基因工程技術(shù)在醫(yī)藥科學(xué)中的應(yīng)用前景

1、<p>　　基因工程技術(shù)在醫(yī)藥科學(xué)中的應(yīng)用前景</p><p>　　摘要 基因工程，作為現(xiàn)代生物技術(shù)的核心技術(shù)，自20世紀(jì)70年代興起之后，經(jīng)過(guò)三十年左右的發(fā)展歷程，取得了驚人的成績(jī)，特別是近年來(lái)基因工程技術(shù)飛速發(fā)展給醫(yī)藥科學(xué)研究及生產(chǎn)實(shí)踐領(lǐng)域帶來(lái)了革命性的變化。本文詳細(xì)描述了基因工程技術(shù)在醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域的應(yīng)用前景，突出了該技術(shù)的優(yōu)勢(shì)之處。</p><p>　　關(guān)鍵詞 基因工程

2、技術(shù) 醫(yī)藥 應(yīng)用</p><p>　　目前世界許多國(guó)家將生物技術(shù)，信息技術(shù)和新材料技術(shù)作為三大重中之重技術(shù)，生物技術(shù)可以分為傳統(tǒng)生物技術(shù)，工業(yè)生物發(fā)酵技術(shù)和現(xiàn)代生物技術(shù)?，F(xiàn)代生物技術(shù)包括基因工程、蛋白質(zhì)工程、細(xì)胞工程、酶工程和發(fā)酵工程等五大工程技術(shù)。其中基因工程技術(shù)是現(xiàn)代生物技術(shù)的核心技術(shù)?；蚬こ?genetic engi—neefing)是指在基因水平上，采用與工程設(shè)計(jì)十分類似的方法，按照人類的需要進(jìn)行設(shè)

3、計(jì)，然后按設(shè)計(jì)方案創(chuàng)建出具有某種新的性狀的生物新品系，并能使之穩(wěn)定地遺傳給后代。根據(jù)這個(gè)定義，基因工程明顯地既具有理學(xué)的特點(diǎn)，同時(shí)也具有工程學(xué)的特點(diǎn)?！盎颉?gene)是一段可以編碼具有某種生物學(xué)功能物質(zhì)的核苷酸序列?；蚪M(Genome)是指一個(gè)細(xì)胞或生物體所攜帶的全部遺傳信息或整套基因。人類基因組計(jì)劃(Human Genome Project，HGP)的目標(biāo)是測(cè)試人類23對(duì)染色體上堿基的排列順序，它于2000年6月26日正式啟動(dòng)，

4、在世界各國(guó)科學(xué)家的通力合作下，至2003年4月14日順利完成，這是基因工程技術(shù)史上的具有劃時(shí)代意義的重大事件【1】。隨著該技術(shù)廣泛滲透到醫(yī)學(xué)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等各個(gè)領(lǐng)域，了解基因工程技術(shù)的應(yīng)用前</p><p>　　1 基因工程技術(shù) </p><p>　　重組DNA技術(shù)是現(xiàn)代分子生物學(xué)發(fā)展的一個(gè)重要領(lǐng)域，自1973年Cohen等人首次在體外將重組的DNA分子形成無(wú)性繁殖系以來(lái)，科學(xué)家們分離、分析

5、及操作基因的能力在實(shí)驗(yàn)生物學(xué)領(lǐng)域幾乎達(dá)到無(wú)所不能的地步。基因工程技術(shù)是一項(xiàng)極為復(fù)雜的高新生物技術(shù)，它利用現(xiàn)代遺傳學(xué)與分子生物學(xué)的理論和方法，按照人類的需要，用DNA重組技術(shù)對(duì)生物基因組的結(jié)構(gòu)或組成進(jìn)行人為修飾或改造，從而改變生物的結(jié)構(gòu)和功能，使之有效表達(dá)出人類所需要的蛋白質(zhì)或?qū)θ祟愑幸娴纳镄誀睢?-3】。該技術(shù)的突出優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)首先是高效、經(jīng)濟(jì)，這是傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)工程所無(wú)法比擬的。它能按人類需要來(lái)設(shè)計(jì)和改造生物的結(jié)構(gòu)和功能，生產(chǎn)出優(yōu)良的動(dòng)物、

6、植物和微生物品種。在低投人的情況下，能夠高效生產(chǎn)出所需商品。</p><p>　　2 基因工程技術(shù)在醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域的應(yīng)用</p><p>　　2.1 基因藥物的開(kāi)發(fā) 基因藥物是指利用基因序列數(shù)據(jù)，經(jīng)生物信息學(xué)分析、高通量基因表達(dá)、高通量功能篩選和體內(nèi)外藥效研究開(kāi)發(fā)得到新藥。這種新藥開(kāi)發(fā)模式直接從致病基因找出藥靶，通過(guò)功能研究和藥物篩選縮短了新藥開(kāi)發(fā)的時(shí)間，徹底改變了傳統(tǒng)藥物研究開(kāi)發(fā)的被動(dòng)模

