生物技术发展趋势与

生物技术发展趋势与伦理学的碰撞南通医学院陈莉前言自然科学和社会科学自人类诞生一刻起就不断碰撞、融合。每一次科学的进步都需要经历与伦理、法律甚至宗教的冲击。我们作为自然科学阵营的一份子面对挑战，应该端正科学态度，确定价值选择，确定研究目标，不说能为科学事业添砖加瓦，也应为社会、为时代、为我们的医学事业奉献自己的光和热。一、分子生物技术发展简史二、基因技术的伦理顾虑三、谁来管理基因（人类独特权及人鼠专利）四、遗传诊断和歧视五、基因工程药物和食品六、基因治疗与遗传强化七、优生学八、克隆人与干细胞九、可持续发展与生物恐怖事件十、对我们自身的理解和挑战一、分子生物技术发展简史生物技术是最古老的技术，我们祖先最早的制酱、酿酒、造醋等。50年代以来分子生物技术飞速发展。1953年春，Watson和Crick在《自然》杂志上发表了一篇九百字的散文诗，诗中描绘了精巧的螺旋状的DNA结构，并对其功能进行了推想。人和生物体的最基本生命单位是细胞，细胞的形态、功能与构成细胞的蛋白质密切相关。20种结构不同的氨基酸按其组成和排列顺序的不同构成成千上万种大小不等、功能不同的蛋白质。这些蛋白质的构成由细胞内遗传信息所决定。遗传信息储存于细胞核染色体的DNA中，DNA分子由两条很长的螺旋形状的相互结合的“链”所构成。每根链的基本组成单位是氨基酸，（脱氧核糖核苷酸）。核苷酸由碱基、戊糖（脱氧核糖）和磷酸三部分组成。按碱基成分的不同，核苷酸分为四种，即A（腺嘌呤）、G（鸟嘌呤）、C（胞嘧啶）和T（胸腺嘧啶）（RNA时为U），由碱基A-T，G-C形成氢键，相互配对，两条DNA链便可粘连在一起形成双螺旋结构。遗传信息由DNA传给蛋白质的基本法则，即中心法则，在细胞核内是以RNA一条链为模板合成DNA，把遗传信息转录于RNA上（所谓基因转录过程）。然后在胞质中进行蛋白质合成（基因翻译）。生命的一切活动必须依靠蛋白质的参与才能完成。由此，Watson和Crick获得了诺贝尔奖。DNA结构的提出改变了整个生物学，一切都变得和以前不同了。DNA是一部庞大而古老的手稿（蓝图或资讯分子）。四十亿年来，作为遗传物质的它一直在指挥著生命的交响乐。它是地球上几乎所有生物的结构和功能的基础，也是奇妙的生物多样性的基础。它是我们馈赠给後代子孙的遗传物质，是储有生命之歌的磁带。在现代超技术世界中，也没有什么能与我们的DNA螺旋中所编码的信息量相提并论。从1953年开始，有关DNA的知识和资讯就象录影机卡在了快进键上一样，一直在加速呈现於我们面前。二十世纪六十年代，Crick等科学家破译遗传密码，mRNA链上每三个核苷酸的顺序组成一种氨基酸的密码，四种核苷酸排列成不同序列的三联密码体时，总共能产生64种不同的密码，他们编码20种氨基酸。这些发现证实所有生物都使用一套相同的化学机制、“字母”和“语法”。核苷酸分子是字母，每个基因由遗传字母拼写而成。二十世纪七十年代，体外重组DNA与淋巴细胞杂交，这两大技术的诞生，宣告了传统生物技术进入现代生物技术的新时代。现代生物技术的基础是DNA的体外重组技术，应用此技术创建的生物技术工程称为基因工程（或遗传）。世界上最早的基因工程产品是用DNA重组技术，用大肠杆菌生产的医用蛋白质药物。DNA重组技术就是指用分子生物学方法分离具有遗传信息的DNA片段(基因），经过试管中剪切重组，使之与适宜的载体DNA（质粒）（载体DNA是一种在大肠杆菌中自主复制繁衍的环状DNA分子）连接建成DNA重组体，将重组体转入特定的宿主细胞（大肠杆菌）进行复制，传代使外来基因获得高效表达。DNA可以被特异地切割(利用限制性内切酶这种分子剪刀似的东西)、移动和拼接，我们可以将一种生物体的DNA拼接到另一种生物体的DNA上。而实际上现代生物技术包括基因工程，细胞工程，酶工程和发酵工程后来还发展出蛋白质工程，然而其核心是基因工程。生物体内每种蛋白质都有其自身特定的遗传信息，它们被储存于染色体DNA链中。