基因工程技术对社会发展的影响

熊国梅

[摘要]基因工程技术也称为DNA重组技术，是现代生物工程技术的核心。基因工程应用范围十分的广泛，应用于微生物、医学、农业、工业等领域。随着基因工程的发展，对人类社会进步起到很大的作用，了解掌握基因工程对于现代科技时代是很必要的。本文主要介绍基因工程的研究及主要的应用领域医学和农业，然后再介绍其对社会发展的影响。

[关键词]基因工程；研究现状；应用领域；影响

基因工程是利用重组技术，在体外对目的基因进行构建，再导入细胞内，使重组细胞在细胞内表达，产生人类需要的基因产物，或者改造、创造新特性的产品。基因工程是在生物化学、分子生物学和分子遗传学等学科的研究成果基础上逐步发展起来的。基因工程问世以来，发展非常的迅速，还发展了一系列的基因工程技术操作，如：DNA重组技术、PCR技术等。科学工作者十分的重视基础研究，包括构建一系列的克隆载体和相应的表达系统，构建不同物种的基因文库和cDNA文库，开发新的工具酶等，各个方面都取得了丰硕的研究成果，使基因工程技术不断的趋向成熟。许多科学家预言，生物学将成为21世纪最重要的学科，基因工程及相关领域产业成为21世纪的主导产业之一[1]。基因工程研究及应用涉及医学、农业工业等许多领域。基因工程技术的发展带来两个领域的革命性变化，分别是医学和农业这两个领域。

一、基因工程技术在医学领域的研究及应用

1.基因治疗

基因治疗是指通过操作遗产物质来干预疾病的发生、发展和进程，包括替代或纠正人自身基因结构或功能上的错乱，杀灭病变的细胞或增强机体清除病变细胞的能力等，从而达到致病的目的[2]。基因治疗是随着基因重组技术的成熟而发展起来的，现今是生物医学发展的里程碑之一。

1990年美国NIH的French Anderson 博士开始世界第一个基因治疗临床试验，用ADA（腺苷酸脱氨酶）基因治疗以为ADA基因缺陷导致严重免疫缺损的四岁女孩，并获得了初步成功[3]，目前该女孩跟常人一样正常生活，这成功范例促使世界各国都掀起了基因治疗的热潮。2004年1月深圳赛百诺基因技术有限公司将世界上第一个基因治疗产品重组人p53抗癌注射液正式推向市场，这是全球基因治疗产业发展的里程碑。[4]目前利用基因对恶性肿瘤，糖尿病、心脑血管病和艾滋病等疾病进行治疗已取得重大进展。

RNA干扰技术在基因治疗具有很大作用。RNA干扰技术是利用人工方法向宿主中引入沉默诱导因子，达到降解靶基因转录的目的[5]。目前，利用RNA干扰技术针对肿瘤治疗的药物已经产生，临床上的研究也在不断的进行。现在RNA干扰技术很成熟的应用于研究特定基因领域，这项技术在医学、药学等领域有着重要的作用。另外锌指核酸酶技术也已在人类基因治疗中得到应用，锌指核酸酶技术是一种心性的基因高效靶向修饰和调控技术。锌指核酸酶技术在构建各种人类疾病动物模型、 研究人类疾病发病机理和治疗人类遗传疾病方面将体现出极大的应用价值[6]。

2.基因工程制药

近些年来，基因技术的发展为医药工业发展开辟广阔的前景，以DNA重组技术为基础的基因工程技术改造和替代传统医药工业技术已成为重要的发展方向[7]。通过DNA重组生产以前因源材料或制造技术等问题不能生产的药物，如：疫苗、抗体等。

基因工程疫苗 使用DNA重组技术克隆并表达保护性抗原基因，利用表达的病原的保护性抗原制成疫苗。包括：基因工程亚单位疫苗、基因工程载体疫苗、核酸疫苗、基因缺失活疫苗和蛋白质工程疫苗。目前，乙型肝炎病毒、麻疹、狂犬病病毒、霍乱和大肠杆菌等疫苗研究已经有很大的进步[7]。

基因工程抗体 DNA重组技术与抗体基因结构功能的研究相结合，根据人们的意图在基因水平上对抗体分子进行分割、拼接及修饰，或者人工合成导入受体表达产生新型基因工程抗体，应用于诊断和治疗性抗体。基因工程抗体改造有：鼠单克隆抗体的人源化、制备双特异性抗体、制备完全人源性抗体、表达单链抗体和制备抗体融合蛋白[8]。目前构建成功的用于抗肿瘤的有ScFv（CD3）-64、抗上皮，17-1A的ScFv、抗地高辛ScFv（Dig）-ScFv（erbB-2），Fab（HSV-2）-SpA抗体融合蛋白和T细胞激活抗体OKT3相结合，构成双特异性复合抗体可有效降低HSV-2病毒的产。在转基因烟草中表达了乙肝表面抗原，可在小鼠体内引起免疫反应。另外，具有抗凝血、抗血小板功能的基因工程抗体药物在心脑血管疾病的治疗中起着重要的作用[9]。

二、基因工程技术在农业领域的研究及应用

农业和人们的日常生活关系非常的密切，农业的发展促进人类社会的发展。许多科学工作者从事农业方面的研究。

利用基因工程技术，通过对植物基因进行改造，修饰加工，增强了植物对细菌、真菌病的抗性。生物防治虫害是一项重要的工作。在防虫害方面，科学研究已经有的一些成果。研究发现，苏云杆菌中的毒蛋白（结晶蛋白）对害虫有毒害作用，可以利用这些杆菌来控制害虫。可以通过克隆这些蛋白的基因，将这些基因导入植物细胞中，是基因在植物中表达，从而获得抗虫的转基因植物。目前，苏云孢杆菌基因已被转入烟草、番茄、马铃薯、玉米和棉花等多种植物。通过科学家的研究，利用转基因技术已经成功的生产抗冻、抗旱、抗除草剂等植物。

