生物安全講義提綱

1、生物安全講義提綱第一章 緒論第一節(jié)現(xiàn)代生物技術(shù)進步一、生物技術(shù)概述1、生物技術(shù)的基本要素：Ø 采用現(xiàn)代生命科學(xué)的基礎(chǔ)理論和技術(shù)；Ø 應(yīng)用生物材料或生物系統(tǒng)；Ø 通過一定的工程系統(tǒng)（生產(chǎn)工藝、設(shè)備等）獲得產(chǎn)品或提供服務(wù)。生物技術(shù)的定義：以現(xiàn)代生命科學(xué)理論為基礎(chǔ)，利用生物體及其細(xì)胞的、亞細(xì)胞的和分子的組成部分，結(jié)合工程學(xué)、信息學(xué)等手段開展研究及制造產(chǎn)品，或改造動物、植物、微生物等，并使其具有所期望的品質(zhì)、特性，從而為社會提供商品和服務(wù)的綜合性技術(shù)體系。2、生物技術(shù)的發(fā)展沿革1）近代生物學(xué)發(fā)展歷程：Ø 19世紀(jì)30年代末，德國人施萊登和施旺共同創(chuàng)造了細(xì)胞學(xué)說。

2、Ø 1857年，孟德爾通過豌豆雜交試驗發(fā)現(xiàn)“遺傳因子”，發(fā)現(xiàn)遺傳定律。Ø 1910年，Morgan通過果蠅白眼突變研究，確證基因在染色體上，即“基因論” 。Ø 20世紀(jì)60年代，法國科學(xué)家Jacob和Monod發(fā)現(xiàn)存在3種不同的基因，即結(jié)構(gòu)基因、操縱基因和調(diào)節(jié)基因，獲“諾貝爾”獎。Ø 1953年，Watson和Crick創(chuàng)立DNA分子雙螺旋結(jié)構(gòu)，開創(chuàng)了從分子水平揭示生命現(xiàn)象本質(zhì)的新紀(jì)元；Ø 1970年，Smith、Wilcox和Kelly分離了第一個核酸限制性內(nèi)切酶，使得有目的地切割DNA成為可能；Ø 1972年，Jackson和Be

3、rg利用限制性內(nèi)切酶和連接酶，得到體外重組DNA分子，建立了重組DNA時代，將其帶入基因時代。Ø 1990年，人類基因組計劃付諸實施。2）最新現(xiàn)代生物技術(shù)群：Ø 酶或細(xì)胞固定化技術(shù)、細(xì)胞或原生質(zhì)體融合技術(shù)。Ø 細(xì)胞大規(guī)模培養(yǎng)技術(shù)、生物反應(yīng)器技術(shù)。Ø 花藥和小孢子培養(yǎng)雙單倍體育種技術(shù)。Ø 植物莖尖脫毒技術(shù)、離體快速繁殖技術(shù)。Ø 動植物轉(zhuǎn)基因技術(shù)、蛋白質(zhì)工程技術(shù)。Ø 胚胎工程技術(shù)、組織工程技術(shù)、動物克隆技術(shù)。Ø 基因組測序分析技術(shù)、基因治療技術(shù)。Ø PCR擴增技術(shù)、DNA分子標(biāo)記技術(shù)、蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)、生物芯片

4、技術(shù)。3、生物技術(shù)的內(nèi)容：Ø 基因工程；Ø 細(xì)胞工程；Ø 微生物工程；Ø 酶工程和生化工程；Ø 基因組計劃引起的新興生物技術(shù)：全自動核酸測序技術(shù)、結(jié)構(gòu)和功能基因組學(xué)技術(shù)、生物芯片技術(shù)。二、生物技術(shù)發(fā)展概況1、世界生物技術(shù)發(fā)展概況Ø 生物技術(shù)產(chǎn)品銷售額增長迅速；Ø 新醫(yī)藥是當(dāng)前生物技術(shù)的主體產(chǎn)品；Ø 生物技術(shù)發(fā)展的“第二個浪潮”將在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域掀起。2、我國生物技術(shù)研究和開發(fā)成就Ø 生物技術(shù)產(chǎn)品銷售額快速增長Ø 第一個基因工程產(chǎn)品商品化高峰期（19961997年開始進入）Ø 細(xì)胞工程育種已產(chǎn)

5、生良好的社會經(jīng)濟效益Ø 生物農(nóng)藥和生物肥料迅速發(fā)展Ø 傳統(tǒng)生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)正得到改造Ø 疾病診斷技術(shù)發(fā)生重大變化三、生物技術(shù)發(fā)展趨勢和存在的問題1、當(dāng)前生物技術(shù)發(fā)展熱點：Ø 轉(zhuǎn)基因技術(shù)；Ø 基因組學(xué)技術(shù)；Ø 生物信息學(xué)技術(shù)。2、我國生物技術(shù)發(fā)展中存在的問題Ø 產(chǎn)品的創(chuàng)新性有待提高；Ø 生物技術(shù)支撐產(chǎn)業(yè)有待加強；Ø 生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)裝備落后的局面有待改變；Ø 上游與下游銜接問題有待解決。3、生物技術(shù)安全性研究亟待加強Ø 普及生物科學(xué)知識，正確認(rèn)識生物技術(shù)引起的安全性問題。4、公眾對生物技術(shù)存在的

6、爭論Ø 轉(zhuǎn)基因生物是否破壞自然生態(tài)系統(tǒng)、威脅生物多樣性；Ø 利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)生產(chǎn)的產(chǎn)品是否會影響人類健康；Ø 專利法是否會使大型生物技術(shù)公司壟斷農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)；Ø 生物技術(shù)法規(guī)是否有利于保護農(nóng)民和消費者的權(quán)益；Ø 是否有必要對轉(zhuǎn)基因商品加注標(biāo)簽；Ø 第三世界國家的基因資源是否應(yīng)受到保護；Ø 患者或消費者是否有拒絕使用生物技術(shù)產(chǎn)品的權(quán)利。5、生物技術(shù)專利權(quán)與倫理道德問題第二節(jié) 生物安全§ 生物安全（廣義）：在一個特定的時空范圍內(nèi),由于自然和人類活動引起的外來物種遷入，并由此對當(dāng)?shù)仄渌锓N和生態(tài)系統(tǒng)造成改變和危害；人為造成環(huán)

7、境的劇烈變化而對生物的多樣性產(chǎn)生影響和威脅；在科學(xué)研究、開發(fā)、生產(chǎn)和應(yīng)用中造成對人類健康、生存環(huán)境和社會生活有害的影響。一、轉(zhuǎn)基因生物安全問題的由來1、轉(zhuǎn)基因生物安全性問題的前奏§ 兩次里程碑性的會議：§ 1973年，美國新罕布什爾州舉行的Gordon會議；§ 1975年，美國加利福利亞舉行的Asilomar會議。§ 1973年，美國新罕布什爾州舉行核酸會議，即Gordon會議，討論細(xì)菌限制性內(nèi)切酶在DNA操作中的作用。§ 重組DNA技術(shù)安全性問題委員會，提出四條建議：Ø 暫時禁止兩類實驗的進行：一是關(guān)于制造新的、能自我復(fù)制的有潛在危

8、險的質(zhì)粒實驗；二是將癌基因或其他動物病毒基因與質(zhì)?；蚱渌《净蛳噙B的實驗。Ø 將動物DNA和質(zhì)?；蚴删wDNA相連的實驗要慎重考慮。Ø 呼吁成立顧問委員會，負(fù)責(zé)評價重組DNA的風(fēng)險性。Ø 召開一次國際會議，討論如何對待重組DNA分子可能帶來的危害。2、轉(zhuǎn)基因生物安全引起國際科學(xué)界的高度重視§ 1975年，美國加利福利亞舉行Asilomar會議，專門討論轉(zhuǎn)基因生物的安全性問題：Ø Anderson希望美國國家科學(xué)院不要對基因工程的風(fēng)險性過于夸大。Ø Curtiss倡議大家共同重視基因工程的風(fēng)險性。Ø Richard Novi

