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科技政策与发展战略2004.8朊病毒与人畜构象病的研究进展及防治对策香山科学会议第209 次学术讨论会综述 2003年9月1618日，香山科学会议举办了以朊病毒与人畜构象病的研究进展及防治对策为主题的第209 次学术讨论会。会议聘请中科院微生物所田波院士、中国CDC病毒所洪涛院士，浙江省医学科学院毛江森院士，北京出入境检验检疫局魏传忠局长担任会议执行主席，来自包括我国台湾在内的海内外28个高等院校、科研院所、医院、国家出入境检疫局的41位专家参加了会议。 一、国内外研究状况 田波院士在主题评述报告中指出，可传播性海绵状脑病（或称朊病毒疾病）是一类引起人和动物的神经组织退化的疾病，包括人的震颤病，雅克氏病（CJD），吉斯综合症（GSS）和致死性家族失眠症（FFI）以及动物的疯牛病、羊骚痒病。在过去的25年里，人们对朊病毒的本质、朊病毒的致病机制有了深入的了解，主要体现在以下几个方面： 1朊病毒唯蛋白假说的形成 目前广为接受的朊病毒假说认为，当正常朊蛋白PrPC构象异常变化时可形成致病朊病毒PrPSC、PrPC与PrPSC一级结构与共价修饰完全相同，但空间结构不同。PrPC主要由螺旋组成，表现蛋白酶消化敏感性和水溶性，而PrPSC主要由-折叠组成，对蛋白酶消化具有显著的抵抗能力，并聚集成淀粉样的纤维杆状结构。PrPSC一旦形成后，可催化更多的PrPC向PrPSC转变，上述构象转变导致神经退化和病变，该假说为朊病毒疾病独特的传播行为，提供了合理的解释。 2朊蛋白PrPC分子结构的识别 PrPC是一类分布于细胞膜外部的铜结合糖蛋白，不同种属的PrPC一级结构表现相似。 PrPC的分子内二硫键是决定其正常折叠的重要因素，令人惊讶的发现是在PrPSC聚集体中，该二硫键仍然综合保持在PrPSC单体内部，并没有发生人们所预期的分子间交联。在另一方面，人们又发现还原条件有利于PrPC向PrPSC转变。 3朊蛋白PrPC的生理功能的阐述 PrPC可能参与神经系统的维持。PrPC敲除实验表明，在整体动物水平上，导致与昼夜节律有关的行为异常。 PrPC具有铜离子结合活性。神经组织中铜离子维持在一起的生理浓度，过多或过少时均会产生损伤，位于细胞膜上的PrPC可结合一定数量的铜离子，可能在调节胞内外铜离子浓度中起一定的作用。另外，已发现PrPC具有类似Cu，Zn-SOD的活性，可清除超氧自由基。 PrPC可调节胞内钙平衡。PrPSC侵染的细胞内发生了钙紊乱，另外，朊病毒的神经毒性片段106-126可与细胞膜上特定的离子通道相互作用，引发膜内外电位变化，从而打破胞内外钙离子浓度的平衡。PrPC与其它蛋白相互作用，并介导信号传递。 4. PrPC转变成PrPSC的分子机制 目前有两种模式来解释PrPSC生成过程：一是模板介导的转换过程即重折叠模式；二是PrPSC形成是一核依赖的聚合过程即种子模型。 PrPC向PrPSC转换的实验研究：PrPSC的生成的前提条件是存在PrPC与PrPSC之间的相互作用。在体外转换实验中，PrPSC可诱导35S标记的PrPC向类似PrPSC的结构变化。转换效率依赖于加入PrPSC的浓度、时间等。最近，出现了一种更接近生理环境的转换体系即在完整脑组织切片上的“原位转换”过程。 重组朊蛋白PrPC的解折叠和再折叠过程也为PrPSC生成提供了有益的信息。中性条件下，PrPC折叠符合双态折叠模式。但在酸性条件下，检测到了含-折叠的中间体。在另一方面，发现huPrPC91-231在酸性和还原条件可形成一富含-折叠，对蛋白酶消化具有抵抗能力的单体形式。人类家族性朊病毒疾病也可应用于PrPSC生成的研究，在细胞中表达对应于家族朊病毒疾病的突变PrPC时，生成了类似PrPSC的分子，包括去污剂不溶性，抗蛋白酶消化等。近年来人们在朊病毒检测、单克隆抗体制备等方面也都取得了显著的成效。 二、主要研究领域的进展 1蛋白质异常折叠与构象病的研究 蛋白质折叠是一个复杂的过程。一个蛋白质分子的特定的空间结构是由多种作用力，共价的和非共价的、长程的和短程的等复杂而精细的作用力的网络维系的，精细的平衡也容易失衡。有很多因素会导致折叠异常、折叠错误，折叠过程的任何一步受到干扰都可能造成蛋白异常折叠。错误折叠的蛋白，它们至少有一个共同点，就是具有在功能蛋白中通常不存在的疏水表面。所以错误折叠的分子间可通过疏水的相互作用而导致聚集。聚集是异常折叠蛋白的最突出的特点，也是蛋白质功能异常的根本所在。 构象病问题的提出不仅在医学上是一个新的发现，而且揭示了一种新的致病机制，更重要的是在分子生物学中心法则的发展过程中是一个重大突破。在Crick最早提出的三大类生物大分子之间信息传递的所有可能的9条途径中，有5条现在是确定的，即DNA复制、RNA复制、转录、逆转录、翻译。剩下4条，“逆翻译”、DNA与蛋白之间以及蛋白与蛋白之间直接的信息传递，似乎还没有发现有确实的实验证据。然而，1997年Stanley Prusiner在疯牛病的研究中提出了疯牛病的传染完全是Prion蛋白的作用而没有其他基于RNA或DNA的作用，提出了“蛋白质唯一论”（“Protein only”）。