采用基因芯片研究中藥有突破

采用基因芯片研究中藥有突破

由浙江省中醫(yī)院血液病研究所所長(zhǎng)高瑞蘭研究員主持的課題組，歷時(shí)3年于新近完成了《制備細(xì)胞增殖分化和凋亡基因芯片研究中藥有效成分》研究，初步建立了采用基因芯片研究中藥的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，為中藥研究提供了新思路和新方法，該課題日前通過了專家鑒定。

采用基因芯片可大通量、高靈敏度地跟蹤藥物作用后細(xì)胞內(nèi)數(shù)千個(gè)基因的變化。高瑞蘭主持的課題組在浙江大學(xué)醫(yī)學(xué)院和澳大利亞悉尼新南威爾士大學(xué)圣喬治醫(yī)院專家協(xié)助下，從2003年1月開始制備細(xì)胞增殖分化和凋亡基因芯片研究中藥有效成分。研究人員建立了基因芯片研究中藥的技術(shù)平臺(tái)，解決了中藥篩選沒有高通量方法的難題。在此基礎(chǔ)上，研究者通過動(dòng)物模型、細(xì)胞、基因和蛋白分子系統(tǒng)研究了人參二醇組皂苷和三七皂苷，發(fā)現(xiàn)人參二醇組皂苷能促進(jìn)骨髓紅系、粒系和巨核系造血祖細(xì)胞增殖，改善再障小鼠的造血功能。研究人員還研制了適合人參二醇組皂苷功能研究的DNA芯片，分析了人參二醇組皂苷誘導(dǎo)的基因表達(dá)譜，其結(jié)果與動(dòng)物實(shí)驗(yàn)、細(xì)胞學(xué)和蛋白研究結(jié)果相符，證明了該芯片結(jié)果的可靠性。

gmsr多少面板能打過h麥

很難給出一個(gè)明確的答案，因?yàn)镚MSR和H麥都有不同的面板，功率和技術(shù)特點(diǎn)。但一般來說，GMSR的面板比H麥更適合在低功率條件下使用，因此在某些情況下可以打敗H麥。
GMSR和H麥都是常見的雷達(dá)系統(tǒng)，主要用于飛機(jī)和船只等的目標(biāo)探測(cè)。它們都有許多不同的面板，包括相控陣?yán)走_(dá)和機(jī)械掃描雷達(dá)等。這些面板都有不同的功率和技術(shù)特點(diǎn)，因此難以給出一個(gè)明確的答案。
但是，由于GMSR的功率通常比H麥低，因此GMSR的面板更適合在低功率條件下使用。在這種情況下，GMSR可能會(huì)比H麥更有效，因?yàn)樗梢愿菀椎貦z測(cè)到較小和更低的目標(biāo)。
如果您需要使用雷達(dá)系統(tǒng)來探測(cè)目標(biāo)，可以考慮使用GMSR或H麥之一，具體取決于您的需求和預(yù)算。您還可以根據(jù)特定的場(chǎng)景和任務(wù)選擇不同的面板和設(shè)置，以最大程度地提高效率和準(zhǔn)確性。
總之，GMSR和H麥都是有效的雷達(dá)系統(tǒng)，都有其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)和適用場(chǎng)景。選擇正確的系統(tǒng)和面板可以幫助您更好地完成任務(wù)。