9、d報告了基因工程微生物潛在風(fēng)險性的研究。Ø Brenner發(fā)起了關(guān)于生物防護的討論。Ø 生物防護：從生物學(xué)上來設(shè)立構(gòu)建實驗中使用的細(xì)菌和病毒，使它們只能在實驗室條件下存活，只要離開實驗室特有的條件，這些微生物就會死去。Ø Asilomar會議是第一次正式關(guān)于轉(zhuǎn)基因生物安全性的會議，具有重要的意義。3、各國政府和國際社會對生物安全的認(rèn)識和行動Ø 美國國立衛(wèi)生院1976年發(fā)布重組DNA分子研究準(zhǔn)則。Ø 美國國家環(huán)保局、農(nóng)業(yè)部、食品和藥物管理局共同負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)基因生物安全工作，1986年公布生物技術(shù)法規(guī)協(xié)調(diào)大綱。Ø 經(jīng)濟發(fā)展合作組織（OECD）頒

10、布生物技術(shù)管理條例。Ø 歐盟頒布關(guān)于控制使用基因修飾微生物的指令，歐盟對轉(zhuǎn)基因生物比較謹(jǐn)慎。Ø 我國1990年成立重組DNA工作安全管理條例。Ø 我國1993年發(fā)布基因工程安全管理辦法。Ø 我國1996年頒布農(nóng)業(yè)生物基因工程安全管理實施辦法。Ø 我國2000年正式簽署生物多樣性公約的卡塔赫納生物安全協(xié)議書。§ 轉(zhuǎn)基因植物安全性代表性事件：Ø 巴西的轉(zhuǎn)基因大豆事件（1996）；Ø 蘇格蘭的轉(zhuǎn)基因馬鈴薯事件（1998）；Ø 美國的黑脈金斑蝶事件（1998）。二、生物安全性評價1、目的Ø 提供科學(xué)決策

11、的依據(jù)；Ø 保障人類健康和環(huán)境安全；Ø 回答公眾疑問；Ø 促進國際貿(mào)易，維護國家權(quán)益；Ø 促進生物技術(shù)可持續(xù)發(fā)展。2、程序和方法§ 安全性分級標(biāo)準(zhǔn)：基因工程安全管理辦法將生物技術(shù)的安全性分為四個等級：Ø ：對人類健康和生態(tài)環(huán)境尚不存在危險Ø ：對人類健康和生態(tài)環(huán)境具有低度危險Ø ：對人類健康和生態(tài)環(huán)境具有中度危險Ø ：對人類健康和生態(tài)環(huán)境具有高度危險§ 劃分程序（七個步驟）：Ø 確定受體生物的安全等級；Ø 確定基因操作對安全性的影響類型；Ø 確定遺傳工程體的安全等級

12、；Ø 確定遺傳工程產(chǎn)品的安全等級；Ø 確定接受環(huán)境對安全性的影響；Ø 確定監(jiān)控措施的有效性；Ø 提出綜合評價的結(jié)論和建議。F 安全性評價一般采取個案評審的原則，即針對每項基因工程工作的具體情況確定安全等級。§ 每一步都要從以下三方面進行分析：Ø 有什么危險？Ø 危險程度如何？Ø 采取哪些監(jiān)控措施？3、評價的主要內(nèi)容（我國）§ 對人類健康的影響和對生態(tài)環(huán)境的影響兩方面。1） 受體生物的安全等級：4個等級Ø 類：對人類健康和生態(tài)環(huán)境未曾發(fā)生過不利影響，演化成有害生物的可能性極小，在自然環(huán)境中存活的可

13、能性極??；Ø 類：可能對人類健康和生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生低度危險，但通過采取安全控制措施完全可以避免其危害；Ø 類：可能對人類健康和生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生中度危險，但通過采取安全控制措施基本可以避免其危害；Ø 類：可能對人類健康和生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生高度危險，而且尚無適當(dāng)?shù)陌踩刂拼胧﹣肀苊馄湓诜忾]設(shè)施之外發(fā)生危害。§ 受體生物安全等級評價的內(nèi)容：Ø 受體生物的分類學(xué)地位Ø 原產(chǎn)地或起源中心、進化過程Ø 自然生境、地理分布、在環(huán)境中的作用Ø 演化成有害生物的可能性Ø 致病性、毒性、過敏性Ø 生育和繁殖特性、適應(yīng)性、生存能力

14、、競爭能力Ø 傳播能力、遺傳交換能力和途徑Ø 對非目標(biāo)生物的影響、監(jiān)控能力2） 基因操作對受體生物安全性的影響§ 安全類型：增加、降低、沒有影響。§ 內(nèi)容：Ø 目的基因、標(biāo)記基因等轉(zhuǎn)基因的來源、結(jié)構(gòu)、功能、表達產(chǎn)物和方式、穩(wěn)定性等；Ø 載體的來源、結(jié)構(gòu)、復(fù)制、轉(zhuǎn)移特性；Ø 供體生物的種類及其主要生物學(xué)特性。3） 遺傳工程體的安全等級Ø 內(nèi)容：對人類和其他生物體的致病性、毒性和過敏性；育性和繁殖特性，適應(yīng)性和生存、競爭能力，遺傳變異能力，轉(zhuǎn)變成有害生物的可能性，對非目標(biāo)生物和生態(tài)環(huán)境的影響。4） 遺傳工程產(chǎn)品的安全等

15、級Ø 遺傳工程產(chǎn)品的安全性與遺傳工程體本身的安全性可能不完全相同。例如：疫苗制劑，活菌制劑與滅活制劑的安全性顯然不一樣。Ø 與受體生物的分級標(biāo)準(zhǔn)相同。5） 基因工程工作安全性的綜合評價和建議Ø 在前面的基礎(chǔ)上，形成對基因工程工作安全性評價的意見，提出安全性監(jiān)控和管理的建議。4、評價的重要影響因素1） 熟悉程度和分析能力的影響Ø 熟悉程度；Ø 科學(xué)評價的能力和經(jīng)驗；Ø 定性和定量評價。2） 預(yù)期用途和潛在接受環(huán)境的影響:Ø 工作階段:實驗研究、中間試驗、環(huán)境釋放和商品化生產(chǎn)4個階段；Ø 用途和使用方式；Ø

16、潛在接受環(huán)境。3） 安全控制措施的影響4） 風(fēng)險評價的利弊平衡三、生物安全控制的措施1、生物安全控制措施的類別§ 按措施性質(zhì)：Ø 物理控制措施：設(shè)置柵欄、網(wǎng)罩、屏障Ø 化學(xué)控制措施：對生物材料、工具等進行消毒處理Ø 生物控制措施：設(shè)置有效的隔離區(qū)及監(jiān)控區(qū)、消除試驗區(qū)或控制區(qū)附近可與基因工程體雜交的物種或去除繁殖器官Ø 環(huán)境控制措施：控制溫度、水分、光周期Ø 規(guī)?？刂拼胧嚎刂圃囼瀭€體數(shù)或減少試驗面積§ 按工作階段：Ø 試驗室控制措施Ø 中間試驗和環(huán)境釋放控制措施Ø 商品貯運、銷售及使用Ø

17、; 應(yīng)急措施Ø 廢棄物處理Ø 其他措施2、措施的針對性§ 從我國的具體國情出發(fā)，研究采取適合我國社會經(jīng)濟和科技水平的切實有效的控制措施。3、安全控制措施的有效性§ 影響因素：Ø 安全性評價的科學(xué)性和可靠性。Ø 根據(jù)安全性等級，采取適應(yīng)的安全控制措施。Ø 安全控制措施是否認(rèn)真貫徹落實。Ø 設(shè)立長期或定期的監(jiān)測調(diào)查和跟蹤研究。四、生物安全管理體系及實施原則1、生物安全管理的內(nèi)涵Ø 建立健全生物安全管理體系的法規(guī)體系；Ø 建立健全生物技術(shù)的安全性評價檢測、監(jiān)控的技術(shù)體系；Ø 建立、完善和促進

