发展中的中国基因产业，本文主要内容关键词为：中国论文,基因论文,产业论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
最近，随着人类基因组测序的完成，人们认识到，所有涉及基因的研究不仅具有重要的学术理论价值，而且都可能蕴含着巨大的商机，围绕各种生物基因的研究开发将会产生一个庞大的产业，于是有人提出了基因产业这一时兴的名词。那么，究竟什么是基因产业？迄今虽然没有一个共同的说法，但它确确实实是存在了，并在全球范围迅速发展着。
基因产业，我们认为，就是基于生物基因操作技术而形成的一种新兴高技术产业。凡在基因水平上进行操作，用以生产产品或提供服务的均属基因产业范畴。也就是说，凡应用基因重组技术、基因克隆技术、基因测序技术、基因转移技术、基因治疗技术、基因诊断技术、基因芯片技术、基因扩增技术等各种基因操作技术生产产品或提供服务的即属基因产业。随着人类基因组和各种重要农作物基因组、微生物基因组以及蛋白质组研究的进展与突破以及其他技术的进步，基因产业已成为整个生物技术产业中最具活力的一部分，也是世界各国最为关注并予优先发展的新兴高技术产业。
1 我国基因产业发展概况
我国科学家自1970年代末1980年代初开始引入基因工程技术和单克隆抗体技术，由此开始了我国现代生物技术的研究开发工作。1986年，我国开始实施国家高技术发展计划，即"863"计划。在这一计划中，生物技术被列为首要领域。此时，我国的基因工程还处于质粒载体构建和外源基因表达为主的实验室研究阶段。在我们1985～1986年度对全国生物技术产业（包括传统生物技术产业和现代生物技术产业）进行调查时，我国除了几种单克隆抗体诊断试剂和植物组培快繁脱毒种苗等少数少量现代生物技术产品上市之外，现代生物技术产业几乎还是零。
经过15年的发展，我国在基因产业这一领域，已经从最初的实验室研究阶段进入了商品化产品生产阶段，并且由最初的跟踪仿制逐步开始了自主创新。
根据我们对全国400余家生物技术机构的调查，以及对10家生物制药公司的跟踪调查，1996～1997年我国出现了第一个基因工程产品商品化高峰。迄今，我国已有基因工程干扰素、基因工程白介素、基因工程胰岛素、基因工程乙肝疫苗等18种基因工程药物和疫苗获准生产并投放市场，批准转基因抗虫棉、转基因西红柿等6种转基因植物进行商品化生产。基因工程药物和疫苗的年销售额1996年为2.2亿元人民币，到2000年已增长到约20亿元人民币。转基因抗虫棉在全国9省区累计种植面积达550万亩，其经济和社会效益近8亿元人民币。目前，我国还有9种基因工程药物已完成或正在进行临床前试验，9种进入中试，18种处于实验室研究阶段，其中大部分具有自主知识产权。有6种基因治疗方案已经和即将进入临床试验。我国的转基因抗病小麦已通过品种审定，累计种植面积已有1446万亩。此外，还有涉及103个基因的47种转基因植物处在不同的研发阶段，不久亦将商品化。根据我们的研究，估计5年之后，我国的基因工程产品将会再次出现一个商品化高峰。特别是，经过近15年的发展，我国已经形成了包括基因重组、基因转移、基因测序、基因克隆、基因治疗、基因诊断、基因扩增、基因芯片等技术的基因产业技术体系，形成了6000多人（仅参与"863"计划项目研究开发的人员）的研发队伍并培养了3500名跨世纪的研究开发人才，建立了包括南北两个基因组研究中心在内的8个研究开发基地，还有十几个在筹建中。一批新兴的生物技术企业已经成为我国基因产业的中坚力量。根据调查，目前我国已有370多家新兴生物技术公司，其中有100多家应用基因操作技术开发新产品和生产活动，规模较大的公司10余家。可以说，我国的基因产业已进入了蓬勃发展的阶段。
2 发展中的中国基因产业
基因工程药物与疫苗