關(guān)于生物技術(shù)的，大家?guī)蛶兔Π?/span>

　生物技術(shù)與信息技術(shù)的關(guān)系
生物技術(shù)（Biotechnology）是以生命科學(xué)為基礎(chǔ)，利用生物（或生物組織、細(xì)胞及其他組成部分）的特性和功能，設(shè)計(jì)、構(gòu)建具有預(yù)期性能的新物質(zhì)或新品系，以及與工程原理相結(jié)合，加工生產(chǎn)產(chǎn)品或提供服務(wù)的綜合性技術(shù)。信息技術(shù)（information science）是研究信息的獲取、傳輸和處理的技術(shù)，由計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)、微電子技術(shù)結(jié)合而成，即是利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行信息處理，利用現(xiàn)代電子通信技術(shù)從事信息采集、存儲(chǔ)、加工、利用以及相關(guān)產(chǎn)品制造、技術(shù)開發(fā)、信息服務(wù)的新學(xué)科。信息技術(shù)和生物技術(shù)都是高新技術(shù)，二者在新經(jīng)濟(jì)中并非此消彼長(zhǎng)的關(guān)系，而是相輔相成，共同推進(jìn)21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展。
1.生物技術(shù)的發(fā)展需要信息技術(shù)支撐
（1）信息技術(shù)為生物技術(shù)的發(fā)展提供強(qiáng)有力的計(jì)算工具。在現(xiàn)代生物技術(shù)發(fā)展過程中，計(jì)算機(jī)與高性能的計(jì)算技術(shù)發(fā)揮了巨大的推動(dòng)作用。在賽萊拉基因研究公司、英國(guó)Sanger
中心、美國(guó)懷特海德研究院、美國(guó)國(guó)家衛(wèi)生研究院和中國(guó)科學(xué)院遺傳所人類基因組中心聯(lián)合繪制的人類基因組草圖的發(fā)布中，美國(guó)多家研究機(jī)構(gòu)特別強(qiáng)調(diào)正是信息技術(shù)廠商提供的高性能計(jì)算技術(shù)使這一切成為可能。同樣，在被稱為“生命科學(xué)阿波羅登月計(jì)劃”的人類基因草圖的誕生過程中，康柏公司的Alpha服務(wù)器也為研究人員提供了出色的計(jì)算動(dòng)力。業(yè)界分析人士稱，在這場(chǎng)激烈的基因解碼競(jìng)賽背后隱含的是一場(chǎng)超級(jí)計(jì)算能力的競(jìng)賽，同時(shí)，這次競(jìng)賽有助于大眾對(duì)超級(jí)計(jì)算機(jī)的超強(qiáng)能力形成普遍認(rèn)知。在此之前，這些造價(jià)至少在數(shù)百萬(wàn)美元以上可以超高速運(yùn)轉(zhuǎn)的機(jī)器一直默默無(wú)聞，他們被用于控制核反應(yīng)堆、預(yù)報(bào)天氣或是與世界級(jí)國(guó)際象棋大師同臺(tái)對(duì)弈。如今，人們?cè)絹碓角逍训卣J(rèn)識(shí)到，超級(jí)計(jì)算機(jī)在創(chuàng)造新品種的藥物、治愈疾病以及最終使我們能夠修復(fù)人類基因缺陷等方面是至關(guān)重要的，高性能計(jì)算可以為人類作出更大的貢獻(xiàn)。
賽萊拉公司執(zhí)行總裁在接受《今日美國(guó)》的采訪時(shí)說:“將人類基因密碼以線型方式組合起來，這還是人類有史以來的第一次?！辟惾R拉公司要將32億個(gè)堿基對(duì)按照正確順序加以排列，在曾經(jīng)嘗試過的大規(guī)模計(jì)算中，這次挑戰(zhàn)是最為嚴(yán)峻的一次。為了完成這次歷史性課題所需的數(shù)量極為龐大的數(shù)據(jù)處理工作，賽萊拉公司動(dòng)用了700臺(tái)互聯(lián)的Alpha64位處理器，運(yùn)算能力達(dá)到每秒1.3萬(wàn)億次浮點(diǎn)運(yùn)算。同時(shí)，賽萊拉公司還采用了康柏的Storage Works系統(tǒng)，用以完成對(duì)一個(gè)空間為50TB且以每年IOTB速度增長(zhǎng)的數(shù)據(jù)庫(kù)管理工作.康柏電腦公司董事會(huì)主席曾在一次演講上說道:“如今，我們很難將生物技術(shù)的進(jìn)步與高性能計(jì)算領(lǐng)域的發(fā)展割裂開來。實(shí)際上，許多一流的科學(xué)家都相信，高性能計(jì)算是生物和醫(yī)藥的未來。今后，越來越多的具有強(qiáng)大功能的計(jì)算機(jī)和軟件將會(huì)被用來搜集、存儲(chǔ)、分析、模擬和發(fā)布信息。
信息技術(shù)還有助于加強(qiáng)生物技術(shù)領(lǐng)域的各種數(shù)據(jù)庫(kù)管理、信息傳遞、檢索和資源共享等。另一個(gè)僅次于基因排序器、在生物技術(shù)領(lǐng)域引起關(guān)注的硬件是基因芯片，它的研制也非常依賴于信息技術(shù)。在顯微鏡載片或硅片等基片上把基因片段排列、固定，這就是基因芯片。把這個(gè)芯片上的基因片段和檢體的基因片段放到基因芯片讀出器（也是一種破譯裝置）上，就能迅速比較和破譯檢體信息。 基因排序器是從零入手破譯檢體的遺傳信息的裝置，而基因芯片和其讀出器則是與已經(jīng)有的遺傳信息相對(duì)照破譯信息的裝置。 在這個(gè)領(lǐng)域，美國(guó)的企業(yè)比較有名，但日本企業(yè)也在同美國(guó)企業(yè)合作的同時(shí)，積極參與這個(gè)領(lǐng)域的開發(fā)。
（2）生物技術(shù)發(fā)展需要特定軟件技術(shù)的支持。生物技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)的發(fā)展對(duì)于生物技術(shù)類軟件的需求將進(jìn)一步增加，軟件技術(shù)將成為支撐生物技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵力量之一。在生物技術(shù)各領(lǐng)域中均需要相應(yīng)的專業(yè)軟件來支撐：1) 各類生物技術(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)的構(gòu)建需要性能優(yōu)良、更新?lián)Q代迅速的軟件技術(shù)；2) 核酸低級(jí)結(jié)構(gòu)分析、引物設(shè)計(jì)、質(zhì)粒繪圖、序列分析、蛋白質(zhì)低級(jí)結(jié)構(gòu)分析、生化反應(yīng)模擬等等也需要相應(yīng)的軟件及其技術(shù)支撐；3) 加強(qiáng)生物安全管理與生物信息安全管理也離不開軟件及其技術(shù)發(fā)展的支持。
2.生物技術(shù)為信息技術(shù)發(fā)展開辟了新的道路
（1）生物技術(shù)推動(dòng)超級(jí)計(jì)算機(jī)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。隨著人類基因組計(jì)劃各項(xiàng)任務(wù)的完成，有關(guān)核酸、蛋白質(zhì)的序列和結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)呈指數(shù)增長(zhǎng)。面對(duì)如此巨大而復(fù)雜的數(shù)據(jù)，只有運(yùn)用計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)管理、控制誤差、加速分析過程，使得人類最終能夠從中受益。然而要完成這些過程，并非一般的計(jì)算機(jī)力所能及，而需要具有超級(jí)計(jì)算能力的計(jì)算機(jī)。因此，生物技術(shù)的發(fā)展將對(duì)信息技術(shù)提出更高的需求，從而推動(dòng)信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。比較有說服力的例子是，2002年11月22日出版的《自然》雜志上，以色列科學(xué)家宣布研制出一種由dna分子和酶分子構(gòu)成的微型“生物計(jì)算機(jī)”，一萬(wàn)億個(gè)這樣的計(jì)算機(jī)僅一滴水那樣大，運(yùn)算速度達(dá)到每秒10億次，準(zhǔn)確率為99.8%。當(dāng)然像所有的新技術(shù)一樣，有的科學(xué)家表示懷疑。他們認(rèn)為，這種試管里的計(jì)算機(jī)存在致命的缺陷，因?yàn)樯磻?yīng)本身存在一定的隨機(jī)性，這種運(yùn)算的結(jié)果可能不完全精確；而且，參與運(yùn)算的dna分子之間的不能像傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)一樣通信，只能“各自為戰(zhàn)”，不足以處理一些大型計(jì)算。
歐美各國(guó)及日本相繼成立了生物信息數(shù)據(jù)中心，美國(guó)有國(guó)家生物技術(shù)信息中心(ncbi)、英國(guó)有歐洲生物信息研究所(ebi)、日本有70余家制藥、生物及高技術(shù)公司組成的“生物產(chǎn)業(yè)信息化共同體”等。而戈德曼-薩克斯財(cái)團(tuán)2001年的一份報(bào)告顯示，美國(guó)國(guó)際商用機(jī)器公司(ibm)、sun、康伯和摩托羅拉等公司每家已至少與生物技術(shù)公司和調(diào)研公司達(dá)成12項(xiàng)合作意向，共有140多項(xiàng)合作協(xié)議，合作內(nèi)容涉及到各種技術(shù)領(lǐng)域，包括基因芯片，用計(jì)算機(jī)模擬藥效等。
（2）生物技術(shù)將從根本上突破計(jì)算機(jī)的物理極限。目前使用的計(jì)算機(jī)是以硅芯片為基礎(chǔ)，由于受到物理空間的限制、面臨耗能和散熱等問題，將不可避免地遭遇發(fā)展極限，要取得大的突破，需要依賴于新材料的革新。2000年美國(guó)加利福尼亞大學(xué)洛杉磯分校的科學(xué)家根據(jù)生物大分子在不同狀態(tài)下可產(chǎn)生有和無(wú)信息的特性，研制出分子開關(guān)（molecular switches）。2001年世界首臺(tái)可自動(dòng)運(yùn)行的DNA計(jì)算機(jī)問世，并被評(píng)為當(dāng)年世界十大科技進(jìn)展。2002年，DNA計(jì)算機(jī)研究領(lǐng)域的先驅(qū)阿德勒曼教授利用簡(jiǎn)單的DNA計(jì)算機(jī)，在實(shí)驗(yàn)中為一個(gè)有24個(gè)變量、100萬(wàn)種可能結(jié)果的數(shù)學(xué)難題找到了答案，DNA計(jì)算機(jī)的研制邁出了重要一步。
信息產(chǎn)業(yè)和生物產(chǎn)業(yè)無(wú)疑都是高科技的產(chǎn)物，在生命科學(xué)的研究中，始終不能缺少計(jì)算機(jī)的工作，如果到基因組測(cè)序的研究所去看一看，大量的以超級(jí)計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的測(cè)序儀，會(huì)使你誤以為到了一家信息技術(shù)公司。生物產(chǎn)業(yè)因計(jì)算機(jī)的加盟而提速，信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)也因生命科學(xué)的需要而得以發(fā)展、獲利。運(yùn)用數(shù)學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)和生物學(xué)的各種工具，來闡明和理解大量基因組研究獲得數(shù)據(jù)中所包含的生物學(xué)意義，生物學(xué)和信息學(xué)交叉、結(jié)合，從而形成了一個(gè)新的學(xué)科。生物信息學(xué)或信息生物學(xué)，它的進(jìn)步所帶來的效益是不可估量的。美國(guó)已經(jīng)出現(xiàn)了大批基于生物信息學(xué)的公司，希冀在基因工程藥物、生物芯片、代謝工程等領(lǐng)域掘出財(cái)富，生物信息學(xué)工業(yè)潛力巨大?？梢哉f，生物科技(生物技術(shù))與信息科技(信息技術(shù))的融合，才是世界經(jīng)濟(jì)市場(chǎng)的未來。在深圳舉行的第三屆中國(guó)國(guó)際高新技術(shù)成果交易會(huì)高新技術(shù)論壇上，中國(guó)工程院副院長(zhǎng)侯云德院士指出，應(yīng)該把生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)定位為僅次于信息產(chǎn)業(yè)的重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)。他說，信息和生物技術(shù)是關(guān)系到我國(guó)新世紀(jì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和國(guó)家命運(yùn)的關(guān)鍵技術(shù)，并將成為我國(guó)創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)。

