踐平臺。學院實驗中心與研究所的場地及設備現(xiàn)已全面向學生開放,并設立了專門的本科生創(chuàng)新實驗中心。在課題立項方面,首先鼓勵學生總結所學知 識技能,凝練自己感興趣的題目,在教師的指導下進行教學大綱以外的、有一定深度的創(chuàng)新型實驗。此外,鼓勵教師積極申報開放性實驗項目,這些專職教師通常活躍在教學的第一線,對教學重點及學生的具體知識水平有深入了解,能夠設計出即合乎學生實際,又能拓展思維的課題,具有更強的合理性和可行性,然后通過宣傳招募的方式吸收學生積極參與。

四、主要成果

目前基因工程綜合性實驗共設128個學時。經(jīng)過03級與04級的實踐,獲得了初步的經(jīng)驗,鍛煉了師資隊伍,并根據(jù)教學需要自編了兩版實驗教材。擬經(jīng)過三輪教學實踐進行規(guī)范,成為學院實驗教學的骨干課程與特色項目。在03級綜合性實驗課程結束之后,我們分實驗設計、實驗條件、實驗管理、教學效果幾方面,設置了二十項指標,在全體學生中進行了匿名問卷調查。結果顯示,各項指標的滿意率均在90 %以上。學生普遍反應;通過綜合性實驗,其專業(yè)知識、實驗技能與科學思維都有顯著的提高。

在科研課題設計方面,03級本科生共完成科研課題設計22項。研究方向涵蓋了基因工程抗體、RNA干擾、重組細胞因子、抑癌基因等腫瘤治療的前沿領域,學生的創(chuàng)新思維得到了充分拓展。此外,通過獨立完成課題設計,還培養(yǎng)了學生獨立、嚴謹?shù)目蒲袘B(tài)度,并使其對課題申報的整個過程有了一定認識。

在開放性實驗方面,結合學院實際情況,制定了完善的生科院實驗室開放實施細則。教師申請并組織完成開放性實驗項目3項,學生參與17人次;

接受了以上教學模式的嚴格訓練后,學生的創(chuàng)新意識、科研素質、實踐能力顯著增強,03級本科生進入實習后,獲得了實習基地的一致好評,已成為各基地研發(fā)、生產(chǎn)的骨干力量。以本教學模式為重要組成部分的教改項目于2007年獲得廣東藥學院教學成果二等獎。

五、發(fā)展思路與規(guī)劃

本教學模式經(jīng)歷了兩年的探索、實踐與總結。在對實際教學效果、教師反饋意見進行深入調查的基礎上,對該模式不斷加以完善,并制定了下一階段的發(fā)展思路與具體措施。

在驗證性實驗層次,將開設競爭性實驗。目的是加快教學內容更新,減少現(xiàn)有教材中已顯陳舊的實驗內容,同時根據(jù)學院專業(yè)特色及教師專長,增加具有本院特色、切合人才培養(yǎng)需要的實驗項目。具體方案是:各門專業(yè)課在開設必修的基本實驗、經(jīng)典實驗,確保學生掌握基本實驗技能的同時,設置一定比例的機動實驗課時,由各門課程任課教師自主設計實驗方案,自編實驗講義。首先經(jīng)過試講與預實驗并由全體任課教師評審,然后向學生公布各門課程的候選實驗,學生通過網(wǎng)絡或書面申請方式選擇感興趣的實驗。最終根據(jù)學生選課結果,確定開設的實驗項目。

在綜合性實驗層次,在保證現(xiàn)有基因工程綜合性實驗高質量實施的基礎上,進一步提高學生對生物科學上下游技術認識的連貫性和綜合運用能力,擬合并《分子生物學》、《生物信息學》為一個綜合性實驗,并論證《細胞生物學》、《現(xiàn)代遺傳學》、《細胞分子免疫學》三門課程合并為綜合性實驗的可行性。最終實現(xiàn)如下綜合性實驗教學體系:通過三年級上學期的分子生物學綜合性實驗克隆獲得目的基因,在下學期的基因工程綜合性實驗中進行基因表達產(chǎn)物的活性、產(chǎn)量的檢測,發(fā)酵體系的建立、發(fā)酵工藝的優(yōu)化、提取純化工藝、藥代藥效學檢測。從而將生物技術與生物制藥(基因藥物、蛋白藥物)整個過程融會貫通,形成系統(tǒng)、開放的實驗教學平臺。

