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基因技术前沿创新的蓝海

发布时间:2021-01-05 12:00:47 阅读: 来源:帽子厂家

基因技术:前沿创新的“蓝海”

■本报记者周熙檀 12月20日,国家质检总局发布消息称,我国从12批54.5万吨美国输华玉米中,检出MIR162转基因成分,并对其进行退货处理。此举为近年来愈演愈烈的“挺转”和“反转”之争再次“火上浇油”。 新技术一方面可能会为人类带来某些未知的风险,另一方面也在给人们的生活带来切实的好处。随着基因技术的发展,人类对生命的认识一步步深入,未来通过基因疗法治愈绝症的希望也日益增大。 测序:快速推进 近日,当《中国科学报》记者到中国科学院北京基因组研究所采访时,研究员于军正在准备回复一封邮件。其同学的外孙女出生8个月,身长仅有正常小孩的一半。染色体检查结果显示,其8号染色体有错位。 “仅仅有染色体错位,不应该有这么明显的表型。”于军决定为其进行基因测序,这将为遗传病的诊断提供新的可能。 “从遗传来讲,人类基因不会改变,一次测序就能够了解基因缺陷,以及疾病风险。”中国科学院北京基因组研究所技术研发中心副主任任鲁风告诉记者,今年安吉丽娜·朱莉切除双侧乳腺引发关注,原因就是其身上带有具缺陷的基因BRCA1,这意味着她患乳腺癌的几率比平常人高65%。 继“人类基因组计划”之后,前年美国启动了“百万美国人基因组计划”,去年英国启动了“十万人基因组测序计划”。面对不断产生的大量数据,科学家希望通过研究将这些枯燥的数据转换成有意义的基因组功能,或者与临床相关的信息。 “基因测序成本很高,从科研到临床,需要更高的精确性、更合适的成本,更重要的是急需一套标准化的流程来规范测序服务。”任鲁风说。 任鲁风参与了基于测序技术的个体化医学检测技术标准化和规范化项目。鉴于基因测序对于医疗的重要意义,该项目正在加紧进行,有望明年就开始进行培训和推广。 相比之下,我国农作物的基因测序工作推进迅速。 我国在水稻基因组测序和功能基因组研究方面位于世界前列。1998年,我国作为主要发起和参与国参加了国际水稻基因组测序计划,其他一些重要的粮食作物的基因组研究也在如火如荼地展开。 今年3月,中科院遗传与发育生物学研究所首次完成了小麦A基因组的测序和草图绘制,比较全面地揭示出A基因组的结构和表达特征。这一成果在《自然》杂志发表。 “目前作物育种已经逐步进入目标可预测、高效的分子育种阶段(包括分子辅助育种和转基因育种)。”中科院上海生命科学研究院植物生理生态研究所研究员何祖华说,这一发展正是基于功能基因组研究的深入。 检测:市场化艰难 采访中,记者了解到,基因检测芯片已成为个体化用药、医疗的全新手段。例如,博奥生物检测遗传性耳聋的基因芯片,只需将几滴血中的DNA滴在指甲大小的生物芯片上,6个小时后就能找出致聋基因。 博奥生物总裁、中国工程院院士程京家在重庆,距离重庆师范大学仅有一站地。去年年底,程京在重庆师范大学见到了一群特殊的学生。 程京为四个班的聋人提供了免费遗传性耳聋基因检测,其中一个男学生给程京留下了深刻印象。该学生的检测结果显示,其致聋原因是与药物有关的线粒体基因。经过询问得知,该男生和妹妹,以及他姨家的一儿一女,都是“一针致聋”。 “通过基因检测确定的药物性耳聋易感者,只要终生不使用庆大霉素等氨基糖甙类药物,就能避免‘一针致聋’。”程京说。 朱莉所做的乳腺癌检测,博奥的产品系列也已覆盖。然而,虽然技术在持续发展,产品也在不断市场化,程京却时常感到惆怅:基因芯片在拿到药监局证书后,面对的发展之路却更长、更艰难——在每个省、市、自治区进入医院时,都要经过送审材料一样、程序一致的漫长物价审批过程,而当物价获批的创新医疗产品要进入医保和社保时,更不知道该如何“摸着石头过河”。 在国外,针对易感基因的检测已成为肿瘤预防性切除手术中一种常规的检测手段。而去年8月深圳华大基因优康门诊部启动基因检测及遗传咨询服务以来,半年多未接待一例基因检测者。 