基因工程制药,奇特的制药厂
什么是基因工程?基因工程就是用现代生物化学技术,把核酸分子提出来,在体外进行切割,彼此重新组合,将某种生物基因的DNA转移到另一个生物的细胞中去,经过复制、转录、转译、创造出新的生物特性,用基因工程技术制药就相当于使宿主细胞成为生产药物的工厂。
1978年9月,美国科学家向全世界人民展现了利用遗传工程解决实际问题的第一个辉煌成果。在奇特的制药厂——大肠杆菌里生产出人胰岛素。据统计,美国有550万左右的人患有糖尿病,全球有1亿之多。糖尿病患者的死亡率仅次于癌症和心脏病。从1921年到现在,医学上一直采用胰岛素治疗糖尿病,但胰岛素来源十分困难,以往主要靠从牛、猪等大牲畜的胰腺提取。一头牛或一头猪的胰脏只能产生300个单位或30毫升的胰岛素,而一个病人每天需要40个单位或4毫升的胰岛素,显然胰岛素的产量不能满足病人的需要。基因工程技术的发展为解决这个问题提供了一条崭新的途径。科学家们把人工合成的人胰岛素基因移植到大肠杆菌细胞中,使其成为菌体内的新基因,结果生产出了人胰岛素。因为人的胰岛素基因与大肠杆菌的遗传物质相结合,成了大肠杆菌遗传物质的一部分,所以随着它的繁殖,这段胰岛素基因也一代代地传了下去,这种大肠杆菌的后代也能生产胰岛素了。这种带上了人工给予的新的遗传性状的细菌,被称为基因工程菌。把这样的基因工程菌放到大型的发酵罐里,给它提供合适的条件和营养物质,进行人工培养和大量繁殖,就能生产出大量的胰岛素。大肠杆菌则成为生产胰岛素的“活工厂”。这一成果使胰岛素药源不足的问题终于解决了。
基因工程生产胰岛素
基因工程也用于免疫蛋白的研究。我们知道乙型肝类疫苗是预防肝炎的重要药物。据统计,全世界乙肝带病毒者达2亿多,我国属乙肝高发病区,带病毒者达1亿人,每年发病者2000万人左右。过去乙肝疫苗是从带病毒的血清中制备的,产量少,价格贵。现在科学家用基因工程技术制造乙肝疫苗,提高了疫苗生产的产量,降低了成本,经济效益可想而知。我国乙型肝炎基因工程疫苗的研究也有很大进展,先后完成了乙肝病毒与大肠杆菌的重组、乙肝核心抗原的大规模生产,并制成了乙肝核心抗原的诊断试剂等,研究成果已达世界先进水平。
科学家们发现,人的高矮是受一种生长激素的控制。生长激素是人的脑垂体产生的一种蛋白质激素。儿童如果缺乏生长激素,就难以长高,成为侏儒,如果及时发现及时补充生长激素就可治好侏儒症。以往生长激素只能从死者脑子里提取,因为只有用人的生长激素才能治病,因此产量很低,价格昂贵。一个侏儒病的儿童一年用药量得从50具尸体的脑垂体中提取才够用,这样世界上只有1%的侏儒儿童能得到治疗。而现在可以用基因工程技术使细菌产生人的生长激素获得成功。先用人工合成办法合成了人的生长激素,然后把这个基因引入了大肠杆菌,使其生产出了人的生长激素。而且又通过改进工艺还能大规模生产,以满足临床的需要。生长激素不仅可以治疗侏儒病,而且可以治疗烧伤、骨折、胃出血等,对预防老年患者肌肉萎缩症也有一定疗效。基因工程为生产生长素开辟了广阔的道路。
基因工程技术在医药工业方面掀起了一场革命,现在临床上应用的胰岛素、乙肝疫苗、生长激素、干扰素等药物大多是基因工程的产品,由于生产成本降低,使广大患者都可以受益。
基因工程为许多疾病的诊断、治疗提供了好方法,特别是一些遗传疾病将因此而得到根本性治疗。利用基因工程技术进行重组DNA,这些重组DNA再进行转录、转译,就可以在大肠杆菌中生产出大量我们所需要的物质,可以创造出新品种。基因工程拥有着广阔的发展前景。
尽其“天年”的人
健康长寿是人类的共同愿望。为了探索长寿的奥秘,科学家们进行了艰苦的努力。现代医疗保健科研人员普遍认为,通过增加营养、锻炼身体和提高医疗卫生水平等行之有效的办法,可以使人的寿命延长。随着时代的发展,我国从新中国成立前平均寿命35岁,发展到1985年的68.92岁,1992年达71岁,目前平均寿命已达75岁以上。这与我国人民生活水平的不断提高和医疗卫生条件的改善有很大关系。人类的平均寿命随社会的进步在不断增长,21世纪要向百岁进军。
但是,是否随着时代发展的过程,人类的寿命会得到无限的延长呢?人类的寿命到底有多长?这是人类关注的问题。
人的极限寿命到底有多长?
人和其他生物一样,都会经历生长发育和衰老死亡的过程。不同物种有不同的寿命期限。所谓人类的生命限度,就是在自然界人类可以活到的年龄,中国医学称之为“天年”。人类的“天年”究竟是多少?怎样才能知道人类自然寿命是多少呢?目前测算人类自然寿命的方法主要有以下几种:
(1)生长期推算法:哺乳动物的寿命期限与生长期有关,其平均寿命约为生长期的5~7倍。例如,狗的生长期是2年,它的寿命约10~15年;马和牛的生长期是5年,它们的寿命约25~35年;老虎和狮子的生长期是4年,它们的寿命约为20年;大象的生长期是25年,它的寿命约150年;猿的生长期是12年,它的寿命约50年;人的生长期为20~25年,那么人的生命极限约为125~175年。
(2)性成熟期测算法:哺乳动物的寿命为性成熟期的8~10倍,人的性成熟期为14~15年,因此人的自然寿命应是112~150年。
(3)细胞分裂次数和细胞分裂周期测算法:动物胚胎细胞生长的分裂次数和分裂周期是有规律的。细胞分裂次数与细胞分裂周期相乘的积就是人的自然寿命。人体的细胞从胚胎发育开始,每隔2.4年分裂一次,分裂50次后便停止分裂,由此推算人的自然寿命为120年左右。
细胞分裂次数与寿命的关系
除以上3种自然寿命测算法外,法国科学家还提出,人的寿命极限是内分泌生长完成时间的8倍,人的内分泌生长完成时间为16岁,那么当为128年。又有人提出,动物的极限寿命与脑重量乘0.6的值成正比,而与体重乘0.2的值成反比。因此,与体重相比脑大的动物,也就是智能水平越发达的动物其寿命越长。
无论用哪种方法测算,都说明人类的寿命应该在百岁以上。那么,人到底能否达到这个极限?这些理论推算是否可以得到实践证明,这是我们所关心的。事实上,世界上百岁以上的老人不但存在,而且数量在逐年增加。因此,人的自然寿命在百岁以上,从理论上讲是可能的,从实践上看已成为现实。但遗憾的是,在现实生活中,能够活到百岁或百岁以上者终归是少数,大多数人到60~80岁就衰老了,为什么活不到“天年”呢?有人认为,是因为人被各种各样的疾病缩短了寿命,而绝大多数疾病又是人为造成的,因为人们做不到为了健康而过理性的生活。其实,健康长寿受多种综合因素的影响,怎样才能尽享“天年”呢?这是需要人类探索解决的世界性难题,也是今后人类健康研究的努力方向。