18、生物技術(shù)健康發(fā)展的政策體系和管理機制；Ø 建立生物技術(shù)產(chǎn)品進出口管理機制；Ø 提高生物安全的國家管理能力。Ø 總體目標(biāo)：通過制定政策和法律規(guī)定，確立相關(guān)的技術(shù)準(zhǔn)則，建立健全管理機構(gòu)并完善監(jiān)測和監(jiān)督機制，積極發(fā)展生物技術(shù)的研究與開發(fā)，切實加強生物安全的科學(xué)技術(shù)研究，有效地將生物技術(shù)可能產(chǎn)生的風(fēng)險降低到最低限度，以最大限度地保護人類健康和生態(tài)環(huán)境安全，促進國家經(jīng)濟發(fā)展和社會進步。2、我國生物安全管理的原則五、加強生物安全工作的對策Ø 健全完善生物安全管理法規(guī)體系；Ø 加強并理順生物安全管理機構(gòu)體系；Ø 支持鼓勵生物安全有關(guān)領(lǐng)域的科學(xué)研究工

19、作；Ø 積極開展生物安全事務(wù)的國際合作與交流；Ø 重視生物安全的科學(xué)普及和培訓(xùn)教育工作。第二章 轉(zhuǎn)基因植物的生物安全性第一節(jié) 轉(zhuǎn)基因植物研究應(yīng)用概況一、轉(zhuǎn)基因植物的發(fā)展現(xiàn)狀Ø 轉(zhuǎn)基因植物：運用重組DNA技術(shù)將外源基因整合于受體植物基因組、改變其遺傳組成后產(chǎn)生的植物及其后代。Ø 轉(zhuǎn)基因植物通常至少含有一種非近緣物種或種的遺傳基因，比如其他植物種、病毒、細(xì)菌、動物甚至于人類的基因。Ø 1983年首例轉(zhuǎn)基因作物-轉(zhuǎn)基因煙草問世。Ø 1986年首例轉(zhuǎn)基因植物，美國Monsanto公司下屬Calgene公司的延熟番茄被批準(zhǔn)進入田間試驗，1994

20、年被批準(zhǔn)在美國上市。Ø 多與雜草及病蟲害的防治有關(guān)，如抗除草劑的玉米、大豆、棉花、油菜和亞麻；抗（蟲）玉米螟的玉米、抗棉鈴蟲和紅鈴蟲的棉花、抗馬鈴薯甲蟲的馬鈴薯；抗病毒的西葫蘆、番木瓜。Ø 按作物種類看，轉(zhuǎn)基因大豆和玉米發(fā)展最快。Ø 從轉(zhuǎn)基因的性狀來看：依次為抗除草劑、抗蟲、品質(zhì)改良、抗病毒等。Ø 各國的轉(zhuǎn)基因作物商業(yè)化發(fā)展差異很大：由于美國政府對轉(zhuǎn)基因作物的支持態(tài)度和鼓勵政策，因而美國轉(zhuǎn)基因作物研究，種植面積一直走在各國前面。Ø 其次為阿根廷、加拿大，分別占22%、6%（2001）。Ø 1992年世界上第一個商品化種植轉(zhuǎn)基因作物：抗

21、黃瓜花葉病毒和抗煙草花葉病毒的雙價轉(zhuǎn)基因煙草在中國誕生，當(dāng)時種植面積就達到8600 hm2。二、轉(zhuǎn)基因植物的分類p 轉(zhuǎn)基因植物目前主要應(yīng)用于農(nóng)業(yè)和醫(yī)藥領(lǐng)域，其中又主要是農(nóng)業(yè)領(lǐng)域。Ø 農(nóng)業(yè)領(lǐng)域：抗有害生物、抗逆境、增進農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量和品質(zhì)、改變生長發(fā)育特性、提高光合效率。Ø 醫(yī)藥領(lǐng)域：利用轉(zhuǎn)基因植物為“植物生物反應(yīng)器”，生產(chǎn)口服疫苗和醫(yī)用蛋白。1、抗除草劑轉(zhuǎn)基因植物§ 原理：Ø 通過除草劑作用的靶標(biāo)酶的過量產(chǎn)生來解毒。Ø 改變除草劑作用靶物的敏感性。Ø 降解除草劑的基因。§ 是最先進入田間生產(chǎn)的轉(zhuǎn)基因植物，也是目前栽培面積最大的轉(zhuǎn)

22、基因農(nóng)作物。Ø 抗草苷膦的大豆、油菜、甜菜、玉米。Ø 抗溴苯腈的煙草、棉花2、抗蟲轉(zhuǎn)基因植物n Bt殺蟲蛋白基因:n 動物產(chǎn)生的昆蟲毒素基因：n 植物來源的抗蟲基因：3、抗病轉(zhuǎn)基因植物§ 抗病毒轉(zhuǎn)基因植物：§ 抗真菌轉(zhuǎn)基因植物ü 植物抗毒素，也叫植保素，是植物受到真菌侵染后產(chǎn)生的一類低分子化合物，在植物防衛(wèi)反應(yīng)中起重要作用。主要為類黃酮與類內(nèi)萜化合物最多。ü 植物抗真菌肽，又叫植物防衛(wèi)素，如蘿卜抗真菌蛋白、大麥和小麥的硫素，線麻的植物凝集素。§ 抗細(xì)菌轉(zhuǎn)基因植物：4、抗環(huán)境脅迫的轉(zhuǎn)基因植物5、植物發(fā)育調(diào)節(jié)基因工程6、醫(yī)藥領(lǐng)域

23、中的轉(zhuǎn)基因植物第二節(jié) 轉(zhuǎn)基因植物的安全性評價一、轉(zhuǎn)基因植物安全性評價的必要性Ø 轉(zhuǎn)基因植物中導(dǎo)入的外源基因通常來源于非近緣物種，甚至可以是人工合成的基因；Ø 轉(zhuǎn)基因植物研究的飛速發(fā)展，使得大量轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物進入商業(yè)生產(chǎn)階段；Ø 有關(guān)生物安全的管理法規(guī)尚不完善；Ø 部分群眾對生物技術(shù)產(chǎn)品持保留態(tài)度，并提出多種與安全性有關(guān)的疑問。二、轉(zhuǎn)基因植物安全1、外源基因?qū)κ荏w植物的影響Ø 標(biāo)記基因?qū)χ参锏挠绊懀簶?biāo)記基因?qū)χ参锏挠绊懀哼x擇基因：抗生素抗性、除草劑抗性、植物代謝；報告基因Ø 外源基因的插入對植物的影響：可能導(dǎo)致轉(zhuǎn)基因失活或沉默；使受體植物

24、的基因表現(xiàn)插入失活斷裂。如發(fā)生在某種主要基因上，可能改變植物代謝或代謝紊亂，導(dǎo)致有害物質(zhì)的積累。Ø 外源基因?qū)χ参锏挠绊懀簭娜旧w重組的角度來講，轉(zhuǎn)基因植物更安全。在沒有選擇壓力（如除草劑）的條件下，轉(zhuǎn)基因植物并無優(yōu)越性。2、轉(zhuǎn)基因植物在生態(tài)方面的潛在風(fēng)險Ø 轉(zhuǎn)基因植物可能會成為雜草Ø 轉(zhuǎn)基因植物通過基因流對近緣物種的潛在威脅Ø 抗蟲轉(zhuǎn)基因作物帶來的潛在風(fēng)險Ø 抗病毒轉(zhuǎn)基因作物帶來的潛在風(fēng)險Ø 轉(zhuǎn)基因作物對生態(tài)環(huán)境其他方面產(chǎn)生潛在風(fēng)險3、轉(zhuǎn)基因植物在毒理學(xué)方面的潛在風(fēng)險Ø 轉(zhuǎn)基因DNA分子本身帶來的影響Ø 轉(zhuǎn)基因編