思路迪診斷多重檢測(cè)產(chǎn)品組合，能實(shí)現(xiàn)對(duì)哪些腫瘤的診斷？

基因診斷又稱DNA診斷，是70年代末迅速發(fā)展起來的一項(xiàng)應(yīng)用技術(shù)，目前已廣泛應(yīng)用于臨床許多疾病的診斷，包括遺傳性疾病的基因診斷、腫瘤的基因診斷、感染性疾病的基因診斷、法醫(yī)學(xué)鑒定中的基因診斷、疾病易感性的基因診斷、藥物篩選和藥物開發(fā)的基因診斷等，本文對(duì)基因診斷在臨床的應(yīng)用及其應(yīng)用過程中存在的問題進(jìn)行綜述。
與其他診斷方法相比，基因診斷具有突出的優(yōu)點(diǎn)：一是能從基因水平徹底揭示疾病病因及發(fā)病機(jī)理；二是可進(jìn)行癥狀前診斷，能顯著提早產(chǎn)前診斷的時(shí)間；三是取材少，來源廣，微量標(biāo)本即可進(jìn)行診斷；四是可快速檢測(cè)不易在體外培養(yǎng)（如艾滋病病毒、各種肝炎病毒等）和不能再實(shí)驗(yàn)室安全培養(yǎng)的病原體。因此，基因診斷迅速在臨床診斷領(lǐng)域特別在遺傳病研究領(lǐng)域得到了較為廣泛的應(yīng)用。 1.基因診斷在臨床的應(yīng)用 1.1遺傳性疾病的基因診斷：目前已發(fā)現(xiàn)的人類遺傳性疾病達(dá)數(shù)千種之多，分為單基因缺陷造成的遺傳?。ò@性遺傳、隱性遺傳、X-染色體連鎖遺傳病等）、多基因缺陷導(dǎo)致的復(fù)雜因素遺傳病以及染色體數(shù)目異常的遺傳病。隨著對(duì)多種遺傳病致病基因和突變類型以及許多可用于基因連鎖分析的遺傳標(biāo)志的澄清，再加上基因診斷方法學(xué)的不斷改進(jìn)和更新，使得基因診斷被廣泛地應(yīng)用于遺傳病的診斷中。目前遺傳病基因診斷所取得的成績(jī)最為顯著和突出。地中海貧血是一種常見的嚴(yán)重危害的遺傳性血液病。Drobyshev等用10聚體的寡核苷酸微集芯片，成功檢測(cè)β-地中海貧血患者紅細(xì)胞中β-珠蛋白基因中的3個(gè)突變位點(diǎn)[1]。血友病B是凝血因子Ⅸ基因缺陷引起的一種X染色體連鎖隱性遺傳病，關(guān)節(jié)腔和肌肉出血是嚴(yán)重病例的特征性表現(xiàn)。目前只能對(duì)下列遺傳病進(jìn)行基因診斷：已知特定基因位點(diǎn)突變或缺失的單基因病；已知與特定突變基因突變處于連鎖不平衡的DNA標(biāo)記RFLP；檢查癌細(xì)胞染色體重排；新生兒死亡一擊基因已被克隆的或有DNA連鎖標(biāo)記的遺傳性酶病[2]。 1.2腫瘤的基因診斷：腫瘤的形成是遺傳因素與環(huán)境因素相互作用的結(jié)果。癌基因、抑癌基因及其產(chǎn)物作為腫瘤標(biāo)志物在腫瘤診斷，檢測(cè)腫瘤復(fù)發(fā)與轉(zhuǎn)移，判斷療效和預(yù)后以及人群普查等方面都有較大的實(shí)用價(jià)值。通過檢測(cè)癌基因、抑癌基因中發(fā)生的基因突變有助于腫瘤的早期診斷。抑癌基因p53是人類腫瘤中最常見的突變基因，約50%以上的腫瘤都存在該基因的突變，通過將p53基因外顯子2-11區(qū)域內(nèi)所有突變位點(diǎn)的突變探針以及對(duì)應(yīng)的正常序列探針集成在一塊芯片上，制成p53基因芯片，為腫瘤的早期診斷、分類提供一條新途徑。SPLUNCL蛋白、p16基因、p27基因等可以作為鼻咽癌的診斷標(biāo)志物，用于鼻咽癌的早期診斷[3]。 1.3感染性疾病的基因診斷：采用形態(tài)學(xué)、生物化學(xué)貨血清學(xué)診斷細(xì)菌、病毒、寄生蟲和真菌等感染性疾病，有時(shí)存在靈敏度低、特異性差及速度慢等不足之處，基因診斷技術(shù)可以克服這些不足，它既能檢出正在生長(zhǎng)的病原體，也能檢出潛伏的病原體；既能確定既往感染，也能確定現(xiàn)行感染。 1.4法醫(yī)學(xué)鑒定中的基因診斷：主要是針對(duì)人類DNA遺傳差異進(jìn)行個(gè)體識(shí)別和親子鑒定。其中最常用的基因診斷技術(shù)是DNA指紋技術(shù)、擴(kuò)增片段長(zhǎng)度多態(tài)性分析技術(shù)以及檢測(cè)基因組中短串聯(lián)重復(fù)序列遺傳特征的PCR-STR技術(shù)和檢測(cè)線粒體DNA的PCR-mtDNA技術(shù)。 疾病易感性的基因診斷：基因診斷在判斷個(gè)體對(duì)某種重大疾病的易感性方面起著重要作用。如人類白細(xì)胞抗原復(fù)合體的多態(tài)性與一些疾病的遺傳易感性有關(guān)。 1.5器官移植組織配型中的基因診斷：器官移植的主要難題時(shí)如何解決機(jī)體對(duì)移植物的排斥反應(yīng)?；蛟\斷技術(shù)能夠分析和顯示基因型，更好地完成組織配型，從而有利于提高器官移植的成功率[4]。 1.6藥物篩選和藥物開發(fā)中的基因診斷：由于芯片技術(shù)具有高通量、規(guī)模、行性等特點(diǎn)，可以進(jìn)行新藥的篩選，尤其在對(duì)中藥成分的真?zhèn)舞b定及有效成分的篩選、理學(xué)研究、化學(xué)藥物的合成等方面具有重要的藥化作用。且用基因芯片作大規(guī)模的篩選研究可以省略大量的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，縮短藥物篩選所用時(shí)間。 1.7胚胎植入前遺傳學(xué)診斷（PGD）：GPD是體外獲取卵子或植入前胚胎，經(jīng)極體或卵裂球活檢，檢測(cè)胚胎的染色體和基因，將無(wú)病胚胎植入母體子宮，以獲取正常子代的技術(shù)，是一項(xiàng)實(shí)現(xiàn)診斷時(shí)機(jī)前移、避免選擇性流產(chǎn)、可應(yīng)用于不育患者并能達(dá)到源頭阻斷遺傳病傳遞的積極優(yōu)生技術(shù)。目前在我國(guó)，該項(xiàng)目開展十分有限，總體處于起步階段。使用到的技術(shù)包括單個(gè)卵裂球熒光原位雜交、多色/多重FISH等基于單細(xì)胞的染色體分析技術(shù)；單細(xì)胞巢式/多重巢式PCR等基于單細(xì)胞的基因診斷技術(shù)；全基因擴(kuò)增技術(shù)等[5] 。 2.基因診斷在臨床應(yīng)用存在的問題 2.1基因診斷中的倫理問題：目前使用基因診斷方法所測(cè)得的結(jié)果是否可靠？被診斷為基因缺陷陽(yáng)性的人如何得到法律保障，使他們不受人壽保險(xiǎn)、招聘單位和社會(huì)的歧視？等等，目前推廣使用基因診斷方法是否合適還值得商榷。某些遺傳疾病通過基因診斷技術(shù)雖然可以明確病因，但是，若不能給予有效治療，這種基因診斷對(duì)患者自身的生活將可能意味著負(fù)擔(dān)和麻煩?；蛟\斷可能導(dǎo)致新的種族歧視并最終使納粹的人種改良企圖死灰復(fù)燃[6]。 2.2基因診斷技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化問題：基因診斷技術(shù)的發(fā)展歷史較短，有的問世只有數(shù)年，最多也就20余年，故目前尚缺乏標(biāo)準(zhǔn)化的操作規(guī)程和質(zhì)量認(rèn)證體系，各研究機(jī)構(gòu)之間、各醫(yī)療機(jī)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)室之間尚存在方法不統(tǒng)一，質(zhì)量難保證的問題[7] 。 綜上所述，基因診斷與傳統(tǒng)方法相比，具有更靈敏、準(zhǔn)確、快捷的特點(diǎn)，在臨床應(yīng)用中具有其他診斷方法不可替代的地位，其未來的發(fā)展方向是發(fā)揮其在疾病預(yù)測(cè)、預(yù)防和個(gè)體化治療中的作用；同時(shí)必須關(guān)注基因診斷在醫(yī)學(xué)倫理和生物安全問題，并加強(qiáng)基因診斷技術(shù)的質(zhì)量控制。
基因診斷方法與傳統(tǒng)的診斷方法相比，有著顯著的優(yōu)越性，它以基因的結(jié)構(gòu)異?；虮磉_(dá)異常為切入點(diǎn)，而不是從疾病的表型開始，因此往往在疾病出現(xiàn)之前就可作出診斷，為疾病的預(yù)防和早期及時(shí)治療贏得了時(shí)間。另外，遺傳病基因變異在全身各處細(xì)胞中均能一致體現(xiàn)，診斷取材極為方便，血液細(xì)胞及羊水脫落細(xì)胞等均可作為診斷材料，而不需要對(duì)某一特殊的組織或器官進(jìn)行檢測(cè)。由于以上這些優(yōu)點(diǎn)，基因診斷從發(fā)展伊始就受到了人們的高度重視和普遍歡迎，已應(yīng)用于許多臨床疾病的診斷。

