翁曼詩(shī)

摘要：現(xiàn)代生物技術(shù)是目前我國(guó)重點(diǎn)發(fā)展項(xiàng)目之一，在科學(xué)及醫(yī)學(xué)領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。當(dāng)下世界各國(guó)醫(yī)學(xué)技術(shù)中尚存在諸多問(wèn)題，生物技術(shù)的應(yīng)用可為此類問(wèn)題提供新的解決方法。本文介紹了現(xiàn)代生物技術(shù)在制藥、診斷、治療領(lǐng)域的應(yīng)用，為我國(guó)未來(lái)醫(yī)學(xué)的研究發(fā)展方向提供參考。

關(guān)鍵詞：現(xiàn)代生物技術(shù);醫(yī)學(xué)領(lǐng)域;應(yīng)用

0 前言

現(xiàn)代生物技術(shù)又名生物工程，是在分子生物學(xué)基礎(chǔ)上建立的創(chuàng)建新生物類型或新生物機(jī)能的實(shí)用技術(shù)，是現(xiàn)代生物科學(xué)和工程技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。其主要包括基因工程、細(xì)胞工程、酶工程和發(fā)酵工程。目前，現(xiàn)代生物技術(shù)發(fā)展?jié)摿薮?，受到世界各?guó)及地區(qū)的重視。同時(shí)，它也被我國(guó)列為重點(diǎn)發(fā)展的科研項(xiàng)目。

隨著社會(huì)和科技的發(fā)展，人們?cè)絹?lái)越重視身體健康，然而傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)技術(shù)尚存在諸多弊端，例如現(xiàn)有藥物靈敏度低、制備量少，疾病診斷不精準(zhǔn)，遺傳病、慢性病治療效果不佳等?，F(xiàn)代生物技術(shù)中的DNA重組技術(shù)、蛋白質(zhì)工程、基因探針技術(shù)、單克隆抗體技術(shù)以及人體干細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)等恰能有效地解決上述問(wèn)題。本文將主要介紹現(xiàn)代生物技術(shù)在制藥、診斷、治療領(lǐng)域的應(yīng)用，以期為生物技術(shù)在未來(lái)醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用與發(fā)展提供理論參考。

1 在制藥領(lǐng)域的應(yīng)用

1.1 DNA重組技術(shù)的應(yīng)用

DNA重組技術(shù)又名基因工程，是指目的基因在體外通過(guò)酶的作用進(jìn)行分子重組構(gòu)成新的重組核酸分子，植入到受體細(xì)胞當(dāng)中，使重組或改進(jìn)的基因在生物體內(nèi)表達(dá)，從而改變生物的特性。基因工程是現(xiàn)代生物技術(shù)中一項(xiàng)最核心的技術(shù)，在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域有很廣泛的應(yīng)用[1]。

乳腺生物反應(yīng)器是DNA重組技術(shù)應(yīng)用的重要實(shí)例。其原理是將藥用蛋白基因構(gòu)建入載體，加上適當(dāng)?shù)恼{(diào)控序列，轉(zhuǎn)入動(dòng)物胚胎細(xì)胞，再結(jié)合胚胎培養(yǎng)和移植技術(shù)，使轉(zhuǎn)基因動(dòng)物分泌的乳汁中含有所需要藥用蛋白。生產(chǎn)出的藥用蛋白具有較高的生物活性，產(chǎn)量大且易被分離提純，具有很高的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。

1.2 蛋白質(zhì)工程的應(yīng)用

蛋白質(zhì)工程是按照人們的意愿運(yùn)用基因工程的手段對(duì)自然界已存在的蛋白質(zhì)進(jìn)行改造或創(chuàng)造出自然界不存在的全新蛋白質(zhì)，它將核酸與蛋白質(zhì)、蛋白質(zhì)空間結(jié)構(gòu)與生物功能相結(jié)合，大大推動(dòng)了蛋白質(zhì)和酶的研究。將蛋白質(zhì)工程應(yīng)用于生物制藥行業(yè)已展示出誘人的前景[1]。

利用蛋白質(zhì)工程技術(shù)，我們可以針對(duì)現(xiàn)有生物醫(yī)藥蛋白的不足對(duì)其加以修飾和改造。胰島素是一種蛋白質(zhì)類激素，糖尿病患者需使用外源胰島素控制血糖。注射藥用胰島素會(huì)導(dǎo)致患者血液中胰島素水平顯著提高，使得其主要以多聚體形式存在。然而，胰島素須以單體形式與受體結(jié)合才能表現(xiàn)生理活性，為此人們采用蛋白質(zhì)工程技術(shù)替代胰島素中某些氨基酸殘基獲得速效胰島素，其自我聚合能力大大降低，可以有效改善傳統(tǒng)藥用胰島素的缺陷[2]。