25、碼的產(chǎn)物酶或其他蛋白質(zhì)的影響第三節(jié) 轉(zhuǎn)基因植物的安全性監(jiān)測一、轉(zhuǎn)基因植物的生態(tài)學(xué)風(fēng)險評價方法1、轉(zhuǎn)基因植物雜草化的潛在危險：三步分析法Ø 轉(zhuǎn)基因作物的親本作物是否具有雜草特征；Ø 轉(zhuǎn)基因植物生態(tài)上的行為表現(xiàn)分析；Ø 轉(zhuǎn)基因植物的雜草化趨勢是否增加。2、外源基因通過基因流向近緣物種逃逸：三步法Ø 基因流分析Ø 野生雜草轉(zhuǎn)入基因后生態(tài)學(xué)上的行為表現(xiàn)分析Ø 轉(zhuǎn)基因的雜草植物的雜草化實驗第四節(jié) 轉(zhuǎn)基因植物的安全管理一、國外發(fā)展情況簡介Ø 1976年，美國國立衛(wèi)生研究院公布“重組DNA技術(shù)安全操作準(zhǔn)則”。Ø 加拿大強調(diào)對“新

26、性狀的生物”進行評估。Ø 1990年，歐盟頒布法律：一是協(xié)調(diào)限制使用遺傳修飾微生物；二是謹(jǐn)慎釋放GMO到環(huán)境中去。n 國際上已經(jīng)達成幾項共識原則：Ø 基因工程的操作及評估、管理工作應(yīng)以對人類和環(huán)境安全為首要原則；Ø 評估應(yīng)建立在科學(xué)的方法上；Ø 對生物技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展應(yīng)給予必要的鼓勵和支持；Ø 國與國之間的安全管理應(yīng)協(xié)調(diào)發(fā)展，努力建立地區(qū)性和國際性的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。二、我國的安全管理發(fā)展情況Ø 1993年，頒布基因工程安全管理辦法Ø 起步晚，發(fā)展迅速第三章 抗除草劑轉(zhuǎn)基因作物第一節(jié) 抗除草劑轉(zhuǎn)基因作物的應(yīng)用現(xiàn)狀Ø 在種植

27、的轉(zhuǎn)基因作物中，抗除草劑作物占有的比例最大，其次為抗蟲作物。Ø 種植面積最大的抗除草劑轉(zhuǎn)基因作物是大豆（1998年，大豆為72%，油菜為12%，棉花和玉米各為8%）。Ø 抗除草劑轉(zhuǎn)基因作物主要在美國、阿根廷、加拿大三國種植。Ø 美國種植面積最大，1997年開始種植抗除草劑和抗蟲的棉花。Ø 阿根廷種植面積第二，1998年占轉(zhuǎn)基因作物的99%，占大豆面積的2/3。Ø 加拿大種植面積第三，占當(dāng)年油菜播種面積的60%。Ø 中國抗除草劑轉(zhuǎn)基因作物研究相對滯后，還沒有大面積釋放。Ø 目前，抗除草劑轉(zhuǎn)基因作物主要是針對抗草苷膦和草丁膦兩種

28、除草劑。Ø 草苷膦和草丁膦均為滅生性的莖葉處理劑，土壤中殘留小，對環(huán)境影響小。Ø 此外，還有抗溴苯腈、乙酰輔酶A羧化酶抑制劑類和乙酰乳酸合成酶抑制劑類除草劑。§ 抗除草劑轉(zhuǎn)基因作物具有極大的經(jīng)濟和社會效益。§ 主要風(fēng)險之一：“雜草化”。Ø 抗除草劑轉(zhuǎn)基因作物自身“雜草化”。Ø 抗除草劑轉(zhuǎn)基因作物的抗性基因“漂移”到雜草。第二節(jié) 抗除草劑轉(zhuǎn)基因作物的“雜草化”一、抗性基因“漂移”到雜草1、最大風(fēng)險是抗性基因“漂移”到雜草上，導(dǎo)致抗性雜草的產(chǎn)生，增加防除難度。2、研究表明：很多作物能和它們的近緣雜草雜交，從而使抗除草劑基因從作物“漂移”到

29、雜草上。3、“漂移”的概率因作物種類的不同而有差別：Ø 高粱假高粱、水稻紅稻、燕麥野燕麥、芥菜型油菜野油菜，概率為100%Ø 甘藍型油菜野油菜的概率較小。4、可交配性取決于它們之間的親緣關(guān)系。5、漂移的風(fēng)險性還取決于可交配雜草與作物在發(fā)生地及生長時間上的一致性。二、抗除草劑轉(zhuǎn)基因作物自身“雜草化”1、抗性作物逸生成雜草和自身苗的為害。Ø 不使用除草劑的條件下，抗性基因轉(zhuǎn)入到作物上不影響自身“雜草化”的風(fēng)險性。Ø 使用除草劑時，增加自身“雜草化”風(fēng)險性，選擇壓力下抗性植物具競爭優(yōu)勢。2、一定條件下，種植抗除草劑轉(zhuǎn)基因作物可能加重自身苗的為害。Ø

30、我國玉米種植地，種抗阿特拉津小麥品種就會給下茬玉米地雜草的防除帶來麻煩。Ø 自身能雜草化作物：胡蘿卜、蕪菁、黃瓜、蓖麻、花生、苜蓿、水稻、小麥、馬鈴薯等。Ø 自身不能雜草化作物：豌豆、扁豆、南瓜、菠菜、萵苣等。3、抗除草劑轉(zhuǎn)基因作物在中國“雜草化”的風(fēng)險性Ø 水稻：同屬雜草6種，風(fēng)險性較小。Ø 玉米：沒有雜草和玉米有親和性，風(fēng)險極小。Ø 高粱：同屬雜草11種，風(fēng)險性大。Ø 燕麥：同屬雜草10種，風(fēng)險性大。Ø 小麥：存在一定的風(fēng)險性。Ø 棉花：不存在“雜草化”的風(fēng)險。Ø 大豆：風(fēng)險性較小。Ø 油菜

31、：風(fēng)險性較小。第三節(jié) 種植抗除草劑轉(zhuǎn)基因作物的其他安全性問題1、對環(huán)境的影響：Ø 對野生植物群落的潛在影響。Ø 抗性基因“漂移”到其他野生植物上，改變它們的適應(yīng)性。Ø 抗除草劑轉(zhuǎn)基因作物對其他非靶標(biāo)生物的影響。Ø 增加除草劑用量而加重對環(huán)境的污染。2、食品的安全性Ø 對食品質(zhì)量是否有影響（詳見后面章節(jié)）。Ø 基因表達的蛋白是否是過敏原或有毒。3、抗性的穩(wěn)定性Ø 如果抗性基因表達量不夠或不表達，作物抗性能力下降或失去抗性，會導(dǎo)致作物藥害或死亡，造成極大的損失。Ø 高溫可誘導(dǎo)抗草丁膦苜蓿的細(xì)胞喪失抗性。4、加速抗性雜草

32、發(fā)生Ø 目前，世界范圍內(nèi)已有171種雜草對各類除草劑產(chǎn)生了抗藥性。Ø 管理不善，會增加除草劑的施用量，加速雜草抗藥性的產(chǎn)生。Ø 風(fēng)險可控制：合理輪作、綜合雜草防治措施。第四節(jié) 抗除草劑轉(zhuǎn)基因作物的在中國的應(yīng)用前景及應(yīng)注意的問題1、抗除草劑轉(zhuǎn)基因作物在中國的應(yīng)用前景Ø 投入產(chǎn)出比高n 開發(fā)新除草劑品種耗資巨大，投資風(fēng)險大。n 培育抗除草劑作物品種，成本相對較低。Ø 降低對進口除草劑的依賴n 培育抗除草劑作物品種可充分利用我國現(xiàn)有的除草劑品種，擴大使用范圍，延長使用壽命。Ø 解決一些作物田的除草問題n 棉花、油菜、蔬菜田間雜草危害嚴(yán)重，缺