携带某特定蛋白质完整遗传密码的那段DNA片段称为基因，人体总共有大约10万个基因，分别定位于23对染色体上。人体染色体DNA（人体基因组）总长度为30亿碱基对（bp）。人体各组织的每一个细胞核内都带有相同的基因组，即23对染色体的全部DNA。也就是说携带了人体基因的全部遗传信息。不同种细胞的形态与功能是通过细胞内基因表达的调控作用控制着基因表达成相应的蛋白质。各种刺激对细胞内基因表达影响是通过信号传递的过程来完成。使用大肠杆菌（E.coli）质粒或多聚酶链反应（PCR）这样的分子复印方法可让我们得到某一特殊序列的数百万个拷贝。DNA双螺旋模型的发现，中心法则的提出，遗传密码的破译，基因表达调控及信号传递机制的研究，表明基因设计的时代已经来临。国内外科学家们已经同时宣布，原定于2003年6月完成的人类基因测序已经提前到2001年6月，人类基因图谱绘制已经完成。人体内8-10万个基因被全部定位。人类基因组计划被认为是人类最伟大的认识自身的科学探索之一，是当代自然科学的一次伟大探索工程，被喻为人类生命科学史上一次伟大的登月行为。现代生物技术已经成为人类彻底认识和改造自然界，克服自身所面临的人口膨胀、粮食短缺、环境污染、疾病危害、能源和资源匮乏、生态平衡破坏及生物物种消亡等一系列重大问题的可靠手段和工具，现代生物技术将是21世纪的重要支柱产业。二、基因技术的伦理顾虑人类基因组计划不仅具有人类认识自身的意义，而且还具有经济意义。这些基因的分离、克隆、结构和功能的研究将全面展开（后基因组时代）。《时代》周刊预言，2020年，人类将进入生物经济时代。遗传诊断和遗传工程已成为一宗大生意。Ernst和Young宣称不过几年，其商业价值将达到500亿到1000亿美元，这对具有生物医学遗传研究能力的城市和公司来讲是一部经济引擎。有史以来，世界上最大并得到最好资助的生物医学创举是人类基因组计划，它从1990年开始，耗资30亿美元，用时15年以获得一张人类整个DNA分子的完整的遗传图、物理图和核酸序列图。在公共机构和一家采用不同测序策略的私人公司(Celera；Dr．CraigVenter)的共同努力下，近来已完成了一张草图。实际上每天都有新的基因被发现，就如人类基因组计划主席FrancisCollins所说：“所有的疾病都有某种基因内容”。同时，这一计划在人文领域还引发了持久的辩论。2002年5月24日，美国未来学家奈斯比特在北京周口店主持了“基因工程的人文立场全球论坛”。奈斯比特先生此次来京还带来了他的新书《hightechhightouch》(中文译作“高科技高思维”)，书中专门讨论了基因技术的伦理后果。在伦理方面，包括基因隐私权、机会不均等、基因专利等。人类基因组计划的完成、克隆技术等使基因伦理问题更为突显，因为它们将使人的基因、孕育和出生过程在更深程度和更广范围受到干预。这类干预可以分为消极的和积极的。消极干预是以治疗疾病或弥补某些先天不足为目的，积极干预是以进一步改善人的特征或属性为目的。一般而言，对于消极干预的争议，倾向于达成肯定的共识；对于积极干预的争议，倾向于达成否定的共识。为什么要否定积极干预呢？这主要是基于人权方面的考虑。有关文献中常常提到的人权问题包括：基因歧视问题、隐私权问题和自由选择问题等.现代生物基因技术提供了改变人类本性行为的机会，这份增进自我认识的基因密码的应用可能会带来基因歧视、隐私丧失、宿命论等消极影响，使人们歧视带有不完美基因的人，对不良基因携带者造成心理压力。此外，基因信息的私密性也不可能得到保证，因为掉下一根头发就蕴涵了全部秘密。通过分析基因序列图，人们能轻易得知自身所有可能的优、缺点，个体特征完全暴露于众目睽睽之下，不利于营造个体健康发展的环境。一个人的遗传信息应看成一个人的隐私，而不是一般的医学数据。人对生命的敬畏感是建立在人对生命神秘感的基础之上。基因技术的发展使“计划生命”成为可能，人类能承受得了这种对生命的轻视吗？唐代孙思邈在《千金方》中提出：“人命至重，贵于千金”的生命神圣论。