关注基因武器

摘要 本文从人类基因组多样性研究成果证实人类种族之间存在基因差异的事实出发,概述了基因武器的产生背景,提出了基因武器的概念。对基因武器的原理、性能和特点进行了分析,对基因武器在全球范围内的研制状况进行了介绍,对基因武器的发展态势及其潜在威胁进行了预测。提出了我国应当呼吁国际社会全面禁止基因武器的研制和使用,寻求对中华民族有效的生物药剂和疫苗,研制对抗基因武器的新型探测和防护器材,以及探索未来反基因战的战法、途径和手段等四项基本对策。
在人类基因组多样性的研究中,已经发现人种之间确实存在基因的差异。这种差异,很可能被种族主义者和恐怖主义分子所利用。他们可以根据不同种族基因组多样性特点,采用基因工程技术手段,设计、研制出针对某一种族的基因武器,从而对某一种族或国家的安全造成潜在的和巨大的威胁。基因武器就是在生物遗传工程技术的基础上,用人为的方法,按照军事上的需要,利用基因重组技术,复制大量致病微生物的遗传基因,并制成生物战剂放入施放装置内所构成的武器。它能改变非致病微生物的遗传物质,使其产生具有显著抗药性的致病菌,利用人种生化特征上的差异,使这种致病菌只对特定遗传特征的人们产生致病作用,从而有选择地消灭敌方有生力量。基因武器杀伤力极其强大,远非普通的生物战剂所能比拟。据估算,用5000万美元建造一个基因武器库,其杀伤效能远远超过50亿美元建造的核武器库。某国曾利用细胞中的脱氧核糖核酸的生物催化作用,把一种病毒的DNA分离出来,再与另一种病毒的DNA相结合,拼接成一种具有剧毒的“热毒素”基因毒剂,用其万分之一毫克就能毒死100只猫;倘用其20克,就足以使全球55亿人死于一旦。正因为如此,国外有人将“基因武器”称为“世界末日武器”。科学家认为,不能排除随着基因操作等知识的日益普及,基因技术被用于制造基因武器的可能。有人甚至预测,基因武器将在5至10年内出现。在战略上,基因武器将使作战方式发生明显变化。使用者只需要在临战前将经过基因工程培养的病菌投入他国,或利用飞机、导弹等将带有致病基因的微生物投入他国交通要道或城市,让病毒自然扩散、繁殖,使敌方人、畜在短时间患一种无法治疗的疾病,从而丧失战斗能力。此外,基因武器可根据需要任意重组基因,可在一些生物中移入损伤人类智力的基因。当某一特定族群的人们沾染上这种带有损伤智力基因的病菌时,就会丧失正常智力。在战术上,基因武器不易被发现,将使对方防不胜防。因为经过改造的病毒和病菌基因,只有制造者才知道它的遗传“密码”,其他人很难破译和控制。同时,基因武器的杀伤作用过程是在秘密之中进行的,人们一般不能提前发现和采取有效的防护措施。一旦感受到伤害,为时已晚,在此之前早已遭到基因病毒的侵袭,很难治疗。此外,基因武器还有成本低、持续时间长、使用方法简单、施放手段多样、不破坏敌方基础设施和武器装备等特点,具有较强的心理威慑作用。目前,至少美国、俄罗斯和以色列都有研制基因武器的计划。美国已经研制出一些具有实战价值的基因武器。他们在普通酿酒菌中接入一种在非洲和中东引起可怕的裂各热细菌的基因,从而使酿酒菌可以传播裂各热病。另外,美国已完成了把具有抗四环素作用的大肠肝菌遗传基因与具有抗青霉素作用的金色葡萄球菌的基因拼接,再把拼接的分子引入大肠肝菌中,培养出具有抗上述两种杀菌素的新大肠肝菌。俄罗斯已利用遗传工程学方法,研究了一种属于炭疽变素的新型毒素,可以对任何抗生素产生抗药性,目前找不到任何解毒剂。以色列正在研制一种仅能杀伤阿拉伯人而对犹太人没有危害的基因武器。为了保护全人类的最大利益,维护和促进世界和平与发展,有效防范基因武器的潜在威胁,我们应采取以下对策：第一,积极敦促国际社会按照1998年联合国大会批准的“关于人类基因组与人类权利的国际宣言”的精神,在全球范围内达成有关限制基因技术的使用,全面禁止基因武器研制的伦理公约和协议;第二,尽快采取行动,认真研究本民族的基因密码,及早察明其中的特异性和易感性基因,有针对性地采用生物工程技术研制有效的生物药剂和疫苗,提高和增强民族的基因抵抗力;第三,积极应用高新技术,针锋相对地研制反基因武器,研制新型探测和防护器材,做到有效识别和防护;第四,针对敌军可能实施基因战的战法、途径和手段进行专门研究,及早制定行动预案。只有这样,在未来可能面临的基因威慑与反威慑的斗争中,中华民族才不致于受制于人。     