33、乏比較合適的選擇性防除闊葉雜草的除草劑，特別是苗后處理除草劑。Ø 降低對環(huán)境的影響和人畜的毒害n 有些除草劑對環(huán)境影響較大，如阿特拉津?qū)Φ叵滤廴緡?yán)重。n 抗除草劑作物對環(huán)境友好，對人畜安全。Ø 提高除草效果、減少藥害n 土壤處理劑受環(huán)境影響較大，使用技術(shù)要求高，農(nóng)民雜草知識缺乏，造成防除效果差或發(fā)生藥害。Ø 促進耕作制度和種植方式的改變n 有利于中國農(nóng)業(yè)的持續(xù)發(fā)展和農(nóng)業(yè)勞動生產(chǎn)力的提高；n 例如；旱稻的栽培、小麥-玉米連作雜草難防除。2、應(yīng)用抗除草劑作物應(yīng)注意的問題Ø 選擇適當(dāng)?shù)某輨┢贩NØ 選擇適當(dāng)?shù)淖魑铩？紤]三個方面：n 抗除草劑作物的“

34、雜草化”風(fēng)險；n 對生態(tài)的潛在影響；n 該作物的雜草危害和防治情況u 我國優(yōu)先開發(fā)抗除草劑的棉花和玉米培育，其次是水稻、大豆、油菜和小麥品種。Ø 合理布局抗除草劑作物n 降低除草劑的選擇壓力，延緩抗藥性雜草的產(chǎn)生；n 降低抗性基因在雜草中的積累。Ø 納入雜草綜合防治體系n 長期單一種植抗除草劑作物，易造成雜草群落結(jié)構(gòu)的改變。Ø 收集本底資料n 釋放前，對雜草、其他生物進行調(diào)查。第四章 植物用轉(zhuǎn)基因微生物及產(chǎn)品第一節(jié) 微生物研究應(yīng)用概況一、微生物在人類生活中的重要作用1、微生物無所不在2、微生物在發(fā)展生產(chǎn)力方面的作用不可替代3、微生物在生物技術(shù)中的特殊地位二、植物用

35、轉(zhuǎn)基因微生物的發(fā)展現(xiàn)狀§ 指通過重組DNA技術(shù)研制的、直接應(yīng)用于植物上的微生物。§ 包括防病殺蟲微生物、固氮微生物。1、微生物農(nóng)藥2、微生物肥料第二節(jié) 植物用轉(zhuǎn)基因微生物的安全性評價一、植物用轉(zhuǎn)基因微生物及其產(chǎn)品安全性特點1、微生物在生物安全性上的特點§ 個體小、繁殖快、數(shù)量大、變異快§ 分布廣泛、生命力強、容易擴散2、植物用轉(zhuǎn)基因微生物的相對安全性§ 當(dāng)前的植物用轉(zhuǎn)基因微生物產(chǎn)品主要為細(xì)菌和病毒制劑，基本是非常安全的。§ 但是，目前的科學(xué)研究水平尚不能完全精確預(yù)測外源基因在新的遺傳背景下的全部表現(xiàn)（表性效應(yīng)）。二、安全性評價的主要內(nèi)

36、容 目的： 針對植物用轉(zhuǎn)基因微生物在生產(chǎn)應(yīng)用中的各個環(huán)節(jié)，從技術(shù)上分析其可能對人類健康和生態(tài)環(huán)境造成危害的潛在危險程度，確定安全等級，為采取相應(yīng)的安全管理措施、防范和控制有關(guān)活動的潛在危害提供科學(xué)依據(jù)。1、對人類健康的潛在危險§ 致病性：對人感染并致人發(fā)病的能力，包括毒性、致癌、致畸、致突變、致過敏性。§ 抗藥性：盡量避免使用對人、畜常用的抗生素。§ 食品安全性：后面章節(jié)予以介紹。2、對生態(tài)環(huán)境的潛在危險§ 致病性和毒性：對環(huán)境中的動植物而言。§ 生存競爭能力：美國進行的12次導(dǎo)入抗藥性基因和固氮基因的根瘤菌的生存競爭能力與自然菌株基本一致。&

37、#167; 傳播擴散能力：傳播擴散能力越強，對環(huán)境影響的風(fēng)險性越大，也是生物安全性評價的一個極重要的指標(biāo)。§ 遺傳變異能力：容易隨環(huán)境條件的改變發(fā)生變異，是安全性評價的一項重要指標(biāo)。§ 遺傳轉(zhuǎn)移能力：在自然環(huán)境條件下，微生物之間發(fā)生遺傳物質(zhì)的轉(zhuǎn)移或交換是一個非常普遍的自然現(xiàn)象。 一般情況下，人為引進的微生物很難與本地微生物競爭。§ 對生態(tài)環(huán)境的不良影響：對非目標(biāo)生物造成危害。三、安全性評價的方法和資料要求1、安全性評價的方法§ 包括三個方面：遺傳工程體及其產(chǎn)品本身的安全等級、工作地點和環(huán)境、監(jiān)控措施的有效性。2、安全性評價的資料要求§ 受體微生

38、物的生物學(xué)特性和安全性§ 基因操作方法和安全性§ 遺傳工程體及其產(chǎn)品的特點和安全性§ 工作地點和方案§ 擬采取的安全控制措施第三節(jié) 植物用轉(zhuǎn)基因微生物的管理一、美國對植物用轉(zhuǎn)基因微生物的安全管理§ 美國農(nóng)業(yè)部（USDA）§ 環(huán)保局（EPA）§ 食品與藥物管理局（FDA）§ 職業(yè)安全與衛(wèi)生管理局（OSHA）§ 國立衛(wèi)生研究院1、對微生物實驗研究的安全管理§ 美國國立衛(wèi)生研究院1976年發(fā)布的重組DNA工作準(zhǔn)則屬于嚴(yán)格管理類型。§ 1999年發(fā)布的重組DNA分子研究準(zhǔn)則控制要求有所放寬。2

39、、美國環(huán)保局對植物用轉(zhuǎn)基因微生物的安全管理§ 所有微生物農(nóng)藥和屬于所謂“屬外重組的”新微生物（包括固氮微生物）都由環(huán)保局負(fù)責(zé)審批。3、農(nóng)業(yè)部在植物用轉(zhuǎn)基因微生物安全管理方面的作用§ 依據(jù)聯(lián)邦植物有害生物法負(fù)責(zé)有關(guān)農(nóng)藥用屬內(nèi)遺傳重組微生物和非商用重組微生物的管理。§ 1991年頒布農(nóng)業(yè)生物技術(shù)安全管理準(zhǔn)則，重點在微生物對植物和動物的致病性，對農(nóng)業(yè)生態(tài)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響方面。4、食品與藥物管理局在轉(zhuǎn)基因微生物安全管理方面的作用§ 依據(jù)聯(lián)邦食品、藥物和化妝品法。§ 重點考慮對人畜健康的影響。二、中國對植物用轉(zhuǎn)基因微生物的安全管理§ 1993年

40、發(fā)布基因工程安全管理辦法；§ 1996年農(nóng)業(yè)部正式發(fā)布實施農(nóng)業(yè)生物基因工程安全管理實施辦法。§ 實施辦法將基因工程工作分為4個安全等級。§ 安全性評價的步驟包括：確定受體微生物的安全等級、確定基因操作對受體微生物安全性的影響類型，確定微生物遺傳工程體的安全等級，確定遺傳工程產(chǎn)品的安全等級。§ 實施辦法將基因工程工作分為4個工作階段：實驗階段、中間試驗、環(huán)境釋放和商品化生產(chǎn)。§ 獲準(zhǔn)執(zhí)行的主要為固氮微生物、殺蟲微生物、防病微生物。第四節(jié) 植物用轉(zhuǎn)基因微生物展望、建議一、熱點1、對農(nóng)業(yè)生態(tài)和自然環(huán)境的長期效應(yīng)2、對食品安全性的影響：食物鏈3、新技術(shù)