显然这与通过DNA或RNA的作用实现传染的传统概念截然不同。“蛋白质唯一论的实质就是疯牛病的传染通过信息从致病Prion蛋白流向正常蛋白的过程。尽管Prusiner是诺贝尔奖获得者，但他的实验和结论一直不断地受到质疑，就PrPC如何转变成致病性的PrPSC的机制至今仍是一个谜团。 剑桥大学的Dobson发现，早期形成的聚集体有较高的细胞毒性，因此，他提出由于聚集是所有蛋白的一种基本性质，固有的特性，是与溶解性对应的另一方面的特性；形成淀粉样纤维也不只是某些蛋白所特有的性质，而是所有蛋白质的共性，所有蛋白都有可能形成淀粉样纤维或斑块，只是一个条件问题。不知什么情况下原来认为安全的蛋白也可能形成淀粉样聚集，因此也可能引起疾病。所以研究蛋白质的聚集规律和条件，对认识蛋白质折叠病或构象病的机理也是一个关键。 2朊病毒致病机理及相关蛋白功能的研究 一个具有去糖基化作用和还原性细胞质的环境有利于PrPC向PrPSc样构象转变，当PrP在酵母细胞质表达时， PrPSc样构象能自发地形成。在生理状态下正常的PrP会被转运到细胞质去，即使是野生型的PrP也会在内质网中错误折叠。这些错误折叠PrP会逆转位到细胞质中由蛋白酶体降解。当蛋白酶体活力受到损害时， 逆转位的PrP会在细胞质中积累。与遗传性prion疾病相关的突变型更易于在内质网中错误折叠，向细胞质逆转位和在细胞质中聚集。 Prion疾病最大的谜团之一是毒害神经的蛋白株。不清楚新合成的PrP是如何变成毒害神经的。当逆转位到细胞质中的PrP没有被蛋白体及时降解时，它对神经元细胞有特异性毒害作用。当蛋白体受到抑制时，PrP会在细胞质中积累，然而，只有在成神经细胞瘤细胞中观察到严重的死亡现象。为了直接证实成神经细胞瘤细胞的死亡与细胞质PrP相关，在可诱导启动子的控制下，在鼠成神经细胞瘤细胞中表达PrP。现已建立了小鼠模型来说明这种神经毒性和受控于PrP自身启动子的PrP（23-230）胞质表达型转基因鼠。 3人类雅克氏病及神经退行病的研究 人类神经退行病包括雅克氏病、Gerstmmann Straussler Shenker（GSS）综合症和Fatal Familial Insomnia（FFI）综合症。这些神经退行病的共同特点是：中枢神经系统进行性退行性海绵样病变，其标志性四大神经病理特征是：（1）空泡变性或海绵样变（Spongifor changes）；（2）神经元丢失(Neuron loss)；（3）星形细胞增生（Astrocytosis）;（4）淀粉样斑沉积(Amyloidosis)。 23 例散发型雅克氏病临床分析结果：国人EEG 典型改变PSWCs 诊断CJD 的灵敏度及特异度均低于西方；14-3-3 蛋白对诊断sCJD 敏感度和特异度均高，可用来区分很可能病例和可能病例。在没有脑活检的前提下，是确诊CJD 的可靠指标；推测MRI 对国人CJD 的诊断价值不高；病理检查证实在人脑组织中有PrPSc 沉积仍是确诊CJD 的不可替代的指标。此外，对14 例散发性CJD 患者PrP 基因129位点密码子基因型与临床表型的关系研究表明： 14 例散发性CJD 患者中12 例PrP基因129 密码子为甲硫氨酸纯合型，但临床表型不同；本组散发性CJD PrP 基因129 位点密码子甲硫氨酸/甲硫氨酸，甲硫氨酸/缬氨酸，分布比例与日本相同，但与西方不同，而且没有缬氨酸纯合型。 4朊病毒病诊断和检测方法 朊病毒病诊断主要依据死后的病理学检查及用免疫组化、Western Blot检测神经组织中PrPSC，这些方法大多需要高度灵敏、特异的抗体。单克隆抗体（Monoclonal antibody，McAb）由于具有灵敏度高、特异性强、成分匀一的优点，已成为TSE 检测技术研究的热点。 5目前我国及欧盟国家为防止疯牛病(BSE)传播采取的措施 自1986年英国首次发现疯牛病以来，经历了1990、1996、2000年三次疯牛病风波，欧盟出台了一系列关于BSE控制和饲料安全的法规，概括起来主要包括以下4个方面：（1） BSE被动监测与主动检测计划及捕杀政策;（2）剔除指定风险物质（SRM）;（3）安全地销毁风险物质;（4）动物源性饲料禁令。 我国政府为防治疯牛病传入我国也先后制定了一系列政策，采取了相应的有力措施。主要体现在以下几个方面： （1）农业部先后发布一系列禁止进口的禁令，如1990年6月2日发出关于严防牛海绵状脑病传入我国的通知，1996年3月29日发出关于重申严防牛海绵状脑病传入我国的通知，1997年3月28日农业部第17号令和1998年1月13日农业部第31号令，1999年2月12日农业部第96号公告将疯牛病列为我国必须申报的一类动物传染病，2000年12月30日农业部、原国家出入境检验检疫局和外经贸部联合发出关于加强肉骨粉等动物性饲料产品管理的通知等，2001年3月1日，原国家出入境检验检疫局与农业部共同发出第143号，第144号公告等，对有效防止疯牛病传入我国起到了重要作用。（2）限制动物源性饲料饲喂反刍动物，切断疯牛病传播途径。 