1 基因診斷在感染性疾病中的應(yīng)用

基因診斷具有高度的敏感性和特異性，且簡(jiǎn)便、快捷，因此在病毒、細(xì)菌、支原體、衣原體、立克次體及寄生蟲感染診斷中得到了廣泛應(yīng)用。（1）人乳頭瘤病毒的檢測(cè):HPV（雙鏈DNA病毒）難以用傳統(tǒng)病毒培養(yǎng)和血清學(xué)技術(shù)檢測(cè)，用核酸雜交、PCR等基因診斷方法則可迅速準(zhǔn)確地檢出HPV感染并同時(shí)進(jìn)行分型。（2）肝炎病毒的檢測(cè):HBV（乙型肝炎病毒）的血清學(xué)檢測(cè)方法已廣泛地應(yīng)用于臨床，但其測(cè)定的只是病毒的抗原成分和機(jī)體對(duì)HBV抗原的反應(yīng)，基因診斷則可直接檢測(cè)病毒本身，有其獨(dú)特的優(yōu)越性。首先，它高度敏感，可在血清學(xué)方法陽(yáng)性之前就獲得診斷，這在獻(xiàn)血員的篩選中尤為重要，基因診斷方法可將HBV、HCV（丙型肝炎病毒）、HIV（人類免疫缺陷病毒）的窗口期分別由血清學(xué)方法60、70、40天縮短到49、11和15天，在防止輸血后肝炎的發(fā)生中有著重大的意義。其次，基因診斷可對(duì)患者血中的病原體定量檢測(cè)，對(duì)臨床評(píng)價(jià)抗病毒治療效果，指導(dǎo)用藥，明確病毒復(fù)制狀態(tài)及傳染性有重要價(jià)值。如我科引進(jìn)的定量PCR儀，應(yīng)用實(shí)時(shí)在線檢測(cè)反應(yīng)管中的熒光信號(hào)變化進(jìn)行病原體DNA的定量，結(jié)果更為準(zhǔn)確可靠，產(chǎn)物檢測(cè)始終在密閉狀態(tài)下進(jìn)行，有效地解決了產(chǎn)物污染這一難題。基因診斷還可檢出病毒變異或因機(jī)體免疫狀態(tài)異常等原因不能測(cè)出相應(yīng)抗原和抗體的病毒感染。（3）結(jié)核桿菌的檢測(cè):結(jié)核病是長(zhǎng)期以來嚴(yán)重威脅人類，特別是發(fā)展中國(guó)家人民生命健康的常見病，傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)室診斷依賴痰涂片鏡檢和結(jié)核桿菌的培養(yǎng)與鑒定，但陽(yáng)性率不高，所需時(shí)間長(zhǎng)。目前應(yīng)用PCR技術(shù)建立診斷方法，敏感度可達(dá)到少至100個(gè)細(xì)菌的水平，且應(yīng)用針對(duì)在結(jié)核分枝桿菌中拷貝存在的特異性重復(fù)序列引物，既使菌株發(fā)生變異，也能準(zhǔn)確檢出。（4）基因診斷尚可用于HIV、人類巨細(xì)胞病毒（HCMV）、EB病毒、淋病奈瑟氏菌、幽門螺桿菌、腦膜炎奈瑟氏菌、螺旋體及瘧原蟲、弓形蟲等的檢測(cè)，無(wú)不具有靈敏、特異，能反應(yīng)現(xiàn)行感染的優(yōu)點(diǎn) ［1］ 。

2 基因診斷在遺傳病中的應(yīng)用 ［2］

基因診斷本身是在分子遺傳學(xué)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，在遺傳病的診斷方面成績(jī)最為突出，也最有發(fā)展前途，對(duì)許多已明確致病基因及其突變類型的遺傳病診斷效果良好。即使不明確致病基因，也可利用遺傳標(biāo)志進(jìn)行連鎖分析來 診斷某些遺傳病。現(xiàn)在已實(shí)現(xiàn)基因診斷的遺傳病已不下百種，這里僅舉幾例加以說明。（1）血紅蛋白病的基因診斷:大多數(shù)α地中海貧血是由于α珠蛋白基因缺失所致，應(yīng)用DNA限制性內(nèi)切酶酶譜分析法，或用PCR檢測(cè)α珠蛋白基因有無(wú)缺失及其mRNA水平的方法進(jìn)行診斷。（2）苯丙酮尿癥的診斷:苯丙酮尿癥是一種常見的常染色體隱性遺傳病，其病因的分子基礎(chǔ)是苯丙氨酸羥化酶基因點(diǎn)突變，可針對(duì)突變的類型應(yīng)用PCR方法與RFLP（限制片段長(zhǎng)度的多態(tài)性分析）聯(lián)合檢測(cè)。（3）杜氏肌營(yíng)養(yǎng)不良癥:約65%的杜氏肌營(yíng)養(yǎng)不良癥患者有X染色體Xp 21.22-21.3 區(qū)抗肌萎縮蛋白基因內(nèi)部DNA片段的缺失和重復(fù)，由此導(dǎo)致移碼突變，用針對(duì)Xp 21 區(qū)各不同部分的多種DNA探針，內(nèi)切酶酶譜分析，多重PCR等方法均可診斷出抗肌萎縮蛋白基因的異常。

3 基因診斷在腫瘤學(xué)中的應(yīng)用

腫瘤是一類多基因病，其發(fā)展過程復(fù)雜，臨床表現(xiàn)多樣，涉及到多個(gè)基因的變化并與多種因素有關(guān)，因而相對(duì)于感染性疾病及單基因遺傳病來說，腫瘤的基因診斷難度更大得多。但腫瘤的發(fā)生和發(fā)展從根本上離不開基因的變化 ，所以基因診斷在腫瘤疾病中也會(huì)有廣闊的前景。其重要表現(xiàn)有以下幾方面。（1）腫瘤的早期診斷及鑒別診斷。（2）腫瘤的分級(jí)、分期及預(yù)后的判斷。（3）微小病灶、轉(zhuǎn)移灶及血中殘留癌細(xì)胞的識(shí)別檢測(cè)。（4）腫瘤治療效果的評(píng)價(jià)。另外檢查癌基因的變化不但有助于對(duì)腫瘤的診斷和預(yù)后，在判斷手術(shù)中腫瘤切除是否徹底、有無(wú)周圍淋巴結(jié)轉(zhuǎn)移方面也很有優(yōu)勢(shì)。在白血病診斷方面，PCR陽(yáng)性診斷結(jié)果可比傳統(tǒng)的細(xì)胞學(xué)方法及臨床癥狀出現(xiàn)早5～8個(gè)月，可檢出1×10 6 個(gè)有核細(xì)胞中的一個(gè)白血病細(xì)胞，在白血病的早期診斷、早期治療及臨床化療后殘留白血病的監(jiān)測(cè)方面有著其它方法無(wú)可比擬的特異性和敏感性?；蛟\斷不是萬(wàn)能的，它只是現(xiàn)代檢驗(yàn)醫(yī)學(xué)的非常重要、非常有前景的一種手段?？v觀目前基因診斷的臨床應(yīng)用現(xiàn)狀，除了病原體的PCR檢測(cè)得到了一定程度的應(yīng)用外，其它領(lǐng)域的應(yīng)用非常有限，即使在條件較好的三級(jí)甲等醫(yī)院開展的項(xiàng)目也不多。

什么是基因工程?

