基因技術(shù)：前沿創(chuàng)新的革命

12月20日，國家質(zhì)檢總局發(fā)布消息稱，我國從12批54.5萬噸美國輸華玉米中，檢出MIR162轉(zhuǎn)基因成分，并對(duì)其進(jìn)行退貨處理。此舉為近年來愈演愈烈的“挺轉(zhuǎn)"和“反轉(zhuǎn)"之爭再次“火上澆油"。

新技術(shù)一方面可能會(huì)為人類帶來某些未知的風(fēng)險(xiǎn)，另一方面也在給人們的生活帶來切實(shí)的好處。隨著基因技術(shù)的發(fā)展，人類對(duì)生命的認(rèn)識(shí)一步步深入，未來通過基因療法治愈絕癥的希望也日益增大。

測序：快速推進(jìn)

近日，當(dāng)記者到中國科學(xué)院北京基因組研究所采訪時(shí)，研究員于軍正在準(zhǔn)備回復(fù)一封郵件。其同學(xué)的外孫女出生8個(gè)月，身長僅有正常小孩的一半。染色體檢查結(jié)果顯示，其8號(hào)染色體有錯(cuò)位。

“僅僅有染色體錯(cuò)位，不應(yīng)該有這么明顯的表型。"于軍決定為其進(jìn)行基因測序，這將為遺傳病的診斷提供新的可能。

“從遺傳來講，人類基因不會(huì)改變，一次測序就能夠了解基因缺陷，以及疾病風(fēng)險(xiǎn)。"中國科學(xué)院北京基因組研究所技術(shù)研發(fā)中心副主任任魯風(fēng)告訴記者，今年安吉麗娜·朱莉切除雙側(cè)乳腺引發(fā)關(guān)注，原因就是其身上帶有具缺陷的基因BRCA1，這意味著她患乳腺癌的幾率比平常人高65%。

繼“人類基因組計(jì)劃"之后，前年美國啟動(dòng)了“百萬美國人基因組計(jì)劃"，去年英國啟動(dòng)了“十萬人基因組測序計(jì)劃"。面對(duì)不斷產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)，科學(xué)家希望通過研究將這些枯燥的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成有意義的基因組功能，或者與研究相關(guān)的信息。

“基因測序成本很高，從科研到研究，需要更高的性、更合適的成本，更重要的是急需一套標(biāo)準(zhǔn)化的流程來規(guī)范測序服務(wù)。"任魯風(fēng)說。

任魯風(fēng)參與了基于測序技術(shù)的個(gè)體化醫(yī)學(xué)檢測技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化項(xiàng)目。鑒于基因測序?qū)τ卺t(yī)療的重要意義，該項(xiàng)目正在加緊進(jìn)行，有望明年就開始進(jìn)行培訓(xùn)和推廣。

相比之下，我國農(nóng)作物的基因測序工作推進(jìn)迅速。

我國在水稻基因組測序和功能基因組研究方面位于世界前列。1998年，我國作為主要發(fā)起和參與國參加了水稻基因組測序計(jì)劃，其他一些重要的糧食作物的基因組研究也在如火如荼地展開。

今年3月，中科院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所完成了小麥A基因組的測序和草圖繪制，比較全面地揭示出A基因組的結(jié)構(gòu)和表達(dá)特征。這一成果在《自然》雜志發(fā)表。

“目前作物育種已經(jīng)逐步進(jìn)入目標(biāo)可預(yù)測、的分子育種階段（包括分子輔助育種和轉(zhuǎn)基因育種）。"中科院上海生命科學(xué)研究院植物生理生態(tài)研究所研究員何祖華說，這一發(fā)展正是基于功能基因組研究的深入。

檢測：市場化艱難

采訪中，記者了解到，基因檢測芯片已成為個(gè)體化用藥、醫(yī)療的全新手段。例如，博奧生物檢測遺傳性耳聾的基因芯片，只需將幾滴血中的DNA滴在指甲大小的生物芯片上，6個(gè)小時(shí)后就能找出致聾基因。