1.3 植物組織培養(yǎng)技術(shù)的應(yīng)用

植物組織培養(yǎng)技術(shù)原理是在無(wú)菌和人工控制下，將離體的植物器官、組織、細(xì)胞，培養(yǎng)在人工配制的培養(yǎng)基上，給予適當(dāng)?shù)呐囵B(yǎng)條件，誘導(dǎo)其產(chǎn)生愈傷組織、叢芽，最終形成完整的植株。組織培養(yǎng)技術(shù)可以解決藥用原材料稀少問(wèn)題。人參為我國(guó)名貴藥材，但人工栽培生長(zhǎng)緩慢，用組織培養(yǎng)技術(shù)生產(chǎn)的人參，生長(zhǎng)速度快，其藥用成分和藥理活性與栽培人參相似，甚至更加優(yōu)良。

2 在疾病診斷中的應(yīng)用

2.1 單克隆抗體技術(shù)的應(yīng)用

抗體是機(jī)體體液免疫反應(yīng)中至關(guān)重要的一類免疫球蛋白分子，每一種抗體都可以特異性地識(shí)別和結(jié)合一種抗原。利用此種特異性，抗體被廣泛地應(yīng)用于臨床診斷等相關(guān)研究中[3]。

單克隆抗體是一類特異性針對(duì)單一抗原決定簇的抗體。生產(chǎn)該抗體的細(xì)胞是由效應(yīng)B細(xì)胞和骨髓瘤細(xì)胞雜交融合得到的雜交瘤細(xì)胞，因而單抗具有特異性強(qiáng)、靈敏度高、純度高和產(chǎn)量高的特點(diǎn)。

如今，感染性疾病依舊嚴(yán)重威脅人類健康，很多疑似病原體感染的病人不能得到及時(shí)準(zhǔn)確的診斷，延誤最佳的治療時(shí)期。傳統(tǒng)的病原學(xué)檢測(cè)周期長(zhǎng)，以PCR為代表的分子學(xué)生物診斷技術(shù)雖然快速準(zhǔn)確，但價(jià)格高昂，而單克隆抗體診斷既高效又低廉。單克隆抗體檢測(cè)的病原體包括細(xì)菌、病毒以及寄生蟲(chóng)。以檢測(cè)白喉病為例：該病由白喉?xiàng)U菌感染引起，應(yīng)用鼠源抗-白喉毒素單克隆抗體并結(jié)合間接免疫熒光技術(shù)，可以檢測(cè)到心肌細(xì)胞中的白喉毒素[3]，從而判斷是否感染白喉?xiàng)U菌。

2.2 基因芯片的應(yīng)用

基因芯片是通過(guò)微加工技術(shù)將數(shù)以萬(wàn)計(jì)、乃至百萬(wàn)計(jì)的特定序列的DNA片段（基因探針），有規(guī)律地排列固定于一定大小的支持物上，構(gòu)成的一個(gè)二維DNA探針序列。生物表現(xiàn)的性狀在根本上是由基因決定的，所以若能直接從基因序列中檢測(cè)出異常，就能準(zhǔn)確地判斷被檢測(cè)者患有的疾病。

基因芯片在醫(yī)學(xué)診斷的主要方法是：將正常人基因組中分離出的DNA與DNA芯片雜交，得出標(biāo)準(zhǔn)圖譜;從待測(cè)細(xì)胞中分離出DNA或RNA，經(jīng)逆轉(zhuǎn)錄、PCR擴(kuò)增、末端標(biāo)記等操作與DNA芯片雜交，得出病變圖譜。通過(guò)比較這兩種圖譜，來(lái)對(duì)人類的感染性疾病、遺傳性疾病、惡性腫瘤等進(jìn)行診斷。與傳統(tǒng)檢測(cè)方法相比，其可以在一張芯片上對(duì)病人進(jìn)行多種疾病的檢測(cè)，使醫(yī)務(wù)人員在短時(shí)間內(nèi)獲得大量的疾病診斷信息，找到正確的治療措施[4]。目前，基因芯片已應(yīng)用于血友病、杜氏肌營(yíng)養(yǎng)不良癥、B-地中海貧血、異常血紅蛋白病、苯丙酮尿癥等遺傳性疾病的檢測(cè)[4]。

3 在疾病治療中的應(yīng)用

3.1 干細(xì)胞移植技術(shù)