在開放、創(chuàng)新性實驗方面,將人才培養(yǎng)與產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要緊密銜接。針對我國生物制藥產(chǎn)業(yè)下游技術瓶頸,以開放性實驗為平臺提高對下游技術的培養(yǎng)力度。擬以學院籌建的核酸蛋白分離純化中心為基礎,大力拓展與企業(yè)的合作交流,吸引來自企業(yè)的師資力量與橫向課題,將部分課題研究內容以開放性實驗的方式由學生自主設計完成,并劃撥部分橫向課題經(jīng)費作為開放性實驗基金來源,以進一步推動產(chǎn)學研結合。在吸引企業(yè)力量豐富教學資源的同時,主動的調整教學內容,使人才培養(yǎng)符合社會發(fā)展需要,將生物技術人才的培養(yǎng)基地與新產(chǎn)品研發(fā)和技術轉化平臺相互融合,最終成為教育與技術創(chuàng)新的孵化器[3,4]。

【參考文獻】

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[2]張蕊,田澎.生物制藥產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀分析及我國企業(yè)的發(fā)展戰(zhàn)略 [J].工業(yè)工程與管理,2005,10(5):107.

篇8

林木組培培養(yǎng)是采用林木的器官和組織作為外植體進行苗木快速繁殖的技術，目前可以通過組織培養(yǎng)繁殖的木本植物多達120余種，并且逐年在增加。美國1978年已經(jīng)使用火炬松組培苗進行小范圍造林，1983年其里格斯苗圃林木組培苗的生產(chǎn)規(guī)模就達到100萬株，德國、法國、加拿大和巴西等國家對云杉、楊樹、桉樹等樹種的組培方面也進行了較為系統(tǒng)的研究，并投入了工廠化生產(chǎn)。我國于20世紀70年代開始了林木組織培養(yǎng)研究。通過科研工作者的不懈努力，先后分別有楊樹、桉樹、馬尾松、泡桐、杉木、濕地松、馬褂木、柚木和桑樹等樹種通過組織培養(yǎng)成功獲得再生植株。目前，我國的林木組織培養(yǎng)育苗研究已從實驗室研究進入工廠化生產(chǎn)階段，分別華北和華南建立了具有國際先進水平的組織培養(yǎng)育苗工廠，僅中國林業(yè)科學院在湛江的南方桉樹中心，年產(chǎn)桉樹組培苗就達到300萬株。

2林木轉基因育種

基因工程是生物技術五大工程之一，是生物技術的核心，基因工程育種的原理是將目的基因片段整合到到相應的受體植物細胞的染色體中，改變受體植物的DNA組成，進而改變林木自身的相關性狀，產(chǎn)生新的有利性狀，轉基因為林木遺傳改良提供了一條全新的途徑。基因工程技術與常規(guī)雜交育種和純合育種相結合，可以大大縮減育種周期，加快林木育種進程，可以有效打破遠緣雜交不親和的生殖隔離障礙，創(chuàng)造新物種和選育新品種，對優(yōu)質人工林的營造和生態(tài)環(huán)境保護具有重要意義。近年來，基因工程在林木育種工作中開始大量應用，其中主要技術有基因片段的分離與鑒定、植物細胞遺傳轉化和轉基因植株的鑒別等。目前我國的林木基因工程育種研究取得了較大進展，已經(jīng)有幾十種樹木如楊樹、火炬松、花旗松、白云杉、核桃、刺槐、麻櫟、桉樹、蘋果、羅威云杉等先后進行了基因工程研究，已經(jīng)獲得轉基因植物的有楊樹、核桃、柳樹、松樹、蘋果、李和葡萄等。研究領域主要有抗病蟲害、抗除草劑、抗逆性、花色花期調控等基因，其中抗蟲基因工程已經(jīng)取得突破性進展，培育的抗蟲轉基因楊樹新品種已實現(xiàn)商品化生產(chǎn)。