我国在863计划、科技攻关计划等计划的支持和带动下，基因工程药物与疫苗产业现已初具规模。1989年，我国科学家成功研制出具有我国自主知识产权的基因工程一类新药a1b干扰素，成为我国批准生产的第一个基因工程药物。随后，又相继研制成功基因工程重组人a2a干扰素、重组人a2b干扰素、重组人γ干扰素、重组人白细胞介素2、重组人粒细胞集落刺激因子、重组人粒细胞一巨噬细胞集落刺激因子、重组链激酶、重组人生长因子、重组人胰岛素、重组人碱性成纤维细胞因子以及基因工程乙肝疫苗、霍乱菌苗、痢疾菌苗等18种基因工程药物与疫苗，并投放市场。其中，基因工程重组人a1b干扰素已占领国内干扰素市场的60%市场份额，年销售额已达3亿元人民币，超过了进口产品，成为我国干扰素的第一品牌。世界上销售额在前10位的基因工程药物，在我国均已研究成功并实现产业化。中国用十多年的时间完成了世界上主要基因工程产品的产业化，而且发展速度很快。
1996年时，我国基因工程药物和疫苗的年销售额仅有2.2亿元人民币，1998年增长到7.2亿元人民币，2000年时已达到约20亿元人民币。目前，还有9种基因工程药物已完成或正在开展临床试验，9种进入中试开发，18种处于实验室研究阶段。可以预计，3～5年后我国会又有一批基因工程药物投放市场，将产生更加显著的经济和社会效益。
转基因植物
1997年，我国第一个获准商品化生产的转基因植物耐贮藏番茄问世，使我国成为第三个将转基因番茄投放市场的国家。截止到目前，我国已批准商品化生产的转基因植物6件，其中转基因抗虫棉累计种植面积达550万亩，产生了良好的社会和经济效益。7个抗黄矮病、白粉病和赤霉病的小麦新品种通过品种审定，累计种植面积已达1448万亩。此外，还有水稻、小麦、玉米、大豆、马铃薯、花生、杨树、番木瓜、烟草、甜瓜、辣椒等涉及100个以上基因的47种转基因植物处在不同的研发阶段。我国已成为世界上转基因植物种植面积最大的国家之一。
转基因动物
我国在“九五”期间将动物乳腺反应器列为863计划重大项目之一。目前我国已成功培育出转人白蛋白基因的转基因牛和转EPO基因的转基因羊，为进一步实现产业化奠定了基础。通过对开发中产品的成本分析表明，利用转基因动物生产药用蛋白可减低成本近10倍。动物乳腺生物反应器使得生产成本高、使用剂量大的药用蛋白实现产业化成为可能。
我国科学家还开展了转生长激素基因鲤鱼、银鲫研究，以及转人干扰素基因抗出血热草鱼的研究，均已通过农业部农业生物基因工程安全委员会审批获准进入中间实验。
重组微生物
应用基因重组技术改造微生物，可获得人们需要的新型微生物。目前，我国共分离克隆了杀虫、防病、固氮等新基因89个，构建各类工程菌51株，其中5种菌剂获准进入田间试验，6种经安全性评估后进入环境释放，1种水稻联合固氮菌获准商品化生产。这些基因工程微生物被广泛应用于生物农药、生物肥料以及生物加工业生产。
1)微生物肥料。目前，微生物肥料的研究主要集中在固氮菌的研制和开发。我国的固氮研究在固氮基因的克隆、调控、耐铵、泌铵及高效固氮菌株构建等方面取得重大进展。迄今，我国科学家已从我国不同地区分离鉴定出10余株高固氮活性的固氮菌株，这为更深入的理论研究和应用研究奠定了基础。同时，采用多种途径构建了一系列耐铵、泌铵高效固氮工程菌株，比野生菌有更好的节肥增产效果。目前已有1种水稻联合固氮菌获准进行商品化生产，并已在鞍山集团开始生产。
2)微生物农药。目前我国已有转B[,t]基因重组杆状病毒、高毒广谱杀虫工程菌、棉铃虫核型多角体病毒杀虫剂等多种基因工程微生物杀虫剂经农业部安全性审批获准进入田间释放或中间实验。
3)改造传统生物技术产业。以基因工程菌代替现有的抗生素、氨基酸、有机酸等重要发酵产品的菌种是改造传统生物技术产业的重要手段之一。我国采用自己构建的基因工程菌种发酵生产头孢菌素C，使发酵单位提高到了2800单位以上，达到国际先进水平，现已在生产中使用。
基因治疗
我国是世界上较早开展基因治疗研究的国家之一。1991年，我国科学家进行了世界上首例血友病B的基因治疗临床试验，目前已有4名血友病患者接受了基因治疗、治疗后体内IX因子浓度上升，出血症状减轻，取得了安全有效的治疗效果。随后，我国科学家利用胸腺激酶基因治疗恶性脑胶质瘤基因治疗方案获准进入I期临床试验，初步的观察表明，生存期超过1年以上者占55%，其中1例已超过三年半，至今仍未见肿瘤复发。此外，采用血管内皮生长因子基因治疗外周梗塞性下肢血管病基因治疗方案也已获准进入临床试验。目前，我国已有6个基因治疗方案进入或即将进入临床试验。