1992年农业部下发了关于禁止使用反刍动物源性饲料饲喂反刍动物的通知（农饲综199236号），2001年3月下发关于禁止在反刍动物饲料中添加和使用动物性饲料的通知（农牧发20017号），禁止在反刍动物饲料中添加和使用肉骨粉、骨粉、肉粉、血粉、血浆粉、动物下脚料、动物脂肪、干血浆及其制品、脱水蛋白、蹄粉、角粉、鸡杂碎粉、羽毛粉、油渣、鱼粉、骨胶。 （3）建立了自我风险评估机制，对来自疯牛病国家的允许进口的动物源性饲料。开展了牛羊成份的检测，建立了疯牛病检测实验室，建立了检测疯牛病的免疫细胞化学法、Western blot法、病理组织学检查法、检测牛肉等食品是否被疯牛病危险物质（牛中枢神经组织）污染的方法（酶联免疫法）。 三、我国朊病毒与人畜构象病研究及防治的策略和建议 疯牛病已经从西欧传到东欧、亚洲和北美洲，似乎正跨越洲际不断蔓延，从地理分布上已经逼近中国，加强我国朊病毒与人畜构象病的研究，制定进一步的疯牛病防制策略和饲料安全政策已势在必行。 专家们认为，深入开展朊病毒蛋白结构转变的研究，广泛探讨朊病毒致病的机理，加强朊病毒基础理论研究为疯牛病防治、人雅克氏病（CJD）的诊断和治疗提供科学依据是该领域应一贯坚持的原则。在研究上，应加强合作和交叉，不仅要跟踪国际前沿发展，与时俱进，还要有超前思维，围绕学科发展，搞好科学的规划，找出研究的瓶颈，争取在某个方面获得突破，从整体上提高我国朊病毒研究领域的水平，增强在国际上的竞争。 结合目前国内外研究动态，专家们认为，朊病毒研究是目前众多研究领域中最具挑战和最受人们关注的研究领域之一，在研究方法、研究思路上都需要有新的突破。如果我们能及早组织力量，搞好前期投入，就有可能在某些方面占有先机。朊病毒的研究，我们不仅要关注基础理论的研究，同时要关注疯牛病、CJD检测的研究，目前在全球范围还未能建立起一套完整的快速检测系统，如果我们能抓住机遇，不失时机地开展此方面的研究，就有机会在国际上占有先机。 专家们认为，为防止疯牛病传入我国，应进一步加强进口饲料、动物制品的检疫和检测，进一步制定相应的政策和法规，进一步完善检测体系。国外许多国家出于贸易考虑，试图将我国列入疯牛病高风险国家，干扰我国的出口贸易，我们不能掉以轻心，始终要保持高度的警惕。在疯牛病防止方面，我们不仅要加强监控疯牛病传入我国的途径，同时也要建立起完善的检测体系，为证明我国没有疯牛病病例向国际上提供强有力的证据。(香山科学会议 韩存志)海洋生物基因资源的研究与利用香山科学会议第225次学术讨论会综述 香山科学会议于2004年5月1820日在北京香山饭店举行了题为“海洋生物基因资源的研究与利用”的第225次学术讨论会。朱作言院士和相建海研究员任会议执行主席，40多位专家学者出席了本次会议。 朱作言院士作了题为“海洋生物基因资源研究与利用的关键问题”的主题综述报告。以人类及水稻基因组计划为代表的基因组学及功能基因的研究，带动生命科学向系统生物学迈进，也为以基因为源头的生物工程产业注入新的动力。从人类对资源的需求来说，21世纪是海洋世纪，海洋生物资源的开发和利用已成为世界各海洋大国竞争的焦点之一，其中基因资源的研究和利用是重点。随着社会、经济的发展和人类活动的干预，海洋环境正在不断恶化，海洋生物多样性正遭到破坏，海洋生物基因资源的保护和利用显得更加紧迫。研究海洋生物基因组及功能基因，能深层次地探究海洋生命的奥秘；发掘海洋生物基因，有利于保护海洋生物资源；从海洋生物的功能基因入手，有助于培育出优质、高产、抗逆的养殖新品种，从根本上解决海水养殖生物“质”、“量”和“病”的问题，同时还有助于开发具有我国自主知识产权的海洋基因工程新药，部分解决海洋药源问题。 朱作言院士通过列举典型事例，归纳了国际海洋生物基因资源研究的特点，一方面从模式生物基因组学入手，研究海洋生物个体发育和系统发育的规律，以及海洋生物对海洋环境的响应机制；另一方面从实际应用入手，分离、克隆和表达有用的功能基因。 在水生经济动物方面，美国启动最早，已经筛选到一批与发育、生殖及免疫相关的功能基因；日本针对疾病和免疫相关功能基因进行重点研究；国外目前工作重点，均集中到建立功能基因分析技术平台上。 朱作言指出， 我国海洋生物基因资源的研究起步较晚，但已经取得重要进展。在水产养殖核心种质方面，开展了遗传连锁图谱的构建、功能基因的筛选与克隆，胚胎干细胞和基因打靶技术的研究。建立了淡水鱼类基因转移的完整技术体系，以及海水鱼类花鲈胚胎干细胞系，为建立鱼类功能基因分析的技术平台奠定了良好基础，克隆了深海微生物编码各种低温酶的功能基因，力图建立新型酶制剂的基因工程生产工艺。克隆了海蛇毒素、海葵毒素、水蛭素等一批功能基因，基因重组芋螺毒素、基因重组别藻蓝蛋白和基因重组鲨肝生长刺激因子作为潜在的基因工程创新药物，在“十五”海洋863计划支持下，正在进行临床前试验。构建了可能用于海洋药物生产的大型海藻表达系统。但总的来讲，我国的研究跟踪多，原始创新少；基础积累薄弱，应用急于求成。特别需要海洋生物基因的功能验证模式和表达应用体系。他强调指出，找基因是为了用基因，而了解基因功能的关键是建立模型和方法学的突破。