基因工程对中国经济的影响
基因工程对中国经济的影响
系别:生命科学系
专业:生物技术及应用
学号:
姓名:李佩 [1**********]
基因工程的利与弊说
【摘要与前言】
基因工程技术,在医药及农业上应用广泛。这项尖端科技加上最近突破性的生殖科技,却引发人们极大的隐忧及争论。
生物学家在一百多年前就知道,生物的表征遗传自其亲代。生物细胞的细胞核,含有染色体,组成分为DNA 。DNA 含有四种碱基(简称A 、T 、C 、G )。这些碱基在DNA 中看似杂乱无章,但它们的排列顺序,正代表遗传讯息。每三个碱基代表一种胺基酸的密码。基因就是这些遗传密码的组合,亦即代表蛋白质的胺基酸序列。每个基因含有启动控制区,以调控基因的表达。
基因工程是一项很精密的尖端生物技术。可以把某一生物的基因转殖送入另一种细胞中,甚至可把细菌、动植物的基因互换。当某一基因进入另一种细胞,就会改变这个细胞的某种功能。基因工程对于人类的利弊一直是个争议的问题,主要是这项技术创造出原本自然界不存在的重组基因。但它为医药界带来新希望,在农业上提高产量改良作物,也可对环境污染、能源危机提供解决之道,甚至可用在犯罪案件的侦查。但它亦引起很大的忧虑与关切。当此科技由严谨的实验室转移至大规模医药应用或商业生产时,我们如何评估它的安全性?此项技术是否可能因为人为失控,反而危害人类健康并破坏大自然生态平衡?
【正文】
观点:辨证的看待基因工程的利与弊
一.基因工程可用来筛检及治疗遗传疾病。
遗传疾病乃是由于父或母带有错误的基因。基因筛检法可以快速诊断基因密码的错误;基因治疗法则是用基因工程技术来治疗这类疾病。产前基因筛检可以诊断胎儿是否带有遗传
疾病,这种筛检法甚至可以诊断试管内受精的胚胎,早至只有两天大,尚在八个细胞阶段的
试管胚胎。做法是将其中之一个细胞取出,抽取DNA ,侦测其基因是否正常,再决定是否把此胚胎植入母亲的子宫发育。胎儿性别同时也可测知。
但是广泛的基因筛检将会引起一连串的社会问题。如果有人接受基因筛检,发现在某个年龄将因某种病死亡,势必将会极度改变他的人生观。虽然基因筛检可帮助医生更早期更有效地治疗病人,但可能妨碍他的未来生活就业。譬如人寿保险公司将会要求客户提供家族健康数据,如心脏病、糖尿病、乳癌等,而针对高危险群家族成员设定较高的保费。保险公司可由基因筛检资料预知客户的预估寿命。这些人可能因而得不到保险的照顾,也可能使这些人被公司老板提早解聘。
二.基因工程配合生殖科技——全人类的震撼
基因筛检并不改变人的遗传组成,但基因治疗则会。科学家正努力改变遗传病人
的错误基因,把好的基因送入其中以纠正错误。因为这是在操作生命的基本问题,必须格外小心。首先须划分医疗及非医疗的行为。医疗行为目的在治病,非医疗者如想提高孩子的身高、智慧等。选择胎儿性别也是非医疗行为,不能被接受,但是遇到某些性连遗传的疾病,选择胎儿的性别就是可被接受的医疗行为。另一项须区分的,就是体细胞(somatic cell )或生殖细胞(germ-line cell )的基因操作。体细胞的基因操作只影响身体的体细胞,不影响后代。但卵子、精子等生殖细胞之基因操作,会直接影响后代,目前基因工程禁止直接用在生殖细胞上。
三.基因治疗法——遗传病人的福音
目前医学界正在临床试验多种遗传病的基因治疗法。最早采用基因治疗的是一种先天免疫缺乏症,又称气泡男孩症(bubble-boy disease ),患病婴幼童因为腺脱胺(adenosine deaminase)基因有缺陷,骨髓不能制造正常白血球发挥免疫功能,必须生活在与外界完全隔离的空气罩内。最新的治疗法是由病人骨髓分离出白血球的干细胞,把正常的酵素基因接在经过改造不具毒性的反录病毒
(retrovirus ),藉此病毒送入白血球干细胞,再将干细胞送回病人体内,则病人可产生健康的白血球获得免疫功能。这项临床试验,在美国的女病童证明很成功。
另一种较便捷的治疗法亦在实验中,纤维性囊肿(cystic fibrosis)在英国平均每两千人中就有一人罹患此症。病人无法制造形成细胞膜氯离子通道的蛋白。此蛋白分布于分泌性细胞的胞膜上,控制氯离子的运输,使黏液畅通。病人体内因缺乏此蛋白,体内浓黏液堆积阻塞肺部通道,甚至发炎死亡。为了治疗此病,目前正在发展新方法,将正常基因加入雾状喷剂中,病人可借着吸入喷剂,使基因进入肺细胞产生蛋白,达到治疗目的。