3林木分子標記輔助育種

遺傳標記是指能穩(wěn)定遺傳，容易識別的遺傳學特征，包括形態(tài)特征、細胞學特征、生化特征和分子標記等。分子標記是在分子生物學基礎上發(fā)展起來的一項技術，已經(jīng)廣泛應用于生命科學研究的各個領域，由于DNA分子具有多態(tài)性，能體現(xiàn)生物的基因特征，常作為分子標記的遺傳標記。目前，在林木育種工作中用的分子標記手段主要有4種，分別是限制性片段多性（PFLP）、隨機擴增多態(tài)性（RAPD）、擴增性片段多態(tài)性（AFLP）和簡單重復序（SSR）等。在林木遺傳改良中，分子標記主要用于種質鑒定、遺傳多樣性分析、遺傳連鎖圖譜構建、分子標記輔助選擇、)重要經(jīng)濟性狀基因定位等方面。目前，借助分子標記技術，楊樹、桉樹、松樹等主要經(jīng)濟樹種已經(jīng)建立了遺傳圖譜，通過遺傳圖譜能識別遺傳標記的具置，可以對樹高、胸徑、材積、干形等指標進行定位研究，遺傳圖譜對林木育種工作有極大的促進作用，有利于優(yōu)良品種的定向選育與培養(yǎng)。隨著分子標記技術的發(fā)展和應用成本的不斷降低，作為一種行之有效的遺傳標記，在現(xiàn)代林木遺傳育種研究中發(fā)揮著越來越重要的作用。

4林木次生代謝物質生產(chǎn)

篇9

抗菌肽(antimicrobialpeptides)是具有抗菌活性短肽的總稱。1975年瑞典科學家G.Boman等人[2]等從惜古比天蠶(Hyatophoracecropia)蛹中誘導分離得到一種殺菌肽,并將其命名為cecropin。此后,許多抗菌肽相繼被分離、純化。一些抗菌肽的氨基酸一級結構和基因序列得到確定。80年代,有關抗菌肽的研究主要集中在大型的經(jīng)濟昆蟲。90年代以來,在繼續(xù)對大型經(jīng)濟昆蟲進行研究的同時,又擴展到一些小型昆蟲和其它無脊椎及脊椎動物,抗菌肽已成為免疫學和分子生物學研究的熱點。研究的內容包括:抗菌肽的分離與純化,氨基酸序列的分析,蛋白質構型與功能的關系,抗菌肽的作用機理[3,4],應用基因工程克隆與表達抗菌肽基因,改造合成抗菌肽基因以及動植物的轉抗菌肽基因工程等,其中昆蟲抗菌肽基因工程研究最受重視[5,6]。目前已發(fā)現(xiàn)抗菌肽或類似抗菌肽的小分子肽類廣泛存在于生物界,包括細菌、動植物和人類。這種內源性的抗菌肽經(jīng)誘導而合成,在機體抵抗病原的入侵方面起著重要的作用,更被認為是缺乏特異性免疫功能生物的重要防御成分。抗菌肽具有廣譜殺菌作用,大多數(shù)對革蘭氏陽性菌有較強的殺滅作用,有些則對革蘭氏陰性菌和革蘭氏陽性菌均起作用。對某些真菌、原生動物,尤其對耐藥性細菌有殺滅作用,并能選擇殺傷腫瘤細胞,抑制乙型肝炎病毒的復制。

1.抗菌肽的分類

迄今為止從不同生物體內誘導的抗菌肽已不下200種,僅從昆蟲體內分離獲得的就多達170余種。根據(jù)抗菌肽的結構,可將其分為5類:(1)單鏈無半胱氨酸(Cys)的抗菌肽,或由無規(guī)則卷曲連接的兩段а-螺旋組成的肽。該類包括天蠶素Cecropins,Magainins等。Magainins最初是從非洲爪蟾的皮膚中發(fā)現(xiàn)的,它是爪蟾的皮膚在一定的環(huán)境壓力下分泌出的抗感染和促進傷口愈合的成分,由兩個緊密相連的肽鏈組成,每一個肽鏈有23個氨基酸,低濃度便可抑制許多細菌和真菌生長[7]。(2)富含某些氨基酸殘基但不含Cys的抗菌肽。如富含脯氨酸(Pro)或甘氨酸(Gly)殘基的抗菌肽。如從豬腸內分離的抗菌肽PR39中Pro含量占49%[6]。鞘翅肽Coleoptericin和半翅肽Hemiptericin的全序中富含Gly[8]。(3)含一個二硫鍵的抗菌肽,該二硫鍵的位置通常在肽鏈C端。如爪蟾皮膚細胞中產(chǎn)生的Brevinins[9]。(4)有兩個或兩個以上二硫鍵,具有β折疊結構的抗菌肽。如綠蠅防御素(Phormindefensin),分子內有6個Cys形成3個分子內二硫鍵,肽鏈C末段是帶有擬β轉角的反向平行的β片層[10]。實驗證明,分子中的二硫鍵在其抗菌作用中至關重要。(5)由其他已知功能較大的多肽衍生而來的具有抗菌活力的肽。