基因治疗

基因治疗是一种主要用于修正疾病相关的缺陷基因的技术。截至2005年1月,全球共有1020个基因治疗临床试验。基因治疗由于尚存在药物生命周期短、给药途径、多基因病和免疫反应等方面的问题,目前还基本处于实验阶段,在临床试验还不是很成功。虽然如此,基因治疗具有经济、直接、高效的优点。在科学家未来的不断努力下,前景十分光明。一、基因治疗的概念人类疾病都是环境因素(如化学物质、辐射、病毒、细菌、营养等)与体内因素(如精神因素、激素、代谢等)共同作用的结果。环境因素与体内因素的相互关系,相当于外因和内因,内因起主要作用,外因通过内因起作用。基因是生物功能的可遗传的单位,是内因的最基本的表现形式。对于非传染性的人体自发性的疾病,主要是人自身的基因及其表达产物出了问题。对于传染性疾病,则是外源的细菌、病毒等病原体通过他们的基因及其表达产物作用于人体而致病。因此,人类疾病的一个主要原因,是人体自身基因出问题,或外源病原体基因及其产物作用的结果。我们刚才提到了基因及其表达产物,现在更具体地说明这些概念的含义。在分子生物学中有一个中心法则,图1表示的是中心法则的示意图。图1 分子生物学的中心法则对人类而言,基因是人体染色体上脱氧核糖核酸(即DNA)的一段序列,是遗传信息的载体。DNA本身可以复制达到新陈代谢和遗传繁殖的目的。基因通过转录过程,产生RNA,即核糖核酸,并进一步通过翻译,生产出蛋白质,即功能作用的具体实现者,也就是我们说的基因表达产物。前面说到的基因出了问题,有以下几种可能：一是自身基因的异常或缺失,二是外源基因的攻击。相应的对策有：对于基因异常或缺失,就是设法加入正常的基因或产物,或补充缺失的基因或其产物,使其发挥应有的正常功能,例如直接加入最终表达物蛋白质。对于外源致病基因或自身病变基因,可以想办法使其不起作用,例如用化学药物阻止这些基因的复制、转录或翻译,或阻断其下游作用通路。可以想像,这些方法可以在中心法则遗传信息传递的任何一个环节使用。基因治疗就是从遗传物质本身,即基因入手,不必产生或纯化基因的最终产物,而是将基因,通常是通过一个载体直接导入人体,再利用人体自身就具有的基因复制、转录与翻译功能来产生这些产物,达到补充正常基因产物或对抗异常基因的目的(参见图2)。图2 基因治疗示意图二、基因治疗的主要特点：从基因治疗的原理可以推断出其主要特点：1.更加经济、方便。因为它利用了人体自身的表达系统和功能,毋需进行产物的分离纯化。2.理论上更加安全。因为它是针对某一特定的异常或缺失基因,不会带来其他的副作用。3.技术上要求更高。因为它必须将基因直接导入人体,并有效调控其表达,因而在操作技术上,特别在有效性与安全性方面提出了苛刻的要求。三、基因治疗涉及到的关键步骤1.基因的识别。识别DNA序列的哪些部分是基因,哪些不是,以及基因的功能为何。对人类自身基因而言,于2003年4月全面完成,中国也参与了的人类基因组计划,识别了3万多个基因。2.疾病的基因基础,就是发现疾病是哪些基因引起的,其作用机制如何。目前国际上的OMIM数据库,即人类孟德尔遗传在线数据库,已经收录了一万多条与疾病相关的条目。3.基因的导入系统。找到了致病基因后,下一个问题是,如何高效、靶向性地导入正常的基因。目前开发了多种导入系统,主要包括逆转录病毒、腺病毒、裸DNA、脂质体等。然而如何针对不同基因不同的目的区,构建高效的导入系统,仍然是科学家们正在不断探索的难题。4.基因表达的可调控性。基因之间存在非常复杂的调控关系,如图3表示的是老年痴呆症相关的基因调控关系,是非常复杂的相互牵制与协同关系。人体本身的基因,是处在整个基因组的大环境下,因而能够进行自身复杂的调控。而导入的基因是装在一个载体上,不具备这些复杂条件,而且我们对这些调控还不十分清楚,因而在什么时候基因该表达,什么时候不应该,以及该表达多少,仍然是巨大的难题。四、基因治疗的现状截至2005年1月,目前全球正在进行1020例基因治疗临床试验,其中约2/3处于临床一期,1.7%处于临床三期。图3 基因调控网络一例(选自KEGG数据库)从所治疗的疾病来看,66%的药物用于肿瘤,其次分别为单基因病(9.4%)、心血管病(8.1%)、传染性疾病(6.6%)等。从所使用的目的基因类型来看,细胞因子最多,占24%,抗原基因14%,肿瘤抑制基因12%,其他还包括自杀基因、缺陷基因、药物抗性基因、受体基因、复制抑制基因等。在地域分布上,美洲占67%,欧洲28%,亚洲、澳洲和非洲分别占1.9%、1.7%和0.1%。从所使用的载体系统来看,27%用的是反转录病毒,26%为腺病毒,裸DNA/质粒为15%。目前世界上只有一个基因治疗药物被批准上市,就是深圳赛百诺基因技术有限公司生产的“重组人p53腺病毒注射液”(商标名：今又生/Gendicine),于2004年1月20日获得国家食品药品监督管理局的准字号生产批文上市。p53是一个肿瘤抑制基因,所以该药主要用于治疗肿瘤。五、基因治疗面临的主要挑战1999年美国一位18岁男孩因为接受基因治疗导致多个器官衰竭,而这据信是因为引起严重的免疫反应而造成的。2002年8月和2003年1月初法国一位小孩和美国一位小孩分别出现了白血病类似的症状,因此美国FDA(食物与药品管理局)在2003年1月暂停了所有在血干细胞上使用反转录病毒载体的基因治疗临床实验。全球对于基因治疗也因此持非常谨慎的态度,这反映在最近几年新批准的基因治疗临床试验方案有所减少：在1999～2004年间,全世界新批准的基因治疗临床方案从117个减少到58个,今年到一月份的数字为1个。总结起来,基因治疗面临的主要挑战在于：1.基因效应时间较短。2.免疫反应：过分反应,特别是重复治疗时。3.病毒载体的问题：病毒虽然经过灭活,但可能会再获得功能而致病。4.多基因病的问题：一个基因不能解决问题,转入基因未必是真正的缺失或异常基因。六、总结基因治疗是从最根本的遗传物质,即基因入手来修正人体功能的缺失或异常,具有经济、直接、高效的巨大优点。虽然在技术上要求很高,以至目前只有一个上市产品,同时还出现了一些失败和挫折,这些挑战将持续很长时间,但从历史发展的规律来看终究是暂时的,在科学家的努力下必将逐步得到解决。因此基因治疗的前景十分光明。     

