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當(dāng)前位置:上海信帆生物科技有限公司>>技術(shù)文章>>基因技術(shù):前沿創(chuàng)新的革命
12月20日,國家質(zhì)檢總局發(fā)布消息稱,,我國從12批54.5萬噸美國輸華玉米中,,檢出MIR162轉(zhuǎn)基因成分,并對其進行退貨處理,。此舉為近年來愈演愈烈的“挺轉(zhuǎn)"和“反轉(zhuǎn)"之爭再次“火上澆油",。
新技術(shù)一方面可能會為人類帶來某些未知的風(fēng)險,另一方面也在給人們的生活帶來切實的好處,。隨著基因技術(shù)的發(fā)展,,人類對生命的認識一步步深入,,未來通過基因療法治愈絕癥的希望也日益增大。
測序:快速推進
近日,,當(dāng)記者到中國科學(xué)院北京基因組研究所采訪時,,研究員于軍正在準(zhǔn)備回復(fù)一封郵件。其同學(xué)的外孫女出生8個月,,身長僅有正常小孩的一半,。染色體檢查結(jié)果顯示,其8號染色體有錯位,。
“僅僅有染色體錯位,,不應(yīng)該有這么明顯的表型。"于軍決定為其進行基因測序,,這將為遺傳病的診斷提供新的可能,。
“從遺傳來講,人類基因不會改變,,一次測序就能夠了解基因缺陷,,以及疾病風(fēng)險。"中國科學(xué)院北京基因組研究所技術(shù)研發(fā)中心副主任任魯風(fēng)告訴記者,,今年安吉麗娜·朱莉切除雙側(cè)乳腺引發(fā)關(guān)注,,原因就是其身上帶有具缺陷的基因BRCA1,這意味著她患乳腺癌的幾率比平常人高65%,。
繼“人類基因組計劃"之后,,前年美國啟動了“百萬美國人基因組計劃",去年英國啟動了“十萬人基因組測序計劃",。面對不斷產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù),,科學(xué)家希望通過研究將這些枯燥的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成有意義的基因組功能,或者與研究相關(guān)的信息,。
“基因測序成本很高,,從科研到研究,需要更高的性,、更合適的成本,,更重要的是急需一套標(biāo)準(zhǔn)化的流程來規(guī)范測序服務(wù)。"任魯風(fēng)說,。
任魯風(fēng)參與了基于測序技術(shù)的個體化醫(yī)學(xué)檢測技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化項目,。鑒于基因測序?qū)τ卺t(yī)療的重要意義,該項目正在加緊進行,,有望明年就開始進行培訓(xùn)和推廣,。
相比之下,我國農(nóng)作物的基因測序工作推進迅速。
我國在水稻基因組測序和功能基因組研究方面位于世界前列,。1998年,,我國作為主要發(fā)起和參與國參加了水稻基因組測序計劃,其他一些重要的糧食作物的基因組研究也在如火如荼地展開,。
今年3月,,中科院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所完成了小麥A基因組的測序和草圖繪制,比較全面地揭示出A基因組的結(jié)構(gòu)和表達特征,。這一成果在《自然》雜志發(fā)表,。
“目前作物育種已經(jīng)逐步進入目標(biāo)可預(yù)測、的分子育種階段(包括分子輔助育種和轉(zhuǎn)基因育種),。"中科院上海生命科學(xué)研究院植物生理生態(tài)研究所研究員何祖華說,,這一發(fā)展正是基于功能基因組研究的深入。
檢測:市場化艱難
