基因工程技术对人类的影响

基因工程技术对人类的影响基因工程的兴起，是二十世纪科学技术最具革命性的成就之一，开创了人类认识自然、改造自然的新纪元。1996年诺贝尔奖获得者、莱斯大学的化学家罗伯特•柯尔说：“本世纪是物理学和化学的世纪，但下个世纪显然将是生物学的世纪。”随着“人类基因组计划”的初步完成，及其基因工程操作技术的不断完善，人类在基因领域已经取得了巨大的进步，基因工程技术正在以令人目不暇接的速度和不可思议的方式改变着这个世界，已经或即将对人类社会产生重大影响。基因工程在其产生的短短30多年时间，已经发展到了相当成熟的地步。其应用范围之广、应用领域之多，已渗入到社会生活的方方面面。1.基因工程对医疗领域的影响随着人类对基因研究的不断深入，分子医学的新时代已经开始显现。这个新时代的特点不是治疗疾病的症状，而是寻找引起疾病的根本原因。医学研究人员还将能够根据新的药物和免疫疗法技术，设计新的治疗机制、避开可能引发疾病的环境条件、通过基因疗法更换出现缺损的基因。人类基因工程研究取得的技术成果和资源已开始对生物医学研究产生深刻的影响，并将给更广泛的生物学研究和临床医学带来革命。越来越详细的基因组图谱的绘制完成，有助于研究人员寻找诸如脆弱的X综合征、1型和2型神经纤维瘤、遗传性结肠癌，阿耳茨海默氏症和家族乳腺癌等几十种与遗传疾病有关的基因。目前，已发现的遗传病有7746种，其中由单基因缺陷引起的就有约3000多种。因此，遗传病是基因治疗的主要对象。基因诊断是基因工程技术在医学上的一项重要应用。它是指用基因工程的技术方法，将正常的基因转入病患者的细胞中，以取代病变基因，从而表达所缺乏的产物，或者通过关闭或降低异常表达的基因等途径，达到治疗某些遗传病的目的。第一例基因治疗是美国在1990年进行的。当时，两个4岁和9岁的小女孩由于体内腺苷脱氨酶缺乏而患了严重的联合免疫缺陷症。科学家对她们进行了基因治疗并取得了成功。这一开创性的工作标志着基因治疗已经从实验研究过渡到临床实验。1991年，我国首例Ｂ型血友病的基因治疗临床实验也获得了成功。同时，基因工程技术在药物研究中的应用，带来了无与伦比的社会价值和经济价值。利用基因工程技术生产临床治疗中非常有价值的活性多肽，不仅解决了来源困难的问题，降低了生产成本，而且可以利用在体外操作基因的优点，制造出更有效、副作用更少的药品。除此之外，基因疫苗也是医学界又一重大突破。传统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体，使人体产生抗体以抵抗疾病。但是，这种传统的免疫方法可能因为其抗原蛋白的毒性而对人体有害。现阶段发展起来的DNA疫苗则突破了这一缺陷，它是将能表达外源抗原蛋白的质粒DNA或其它形式的DNA注入机体后，产生对人体无危害或危害极低的抗原蛋白，令机体产生细胞免疫或体液免疫，抵抗外源微生物的侵害。而且DNA疫苗相对较稳定，成本低，使用方便，作用时间也长，所以，DNA疫苗已广泛在临床上使用。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。除基因工程药物和疫苗之外，人们还正设法通过基因工程技术来改造一些动物（如猪）的器官，使其不被人体排斥，以便用于移植。目前，许多需要进行器官移植的病人在排队等待器官时丧失了生命，而且费用昂贵，基因工程器官若能成功的话，将给这些患者带来福音。现在科学家们的研究已经取得令人欣喜的成绩。所以，这些技术在医学的应用将在很大程度上改善人类健康状况，对增强人类体质，延长寿命起到重大作用。2.基因工程对农业现代化的影响基因的研究成果为绿色革命奠定了理论基础，基因工程技术由此进入一个崭新的时代。许多科学家认为，基因工程技术能够把发展中国家的农业生产率提高25%，并且帮助防止作物收割后遭受损失。现代生物技术最伟大的成果之一就是转基因食品的迅速发展，其中最重要原因是它为解决全球性的粮食危机问题提供了有效的办法。这是世界各国经济可持续发展战略的要求。基因工程为打破物种界限、定向改良作物提供了有力的工具。转基因作物的应用、推广，为解决人类面临的粮食问题提供了希望，并可望为人类提供更多、更好、更理想的农产品。据预测，到2020年，世界人口将从现在的60亿增加到80亿，对粮食的需求量至少增加40%。现有耕地的生产力很难满足人口激增的需求。只有通过农业的生物技术革命才是解决全球粮食问题的最佳方法。转基因作物通过增加作物的抗虫能力、耐高寒、抗高温、耐盐碱、抗倒伏、抗除草剂的能力等，来提高单位面积的产量，从而解决日益膨胀的地球人的吃饭问题。同时，转基因作物还可以增加食物的种类，改进食品的营养、味道和外观，延长货架期等等。因此，通过转基因所生产的作物，能极大地满足人们日益增长的物质需要，丰富了生物品种的多样性，从而会创造出巨大的经济效益和社会效益。自从20世纪80年代第一个转基因植物实验成功以来，在短短20年的时间里，转基因技术在植物品种改良的研究方面取得了重要进展。例如，普通西红柿在收获和运输过程中很容易发生软化而腐烂，研究发现这种软化过程受一种酶控制。科学家按照该酶的基因序列设计出它的反义RNA基因，并转入西红柿，从而抑制了这种酶的软化作用，使西红柿的成熟过程延缓，有利于运输和保存。基因工程西红柿也是第一个批准商业化的基因工程农作物。

