基因工程技術(shù)對(duì)人類的影響

基因工程技術(shù)對(duì)人類的影響基因工程的興起，是二十世紀(jì)科學(xué)技術(shù)最具革命性的成就之一，開創(chuàng)了人類認(rèn)識(shí)自然、改造自然的新紀(jì)元。1996年諾貝爾獎(jiǎng)獲得者、萊斯大學(xué)的化學(xué)家羅伯特?柯?tīng)栒f(shuō)：“本世紀(jì)是物理學(xué)和化學(xué)的世紀(jì)，但下個(gè)世紀(jì)顯然將是生物學(xué)的世紀(jì)?！彪S著“人類基因組計(jì)劃”的初步完成，及其基因工程操作技術(shù)的不斷完善，人類在基因領(lǐng)域已經(jīng)取得了巨大的進(jìn)步，基因工程技術(shù)正在以令人目不暇接的速度和不可思議的方式改變著這個(gè)世界，已經(jīng)或即將對(duì)人類社會(huì)產(chǎn)生重大影響。基因工程在其產(chǎn)生的短短30多年時(shí)間，已經(jīng)發(fā)展到了相當(dāng)成熟的地步。其應(yīng)用范圍之廣、應(yīng)用領(lǐng)域之多，已滲入到社會(huì)生活的方方面面。1.基因工程對(duì)醫(yī)療領(lǐng)域的影響隨著人類對(duì)基因研究的不斷深入，分子醫(yī)學(xué)的新時(shí)代已經(jīng)開始顯現(xiàn)。這個(gè)新時(shí)代的特點(diǎn)不是治療疾病的癥狀，而是尋找引起疾病的根本原因。醫(yī)學(xué)研究人員還將能夠根據(jù)新的藥物和免疫療法技術(shù)，設(shè)計(jì)新的治療機(jī)制、避開可能引發(fā)疾病的環(huán)境條件、通過(guò)基因療法更換出現(xiàn)缺損的基因。人類基因工程研究取得的技術(shù)成果和資源已開始對(duì)生物醫(yī)學(xué)研究產(chǎn)生深刻的影響，并將給更廣泛的生物學(xué)研究和臨床醫(yī)學(xué)帶來(lái)革命。越來(lái)越詳細(xì)的基因組圖譜的繪制完成，有助于研究人員尋找諸如脆弱的X綜合征、1型和2型神經(jīng)纖維瘤、遺傳性結(jié)腸癌，阿耳茨海默氏癥和家族乳腺癌等幾十種與遺傳疾病有關(guān)的基因。目前，已發(fā)現(xiàn)的遺傳病有7746種，其中由單基因缺陷引起的就有約3000多種。因此，遺傳病是基因治療的主要對(duì)象。基因診斷是基因工程技術(shù)在醫(yī)學(xué)上的一項(xiàng)重要應(yīng)用。它是指用基因工程的技術(shù)方法，將正常的基因轉(zhuǎn)入病患者的細(xì)胞中，以取代病變基因，從而表達(dá)所缺乏的產(chǎn)物，或者通過(guò)關(guān)閉或降低異常表達(dá)的基因等途徑，達(dá)到治療某些遺傳病的目的。第一例基因治療是美國(guó)在1990年進(jìn)行的。當(dāng)時(shí)，兩個(gè)4歲和9歲的小女孩由于體內(nèi)腺苷脫氨酶缺乏而患了嚴(yán)重的聯(lián)合免疫缺陷癥?？茖W(xué)家對(duì)她們進(jìn)行了基因治療并取得了成功。這一開創(chuàng)性的工作標(biāo)志著基因治療已經(jīng)從實(shí)驗(yàn)研究過(guò)渡到臨床實(shí)驗(yàn)。1991年，我國(guó)首例Ｂ型血友病的基因治療臨床實(shí)驗(yàn)也獲得了成功。同時(shí)，基因工程技術(shù)在藥物研究中的應(yīng)用，帶來(lái)了無(wú)與倫比的社會(huì)價(jià)值和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。利用基因工程技術(shù)生產(chǎn)臨床治療中非常有價(jià)值的活性多肽，不僅解決了來(lái)源困難的問(wèn)題，降低了生產(chǎn)成本，而且可以利用在體外操作基因的優(yōu)點(diǎn)，制造出更有效、副作用更少的藥品。