博奧生物總裁、中國工程院院士程京家在重慶，距離重慶師范大學(xué)僅有一站地。去年年底，程京在重慶師范大學(xué)見到了一群特殊的學(xué)生。

程京為四個(gè)班的聾人提供了免費(fèi)遺傳性耳聾基因檢測，其中一個(gè)男學(xué)生給程京留下了深刻印象。該學(xué)生的檢測結(jié)果顯示，其致聾原因是與藥物有關(guān)的線粒體基因。經(jīng)過詢問得知，該男生和妹妹，以及他姨家的一兒一女，都是“一針致聾"。

“通過基因檢測確定的藥物性耳聾易感者，只要終生不使用慶大霉素等氨基糖甙類藥物，就能避免‘一針致聾’。"程京說。

朱莉所做的乳腺癌檢測，博奧的產(chǎn)品系列也已覆蓋。然而，雖然技術(shù)在持續(xù)發(fā)展，產(chǎn)品也在不斷市場化，程京卻時(shí)常感到惆悵：基因芯片在拿到藥監(jiān)局證書后，面對(duì)的發(fā)展之路卻更長、更艱難——在每個(gè)省、市、自治區(qū)進(jìn)入醫(yī)院時(shí)，都要經(jīng)過送審材料一樣、程序一致的漫長物價(jià)審批過程，而當(dāng)物價(jià)獲批的創(chuàng)新醫(yī)療產(chǎn)品要進(jìn)入醫(yī)保和社保時(shí)，更不知道該如何“摸著石頭過河"。

在國外，針對(duì)易感基因的檢測已成為腫瘤預(yù)防性切除手術(shù)中一種常規(guī)的檢測手段。而去年8月深圳華大基因優(yōu)康門診部啟動(dòng)基因檢測及遺傳咨詢服務(wù)以來，半年多未接待一例基因檢測者。

基因技術(shù)在新發(fā)突發(fā)傳染病方面的應(yīng)用則進(jìn)展迅速。“再也不可能出現(xiàn)SARS那種情況了。"任魯風(fēng)說，細(xì)菌培養(yǎng)、看電鏡、憑經(jīng)驗(yàn)判斷已經(jīng)為基因檢測替代，H7N9病毒的基因測序和檢測比媒體所報(bào)道的要快得多。三天內(nèi)確定未知病原，是“十二五"重大傳染病專項(xiàng)將要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)之一。

治療：不可冒進(jìn)

基因療法是通過基因轉(zhuǎn)移技術(shù)將外源基因?qū)霕颖具m當(dāng)?shù)氖荏w細(xì)胞中，使外源基因在體內(nèi)產(chǎn)生表達(dá)與抑制而達(dá)到治療特定疾病的效果。關(guān)于基因治療的研究進(jìn)展不斷見諸《科學(xué)》、《自然》等*刊物。

但是，基因治療仍然是理論上的研究和實(shí)驗(yàn)室里的探索。美國康奈爾大學(xué)威爾醫(yī)學(xué)院的遺傳學(xué)會(huì)主席羅納德·克里斯特爾曾說過：“每個(gè)人都知道基因治療是個(gè)好主意，可是實(shí)施起來并不容易。"這句話是對(duì)基因治療的概括。

“單純的基因治療是革命性的前沿創(chuàng)新技術(shù)，但是具有一定風(fēng)險(xiǎn)。"中科院深圳*技術(shù)研究院生物醫(yī)藥與技術(shù)研究所研究員蔡林濤說，對(duì)于腫瘤等發(fā)病率高的常規(guī)病種，應(yīng)避免使用過于激進(jìn)的方式。

“聯(lián)合基因—化療和基因—免疫生物治療被視為腫瘤治療的新策略，它不但可以降低潛在的毒副反應(yīng)，而且能夠顯著提高治療效果。"蔡林濤在接受《中國科學(xué)報(bào)》記者采訪時(shí)表示，基因作為一種調(diào)控手段，可利用其特點(diǎn)發(fā)揮協(xié)同的抗腫瘤作用。