2.抗菌肽的作用及機理

2.1抗菌肽的抗菌作用及其機理抗菌肽分子可以在細菌細胞質膜上穿孔而形成離子孔道,造成細菌細胞膜結構破壞,引起胞內水溶性物質大量滲出,而最終導致細菌死亡。抗菌肽分子首先結合在質膜上,接著其分子中的疏水段和兩親性α-螺旋也插入到質膜中,最終通過膜內分子間的相互位移,抗菌肽分子聚集形成離子性通道,使細菌失去了膜勢而死亡[10-14]。但是,Gazit[15]等得出的實驗結果表明,抗菌肽只是結合到了單位膜的表面上,并未插入膜中,更未形成通道。然而,抗菌肽的作用靶部位是細菌細胞質膜,以及抗菌肽的作用結果是導致細菌細胞質膜通透性增大等基本內容是確切無疑的,這也正是抗菌肽與青霉素等傳統(tǒng)抗生素對細菌作用機制不同的本質所在。

2.2抗菌肽的抗病毒作用及其機理研究發(fā)現(xiàn)煙芽夜蛾幼蝦的血淋巴對6種DNA、RNA病毒有明顯的抑制作用,使病毒感染力迅速降低,而且這種抗病毒活性具有廣譜性。Mariam[16]試驗表明來源于爪蟾的抗菌肽Magainins及其它Magainins類抗菌肽具有抗皰疹病毒-HSV的作用,還發(fā)現(xiàn)人的嗜中性粒細胞防御素(HNP-1)對一種皰疹病毒有抑制作用。此外,蜂毒素和天蠶素也可以在亞毒性濃度下抑制艾滋病毒HIV-1的基因表達,從而抑制減少HIV-1的增殖。這表明抗菌肽對于當今人類的頑癥———艾滋病也有抑制作用。

2.3抗菌肽的抗寄生蟲作用及其機理抗菌肽可以有效地殺滅產(chǎn)生人類及動物寄生蟲病的寄生蟲,如瘧疾、Chagas氏病、萊什曼病等。目前發(fā)現(xiàn)一種合成的天蠶素-蜂毒素雜合體對萊什曼原鞭毛蟲有損傷作用,起作用的靶目標是細胞質膜,它可以快速降低H-OH的通透性,破壞膜電勢,質膜形態(tài)也受到損壞。Shahabuddin[17]研究發(fā)現(xiàn)昆蟲抗菌肽對感染蚊子的瘧原蟲發(fā)育的不同時期有不同的作用,主要對瘧原蟲的卵囊期和子孢子期造成明顯的損傷。

2.4抗菌肽對腫瘤細胞作用及其機理國內外已對抗菌肽殺傷腫瘤細胞的作用進行了廣泛研究,發(fā)現(xiàn)抗菌肽對體外培養(yǎng)的癌細胞的作用主要是使癌細胞膜上形成孔洞,內容物外泄,線粒體出現(xiàn)空泡化,嵴脫落。核膜界限模糊不清,有的核膜破損,核染色體DNA斷裂,并抑制染色體DNA的合成,細胞骨架也受到一定程度的損傷[18,19]。通過對荷瘤小鼠的研究證明,抗菌肽能顯著抑制ECA腹水瘤荷瘤小鼠腹水的積累;對S180肉瘤和U14宮頸癌的抑瘤率亦達30%-50%[20]。抗菌肽還可以調動機體的免疫機能,從體液免疫方面來抵抗癌瘤的入侵。

