转基因技术的利弊及其所引发的思考.doc

转基因技术的利弊及其所引发的思考基因工程，是指将生物体内控制特定性状的基因作为外源基因，按照人类的意愿在体外进行加工操作后，再引入受体生物，使其在受体生物体内稳定存在并表达，从而生产出人们所期望得到的产物或者达到某种目的的过程。基因工程中应用最广泛的技术就是转基因技术，它可以克服物种之间的遗传屏障，按照人的意愿创造出自然界里原来没有的生命形态或者稀有物种，以满足人类的需求。转基因技术作为一种新兴的生物技术，为人类解决诸多方面面临的困难带来了福音，同时也带来了很多令人类措手不及的问题。本文列举了作者在读书过程中总结的转基因技术利与弊的一些方面，同时提出作者对其所进行的一些思考。转基因技术给人类带来的福祉一转基因技术给农业带来的革命由于在提高生产力以及提高产品品质上的突出成绩，转基因技术已经成为正在进行的农业技术改造的最重要的组成部分之一。1.抗病虫害的农作物目前已经发现了多种杀虫基因，其中应用最广的是Bt毒蛋白基因和蛋白酶抑制剂基因。Bt毒蛋白基因来源于苏云金芽孢杆菌，将该基因转移到植物体后，植物体内能合成Bt毒蛋白，被害虫吞食后可导致害虫死亡；蛋白酶抑制剂基因最早从菜豆中分离，害虫食入它的表达产物后会无法消化某些必需蛋白质从而导致死亡。另外，动物的毒素基因以及植物凝集素基因也被应用于杀虫并且成绩斐然。在抗病害方面，人们将病毒的外壳蛋白基因、病毒的卫星RNA基因、异种植物编码的抗病基因导入植物体内，利用它们的表达产物对付病毒的侵害；将植物抗毒素基因、几丁质酶基因等导入植物体内使植物获得抗真菌的能力等等。2.利用植物生产疫苗在人生的旅途中，人类时时刻刻在与疾病做着顽强的斗争，而疫苗是人类在斗争中的重要武器之一。传统的生化方法生产疫苗成本高、危险性大，为了解决这个问题，科学家利用转基因技术，使得某些植物具备了产生人类需要的疫苗的能力。细胞生物学家米奇海因正在培育可以防止霍兰产生的苜蓿苗。他将霍乱的抗原基因切下来，把这些基因导入到能够引起植物冠瘿病的土壤杆菌细胞中，让苜蓿感染这种带有外来基因的冠瘿病毒。通过这种方法将霍乱抗原基因带入苜蓿苗中，当人们食用这些苜蓿苗后，就可以获得对霍乱的免疫力。种植这种植物来生产疫苗成本低、产量大、危险系数小，而且食用植物疫苗不需要注射器，可以避免注射器传染疾病的威胁。二转基因技术给畜牧业带来的变化1.利用转基因技术实现优质高产动物品种的遗传改良，即提高其抗性、品质和产量，为增加肉、蛋、奶及其他畜产品的生产起了很大的作用。例如在美国，奶牛的品种改良在过去30年中使奶牛的平均产奶量提高了一倍。目前在一年305天的泌乳期内，许多大量养殖牛群的平均产奶量已经达到5450公斤-6300公斤，个别高产奶牛可达到13620公斤。而生物技术专家将生长激素基因和来自北大西洋鱼类的耐寒性基因转入耐寒性较差的鲶鱼体内，有望得到既耐寒又生长快的鲶鱼新品种。2.利用动物生产药物利用转基因技术，人类把人的基因嵌入到哺乳类动物的受精卵中，使动物乳腺有目的的生产某些蛋白质。例如荷兰科学家利用奶牛生产抗菌素乳铁蛋白、美国科学家实现了利用猪生产以用蛋白质人类蛋白C、法国科学家让转基因兔子生产凝血因子7和红细胞生成素等等。三转基因技术给医学带来的新思维1.用动物器官代替人类器官传统的器官移植主要面临两个难题：供体器官紧缺和异体器官的排斥。而利用转基因技术，可以将人的基因注入猪等与人器官相近且繁殖率高的动物的受精卵中，经过几代的检测筛选后可以得到具备人类基因的猪，其器官可以避免被排斥。这一技术有望实现用动物器官代替人类器官，从而解决上述两个难以解决的问题，并且避免了伦理纷争。2.基因诊断基因诊断是指通过对受检者基因组进行直接分析来测定某个基因的结构是否正确，从而判断受检者是否携带有致病基因，以达到对遗传病的诊断目的。