跨世纪的新技术——生物工程 [复制链接]

第11版(科技园地)
专栏：

编者按：人们都说２１世纪是生物工程的时代。无限的希冀像磁石一般吸引着我们奔向未来。
生物工程同我们的生活息息相关，更同国民经济紧紧相联。当全球都在致力于生物工程研究开发的时候，中国的生物工程又是怎样呢？
本期的生物工程专版，旨在向读者报告我国生物工程的概貌和发展前景。愿生命之树常青。
　　跨世纪的新技术——生物工程
树庸　蒋建科
４０年前，美国遗传学家沃森和英国物理学家克里克提出了著名的ＤＮＡ双螺旋结构学说，成为本世纪生命科学史上最伟大的科学发现，开创了生命科学的新纪元。
４０年来，在ＤＮＡ双螺旋结构学说的推动下，生命科学获得了前所未有的发展，新技术新方法不断涌现。如今，人类已能够通过控制基因的方法来掌握生命、操作生命为人类造福。并以基因工程为核心，同时开展了细胞工程、酶工程、发酵工程的研究，迅速在全球掀起了“生物工程热”。１９９３年，美国投入生物工程的研究经费高达４０多亿美元，而日本在１９９０年投入生物工程的经费已达２９００多亿日元。以生物工程产品为对象的公司、企业如雨后春笋般涌现出来，生物工程产品也不断推向了市场。仅美国目前从事生物工程开发研究的就有１１４０余家公司，生物工程产品年总销售额达到约４０亿美元。
基因工程最早是在医药方面取得突破的。继美国在１９８３年将人胰岛素投放市场以来，美、日等国先后批准α干扰素、白细胞介素、乙型肝炎疫苗等１０多种基因工程药品上市，在治疗艾滋病、肿瘤等一系列疾病上取得了明显效果。在农业生物工程领域，利用组织培养及快繁脱毒方法开发出的新品种有棕榈、椰树、海枣、甘蔗、咖啡树、香蕉、木瓜等几百种再生植株。通过花药培养方法已开发出烟草、水稻、小麦等新品种。２０年来，国际上利用原生质体融合技术已开发成功１００多种再生完整植株，近几年先后解决了几乎全部重要粮、棉、油作物的原生质体再生的难题，这为禾本科作物选育优良品种开辟了前景。外源基因导入植物的转化方法也在不断突破，相继开发成一批抗除草剂、抗病毒、抗虫等转基因植株。预计反义蕃茄、抗病毒蕃茄的商业化产品将于１９９４年投放市场。动物胚胎移植技术在国外已进入实用化阶段。美国和加拿大１９８０年移植４万多头牛，１９８５年增至１５万头。目前，世界上已有２００多家家畜胚胎移植公司，仅牛胚胎移植每年就达２０万头左右。转基因动物的研究进展迅速。１９８８年，澳大利亚学者用分离出的猪的生长激素基因注入猪的受精卵，获得了“超级猪”。目前通过转基因方法培养成功体型大、瘦肉型、产卵多的家畜家禽，学者们正在积极研究抗寒的转基因鱼。转基因动物的另一个特点是把动物视为活的发酵罐用来生产药物、工业酶和人们所需要的珍贵物品。
我国政府对生物工程的研究十分重视。早在“六五”期间，就把发展生物工程列入重点支持计划。１９８３年国家科委建立了中国生物工程开发中心，来协调全国生物工程的研究和开发工作。“七五”期间，我国将生物工程列入国家科技攻关计划，选定基因工程产品开发等８个课题，分９０个专题进行攻关。１９８６年又把生物工程列入“８６３计划”。我国还开展水稻基因图谱研究，计划１５年完成水稻基因组的序列测定。目前，我国从事生物工程研究、开发、生产、教学的机构超过３００家，科技人员达３万余人，已取得一大批具有国际先进水平的成果，正在向产业化迈进。今年６月，中国生物工程学会在北京正式成立，著名遗传学家谈家桢当选为理事长，这标志着我国生物工程又进入了一个新阶段。
我国第一个实现产业化的生物高技术产品是人α型基因工程干扰素，经２０多家医院，３５０余例临床试验，证明该药可治疗３０多种病毒性疾病。我国已研制成功乙型肝炎表面抗原基因工程疫苗，已形成１００万人份的生产能力，用这种疫苗接种儿童的临床试验结果表明，抗体阳转率达１００％。这种基因工程乙肝疫苗是我国第一个得到国家批准投产上市的高技术疫苗，有２０多项指标达到国际先进水平。
中科院上海生物工程中心、军事医学科学院生物工程所和中国农科院哈尔滨兽医研究所开发成功３个不同品种的幼畜腹泻基因工程疫苗，经１０万头母猪和１００万头仔猪的试验表明，使用该疫苗能显著降低仔猪腹泻所引起的死亡率，达到国际同类产品的先进水平。中国医科院基础所、中国农科院哈兽研所研制出１２种医用单克隆抗体诊断试剂药盒，其中４种得到了生产文号和新药证书。兽用马传贫单克隆抗体诊断盒也已研制成功。上海复旦大学遗传研究所与第二军医大学长海医院合作，在基因治疗乙型血友病的实验研究中获得成功，目前已转入临床试验阶段。中华民族基因组研究项目已经启动，将为下个世纪中国在国际人类基因组计划占有一定地位奠定了基础。
我国农业生物工程也取得令人瞩目的成就，用花药培养和染色体工程育种技术培育了水稻、小麦、油菜、甘蔗等１５个作物新品种、３７个新品系和４８个新种质。如“京花３号”小麦、“小偃１０７号”小麦和中花１０号水稻新品种，都具有抗性强等优良性状，已累计种植近３５０万亩，增产粮食４２５０万公斤。中科院遗传所等９家单位完成了４０多个重要粮食作物、经济作物、蔬菜和中草药植物的原生质体再生植株。其玉米、大豆、高粱和小偃麦等２０多个植物居世界领先地位。
我国还建成了苹果、香蕉、柑桔等１１条快繁生产线，供应试管苗约１０００万株。中科院华南植物所开发的香蕉试管苗已形成５００—６００万株的生产能力，香蕉已进入国际市场。
我国在转基因植物研究上也取得重大进展，已获得抗病毒、抗虫、耐盐的烟草。中科院微生物所培育的抗烟草花叶病毒烟草已经大田筛选获得纯合子。中科院遗传所研究成功的抗除草剂阿特拉津的大豆已传４—５代，仍保持抗除草剂的特性。中科院上海生化所用花粉管通道法导入总ＤＮＡ方法培育的抗枯萎病棉花３１１８已累计推广４万亩，平均增产１５％。
转基因动物研究进展也十分迅速，牛及羊的胚胎分割技术均达到同类工作的先进水平。
（附图片）
图为建在北京中关村的DNA双螺旋结构模型。
苑兰翠摄