用埃博拉幸存者血液治疗埃博拉患者展开临床试验物质

<正>据《华盛顿邮报》的报道,首个用埃博拉幸存者的血液来治疗埃博拉患者的临床试验在西非拉开序幕,其目的是测试埃博拉幸存者向患者捐献的血浆或血液是否安全、有效,并能够减少疾病和死亡。采取这一疗法的理论依据是:幸存者体内的血液里可能已经存在埃博拉病毒的抗体,能够有效地对抗埃博拉病毒。以血为药的古老理念用幸存者的血液治疗患有同     

新生儿基因测序的双重考验

通过一项耗资2500万美元的项目,数百个美国婴儿将成为基因组医学领域的“先锋者”。科学家们会在这些婴儿出生后不久立刻为他们测序基因。基因组测序和新生儿疾病筛查研究项目的支持者公开表示,对于那些在孩子一出生便想了解其全面基因构成以及整个童年时期情况的父母而言,相关项目将测试它到底多有用以及是否合乎伦殚。     

基因治疗:现状与展望

基因治疗旨在导入正常基因以取代或补偿基因缺陷以在遗传水平上治愈疾病。然而,直到20世纪末基因工程技术及转运载体技术的迅速发展,此简单的治疗理念才得以实施及临床应用,并且很快涉及多个疾病领域,包括遗传病、恶性肿瘤、感染性疾病等。近年来的临床试验在全球不断取得突破性进展,并取得了较好的疗效和安全指标。这表明作为一种新型疗法,基因治疗将为传统医药领域带来革新,开辟更加广阔的前景。此外,基因编辑技术和干细胞技术的发展也为基因治疗的发展做出了贡献。本文就基因疗法的有效性和安全性研究进展以及潜在的伦理问题进行了总结讨论,并在此基础上提出了基因治疗的研究热点,发展前景及相关的挑战性问题。     