41、研究：分子生態(tài)學(xué)、分子診斷學(xué)等二、關(guān)于我國的建議Ø 旗幟鮮明地發(fā)展生物技術(shù)；Ø 提高發(fā)現(xiàn)和分離新型安全、高效目的基因的創(chuàng)新能力；Ø 提倡使用無標(biāo)記基因等安全的轉(zhuǎn)基因操作技術(shù)；Ø 轉(zhuǎn)基因微生物對農(nóng)業(yè)生態(tài)和自然環(huán)境長期效應(yīng)的研究；Ø 加強轉(zhuǎn)基因微生物對食品安全性影響的研究。第五章 轉(zhuǎn)基因動物及其產(chǎn)品第一節(jié) 轉(zhuǎn)基因動物研究及產(chǎn)業(yè)化現(xiàn)狀一、轉(zhuǎn)基因動物研究進展1、轉(zhuǎn)基因動物研究的簡要回顧Ø 轉(zhuǎn)基因動物是人類按著自己的意愿有目的、有計劃、有根據(jù)、有預(yù)見地改變動物的遺傳組成。Ø 近年來，轉(zhuǎn)基因動物產(chǎn)業(yè)化速度異常迅猛，全球有幾十家依賴于動物

42、轉(zhuǎn)基因技術(shù)為核心的公司。Ø 我國在“863”計劃的資助下，獲得了生長速度快、瘦肉率高、對某些病毒具有一定抗性的轉(zhuǎn)基因豬。2、轉(zhuǎn)基因動物的制作方法Ø 原核期胚胎的顯微注射ü 是目前應(yīng)用比較廣泛、效果比較穩(wěn)定的制作轉(zhuǎn)基因動物方法之一。Ø 逆轉(zhuǎn)錄病毒載體感染發(fā)育早期的動物胚胎Ø 精子載體法Ø 胚胎干細(xì)胞（ES）技術(shù)Ø 原始生殖細(xì)胞技術(shù)Ø 體細(xì)胞核移植技術(shù)ü 目前的體細(xì)胞克隆技術(shù)而言，成功率是比較低的，大約為2.5%。Ø 逆轉(zhuǎn)錄病毒載體注射M期的卵母細(xì)胞ü 缺點：逆轉(zhuǎn)錄病毒載體攜帶外源基因的能

43、力較小。Ø 精子頭與外源DNA合并注射卵母細(xì)胞二、轉(zhuǎn)基因動物的應(yīng)用及產(chǎn)業(yè)化進展1、促進動物生長、提高畜產(chǎn)品產(chǎn)量、改善產(chǎn)品品質(zhì)2、動物抗病育種3、生產(chǎn)藥用蛋白§ 利用動物生產(chǎn)藥用蛋白有三種方式：ü 通過血液：利用轉(zhuǎn)基因豬生產(chǎn)人血紅蛋白ü 通過尿液：利用轉(zhuǎn)基因小鼠生產(chǎn)人生長激素ü 通過乳腺。4、生產(chǎn)人營養(yǎng)保?。ㄡt(yī)療）品Ø 一般分為食物保健品、功能性食品、藥物食品。5、生產(chǎn)可用于人體器官移植的動物器官§ 豬作為人類器官移植的供體動物具有很多優(yōu)點：妊娠期短，產(chǎn)仔數(shù)多，后代生長快，不存在倫理方面的問題。§ 豬不同發(fā)育時期的器

44、官，與人不同年齡的器官大小比較接近。§ 主要問題：超急性排斥反應(yīng)。6、建立診斷、治療人類疾病及新藥篩選的動物模型§ 在動物轉(zhuǎn)基因技術(shù)問世之前，發(fā)現(xiàn)自然突變體幾乎是遺傳學(xué)家獲取遺傳疾病模型的唯一途徑。§ 轉(zhuǎn)基因動物模型的制作策略：§ 轉(zhuǎn)基因動物疾病模型存在的問題：Ø 基因的過量表達可能引起插入突變；Ø 基因敲出或敲入可能表達出另外一種蛋白質(zhì)；Ø 研究材料主要為小鼠，大型動物成本太高。三、轉(zhuǎn)基因動物研究中出現(xiàn)的問題§ 制作轉(zhuǎn)基因動物效率極低§ 難以控制轉(zhuǎn)基因在宿主基因組中的行為Ø 基因插入容易導(dǎo)致轉(zhuǎn)

45、基因陽性個體出現(xiàn)不育、胚胎死亡、畸形等異常現(xiàn)象。§ 大部分轉(zhuǎn)基因表達水平極低四、轉(zhuǎn)基因的表達特征及提高轉(zhuǎn)基因表達的策略1、轉(zhuǎn)基因的表達特征：§ 轉(zhuǎn)基因構(gòu)件的表達強烈地受著其在宿主染色體上整合位點的影響，即位置效應(yīng)。2、提高轉(zhuǎn)基因表達的策略：Ø 導(dǎo)入大片斷Ø 共整合和基因搭救Ø 增添基質(zhì)附著區(qū)第二節(jié) 轉(zhuǎn)基因動物研究與產(chǎn)品的安全性評估一、供體動物及受體動物的特征及健康檢查§ 供體動物和受體動物的基本情況（畜種、品種、產(chǎn)地等）§ 動物的健康狀況§ 偶發(fā)性病原菌標(biāo)準(zhǔn)檢查§ 工作人員的健康狀況二、轉(zhuǎn)基因構(gòu)件的安全性

46、評價§ 轉(zhuǎn)基因及表達系統(tǒng)（功能的異源獲得）§ 通過同源重組實現(xiàn)基因的定位整合（功能的同源喪失）§ 轉(zhuǎn)基因及其表達產(chǎn)物的安全性鑒定三、轉(zhuǎn)基因動物釋放的安全性評估§ 遺傳穩(wěn)定性的安全性評估§ 表達穩(wěn)定性的評估四、轉(zhuǎn)基因動物品系的安全性評估五、生產(chǎn)動物群的組建和選擇的安全性評估六、轉(zhuǎn)基因動物的維持七、轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品的純化及特征八、臨床的安全性評價九、重視受體與病原共進化的問題十、轉(zhuǎn)基因動物在動物福利和社會倫理等方面的潛在危險和對策§ 可能引起社會倫理學(xué)方面的問題；§ 引起的動物福利問題：Ø 轉(zhuǎn)基因制作方法給動物帶來的危害；&

47、#216; 繁殖技術(shù)對動物帶來的傷害；Ø 轉(zhuǎn)基因技術(shù)為動物帶來的人為的突變；Ø 外源基因表達給動物帶來的影響；Ø 轉(zhuǎn)基因動物個體差異給動物福利的評估帶來的影響；Ø 轉(zhuǎn)基因技術(shù)在有些方面對動物本身有利。第三節(jié) 轉(zhuǎn)基因動物研究與產(chǎn)品監(jiān)控、管理一、研究與開發(fā)1、轉(zhuǎn)基因的導(dǎo)入方法監(jiān)控2、轉(zhuǎn)基因始祖動物分析3、遺傳及表達穩(wěn)定性§ 遺傳穩(wěn)定性：基因可能發(fā)生重排或缺失，經(jīng)過數(shù)代后同一位點上外源基因的拷貝數(shù)應(yīng)趨于穩(wěn)定。§ 表達穩(wěn)定性：轉(zhuǎn)基因的表達可能受宿主動物的遺傳背景與轉(zhuǎn)基因之間的互作程度而發(fā)生改變。4、研究與環(huán)境監(jiān)控二、繁殖與育種1、轉(zhuǎn)基因動物品

