世紀末的大洋彼岸，一只名叫“多利”的克隆羊的出現(xiàn)，引起了世界的廣泛關注，其重視程度不亞于原子彈的問世。人類就要邁入下個世紀時，12月24日，三只名為“連連”、“田田”和“云云”的轉基因羊，憨態(tài)可掬地亮相于中國北京順義三高科技農業(yè)試驗示范區(qū)。同樣，在我國生物工程、醫(yī)藥等科技界引起了強烈反響。這是中國農業(yè)大學教授李寧等采用顯微注射法將外源人mAAT（修正的人抗胰蛋白酶）基因導入山羊原核期胎胚內，經(jīng)過兩年努力，于今年6月獲得4只人基因轉基因羊（其中一只母羊在出生后三天死亡）。經(jīng)過聚合酶鏈式反應（PCR）和DNA雜交（ southern）兩種分子生物學技術鑒定，證明轉基因成功。轉基因羊是北京興綠原生物科技中心實施的“羊乳房生物反應器”項目。兩年來，在北京市科技委員會、國家生物工程開發(fā)中心、北京順義區(qū)政府與中國農業(yè)大學的合作下，獲取山羊卵 1036枚，移植受體母羊近百只。此次轉基因實驗成功率為13．79％。轉基因羊的誕生，標志著我國轉基因技術步入了新的階段，為利用動物乳腺生物反應器生產生物藥品探索出又一個新的途徑。
■何為轉基因羊
最簡單的理解就是用體外受精技術，從羊的卵巢里取得卵細胞，體外孵育成熟后，放入精子進行體外受精；然后選取受精卵發(fā)育過程中的最佳時機，借助顯微技術注射入目的基因（如人凝血因子Ⅸ基因）；再將這個已經(jīng)含有目的基因（專業(yè)提法稱“有目的基因整合”）的胚胎移植入母羊的子宮“借腹生育”。這樣得到的子羊由于具有目的基因稱其為轉基因羊。轉基因羊研究說來簡單，但研究成功卻絕非易事：且不說選用的精子、卵子要精心遴選；也不說家畜受精卵的雄原核并不像實驗小動物那樣清晰可見；顯微注射的命中率低；就連注射的外源基因的整合率也不高；移植胚胎的受孕率也極低。因此，目前國際上轉基因家畜的成功率只有千分之三，真正達到較高經(jīng)濟效益的更只有千分之一的比例，轉基因羊的誕生可謂艱難。
■在動物身上建藥廠
為何要搞轉基因羊？說得“平民化”一點，從某種意義上說，就是在動物身上建藥廠，轉基因動物是生物醫(yī)藥的一場革命。用乳腺表達人類所需蛋白基因的羊、牛等產乳量高的動物就相當于一座大型的藥物工廠。
我們做細菌基因工程需要很大的車間發(fā)酵。做細胞工程藥物也需要很多的昂貴設備來培養(yǎng)細胞。而若用轉基因動物，就只需要飼養(yǎng)活的羊、牛等動物即可，這種 “藥物工廠”顯然具有投資少、效益高、無公害等優(yōu)點。從轉基因動物的乳汁中獲取目的基因產物的優(yōu)越性更表現(xiàn)在其成本低、效益高、周期短幾個方面。如采用哺乳動物的細胞培養(yǎng)的辦法來生產藥物蛋白，其成本相當昂貴；而用轉基因羊、牛等來生產，每克蛋白成本只需0．02―0．5美元；其二是周期短，如研制一種新藥，一般需要20―30年，即使科技再發(fā)展，也很難低于10―15年，而若用轉基因動物來生產藥物，其周期就短得多。例如轉基因羊，從目的基因的受精卵顯微注射，到轉基因羊的出生、成熟、泌乳，理論上是18月，牛也只需2―3年，周期大大縮短；三是效益高。據(jù)美國的資料統(tǒng)計，過去，凝血因子Ⅷ都是靠獻血的血源來提供、提取的，全美國這方面病人一年所需要的凝血因子Ⅷ約為120克左右。
按傳統(tǒng)方法，這120克凝血因子Ⅷ需要120萬升血漿提取，以每人獻血200毫升計，就需要600個獻血員提供血漿才能滿足。而若用轉基因牛來生產，一頭牛每年的產奶量是1萬公斤，如每公斤乳汁中表達10毫克凝血因子Ⅷ的話，那么，只需要1．2頭這種牛即能滿足需要，這就是為什么稱轉基因動物（乳腺生物反應器）是生物醫(yī)藥的一場革命，足以帶動整個國民經(jīng)濟的發(fā)展，其意義也就不言而喻了。