四.农林渔牧的应用——生态环保的顾虑
目前全世界正重视发展永续性农业(sustainable agriculture),希望农业除了具有经济效益,还要生生不息,不破坏生态环境。基因工程正可帮忙解决这类问题。基因工程可以改良农粮作物的营养成分或增强抗病抗虫特性。可以增加畜禽类的生长速率、牛羊的泌乳量、改良肉质及脂肪含量等。
英国爱丁堡科学家已经可以使绵羊分泌含有人类抗胰蛋白(α-1-antitryspin )的羊奶。抗胰蛋白可以治疗遗传性肺气肿,价格很昂贵。若以后能由羊奶大量制造,将变得很便宜。但是目前以基因工程开发培育基因转殖绵羊的过程,仍是很费时费钱的。
基因转殖的细菌用处也很大,如改造细菌可以消化垃圾废纸,而这些细菌又可成为一种
蛋白质的营养来源。基因转殖的细菌可带有人类基因,以生产医疗用的胰岛素及生长激素等。
其实基因工程在农业上的应用,在某些方面而言并不稀奇。自古以来,人们即努力而有计划地进行育种,譬如一个新种小麦,乃是经过上千代重复杂交育成的。目前的小麦含有许
多源自野生黑麦的基因。农人早在基因工程技术发明以前,就知道将基因由一种生物转移至另一生物。传统的育种也可大量提高产量。但是传统的育种过程缓慢,
结果常常难以预料。基因工程可选择特定基因送入生物体内,大大提高育种效率,更可把基因送入分类上相差很远的生物,这是传统的育种做不到的。不久,在美国即将有基因工程培育出来的西红柿要上市了。这种西红柿含有反意基因(antisense gene),能使西红柿成熟时不会变软易烂。
基因工程也生产抗病抗虫作物,使作物本身制造出“杀虫剂”。如此农夫就不需费力喷洒农药,使我们有健康的生活环境。也可培育出抗旱耐盐作物以适合生长在恶劣的环境下,如此可克服第三世界的粮食短缺问题。但是,会产生“杀虫剂”的作物,也可能对大环境有害,它们或许会杀死不可预期的益虫,影响昆虫生态的平衡。在高盐的沼泽地种植基因工程育成的作物,可能会干扰了生态系统。假如热带作物改造得可以于温带地区生长,可能会严重伤害开发中国家的经济,因为农作物水果的输出是他们的主要收入。最近更逐渐发现危害作物的害虫,已经慢慢地演化,以抵抗基因转殖作物所产生的「杀虫剂」了。基因工程培育的鱼,也引起一连串的问题。目前已送两个基因到鲤鱼中,一是生长激素,一是抗冻蛋白(antifreeze protein )。若有人不小心或刻意地把这些鱼放入自然环境的河、湖中,将会严重影响自然界的鱼群生态。
五.基因转殖动物——爱护动物人士的关切
基因转殖动物对于生物医学研究,真是一大恩赐。科学家现在可将基因送入实验室的老鼠,以研究基因的表达调控功能。也可以把实验动物的某个基因刻意破坏,培育出患有类似人类遗传疾病的动物,以利治疗方法的探讨。美国一家公司已经培育出一种基因转殖老鼠,它在数个月大时会长出癌瘤,此项发明正在申请专利。但是爱护动物人士已表示严重关切,他们认为应该限制基因工程技术如此折磨虐待实验动物。
(注:基因工程的应用并不只有以上部分,我只对以上部分发表个人观点。)
【结语】
不久的将来,基因工程技术仍只限于转殖少数的基因,如此培育出来的生物仍将是我们熟悉的生物。但是有很多疾病及生物特征是由多数基因决定的,而且基因常常不是独立行使功能,它们会受环境的影响。譬如一组基因会造成某人罹患气喘,但症状受生活的环境影响很大。一个人罹患糖尿病的机率,也与环境因子(饮食条件)息息相关。一个天才钢琴家的音乐天赋包括听力及灵敏的双手巧妙地配合,这跟他的遗传基因、童年音乐的启发、生活环境等都有关连。所以我们在还未了解基因与环境因子的互动关系前,还不能奢望创造出具有超高智商的人,或是利用基因筛检法筛选出具有特殊天赋的孩子。
21世纪是基因工程技术蓬勃发展的时代,基因工程的兴起是生物革命的必然结果,尽管基因工程的隐忧及争论众说纷纭,但其给人带来的好处是显而易见的。希望随着生物界的不断发展,使基因工程的安全性得到保证,让人们在生活的各个方面都能感受基因工程给人类带来的利益。