48、系的建立§ 建立始祖轉(zhuǎn)基因動物庫和生產(chǎn)用轉(zhuǎn)基因動物庫2、生產(chǎn)動物群的組建和選擇§ 動物來歷及系譜§ 繁殖技術(shù)§ 生產(chǎn)群增加新個體3、轉(zhuǎn)基因動物的維持§ 監(jiān)測轉(zhuǎn)基因動物的健康§ 轉(zhuǎn)基因動物的飼喂§ 轉(zhuǎn)基因動物飼養(yǎng)設(shè)施§ 轉(zhuǎn)基因動物飼料配制§ 轉(zhuǎn)基因動物的疾病防治§ 動物從生產(chǎn)群中遷出§ 轉(zhuǎn)基因動物的處理及其副產(chǎn)品的利用§ 轉(zhuǎn)基因動物陪伴動物計劃三、生產(chǎn)與加工四、質(zhì)檢和自檢五、研究與產(chǎn)業(yè)化管理1、產(chǎn)業(yè)化之前的中試和積累數(shù)據(jù)與經(jīng)驗Ø 食品醫(yī)藥安全性檢測Ø 轉(zhuǎn)基因

49、動物的生存能力Ø 小規(guī)模中試到大規(guī)模推廣的可能性2、轉(zhuǎn)基因動物資源的保存ü 品種ü 精液ü 胚胎3、產(chǎn)業(yè)化的申報4、產(chǎn)業(yè)化監(jiān)控和警報5、相應(yīng)的政策法規(guī)6、生物安全數(shù)據(jù)庫7、利用現(xiàn)代技術(shù)進行聯(lián)合監(jiān)控管理第四節(jié) 轉(zhuǎn)基因動物研究與產(chǎn)品開發(fā)的展望與建議一、轉(zhuǎn)基因動物的發(fā)展方向二、轉(zhuǎn)基因動物市場前景與展望三、生物安全、產(chǎn)品質(zhì)量和市場的管理銜接四、新基因的篩選五、制定宏觀的國家發(fā)展規(guī)劃六、生物安全評估、監(jiān)控和管理能力的建設(shè)第六章 獸用基因工程生物制品第一節(jié) 獸用基因工程生物制品研究開發(fā)概況一、單克隆抗體等診斷試劑及技術(shù) 單克隆抗體：采用細(xì)胞融合技術(shù)，把用預(yù)定抗原免疫

50、過的小鼠脾淋巴細(xì)胞與能在體外培養(yǎng)中無限生長的骨髓瘤細(xì)胞融合，形成具有雙親特性的雜交瘤細(xì)胞，經(jīng)過克隆化得到來自單個細(xì)胞的雜交瘤細(xì)胞系，分泌針對同一抗原決定族、在分子上是同質(zhì)的抗體，即單抗。與常規(guī)的血清抗體相比，單抗的主要優(yōu)點：§ 高度同質(zhì)性：抗體分子是同質(zhì)的，完全一樣，具有很高的親和力，具有很高的敏感性。§ 高度特異性：針對單一抗原族，具有很高的特異性和準(zhǔn)確性。§ 無限量供應(yīng)性：分泌特異性單抗的雜交瘤細(xì)胞系可以在液氮中長期保存，并根據(jù)需要隨時復(fù)活。§ 目前，人-人雜交瘤、四交瘤和雙特異單抗、基因工程抗體等技術(shù)也在不斷發(fā)展。§ 國內(nèi)外正在研究、開發(fā)

51、或已有用的單克隆抗體診斷試劑已達1000多種。§ 我國已研制出70多種單抗，例如馬傳染性貧血病毒單抗、豬瘟病毒單抗等。二、基因工程疫苗 獸用基因工程疫苗：用分子生物學(xué)技術(shù)，對病原微生物的基因組進行改造，以降低其致病性，提高其免疫原性，或?qū)⒉≡⑸锘蚪M中的一個或多個對防病治病有用的基因克隆到無毒的原核或真核載體上，制成疫苗，接種動物，產(chǎn)生免疫力和抵抗力，達到防治傳染病的目的。 疫苗的主要類型：使用rDNA技術(shù)、生產(chǎn)的滅活細(xì)菌、病毒和寄生蟲亞單位疫苗；基因缺失活疫苗；基因重組活疫苗三大類。§ 重組亞單位疫苗：將保護性抗原基因在原核或真核細(xì)胞中表達，并以基因產(chǎn)物蛋白質(zhì)或多肽制

52、成疫苗。優(yōu)點：安全性好；減少或消除了常規(guī)滅活疫苗或活疫苗難以避免的熱原、變應(yīng)原、免疫抑制原和其他有害的反應(yīng)原；可用于高度危險性的病原體。缺點：費用高；需多次重復(fù)接種§ 基因工程活疫苗：通過基因工程技術(shù)將致病微生物基因組中負(fù)責(zé)毒力的一個或多個基因缺失而制成弱毒活疫苗。優(yōu)點：使機體產(chǎn)生堅強而持久的免疫力；與滅活疫苗相比，成本相對較低；遺傳特征穩(wěn)定，不會發(fā)生毒力返強現(xiàn)象；可以起到一針防多病的目的。缺點：研究開發(fā)費用仍然較高。三、DNA疫苗四、轉(zhuǎn)基因動物的應(yīng)用利用生物反應(yīng)器生產(chǎn)預(yù)防用的疫苗。優(yōu)點：可自動化生產(chǎn)，不存在翻譯后的化學(xué)修飾劑分離純化等過程，可表達分子量較大的蛋白質(zhì)，外源基因可穩(wěn)定地

53、傳給下一代，達到長期、大量生產(chǎn)的目的。五、獸用轉(zhuǎn)基因植物源生物制品優(yōu)點：生產(chǎn)基地現(xiàn)成且容易擴展；污染哺乳動物潛在致病性外源病毒、細(xì)菌和抗體的可能性降低；生產(chǎn)效力高；運輸方便；使用方便。第二節(jié) 獸用基因工程生物制品的安全性問題一、獸用基因工程活疫苗的安全性問題§ 大多數(shù)減毒活疫苗在動物上都存在不同程度的毒力問題，并且在環(huán)境中可能出現(xiàn)毒力返強。§ 有的疫苗株對靶動物安全性好，但對非靶動物存在一定的致病性。§ 當(dāng)前，一些重大疫病的流行以新的面貌出現(xiàn)：例如，典型豬瘟。二、DNA疫苗的安全性問題§ 被注射的、可由宿主細(xì)胞吸收的DNA可以被整合到宿主的染色體中，并引

54、起插入突變。§ 外源抗原的長期表達可能導(dǎo)致不利的免疫病理反應(yīng)。§ 使用編碼因子或協(xié)同刺激分子的基因可能具有額外的危害。§ 可能形成針對注射DNA抗體和出現(xiàn)不利的自身免疫反應(yīng)。第三節(jié) 獸用基因工程生物制品安全性評價與管理一、國外對獸用基因工程生物制品安全性評價與管理1、獸用生物技術(shù)生物制品的分類2、獸用生物技術(shù)生物制品的注冊程序。3、獸用生物技術(shù)生物制品的實驗室監(jiān)測。4、獸用活基因工程生物制品研究開發(fā)的安全性管理Ø 封閉條件下的實驗室研究和開發(fā)。Ø 使用靶動物和非靶動物的受控封閉試驗。Ø 隔離條件下對靶動物限制性野外檢驗或大規(guī)模野外試驗