再以白蛋白為例，美國一年需要10萬克，需從200萬升血漿中提取，而若用轉基因牛來生產，以每公斤乳汁表達2克白蛋白計算，只需要5000頭牛即可解決。此外，從人血中提取白蛋白等血清蛋白質可能產生的病毒感染之虞，如肝炎、艾滋病等，也可因此而得以避免。轉基因羊等轉基因動物的用途可謂太大啦！
■轉基因技術在國外
培育轉基因動物的設想始于本世紀70年代。二十多年來，世界上已有許多國家在此領域取得了巨大成績。
美國已成功地替換了老鼠體內的一種異?；?，這種基因是一種常見的遺傳性血液疾病的致病根源。此舉告訴人們基因治療不再是夢。英國已經(jīng)能夠鎖定一些特定的基因，進而改變蚊子的基因結構，使之無法傳播瘧疾。在日本，科學家把外來基因植入老鼠精子中去，成功地培育出了具有外來基因性狀的幼鼠，并應用轉基因技術和克隆技術使一只雌性山羊妊娠成功。還應用轉基因技術培育出一種能夠分解農藥中毒性物質的紅薯，它可以大大降低農藥殘留物對食用者的危害。
在俄羅斯，已有50多種添加了轉基因原料成份的食品獲得銷售證書。加拿大已培育出了精液中含有人生長激素蛋白的轉基因鼠，向世人表明用雄性動物生產藥物蛋白也可行。德國發(fā)現(xiàn)基因可能通過食物鏈在不同物種之間轉移。在法國，研究人員試驗將轉基因白毛兔置于紫外光線的照射下，結果兔子的白毛、胡須和眼睛都能變成美麗的熒光綠色。
■ 轉基因技術展望
科學技術日新月異，轉基因技術更是備受重視。人類的許多疾病，都直接或間接與基因損傷有關，轉基因等現(xiàn)代生物科技的發(fā)展，能使人類生命延續(xù)的美夢成真。我國此次轉基因羊注入的是mAAT基因。之所以選擇此基因，主要是因為慢性肺氣腫發(fā)病率很高，因此應用價值較大。不久以后，雌性轉基因羊產下的羊奶將成為治療肺氣腫等肺部疾病的特效藥，有肺病的人便可以吃此轉基因羊奶中提取的藥品甚至直接喝此羊奶就能治病了。技術一旦獲得了突破，科學家就可以選擇其他動物，也可以選擇注入其他基因，出現(xiàn)能治療糖尿病的轉基因牛、治療心臟病的轉基因狗、治療高血壓的轉基因兔等。到那時，現(xiàn)在還難以治愈的疾病，都會迎刃而解！
同時，轉基因技術同樣能在解決人類食物上大有作為?？茖W家們一致認為，基因改良農作物對于解決世界性的饑荒問題具有至關重要的作用。甚至預測，到 2025年時，人工飼養(yǎng)的轉基因魚將彌補世界漁業(yè)產量的不足，滿足全球人類的食用需要。
會有那么一天，轉基因羊奶6000美元1磅，轉基因奶牛每年產奶價值數(shù)十億美元，將不是天方夜譚，而是活生生的事實。
■何為轉基因羊
最簡單的理解就是用體外受精技術，從羊的卵巢里取得卵細胞，體外孵育成熟后，放入精子進行體外受精；然后選取受精卵發(fā)育過程中的最佳時機，借助顯微技術注射入目的基因（如人凝血因子Ⅸ基因）；再將這個已經(jīng)含有目的基因（專業(yè)提法稱“有目的基因整合”）的胚胎移植入母羊的子宮“借腹生育”。這樣得到的子羊由于具有目的基因稱其為轉基因羊。轉基因羊研究說來簡單，但研究成功卻絕非易事：且不說選用的精子、卵子要精心遴選；也不說家畜受精卵的雄原核并不像實驗小動物那樣清晰可見；顯微注射的命中率低；就連注射的外源基因的整合率也不高；移植胚胎的受孕率也極低。因此，目前國際上轉基因家畜的成功率只有千分之三，真正達到較高經(jīng)濟效益的更只有千分之一的比例，轉基因羊的誕生可謂艱難。
■在動物身上建藥廠
為何要搞轉基因羊？說得“平民化”一點，從某種意義上說，就是在動物身上建藥廠，轉基因動物是生物醫(yī)藥的一場革命。用乳腺表達人類所需蛋白基因的羊、牛等產乳量高的動物就相當于一座大型的藥物工廠。
