康曉雅
摘 要:全球生物制品產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)快速發(fā)展的態(tài)勢(shì),單抗藥物等一些新技術(shù)得到廣泛應(yīng)用……這是我們?nèi)粘K私獾降纳锟萍迹锛夹g(shù)真的只是像我們 略知一二的這樣?今天舉世矚目的生物技術(shù)發(fā)展史是怎樣的?遍布生活的激素、酶變成了生活的“調(diào)味料”?前幾年爆發(fā)令人束手無策的埃博拉被“新生”疫苗 打?。?時(shí)鐘和生物如何成為一對(duì)好搭檔?這些都是生物科技被挖掘出的奧妙,都是我們所曾未撥開生物科技的一面,即將走進(jìn)生物,走近科技。
關(guān)鍵詞:生物科技發(fā)展史;基因;器官移植;激素
生物,充滿玄機(jī)的字眼。于孩童,他們不過一知半解地認(rèn)為是世間會(huì)呼吸會(huì)言語、活著的物體;于學(xué)生,它是一份學(xué)業(yè)功課,抑或認(rèn)知生命的工具;于行外人,它是包羅生命萬象的“黑洞”;但于科學(xué)家,它是源源不斷的奧秘。
說起生物技術(shù)(科技),必然很多人為我國(guó)近五年生物性的飛速發(fā)展感到驕傲,有在《輝煌中國(guó)》提及中國(guó)生物性研究團(tuán)體被世界羨慕平均年齡最低的科學(xué)家,有全球生物制品產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)快速發(fā)展的態(tài)勢(shì),有單抗藥物等一些新技術(shù)得到廣泛應(yīng)用,但生物技術(shù)真的只是像我們略知一二的這樣?
當(dāng)然不止于此,了解歷史,在西方,早于公元前6000年前就已經(jīng)開始啤酒發(fā)酵,我國(guó)至石器時(shí)代后期,廣大人民已經(jīng)會(huì)利用谷物造酒,這是最早發(fā)酵技術(shù)的萌芽,也就像是孩童最初對(duì)生物的一種理解;而后周代后期我國(guó)人民利用并改進(jìn)發(fā)酵技術(shù)制作豆腐、醬和醋,這項(xiàng)技術(shù)不僅沿用至今其產(chǎn)品也廣泛分布;19世紀(jì)60年代法國(guó)科學(xué)家證實(shí)發(fā)酵是由微生物引起的,并建立起微生物的純種培養(yǎng)技術(shù),從而為發(fā)酵技術(shù)發(fā)展提供前期的理論基礎(chǔ),后發(fā)酵技術(shù)逐漸納入科學(xué)軌道,與酶技術(shù)廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)、化工等。這也就是早期“學(xué)生”對(duì)傳統(tǒng)生物技術(shù)研發(fā)的產(chǎn)生歷程。與此同時(shí),1665年英國(guó)學(xué)者Robert Hooke第一次觀察并命名細(xì)胞cell,荷蘭科學(xué)家列文虎克真正觀察到活細(xì)胞后描述了細(xì)胞核的結(jié)構(gòu),直到19世紀(jì)30年代,顯微技術(shù)取得顯著進(jìn)步,電子顯微鏡的制造更是開辟了細(xì)胞生物學(xué)發(fā)展的新時(shí)代,使許多近現(xiàn)代生物科學(xué)技術(shù)懸而未決的問題迎刃而解。20世紀(jì)70年代,DNA重組技術(shù)的初步建立成為現(xiàn)代生物技術(shù)發(fā)展的的標(biāo)志,Avery闡明的生物遺傳DNA半保留復(fù)制模式、沃森克里克提出的自然界生物基因雙螺旋結(jié)構(gòu)、克里克所揭示的DNA編碼的遺傳信息如何傳遞給蛋白質(zhì)這一秘密等一系列發(fā)現(xiàn)為生物技術(shù)核心技術(shù)——基因工程技術(shù)提供大量理論基礎(chǔ),并以基因工程為核心,帶動(dòng)現(xiàn)代發(fā)酵工程,現(xiàn)代酶工程、蛋白質(zhì)等工程的發(fā)展,形成具有戰(zhàn)略意義的現(xiàn)代生物技術(shù)。耳聞過生物科學(xué)變革的主流,不如一見生物技術(shù)的“繁華”。
激素的發(fā)現(xiàn),在實(shí)踐中應(yīng)用,成為人們生活方方面面不可或缺的“調(diào)味料”。糖尿病患者按時(shí)注射胰島素就能降低“甜度”,家蠶合理噴用保幼激素就能讓絹絲腺撐腸掛肚。那酶的投入更為生活添姿彩。多酶片中的消化酶可以改善我們的消化不良,含酶牙膏能夠幫助我們分解細(xì)菌,使牙齒更加亮潔,加酶洗衣粉擁有更強(qiáng)的去污能力,讓我們擁有一整天的好心情。身處無處不逢的生物科技,難道你還不能感受到生物的魅力嗎?