基因工程又稱基因拼接技術(shù)和DNA重組技術(shù)，是以分子遺傳學(xué)為理論基礎(chǔ)， 以分子生物學(xué)和微生物學(xué)的現(xiàn)代方法為手段， 將不同來源的基因(DNA分子)，按預(yù)先設(shè)計(jì)的藍(lán)圖， 在體外構(gòu)建雜種DNA分子， 然后導(dǎo)入活細(xì)胞， 以改變生物原有的遺傳特性、獲得新品種、 生產(chǎn)新產(chǎn)品。基因工程技術(shù)為基因的結(jié)構(gòu)和功能的研究提供了有力的手段。
什么是基因工程？【簡(jiǎn)介】
基因工程是生物工程的一個(gè)重要分支，它和細(xì)胞工程、酶工程、蛋白質(zhì)工程和微生物工程共同組成了生物工程。 所謂基因工程（genetic engineering)是在分子水平上對(duì)基因進(jìn)行操作的復(fù)雜技術(shù)，是將外源基因通過體外重組后導(dǎo)入受體細(xì)胞內(nèi)，使這個(gè)基因能在受體細(xì)胞內(nèi)復(fù)制、轉(zhuǎn)錄、翻譯表達(dá)的操作。它是用人為的方法將所需要的某一供體生物的遺傳物質(zhì)——DNA大分子提取出來，在離體條件下用適當(dāng)?shù)墓ぞ呙高M(jìn)行切割后，把它與作為載體的DNA分子連接起來，然后與載體一起導(dǎo)入某一更易生長(zhǎng)、繁殖的受體細(xì)胞中，以讓外源物質(zhì)在其中“安家落戶”，進(jìn)行正常的復(fù)制和表達(dá)，從而獲得新物種的一種嶄新技術(shù)。
基因工程是在分子生物學(xué)和分子遺傳學(xué)綜合發(fā)展基礎(chǔ)上于本世紀(jì)70年代誕生的一門嶄新的生物技術(shù)科學(xué)。一般來說，基因工程是指在基因水平上的遺傳工程，它是用人為方法將所需要的某一供體生物的遺傳物質(zhì)--DNA大分子提取出來，在離體條件下用適當(dāng)?shù)墓ぞ呙高M(jìn)行切割后，把它與作為載體的DNA分子連接起來，然后與載體一起導(dǎo)入某一更易生長(zhǎng)、繁殖的受體細(xì)胞中，以讓外源遺傳物質(zhì)在其中"安家落戶"，進(jìn)行正常復(fù)制和表達(dá)，從而獲得新物種的一種嶄新的育種技術(shù)。 這個(gè)定義表明，基因工程具有以下幾個(gè)重要特征：首先，外源核酸分子在不同的寄主生物中進(jìn)行繁殖，能夠跨越天然物種屏障，把來自任何一種生物的基因放置到新的生物中，而這種生物可以與原來生物毫無(wú)親緣關(guān)系，這種能力是基因工程的第一個(gè)重要特征。第二個(gè)特征是，一種確定的DNA小片段在新的寄主細(xì)胞中進(jìn)行擴(kuò)增，這樣實(shí)現(xiàn)很少量DNA樣品"拷貝"出大量的DNA，而且是大量沒有污染任何其它DNA序列的、絕對(duì)純凈的DNA分子群體?？茖W(xué)家將改變?nèi)祟惿臣?xì)胞DNA的技術(shù)稱為“基因系治療”（germlinetherapy），通常所說的“基因工程”則是針對(duì)改變動(dòng)植物生殖細(xì)胞的。無(wú)論稱謂如何，改變個(gè)體生殖細(xì)胞的DNA都將可能使其后代發(fā)生同樣的改變。
迄今為止，基因工程還沒有用于人體，但已在從細(xì)菌到家畜的幾乎所有非人生命物體上做了實(shí)驗(yàn)，并取得了成功。事實(shí)上，所有用于治療糖尿病的胰島素都來自一種細(xì)菌，其DNA中被插入人類可產(chǎn)生胰島素的基因，細(xì)菌便可自行復(fù)制胰島素?；蚬こ碳夹g(shù)使得許多植物具有了抗病蟲害和抗除草劑的能力；在美國(guó)，大約有一半的大豆和四分之一的玉米都是轉(zhuǎn)基因的。目前，是否該在農(nóng)業(yè)中采用轉(zhuǎn)基因動(dòng)植物已成為人們爭(zhēng)論的焦點(diǎn)：支持者認(rèn)為，轉(zhuǎn)基因的農(nóng)產(chǎn)品更容易生長(zhǎng)，也含有更多的營(yíng)養(yǎng)（甚至藥物），有助于減緩世界范圍內(nèi)的饑荒和疾?。欢磳?duì)者則認(rèn)為，在農(nóng)產(chǎn)品中引入新的基因會(huì)產(chǎn)生副作用，尤其是會(huì)破壞環(huán)境。
誠(chéng)然，仍有許多基因的功能及其協(xié)同工作的方式不為人類所知，但想到利用基因工程可使番茄具有抗癌作用、使鮭魚長(zhǎng)得比自然界中的大幾倍、使寵物不再會(huì)引起過敏，許多人便希望也可以對(duì)人類基因做類似的修改。畢竟，胚胎遺傳病篩查、基因修復(fù)和基因工程等技術(shù)不僅可用于治療疾病，也為改變諸如眼睛的顏色、智力等其他人類特性提供了可能。目前我們還遠(yuǎn)不能設(shè)計(jì)定做我們的后代，但已有借助胚胎遺傳病篩查技術(shù)培育人們需求的身體特性的例子。比如，運(yùn)用此技術(shù)，可使患兒的父母生一個(gè)和患兒骨髓匹配的孩子，然后再通過骨髓移植來治愈患兒。
隨著DNA的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和遺傳機(jī)制的秘密一點(diǎn)一點(diǎn)呈現(xiàn)在人們眼前，特別是當(dāng)人們了解到遺傳密碼是由 RNA轉(zhuǎn)錄表達(dá)的以后，生物學(xué)家不再僅僅滿足于探索、提示生物遺傳的秘密，而是開始躍躍欲試，設(shè)想在分子的水平上去干預(yù)生物的遺傳特性。 如果將一種生物的 DNA中的某個(gè)遺傳密碼片斷連接到另外一種生物的DNA鏈上去，將DNA重新組織一下，就可以按照人類的愿望，設(shè)計(jì)出新的遺傳物質(zhì)并創(chuàng)造出新的生物類型，這與過去培育生物繁殖后代的傳統(tǒng)做法完全不同。 這種做法就像技術(shù)科學(xué)的工程設(shè)計(jì)，按照人類的需要把這種生物的這個(gè)“基因”與那種生物的那個(gè)“基因”重新“施工”，“組裝”成新的基因組合，創(chuàng)造出新的生物。這種完全按照人的意愿，由重新組裝基因到新生物產(chǎn)生的生物科學(xué)技術(shù)，就稱為“基因工程”，或者說是“遺傳工程”。
【基因工程的基本操作步驟】
1.獲取目的基因是實(shí)施基因工程的第一步。
2.基因表達(dá)載體的構(gòu)建是實(shí)施基因工程的第二步，也是基因工程的核心。
3.將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞是實(shí)施基因工程的第三步。
4.目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞后，是否可以穩(wěn)定維持和表達(dá)其遺傳特性，只有通過檢測(cè)與鑒定才能知道。這是基因工程的第四步工作。
基因工程的前景科學(xué)界預(yù)言，21世紀(jì)是一個(gè)基因工程世紀(jì)?；蚬こ淌窃诜肿铀綄?duì)生物遺傳作人為干預(yù)，要認(rèn)識(shí)它，我們先從生物工程談起：生物工程又稱生物技術(shù)，是一門應(yīng)用現(xiàn)代生命科學(xué)原理和信息及化工等技術(shù)，利用活細(xì)胞或其產(chǎn)生的酶來對(duì)廉價(jià)原材料進(jìn)行不同程度的加工，提供大量有用產(chǎn)品的綜合性工程技術(shù)。
生物工程的基礎(chǔ)是現(xiàn)代生命科學(xué)、技術(shù)科學(xué)和信息科學(xué)。生物工程的主要產(chǎn)品是為社會(huì)提供大量?jī)?yōu)質(zhì)發(fā)酵產(chǎn)品，例如生化藥物、化工原料、能源、生物防治劑以及食品和飲料，還可以為人類提供治理環(huán)境、提取金屬、臨床診斷、基因治療和改良農(nóng)作物品種等社會(huì)服務(wù)。