除此之外，基因疫苗也是醫(yī)學(xué)界又一重大突破。傳統(tǒng)的免疫方法一般是用去毒或低毒的病源微生物的抗原免疫人體，使人體產(chǎn)生抗體以抵抗疾病。但是，這種傳統(tǒng)的免疫方法可能因?yàn)槠淇乖鞍椎亩拘远鴮?duì)人體有害。現(xiàn)階段發(fā)展起來(lái)的DNA疫苗則突破了這一缺陷，它是將能表達(dá)外源抗原蛋白的質(zhì)粒DNA或其它形式的DNA注入機(jī)體后，產(chǎn)生對(duì)人體無(wú)危害或危害極低的抗原蛋白，令機(jī)體產(chǎn)生細(xì)胞免疫或體液免疫，抵抗外源微生物的侵害。而且DNA疫苗相對(duì)較穩(wěn)定，成本低，使用方便，作用時(shí)間也長(zhǎng)，所以，DNA疫苗已廣泛在臨床上使用。目前正在研制的DNA疫苗有甲肝、乙肝疫苗、以及抗艾滋病病毒的疫苗等。除基因工程藥物和疫苗之外，人們還正設(shè)法通過(guò)基因工程技術(shù)來(lái)改造一些動(dòng)物（如豬）的器官，使其不被人體排斥，以便用于移植。目前，許多需要進(jìn)行器官移植的病人在排隊(duì)等待器官時(shí)喪失了生命，而且費(fèi)用昂貴，基因工程器官若能成功的話，將給這些患者帶來(lái)福音?，F(xiàn)在科學(xué)家們的研究已經(jīng)取得令人欣喜的成績(jī)。所以，這些技術(shù)在醫(yī)學(xué)的應(yīng)用將在很大程度上改善人類健康狀況，對(duì)增強(qiáng)人類體質(zhì)，延長(zhǎng)壽命起到重大作用。2.基因工程對(duì)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的影響基因的研究成果為綠色革命奠定了理論基礎(chǔ)，基因工程技術(shù)由此進(jìn)入一個(gè)嶄新的時(shí)代。許多科學(xué)家認(rèn)為，基因工程技術(shù)能夠把發(fā)展中國(guó)家的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)率提高25%，并且?guī)椭乐棺魑锸崭詈笤馐軗p失?，F(xiàn)代生物技術(shù)最偉大的成果之一就是轉(zhuǎn)基因食品的迅速發(fā)展，其中最重要原因是它為解決全球性的糧食危機(jī)問(wèn)題提供了有效的辦法。這是世界各國(guó)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的要求?；蚬こ虨榇蚱莆锓N界限、定向改良作物提供了有力的工具。轉(zhuǎn)基因作物的應(yīng)用、推廣，為解決人類面臨的糧食問(wèn)題提供了希望，并可望為人類提供更多、更好、更理想的農(nóng)產(chǎn)品。據(jù)預(yù)測(cè)，到2020年，世界人口將從現(xiàn)在的60億增加到80億，對(duì)糧食的需求量至少增加40%。現(xiàn)有耕地的生產(chǎn)力很難滿足人口激增的需求。只有通過(guò)農(nóng)業(yè)的生物技術(shù)革命才是解決全球糧食問(wèn)題的最佳方法。轉(zhuǎn)基因作物通過(guò)增加作物的抗蟲能力、耐高寒、抗高溫、耐鹽堿、抗倒伏、抗除草劑的能力等，來(lái)提高單位面積的產(chǎn)量，從而解決日益膨脹的地球人的吃飯問(wèn)題。同時(shí)，轉(zhuǎn)基因作物還可以增加食物的種類，改進(jìn)食品的營(yíng)養(yǎng)、味道和外觀，延長(zhǎng)貨架期等等。因此，通過(guò)轉(zhuǎn)基因所生產(chǎn)的作物，能極大地滿足人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的物質(zhì)需要，豐富了生物品種的多樣性，從而會(huì)創(chuàng)造出巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。