今年3月，蔡林濤帶領(lǐng)的納米醫(yī)學(xué)研究小組研究表明，通過生物可降解的聚合物多肽納米體系實(shí)現(xiàn)基因與化療藥物的共傳遞，結(jié)合基因治療中小干擾RNA（siRNA）能夠特異下調(diào)腫瘤細(xì)胞中致癌基因表達(dá)的特點(diǎn)，提高細(xì)胞對(duì)抗癌藥物的敏感性，降低化療藥物的劑量，并使化療藥物更發(fā)揮作用，進(jìn)而殺死癌細(xì)胞。在此基礎(chǔ)上，研究小組提出了納米技術(shù)介導(dǎo)多種藥物和治療方案以協(xié)同的方式治療癌癥的“納米雞尾酒療法"。

2004年，深圳賽百諾基因技術(shù)有限公司研制的今又生（重組人P53腺病毒注射液）成為世界上*個(gè)上市的基因治療藥物。

蔡林濤認(rèn)為，“人體是個(gè)非常復(fù)雜的體系，并不是僅僅靠敲除某個(gè)缺陷基因就能治療疾病，而且存在未知的風(fēng)險(xiǎn)"。

在基因治療成為熱點(diǎn)時(shí)，科學(xué)冒進(jìn)導(dǎo)致事故迭出。1999年美國亞利桑那州18歲的高中畢業(yè)生因患烏氨酸氨甲酰基轉(zhuǎn)移酶部分缺失癥，在接受基因療法后死亡；2007年，在一項(xiàng)正在研究的基因療法治療活性炎性關(guān)節(jié)炎研究試驗(yàn)中，有一名受試患者死亡。

蔡林濤認(rèn)為，盡管基因療法方面的突破能夠?yàn)槟[瘤等重大疾病的防治帶來新希望，但其應(yīng)用之路還很漫長，對(duì)其認(rèn)識(shí)還需客觀、理性。

育種：亟待創(chuàng)新

未來，分子育種新品種的推廣將會(huì)對(duì)傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)生物試劑理念、消費(fèi)市場等產(chǎn)生重大影響

進(jìn)入新世紀(jì)以來，動(dòng)植物育種步伐明顯加快，基因組測序、分子育種無疑是zui強(qiáng)有力的助推劑。

中國科學(xué)院水生生物研究所研究員汪亞平表示，與傳統(tǒng)育種技術(shù)相比，分子育種能夠?qū)崿F(xiàn)從“經(jīng)驗(yàn)育種"到定向的“育種"的轉(zhuǎn)化。

但一個(gè)不容否認(rèn)的現(xiàn)實(shí)是，我國分子育種還存在機(jī)制和技術(shù)研發(fā)體系缺乏創(chuàng)新、缺少強(qiáng)大的種業(yè)公司消化等瓶頸。何祖華告訴記者：“目前我國有重大應(yīng)用價(jià)值和自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的分子標(biāo)記和基因還不多，但預(yù)計(jì)開創(chuàng)性的成果將越來越多。"

基因組與分子生物學(xué)研究的理念與技術(shù)創(chuàng)新，大多為國外所定義。 “不能跟著國外做基因克隆。"基于這樣的想法，汪亞平在研究魚類轉(zhuǎn)基因技術(shù)11年之后，將研究重點(diǎn)放在了魚類經(jīng)濟(jì)性狀相關(guān)基因的研究上。這些研究在分子輔助育種和轉(zhuǎn)基因育種方面的推進(jìn)，與糧食安全息息相關(guān)。

何祖華認(rèn)為，“未來分子育種新品種的推廣，由于被賦予了新的農(nóng)藝性狀，對(duì)傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)生物試劑理念、消費(fèi)市場等將產(chǎn)生重大影響"。

日前，《自然》雜志發(fā)表的《亞洲和非洲需要轉(zhuǎn)基因作物嗎》一文提到，轉(zhuǎn)基因Bt豇豆能免于被豆莢螟侵害，提高非洲豇豆約70%的產(chǎn)量，而富含維生素A前體的橙色番薯則能幫助非洲人應(yīng)對(duì)維生素A缺乏癥。

“如果我們沒有這些技術(shù)，還是采用以往的傳統(tǒng)雜交選育的方法，在科研與育種水平、育種效率以及知識(shí)產(chǎn)權(quán)等方面就會(huì)落后，農(nóng)業(yè)生物試劑科技水平發(fā)展會(huì)受到嚴(yán)重影響。"何祖華認(rèn)為，這將在一定程度上影響我國的產(chǎn)業(yè)鏈與糧食安全。