他希望通过本次香山会议，凝练目标，抓住关键，合理布局，重点突破。 1海洋生物资源的可持续利用 关于海洋生物多样性与海洋生物资源的持续开发和保护的问题，专家提出了海洋生物多样度、遗传多样度和生态系统多样度的概念。专家指出：由于海洋生物处于海水介质中，多样度的研究有难度，对海洋生物遗传多样性研究不足，生态系统水平和景观水平的多样性研究更不足，严重制约了海洋生物资源的持续开发和保护。目前，国际海洋生物普查（CoML）计划，包括海洋动物种群历史、海洋动物地理信息系统和海洋种群的未来预测研究，通过实施有关七个项目，从种群、物种和基因三个层次，建立海洋生物多样性的研究体系，逐步实现可持续渔业的目标。 我国水产养殖业在国民经济中占有重要地位，2003年水产品出口占农产品出口净收入的50%。但经审定的水产良种只有46个，良种覆盖率仅为16.2%。海洋生物具有生物种类、生态习性和繁殖特点多样性，应加强海水养殖生物繁育与主要经济性状基因表达调控的研究；加强海水养殖生物的遗传改良与新品种培育研究，重视选择育种和标记辅助育种（MAS）的工作；把免疫与病害防治作为重点，特别要重视特异或非特异性免疫增强剂和基因工程疫苗的应用潜力。有位教授认为，分子遗传学在海洋生物资源可持续开发中的研究重点应放在：建立国家级海洋生物遗传信息数据库和国家级的原种场和良种中心；开展遗传图谱构建和标记辅助选育的研究；重视性别决定的分子遗传基础研究。 在讨论中，大家一致认为，应该瞄准中国海特有的海洋生物资源和生态系统的薄弱环节，一方面对生物多样性的基础数据进行补课，另一方面有重点地开展基因资源的基础与应用研究。应该聚焦关键海域，保护国家权益，积极发展外海和远洋；应该特别重视海洋环境对基因潜移默化的影响，加强基因生态毒理学的研究。 2海水养殖核心种质基因组学 陆地农业已经跨越了机械化、育种、化肥使用到生物技术的几个大阶段。海洋生物种质资源是“蓝色农业”的基础，所谓核心种质就是核心样品，即用最小的样品最大程度地代表多样性。海水养殖核心种质基因资源的研究与利用，应该以资源为基础、以基因为核心、以品种和产品为载体。根据国际上重要的海洋生物基因组计划和我国海洋生物基因组研究的最新进展及面临的紧迫形势，提出4点建议：积极参与国际海洋生物基因组计划，避免被动；有计划地对我国海水养殖核心种质和海洋药源生物独立开展基因组学研究；构建海洋生物后基因组学研究的技术平台，确保基因资源的开发、保护和利用；建立（遗传修饰GM）动物的环境安全评估体系。 由于过度捕捞、海区污染、环境恶化等因素，我国海洋鱼类资源面临枯竭的危险，例如我国带鱼最高年产量曾达到50万吨，占世界70%，但产量不断下降，并出现小型化现象，80年代以来竟没有鱼汛形成。应该加强重要海水养殖鱼类遗传多样性与基因资源的研究，选择重要海水养殖鱼类进行基因组学和比较基因组学研究，使我国实现由水产大国到水产强国的跨越。 大家认为，一方面应该从海洋生物所处的发育与进化地位入手，以模式生物为突破口，开展基因组学和比较基因组学研究，带动海洋生物学研究向系统生物学迈进；另一方面应该紧密围绕国家需求，以对水产养殖带动作用大的物种为主要研究对象，开展与优质、高产、抗逆相关的功能基因组学研究和功能基因的应用研究。在材料选取上，既要考虑科学意义，又要兼顾经济价值，有目标、有组织、分阶段地做出中国的标杆性工作。 3海洋极端环境基因资源 深海生物的研究不仅具有科学意义，而且具有实际应用价值。由于深海生物人工培养上的难度，基因资源的应用显得格外重要。特别是深海极端基因资源的研究和利用，对于揭示生命起源的奥秘，探究海洋生物与海洋环境相互作用下特有的生命过程和生命机制，发挥在工业、医药、环保和军事等方面的用途，具有十分重要的意义。应当建立完备的研究条件和实验体系，建立我国的深海极端微生物菌种资源库，培养一批高素质人才，获得拥有自主知识产权的成果，使我国在国际竞争中争取主动。 深海未知生命据估计有1000多万种，已在热液区发现300多新物种。研究热液区的嗜热微生物对于认识生命起源具有十分重要的意义，嗜热微生物还是热稳定酶和浸矿菌的重要来源。极端微生物在极端环境下的代谢特征对人类了解生命起源、生命本质和生命极限，开发新型药物和生物制品提供了机遇，其中对极端微生物特征蛋白质结构和功能的认识是关键。 除了微生物以外，海洋甲壳动物也是极端环境中的重要类群。开展与海洋甲壳动物生长、蜕皮、生殖、性别控制、渗透压及体色调节相关的神经多肽基因的研究，对于阐明海洋极端环境生物特异性适应机理、开发丰富的海洋极端环境的基因资源和推动海洋经济甲壳类养殖业均有十分重要的意义。 极端酶对环境友好催化具有十分重要的作用，嗜冷酶能起到工业加工中降低能耗的作用，讨论中列举了许多具体事例说明极端酶基础研究和基因表达应用的重要性。 专家们指出，在关注极端环境的同时，应该重视“特殊环境”海洋微生物基因资源的利用，不仅要关注医药和工业用途，还应重视开辟农业、环保、军事等用途。专家们认为，我们一方面应该站在国家高度上，放眼远洋和深海，加强“保真采样”能力建设，另一方面注意应用导向，从“特殊环境、特殊用途”入手。 