现代生物学技术与健康有什么联系
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现代生物学技术与健康有什么联系
生物技术发展对人类健康的影响
摘要：生物技术在医疗保健、环保及食品领域的应用,对改善人类的医疗与生存环境、提高疾病预防、诊断及治疗技术都产生了深刻的影响.然而,在其为人类社会带来巨大益处的同时,我们应高度警惕它对人类健康及社会伦理道德、生态环境所带来的负面影响,并积极做出科学而有效的对策.
1. 生物技术发展现状
生物技术(Biotechnology)是以生命科学为基础.利用生物(或生物组织、细胞及其他组成部分)的特性和功能,设计、构建具有预期性能的新物质或新品系,以及与工程原理相结合进行社会生产或社会服务的综合性技术领域.它是20世纪70年代初在分子生物学和细胞生物学基础上结合现代工程学的方法和原理而发展起来的一门综合性科学技术[1].
以基因工程、蛋白质工程、细胞工程为基础的现代生物技术是21世纪科技创新的前沿,代表了高新技术发展的方向.尤其是1990年启动的,由美、英、德、日、法、中六国参与的人类基因组计划(human genome project,HGP)的顺利实施则把生命科学推向当代科学研究的顶峰.
生物技术的发展对化学、数学、物理、材料、信息工程等学科提出了许多新问题、新思路和新挑战,促使这些学科不断开拓新的研究领域.
生物技术产业的发展对于改善人们的生活环境、提高人们的生活质量具有重要意义,特别是对于我国这样一个人口众多、人均资源少的国家,发展生物技术产业更具有重要的战略意义.
2. 生物技术对人类健康的积极促进作用
生物技术自诞生之日起就一直为人类健康水平的提高起着不可或缺的作用.主要体现在以下5个方面：
2.1 疾病预防、诊断及治疗
医药生物技术是生物技术领域中最活跃、产业发展最迅速、效益最显著的领域.投资比例及产品市场均占生物技术领域的首位.生物技术在医药领域的应用涉及到新药开发、新诊断技术、预防措施及新的治疗技术,如单克隆抗体、基因诊断、荧光检测、基因芯片等.这些技术可以快速、灵敏、简单地诊断疾病.常用的疾病诊断方法有酶联免疫吸附检测法和DNA诊断技术.
单克隆抗体可以用于疾病治疗,也可用于疾病诊断.如用于肿瘤治疗的生物导弹,是将治疗肿瘤的药物与抗肿瘤细胞的抗体连接在一起,利用抗体与抗原的亲和性,使药物集中于肿瘤部位以杀死肿瘤细胞,减少药物对正常细胞的毒副作用[1].单克隆抗体更多地是用于疾病的诊断和治疗效果的评价.再有,基因芯片技术可用于包括遗传性疾病、传染性疾病及肿瘤等疾病的诊断、DNA序列分析、药物筛选、基因表达水平的测定等领域.这些都为改善人类健康和提高生命质量起到一定的促进作用[2].
2.2 生物制药
生物制药改变了传统制药的原料、工艺和生产方式,制造出有特殊疗效的药物,帮助医学战胜了许多威胁人类健康和生命的顽症.抗生素是人类最熟悉、应用最广泛的生物技术药物.目前上市的基因工程蛋白质药物主要用于治疗癌症、艾滋病、细菌感染、代谢病、血液病、糖尿病等[3].利用基因工程生产的重组疫苗可以达到安全、高效的目的,如病毒性肝炎疫苗、霍乱、痢疾、血吸虫疫苗等[4].
2.3 HGP对人类疾病基因研究的贡献
人类疾病相关的基因是人类基因组中结构和功能完整性至关重要的信息,HGP在利用基因进行疾病诊断方面发挥着重大作用.过去人们要花很长时间来寻找到底是哪一种基因引发疾病,有了基因图谱,这一过程将大大缩短.基因图谱将有助于科学家找到治病的新药[5].了解基因对蛋白质的作用.科学家可以设计基因药物,利用基因释放的命令来修复或制造蛋白,使蛋白按要求控制人体细胞或器官的正常运作,达到治病的目的.
