現代生物技術的應用與展望（行業分析）

時間：2010/4/28閱讀：1421

現代生物技術的應用與展望（行業分析）

　　現代生物技術即生物工程，是以重組DNA技術和細胞融合技術為基礎，包括基因工程、細胞工程、酶工程和發酵工程等四大體系組成的現代*。自20世紀70年代初，以DNA重組技術和淋巴細胞雜交瘤技術的發明和應用為標志的現代生物技術誕生以來，迄今已走過了近30年的發展歷程。由于現代生物技術對解決人類面臨的重大問題如：糧食、健康、環境和能源等將開辟廣闊的前景，因此越來越為各國政府和企業界所關注，與信息、新材料和新能源技術并列成為影響國計民生的四大科學技術支柱，是21世紀*產業的先導。
　　目前已經上市的生物工程藥品，一般分為三大類：重組蛋白質藥品、重組疫苗、診斷或治療用的單克隆抗體。其中重要的生物工程藥物有：干擾素（用于廣譜抗病毒）、白細胞介素－2（用于免疫調節、治療惡性腫瘤）、人生長激素（用于治療生長不良、腎功能不全）、人胰島素（用于治療糖尿病）、*9（用于治療血友病）、人促紅細胞生長素（用于治療貧血）、重組DNA酶（用于治療囊性纖維變性）、巨細胞粒細胞集落刺激因子（用于骨髓移植）和乙型肝炎疫苗（用于預防乙型肝炎）等。