基因诊断的方法有很多种，总的来说是将受检者的基因与正常人的标准基因序列（图谱）进行比较，找出其差异即可判断有无致病基因。该方法的诊断率相当高。传统的诊断总是根据发病后的临床症状进行，而基因诊断是根据基因型来判断表现型，所以又称为“逆向诊断”。它解决了遗传病发病前的早期诊断，携带者的致病基因的检出，因此基因诊断是医学诊断史的重大革命。3.基因治疗很多疾病是由基因异常引起的，通过纠正缺陷基因可以达到治疗目的。目前常用的基因治疗方法有两种：一是将受体细胞在体外培养，导入外源基因后再把重组的受体细胞回输患者体内，让外源基因表达以改善患者症状。二是将外源基因直接注射至机体内，可直接注射DNA，也可以包裹在脂质体内注射，使其在体内转录、表达而发挥治疗作用。上文列举了一些转基因技术给人类生产生活带来的正面的影响。但凡事都有两面性，在给人类带来无限福音的同时，转基因技术也给人类带来了许许多多难以解决的问题。转基因技术给人类带来的难题一转基因生物可能引起广泛的生态环境安全性问题1.可能诱发害虫和野草的抗性许多转基因生物的改良品种含有特定基因作为外源基因，这种目标基因会产生一种对昆虫有害的蛋白质。若长期大面积使用这种转基因生物，由于进化也可能使害虫产生抗药性，使转基因植物不再抗虫。另一方面，在自然生态条件下，有些转基因作物可能与周围生长的近缘野生品种通过花粉等媒介发生杂交，从而将自身的外源基因传入野生品种。如果传入的是强抗病虫害能力和抗旱能力的基因，就会出现抗病能力强、蔓生速度快的超级杂草，扰乱生态系统的平衡。而且这种污染不同于化学污染，它在合适的环境条件下可以扩增并永远存在。2.可能诱发食物链的破坏完整的食物链是维系自然界万物共生、生态平衡极为重要的一环。一旦食物链遭到破坏，生态环境将会遭到致命威胁。转基因农作物作为一种新的人造品种进入原有的食物链，可能会导致食物链的改变甚至破坏。3.可能引发基因污染转基因植物是人为地用基因工程技术将某种目标基因转入而获得的。如果这些外源基因由于“基因漂流”而非人为地转入其他有机体，就造成了自然界基因库的混杂或污染。植物和微生物可以使基因污染成为一种难以控制的蔓延性持续性灾难。二转基因食物对人体健康的威胁1.毒性问题尽管迄今为止还没有具有说服力的研究报告表明转基因食品的毒性，但是巴西豆过敏事件、转基因马铃薯引起大鼠器官生长异常、抗草甘膦转基因大豆的不明基因片段等等都表明转基因作物及其食品存在潜在的健康风险。2.过敏性反应问题 人和动物的变应原性风险是非常低的，而转基因作物可能诱发或者加重变应原性风险。这是由于农作物中引入外源基因后，会使转基因生物产生新的蛋白质，人类在自然环境中进化出的免疫系统可能难以适应这些新的蛋白质，所以这些新蛋白可能引起食用者或接触者产生过敏性反应。3.免疫力问题转基因生物及其产品有可能降低动物乃至人类的免疫能力，从而对动物及人类的健康安全甚至生存能力产生影响。1998年8月英国科学家披露，实验白鼠在食用转基因大豆后，器官生长异常，体重减轻，免疫系统遭受破坏。4.抗药性问题转基因过程中，为了检测转基因试验是否成功经常将特定抗生素抗性基因作为标记基因。而抗生素都是用来治疗各种非常严重疾病的药物，已有用卡那霉素抗性基因作为标记基因的先例，这种基因制药有单一突变也可以产生氨基丁卡霉素抗性。食用含有这种标记基因的食物后，其抗性基因有一定概率转移到细菌中，使细菌产生抗药性。氨基丁卡霉素是世界医药界尚未启用储备作为急救药物的抗生素，而GMO得滥用抗生素使得其抗性已经广为传布，这是无法接受的风险。这意味着一旦某些致病病菌获得这种抗性后，出现某种疾病人类将无药可用。作者思考一转基因产品的其他一些可能的安全隐患1.可能危害有益昆虫类群大量转基因农作物转入了Bt毒蛋白基因作为其抗虫的外源基因，虽然其表达产物Bt毒蛋白对人类无害，但若是以农作物为食的害虫消失殆尽，以这些害虫为食的益虫边也遭受灭顶之灾了。