自從20世紀(jì)80年代第一個(gè)轉(zhuǎn)基因植物實(shí)驗(yàn)成功以來(lái)，在短短20年的時(shí)間里，轉(zhuǎn)基因技術(shù)在植物品種改良的研究方面取得了重要進(jìn)展。例如，普通西紅柿在收獲和運(yùn)輸過(guò)程中很容易發(fā)生軟化而腐爛，研究發(fā)現(xiàn)這種軟化過(guò)程受一種酶控制?？茖W(xué)家按照該酶的基因序列設(shè)計(jì)出它的反義RNA基因，并轉(zhuǎn)入西紅柿，從而抑制了這種酶的軟化作用，使西紅柿的成熟過(guò)程延緩，有利于運(yùn)輸和保存。基因工程西紅柿也是第一個(gè)批準(zhǔn)商業(yè)化的基因工程農(nóng)作物。

再如，農(nóng)業(yè)上的一種著名的微生物殺蟲劑，叫蘇云金桿菌，簡(jiǎn)稱BT，在世界上推廣應(yīng)用了半個(gè)多世紀(jì)。這種細(xì)菌之所以能殺滅害蟲，是因?yàn)樗墚a(chǎn)生一種叫“伴孢晶體”的大分子蛋白。當(dāng)某些昆蟲吃了噴灑有BT菌粉的作物葉片，伴孢晶體進(jìn)入昆蟲腸道，在腸道堿性條件和酶的作用下降解成毒蛋白片段。毒蛋白片段干擾蟲體的正常代謝，使細(xì)胞自溶，并引起敗血癥，最終死亡。應(yīng)用這一原理，科學(xué)家用毒蛋白片段的編碼基因?qū)霟煵?、棉花、玉米、馬鈴薯、西紅柿、水稻等作物，所形成的轉(zhuǎn)基因作物都能產(chǎn)生BT毒蛋白，使植株本身能夠自動(dòng)殺滅害蟲，而用不著再噴灑農(nóng)藥。除此之外，科學(xué)家還培育出多種具有特殊功能的基因工程作物，如抗除草劑的大豆、玉米、油菜；抗某些病毒的馬鈴薯、油菜、大豆、木瓜和西葫蘆。這些轉(zhuǎn)基因作物在美國(guó)都已通過(guò)審批成為商品。至今，美國(guó)FDA公布的被批準(zhǔn)的轉(zhuǎn)基因作物品種有近50種。轉(zhuǎn)基因動(dòng)物是世界各國(guó)研究的另一熱點(diǎn)領(lǐng)域。自1983年美國(guó)學(xué)者把大鼠生長(zhǎng)激素基因?qū)胄∈螽a(chǎn)生重大突破之后，各國(guó)科學(xué)家利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)培育出的體大瘦肉型、產(chǎn)奶產(chǎn)卵多的家畜、家禽屢見(jiàn)不鮮。但由于人們心理和意識(shí)方面的原因，轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程滯后于其研究水平，至今還沒(méi)有商品化的轉(zhuǎn)基因動(dòng)物養(yǎng)殖品種。轉(zhuǎn)基因肉類食品最有希望取得突破的動(dòng)物是繁殖力較高、胚胎可以在體外發(fā)育的魚類。目前，生長(zhǎng)速率快、抗病力強(qiáng)、肉質(zhì)好的轉(zhuǎn)基因養(yǎng)殖畜禽相繼在實(shí)驗(yàn)室獲得成功。利用基因工程，可以為人類提供質(zhì)量更高、數(shù)量更多的食品。但目前，對(duì)轉(zhuǎn)基因生產(chǎn)出的食品的安全性問(wèn)題還存在一些不同的看法，這需要繼續(xù)對(duì)轉(zhuǎn)基因食品的研究，以求早日解決這類問(wèn)題。但可以堅(jiān)信，轉(zhuǎn)基因技術(shù)進(jìn)入21世紀(jì)農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的趨勢(shì)是無(wú)法逆轉(zhuǎn)的。4.轉(zhuǎn)基因食品的安全性問(wèn)題人類對(duì)自身DNA和基因的了解還十分有限，有97%的人類基因由于不知道它們的功能，目前還被認(rèn)為是“廢品”。因此，轉(zhuǎn)基因技術(shù)本身還有待發(fā)展。食品直接關(guān)系到人類的健康，發(fā)展基因食品，不僅要解決好技術(shù)問(wèn)題，還必須能被社會(huì)接受?