现代生物技术与健康.pdf

第七章现代生物技术与人类健康

一、现代生物技术进展

（一）基因组学和蛋白组学技术

（二）基因工程技术

（三）干细胞和干扰RNA技术

二、现代生物医学技术对人类健康的影响

（一）疾病预防

（二）诊断技术

（三）治疗手段

三、未来生物医学技术发展展望

本章主要讲现代生物技术对人类未来的健康影响。

少林：这仅仅是我想到的一些，具体你自己把握就行。字多少没有关系。

从上个世纪八十年代开始，全世界兴起生物热。在九十年代的中国，初中老师大力忽

悠或鼓励学生热爱生物，说21世纪是生物世纪，等等。于是大量高智商的学生被忽悠或引

导到大学的生物专业，或与生物有联系的专业。由于我国在一定的历史阶段，生物领域落

后于发达国家，特别是落后于美国，所以这些高智商的学生，在大学期间，就通过了美国

读博士要求的托福与GR成绩，并联系好对方支助的学校，一毕业就赴美学习。当然，像

数学、物理、化学等基础学科出国的也不少，各行各业都有出国学习的。不过公允地说，

生物学的学生应该是最多的。当然也有学生物出去的，最后因为此行道竞争太激烈，该学

计算机等进入其他行道。

那么，现在全世界的生物学研究，与其他行道相比，是个什么水平？我们不说具体的

医学等应用生物学杂志，单就代表公共学科的“科学”（Science）、“自然”（Nature）与美国

PNAS（美国科学院院报）这三种全世界公认的顶尖综合杂志而言，在过去的十多年中，

生命学科的文章分别占了57%、61%与84%。大家就明白了，生命科学的发展与在所有学

科中占的比重是多么的令人赞叹啊，这也是该行业如此竞争激烈的必然结果。我们且不说

探索生命奥秘的长期研究，单就与人类健康有关的生物技术，已经为人类的健康与长寿做

出了很大的贡献。

基因芯片

基因芯片（DNA芯片、生物芯片），又称为DNA微阵列(DNAmicroarray)。起源于上

世纪80年代中期，基因芯片的测序原理是杂交测序法，即通过与一组已知序列的核酸探针

杂交进行核酸序列测定的方法，在一块基片表面固定了序列已知的靶核苷酸的探针。当溶

液中带有荧光标记的核酸序列TATGCAATCTAG，与基因芯片上对应位置的核酸探针产生

互补匹配时，通过确定荧光强度最强的探针位置，获得一组序列完全互补的探针序列。据

此可重组出靶核酸的序列。

生物芯片技术主要包括四个基本要点。第一是芯片制备，将玻璃片或硅片进行表面处

理，然后使DNA片段或蛋白质分子按顺序排列在片芯上。第二步是样品制备，生物样品

往往是复杂的生物分子混合体，一般不能直接与芯片反应，可将样品进行生物处理，获取

其中的蛋白质或DNA、RNA，并且加以标记，以提高检测的灵敏度。第三步就是生物分子

反应，是芯片检测的关键一步。通过选择合适的反应条件使生物分子间反应处于最佳状况

中，减少生物分子之间的错配比率。最后一步是芯片信号检测，将芯片置入芯片扫描仪

中，通过扫描以获得有关生物信息。我国在中央政府的支持下，已经建立起了一些芯片研

发平台，作为国家引进的人才，率先在我国起步的程京博士，已经于2009年成功当选工

院院士。

基因芯片的应用。1998年底美国科学促进会将基因芯片技术列为1998年度自然科学

领域十大进展之一，足见其在科学史上的意义。现在，基因芯片已被应用到生物科学众多

的领域之中。它以其可同时、快速、准确地分析数以千计基因组信息的本领而显示出了巨

大的威力。这些应用主要包括基因表达检测、突变检测、基因组多态性分析和基因文库作

图以及杂交测序等方面。在基因表达检测的研究上。人们已比较成功地对多种生物包括拟

南芥、酵母及人的基因组表达情况进行了研究，并且用该技术一次性检测了酵母几种不同

株间数千个基因表达谱的差异。

在实际应用方面，生物芯片技术可广泛应用于疾病诊断和治疗、药物筛选、农作物的

优育优选、司法鉴定、食品卫生监督、环境检测、国防、航天等许多领域。它将为人类认

识生命的起源、遗传、发育与进化、为人类疾病的诊断、治疗和防治开辟全新的途径，为

生物大分子的全新设计和药物开发中先导化合物的快速筛选和药物基因组学研究提供技术

支撑平台。

药物筛选和新药开发。由于所有药物（或兽药）都是直接或间接地通过修饰、改变人

类（或相关动物）基因的表达及表