4水生生物基因资源的应用 水生生物转基因技术的发展，加速了快速生长、抗逆、抗病转基因鱼研究，转基因鱼生物反应器研究和转基因鱼生物安全研究。快速生长转基因鱼的饵料转换效率可提高6.3%7.9%，基础代谢能量下降，用于生长的能量提高4%6%, 特定生长率SGR(g)提高19.0%25.0%，鱼体干物质含量提高1.6%, 蛋白质含量提高2.2%2.6%,脂肪含量下降 4.1%15.0%。对转基因鲤鱼的繁殖力、存活力、食性和摄食能力以及对种群动态组成的影响进行了系统研究，提出利用三倍体、育性控制和基因流阻断确保生态安全。 由于海水鱼转基因技术的特点和利用“全鱼”载体构建快速生长和抗冻转基因海水鱼的实践，提出了需要解决的主要技术问题，包括定点整合、可控表达以及安全和伦理问题等。 鱼类病害已经成为制约养殖业可持续发展的瓶颈，2003年养殖鱼类病害直接经济损失85亿元。以基因转移和分子标记为主的分子育种技术，结合传统的选育技术，为海水养殖抗病品种培育提供了有力手段。鱼类胚胎干细胞培养和基因定点转移技术，以及抗病品种培育的分子标记辅助育种技术有了长足发展。 21世纪海洋生物天然产物受到人们格外关注，应该重视学科交叉，组成科研攻关团队，构建药用海洋生物资源种质库，建立海洋生物天然产物分离纯化和活性筛选的技术平台，逐步完善海洋天然产物化合物数据库，定位与生物活性相关的分子标记，克隆可以药用的功能基因，建立具有海洋生物特色的表达系统和生物反应器技术，为开发海洋生物活性产物提供充足的材料。 在国际上，基因工程药物产业必将得到飞速发展。因此，开发具有中国自主知识产权的基因工程药物，十分迫切，其中海洋生物基因工程药物具有诱人的前景。与会专家列举了我国科学家的工作，说明海洋生物功能基因从源头发现、高效表达、功能验证到药物开发的全过程，提出了生物反应器技术、代谢工程和生物组合合成技术的潜力。 大家重点探讨了利用鱼类天然免疫力抗病的可行性问题，建议开展免疫遗传育种和标记辅助选育研究，解决水产养殖中存在的病害问题。 与会专家探讨了我国在国际上占有重要地位的海藻栽培业的升级，提出应该发挥栽培海藻生物量和清除海洋环境富营养化元素的优势，将其转变成环境治理、生产药物和能源的多功能生物反应器。 专家们认为，应该关注微生物，特别是共生微生物在生产药物和新型海洋生物制品方面的潜力，应该从建立菌种库入手，建立基因组和共生基因组研究体系，积极借用陆地模式，同时发展具有海洋特色的系统，探索小分子次级代谢产物的基因组合表达模式。 5海洋生物基因资源研究和利用的其他关键问题 经过海洋863计划10年的培育，我国在海洋生物基因资源研究与利用方面积累了一批成果，一批队伍得到成长，在有些方面例如药用基因表达方面与国外差距并不大。但总的来讲，基础积累不足，力量整合不够。海洋生物基因资源研究与利用的潜力很大，目前基因库登录的海洋生物基因仅占2.2%，建立海洋生物基因资源研究与利用的技术平台十分关键。应从国家目标上以优质蛋白、创新药物、保护环境、资源竞争为重点，重视样品采集与保存标准化，加强模式生物研究，注重功能基因专利化与产业化。 养殖生物的病害已经成为制约海水养殖业健康发展的瓶颈，SARS和禽流感病毒的流行已经为我们提供了前车之鉴，为此，开展海洋重要病原微生物的基因组和功能基因组学研究已成为当务之急。从分子水平和作用机理上阐明病原微生物致病机制，是寻求有效预防和治疗疾病、阻断疾病传播和扩散的前提。 加强开展严重危害我国海水养殖业的主要病原细菌的全基因组学的研究，以确定新的致病性相关功能基因，了解病原细菌的生物学、生理学特征及细胞与宿主机体的相互作用等分子机理，为我国的海水养殖病害诊断、高效防治技术提供新的靶点的有力支持。 近岸养殖海域是医学微生物学研究的薄弱环节，所关联的食品安全、公共防疫和国家安全等问题正逐渐突显出来，因此，海洋烈性病原微生物的“负向”基因资源研究应得到重视。分析我国近年来发生的食物安全和抗生素残留事件，建议选择典型敏感海域试点，开展海洋生态基因组学研究，发掘有自净化作用的关键微生物（或基因）资源,针对国家安全和公共防疫建立生物安全监控和预警系统。 与会者提出，在研究和利用海洋生物基因资源的同时，国家层面要多考虑负面效应，在进行科学研究的同时注意科学研究的后果，既要组合创新团队集中目标，又要鼓励自由探索。 在投入上做到多元化，国家重视，部门合作，企业参与，调动各方面积极性，共同为海洋生物基因资源研究和利用“埋单”。应该借鉴国际上的先进经验，探索新的研究组织方式，例如建立“海洋生物基因资源研究的虚拟研究中心”等。 六、我国海洋生物基因资源研究与利用的策略 专家们就如何突破“瓶颈”、加速我国海洋生物基因资源研究与利用的进程，展开了讨论。与会专家一致认为，我国18000公里的海岸线和300多万平方公里的“海洋国土”，蕴藏着十分丰富的海洋生物基因资源。面对海洋生物基因资源开发的机遇和挑战，应该树立科学发展观，在学术探索上，针对特有物种、特殊生命过程及调控网络，从建立模式体系入手，通过国家层面的有效组织，实现真正意义上的学科交叉与整合；在生物安全的前提下，面向国家资源可持续利用和环境可持续发展的需求，发现、挖掘和利用各种基因资源，用于种质改良、生产药物和高附加值产品，面向大洋和深海，开辟新的基因宝库；积极加强能力建设，注重基础性资料采集和管理，针对功能分析和应用模式建立相关技术平台；吸引更多陆地人才下海，通过建立优势团队和虚拟研究中心等创新机制，形成资源共享的网络平台，形成我国海洋生物基因资源研究的国家创新体系和持续高效利用体系。