警惕隐藏在疾病背后的大问题

美国研究人员称,不少疾病会相伴而生,有时候隐藏的疾病可能比表面的疾病更危险。研究人员发现,有些情况下。某种疾病可能是另一种病的衍生品;而有些情况下,疾病则是出于错误基因或不健康的生活习惯带来的连锁反应。警惕下列疾病之间存在的危险联系,将有助于你早发现病情,并进行及早的治疗。     

国际人类基因组组织(HUGO)伦理委员会关于基因治疗研究的声明

引言 重组DNA技术的出现和人类基因组序列草图的发表,使人们对新基因知识通过基因治疗更加有可能治疗疾病满怀希望。媒体对此的兴趣使这个希望得到普遍的关注。 在这个声明中,基因治疗是指通过基因的添加和表达来治疗或预防疾病,这些基因片段能够重新构成或纠正那     

使人类长生不老的基因

<正>如果将延长蠕虫生命的科学应用到人类身上,我们就能活到500岁了。美国研究人员稍稍调整了一下实验室蠕虫——秀丽隐杆线虫的两个基因通路,便使这种动物的寿命延长了5倍。科学家们表示,这项研究通过遗传相互作用得出的结果,让抗衰老疗法出现了令人期待的美好前景。美国加利福尼亚州诺瓦托市     

小心乙肝治疗的五大陷阱

在南京市第二医院近期收治的肝病患者中,约半数是由于轻信违规广告而使病情加重的。一些“小三阳”、“大三阳”患者拼命追求转阴率,使本来只是携带病毒的肝脏因为各种药物而不堪负荷,最终犯病。为此,二院赵院长总结了肝病患者“5大治疗陷阱”,提醒患者注意防范。陷阱一:“基因疗法”治疗乙肝专家:基因治疗是将具有正常功能的基因置换,或校正体内缺陷的致病基因。乙型肝炎是由乙肝病毒免疫损伤肝脏细胞致病,目前还没有发现人类因某个基因缺陷而导致乙型肝炎,所以根本无需用外源基因修正代替人体基因。如果要用人造基因导入体内破坏或阻止乙…     

糖尿病、痴呆和前列腺癌的早期检测技术的研究

据我们在“九五”攻关期间，对老年期疾病的研究表明，大多数老年人都患有1种或数种疾病。常见疾病中有：2型糖尿病（5.89%），痴呆（4.6%）和前列腺癌（3.6/万）等，在60岁以后，伴随着身体衰老和退行变的进展，这些疾病呈现增龄性增加。如糖尿病患病率从60岁起，每增加10岁，递增3%～5%。这些宏观数据强烈提示着老年常见慢性疾病早期发现、早期干预的重要性。但是临床实践中，一直缺少基因组基础上的分子检测技术，原因是这些疾病的因果关系不明，因此，联结衰老和老年期疾病易感基因进行研究，立足于现有的对糖尿病、痴呆和前列腺癌病因学的知识的理解，探索和中国人糖尿病、痴呆和前列腺癌关联的易感基因，初步建立相应的检测技术和方法，可使人们加深对这些疾病发生本质的认识，提供潜在临床应用的依据。     

以色列研发新药治疗急性白血病

正以色列希伯来大学医学院研究团队日前宣布,他们成功开发出一种用于治疗急性髓细胞白血病的新型生物药物。研究团队称,这种新药对患有急性髓细胞白血病小鼠的治愈率达到50%。相关成果刊登在新一期美国《细胞》杂志上。目前,研究团队与相关方正向美国食品和药物管理局申请对新药进行第一阶段临床试验。     

你被焦虑困扰吗

日前,复旦大学公共卫生学院流行病学教研室公布了一份调查,结果表明,到综合医院就诊的病人中,近四分之一会出现抑郁/焦虑症状,为此,中华医学会发起了“心晴行动计划”,呼吁医生、大众媒体和全社会都担负起社会责任,以人为本,积极关注抑郁/焦虑患者的情况,让已经患有身体疾病的病人拨开灰暗情绪,重现开朗心情。重要提示:此自测表仅供已患有各种躯体疾病而正在求医的患者测试,可以帮助患者了解自己目前的精神状态,如有异常应及时寻求精神科医生治疗。测试表(A)1.我感到紧张(或痛苦)几乎所有时候3大多数时候2有时1根本没有0(D)2.我对以往…     

