转基因羊给人类健康带来福音

    世纪末的大洋彼岸，一只名叫“多利”的克隆羊的出现，引起了世界的广泛关注，其重视程度不亚于原子弹的问世。人类就要迈入下个世纪时，12月24日，三只名为“连连”、“田田”和“云云”的转基因羊，憨态可掬地亮相于中国北京顺义三高科技农业试验示范区。同样，在我国生物工程、医药等科技界引起了强烈反响。这是中国农业大学教授李宁等采用显微注射法将外源人mAAT（修正的人抗胰蛋白酶）基因导入山羊原核期胎胚内，经过两年努力，于今年6月获得4只人基因转基因羊（其中一只母羊在出生后三天死亡）。经过聚合酶链式反应（PCR）和DNA杂交（ southern）两种分子生物学技术鉴定，证明转基因成功。转基因羊是北京兴绿原生物科技中心实施的“羊乳房生物反应器”项目。两年来，在北京市科技委员会、国家生物工程开发中心、北京顺义区政府与中国农业大学的合作下，获取山羊卵 1036枚，移植受体母羊近百只。此次转基因实验成功率为13．79％。转基因羊的诞生，标志着我国转基因技术步入了新的阶段，为利用动物乳腺生物反应器生产生物药品探索出又一个新的途径。■何为转基因羊最简单的理解就是用体外受精技术，从羊的卵巢里取得卵细胞，体外孵育成熟后，放入精子进行体外受精；然后选取受精卵发育过程中的最佳时机，借助显微技术注射入目的基因（如人凝血因子Ⅸ基因）；再将这个已经含有目的基因（专业提法称“有目的基因整合”）的胚胎移植入母羊的子宫“借腹生育”。这样得到的子羊由于具有目的基因称其为转基因羊。转基因羊研究说来简单，但研究成功却绝非易事：且不说选用的精子、卵子要精心遴选；也不说家畜受精卵的雄原核并不像实验小动物那样清晰可见；显微注射的命中率低；就连注射的外源基因的整合率也不高；移植胚胎的受孕率也极低。因此，目前国际上转基因家畜的成功率只有千分之三，真正达到较高经济效益的更只有千分之一的比例，转基因羊的诞生可谓艰难。■在动物身上建药厂为何要搞转基因羊？说得“平民化”一点，从某种意义上说，就是在动物身上建药厂，转基因动物是生物医药的一场革命。用乳腺表达人类所需蛋白基因的羊、牛等产乳量高的动物就相当于一座大型的药物工厂。我们做细菌基因工程需要很大的车间发酵。做细胞工程药物也需要很多的昂贵设备来培养细胞。而若用转基因动物，就只需要饲养活的羊、牛等动物即可，这种 “药物工厂”显然具有投资少、效益高、无公害等优点。从转基因动物的乳汁中获取目的基因产物的优越性更表现在其成本低、效益高、周期短几个方面。如采用哺乳动物的细胞培养的办法来生产药物蛋白，其成本相当昂贵；而用转基因羊、牛等来生产，每克蛋白成本只需0．02―0．5美元；其二是周期短，如研制一种新药，一般需要20―30年，即使科技再发展，也很难低于10―15年，而若用转基因动物来生产药物，其周期就短得多。例如转基因羊，从目的基因的受精卵显微注射，到转基因羊的出生、成熟、泌乳，理论上是18月，牛也只需2―3年，周期大大缩短；三是效益高。据美国的资料统计，过去，凝血因子Ⅷ都是靠献血的血源来提供、提取的，全美国这方面病人一年所需要的凝血因子Ⅷ约为120克左右。按传统方法，这120克凝血因子Ⅷ需要120万升血浆提取，以每人献血200毫升计，就需要600个献血员提供血浆才能满足。而若用转基因牛来生产，一头牛每年的产奶量是1万公斤，如每公斤乳汁中表达10毫克凝血因子Ⅷ的话，那么，只需要1．2头这种牛即能满足需要，这就是为什么称转基因动物（乳腺生物反应器）是生物医药的一场革命，足以带动整个国民经济的发展，其意义也就不言而喻了。再以白蛋白为例，美国一年需要10万克，需从200万升血浆中提取，而若用转基因牛来生产，以每公斤乳汁表达2克白蛋白计算，只需要5000头牛即可解决。此外，从人血中提取白蛋白等血清蛋白质可能产生的病毒感染之虞，如肝炎、艾滋病等，也可因此而得以避免。转基因羊等转基因动物的用途可谓太大啦！■转基因技术在国外培育转基因动物的设想始于本世纪70年代。二十多年来，世界上已有许多国家在此领域取得了巨大成绩。美国已成功地替换了老鼠体内的一种异常基因，这种基因是一种常见的遗传性血液疾病的致病根源。此举告诉人们基因治疗不再是梦。英国已经能够锁定一些特定的基因，进而改变蚊子的基因结构，使之无法传播疟疾。在日本，科学家把外来基因植入老鼠精子中去，成功地培育出了具有外来基因性状的幼鼠，并应用转基因技术和克隆技术使一只雌性山羊妊娠成功。还应用转基因技术培育出一种能够分解农药中毒性物质的红薯，它可以大大降低农药残留物对食用者的危害。在俄罗斯，已有50多种添加了转基因原料成份的食品获得销售证书。加拿大已培育出了精液中含有人生长激素蛋白的转基因鼠，向世人表明用雄性动物生产药物蛋白也可行。德国发现基因可能通过食物链在不同物种之间转移。在法国，研究人员试验将转基因白毛兔置于紫外光线的照射下，结果兔子的白毛、胡须和眼睛都能变成美丽的荧光绿色。■ 转基因技术展望科学技术日新月异，转基因技术更是备受重视。人类的许多疾病，都直接或间接与基因损伤有关，转基因等现代生物科技的发展，能使人类生命延续的美梦成真。我国此次转基因羊注入的是mAAT基因。之所以选择此基因，主要是因为慢性肺气肿发病率很高，因此应用价值较大。不久以后，雌性转基因羊产下的羊奶将成为治疗肺气肿等肺部疾病的特效药，有肺病的人便可以吃此转基因羊奶中提取的药品甚至直接喝此羊奶就能治病了。技术一旦获得了突破，科学家就可以选择其他动物，也可以选择注入其他基因，出现能治疗糖尿病的转基因牛、治疗心脏病的转基因狗、治疗高血压的转基因兔等。到那时，现在还难以治愈的疾病，都会迎刃而解！同时，转基因技术同样能在解决人类食物上大有作为。科学家们一致认为，基因改良农作物对于解决世界性的饥荒问题具有至关重要的作用。甚至预测，到 2025年时，人工饲养的转基因鱼将弥补世界渔业产量的不足，满足全球人类的食用需要。会有那么一天，转基因羊奶6000美元1磅，转基因奶牛每年产奶价值数十亿美元，将不是天方夜谭，而是活生生的事实。