摘要 世纪70年代诞生的基因工程、克隆技术和干细胞研究等现代生物技术, 使生命科学的发展进入了一个新阶段, 这些以创造或改变生物类型及生物机能为
目标的现代生物技术已成为新技术革命的三大支柱之一。通过探寻生命本质及生长发育、疾病、衰老等奥秘, 揭示生命现象的内在规律。随着生物技术在医药、食品化工、农业、环保以及能源、采矿等工业部门中的广泛应用, 它正在对人类经济及社会生活和社会进步产生深刻而广泛的影响。
关键字:生命科学 生物技术 人类生活 影响
随着生物科学的发展,生物科学技术对人类社会的影响越来越大。这主要表现在以下几个方面: 1. 影响人们的思想观念,如进化的思想和生态学思想正在被越来越多的人所接受。 2. 促进社会生产力的提高,如生物技术产业正在形成一个新兴产业;农业生产力因生物科学技术的应用而显著提高。 3. 随着生物科学的发展,将会有越来越多的人从事与生物学有关的职业。 4. 促进人们提高健康水平和生活质量,延长寿命。 5. 影响人们的思维方式,如生态学的发展促进人们的整体性思维;随着脑科学的发展,生物科学技术将有助于改进人类的思维。 6. 对人类社会的伦理道德体系产生冲击,如试管婴儿、器官移植、人基因的人工改造等,都会对人类社会现有的伦理道德体系产生挑战。 7. 生物科学技术的发展对社会和自然界也可能产生负面影响,如转基因生物的大量生产改造物种的天然基因库,可能会影响生物圈的稳定性。 理解科学技术与社会的关系,是科学素质的重要组成部分。
一、生物与基因科技
生物与基因科技的进展,已促使生物医学的研究迈入后基因体医学时代,这些尖端医疗科技在提升人们健康福祉的同时,也给家庭和社群等各个层面前带来所未有的影响。其中有些影响或许还是潜在的。
(1)基因改造作物(genetic modified organism)
科学家以基因改造的方式改良农作物,以促进收成、防治病虫害、提高经济效益,希望可以解决人类粮食不足或营养问题,但是基因改造作物会不会创造出新的过敏原、对人体造成新的健康问题、引起昆虫的抗药性、制造所谓的基因污染?基因改造作物所带来对自然与人类社会的风险、安全性与效益如何评估?基因改造作物的专利权将如何规范?其巨大商业利益是否将加剧资本家对弱势族群、第三世界国家的经济控制或剥削?究竟,人与植物、自然生态的理想关系应该如何?
(2)基因检测(Genetic testing):
基因检测有助于遗传疾病的诊断、预防及处置,执行的时机常见于婚前健康检查、胚胎植入前检测、产前检查、新生儿筛检、儿童及成人的遗传检验等,检测的性质又可分诊断检测、带原者检测、发病前检测、罹病倾向检测。由于遗传信息不仅关乎个人,同时也与家庭或家族其他成员的健康息息相关,因此遗传信息的获得与告知时常带来特殊的医学伦理问题,包括:基因信息带来的心理负担及社会压力,基因诊断结果的告知对个人与家庭、家族的影响,个人隐私的保障与家庭成员利益产生冲突,基因检测引起的医疗资源分配、社会正义议题等。
(3)基因治疗(gene therapy):
科学家透过基因治疗希望能为人类目前各种主要的死亡原因、慢性疾病、遗传疾病的治疗带来曙光,一般分为体细胞基因治疗及生殖细胞基因治疗。体细胞基因治疗乃针对已发病或将发病患者的体细胞,在基因的层次作医疗介入,以病毒为载体、或使用物理方式将好的基因传送到欲治疗的体细胞或组织,以取代或修补有缺陷的基因,并发挥正常生理功能。体细胞基因治疗的相关伦理议题与一般
新进医学科技、临床试验所必须考量的内涵大致相同。其中,应采取何种程序方能公平选出接受治疗的病患?应采用何种步骤以确保患者或其父母或监护人的知情同意?生殖细胞基因治疗则是对生殖细胞或胚胎进行基因调控,以期根绝病因、一劳永逸,然而对生殖细胞直接进行基因介入却可能改变新生儿的遗传组合、造成长远的医源性的伤害,同时可能引起设计家宝宝、基因超市、出卖基因以牟利、政变人种等发展的疑虑。这些问题正在或即将对人类的家庭、社会伦理观念与道德实践带来重大的冲击,理应纳入到生命伦理学的思考范围之内。 5
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