长期大面积种植这种作物可能会对有益昆虫类群造成难以挽回的危害，一旦这种现象发生，不仅会对农业造成危害，也将是对生态环境的沉重打击。2.可能导致土壤肥力下降和化肥的滥用大量种植以抗杂草基因作为外源基因的转基因作物，会使土壤中自然的腐殖质逐渐消耗殆尽，使土壤本身的肥力下降，为了保证产量，农民不得不大量使用化肥，从而导致土壤结构的改变，土质的恶化以及环境（主要是水）的污染。3.不可预料的效应食用转基因食物，有可能使被转基因DNA侵入人体细胞，产生病原病毒。同时，转基因DNA有可能插入人体细胞的基因组，而由于插入位点的随机性，可能造成有害和致死效应，包括癌症。二对“实质等同”概念的质疑1993年，经合组织（OECD）首次提出了转基因食品的评价原则“实质等同”的原则，即：如果对转基因食品各种主要营养成分、主要抗营养物质、毒性物质及过敏性成分等物质的种类与含量进行分析测定，与同类传统食品无差异，则认为两者具有实质等同性，不存在安全性问题。然而应用这一原则作为转基因食品安全性的评价标准似乎有些不太科学。由于转基因的过程存在很大的不可控性，其结果就存在着很大的不可预见性。在“实质等同”概念的引导下，生物技术公司在转基因作物商业化之前省略了动物饲养试验，也就没有考虑基因工程处理可能导致的不可预测的副作用，忽略了对不确定风险性作认真严格的科学评估，使本来应该在预评估阶段就发现的可预测性副作用被掩盖，终至酿成灾难性后果。所以以“实质等同”作为转基因食品安全性评价标准是值得被质疑的。三减轻转基因植物对生态环境可能的危害的几点构想1.将目的基因导入植物叶绿体DNA中我们已经知道，植物通过与其他近缘生物杂交导致“基因污染”的主要途径之一是花粉传播，那么我们只要使转基因植物的花粉中以及胚珠中不含有外源基因，就可以在很大程度上减少转基因植物对生态环境可能造成的危害。而花粉和胚珠都是不含有叶绿体的，我们将外源基因导入受体植株的叶绿体DNA中，既可以使其表达产物发挥作用，又可以有效避免外源基因通过花粉造成的泛滥。2.对转基因作物与普通作物进行合理间种转基因作物与普通作物合理间种，可以避免杂草的“寸草不生”，使土壤腐殖质保持在相对稳定的水平，避免土壤的贫瘠化和过多使用化肥带来的环境污染；同时可以避免害虫的灭绝，保证以害虫为食的生物种群数量的相对稳定，进而保证食物链食物网的稳定和生态系统的平衡。3.严格控制转基因作物的种植范围建立完善的法律法规，规定转基因作物在规定的有限地区内种植，尽量使其进行种内基因交流，避免其过多地介入自然界原有的食物链系统，保证食物链和食物网的稳定。四对经济利益冲击科学研究纯粹性的担忧由于在基因工程尤其是转基因过程中很多步骤的结果是随机的，因而转基因的产物及其所产生的效果也有着很大的随机性和不确定性，甚至有些时候是对人类或者整个生态环境产生巨大危害的。对于这一点，凡是有些生物学知识的人都应该有所了解。但是，转基因技术在诸多方面的应用已经可以创造巨大的经济利益， 很多方面的研究正在取得可人的进展并有望实现商业化，而普通大众对转基因这种新兴生物技术并不是十分了解。于是为了获得巨大的经济利益，众多生物技术公司将转基因产品的研究过程宣传成“谨慎的”、“精确的”，将转基因食品宣传成为“安全的”，“不必担心”的，提出“实质等同”这一经不起科学推敲的概念，期望通过这种方法掩盖转基因技术可能引发的危险，获得舆论对转基因技术各个方面，哪怕是有一定危险性的方面的研发的广泛支持。面对这种现象，本着为全人类负责的态度，科学家们理应站出来利用自己的学识以及权威指出转基因过程中可能引起的危害，对一些危险的研究倡议勒令中止。而为数众多的科学家由于各种各样的原因并未本着为公众负责的态度澄清事实，有的甚至为某些生物技术公司和政府的错误宣传帮腔。科学研究应该是本着以造福人类为宗旨，以对未知世界的求索为动力而进行的纯粹而崇高的活动，科学家应该对普通民众进行客观负责理性的引导，不应该与商品经济过多