基因,可以說是人類基因組一直在研究的“地圖”,從中為人類帶來的利處數(shù)不勝數(shù),早在1990年美國(guó)就實(shí)施了一場(chǎng)基因治療,科學(xué)家通過正常白細(xì)胞的的轉(zhuǎn)入來彌補(bǔ)小女孩基因的缺陷,此后不久,科學(xué)家甚至運(yùn)用這一療法治療數(shù)十例嚴(yán)重復(fù)合型免疫缺陷疾病。如今的的生物基因工程早已“突破自我”,為人類立下赫赫戰(zhàn)功。最先是5月30日的科技工作日當(dāng)天的直播向我們展示的博奧生物全球首創(chuàng)的遺傳性基因檢測(cè)芯片,到目前為止,已有近300萬的新生兒接受檢查,直接或間接避免了70萬多人因用藥不當(dāng)致聾,成為救人無數(shù)的“生命芯片”,更有中國(guó)首創(chuàng)的微流空蝶式芯片能為患者贏得寶貴的救命時(shí)間,如今該系統(tǒng)已在全國(guó)30多個(gè)省市投入使用,相信日后高量的生產(chǎn)必然會(huì)改善全球的生命系統(tǒng)。作為一名學(xué)生自然對(duì)如此高端的技術(shù)感到新奇,甚至?xí)跐撘颇信囵B(yǎng)起對(duì)生命科學(xué)的興趣。你聽說過基因“身份證”嗎?這是在人類基因組研究過程中提出的一種假設(shè),通過個(gè)人基因身份證檢測(cè)記錄下每個(gè)人的致病基因,如此一來,到醫(yī)院就診時(shí),通過“身份證”就能夠更好的對(duì)癥下藥。當(dāng)時(shí)基因治療存在著許多發(fā)展障礙而未能開發(fā)這個(gè)項(xiàng)目,今天的生物科技已不止于治療,而是直抓根頭從基因檢測(cè)開始做起,于是開創(chuàng)了“生物郵票”,它就像一個(gè)健康小助手一樣粘在皮膚上,可以記錄體溫、肌肉活動(dòng)、心率等數(shù)據(jù)并通過藍(lán)牙發(fā)送給佩戴者或醫(yī)生,這樣必然能減少或預(yù)防疾病的發(fā)生。目前用于測(cè)量血壓和出汗的“生物郵票”還在研發(fā)中,由此可見,基因治療的發(fā)展趨勢(shì)依舊是令人鼓舞的?;蛑委煹臋C(jī)器近年數(shù)量、精確度、成功率都在大幅度提高,拯救無數(shù)生命的同時(shí)也是在開拓我國(guó)生物科技的道路。迅速發(fā)展的態(tài)勢(shì)相信它會(huì)像基因治療奠基者預(yù)言的一般推動(dòng)21世紀(jì)的醫(yī)學(xué)革命。
人類很早就已經(jīng)開始嘗試通過器官移植來挽救一些病人,卡雷爾給朋友的一封信中曾寫道:“腎臟移植這種手術(shù),在同種異體之間還從來沒有成功過”。一位十六歲患者移植其母親的腎臟,但最終只存活了22天。幾百萬白血病患者在朝不保夕的最后關(guān)頭,骨髓移植是最有效的治療方法,卻因?yàn)楣w短缺、成功率不足而失去生命。今天的生物技術(shù)已然很大程度完善了器官移植所面臨的問題,《單倍型移植——來自中國(guó)的經(jīng)驗(yàn)》大會(huì)上黃曉軍表示,在半相合骨髓移植領(lǐng)域,中國(guó)人給出了最好的方案,并分享他和團(tuán)隊(duì)的最新學(xué)術(shù)貢獻(xiàn),為全世界的病人帶來新生的希望。供體短缺?3D組織打印早已排除萬難,利用人體細(xì)胞運(yùn)行的Organovo去年就成功打印出了迷你肝臟,現(xiàn)在已經(jīng)可以制作肝臟模型,這樣一個(gè)系統(tǒng)很快就能解決曾經(jīng)困人無數(shù)的難題。