生物工程主要有基因工程、細(xì)胞工程、酶工程、蛋白質(zhì)工程和微生物工程等5個(gè)部分。其中基因工程就是人們對(duì)生物基因進(jìn)行改造，利用生物生產(chǎn)人們想要的特殊產(chǎn)品。隨著DNA的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和遺傳機(jī)制的秘密一點(diǎn)一點(diǎn)呈現(xiàn)在人們眼前，生物學(xué)家不再僅僅滿足于探索、提示生物遺傳的秘密，而是開始躍躍欲試，設(shè)想在分子的水平上去干預(yù)生物的遺傳特性。
美國(guó)的吉爾伯特是堿基排列分析法的創(chuàng)始人，他率先支持人類基因組工程 如果將一種生物的DNA中的某個(gè)遺傳密碼片斷連接到另外一種生物的DNA鏈上去，將DNA重新組織一下，不就可以按照人類的愿望，設(shè)計(jì)出新的遺傳物質(zhì)并創(chuàng)造出新的生物類型嗎？這與過去培育生物繁殖后代的傳統(tǒng)做法完全不同，它很像技術(shù)科學(xué)的工程設(shè)計(jì)，即按照人類的需要把這種生物的這個(gè)“基因”與那種生物的那個(gè)“基因”重新“施工”，“組裝”成新的基因組合，創(chuàng)造出新的生物。這種完全按照人的意愿，由重新組裝基因到新生物產(chǎn)生的生物科學(xué)技術(shù)，就被稱為“基因工程”，或者稱之為“遺傳工程”。
人類基因工程走過的主要?dú)v程怎樣呢？1866年，奧地利遺傳學(xué)家孟德爾神父發(fā)現(xiàn)生物的遺傳基因規(guī)律；1868年，瑞士生物學(xué)家弗里德里希發(fā)現(xiàn)細(xì)胞核內(nèi)存有酸性和蛋白質(zhì)兩個(gè)部分。酸性部分就是后來的所謂的DNA；1882年，德國(guó)胚胎學(xué)家瓦爾特弗萊明在研究蠑螈細(xì)胞時(shí)發(fā)現(xiàn)細(xì)胞核內(nèi)的包含有大量的分裂的線狀物體，也就是后來的染色體；1944年，美國(guó)科研人員證明DNA是大多數(shù)有機(jī)體的遺傳原料，而不是蛋白質(zhì)；1953年，美國(guó)生化學(xué)家華森和英國(guó)物理學(xué)家克里克宣布他們發(fā)現(xiàn)了DNA的雙螺旋結(jié)果，奠下了基因工程的基礎(chǔ)；1980年，第一只經(jīng)過基因改造的老鼠誕生；1996年，第一只克隆羊誕生；1999年，美國(guó)科學(xué)家破解了人類第 22組基因排序列圖；未來的計(jì)劃是可以根據(jù)基因圖有針對(duì)性地對(duì)有關(guān)病癥下藥。
人類基因組研究是一項(xiàng)生命科學(xué)的基礎(chǔ)性研究。有科學(xué)家把基因組圖譜看成是指路圖，或化學(xué)中的元素周期表；也有科學(xué)家把基因組圖譜比作字典，但不論是從哪個(gè)角度去闡釋，破解人類自身基因密碼，以促進(jìn)人類健康、預(yù)防疾病、延長(zhǎng)壽命，其應(yīng)用前景都是極其美好的。人類10萬(wàn)個(gè)基因的信息以及相應(yīng)的染色體位置被破譯后，破譯人類和動(dòng)植物的基因密碼，為攻克疾病和提高農(nóng)作物產(chǎn)量開拓了廣闊的前景。將成為醫(yī)學(xué)和生物制藥產(chǎn)業(yè)知識(shí)和技術(shù)創(chuàng)新的源泉。美國(guó)的貝克維茲正在觀察器皿中的菌落，他曾對(duì)人類基因組工程提出警告。
科學(xué)研究證明，一些困擾人類健康的主要疾病，例如心腦血管疾病、糖尿病、肝病、癌癥等都與基因有關(guān)。依據(jù)已經(jīng)破譯的基因序列和功能，找出這些基因并針對(duì)相應(yīng)的病變區(qū)位進(jìn)行藥物篩選，甚至基于已有的基因知識(shí)來設(shè)計(jì)新藥，就能“有的放矢”地修補(bǔ)或替換這些病變的基因，從而根治頑癥?；蛩幬飳⒊蔀?1世紀(jì)醫(yī)藥中的耀眼明星。基因研究不僅能夠?yàn)楹Y選和研制新藥提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，也為利用基因進(jìn)行檢測(cè)、預(yù)防和治療疾病提供了可能。比如，有同樣生活習(xí)慣和生活環(huán)境的人，由于具有不同基因序列，對(duì)同一種病的易感性就大不一樣。明顯的例子有，同為吸煙人群，有人就易患肺癌，有人則不然。醫(yī)生會(huì)根據(jù)各人不同的基因序列給予因人而異的指導(dǎo)，使其養(yǎng)成科學(xué)合理的生活習(xí)慣，最大可能地預(yù)防疾病。
人類基因工程的開展使破譯人類全部DNA指日可待。
信息技術(shù)的發(fā)展改變了人類的生活方式，而基因工程的突破將幫助人類延年益壽。目前，一些國(guó)家人口的平均壽命已突破80歲，中國(guó)也突破了70歲。有科學(xué)家預(yù)言，隨著癌癥、心腦血管疾病等頑癥的有效攻克，在2020至2030年間，可能出現(xiàn)人口平均壽命突破100歲的國(guó)家。到2050年，人類的平均壽命將達(dá)到90至95歲。
人類將挑戰(zhàn)生命科學(xué)的極限。1953年2月的一天，英國(guó)科學(xué)家弗朗西斯·克里克宣布：我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了生命的秘密。他發(fā)現(xiàn)DNA是一種存在于細(xì)胞核中的雙螺旋分子，決定了生物的遺傳。有趣的是，這位科學(xué)家是在劍橋的一家酒吧宣布了這一重大科學(xué)發(fā)現(xiàn)的。破譯人類和動(dòng)植物的基因密碼，為攻克疾病和提高農(nóng)作物產(chǎn)量開拓了廣闊的前景。1987年，美國(guó)科學(xué)家提出了“人類基因組計(jì)劃”，目標(biāo)是確定人類的全部遺傳信息，確定人的基因在23對(duì)染色體上的具體位置，查清每個(gè)基因核苷酸的順序，建立人類基因庫(kù)。1999年，人的第22對(duì)染色體的基因密碼被破譯，“人類基因組計(jì)劃”邁出了成功的一步?？梢灶A(yù)見，在今后的四分之一世紀(jì)里，科學(xué)家們就可能揭示人類大約5000種基因遺傳病的致病基因，從而為癌癥、糖尿病、心臟病、血友病等致命疾病找到基因療法。
繼2000年6月26日科學(xué)家公布人類基因組"工作框架圖"之后，中、美、日、德、法、英等6國(guó)科學(xué)家和美國(guó)塞萊拉公司2001年2月12日聯(lián)合公布人類基因組圖譜及初步分析結(jié)果。這次公布的人類基因組圖譜是在原"工作框架圖"的基礎(chǔ)上，經(jīng)過整理、分類和排列后得到的，它更加準(zhǔn)確、清晰、完整。人類基因組蘊(yùn)涵有人類生、老、病、死的絕大多數(shù)遺傳信息，破譯它將為疾病的診斷、新藥物的研制和新療法的探索帶來一場(chǎng)革命。人類基因組圖譜及初步分析結(jié)果的公布將對(duì)生命科學(xué)和生物技術(shù)的發(fā)展起到重要的推動(dòng)作用。隨著人類基因組研究工作的進(jìn)一步深入，生命科學(xué)和生物技術(shù)將隨著新的世紀(jì)進(jìn)入新的紀(jì)元。