哪些女性疾病会遗传

<正>无数的临床经验都显示了这样一个事实:家族成员的健康状况具有一定的遗传性。如果母亲患有癌症、心脏病、糖尿病,或其他与基因有关的疾病,我们也很自然地担心有一天类似的麻烦会找上门来。尤其对于那些曾亲眼目睹母亲患上癌症的人来说,这方面的顾虑就更大。     

辐射炸弹可清除体内艾滋病毒

<正>多年来,医生一直使用抗病毒药物治疗艾滋病病毒携带者和艾滋病患者,但这种疗法有时会产生副作用。而今纽约的一组科学家们正在研究一种辐射疗法。形象地说,这种疗法就像是一种效率更高的智能辐射炸弹,治疗效果也更好。研究人员指出辐射疗法和抗逆反转录病毒疗法"双管齐下"有望最终攻克艾滋病。科学家在研究过程中,对采用抗病毒     

新型母鸡能产抗癌药物鸡蛋

以第一个成功克隆出多利羊而声震全球的英国罗斯林研究所宣布,他们与美英的两家生物公司合作,利用基因重组技术,成功地让母鸡产出了蛋清中富含可用于治疗癌症的蛋白质的鸡蛋。这样,动物本身就成了制药工     

发现推迟心脏衰老新方法

日本科学家日前宣布，他们的最新发现显示，人类或许可以推迟甚至防止心脏衰老，以避免出现心力衰竭。日本京都大学研究生院医学研究科的助理教授盐井哲夫及其领导的研究小组在美国《循环》月刊发表论文阐述，如何成功在一组老年实验鼠的身上抑制了P13K基因的活性。P13K基因负责控制细胞的寿命，并且在组织衰老过程中作用重大。     

ZUPE白内障超声乳化仪

一、主要技术内容 白内障是指眼球晶状体混浊而影响视力的一种疾病,其发病机理目前尚不清楚.迄今为止,治疗尚无特效药,最佳方法是手术摘除.利用超声波的"切割效应"和"空化效应",将混浊、变质的晶体破碎、乳化后,吸出眼外,再植入人工晶体,使病人得以复明.由于白内障超声乳化术的突出优点:小切口,病人痛苦小,术后视力恢复好,无须缝合,无须住院;此方法还适合于白内障未成熟期,所以被认为是目前世界上最先进的技术,正在迅速替代传统的囊内、囊外摘除术,成为主导手术.据美国报道,1992年超乳已达66%以上,国内近2～3年已迅速发展,处于上升、发展趋势.     

科学家找到消除痛苦记忆方法

正科学家们在过去曾经认为:人的记忆,一旦在大脑中被牢固地记录下来便将是永久性无法更改的。因此对于那些因为痛苦记忆而陷入焦虑压抑中的人们,医生给他们的建议是想办法用开心的事情去盖住那些令人不愉快的事。但那些不堪回首的记忆仍然会存在于内心深处,并时不时地再次想起。但这样的看法正变得越来越站不住脚,现在越来越多的证据证明人类的记忆是可以被更改或抹去的。荷兰的研究人员在这一研究过程中,招募了参与研究的志愿者并开展了基于电休克疗法的治疗实     

基因使人类寿命延长500年

正科学家认为,如果将延长蠕虫生命的科学应用到人类身上,我们活到500岁就不会只是一个梦想。美国研究人员稍稍调整了一下实验室蠕虫——秀丽隐杆线虫的两个基因通路,便使这种动物的寿命延长了5倍。科学家们表示,这项研究通过遗传相互作用得出的结果,让抗衰老疗法出现了令人期待的美好前景。美国加利福尼亚州诺瓦托市巴克衰老研究所首席科学家潘卡     

科学家发现染色体交换 融合基因有利于癌症研究

美国密歇根大学医学院研究人员利用基因测序技术，鉴定出了一系列在染色体交换时发生融合的基因，研究人员认为。这些周期性发生的基因融合可能是导致某些癌症的驱动机制。将来，这些基因融合可能会成为诊断癌症的标记物，或未来药物开发的靶标，这开辟了癌症研究的新领域。相