近幾年埃博拉在西非的爆發(fā)讓世界衛(wèi)生組織意識(shí)到這將是全球性的健康危機(jī)后,即刻加快對(duì)埃博拉疫苗的研究進(jìn)程,出現(xiàn)了VSV.EBOV埃博拉疫苗,研究部領(lǐng)導(dǎo)人說這次埃博拉疫苗的發(fā)病率足以阻止病毒的傳播,藥物研究完成后也將會(huì)投入大眾為人們使用。“成功的果實(shí)”更造福人類的是可以通過基因技術(shù)對(duì)疫苗進(jìn)行改進(jìn),從而攻克其他疾病,這樣一來,全球不被疾病所覬覦的未來指日可待。
如果你因此覺得生物技術(shù)都是為人類服務(wù),可并不是如此。早些年一些森林、濕地、草原自然生態(tài)系統(tǒng)逐漸退化,為有效遏制生態(tài)系統(tǒng)的退化,恢復(fù)生態(tài)學(xué)應(yīng)運(yùn)而生,恢復(fù)生態(tài)學(xué)主要利用的就是生物群落演替理論,這也就自然是基于生物性研究以及科技的一門學(xué)問。瀕臨生物的“救世主”是誰?自然是強(qiáng)大的生物科技技術(shù),克隆羊“多利”就很好地證明了這個(gè)觀點(diǎn)。植物細(xì)胞工程和動(dòng)物細(xì)胞工程成為拯救它們的最好途徑,雖然動(dòng)物基本難以通過體細(xì)胞克隆技術(shù) “生出”完整的生物個(gè)體,但在“多利”羊21年后的今天,克隆技術(shù)已經(jīng)成功利用體細(xì)胞克隆出兩只中華猴,讓《西游記》中孫悟空的拔毛變猴成為了現(xiàn)實(shí)。長(zhǎng)此以往,隨著科技的不斷研發(fā)進(jìn)展,瀕臨物種也能夠脫下他們的“帽子”。
時(shí)鐘和生物怎么會(huì)搭配在一起呢?這就是生物科技奧妙的所在。生物進(jìn)化一直是人類生物研究組不能放過的話題,不同年代所形成的地層中的化石是獲得生物進(jìn)化的最好證據(jù),獲得一塊化石怎樣測(cè)算出它是多少年前形成的呢?于是理想的“地理時(shí)鐘”橫空出世,通過化學(xué)中的放射性元素的半衰期,就能夠推算出化石中生物所生存的年代。這樣的時(shí)鐘無論從前還是將來都能夠?yàn)樯镞M(jìn)化相關(guān)的資訊,探尋甚至推進(jìn)生物的進(jìn)化歷程。
科研的發(fā)展就如同人類的成長(zhǎng)歷程,從原始人類對(duì)生物的似懂非懂,公元時(shí)期的逐步發(fā)現(xiàn)與利用,銜接著的封建時(shí)期扁鵲的“望聞問切”,華佗”五禽戲,“李時(shí)珍《本草綱目》《瀕湖脈學(xué)》,一直到近現(xiàn)代生物科技技術(shù)的出現(xiàn)無一不是生物的組成。生物的發(fā)展也不會(huì)停留在當(dāng)前,不斷地發(fā)現(xiàn)、累計(jì)、進(jìn)步終會(huì)讓生物科技不斷闡揚(yáng)光大。