基因工程在20世紀(jì)取得了很大的進(jìn)展，這至少有兩個(gè)有力的證明。一是轉(zhuǎn)基因動(dòng)植物，一是克隆技術(shù)。轉(zhuǎn)基因動(dòng)植物由于植入了新的基因，使得動(dòng)植物具有了原先沒有的全新的性狀，這引起了一場(chǎng)農(nóng)業(yè)革命。如今，轉(zhuǎn)基因技術(shù)已經(jīng)開始廣泛應(yīng)用，如抗蟲西紅柿、生長(zhǎng)迅速的鯽魚等。1997年世界十大科技突破之首是克隆羊的誕生。這只叫“多利”母綿羊是第一只通過無(wú)性繁殖產(chǎn)生的哺乳動(dòng)物，它完全秉承了給予它細(xì)胞核的那只母羊的遺傳基因?！翱寺　币粫r(shí)間成為人們注目的焦點(diǎn)。盡管有著倫理和社會(huì)方面的憂慮，但生物技術(shù)的巨大進(jìn)步使人類對(duì)未來的想象有了更廣闊的空間。
基因工程大事記
1860至1870年 奧地利學(xué)者孟德爾根據(jù)豌豆雜交實(shí)驗(yàn)提出遺傳因子概念，并總結(jié)出孟德爾遺傳定律。
1909年 丹麥植物學(xué)家和遺傳學(xué)家約翰遜首次提出“基因”這一名詞，用以表達(dá)孟德爾的遺傳因子概念。
1944年 3位美國(guó)科學(xué)家分離出細(xì)菌的DNA（脫氧核糖核酸），并發(fā)現(xiàn)DNA是攜帶生命遺傳物質(zhì)的分子。
1953年 美國(guó)人沃森和英國(guó)人克里克通過實(shí)驗(yàn)提出了DNA分子的雙螺旋模型。
1969年 科學(xué)家成功分離出第一個(gè)基因。
1980年 科學(xué)家首次培育出世界第一個(gè)轉(zhuǎn)基因動(dòng)物轉(zhuǎn)基因小鼠。
1983年 科學(xué)家首次培育出世界第一個(gè)轉(zhuǎn)基因植物轉(zhuǎn)基因煙草。
1988年 K.Mullis發(fā)明了PCR技術(shù)。
1990年10月 被譽(yù)為生命科學(xué)“阿波羅登月計(jì)劃”的國(guó)際人類基因組計(jì)劃啟動(dòng)。
1998年 一批科學(xué)家在美國(guó)羅克威爾組建塞萊拉遺傳公司，與國(guó)際人類基因組計(jì)劃展開競(jìng)爭(zhēng)。
1998年12月 一種小線蟲完整基因組序列的測(cè)定工作宣告完成，這是科學(xué)家第一次繪出多細(xì)胞動(dòng)物的基因組圖譜。
1999年9月 中國(guó)獲準(zhǔn)加入人類基因組計(jì)劃，負(fù)責(zé)測(cè)定人類基因組全部序列的1%。中國(guó)是繼美、英、日、德、法之后第6個(gè)國(guó)際人類基因組計(jì)劃參與國(guó)，也是參與這一計(jì)劃的惟一發(fā)展中國(guó)家。
1999年12月1日 國(guó)際人類基因組計(jì)劃聯(lián)合研究小組宣布，完整破譯出人體第22對(duì)染色體的遺傳密碼，這是人類首次成功地完成人體染色體完整基因序列的測(cè)定。
2000年4月6日 美國(guó)塞萊拉公司宣布破譯出一名實(shí)驗(yàn)者的完整遺傳密碼，但遭到不少科學(xué)家的質(zhì)疑。
2000年4月底 中國(guó)科學(xué)家按照國(guó)際人類基因組計(jì)劃的部署，完成了1%人類基因組的工作框架圖。
2000年5月8日 德、日等國(guó)科學(xué)家宣布，已基本完成了人體第21對(duì)染色體的測(cè)序工作。
2000年6月26日 科學(xué)家公布人類基因組工作草圖，標(biāo)志著人類在解讀自身“生命之書”的路上邁出了重要一步。
2000年12月14日 美英等國(guó)科學(xué)家宣布繪出擬南芥基因組的完整圖譜，這是人類首次全部破譯出一種植物的基因序列。
2001年2月12日 中、美、日、德、法、英6國(guó)科學(xué)家和美國(guó)塞萊拉公司聯(lián)合公布人類基因組圖譜及初步分析結(jié)果。
科學(xué)家首次公布人類基因組草圖“基因信息”。
[編輯本段]基因研究 各國(guó)爭(zhēng)先恐后 基因時(shí)代的全球版圖
讓我們看一下在新世紀(jì)到來時(shí)，世界各國(guó)的基因科學(xué)研究狀況。
英國(guó)：早在20世紀(jì)80年代中期，英國(guó)就有了第一家生物科技企業(yè)，是歐洲國(guó)家中發(fā)展最早的。如今它已擁有560家生物技術(shù)公司，歐洲70家上市的生物技術(shù)公司中，英國(guó)占了一半。
德國(guó)：德國(guó)政府認(rèn)識(shí)到，生物科技將是保持德國(guó)未來經(jīng)濟(jì)競(jìng)爭(zhēng)力的關(guān)鍵，于是在1993年通過立法，簡(jiǎn)化生物技術(shù)企業(yè)的審批手續(xù)，并且撥款1.5億馬克，成立了3個(gè)生物技術(shù)研究中心。此外，政府還計(jì)劃在未來5年中斥資12億馬克，用于人類基因組計(jì)劃的研究。1999年德國(guó)研究人員申請(qǐng)的生物技術(shù)專利已經(jīng)占到了歐洲的14%。
法國(guó)：法國(guó)政府在過去10年中用于生物技術(shù)的資金已經(jīng)增加了10倍，其中最典型的項(xiàng)目就是1998年在巴黎附近成立的號(hào)稱“基因谷”的科技園區(qū)，這里聚集著法國(guó)最有潛力的新興生物技術(shù)公司。另外20個(gè)法國(guó)城市也準(zhǔn)備仿照“基因谷”建立自己的生物科技園區(qū)。
西班牙：馬爾制藥公司是該國(guó)生物科技企業(yè)的代表，該公司專門從海洋生物中尋找抗癌物質(zhì)。其中最具開發(fā)價(jià)值的是ET-743，這是一種從加勒比海和地中海的海底噴出物中提取的紅色抗癌藥物。ET-743計(jì)劃于2002年在歐洲注冊(cè)生產(chǎn)，將用于治療骨癌、皮膚癌、卵巢癌、乳腺癌等多種常見癌癥。
印度：印度政府資助全國(guó)50多家研究中心來收集人類基因組數(shù)據(jù)。由于獨(dú)特的“種姓制度”和一些偏僻部落的內(nèi)部通婚習(xí)俗，印度人口的基因庫(kù)是全世界保存得最完整的，這對(duì)于科學(xué)家尋找遺傳疾病的病理和治療方法來說是個(gè)非常寶貴的資料庫(kù)。但印度的私營(yíng)生物技術(shù)企業(yè)還處于起步階段。
日本：日本政府已經(jīng)計(jì)劃將明年用于生物技術(shù)研究的經(jīng)費(fèi)增加23%。一家私營(yíng)企業(yè)還成立了“龍基因中心”，它將是亞洲最大的基因組研究機(jī)構(gòu)。
新加坡：新加坡宣布了一項(xiàng)耗資6000萬(wàn)美元的基因技術(shù)研究項(xiàng)目，研究疾病如何對(duì)亞洲人和白種人產(chǎn)生不同影響。該計(jì)劃重點(diǎn)分析基因差異以及什么樣的治療方法對(duì)亞洲人管用，以最終獲得用于確定和治療疾病的新知識(shí)；并設(shè)立高技術(shù)公司來制造這一研究所衍生出的藥物和醫(yī)療產(chǎn)品。
中國(guó)：參與了人類基因組計(jì)劃，測(cè)定了1%的序列，這為21世紀(jì)的中國(guó)生物產(chǎn)業(yè)帶來了光明。這“1%項(xiàng)目”使中國(guó)走進(jìn)生物產(chǎn)業(yè)的國(guó)際先進(jìn)行列，也使中國(guó)理所當(dāng)然地分享人類基因組計(jì)劃的全部成果、資源與技術(shù)。
[編輯本段]基因工程與農(nóng)牧業(yè)、食品工業(yè)
運(yùn)用基因工程技術(shù)，不但可以培養(yǎng)優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、抗性好的農(nóng)作物及畜、禽新品種，還可以培養(yǎng)出具有特殊用途的動(dòng)、植物。
1.轉(zhuǎn)基因魚
生長(zhǎng)快、耐不良環(huán)境、肉質(zhì)好的轉(zhuǎn)基因魚（中國(guó)）。