（香山科学会议 韩存志）德国“创新与技术分析”计划着眼于至关重要的公共科学以及社会问题研究 “促进人类的研究活动”是德国研究与教育政策的重要宗旨。因此，联邦与教育研究部(BMBF)借助“创新与技术分析(ITA)”计划促使全社会关注人的需求、他们的愿望和对未来的憧憬以及创新的过程。尽管在制定社会取向的科学政策方面技术后果评估正在发挥极其重要的作用，但是，正确的科学政策还应该能够对科学的发展趋势做出恰当的预测，并建立起相应的评判标准。 联邦教育与研究部最新颁布的“创新与技术分析”计划，围绕社会、技术和经济发展的基本需求，探讨了与之相关的诸多社会性问题。敏感的舆论界当然希望得到更多有关“未来的技术有可能给个人及社会造成不良后果”的信息，然而，对于决策层而言，则应该通过创新与技术分析来识别各类技术的发展潜力，并寻找出能对付风险和避免风险的创新方案，从而产生正确的建议和行动预案；同时，经济界却需要定向了解更多的、有关科技发展趋势的预判，以及政府可能出台的相关决策。由于科技创新还必须能够创造并确保未来的工作岗位，所以，德国联邦教研部大力推动企业参与ITA项目和有关的讨论。政策的使命就是要使创新与社会公正地协调起来。 一、引言 伴随技术发展与发明而来的常常是巨大的希望。当前，媒体始终都在不遗余力地宣传各种新的、划时代的或者开拓性的科学发现，诸如医学上新治疗方法的研究又取得了新突破，能源使用的新形式和安全形式，或者又产生了一种极容易进行全世界联络用的信息与通信技术等。同时，媒体也在不断强调事情的另外一面：如尽管在诊断和治疗方面取得了一些进步，但是现代医学仍不得不承认其在处理个别病症（如艾滋病、克罗恩氏症等）方面的无能为力；能源生产过程中的风险（例如核装置方面的事故）；工业国家的废物排除问题和资源消耗的现状表明我们离未来的、符合国际标准的解决方案还相距甚远等等。 “创新与技术分析”计划着手研究与研究政策至关重要的公共科学以及社会问题。众所周知，任何一种技术的机遇或者其潜在的风险，是极少能被所有人来共同承担的。因此，在承担或者评价各种不同的技术创新时，都要考虑到下述一些基本问题：即是否有人想使用或者想向市场提供一种新技术，是否有人在为他的工作岗位而担忧，是否有人感到他的私人圈子受到了威胁或者伤害以及他是否希望自己被治愈；同时，这些个人的和个别的情况是否偏离了社会的未来公共利益或者与之有公开的矛盾。此外还要注意到，有一些早期的判断是基于不同的认识或者不同的信息而做出的，有一些则夹带着一些情绪上的因素所有这些都会对进行理智的创新造成一定的困难。 关于现代基因与生物技术和对人胚胎研究的大讨论，都意在说明研究的实际性、伦理或者经济方面的多种理由。在讨论过程中，党派之间的纷争以及各科学学科之间的对立，常常是导致截然相反的观点的直接原因；参加讨论者本身的不同职位及其自觉承担的伦理与道德责任，则又使有关人类的基本信条成为其结论的重要论据，即“人类”这一概念常常成为被协商和被阐明的话题。 二、“创新与技术分析”：现代研究、教育和创新政策的基本特征 联邦教育研究部的“创新与技术分析（ITA）”政策提纲的目标是：鉴定社会所需技术进步的范围；显示创新技术的潜能，阐释政策性行为的余地及其行为选项。在高技术社会里，ITA应该有确定的方向并为促进适合人类与社会及环境友好的技术塑造做出贡献。ITA是有关技术分析与评价的战略性的、研究与实践相结合的计划，它继承了确实有效的技术评估方法和构思。由联邦教育研究部资助的ITA活动，面向与技术创新有关的所有综合性社会问题；ITA将研究不同的创新与技术分析的参与形式，以便一旦有必要，就在自己分析的基础上拟定改进执行这一过程的建议。 ITA构思和ITA项目还应该考虑其他与创新、行为和未来取向有关的重要问题，这将有助于使持续性的讨论进一步具体化。 创新方向：科学与技术的本身并不是最终目标，迄今为止，对于新技术究竟能为解决社会问题所做出哪些贡献始终是有异议的。为了使新技术能被用于可持续发展，技术与社会取向的创新过程都有必要考虑生态方面的问题。ITA是个战略性手段，她使科学界便于与经济界、政界和社会活动家共同讨论社会的创新需求和技术的创新潜力，并指出新的道路。 行为方向：对于那些在技术发展过程中所呈现出的行为回旋余地的分析，可以帮助政界和经济界的活动家获得其想要得到的行为回旋余地。“创新与技术分析”能识别关于塑造技术和技术范围的恰当选择，并表明技术发展的其他途径。公开的讨论能增加创新与技术的透明度，并使除专家和兴趣小组之外的公众广泛参与相关政策的制定活动。 未来方向：由于技术创新过程对政治和社会的未来走向必将发生极大的影响，所以，预言其他发展的可能性以及指出可能出现的风险等，也是ITA的重要组成部分。因此，ITA也会指出不同的目标和塑造未来技术的可能性。