7、式【l】。自1982年利用基因克隆技術(shù)和基因重組生產(chǎn)的第一個(gè)基因工程藥物重組人胰島素在美國(guó)上市來(lái)【4】，我國(guó)基因藥物的開(kāi)發(fā)也非常迅速，目前已有2O種基因藥物和疫苗投放市場(chǎng)，如干擾素、生長(zhǎng)素、白細(xì)胞介素、乙肝疫苗等；100種以上的產(chǎn)品處于試驗(yàn)研究和開(kāi)發(fā)階段【3】。分子生物學(xué)及基因克隆技術(shù)的出現(xiàn)徹底改變了傳統(tǒng)藥物的研究模式，利用DNA重組技術(shù)生產(chǎn)有藥用價(jià)值的蛋白質(zhì)、多肽產(chǎn)品已經(jīng)成為當(dāng)今世界一項(xiàng)重大產(chǎn)業(yè)；利用基因工程技術(shù)生產(chǎn)有應(yīng)用價(jià)值的藥物是

8、當(dāng)今醫(yī)藥發(fā)展—個(gè)重要的方向，現(xiàn)在全球已經(jīng)有幾千家生物技術(shù)公司，其中多數(shù)都生產(chǎn)醫(yī)藥或醫(yī)藥研究所需的試劑；雖然基因診斷和醫(yī)藥研究試劑的基因工程產(chǎn)品已經(jīng)很多，但目前基因工程藥物還只處在發(fā)展的早期，至今真正被衛(wèi)生部門正式批準(zhǔn)投放市場(chǎng)的基因工程肽或蛋白類治療藥物現(xiàn)在還不多，但正在開(kāi)發(fā)的基因工程治療藥物卻有幾百種，而且</p><p>　　2.2 基因疫苗的開(kāi)發(fā) 基因工程疫苗如乙肝疫苗：乙型肝炎是常見(jiàn)的傳染病，過(guò)去從病人血

9、液中分離乙肝病毒的表面抗原作為疫苗，來(lái)源有限，價(jià)格昂貴，有潛在交叉感染的危險(xiǎn)?，F(xiàn)在克隆得病毒編碼的HBSAg用作疫苗。1986年美國(guó)正式批準(zhǔn)基因工程乙型肝炎疫苗投放市場(chǎng)以來(lái)，我國(guó)的科學(xué)工作者也克隆出在我國(guó)流行常見(jiàn)乙肝病毒亞型的HBSAg基因，研制出適用于我國(guó)的乙肝基因工程疫苗，并已生產(chǎn)和使用。近期投放市場(chǎng)的還有甲型肝炎、巨細(xì)胞病毒、流行性出血熱、狀病毒、細(xì)菌性腹瀉等基因工程疫苗。我軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院研制的仔畜基因工程疫苗，使仔畜免遭大腸桿菌

10、腹瀉之害，保護(hù)率達(dá)90％以上，為我國(guó)的肉食供應(yīng)做出了巨大貢獻(xiàn)【10】。</p><p>　　2.3 改進(jìn)藥物生產(chǎn)工藝 利用基因工程技術(shù)改造傳統(tǒng)的制藥工業(yè)，例如用DNA重組技術(shù)改造制藥所需的菌種或創(chuàng)建的菌種，可以提高抗菌素、維生素、氨基酸等藥物的產(chǎn)量，同時(shí)針對(duì)抗生素發(fā)酵過(guò)程中供氧受限而且能源消耗量大的問(wèn)題，藥物學(xué)家們將血紅蛋白基因克隆進(jìn)菌種后可以提高對(duì)缺氧環(huán)境的耐受力，減少供氧這一限制因素對(duì)藥物生產(chǎn)工藝的影響并且

11、還能節(jié)約能量。另外也可以通過(guò)增加質(zhì)粒轉(zhuǎn)化酶酶種中關(guān)鍵酶的基因拷貝和轉(zhuǎn)錄水平或抑制菌種中多余成分的表達(dá)來(lái)定向構(gòu)建高產(chǎn)菌種，為提供精制、半合成等處理工序帶來(lái)方便 【2-8】。</p><p>　　2.4 基因診斷 基因診斷又稱DNA診斷，是利用基因重組、分子遺傳學(xué)的技術(shù)和原理，通過(guò)基因芯片等工具在DNA水平上對(duì)人類疾病所涉及的缺陷基因、突變基因進(jìn)行檢測(cè)，從而對(duì)疾病做出診斷的一種方法【3】?；蛟\斷不僅能對(duì)疾病做出確

12、切診斷，而且能確定與疾病相關(guān)聯(lián)的狀態(tài)，如：疾病的易感性、發(fā)病類型和階段、是否具有抗藥性等，以便針對(duì)性地采取各種預(yù)防措施，降低風(fēng)險(xiǎn)程度【2】。依據(jù)分子生物學(xué)理論，一切疾病都是由于自身基因的病變或外來(lái)基因的侵人而導(dǎo)致的，自身基因的病變可導(dǎo)致遺傳病、腫瘤和自身免疫病等，病原體攜帶外來(lái)基因人侵人體則引發(fā)各種傳染性疾病 【6-7】。無(wú)論是器質(zhì)性病變還是功能性疾病無(wú)不與基因密切相關(guān)。目前，該法在遺傳病診斷方面應(yīng)用頗為廣泛，尤其是多基因遺傳病，如：惡