3.抗菌肽基因的融合表達

抗菌肽的天然產(chǎn)量低,合成或從機體中提取步驟復雜、產(chǎn)率低、價格相當昂貴,利用基因工程技術生產(chǎn)抗菌肽具有重要意義。抗菌肽所攜帶的堿性氨基酸使其對蛋白酶非常敏感,必須采用融合表達策略以抵消其堿性并降低其對宿主細胞的毒性。

謝維等合成了家蠶抗菌肽CMIV基因,并將其克隆到金黃色葡萄球菌A蛋白和IgG親合的結構域ZZ的融合表達載體中,得到Pezz318-CMIVV質粒,以此質粒轉化E.coliHB101,得到ZZ-CMIV融合表達的蛋白,用CBr切割后,得到CMIV肽。李秀蘭等[21]對天然抗菌肽CMIV的氨基酸序列作了50%的改動,根據(jù)E.coli偏愛的密碼子人工合成了肽基因片斷,重組到測序載體,再將此片斷重組到表達載體Pet28上進行表達,融合蛋白經(jīng)CNBr裂解后,具有與天然抗菌肽相同的生物活性。吳映雅等將柞蠶抗菌肽D基因連接在牛成纖維細胞生長因子cDNA的上游,在酵母中成功地得到了表達,表達產(chǎn)物具有抗菌活性和牛成纖維細胞生長因子的抗原性。Kevin等[22]HNP(humanneutrophilpeptide1)和CEME(syntheticcecropin/melittinhybrid)分別與GST(glutathione-S-transferase)、ORRF、IgG結合序列及SPA(staphylococcalproteinA)在E.coli或S.aureus中融合表達,結果在S.aureus中雖實現(xiàn)了與SPA的融合分泌表達,但表達產(chǎn)量較低;Zhang等[23]選擇RepA蛋白的序列作為抗菌肽的融合表達伴侶,并插入Histag等序列作為純化親和位點,實現(xiàn)了在E.coli中的融合表達。ChristsnenB等研究中得到的融合抗菌肽的抗菌活性比其任何一個供體抗菌肽的活性都高。

4.抗菌肽轉基因研究

王志興等把大麥α-淀粉酶的信號肽序列和抗菌肽CecropinB基因或HhivaA基因構成嵌合基因,并把此基因導入馬鈴薯,結果加信號肽序列的CecropinB轉基因植株發(fā)青枯病延遲,病情指數(shù)降低。Yarus等[24]用顯微注射法將牛氣管抗菌肽基因轉入小鼠,轉基因鼠在牛氣管抗菌肽基因控制序列的驅動下成功的表達了牛氣管抗菌肽,在鼠乳中的牛氣管抗菌肽對大腸桿菌具有抗菌活性。Reed等研究了以IL-2啟動子/增強子控制轉基因鼠中抗菌肽的合成及隨后對布氏桿菌的抑制作用。Reed[25]構建了這樣一個DN斷:Shivala片斷,SV40多腺苷酸化/剪切信號肽基因片斷,此片斷加到鼠IL-2基因5’側-593─110區(qū)域。在受精卵精前核時將此融合基因注入受精卵(微注射法),得到26系小鼠。RT-PCR檢測:有兩系轉基因鼠,當其脾淋巴細胞置于3.25mg/kg的conA(刀豆蛋白,一種抗原誘導物)時,可以誘導產(chǎn)生成熟的ShivalamRNA。用一定量的布氏桿菌接種時,有兩系小鼠遭到攻擊。四星期后,在轉基因鼠脾臟組織布氏桿菌比非轉基因鼠少得多(P<0.05)。DavidWinder等[26]把編碼Ceropin或Melittin的基因放置在MLV(鼠白血病病毒)的啟動子下,轉染到EJ細胞(人膀胱癌細胞),然后把這些細胞注入到裸鼠內,發(fā)現(xiàn)這些腫瘤細胞停止生長或生長減弱DavidWinder等用PCR擴增,Prepromelittin(PPM前蜂毒素原),Premelittin(PM前蜂毒素)和Prececroppin(PC前抗菌肽)三種核酸片斷,均置于MLV啟動子下構建融合基因轉染進EJ細胞。三種類型的EJ細胞分別注入裸鼠后,測定50d后的腫瘤生長情況,無抗菌肽基因片斷的EJ細胞(對照組)致瘤率為70%,帶Cecropin基因片斷的EJ細胞致瘤率只有39%,PPM為50%,PM為65%,其抑制腫瘤的效果明顯。