干細(xì)胞移植是利用干細(xì)胞的自我復(fù)制和發(fā)育全能性，通過(guò)自體細(xì)胞移植治療，重建或修復(fù)病衰的組織、器官。干細(xì)胞來(lái)源穩(wěn)定，免疫排斥反應(yīng)較小，具有十分廣闊的前景。

目前，多種干細(xì)胞技術(shù)尚處于臨床試驗(yàn)階段。阿爾茨海默病是一種神經(jīng)退行性疾病，俗稱“老年癡呆”，研究人員嘗試將體外擴(kuò)增的神經(jīng)干細(xì)胞移植到腦內(nèi)，替代丟失和受損的神經(jīng)細(xì)胞，修復(fù)神經(jīng)系統(tǒng)[5]。此研究動(dòng)物模型已取得了顯著的療效，但臨床應(yīng)用還較為困難。另外，由于胚胎細(xì)胞具有發(fā)育全能性，若實(shí)現(xiàn)體外培育器官這一設(shè)想，將是人類醫(yī)學(xué)一項(xiàng)劃時(shí)代的成就，它將使器官培養(yǎng)工業(yè)化、供應(yīng)專一化，解決供體器官來(lái)源不足的問(wèn)題。然而，多種干細(xì)胞相關(guān)研究還面臨許多難題，如誘導(dǎo)條件難以確定、移植后對(duì)機(jī)體的影響不可預(yù)測(cè)以及一系列法律法規(guī)及倫理道德問(wèn)題等。

3.2 基因治療

基因治療是把正?；?qū)塍w內(nèi)，使該基因的表達(dá)產(chǎn)物發(fā)揮功能，從而達(dá)到治療疾病的目的。隨著DNA重組技術(shù)逐漸成熟以及人們對(duì)疾病認(rèn)識(shí)的不斷深入，越來(lái)越多的證據(jù)表明，多種疾病與基因結(jié)構(gòu)的改變有關(guān)，因此基因治療技術(shù)也將成為最具革命性的醫(yī)療手段之一。

截止到2014年7月，全球共批準(zhǔn)2076項(xiàng)基因治療方案進(jìn)入臨床試驗(yàn)階段，其中2/3左右針對(duì)惡性腫瘤，其余還涉及單基因遺傳病、心血管疾病、感染性疾病、自身免疫性疾病等。目前，對(duì)于HIV、帕金森病、多種癌癥的臨床實(shí)驗(yàn)均取得了重大突破。此外，基因治療技術(shù)尚存在有效性和安全性的問(wèn)題：如基因?qū)胄瘦^低，存在細(xì)胞惡性轉(zhuǎn)化的潛在危險(xiǎn)，病毒載體的安全性令人擔(dān)憂等等，但不可否認(rèn)基因治療技術(shù)為攻克多種惡性疾病帶來(lái)了新的希望[6]。

綜上所述，現(xiàn)代生物技術(shù)能夠有效地解決許多傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)技術(shù)的弊端，帶來(lái)巨大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益，發(fā)展?jié)摿薮?，若能深入研究，我?guó)的醫(yī)學(xué)水平將有迅猛發(fā)展和突破。此外，現(xiàn)代生物技術(shù)中許多理論尚處在臨床實(shí)驗(yàn)階段，希望世界各國(guó)的科學(xué)家們能夠早日攻克技術(shù)難關(guān)，實(shí)現(xiàn)多種醫(yī)療技術(shù)的革新。

參考文獻(xiàn)：

[1]徐紹涵，徐蕾涵.現(xiàn)代生物技術(shù)五大分支及其醫(yī)學(xué)應(yīng)用[J].生物化工，2016，2 （4）：73-77.

[2]薄濤，侯建華，王翠艷，等.重組類胰島素研究進(jìn)展[J].天津醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(bào)，2005，11 （1）：150-153.

[3]趙笑，張冬梅.單克隆抗體和基因工程抗體在感染性疾病病原體檢測(cè)中的應(yīng)用[J].中國(guó)病原生物學(xué)雜志，2016，11 （8）：4-6.

[4]連冬生，楊汝德，趙樹(shù)進(jìn).基因芯片技術(shù)及其在疾病基因診斷中的應(yīng)用[J].現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)進(jìn)展，2008，8 （10）：1982-1986.

[5]劉曉峰，吳迪，吳巖.干細(xì)胞治療阿爾茨海默病的現(xiàn)狀及未來(lái)[J].中國(guó)組織工程研究，2013，17 （40）：7132-7137.

[6]鄧洪新，魏于全.腫瘤基因治療的研究現(xiàn)狀和展望[J].中國(guó)腫瘤生物治療雜志，2015，22 （2）：170-176.