2.4 转基因动植物
通过基因工程来提高食物的营养水平,可为改善全球人类营养状况做出贡献.转基因动物和转基因农作物的出现为人类提供了新型、高质、健康的食品.其中,以转基因植物发展尤为迅速.据统计,在美国,转基因食品高达4000多种,已成为人们日常生活的普通商品.
2.5 生物技术在环保方面的应用
现代生物技术不仅在农作物改良、医药研究、食品工程方面发挥着重要作用,而且也随着日益突出的环境问题在环境监测、工业清洁生产、工业废弃物和城市生活垃圾的处理,有毒有害物质的无害化处理等也方面发挥着重要的作用.如利用生物技术处理垃圾废弃物,即通过降解破坏污染物的分子结构,而降解产物及副产物大都可被生物重新利用,这样便有助于把人类活动产生的环境污染减轻到最小程度.此外,还可利用发酵工程技术处理污染物质.
3. 生物技术给人类带来的困扰
3.1 生物技术的安全性问题
生物安全狭义来讲,是指现代生物技术的研究、开发、应用以及转基因生物的跨国越境转移可能对生物多样性、生态环境和人类健康产生潜在的不利影响.广义是指与生物有关的各种因素对社会、经济、人类健康及生态环境所产生的危害或潜在风险.
3.1.1基因污染：是一种非常特殊又危险的环境污染.大致有三种情形：污染传统作物而改变其消费性质；污染自然界的基因库；影响自然界的生态平衡.
3.1.2转基因食品的安全性：目前尚无定论.其风险目前已引起广泛关注.转基因生物作为食品进入人体,很可能出现某些毒理作用和过敏反应；转基因生物使用的抗生素标记基因可能使人体对很多抗生素产生抗性；转入食品中的生长激素类基因可能对人体生长发育产生重大影响,有些影响需要经过长时间才能表现和监测出来[6,7]；转基因微生物可能与其他生物交换遗传物质,产生新的有害生物或增强有害生物的危害性.以致引起疾病的流行[6].
3.1.3基因治疗的不确定性：
1)目前的技术不能保证将基因引入生殖细胞对后代不造成伤害并且有效,而一旦造成伤害将遗传下去且不可逆转；
2)有治疗价值的基因尚为数不多,多基因控制的遗传病机理尚不明了；
3)为了使基因进入细胞内,基因常与腺病毒或逆转录病毒整合在一起,但病毒对机体的潜在风险没有得到解决.
3.1.4异种移植的危险性：免疫排斥与跨物种感染是异种移植的两大主要问题.
3.1.5生物武器的恐慌：生物战剂是在军事行动中用以杀伤人畜和破坏农作物的致病微生物、毒素和其他生物活性物质的统称.目前,传统的生物武器发展到了“基因武器”的新阶段.
3.2 生物技术的伦理问题
生物医学技术的进步使人们不但能更有效地诊断、治疗和预防疾病,而且有可能操纵基因、精子或卵子、受精卵、胚胎、以至人脑和人的行为.这种放大了的力量可以被正确使用,也可能被滥用,对此如何进行有效控制?这种力量的影响可能涉及几代人.若这一代人的利益与子孙后代的利益发生冲突时怎么办?1997年2月, “克隆羊”的问世在全世界引起了强烈反响,那么下一步会不会有“克隆人”?HGP的完成之后, “基因歧视”使一些携带不正常基因的人在婚姻、就业、升学等受到不公正待遇[8].现代辅助生殖技术(Artificial Reproduction Technology,ART)的产生及发展,使传统婚姻家庭理念遭到前所未有的冲击与破坏,一个孩子可能有五个父母[9],到底谁是孩子的合法父母?胚胎成为商品,那么人是不是也是商品?生物技术在许多方面都给伦理学出了难题,而伦理的模糊、混乱和颠倒极易导致心理和感情上的扭曲.