5.抗菌肽的應用前景

目前,大部分植物抗菌肽是從植物種子中分離獲得的,它們可以保護植物組織和種子不受真菌病原菌的侵害,但是植物抗菌肽對大部分細菌無抑制活性。因此,依靠基因工程的方法用其它真核生物的抗菌肽基因來轉化農(nóng)作物,培育抗病新品種是當前國內外研究的一個熱點。

動物抗菌肽和干擾素、補體一樣是機體非特異性天然防御系統(tǒng)的重要組成部分。機體受損傷或病原微生物入侵時,能迅速產(chǎn)生抗菌肽來殺傷入侵者,它對正常真核細胞幾乎沒有作用。另外,因為抗菌肽的合成速度非常快(假定核糖體上肽鍵合成速率不變,抗菌肽的產(chǎn)生比IgM要快100多倍),［27］而且小肽的擴散比大的蛋白質和免疫細胞更加迅速,作用更顯靈活,所以Boman曾指出,抗菌肽是機體的一種理想的一線防御物。與普通抗生素相比,抗菌肽的“抗菌譜”更廣,除了抗細菌外,有的抗菌肽還能作用于真菌、原蟲、有包膜的病毒及癌細胞(對癌細胞的選擇性作用可能與其細胞骨架的改變有關),同時能加速免疫和傷口愈合過程。這預示抗菌肽在治療及預防癌癥和抗病毒、抗感染等方面具有良好的應用前景。更為重要的是,由于抗生素的濫用導致菌株產(chǎn)生了抗性,人們需要尋找新的抗菌藥劑。抗菌肽這種從生物體中獲得的物質恰巧具有獨特的抗菌機理,不是像一般的抗生素那樣通過阻斷生物大分子的生物合成來發(fā)揮作用,因而極有希望開發(fā)成為一類新型的廣譜高效抗菌藥物。

隨著研究工作的進一步深入,可以預見,抗菌肽及其基因工程在醫(yī)藥、衛(wèi)生、食品工業(yè)及農(nóng)業(yè)等方面將會發(fā)揮更為重要的作用。另外,有些抗菌肽分子中含有D-氨基酸,這也為研究D-氨基酸如何在核糖體上合成多肽提供了一個理想的模式體系。

6.研究展望及存在問題

抗菌肽是哺乳動物防御系統(tǒng)的一個重要組成部分,具有熱穩(wěn)定、水溶性好、廣譜殺菌甚至有的能殺真菌、原蟲等優(yōu)點,而且許多抗菌肽在100℃加熱10min條件下仍能保持一定活力,且對較大的離子強度和較低或較高的pH都有較強的抗性,而對真核細胞幾乎無作用,僅作用于原核細胞和發(fā)生病變的真核細胞,并且與抗生素通過阻斷大分子生物合成的作用機制完全不同,病源菌不易對其產(chǎn)生耐藥性,由此顯示了它具有獨特的研究和應用價值。近20年來,人們對昆蟲抗菌肽已進行了比較系統(tǒng)的理論和應用研究,但有關畜禽抗菌肽基因工程應用研究方面的報道較少。從哺乳動物抗菌肽特有的性質,顯示了它具有以下幾個方面在畜牧生產(chǎn)上的研究和應用前景。研究展望及存在問題

6.1藥用前景隨著傳統(tǒng)抗生素的廣泛及長期的應用,許多病源菌對它們產(chǎn)生了耐藥性,而具有廣譜抗菌且有獨特的抗菌機制的抗菌肽顯然在這方面的應用研究中具明顯優(yōu)勢。隨著對抗菌肽結構與活性的關系、抗菌肽作用機制及其基因表達調控機制認識的不斷深化,設計一種高效的、有利于人類健康的抗菌肽作抗生素替代品是完全可行的。