再如，农业上的一种著名的微生物杀虫剂，叫苏云金杆菌，简称BT，在世界上推广应用了半个多世纪。这种细菌之所以能杀灭害虫，是因为它能产生一种叫“伴孢晶体”的大分子蛋白。当某些昆虫吃了喷洒有BT菌粉的作物叶片，伴孢晶体进入昆虫肠道，在肠道碱性条件和酶的作用下降解成毒蛋白片段。毒蛋白片段干扰虫体的正常代谢，使细胞自溶，并引起败血症，最终死亡。应用这一原理，科学家用毒蛋白片段的编码基因导入烟草、棉花、玉米、马铃薯、西红柿、水稻等作物，所形成的转基因作物都能产生BT毒蛋白，使植株本身能够自动杀灭害虫，而用不着再喷洒农药。除此之外，科学家还培育出多种具有特殊功能的基因工程作物，如抗除草剂的大豆、玉米、油菜；抗某些病毒的马铃薯、油菜、大豆、木瓜和西葫芦。这些转基因作物在美国都已通过审批成为商品。至今，美国FDA公布的被批准的转基因作物品种有近50种。转基因动物是世界各国研究的另一热点领域。自1983年美国学者把大鼠生长激素基因导入小鼠产生重大突破之后，各国科学家利用转基因技术培育出的体大瘦肉型、产奶产卵多的家畜、家禽屡见不鲜。但由于人们心理和意识方面的原因，转基因动物的产业化进程滞后于其研究水平，至今还没有商品化的转基因动物养殖品种。转基因肉类食品最有希望取得突破的动物是繁殖力较高、胚胎可以在体外发育的鱼类。目前，生长速率快、抗病力强、肉质好的转基因养殖畜禽相继在实验室获得成功。利用基因工程，可以为人类提供质量更高、数量更多的食品。但目前，对转基因生产出的食品的安全性问题还存在一些不同的看法，这需要继续对转基因食品的研究，以求早日解决这类问题。但可以坚信，转基因技术进入21世纪农业领域的趋势是无法逆转的。4.转基因食品的安全性问题人类对自身DNA和基因的了解还十分有限，有97%的人类基因由于不知道它们的功能，目前还被认为是“废品”。因此，转基因技术本身还有待发展。食品直接关系到人类的健康，发展基因食品，不仅要解决好技术问题，还必须能被社会接受。基因食品对人体必须无毒无副作用。基因食品缺乏较长时间的安全性试验，已有资料表明，转基因食品可能诱发癌症并传递给下一代以及导致失调，可能需要30年或更长的时间。由于可能产生的生物突变，会在基因食品中产生新的毒素。基因食品还有可能使人体产生过敏反应，其原因是：至今所有基因食品都含有传统食物所没有的新蛋白，如BT毒蛋白，分解除草剂的酶蛋白，抑制西红柿软化的酶蛋白等。人类从未食用过这些蛋白其对人类的近期和远期效应还有很多未知数。近年来，有部分研究者已经发现有些基因食品对人体或动物有明显的过敏反应。人类有一些人群本来就特别容易对部分食物产生过敏，如欧洲历来有10%的病人对进食大豆会引起不适，在最近几年却增加到15%，有可能是由于转基因大豆添加到各种食品中的缘故。此外，科学家对获准在西班牙和美国商业化种植的转基因玉米和棉花的研究指出，转基因作物可能引起脑膜炎和其他新病种。转基因食品的安全性已经成为一个社会问题，已从单纯的生物遗传学扩大为涉及生态环境、社会伦理甚至政治和国际贸易的焦点问题。基因工程引发的伦理道德和社会问题，并不是基因工程技术本身所能够解决的，如何引导基因技术朝着有利于人类的方向发展，而将其负面影响减少到最低限度，是摆在我们面前迫切需要研究的重大课题。从某种角度看，基因工程是人类对遗传机制的碎化，就像人们当初冲破中世纪对人体本身的认识束缚，知道了人体可解剖一样，现在知道了控制个人性状表达的内核DNA也是可以加工的。正在大家欢欣鼓舞时，许多人并没有意识到自己手里将操持的是一种具有类似核弹威力的东西，不论是基因工程可能引起的对整个食物链的草率改变（或者说就是破坏），还是基因优化带来的新的基因歧视问题，以及克隆人引发的新的伦理问题，还有可能引发的使用杀伤力甚至超过核武器的新型生物武器战争，无不是人类将要谨慎面对的。爱因斯坦说过：“科学是一种强有力的工具。怎样应用它，究竟是给人类带来幸福还是带来灾难，全取决于人自身，而不取决于工具。”科学一开始就是一把双刃剑，如果没有人类自身的文明与反思的紧紧跟随，新科学所带来的可能是一场难以预料的大悲剧。历史的经验告诉我们，人类总是在不断摒弃新技术的有害成分，充分对其和平利用的过程中求得人类自身的发展的，所幸我们已经经历了核武器和农药给我们带来的威胁，相信在面对基因工程上，人类将会更加谨慎明智。基因工程技术刚刚登上历史舞台，就已经展示了它无限广阔的应用前景，它将给人类创造巨大的物质财富，带来丰富的