；蚴称穼?duì)人體必須無(wú)毒無(wú)副作用?；蚴称啡狈^長(zhǎng)時(shí)間的安全性試驗(yàn)，已有資料表明，轉(zhuǎn)基因食品可能誘發(fā)癌癥并傳遞給下一代以及導(dǎo)致失調(diào)，可能需要30年或更長(zhǎng)的時(shí)間。由于可能產(chǎn)生的生物突變，會(huì)在基因食品中產(chǎn)生新的毒素?；蚴称愤€有可能使人體產(chǎn)生過(guò)敏反應(yīng)，其原因是：至今所有基因食品都含有傳統(tǒng)食物所沒(méi)有的新蛋白，如BT毒蛋白，分解除草劑的酶蛋白，抑制西紅柿軟化的酶蛋白等。人類從未食用過(guò)這些蛋白其對(duì)人類的近期和遠(yuǎn)期效應(yīng)還有很多未知數(shù)。近年來(lái)，有部分研究者已經(jīng)發(fā)現(xiàn)有些基因食品對(duì)人體或動(dòng)物有明顯的過(guò)敏反應(yīng)。人類有一些人群本來(lái)就特別容易對(duì)部分食物產(chǎn)生過(guò)敏，如歐洲歷來(lái)有10%的病人對(duì)進(jìn)食大豆會(huì)引起不適，在最近幾年卻增加到15%，有可能是由于轉(zhuǎn)基因大豆添加到各種食品中的緣故。此外，科學(xué)家對(duì)獲準(zhǔn)在西班牙和美國(guó)商業(yè)化種植的轉(zhuǎn)基因玉米和棉花的研究指出，轉(zhuǎn)基因作物可能引起腦膜炎和其他新病種。轉(zhuǎn)基因食品的安全性已經(jīng)成為一個(gè)社會(huì)問(wèn)題，已從單純的生物遺傳學(xué)擴(kuò)大為涉及生態(tài)環(huán)境、社會(huì)倫理甚至政治和國(guó)際貿(mào)易的焦點(diǎn)問(wèn)題?；蚬こ桃l(fā)的倫理道德和社會(huì)問(wèn)題，并不是基因工程技術(shù)本身所能夠解決的，如何引導(dǎo)基因技術(shù)朝著有利于人類的方向發(fā)展，而將其負(fù)面影響減少到最低限度，是擺在我們面前迫切需要研究的重大課題。從某種角度看，基因工程是人類對(duì)遺傳機(jī)制的碎化，就像人們當(dāng)初沖破中世紀(jì)對(duì)人體本身的認(rèn)識(shí)束縛，知道了人體可解剖一樣，現(xiàn)在知道了控制個(gè)人性狀表達(dá)的內(nèi)核DNA也是可以加工的。正在大家歡欣鼓舞時(shí)，許多人并沒(méi)有意識(shí)到自己手里將操持的是一種具有類似核彈威力的東西，不論是基因工程可能引起的對(duì)整個(gè)食物鏈的草率改變（或者說(shuō)就是破壞），還是基因優(yōu)化帶來(lái)的新的基因歧視問(wèn)題，以及克隆人引發(fā)的新的倫理問(wèn)題，還有可能引發(fā)的使用殺傷力甚至超過(guò)核武器的新型生物武器戰(zhàn)爭(zhēng)，無(wú)不是人類將要謹(jǐn)慎面對(duì)的。愛(ài)因斯坦說(shuō)過(guò)：“科學(xué)是一種強(qiáng)有力的工具。怎樣應(yīng)用它，究竟是給人類帶來(lái)幸福還是帶來(lái)災(zāi)難，全取決于人自身，而不取決于工具?！笨茖W(xué)一開始就是一把雙刃劍，如果沒(méi)有人類自身的文明與反思的緊緊跟隨，新科學(xué)所帶來(lái)的可能是一場(chǎng)難以預(yù)料的大悲劇。歷史的經(jīng)驗(yàn)告訴我們，人類總是在不斷摒棄新技術(shù)的有害成分，充分對(duì)其和平利用的過(guò)程中求得人類自身的發(fā)展的，所幸我們已經(jīng)經(jīng)歷了核武器和農(nóng)藥給我們帶來(lái)的威脅，相信在面對(duì)基因工程上，人類將會(huì)更加謹(jǐn)慎明智?；蚬こ碳夹g(shù)剛剛登上歷史舞臺(tái)，就已經(jīng)展示了它無(wú)限廣闊的應(yīng)用前景，它將給人類創(chuàng)造巨大的物質(zhì)財(cái)富，帶來(lái)豐富的