6.2轉基因研究及應用仔豬腹瀉、奶牛炎及各種病毒性疾病如豬瘟、雞新城疫等一直是棘手的疾病,不利于畜牧業(yè)的發(fā)展。借鑒已成功的昆蟲抗菌肽轉基因工程,如轉基因蚊子、轉基因馬鈴薯、轉基因水稻等,把特異的抗菌肽基因轉入畜禽特定細胞讓其表達,從而產(chǎn)生抗病新品種,不失為一條發(fā)展畜牧生產(chǎn)的新思路,前景深遠。

6.3抗菌肽基因表達調控及抗菌肽添加劑研究研究表明,［28］抗生素添加劑的使用嚴重破壞了動物腸道的微生物平衡,并易在動物體內殘留,嚴重影響了畜產(chǎn)品的品質和人類的健康。用基因工程方法生產(chǎn)環(huán)保型抗菌肽添加劑,或者,通過日糧因素調控抗菌肽基因的表達而達到畜產(chǎn)品無抗素化值得進一步研究。

然而,由于抗菌肽分子小,分離提純存在一定的困難,故天然資源有限。化學合成和基因工程法獲得抗菌肽是主要手段,但化學合成抗菌肽成本高,而通過基因工程在微生物中直接表達抗菌肽基因,則可能對宿主有害而不能獲取表達產(chǎn)物。所以,對抗菌肽的結構、構效關系及作用機理還需進一步研究。

7.結束語

抗菌肽是生物體對外界病原物質侵染而產(chǎn)生的一系列免疫應答反應產(chǎn)物,它的出現(xiàn)為人們尋找理想的抗菌藥物提供新的領域,尤其是當今許多抗生素產(chǎn)生了耐藥性,因此抗菌肽具有巨大的應用潛力。基因工程技術的發(fā)展,極大的促進了抗菌肽的研究和開發(fā),通過抗菌肽基因的克隆與表達而大量生產(chǎn)成為可能。雖然抗菌肽目前還不能直接應用于養(yǎng)殖業(yè),但抗菌肽獨特的作用機理不易產(chǎn)生耐藥性的特性將吸引科研工作的不斷深入,可以相信抗菌肽將在動物養(yǎng)殖和提高畜產(chǎn)品品質方面發(fā)揮重要作用。

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篇10

胰腺癌是發(fā)展迅速且預后不良的惡性腫瘤,手術切除率較低,術后復發(fā)率高,對化療不敏感,目前尚無理想療方法。隨著分子遺傳學和基因工程技術的飛速發(fā)展,基因治療逐漸開始應用于臨床疾病的研究,近年對自殺基因在腫瘤治療中的作用研究頗多，本文就胰腺癌自殺基因療法研究的新進展做一綜述。

一、 自殺基因治療

將自殺基因轉導入腫瘤細胞,再用相應的藥物前體或細胞毒因子,前者通過自殺基因編碼的特異性酶類將無毒的藥物前體在腫瘤細胞內代謝成毒性產(chǎn)物或細胞毒因子與其受體結合,從而達到殺死腫瘤細胞的目的,以前又稱為腫瘤的藥物基因治療,也有稱為病毒介導的酶解藥物前體療法(vius directed enzyme prodrug therapy,VDEPT)［1］

二、 自殺基因治療的作用機制

代謝產(chǎn)物的直接毒性作用　通過分子生物學技術將自殺基因轉導至腫瘤細胞中,然后全身或局部注射無毒、低毒的前體化療藥物,由于腫瘤組織中表達“自殺”基因,編碼酶將前體化療藥物轉化為具有殺腫瘤作用的毒性代謝產(chǎn)物,在腫瘤局部形成一個藥物濃聚區(qū),可以增強療效,并減弱化療藥物的全身毒副作用,達到選擇性殺傷腫瘤的目的。

三、 胰腺癌的自殺基因幾種治療模型

(一) 單純皰疹病毒Ⅰ型胸苷激酶基因及其底物丙氧鳥苷丙氧鳥苷HSV TK基因/GCV HSV

CD基因編碼的胞嘧啶脫氨酶,可將胞嘧啶代謝為尿嘧啶,使5-Fc轉化為細胞毒性代謝產(chǎn)物5-Fu,從而發(fā)揮細胞毒作用。TK基因治療胰腺癌是通過這種基因編碼的胸苷激酶特異地將核苷類似物藥物前體,如羥甲基無環(huán)鳥苷(Ganciclovir,GCV)磷酸化,進而在細胞進一步代謝成三磷酸GCV,后者可抑制細胞DNA聚合酶的功能或競爭性地滲入細胞DNA造成DNA合成終止使細胞死亡。