基因技术在给人类带来巨大帮助的同时，也对人类文明产生了巨大的威胁：现代医疗、生育和基因等新技术已经把和正在把神圣的人体推向了唯利是图的商品化市场，从血液、器官和组织，精子、卵子、子宫和婴儿，到细胞、基因和整个的肉体都被送上了明码标价的销售柜台。克隆人的出现，更将人置于客体化地位。当然目前各法律包括西方发达国家的法律都明确禁止器官买卖，一旦器官买卖放开的话带来的弊端显而易见，出卖器官的是为生计所迫的穷人，其出卖行为并不出于真正自愿，其次器官买卖是不人道的，违背了医学救死扶伤的宗旨，因为摘除器官肯定会危及出卖器官者的健康甚至生命，允许器官买卖会导致犯罪，如盗窃（医生乘给病人治病之机）、倒卖人体器官，绑架贩卖人口，特别是儿童。将来我们DNA序列的资讯将可被存在一张光碟上以供使用!就如AlbertClaude所说(在另一时间和地点)：“我们已经进入了细胞这幢我们出生的豪宅，并已开始建立所获财富的详细目录。”新的测序技术、机器人技术和纳米工艺将成为我们的医学装备，使我们以前从未梦想过的遗传诊断和治疗成为可能。我们改变地球上的生命的能力，和将改变基因的生物体引入环境的能力正在不断扩展。然而，这种能力可能是一把既可能有益也可能有害的双刃剑。有人说过，在科学界，没有被严格禁止的工作就是可能的和将被开展的。LewisThomas曾说过：“新技术不管是好是坏，总会有人去用。这是我们的天性。”正如伟大的诗人DelmoreSchwartz曾说过的那样，“责任总是伴随著梦想而开始。”长期以来，关於技术本身是好是坏或中性的问题，我们争论不休。有人认为技术本身是中性的，但社会对它的应用将带来良好的或是毁灭性的结果。据说夏威夷有一所佛教寺庙，在进门处写著：“你已经被给予了打开天堂之门的钥匙且同一把钥匙也能打开地狱之门。”基因技术考验着人类基因技术的发展无疑将大大改变人类未来的生活。有人盼望基因技术能一举解决人类多年来一直无法克服的医学难题，也有人开始担心基因技术会像潘多拉魔盒一样，一旦打开便无法收拾。一位从事基因研究的科学家说，人类再一次坐在了火山口上。三、谁来管理基因（人类独特权及人鼠专利）人类基因组测序图肯定要向社会公布由人类共享。遗传资讯——谁拥有它?这些资讯可能怎样被用来危及个人?个人的基因信息该如何保管？如何防止科学家野心的发作？关於生命形式、基因，及各种其他人类蛋白质是否应该获得专利?人类该如何面对基因技术对伦理的挑战？一方面，DNA是我们最圣洁的隐私；另一方面，我们需要为研究和发展提供激励机制并保护投资。我们应当怎样平衡两者间的关系呢?如果社会需要开发出更好的药物(如抗生素)，则需要提供相应的激励机制以使此项工作得以开展。很明显我们会继续看到耐药的细菌、结核杆菌以及新的病毒。有时自然界是(引用Longfellow的话)“牙齿和爪子都是血淋淋的”。1988年以来，大制药公司的研究和开发(R＆D)基金已超过了美国国立卫生研究院用於医学研究的基金。DNA也可获得专利。实际上，美国专利申请的修辞学植根於美国宪法中，如果要改变专利申请的法则将可能要改变美国宪法(这是不大可能的)。不附带提取方法的DNA序列是否应被赋于专利仍是一个问题和麻烦。在大学与商业公司之间表现的利益冲突(经济方面或其他方面)也不断在引起争议。目前，约3／4的专利是私有的(大多数为大学拥有)。现在问题的焦点是专利申请将阻碍许多遗传试验室使用重要的遗传检测(因为使用专利的付费问题)。最近，日本科学技术会议生命伦理委员会公布了关于人类染色体研究的27项基本原则：不论遗传特征如何，都必须受到尊重，不得实行任何歧视；人类染色体研究及其成果有可能对社会产生极大的影响，因此，在进行研究时必须考虑到伦理、法律和社会性等问题；要尊重提供试样者及其家属的尊严和人权；研究计划必须事先接受有关的伦理委员会的审查；必须对遗传信息进行严格的保管，对泄露个人遗传信息者要给予处罚；限制进行有损于人的尊严的研究活动等。赋予人类独特权，一方面与维护个人尊严有关，