呂炎
摘 要:現代生物技術是以分子生物學為基礎建立的實用性技術,在農業、環境、工業、醫藥等領域均有廣泛應用。目前現代生物技術在人類健康領域的應用包括分子診斷技術、重組疫苗、生物復原環境、重組藥物等眾多種類。
關鍵詞:生物工程;人類健康;細胞工程;基因診斷
健康問題在人類發展歷史中對種群的生存、繁衍起到了決定性作用。在科學技術日趨進步的今天,現代生物技術逐步興起,得以在農業生產、醫藥研發、環境保護等諸多領域廣泛應用。分析現代生物技術對人類健康的影響,從而提高人民生活質量,成為生物學研究的重要課題。
一、現代生物技術的基本概念
現代生物技術也被稱作生物工程,是以分子生物學為基礎建立的實用性技術。現代生物科學與工程技術的發展,是現代生物技術得以實現的基本條件。于上世紀末期啟動的基因組計劃取得成功,系統生物工程逐步發展起來,成為生物資源開發的新技術。進入新世紀后,現代生物技術由于能打破物種界限、定向改造遺傳特性、加快生物類型創造速度等優勢,在農業、環境、工業、醫藥和海洋生物研究等領域均有廣泛應用。
二、目前在健康領域應用的現代生物技術
隨著科技水平的不斷提升,現代生物技術在人類健康領域的應用范圍不斷擴大。人類整體經濟水平的提升,使過去停留在實驗階段的生物技術可以在實踐中為人類健康產生促進作用。根據世界衛生組織的相關調查預測,到2020年,全球將有超過1300萬人的生命由于生物技術的發展而得救,并且其中主要是發展中國家的公民。當前現代生物技術在健康領域的應用以以下幾種技術為代表:
分子診斷技術:在醫學中,診斷是實施具體治療的前提。以重組抗原、單克隆抗體和聚合酶鏈反應等技術為基礎,發展起來的分子診斷術,在診斷中能更早發現疾病或感染。隨著近年來該技術的不斷進步,其診斷成本有望降低,從而廣泛應用于各種治療活動。
重組疫苗:疫苗是人類預防疾病、保持健康的重要方式之一。通過生物工程技術,疫苗設計者可以將疫苗特性控制的更加精準,從而提高其安全性和有效性。同時,重組疫苗技術也是未來人類解決艾滋病這一致命性傳染疾病的希望。由于重組疫苗生產工藝不同,采取的儲存工藝也與傳統疫苗有所區別,因此在成本上具有明顯優勢。
生物復原環境:我國以能源、資源為基礎的經濟發展,使自然環境承受了巨大壓力,其中以鉛、汞等重金屬污染及有機物污染最為嚴重。生物復原技術依靠微生物降解環境中的污染成分,在成本和技術難度方面具有明顯優勢。環境污染的改善勢必對我國人民的健康有顯著促進作用。
生物信息學:在信息技術日益發展的今天,計算機技術為生物信息的解讀、存儲和分析提供了基礎。生物信息學通過信息技術和生命科學,對DNA、蛋白質等信息數據排序,從中發現利于疾病預防的信息。其原始數據是向全世界開發的,這種信息分享的方式也有助于不同國家、組織在人類健康研究中節約成本開支,從而促進人類健康。
重組藥物:近年來,我國公民的主要健康損害因素,已經由傳染病向心臟病、高血壓等非傳染性疾病發展。在發展中國家,非傳染病造成的死亡占總數的60%作用。基因重組技術可以在生物中根據需要插入基因,從而使其產生具有治療某種病癥的蛋白質,未來將成為治理非傳染性疾病的重要方式。
三、現代生物技術對人類健康影響的具體案例
(一)對鐵皮石斛的藥用成分實施基因克隆
鐵皮石斛有“中華仙草”的美稱,我國古代中醫認為其實名貴藥材,具有益胃生津、滋陰清熱的作用。現代醫學研究表明,鐵皮石斛在抵抗腫瘤和延緩衰老方面也具有一定的作用,是一種在促進人類健康方面存在巨大價值的藥材。但是,該種藥材人工種植很困難,種子的培養發育不完整,導致發芽率在自然條件下很低,難以被人類大規模開發利用。近年來,基因克隆技術發展迅速,成功解決了鐵皮石斛利用率低的問題。鐵皮石斛的藥用成分包括石斛多糖和生物堿,這些成分是在環化酶、轉移酶的控制下,經由植物復雜的代謝過程而合成的,如果能控制反應酶就能合成鐵皮石斛中的藥用成分。
(二)利用生物玻璃的激活組織工程完成皮膚修復
當今社會,美是人們普遍的追求,利用醫學美容技術幫助人們實現自我形象的修復和完善,成為新的流行趨勢。區別于普通人,由于先天缺陷或后天創傷,部分皮膚缺陷患者對美的追求則是回復基本容貌、回復正常生活。生物玻璃技術的應用,對治療皮膚缺陷患者,幫助其減輕生理或心理痛苦,建立生活信心有巨大幫助。生物玻璃是一種新型藥用材料,作為鈣磷類材料對回復骨骼、激活成纖維細胞有巨大作用。該材料用于人體后,會促進人體分泌生長因子,促進傷口愈合。相關試驗中,科學家對實驗組的裸鼠皮膚損傷區域以細胞工程技術實施皮膚覆蓋,對照組則不使用該技術。結果發現,實驗組創面的成纖維細胞有表皮生長因子、內皮生長因、纖維結合素和I 型膠原等生物活性因子。在活體研究中,成纖維細胞已經遷移至窗口的床基,并且能促進血管生成、轉化成肌成纖維細胞。可見,利用生物玻璃的激活組織工程,可以提升醫療美容技術。尤其成為改善皮膚損傷患者身體健康狀況的新希望。另外,我國的某些科研院所在生物材料的基礎上整合納米技術,希望通過現代生物技術與物理科學的結合,為維護人類健康相關研究突破更多難題。
綜上所述,現代生物技術對人力健康具有明顯促進作用。相信隨著科技不斷進步,相關領域的技術應用將為延長人類壽命、減少病痛折磨做出更大的貢獻。同時,我們也應當以科學、謹慎的態度對待生物技術,對如轉基因食品等尚未形成結論的領域加快研究步伐,方式生物技術對人力健康產生反作用。
參考文獻
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