55、。Ø 包括野外試驗結(jié)果在內(nèi)的全部注冊所需的材料。二、我國對獸用基因工程生物制品安全性評價與管理1、新獸用基因工程生物制品的研究和開發(fā)2、新獸用基因工程生物制品的審批程序：3、新獸用基因工程生物制品的生產(chǎn)：三、獸用基因工程生物制品環(huán)境釋放的監(jiān)測方法1、監(jiān)測內(nèi)容的確定：2、基因工程活細(xì)菌疫苗的監(jiān)測方法：3、重組活病毒疫苗野外應(yīng)用的監(jiān)測方法第七章 轉(zhuǎn)基因食品安全性第一節(jié) 轉(zhuǎn)基因生物食品安全性一、轉(zhuǎn)基因生物食品概述§ 傳統(tǒng)的雜交育種耗時太長，一般為8-10年。§ 外源基因表達的產(chǎn)物及基因工程技術(shù)的影響在美國農(nóng)作物種植和食品加工的各個環(huán)節(jié)中無處不在。二、轉(zhuǎn)基因食品的安全性問

56、題§ 1993年，經(jīng)濟發(fā)展合作組織提出了食品安全性分析的原則“實質(zhì)等同性”，即如果某個新食品或食品成分與現(xiàn)有的食品或食品成分大體相同，那么他們是同等安全性。§ 人們對轉(zhuǎn)基因生物食品的擔(dān)憂主要有三方面：Ø 轉(zhuǎn)基因食品里加入的新基因在無意中對消費者造成健康威脅。Ø 轉(zhuǎn)基因作物的新基因給食物鏈其他環(huán)節(jié)造成無意的不良后果。Ø 人為強化轉(zhuǎn)基因作物的生存競爭性，對自然界生物多樣性的影響。Ø 人們最為擔(dān)心的是轉(zhuǎn)基因食品對人類健康是否安全Ø 內(nèi)容包括三個方面：食品毒性、食品過敏性、病原體藥物抗性。第二節(jié) 各國食品安全法規(guī)體系和管理現(xiàn)狀一、美

57、國轉(zhuǎn)基因食品的管理§ 主要由美國食品和藥物管理局（FDA）、美國環(huán)保局（EPA）和美國農(nóng)業(yè)部（USDA）負(fù)責(zé)檢測、評價和監(jiān)控。§ FDA食物安全與應(yīng)用營養(yǎng)中心是管理大多數(shù)食物的法定權(quán)力機構(gòu)。§ EPA負(fù)責(zé)管理食品作物殺蟲劑的使用和安全。§ USDA食品和檢測部門負(fù)責(zé)食品對消費者的安全與健康影響的管理。§ 目前沒有證據(jù)表明：利用基因工程生產(chǎn)的食品在安全性或質(zhì)量上與其他方法生產(chǎn)的食物不同。二、加拿大轉(zhuǎn)基因食品的管理§ 衛(wèi)生部是權(quán)力機構(gòu)，由健康保護局負(fù)責(zé)實施。§ 根據(jù)新食品管理條例和新食品安全評價準(zhǔn)則對生物技術(shù)食品進行管理。三、歐

58、盟轉(zhuǎn)基因食品的管理§ 歐盟國家對生物技術(shù)食品評估作出比較嚴(yán)格的規(guī)定。§ 基于兩方面考慮：§ 生物技術(shù)的應(yīng)用可能引起的風(fēng)險；§ 最終產(chǎn)物及其安全性。四、日本轉(zhuǎn)基因食品的管理§ 由科學(xué)技術(shù)廳、農(nóng)林水產(chǎn)省、厚生省分三個階段，分別制定管理指南，進行安全性評價、認(rèn)證管理。五、我國轉(zhuǎn)基因食品的管理§ 1995年頒布中華人民共和國食品衛(wèi)生法§ 適用范圍：食品、食品添加劑、洗滌劑、消毒劑、以及食品的生產(chǎn)經(jīng)營產(chǎn)所、設(shè)施和有關(guān)環(huán)境。六、其他國家轉(zhuǎn)基因食品的管理§ 澳大利亞建立基因技術(shù)執(zhí)行長官辦公室管理轉(zhuǎn)基因食品，也一直允許使用孟山都的

59、抗草甘膦大豆和轉(zhuǎn)基因棉籽油進入超級市場。§ 印度對轉(zhuǎn)基因食品問題的爭論非常激烈，缺乏檢測基因工程技術(shù)的能力。第三節(jié) 轉(zhuǎn)基因生物食品安全性評價一、食品、食品成分安全性分析原則§ 遺傳工程體（GMO）特性分析Ø 供體Ø 基因修飾及插入DNAØ 受體§ 實質(zhì)等同性Ø 與現(xiàn)有食品及食品成分具有完全實質(zhì)等同性；Ø 與現(xiàn)有食品及成分具有實質(zhì)等同性，但存在某些特定差異；Ø 與現(xiàn)有食品及成分無實質(zhì)等同性的食品?！皩嵸|(zhì)等同性”的局限性Ø 實質(zhì)等同性本身是一個比較模糊的概念，目前尚沒有明確的標(biāo)準(zhǔn)來判別轉(zhuǎn)基因作物是否

60、與原作物符合實質(zhì)等同性原則，而在一定程度上依賴于人的主觀認(rèn)知。Ø 重視化學(xué)方法，疏于生物、毒性和免疫學(xué)分析。例如一種轉(zhuǎn)基因作物與原作物即使有99%相同，也不能否認(rèn)剩余的1%有害的可能性。二、食品安全評價的幾個問題§ 過敏：Ø 食物過敏是指對食物中存在的抗原分子的不良免疫介導(dǎo)反應(yīng)。是免疫球蛋白E與過敏原的相互作用引起的。§ 毒性：Ø 許多食物生物本身就能產(chǎn)生大量的毒性物質(zhì)和抗?fàn)I養(yǎng)因子。Ø 谷類食品：含有蛋白酶抑制因子。Ø 豆類食品：含量較高的凝集素、生氰糖苷。§ 抗生素抗性標(biāo)記基因Ø 用于植物遺傳進化中，促

61、進轉(zhuǎn)化細(xì)胞、組織和轉(zhuǎn)基因植物的生長。Ø 安全性問題：轉(zhuǎn)基因植物中的標(biāo)記基因是否會在腸道中水平轉(zhuǎn)移至微生物，從而影響抗生素治療的有效性。§ 重組微生物的基因轉(zhuǎn)移和致病性Ø 載體需作修飾，以盡量減少基因轉(zhuǎn)至其他微生物的可能性。Ø 來自重組微生物的食品中應(yīng)不含活菌，不應(yīng)在重組微生物中使用目前在治療中有效的抗生素抗性標(biāo)記。第四節(jié) 結(jié)論和建議一、結(jié)論：Ø 原則上，對基因工程技術(shù)生產(chǎn)的食品的安全性評價，與改變生物體基因組的其他生產(chǎn)食品方法在評價的本質(zhì)上是基本一致的。Ø 當(dāng)一種食品被確定與常規(guī)食品具有實質(zhì)等同性，就可以認(rèn)為它與傳統(tǒng)食品一樣安全，不需

62、作進一步的安全性評價。二、建議：Ø 制定專門的轉(zhuǎn)基因食品安全法規(guī)；Ø 建立完善該食品的安全管理機構(gòu)體系；Ø 建立轉(zhuǎn)基因食品的安全性評價的技術(shù)支撐體系；Ø 大力加強有關(guān)轉(zhuǎn)基因食品安全性的基礎(chǔ)性工作研究。第八章 醫(yī)藥生物技術(shù)及其產(chǎn)品一、醫(yī)藥生物技術(shù)的國內(nèi)外研究進展包括兩方面的內(nèi)容：§ 利用生物體作為生物反應(yīng)器，按人們意志來研究生產(chǎn)出醫(yī)藥生物技術(shù)產(chǎn)品，主要指各類藥物。§ 利用生物技術(shù)來改進或創(chuàng)造出新的診斷、治療、預(yù)防疾病的方法，指基因治療和生物治療。1、基因工程藥物2、人用單克隆抗體3、病毒工程突變株與重組減毒活疫苗4、反義核酸藥物5、基因治療§ 將正常的基因用一定的方法導(dǎo)入體細(xì)胞內(nèi)，替換或