基因技术在新发突发传染病方面的应用则进展迅速。“再也不可能出现SARS那种情况了。”任鲁风说,细菌培养、看电镜、凭经验判断已经为基因检测替代,H7N9病毒的基因测序和检测比媒体所报道的要快得多。三天内确定未知病原,是“十二五”重大传染病专项将要实现的目标之一。 治疗:不可冒进 基因疗法是通过基因转移技术将外源基因导入病人适当的受体细胞中,使外源基因在体内产生表达与抑制而达到治疗特定疾病的效果。关于基因治疗的研究进展不断见诸《科学》、《自然》等顶级刊物。 但是,基因治疗仍然是理论上的研究和实验室里的探索。美国康奈尔大学威尔医学院的遗传学会主席罗纳德·克里斯特尔曾说过:“每个人都知道基因治疗是个好主意,可是实施起来并不容易。”这句话是对基因治疗最好的概括。 “单纯的基因治疗是革命性的前沿创新技术,但是具有一定风险。”中科院深圳先进技术研究院生物医药与技术研究所研究员蔡林涛说,对于肿瘤等发病率高的常规病种,应避免使用过于激进的方式。 “联合基因—化疗和基因—免疫生物治疗被视为肿瘤治疗的新策略,它不但可以降低潜在的毒副反应,而且能够显著提高治疗效果。”蔡林涛在接受《中国科学报》记者采访时表示,基因作为一种调控手段,可利用其特点发挥协同的抗肿瘤作用。 今年3月,蔡林涛带领的纳米医学研究小组研究表明,通过生物可降解的聚合物多肽纳米体系实现基因与化疗药物的共传递,结合基因治疗中小干扰RNA(siRNA)能够特异下调肿瘤细胞中致癌基因表达的特点,提高细胞对抗癌药物的敏感性,降低化疗药物的剂量,并使化疗药物更高效发挥作用,进而杀死癌细胞。在此基础上,研究小组提出了纳米技术介导多种药物和治疗方案以协同的方式治疗癌症的“纳米鸡尾酒疗法”。 2004年,深圳赛百诺基因技术有限公司研制的今又生(重组人P53腺病毒注射液)成为世界上第一个上市的基因治疗药物。 蔡林涛认为,“人体是个非常复杂的体系,并不是仅仅靠敲除某个缺陷基因就能治疗疾病,而且存在未知的风险”。 在基因治疗成为热点时,科学冒进导致事故迭出。1999年美国亚利桑那州18岁的高中毕业生因患乌氨酸氨甲酰基转移酶部分缺失症,在接受基因疗法后死亡;2007年,在一项正在研究的基因疗法治疗活性炎性关节炎临床试验中,有一名受试患者死亡。 蔡林涛认为,尽管基因疗法方面的突破能够为肿瘤等重大疾病的防治带来新希望,但其应用之路还很漫长,对其认识还需客观、理性。 育种:亟待创新 未来,分子育种新品种的推广将会对传统的农业生产理念、消费市场等产生重大影响 进入新世纪以来,动植物育种步伐明显加快,基因组测序、分子育种无疑是最强有力的助推剂。 中国科学院水生生物研究所研究员汪亚平表示,与传统育种技术相比,分子育种能够实现从“经验育种”到定向高效的“精确育种”的转化。 但一个不容否认的现实是,我国分子育种还存在机制和技术研发体系缺乏创新、缺少强大的种业公司消化等瓶颈。何祖华告诉记者:“目前我国有重大应用价值和自主知识产权的分子标记和基因还不多,但预计开创性的成果将越来越多。” 基因组与分子生物学研究的理念与技术创新,大多为国外所定义。“不能跟着国外做基因克隆。”基于这样的想法,汪亚平在研究鱼类转基因技术11年之后,将研究重点放在了鱼类经济性状相关基因的研究上。这些研究在分子辅助育种和转基因育种方面的推进,与粮食安全息息相关。 何祖华认为,“未来分子育种新品种的推广,由于被赋予了新的农艺性状,对传统的农业生产理念、消费市场等将产生重大影响”。 日前,《自然》杂志发表的《亚洲和非洲需要转基因作物吗》一文提到,转基因Bt豇豆能免于被豆荚螟侵害,提高非洲豇豆约70%的产量,而富含维生素A前体的橙色番薯则能帮助非洲人应对维生素A缺乏症。 “如果我们没有这些技术,还是采用以往的传统杂交选育的方法,在科研与育种水平、育种效率以及知识产权等方面就会落后,农业生产科技水平发展会受到严重影响。”何祖华认为,这将在一定程度上影响我国的产业链与粮食安全。

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