生物技术发展对人类健康的影响
摘要：生物技术在医疗保健、环保及食品领域的应用,对改善人类的医疗与生存环境、提高疾病预防、诊断及治疗技术都产生了深刻的影响.然而,在其为人类社会带来巨大益处的同时,我们应高度警惕它对人类健康及社会伦理道德、生态环境所带来的负面影响,并积极做出科学而有效的对策.
1. 生物技术发展现状
生物技术(Biotechnology)是以生命科学为基础.利用生物(或生物组织、细胞及其他组成部分)的特性和功能,设计、构建具有预期性能的新物质或新品系,以及与工程原理相结合进行社会生产或社会服务的综合性技术领域.它是20世纪70年代初在分子生物学和细胞生物学基础上结合现代工程学的方法和原理而发展起来的一门综合性科学技术[1].
以基因工程、蛋白质工程、细胞工程为基础的现代生物技术是21世纪科技创新的前沿,代表了高新技术发展的方向.尤其是1990年启动的,由美、英、德、日、法、中六国参与的人类基因组计划(human genome project,HGP)的顺利实施则把生命科学推向当代科学研究的顶峰.
生物技术的发展对化学、数学、物理、材料、信息工程等学科提出了许多新问题、新思路和新挑战,促使这些学科不断开拓新的研究领域.
生物技术产业的发展对于改善人们的生活环境、提高人们的生活质量具有重要意义,特别是对于我国这样一个人口众多、人均资源少的国家,发展生物技术产业更具有重要的战略意义.
2. 生物技术对人类健康的积极促进作用
生物技术自诞生之日起就一直为人类健康水平的提高起着不可或缺的作用.主要体现在以下5个方面：
2.1 疾病预防、诊断及治疗
医药生物技术是生物技术领域中最活跃、产业发展最迅速、效益最显著的领域.投资比例及产品市场均占生物技术领域的首位.生物技术在医药领域的应用涉及到新药开发、新诊断技术、预防措施及新的治疗技术,如单克隆抗体、基因诊断、荧光检测、基因芯片等.这些技术可以快速、灵敏、简单地诊断疾病.常用的疾病诊断方法有酶联免疫吸附检测法和DNA诊断技术.
单克隆抗体可以用于疾病治疗,也可用于疾病诊断.如用于肿瘤治疗的生物导弹,是将治疗肿瘤的药物与抗肿瘤细胞的抗体连接在一起,利用抗体与抗原的亲和性,使药物集中于肿瘤部位以杀死肿瘤细胞,减少药物对正常细胞的毒副作用[1].单克隆抗体更多地是用于疾病的诊断和治疗效果的评价.再有,基因芯片技术可用于包括遗传性疾病、传染性疾病及肿瘤等疾病的诊断、DNA序列分析、药物筛选、基因表达水平的测定等领域.这些都为改善人类健康和提高生命质量起到一定的促进作用[2].
2.2 生物制药
生物制药改变了传统制药的原料、工艺和生产方式,制造出有特殊疗效的药物,帮助医学战胜了许多威胁人类健康和生命的顽症.抗生素是人类最熟悉、应用最广泛的生物技术药物.目前上市的基因工程蛋白质药物主要用于治疗癌症、艾滋病、细菌感染、代谢病、血液病、糖尿病等[3].利用基因工程生产的重组疫苗可以达到安全、高效的目的,如病毒性肝炎疫苗、霍乱、痢疾、血吸虫疫苗等[4].
2.3 HGP对人类疾病基因研究的贡献
人类疾病相关的基因是人类基因组中结构和功能完整性至关重要的信息,HGP在利用基因进行疾病诊断方面发挥着重大作用.过去人们要花很长时间来寻找到底是哪一种基因引发疾病,有了基因图谱,这一过程将大大缩短.基因图谱将有助于科学家找到治病的新药[5].了解基因对蛋白质的作用.科学家可以设计基因药物,利用基因释放的命令来修复或制造蛋白,使蛋白按要求控制人体细胞或器官的正常运作,达到治病的目的.