我国基因治疗研究在建立高效、靶向性基因导入系统等关键技术方面取得重大进展，如靶向性非病毒载体和腺病毒伴随病毒载体系统的建立，具有国际前沿水平和自主的知识产权。
基因诊断
随着人类基因组计划不断深入的研究，以及重要病原体、微生物等基因组测序工作的相继完成，为我们提供了更多可供检测的基因，将促进基因诊断向临床应用的快速发展。
目前我国基因诊断在以下几个方面已进入临床实用阶段：
1)遗传病的产前诊断。通过基因诊断，可检测胎儿性别，这对与性染色体有关的遗传病的诊断是十分必要的。对于高发性的遗传病，如地中海贫血、镰刀状贫血、凝血因子缺乏等基因诊断已在临床应用多年，为优生优育作出了贡献。
2)致病病原体的检测。当致病病原体进入人体后，可引起相应的疾病。当我们了解其核酸序列，就可以设计引物和探针，通过基因检测诊断出来。目前已应用于病毒（乙肝）、细菌（结核）、原虫（梅毒螺旋体）等病原体的检测。
3)癌基因的检测和诊断。通过研究已阐明部分癌症基因与癌症之间的关系。目前，在临床上可以通过基因检测诊断白血病、肺癌、神经胶质瘤等癌症。除此以外，基因诊断技术还广泛应用于DNA指纹分析、个体识别、亲子鉴别等司法鉴定，动植物检疫以及转基因动植物中阳性基因的检测等方面。
目前我国基因诊断试剂的研发处于相对缓慢阶段。究其原因，一是基因诊断试剂的研发主要依靠基因组研究成果，需阐明基因与疾病的相互关系，明确核酸序列，然后根据其序列设计引物和探针，进行检测，而目前可用于基因诊断的基因为数不多；二是基因诊断技术操作要求高，不能有任何外源基因的污染，否则检测结果将不准确。为了规范我国基因诊断研究领域，1998年4月卫生部发文暂停临床基因扩增检验，要求对从事基因检测的单位和人员进行培训，建立临床考核单位，建立阳性检测标准品等，以保证我国基因检测的研究与应用朝着健康有序的方向发展。
相信，随着功能基因研究的逐步深入，以及我国基因检测市场的进一步规范，我国基因诊断试剂将会进入一个快速发展的阶段，并将形成一个新兴的产业。
基因组测序
我国于1999年7月向国际人类基因组测序协作组注册申请承担1%人类基因组测序工作，同年9月由第五届国际人类基因组战略会议正式确认，2000年6月完成了第3号染色体上3000万碱基对的测序，2001年2月与美国、英国、德国、法国、日本等国科学家共同发布了人类基因组图谱及初步分析结果。我国是唯一作为发展中国家参与国际公共领域人类基因组测序的国家，并在短时间内完成规定任务，因此影响巨大。
此外，我国微生物基因组测序也取得重要进展。中国科学院微生物研究所、遗传研究所和生物物理研究所合作，已进行了极端嗜热菌的全基因组测序并已完成了工作框架图。对虾白斑杆状病毒基因组、痢疾杆菌福氏2A株基因组全序列测定已经完成，钩端螺旋体基因组测序即将完成，其他也已进入了组装和拼接阶段。华大基因公司、中国科学院遗传研究所和国家杂交水稻工程研究中心合作，正在开展杂交水稻基因组测序工作。2000年，华大基因公司又同丹麦合作，开始家猪的基因组测序。
基因芯片
1996年，美国埃菲公司最先制造出用于药物筛选和实验室研究的基因芯片上市销售。1997年，我国科学家即开始了基因芯片的研究开发。目前，全国已有清华大学、中国科学院、军事医学科学院等20多家大学和研究机构以及几家新兴公司在从事基因芯片的研制开发。我国政府已将生物芯片列为“十五”发展重点，投入经费支持其迅速发展。上海地区也启动了“应用性DNA芯片的研究与开发”项目，大力发展诊断用基因芯片。国内一些反应机敏的企业也开始投资参与基因芯片的开发。基因芯片的研制开发已成为一个新的热点领域。
目前，我国陕西超群科技股份有限公司与复旦大学合作研制的疾病诊断生物芯片已获准临床应用。浙江江南生物科技有限公司研制开发的地中海贫血病诊断芯片也已投入临床应用。上海生命科学研究院创建了以尼龙膜为基质的用于基因表达谱分析的cDNA阵列，现已投入使用，为国内外数十个研究机构提供了服务。随着投资公司和企业的介入，我国的基因芯片业一定会迅速发展壮大。
标签：生物技术论文; 基因诊断论文; 基因工程论文; 基因治疗论文; 基因芯片论文; 基因测序论文; 测序中国论文; 基因组论文;