　　遺傳工程的研究發展，為器官移植提供了一個很有前途的新手段———利用動物的器官代替人的器官。科學研究表明人體異種器官移植，豬較為合適；首先豬器官的大小與人的相當，生理上也比較接近；其次豬在無病原體條件下比較容易飼養和容易保證無病的供體；此外豬的繁殖率高，每窩可產十幾只豬崽，存活率也較高。為了保證植入的器官不被排斥，生物學者正在培養具有人的基因的新型豬，這種豬叫轉基因豬。zui近，日本科學家培養出具有人血型的豬。他們將制造人O型血酶的基因，注入到豬受精卵后再移植，在27頭豬崽中，有1頭豬具有豬G型血和人的O型血。雖然目前還不能用于移植，但這項研究的意義很大，通過不斷移植人的基因，將來豬的內臟用于移植到人身上的可能性就會增大。目前這方面的研究十分活躍，也是器官移植zui有希望的項目。科學家相信，轉基因豬可為正在等待捐獻器官移植者帶來曙光。
　　基因治療是21世紀生物技術的又一個熱點。基因治療就是將外源基因通過載體導入人體內并在體內（器官、組織、細胞等）表達，從而達到治病的目的。基因治療開辟了醫學預防和治療的嶄新領域。自從1990年臨床上將腺苷酸脫氨酶（ADA）基因導入患者白細胞，治療遺傳病———重度聯合免疫缺損病以來，利用基因治療的手段治療囊性纖維化（CF）、血友病，還擴大用于治療腫瘤和艾滋病的臨床試驗已數以百計，基因治療將引起臨床醫學的一場革命，將為治療目前尚無理想治療手段的大部分遺傳病、重要病毒性傳染病（如各型肝炎、艾滋病等）、惡性腫瘤、心腦血管疾病和老年病等開辟十分廣闊的前景。可以比較樂觀地認為，隨著人類基因組計劃的順利實施，隨著“后基因組”時代的即將到來，人類23對染色體大約60億個核苷酸的排列順序被測定，人類基因組所包含的約3萬個基因中與人的重要生命功能和重要疾病相關的基因將不斷被發現，6000多種人類單基因遺傳病和一些嚴重危害人類健康的多基因病（如惡性腫瘤、心血管疾病等）將有可能由此得到預防、診斷和治療。基因治療的研究將從過去的盲目階段進人理性階段。基因治療有可能在21世紀20年代以前，成為臨床醫學上常規的治療手段之一，人類很多目前無法治療的疾病將通過基因治療手段而獲康復。
　　農業生物技術
　　在農業生物技術中，轉基因動植物的研究與開發zui為突出。1983年轉基因植物問世，1986年被批準進入田間試驗，根據美國*動植物*（APHIS）的數據，截止1997年1月31日，美國已批準的轉基因植物田間試驗達2584例。近年來，抗除草劑的大豆、抗病毒病的甜椒、抗腐能力強、耐貯性高的番茄、具有高含量必須氨基酸的馬鈴薯等轉基因植物開始進入市場，成為農業生物技術的*批成果；轉基因的瘦肉型豬、高產奶的奶牛和能從奶中提取藥物的轉基因羊等也將進入實用化階段。未來農業的模式將是：農業工廠化，按人類要求，高水平的控制環境因素，實現規模化、機械化、自動化生產，產生質量穩定、供應穩定、價格穩定、營養豐富的農業產品；安全的轉基因動、植物投放市場；具有營養保健、醫療功效的豬牛羊、蔬菜水果等轉基因食品大批走向餐桌。
　　農業生物技術的應用在我國也取得了豐碩成果，我國用花藥培養、染色體工程等育種技術培養出水稻、小麥、油菜、橡膠等一批作物新品種、新品系、新種質。其中較突出的有京花3號、小偃107號小麥和中花10號水稻新品種，具有高產、抗病、抗鹽堿等特性，已經在生產中推廣應用。我國轉基因技術在家畜及魚類育種上也初見成效，中科院水生生物研究所在世界上進行轉基因魚的研究，成功地將人生長激素基因、魚生長激素基因導人鯉魚，育成的當代轉基因魚生長速度比對照快，并從子代測得生長激素基因的表達，為轉基因魚的實用化打下基礎。
　　海洋生物技術
　　隨著海洋生物學的發展和海洋生物資源開發規模的擴大，海洋生物技術興起并成為一個新的研究開發領域。海洋生物技術的研究范圍廣泛，發展迅速。其中包括探索、開發和利用有價值海洋生物，優良養殖品種的培育和病害防治，海洋生物天然產物的利用，海洋特殊功能的闡明和利用，海洋生態系統的闡明和利用，海洋生物利用系統和輔助系統。海水養殖、海洋生物、天然產物開發和海洋環境保護的生物技術是三大研究熱點。海水養殖是提高水產品產量的重要途徑，海水養殖的主要對象是魚類、藻類、對蝦和貝類。美國重點發展鮭、鱒等魚類的養殖；日本主要養殖的魚類有獅魚、真鯛和香魚等；西歐海水養殖業較發達的國家有挪威、意大利和法國：挪威重點發展網箱養殖，意大利主要發展鯨魚、金鯛等魚類，法國主要發展鱒魚養殖。在海洋生物天然產物的研發方面，利用海藻生產的褐藻膠、卡拉膠在世界上占有重要地位。繼用海帶制碘和*之后，又開發了各種醫用品，如降血脂藥甘露*酯和抗血栓新藥*（PSS）；利用甲殼素（水溶性的蝦皮，人體可吸收）和*已制成864人工皮膚、創傷愈合海綿、做化妝品用的類透明質酸（AHA）等新產品。并且從一些軟體動物和腔腸動物中初步篩選到抗血凝、降血壓、防治心血管病、抗病毒病和抗癌的活性物質。
　　1996年，我國政府已將海洋生物技術列入863計劃，主要方向是大規模發展海水養殖。并已初見成效。海水養殖總產量、海藻、貝類等產量均居世界*，對蝦產量也曾一度居世界*；裙帶菜無性繁殖系、三倍體扇貝和牡蠣的培育，都已列入國家“攀登計劃”，正在組織實施；山東省海藻養殖和海藻化工已成為世界上該領域*大產地。此外我國在世界上研究成功海帶的單倍體育種技術、紫菜的體細胞育苗技術、對蝦的三倍體與四倍體育苗技術、對蝦精莢移植技術等；在海水魚、貝類的三倍體育苗技術和魚類性別控制技術的研究方面也取得了重大進展。
　　環境生物技術
　　環境生物技術是21世紀生物技術的又一熱點領域。人類賴以生存的環境，由于人類活動自身造成的各種污染（包括工業廢水、廢氣、各種廢棄物、有毒化學物質、聲、光、電磁和放射性物質等）對環境生態的破壞，已成為威脅人民健康、制約經濟發展的嚴重問題。治理環境污染，改善人類生活環境的質量已經成為人類共同努力的長期任務。生物技術在環境治理上發揮著不可替代的作用。環境生物技術不是一個新概念，過去用微生物處理工業廢水就屬于這一類研究。美國更把環境生物技術作為21世紀生物技術6個主要研究領域之一，美國培育的基因工程“超級菌”，幾小時就可降解自然菌種需1年才能降解的水上浮油；日本將嗜油酸單孢桿菌的耐汞基因轉入腐臭單孢桿菌，使該菌株既能有效處理環境汞污染，又能將汞回收利用。
　　我國政府也十分重視環境保護，把它提高到可持續發展的基本國策的高度。考慮我國目前治理環境污染的迫切問題：如煤燃燒造成空氣污染；工業廢水污染水源和農田；不可降解塑料造成的白色污染；化學農藥殘毒對人和禽畜的危害等問題。21世紀我國環境生物技術的重點在于：用工程微生物處理原煤脫硫的工業化工藝；無污染、能大量生產的生物能源的開拓性研究；、多抗轉基因微生物農藥的研制；生物來源的可降解的透明膜材料等。
　

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