2.4 转基因动植物
通过基因工程来提高食物的营养水平,可为改善全球人类营养状况做出贡献.转基因动物和转基因农作物的出现为人类提供了新型、高质、健康的食品.其中,以转基因植物发展尤为迅速.据统计,在美国,转基因食品高达4000多种,已成为人们日常生活的普通商品.
2.5 生物技术在环保方面的应用
现代生物技术不仅在农作物改良、医药研究、食品工程方面发挥着重要作用,而且也随着日益突出的环境问题在环境监测、工业清洁生产、工业废弃物和城市生活垃圾的处理,有毒有害物质的无害化处理等也方面发挥着重要的作用.如利用生物技术处理垃圾废弃物,即通过降解破坏污染物的分子结构,而降解产物及副产物大都可被生物重新利用,这样便有助于把人类活动产生的环境污染减轻到最小程度.此外,还可利用发酵工程技术处理污染物质.
3. 生物技术给人类带来的困扰
3.1 生物技术的安全性问题
生物安全狭义来讲,是指现代生物技术的研究、开发、应用以及转基因生物的跨国越境转移可能对生物多样性、生态环境和人类健康产生潜在的不利影响.广义是指与生物有关的各种因素对社会、经济、人类健康及生态环境所产生的危害或潜在风险.
3.1.1基因污染：是一种非常特殊又危险的环境污染.大致有三种情形：污染传统作物而改变其消费性质；污染自然界的基因库；影响自然界的生态平衡.
3.1.2转基因食品的安全性：目前尚无定论.其风险目前已引起广泛关注.转基因生物作为食品进入人体,很可能出现某些毒理作用和过敏反应；转基因生物使用的抗生素标记基因可能使人体对很多抗生素产生抗性；转入食品中的生长激素类基因可能对人体生长发育产生重大影响,有些影响需要经过长时间才能表现和监测出来[6,7]；转基因微生物可能与其他生物交换遗传物质,产生新的有害生物或增强有害生物的危害性.以致引起疾病的流行[6].
3.1.3基因治疗的不确定性：
1)目前的技术不能保证将基因引入生殖细胞对后代不造成伤害并且有效,而一旦造成伤害将遗传下去且不可逆转；
2)有治疗价值的基因尚为数不多,多基因控制的遗传病机理尚不明了；
3)为了使基因进入细胞内,基因常与腺病毒或逆转录病毒整合在一起,但病毒对机体的潜在风险没有得到解决.
3.1.4异种移植的危险性：免疫排斥与跨物种感染是异种移植的两大主要问题.
3.1.5生物武器的恐慌：生物战剂是在军事行动中用以杀伤人畜和破坏农作物的致病微生物、毒素和其他生物活性物质的统称.目前,传统的生物武器发展到了“基因武器”的新阶段.
3.2 生物技术的伦理问题
生物医学技术的进步使人们不但能更有效地诊断、治疗和预防疾病,而且有可能操纵基因、精子或卵子、受精卵、胚胎、以至人脑和人的行为.这种放大了的力量可以被正确使用,也可能被滥用,对此如何进行有效控制?这种力量的影响可能涉及几代人.若这一代人的利益与子孙后代的利益发生冲突时怎么办?1997年2月, “克隆羊”的问世在全世界引起了强烈反响,那么下一步会不会有“克隆人”?HGP的完成之后, “基因歧视”使一些携带不正常基因的人在婚姻、就业、升学等受到不公正待遇[8].现代辅助生殖技术(Artificial Reproduction Technology,ART)的产生及发展,使传统婚姻家庭理念遭到前所未有的冲击与破坏,一个孩子可能有五个父母[9],到底谁是孩子的合法父母?胚胎成为商品,那么人是不是也是商品?生物技术在许多方面都给伦理学出了难题,而伦理的模糊、混乱和颠倒极易导致心理和感情上的扭曲.
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