近年來,HSV TK基因較廣泛地應用于胰腺癌治療研究中,Block A等［3］用HSV TK基因/GCV治療胰腺癌肝轉移動物模型,結果體外生長的胰腺癌細胞高效表達HSV TK基因,并顯示了“旁觀者效應”;荷瘤鼠瘤內注射HSV TK,繼之使用GCV 8天,肝轉移瘤明顯縮小、壞死。顯示了HSV TK基因殺傷胰腺癌細胞的作用。。Aoki K［4］在HSV TK基因下游加上一個雜交的強啟動子CAG,結果14只荷瘤鼠中8只腫塊消失,其余6只鼠瘤塊明顯縮小,而24只對照鼠腫塊無變化,且該研究治療中,未發(fā)現(xiàn)任何毒性反應。基因治療的靶向性是關系到基因治療的效果問題之一。

（二） EC CD基因/5 FC

EC CD基因可將無毒性的藥物前體5 氟胞嘧啶(5 Fuorocytosine,5-FC)代謝成抗DNA合成的化療藥5-Fu,使腫瘤局部藥物濃度增加,達到殺死腫瘤細胞,減輕毒性作用的目的,Autin等最早分離、克隆編碼了EC CD基因,并用逆轉錄病毒介導轉染結腸癌細胞,結果轉導的腫瘤細胞被殺傷。Evoy D等，將該方法用于胰腺癌的治療研究,表明了EC CD/5 FC的抗腫瘤作用。同樣也觀察到“旁觀者效應”使抗腫瘤作用加強。

四、 聯(lián)合基因治療

（一） 聯(lián)合抑癌基因治療　 融合自殺基因治療是利用基因工程技術將自殺基因和另一種基因連接在一起,以增強自殺基因治療腫瘤的效果。

P 53是一種抑癌基因, Cascallom等發(fā)現(xiàn),野生型P53基因轉導能增強吉西他濱和順鉑對胰腺癌細胞的化療效果,Mercade等以實驗表明P53基因轉導對自殺基因治療療效的增強作用,估計與P53能夠識別破壞的DNA,增強化療對腫瘤的抑制作用有關。

轉染雙自殺基因至SW1990細胞在體外實驗治療中取得了較好的效果,但在體內的應用還有很多局限性,而且有資料顯示胰腺癌細胞對于許多化療藥物存在固有不敏感性.

（二） 聯(lián)合細胞因子基因治療 　轉移細胞因子基因可以誘發(fā)機體強大的抗腫瘤免疫,其中IL18基因作用較突出。CD基因和IL18基因聯(lián)合轉移后,可以協(xié)同發(fā)揮抗腫瘤作用,克服兩者單獨使用的不足之處,提高機體對腫瘤的細胞免疫應答,增加機體的非特異性和特異性抗腫瘤作用。

某些細胞因子對惡性腫瘤有殺傷作用,目前已有關于聯(lián)合自殺基因與細胞因子基因治療的報道,Judw等在大腸癌細胞的CD/5 Fc治療模型中,轉染淋巴肌動蛋白基因進入瘤細胞,發(fā)現(xiàn)可以增強機體抗腫瘤免疫應答,增加自殺基因的療效;SakaiY等在肝細胞癌的HSV tk/GCV治療模型中,輔以單核趨化蛋白 1基因治療,同樣增強了GCV的療效。目前胰腺癌中此項研究尚無報道。

五、 總結

綜上所述,自殺基因治療應用于胰腺癌等消化道腫瘤的輔助治療已經(jīng)取得了很多成果,但要應用于胰腺癌的臨床治療則還有許多問題尚待解決,如基因治療的安全性、轉導效率還不夠高,藥物的最佳使用時間以及如何增加療效等。目前研究的重點是:(1)逐步從體外實驗向體內實驗過渡,觀察自殺基因治療對大體積腫瘤的療效;(2)解決臨床應用的安全性問題,這也是所有基因治療的共同問題。隨著研究的進一步深入,自殺基因治療必將會成為一種有效的胰腺癌輔助治療手段。

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