采訪中,,記者了解到,,基因檢測芯片已成為個體化用藥、醫(yī)療的全新手段,。例如,,博奧生物檢測遺傳性耳聾的基因芯片,只需將幾滴血中的DNA滴在指甲大小的生物芯片上,,6個小時后就能找出致聾基因,。
博奧生物總裁、中國工程院院士程京家在重慶,,距離重慶師范大學(xué)僅有一站地,。去年年底,程京在重慶師范大學(xué)見到了一群特殊的學(xué)生,。
程京為四個班的聾人提供了免費遺傳性耳聾基因檢測,,其中一個男學(xué)生給程京留下了深刻印象。該學(xué)生的檢測結(jié)果顯示,,其致聾原因是與藥物有關(guān)的線粒體基因,。經(jīng)過詢問得知,該男生和妹妹,,以及他姨家的一兒一女,都是“一針致聾",。
“通過基因檢測確定的藥物性耳聾易感者,,只要終生不使用慶大霉素等氨基糖甙類藥物,就能避免‘一針致聾’,。"程京說,。
朱莉所做的乳腺癌檢測,博奧的產(chǎn)品系列也已覆蓋。然而,,雖然技術(shù)在持續(xù)發(fā)展,,產(chǎn)品也在不斷市場化,程京卻時常感到惆悵:基因芯片在拿到藥監(jiān)局證書后,,面對的發(fā)展之路卻更長,、更艱難——在每個省、市,、自治區(qū)進入醫(yī)院時,,都要經(jīng)過送審材料一樣、程序一致的漫長物價審批過程,,而當(dāng)物價獲批的創(chuàng)新醫(yī)療產(chǎn)品要進入醫(yī)保和社保時,,更不知道該如何“摸著石頭過河"。
在國外,,針對易感基因的檢測已成為腫瘤預(yù)防性切除手術(shù)中一種常規(guī)的檢測手段,。而去年8月深圳華大基因優(yōu)康門診部啟動基因檢測及遺傳咨詢服務(wù)以來,半年多未接待一例基因檢測者,。
基因技術(shù)在新發(fā)突發(fā)傳染病方面的應(yīng)用則進展迅速,。“再也不可能出現(xiàn)SARS那種情況了,。"任魯風(fēng)說,,細菌培養(yǎng)、看電鏡,、憑經(jīng)驗判斷已經(jīng)為基因檢測替代,,H7N9病毒的基因測序和檢測比媒體所報道的要快得多。三天內(nèi)確定未知病原,,是“十二五"重大傳染病專項將要實現(xiàn)的目標(biāo)之一,。
治療:不可冒進
基因療法是通過基因轉(zhuǎn)移技術(shù)將外源基因?qū)霕颖具m當(dāng)?shù)氖荏w細胞中,使外源基因在體內(nèi)產(chǎn)生表達與抑制而達到治療特定疾病的效果,。關(guān)于基因治療的研究進展不斷見諸《科學(xué)》,、《自然》等*刊物。
但是,,基因治療仍然是理論上的研究和實驗室里的探索,。美國康奈爾大學(xué)威爾醫(yī)學(xué)院的遺傳學(xué)會主席羅納德·克里斯特爾曾說過:“每個人都知道基因治療是個好主意,可是實施起來并不容易,。"這句話是對基因治療的概括,。
“單純的基因治療是革命性的前沿創(chuàng)新技術(shù),但是具有一定風(fēng)險,。"中科院深圳*技術(shù)研究院生物醫(yī)藥與技術(shù)研究所研究員蔡林濤說,,對于腫瘤等發(fā)病率高的常規(guī)病種,,應(yīng)避免使用過于激進的方式。
“聯(lián)合基因—化療和基因—免疫生物治療被視為腫瘤治療的新策略,,它不但可以降低潛在的毒副反應(yīng),,而且能夠顯著提高治療效果。"蔡林濤在接受《中國科學(xué)報》記者采訪時表示,,基因作為一種調(diào)控手段,,可利用其特點發(fā)揮協(xié)同的抗腫瘤作用。