13、性腫瘤、糖尿病、假肥大性肌營(yíng)養(yǎng)不良、冠心病、高血壓等。</p><p>　　2.5 基因治療 基因治療就是向有功能缺陷的細(xì)胞補(bǔ)充相應(yīng)功能的基因，以糾正或補(bǔ)償其基因缺陷，從而達(dá)到治療目的。世界上第一例基因治療是1990年美國(guó)針對(duì)一名遺傳性腺嘌呤核苷脫氨酶(ADA)缺陷的四歲女孩實(shí)施的【6】。常用的給藥途徑是間接體內(nèi)法,在體外利用基因轉(zhuǎn)染患者靶細(xì)胞，再將經(jīng)轉(zhuǎn)染的靶細(xì)胞輸人體內(nèi)，因此基因修飾的細(xì)胞是治療疾病的關(guān)鍵所在

14、。目前對(duì)ADA缺乏癥、乙型血友病、糖尿病、肝炎、腫瘤、艾滋病等疾病采取基因治療取得了長(zhǎng)足的進(jìn)展。</p><p><b>　　3 結(jié)語(yǔ)</b></p><p>　　綜上所述，由于基因工程技術(shù)有著如此的功效，已引起世界各國(guó)的極大重視。國(guó)際科學(xué)界的有識(shí)之士也紛紛預(yù)言：21世紀(jì)有望成為基因時(shí)代。遺傳研究所取得的進(jìn)展，使醫(yī)務(wù)人員能識(shí)別、診斷和預(yù)防人類所息的4000多種遺傳性疾

15、病及失調(diào)癥。科學(xué)家認(rèn)為，到2025年，可能會(huì)有成千上萬(wàn)種診斷和治療遺傳性疾病的方法，而基因技術(shù)將成為關(guān)鍵的治療手段。在治療時(shí)，使用的主要是由基因技術(shù)開(kāi)發(fā)的各種基因藥物。將來(lái)，人們對(duì)疾病主要是以預(yù)防為主，即事先就將人體內(nèi)有害的基因清除、消滅或抑制掉，也可以通過(guò)注射、吸人、服藥等方法，將健康的替代基因送人人體或直接注人胎兒體內(nèi)，以改變?nèi)梭w體質(zhì)和預(yù)防疾病【9】。</p><p>　　基因技術(shù)雖然對(duì)保護(hù)和增進(jìn)人類健康有著

16、卓著的功效，但它并不能解決目前人類所有的健康問(wèn)題，因?yàn)橛绊懭梭w健康的因素眾多，而且相互之間的作用又非常復(fù)雜。進(jìn)人21世紀(jì)后，人類自身進(jìn)化將成為遺傳學(xué)研究最棘手的問(wèn)題之一，實(shí)際上影響人類進(jìn)化的首要因素恰恰是人類自身。盡管基因工程技術(shù)在醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，但并未成熟，仍需要完善，我們要辨證地分析和認(rèn)識(shí)基因工程技術(shù)，充分發(fā)揮它的優(yōu)勢(shì)作用，合理地開(kāi)發(fā)和應(yīng)用，同時(shí)及早認(rèn)識(shí)到它的不足之處，采取有效的應(yīng)對(duì)措施進(jìn)行限制，從而保證該技術(shù)向著有利于人類和

17、社會(huì)的方向發(fā)展。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　1．朱俊晨，孫晶丹．基因藥物及其產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景．中國(guó)藥業(yè)．2O04；13(12)：21～24</p><p>　　2．沈秀敏，毛淑梅．對(duì)基因工程技術(shù)的辨證分析．醫(yī)學(xué)與社會(huì)．2001；14(6)：</p><p><b>　　35～

18、37</b></p><p>　　3．陳渝軍，林晶．基因工程技術(shù)在醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域的應(yīng)用及發(fā)展．藥品評(píng)價(jià)．2005：2(2)：144—145</p><p>　　4．朱寶泉．基因工程技術(shù)在醫(yī)藥工業(yè)中的應(yīng)用及進(jìn)展．中國(guó)醫(yī)藥工業(yè)雜志.1997；28(2)：56—58</p><p>　　5．黃巧文，陳志春，王英豪．基因工程技術(shù)在藥物篩選中的應(yīng)用．福建中醫(yī)<

19、/p><p>　　學(xué)院學(xué)報(bào)．2004；14(1)：49～51</p><p>　　6．周勇，陳國(guó)平．基因工程技術(shù)與藥物篩選．中國(guó)醫(yī)院藥學(xué)雜志.2000；20(6)：359～360</p><p>　　7．陸曉東．基因工程技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀．衛(wèi)生職業(yè)教育．2003；21(7)：156～157</p><p>　　8．王東曉，曹瑞山，劉屏．基因工程技術(shù)在藥