2.轉(zhuǎn)基因牛
乳汁中含有人生長(zhǎng)激素的轉(zhuǎn)基因牛（阿根廷）。
3.轉(zhuǎn)黃瓜抗青枯病基因的甜椒
4.轉(zhuǎn)魚抗寒基因的番茄
5.轉(zhuǎn)黃瓜抗青枯病基因的馬鈴薯
6.不會(huì)引起過敏的轉(zhuǎn)基因大豆
7.超級(jí)動(dòng)物
導(dǎo)入貯藏蛋白基因的超級(jí)羊和超級(jí)小鼠
8.特殊動(dòng)物
導(dǎo)入人基因具特殊用途的豬和小鼠
9.抗蟲棉
蘇云金芽胞桿菌可合成毒蛋白殺死棉鈴蟲，把這部分基因?qū)朊藁ǖ碾x體細(xì)胞中，再組織培養(yǎng)就可獲得抗蟲棉。
[編輯本段]基因工程與環(huán)境保護(hù)
基因工程做成的DNA探針能夠十分靈敏地檢測(cè)環(huán)境中的病毒、細(xì)菌等污染。
利用基因工程培育的指示生物能十分靈敏地反映環(huán)境污染的情況，卻不易因環(huán)境污染而大量死亡，甚至還可以吸收和轉(zhuǎn)化污染物。
基因工程與環(huán)境污染治理
基因工程做成的“超級(jí)細(xì)菌”能吞食和分解多種污染環(huán)境的物質(zhì)。
（通常一種細(xì)菌只能分解石油中的一種烴類，用基因工程培育成功的“超級(jí)細(xì)菌”卻能分解石油中的多種烴類化合物。有的還能吞食轉(zhuǎn)化汞、鎘等重金屬，分解DDT等毒害物質(zhì)。）
[編輯本段]基因治療可待 醫(yī)學(xué)革命到來
“基因”釋意 現(xiàn)在我們通用的“基因”一詞，是由“gene”音譯而來的。基因就是決定一個(gè)生物物種的所有生命現(xiàn)象的最基本的因子?？茖W(xué)家們認(rèn)為這個(gè)詞翻譯得不僅音順，意義也貼切，是科學(xué)名詞外語(yǔ)漢譯的典范?；蜃鳛闄C(jī)體內(nèi)的遺傳單位，不僅可以決定我們的相貌、高矮，而且它的異常會(huì)不可避免地導(dǎo)致各種疾病的出現(xiàn)。某些缺陷基因可能會(huì)遺傳給后代，有些則不能。基因治療的提出最初是針對(duì)單基因缺陷的遺傳疾病，目的在于有一個(gè)正常的基因來代替缺陷基因或者來補(bǔ)救缺陷基因的致病因素。
用基因治病是把功能基因?qū)氩∪梭w內(nèi)使之表達(dá)，并因表達(dá)產(chǎn)物——蛋白質(zhì)發(fā)揮了功能使疾病得以治療?；蛑委煹慕Y(jié)果就像給基因做了一次手術(shù)，治病治根，所以有人又把它形容為“分子外科”。
我們可以將基因治療分為性細(xì)胞基因和體細(xì)胞基因治療兩種類型。性細(xì)胞基因治療是在患者的性細(xì)胞中進(jìn)行操作，使其后代從此再不會(huì)得這種遺傳疾病。體細(xì)胞基因治療是當(dāng)前基因治療研究的主流。但其不足之處也很明顯，它并沒前改變病人已有單個(gè)或多個(gè)基因缺陷的遺傳背景，以致在其后代的子孫中必然還會(huì)有人要患這一疾病。
無(wú)論哪一種基因治療，目前都處于初期的臨床試驗(yàn)階段，均沒有穩(wěn)定的療效和完全的安全性，這是當(dāng)前基因治療的研究現(xiàn)狀。
可以說，在沒有完全解釋人類基因組的運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)制、充分了解基因調(diào)控機(jī)制和疾病的分子機(jī)理之前進(jìn)行基因治療是相當(dāng)危險(xiǎn)的。增強(qiáng)基因治療的安全性，提高臨床試驗(yàn)的嚴(yán)密性及合理性尤為重要。盡管基因治療仍有許多障礙有待克服，但總的趨勢(shì)是令人鼓舞的。據(jù)統(tǒng)計(jì)，截止1998年底，世界范圍內(nèi)已有373個(gè)臨床法案被實(shí)施，累計(jì)3134人接受了基因轉(zhuǎn)移試驗(yàn)，充分顯示了其巨大的開發(fā)潛力及應(yīng)用前景。正如基因治療的奠基者們當(dāng)初所預(yù)言的那樣，基因治療的出現(xiàn)將推動(dòng)新世紀(jì)醫(yī)學(xué)的革命性變化。
[編輯本段]基因工程將使傳統(tǒng)中藥進(jìn)入新時(shí)代
5月13日 13日參加“中藥與天然藥物”國(guó)際研討會(huì)的中國(guó)專家認(rèn)為，轉(zhuǎn)基因藥用植物或器官研究、有效次生代謝途徑關(guān)鍵酶基因的克隆研究、中藥DNA分子標(biāo)記以及中藥基因芯片的研究等，已成為當(dāng)今中藥研究的熱點(diǎn)，并將使傳統(tǒng)中藥進(jìn)入一個(gè)嶄新的時(shí)代。
據(jù)北京大學(xué)天然藥物及仿生學(xué)藥物國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副主任果德安介紹，轉(zhuǎn)基因藥用植物或器官和組織研究是中國(guó)近幾年中藥生物技術(shù)比較活躍的領(lǐng)域之一。
在轉(zhuǎn)基因藥用植物的研究方面，中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院藥用植物研究所分別通過發(fā)根農(nóng)桿菌和根癌農(nóng)桿菌誘導(dǎo)丹參形成毛狀根和冠癭瘤進(jìn)而再分化形成植株，他們將其與栽培的丹參作了形態(tài)和化學(xué)成分比較研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)毛狀根再生的植株葉片皺縮、節(jié)間縮短、植株矮化、須根發(fā)達(dá)等；而冠癭組織再生的植株株形高大、根系發(fā)達(dá)、產(chǎn)量高，丹參酮的含量高于對(duì)照，這對(duì)丹參的良種繁育，提高藥材質(zhì)量具有重要意義。
果德安說，研究中藥化學(xué)成分的生物合成途徑，不僅可以有助于這些化學(xué)成分的仿生合成，而且還可以人為地對(duì)這些化學(xué)成分的合成進(jìn)行生物調(diào)控，有利于定向合成所需要的化學(xué)成分。國(guó)內(nèi)有關(guān)這方面的研究已經(jīng)開始起步。
據(jù)了解，中國(guó)在中藥研究中生物技術(shù)應(yīng)用方面的研究已經(jīng)漸漸興起，有些方面如藥用植物組織與細(xì)胞培養(yǎng)，已積累了二三十年的經(jīng)驗(yàn)，理論和技術(shù)都相當(dāng)成熟，而且在全國(guó)范圍內(nèi)已形成了一定的規(guī)模。其中，中藥材細(xì)胞工程研究正處于鼎盛時(shí)期。
果德安介紹說，面對(duì)許多野生植物瀕于滅絕，一些特殊環(huán)境下的植物引種困難等問題，中國(guó)科學(xué)工作者開始探索通過高等植物細(xì)胞、器官等的大量培養(yǎng)生產(chǎn)有用的次生代謝物。研究?jī)?nèi)容包括通過高產(chǎn)組織或細(xì)胞系的篩選與培養(yǎng)條件的優(yōu)化和通過對(duì)次生代謝產(chǎn)物生物合成途徑的調(diào)控等，達(dá)到降低成本及提高次生代謝產(chǎn)物產(chǎn)量的目的。
此外，近來利用植物懸浮培養(yǎng)細(xì)胞或不定根、發(fā)狀根對(duì)外源化學(xué)成分進(jìn)行生物轉(zhuǎn)化的研究也在悄然興起，并已取得了一定的進(jìn)展。
不僅如此，科學(xué)工作者更加重視對(duì)次生代謝產(chǎn)物生物合成途徑調(diào)控的研究。這些研究都取得了令人興奮的成果，說明中國(guó)的藥用植物的細(xì)胞培養(yǎng)已進(jìn)入一個(gè)嶄新的時(shí)代。

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