今年3月,,蔡林濤帶領(lǐng)的納米醫(yī)學(xué)研究小組研究表明,,通過生物可降解的聚合物多肽納米體系實現(xiàn)基因與化療藥物的共傳遞,結(jié)合基因治療中小干擾RNA(siRNA)能夠特異下調(diào)腫瘤細胞中致癌基因表達的特點,,提高細胞對抗癌藥物的敏感性,,降低化療藥物的劑量,并使化療藥物更發(fā)揮作用,,進而殺死癌細胞,。在此基礎(chǔ)上,研究小組提出了納米技術(shù)介導(dǎo)多種藥物和治療方案以協(xié)同的方式治療癌癥的“納米雞尾酒療法",。
2004年,,深圳賽百諾基因技術(shù)有限公司研制的今又生(重組人P53腺病毒注射液)成為世界上*個上市的基因治療藥物。
蔡林濤認為,,“人體是個非常復(fù)雜的體系,,并不是僅僅靠敲除某個缺陷基因就能治療疾病,而且存在未知的風(fēng)險",。
在基因治療成為熱點時,,科學(xué)冒進導(dǎo)致事故迭出。1999年美國亞利桑那州18歲的高中畢業(yè)生因患烏氨酸氨甲?;D(zhuǎn)移酶部分缺失癥,,在接受基因療法后死亡;2007年,,在一項正在研究的基因療法治療活性炎性關(guān)節(jié)炎研究試驗中,,有一名受試患者死亡。
蔡林濤認為,,盡管基因療法方面的突破能夠為腫瘤等重大疾病的防治帶來新希望,,但其應(yīng)用之路還很漫長,對其認識還需客觀,、理性,。
育種:亟待創(chuàng)新
未來,分子育種新品種的推廣將會對傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)生物試劑理念,、消費市場等產(chǎn)生重大影響
進入新世紀以來,,動植物育種步伐明顯加快,基因組測序,、分子育種無疑是zui強有力的助推劑,。
中國科學(xué)院水生生物研究所研究員汪亞平表示,與傳統(tǒng)育種技術(shù)相比,,分子育種能夠?qū)崿F(xiàn)從“經(jīng)驗育種"到定向的“育種"的轉(zhuǎn)化,。
但一個不容否認的現(xiàn)實是,我國分子育種還存在機制和技術(shù)研發(fā)體系缺乏創(chuàng)新,、缺少強大的種業(yè)公司消化等瓶頸,。何祖華告訴記者:“目前我國有重大應(yīng)用價值和自主知識產(chǎn)權(quán)的分子標(biāo)記和基因還不多,但預(yù)計開創(chuàng)性的成果將越來越多,。"
基因組與分子生物學(xué)研究的理念與技術(shù)創(chuàng)新,,大多為國外所定義。 “不能跟著國外做基因克隆,。"基于這樣的想法,,汪亞平在研究魚類轉(zhuǎn)基因技術(shù)11年之后,將研究重點放在了魚類經(jīng)濟性狀相關(guān)基因的研究上,。這些研究在分子輔助育種和轉(zhuǎn)基因育種方面的推進,,與糧食安全息息相關(guān)。
何祖華認為,,“未來分子育種新品種的推廣,,由于被賦予了新的農(nóng)藝性狀,對傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)生物試劑理念,、消費市場等將產(chǎn)生重大影響",。
日前,《自然》雜志發(fā)表的《亞洲和非洲需要轉(zhuǎn)基因作物嗎》一文提到,,轉(zhuǎn)基因Bt豇豆能免于被豆莢螟侵害,,提高非洲豇豆約70%的產(chǎn)量,而富含維生素A前體的橙色番薯則能幫助非洲人應(yīng)對維生素A缺乏癥,。
“如果我們沒有這些技術(shù),,還是采用以往的傳統(tǒng)雜交選育的方法,在科研與育種水平,、育種效率以及知識產(chǎn)權(quán)等方面就會落后,,農(nóng)業(yè)生物試劑科技水平發(fā)展會受到嚴重影響。"何祖華認為,,這將在一定程度上影響我國的產(chǎn)業(yè)鏈與糧食安全,。
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