创新与新技术开发已经并将继续对政治和社会发展产生影响，而且即便是在将来，这三者间的相互影响也不会逐渐消失。所以，决策者必须认真考虑社会各集团始终不渝的态度以及他们之间的相互作用。可以通过参与ITA的过程，使社会上提出的各种技术与工艺开发方面的问题成为人们关注的主题并增加其透明度；同时，各社会集团的参与也有利于及时改变或修正ITA的目标。况且，以往那些具有政策转换意义的传播性计划的实用性也需要接受实践的检验。广泛参与创新过程的结果，绝对不会消除所有的不同意见或者实现所有的愿望。因为大多数创新与技术成果对未来将会发生哪些影响（尤其是负面影响）又常常是难以预言的，有些可能是无法避免的，另外一些则可能根本不会发生尽管ITA采取的方法与程序已经充分照顾到了不同集团的利益及其意见。所以，“创新与技术分析”应该鉴定新技术的发展及其应用潜力，寻找足以对抗或者避免新风险的创新方案，并拟订出政策性的建议。 根据以往众多技术后果评估项目所积累的经验，ITA将致力于推动不同研究组织与不同企业需求相组合的、学科交叉的创新与技术开发方式。对某些课题前景的鉴定以及对工作的检验，还必须充分反映各种不同的观点和意见。除专家之外，各社会组织的代表、公民消费者以及用户也可以充分发表自己的见解。ITA的工作方式和方法学，能够精确地推断并处理科学技术所产生的问题，并使相关方面有效地参与部分高质量的创新研究。 1. 加强参与和推论：“创新与技术分析”应当为提高德国地位做出贡献 如果某项创新技术得到了公众的肯定且产生了市场需求，那么它就站稳了脚跟，这既对经济领域有利，又对社会环境有利。无论支持或反对新技术的社会集团会采取何种态度，倘若得不到广大公众的同意，再好的新技术也将难以通过。利用和使用新技术必然会受到社会价值观念以及个别社会集团的文化规范、政策和其他因素（诸如生态、环境问题）的影响。面对越来越短的创新循环、越来越快的知识生产和同样快的“知识行为”，使公众尽快达成共识是非常重要的。技术发展的复杂性和不断更新的科学知识，不仅使绝大多数人不能直接参与这些过程，而且，即使是那些专科科学家也常常不能理解其意义与后果之间的各种关系。因此，就需要不断加强新技术的宣传和新知识的普及工作。所以，ITA计划就是要针对科学与技术上的复杂课题进行广泛的公开讨论，并且其讨论的结果应该成为其他探讨和判断的基础。 迄今为止，世界上还没有任何一个地方能创建一种可进行文化之间比较的、有效的指标系统，而该系统应该在创新尚处于准备阶段时就能够可靠地反映各方面对其是赞同或者反对的意见。有鉴于此，决策者希望对各种意见的形成以及日用技术方面的变化进行系统的研究。对于技术发展而言，国际比较中的地位特征所产生的影响究竟有没有利？这既是人们最感兴趣的问题之一，也是迄今以来难以清晰回答的问题。当然，在ITA的范围之内，不仅要考虑接受技术的问题，而且还要考虑那些积极的、范围明确的和艺术的因素，同时，也要考虑未来技术的发展问题。其他诸如技术发展的条件及目标的确定等问题，也是社会、经济界和政界活动家们讨论的中心议题。 2. 利用现有的能力中心，促进学科交叉研究 鉴于未来取向的教育研究政策，ITA是学科交叉的、延展计划的重要手段。个别问题的深入研究是联邦教育研究部专项计划的重要组成部分。在近几年里，伴随技术的项目（ITA及技术的早期识别）和整体上持续性的项目主要在下列课题范围进行： 适合环境的持续发展； 技术安全； 创新潜力和创新政策的挑战； 接受生物与基因技术的伦理问题。 上述课题的目标是：在获取专业知识的基础上，推动政治和社会的辩论与科学技术进步的同步发展。从社会学角度看，这种方式既容易伴随创新的进程，又可以充分反映新技术发端时的基本思想以及可料及的新技术应用所带来的社会后果。这样，就可以早期认识并克服创新障碍，以便更好地资助那些有潜力的创新。上述研究还要对可能出现的风险、技术系统方面的安全问题、以及伴随着新技术而来的一些令人生疑的现象做出恰当的说明，并就适宜的应付措施提出相应的建议迄今为止，作为重要的反馈信息，这类建议一直在为决策者制定研究政策提供有效的咨询服务。随着相关研究的不断深入，我们还能够进一步发展新的资助重点和早期看到有关未来资助的重点需求。ITA超越了普通专项计划的视角，并由此加强了联网措施和有意义的学科交叉工作方式。在这里，伦理、法律、生态、经济、社会、文化以及至关重要的安全标准等，都具有特殊的意义。 3. 制定目标为明天的世界作准备 以往在确定研究目标时，很少对技术开发与应用后果进行评价。因此，ITA在阐释当前和未来的创新潜力时，必须为下面两个问题找到正确的答案：第一，怎样才能把新知识整合成研究政策？第二，为了能在今天就为未来的科学研究与经济增长选择出正确的道路，联邦教育研究部应该确定哪些重点？ 今天就必须为“明天”作好准备对ITA而言，只有基于这样的认识才能正确地描述其工作内容和即将面对的挑战。很多技术都是在其形成的早期阶段就向工业界和研究界展现出了其发展的可能性和良好前景的。ITA的使命就是要在新技术初现端倪时便能确定其性能和功能性，以便抓住新技术和新产品的环境可容性机会。 除单个ITA计划项目外，联邦教育研究部还发起了“未来对话”活动，意在通过对话活动与各个社会阶层的活动家共同确定未来科学技术发展的需求。