随着人类社会的进步，科技的发展，人类向大自然排放了越来越多的有害和难降解物质。这些物质严重破坏了环境和危害人的健康。利用基因工程技术提高微生物净化环境是现代生物技术用于环境治理的一项关键技术。基因工程给农业发展带来的巨大的经济效益。转基因技术提高作物产量、改善作物品质、增强抗逆性、抗病性的能力。

农田长期的使用过量的农药，已经严重的破坏了生态环境的平衡，破坏了土壤水质，农药残留有毒物质于植物中，给人类带来潜在的危害。消除农药化肥的危害，保护环境是当今重要及迫切解决的问题。

微生物在物质循环中起着很重要的作用。科学家利用基因工程技术对微生物进行改造，构建高效的基因工程菌可以显著提高农药降解效率。目前，已经开发出净化农药（如DDT）、降解水中染料以及环境中有机现已开发出有机氯苯类和氯酚类、 多氯联苯的基因工程菌。Home等人通过研究大肠杆菌重组的DH10B表达产物O pd A和OPH（有机磷水解酶 ）对几种农药的酶解动力学比较，发现O pd A能作用更多底物的类似物，降解范围更广[10]。利用基因工程技术制作微生物农药，减少化学农药的使用，减少环境的污染。

三、基因工程技术给人类带来的影响

基因工程是一把“双刃剑”，给人类带来利益的同时，我们也不能忽视它潜在的危害。基因工程技术的发展，给科学家研究带来新的方向，新的研究水平。从细胞、分子水平到基因水平。人类对生命的研究更加的详细，了解更加的深入。

基因工程技术的发展对医学和农业两个领域带来很大的影响。基因工程技术促进了医学科学研究的发展。基因工程技术给科学对肿瘤、病毒、等难解决的人类疾病的研究带来新的手段与方法，同时在人类疾病的研究，诊断、治疗等方面有革命性推动作用。一、解决了常规方法不能生产或生产成本昂贵药品的生产技术问题，开发了一大批特效药物，如胰岛素、干扰素等等，这些药品可以分别用以防治诸如肿瘤、心脑肺血管、遗传性等严重威胁人类健康的疑难病症，而且在避免毒副作用方面明显优于传统药品；二、是研制出了一些灵敏度高、性能专一、实用性强的临床诊断新设备，如体外诊断试剂、免疫诊断试剂盒等，并找到了某些疑难病症的发病原理和医治的崭新方法；农业领域里利用生物工程技术，科学家研制了许多抗病虫害、抗逆性等优良性状的生物，提高作物的产量，解决的世界人口粮食短缺的问题。

基因工程技术给人类带来利益的同时，也给人类带来的一定的隐患。转基因食品安全性的问题是人们一直非常关注个问题。转基因食品目前虽然没有发现对人类有什么危害，但是原有基因进行部分修饰后，也有可能存在着隐患，转基因食品如果有过敏性，则转基因食品就会有安全性问题。利用基因工程改造生物有可能打乱自然界的生态环境的平衡，破坏生态环境。转基因技术还有可能会导致基因污染，有可能危害原植物的遗传。基因工程技术同时带来伦理道德的影响，克隆技术如果应用到人身，打破以往生育模式，则存在人类伦理道德的问题。

四、结语

转基因技术生产的食品是否对人来带来影响，这需要实验和时间来验证。我们要以一个平衡心来对待转基因食品。在发展转基因技术的同时不能忽视其技术可能给人类带来的危害。我们要利用好转基因技术。基因工程技术给人类带来的很大的革命性作用，但是我们要理性的的看待，并不断的探索，寻找新的技术，方法，给人类带来更大的进步，促进社会的发展。

[参考文献]

[1]王娇.基因工程技术的现状和前景发展.河南化工 2010-04.

[2]邓鸿新，田聆，魏于全.基因治疗的发展现状、问题和展望.生命科学.（2005）03-0196-04.

[3]W F Anderson，R M Blaese ，K Culver，et al.The ADA human gene therapy clinical protocol：points to consider response with clinical protocol.Human Gene Therapy ， 1990，1：331-362.

[4]S Pearson，H Jia，K Kandachi.China approves first gene therapy.Nature Biotechnology，2004，22（1）：3-4.

[5]董丽，郭惠珊.RNA沉默—植物基因组免疫的安全防线.生物工程学报.2012，28（5）：521-530.

[6]李战伟，王令，任刚，王昕，张智英.锌指核酸酶技术在基因治疗中的应用研究进展.西北农业科技大学学报.2011-06 0055-06.

[7]瞿礼嘉，顾红雅，胡平等.现代生物技术导论[M] 北京，高等教育出版社，1998.

[8]张雪洪，张惟杰，基因工程抗体融合蛋白的构建，生物工程进展，2001-04.

[9]张莹，何金生，洪涛，重组抗体药物研究进展及应用，中国生物工程杂志，2009，29（8）：102-106

[10]卢大鹏，基因工程技术在农业环境保护中的应用，现代农业科学，（2009）05-0186-02

（作者单位：华中师范大学生命科学学院 湖北武汉）