我們做細菌基因工程需要很大的車間發(fā)酵。做細胞工程藥物也需要很多的昂貴設備來培養(yǎng)細胞。而若用轉基因動物，就只需要飼養(yǎng)活的羊、牛等動物即可，這種 “藥物工廠”顯然具有投資少、效益高、無公害等優(yōu)點。從轉基因動物的乳汁中獲取目的基因產物的優(yōu)越性更表現(xiàn)在其成本低、效益高、周期短幾個方面。如采用哺乳動物的細胞培養(yǎng)的辦法來生產藥物蛋白，其成本相當昂貴；而用轉基因羊、牛等來生產，每克蛋白成本只需0．02―0．5美元；其二是周期短，如研制一種新藥，一般需要20―30年，即使科技再發(fā)展，也很難低于10―15年，而若用轉基因動物來生產藥物，其周期就短得多。例如轉基因羊，從目的基因的受精卵顯微注射，到轉基因羊的出生、成熟、泌乳，理論上是18月，牛也只需2―3年，周期大大縮短；三是效益高。據(jù)美國的資料統(tǒng)計，過去，凝血因子Ⅷ都是靠獻血的血源來提供、提取的，全美國這方面病人一年所需要的凝血因子Ⅷ約為120克左右。
按傳統(tǒng)方法，這120克凝血因子Ⅷ需要120萬升血漿提取，以每人獻血200毫升計，就需要600個獻血員提供血漿才能滿足。而若用轉基因牛來生產，一頭牛每年的產奶量是1萬公斤，如每公斤乳汁中表達10毫克凝血因子Ⅷ的話，那么，只需要1．2頭這種牛即能滿足需要，這就是為什么稱轉基因動物（乳腺生物反應器）是生物醫(yī)藥的一場革命，足以帶動整個國民經(jīng)濟的發(fā)展，其意義也就不言而喻了。
再以白蛋白為例，美國一年需要10萬克，需從200萬升血漿中提取，而若用轉基因牛來生產，以每公斤乳汁表達2克白蛋白計算，只需要5000頭牛即可解決。此外，從人血中提取白蛋白等血清蛋白質可能產生的病毒感染之虞，如肝炎、艾滋病等，也可因此而得以避免。轉基因羊等轉基因動物的用途可謂太大啦！
■轉基因技術在國外
培育轉基因動物的設想始于本世紀70年代。二十多年來，世界上已有許多國家在此領域取得了巨大成績。
美國已成功地替換了老鼠體內的一種異?；?，這種基因是一種常見的遺傳性血液疾病的致病根源。此舉告訴人們基因治療不再是夢。英國已經(jīng)能夠鎖定一些特定的基因，進而改變蚊子的基因結構，使之無法傳播瘧疾。在日本，科學家把外來基因植入老鼠精子中去，成功地培育出了具有外來基因性狀的幼鼠，并應用轉基因技術和克隆技術使一只雌性山羊妊娠成功。還應用轉基因技術培育出一種能夠分解農藥中毒性物質的紅薯，它可以大大降低農藥殘留物對食用者的危害。
在俄羅斯，已有50多種添加了轉基因原料成份的食品獲得銷售證書。加拿大已培育出了精液中含有人生長激素蛋白的轉基因鼠，向世人表明用雄性動物生產藥物蛋白也可行。德國發(fā)現(xiàn)基因可能通過食物鏈在不同物種之間轉移。在法國，研究人員試驗將轉基因白毛兔置于紫外光線的照射下，結果兔子的白毛、胡須和眼睛都能變成美麗的熒光綠色。
■ 轉基因技術展望
科學技術日新月異，轉基因技術更是備受重視。人類的許多疾病，都直接或間接與基因損傷有關，轉基因等現(xiàn)代生物科技的發(fā)展，能使人類生命延續(xù)的美夢成真。我國此次轉基因羊注入的是mAAT基因。之所以選擇此基因，主要是因為慢性肺氣腫發(fā)病率很高，因此應用價值較大。不久以后，雌性轉基因羊產下的羊奶將成為治療肺氣腫等肺部疾病的特效藥，有肺病的人便可以吃此轉基因羊奶中提取的藥品甚至直接喝此羊奶就能治病了。技術一旦獲得了突破，科學家就可以選擇其他動物，也可以選擇注入其他基因，出現(xiàn)能治療糖尿病的轉基因牛、治療心臟病的轉基因狗、治療高血壓的轉基因兔等。到那時，現(xiàn)在還難以治愈的疾病，都會迎刃而解！
同時，轉基因技術同樣能在解決人類食物上大有作為?？茖W家們一致認為，基因改良農作物對于解決世界性的饑荒問題具有至關重要的作用。甚至預測，到 2025年時，人工飼養(yǎng)的轉基因魚將彌補世界漁業(yè)產量的不足，滿足全球人類的食用需要。
會有那么一天，轉基因羊奶6000美元1磅，轉基因奶牛每年產奶價值數(shù)十億美元，將不是天方夜譚，而是活生生的事實。