根据选出的领域，在未来对话中，应该基于科学技术社会的发展前景尽可能具体地描述“未来”。 有关未来的“草案”应该致力于描述科学技术“可以做”和“可能做”的事情，并使之互相结合起来。在“未来对话”的过程中，还应该勾画出能够广泛反映各社会集团和舆论界的观点并且可以被充分理解的具有多种选择性特征的脚本。这些成果将可能成为经济界、科学界和政界决策的重要基础，有利于早期预测研究、发展与资助的需求以及实现预期目标的潜力。 三、“创新与技术分析”选出的例子 联邦教育研究部担任科学研究的发起者、资助者和主持者的角色。然而，其责任不仅仅局限于科学技术方面，观察并指出社会发展的前提、后果以及未来的发展趋势等，也是它的重要任务之一。因此，该部可以通过“创新与技术分析”来跟踪具有决定性意义的课题，以便早期识别可能出现的风险、做出行为抉择或者提出新的创新方向。 1. 数字化 现代信息与通信技术是个典型的例子，人们很容易通过对新技术的审视看到其对社会机遇均等所产生的影响。应该在ITA范围之内拟订建议，指出所有的创新都必须顾及社会公正。BMBF不仅发起了“网上学校”，而且还要阐释相关的教育政策问题：诸如使用因特网的能力是否属于教育政策基本规则内的要求，是算作使用个别应用程序的能力，还是算作掌握了各种程序的基本能力呢？受培训者获得与短时间内起变化的技术打交道的能力需要哪些资格？技术性的能力是否还应该围绕那些社会和实际的基本概念加以补充等。 信息社会新技术的产生（计算机、远程通信创新）和与微电子技术的融合及其覆盖面的扩散，使生产过程和社会生活发生了巨大的变化。一方面，技术研发创造了工作岗位；另一方面，正是由于这些技术在信息与通信技术范围的使用，使另外一些任务和活动失去了其原有的价值，而且，通过键盘制成的文本“不签字就能生效”也越来越常见了。在“新经济”范围内，全球竞争还大大促进了这一发展。因此，传统企业也开始寻求在信息数字化方面找到新的合作伙伴和服务者的可能性。利用呼叫中心（“call center”）不仅简单的问讯在以秒速度向全世界传送，甚至所谓的“外购研究与发展任务”也成为经济和企业全球化的一个重要措施。 通过对私人使用信息与通信技术也能产生影响的进一步降低远程通信成本的措施，不断促进了这一经济增长的动力。除虚拟世界的教育与研究政策之外，下列至关重要的现实引起人们的普遍关注：“电子政府”、“电子民主”（例如在网上进行选举）、“电子学习”（例如有关个人继续教育的电子平台）。今天，通过个人电脑（PC）就已经能够完成一般的管理步骤，在机动车许可证发放处、申报官厅和财政局等政府部门的长时间的等待，都已经成为历史。这就又导致了关于用户鉴别和数据安全传输的更高要求：如何使其避免可操纵性和滥用的危险？人们进入虚拟化的“电子社会”之后，会不会失去必要的社会联系？ 所以，ITA计划必须分析怎样塑造框架条件，哪些政策措施是必要的，以便确保尽可能多的用户分享技术进步。同时，ITA也要面对这样的问题：对决策者而言，电子联网学会的产生将会引发出哪些教育、社会和创新方面的决策任务？ 2. 生命科学 该技术领域的发展正在导致经济和社会的深刻变化。因此，现在就要对基因与生物技术以及生物多样性做持续性的深入研究，定期进行公开的、科学的讨论，以便更好地塑造我们的未来。 如同探寻经济前景那样，教育与研究政策的问题都会在这里找到。经验证明，在极少数情况下，科学技术的进步最终是以极限的形式而完成的，然而直到最后，也完全搞不清楚究竟是谁、以及究竟是哪个范围得益于已有的其他技术创新；当然，也很难说清楚究竟应该由谁来为已经造成的负面后果承担责任。正是由于这一原因，目前，基因技术当前和未来的发展趋势正在受到公众越来越多的关注。如同信息和通信技术的逐渐普及那样，鉴于基因技术的广泛用途，其被投入使用的可能性也在得到社会日益广泛的准许。然而，要弄清楚究竟哪些发展趋势会被视为是合乎希望的和值得资助的，就必须在广泛的科学和社会的基础上形成共同意见，不仅是不同的科学学科，而且，各个利益集团都要包括在意见形成的过程之内。随着学科间的调整，ITA计划除了提供塑造和控制这一讨论过程的手段之外，也要考虑到政策和社会框架条件的继续发展技术的发展正在发生变化，直接参与其间的政界、研究界和经济界的活动家，必须通过充分的协商以达成某种共识。 人们寄希望于今后10年生命科学领域所能取得的巨大进步，利用“明天的医疗技术”基因技术来解决现有疑难病症的可能性是极大的。在未来的25年里，将尽可能地治疗几种在一定条件下基因发生突变的疾病，甚至是彻底治愈这些疾病。基因与生物过程的探究正在取得持续的进步这与处理巨大数据流量的能力是分不开的，因而人们期待能够精确地确定那些对人类健康发生影响的遗传与环境因素。 利用基因技术进行个体鉴别、控制极大规模的健康风险和预防或者治疗疾病的这一发展趋势，引发了一系列的问题，诸如必要的法律规定，道德的牵连，健康、社会与教育政策的框架等等。在这些领域里，ITA计划应该为给联邦教育研究部的教育与研究政策拟订建议做出贡献，要通过基因技术的未来抉择，处理好迄今以来唯一能够对人类发展的道德-伦理产生重