2030年生物技術(shù)暢想-生物教學(xué)總結(jié)

2030年生物技術(shù)暢想-生物教學(xué)總結(jié)?

無(wú)論生物技術(shù)的支持者還是反對(duì)者都把21世紀(jì)稱(chēng)作

“生物技術(shù)世紀(jì)”。盡管對(duì)未來(lái)的各種構(gòu)想存在沖突，但許

多觀(guān)察家認(rèn)為，現(xiàn)在不斷被發(fā)現(xiàn)的生物學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)以及我

們認(rèn)識(shí)和駕馭能力的不斷提高將影響21世紀(jì)我們的日常生

活。到2030年，現(xiàn)在只是處于開(kāi)拓階段的某些技術(shù)將成為

現(xiàn)實(shí)。有些技術(shù)將為下一代技術(shù)鋪平道路。下一代技術(shù)現(xiàn)

在還只是幻想，或者目前還無(wú)從想象。以下是8位科學(xué)家

對(duì)2030年生物技術(shù)的構(gòu)想：

L弗倫奇?安德森：告別遺傳宿命論

南加利福尼亞大學(xué)醫(yī)學(xué)院生化和兒科學(xué)教授、基因療

法實(shí)驗(yàn)室主任弗倫奇?安德森博士認(rèn)為，盡管最近出現(xiàn)了

直接由于基因療法導(dǎo)致死亡的挫折，但是在5年內(nèi)，我們

將看到基因療法作為常規(guī)治療或產(chǎn)品應(yīng)用于臨床的三個(gè)領(lǐng)

域：心血管疾病、癌癥和艾滋病以及血友病等單純由于基

因缺陷造成的遺傳病。安德森對(duì)于目前尚未成熟的基因療

法在5年、10年、20年和30年后的發(fā)展有獨(dú)到的構(gòu)想。

他相信，今后10年內(nèi)研究人員將發(fā)現(xiàn)若干更好的能有效治

療多種疾病和組織的載體。到XX年，可能出現(xiàn)許多常規(guī)基

因療法。這些療法將從我們常指的基因療法的意義上增加

或糾正基因，用于血友病或囊性纖維化疾病的治療。另外,

研究人員將開(kāi)發(fā)小分子療法，這種療法將能夠控制多基因

復(fù)雜疾病的許多不同基因的功能，例如心血管病、關(guān)節(jié)炎、

傷口治療、免疫缺陷和各類(lèi)癌癥。這些療法不需要對(duì)基因

表達(dá)嚴(yán)格控制，因?yàn)橐驯磉_(dá)的蛋白質(zhì)過(guò)多或過(guò)少對(duì)患者都

無(wú)害。

精神疾病的基因療法發(fā)展將較為緩慢，但它們會(huì)如期

而來(lái)。2030年會(huì)有治療幾乎所有疾病的以基因?yàn)榛A(chǔ)的藥

物?；虔煼▽⒈粦?yīng)用于預(yù)防醫(yī)學(xué)。到那時(shí)我們每個(gè)人都

能通過(guò)芯片技術(shù)了解各自的遺傳缺陷。有可能研制成基因

或以基因?yàn)榛A(chǔ)的藥物，改變基因控制的重要性，從而從

根本上防止疾病的發(fā)生。

到2030年對(duì)疾病施行子宮內(nèi)基因療法將成為平常事，

并且有實(shí)施種系基因療法的可能性。

2.戴爾?福斯特：數(shù)據(jù)將存儲(chǔ)何處

奧奇德生物計(jì)算機(jī)公司總裁兼首席執(zhí)行官戴爾?福斯

特認(rèn)為，到2030年藥物遺傳學(xué)和藥物基因組學(xué)將成為推動(dòng)

進(jìn)步的主要工具。但是藥物遺傳學(xué)的應(yīng)用不會(huì)被看作革命

性的，而是將滲透到日常生活中去，包括臨床實(shí)驗(yàn)、目標(biāo)

收集和目標(biāo)證實(shí)等醫(yī)生與病人接觸的各個(gè)方面。藥物遺傳

學(xué)將無(wú)條件地進(jìn)入實(shí)施衛(wèi)生保健的一般觀(guān)點(diǎn)中。

當(dāng)然，被認(rèn)為不具革命性的藥物遺傳學(xué)一直是需要變

革的。如果要認(rèn)識(shí)對(duì)基因多態(tài)現(xiàn)象了解日益增加帶來(lái)的益

處，我們必須面對(duì)與信息相伴而來(lái)的公眾的關(guān)心。一個(gè)最

為重要的問(wèn)題涉及怎樣存儲(chǔ)和獲得大量的新出現(xiàn)的個(gè)人數(shù)

據(jù)。

未來(lái)學(xué)家一致認(rèn)為，那將在網(wǎng)上實(shí)現(xiàn)，而且一定是通

過(guò)網(wǎng)上發(fā)揮作用，但實(shí)際上可能不是那樣。網(wǎng)上獲得復(fù)雜

的基因數(shù)據(jù)，即使有安全性和保密性保障，也只是某種集

中的記錄保存方式，不可能有人們想象的那種優(yōu)勢(shì)。相反,

一種非常復(fù)雜的兼具半集中式和分散式的數(shù)據(jù)庫(kù)收集方式,

不必根據(jù)任何總體計(jì)劃設(shè)計(jì)，而是由于人們對(duì)整體的有效

的醫(yī)療檔案系統(tǒng)的自然關(guān)注有機(jī)增長(zhǎng)。

同時(shí)，藥物遺傳學(xué)將首先在為個(gè)體處方特定藥物中得

到應(yīng)用。病人體內(nèi)負(fù)責(zé)藥物代謝的主要肝酶的基因多態(tài)性

可能會(huì)被包括在一般醫(yī)療檔案中。其它藥物遺傳學(xué)檢驗(yàn)將

在診室作為處方過(guò)程的一部分通過(guò)迅速診斷進(jìn)行，其結(jié)果

永遠(yuǎn)不必讓其它衛(wèi)生機(jī)構(gòu)或承保人知道。

3.朱達(dá)?福克曼：創(chuàng)造未來(lái)

哈佛醫(yī)學(xué)院細(xì)胞生物學(xué)和兒外科教授朱達(dá)??？寺?/p>

談及生物技術(shù)對(duì)2030年的影響時(shí)，引用了諾貝爾獎(jiǎng)獲得者、

物理學(xué)家理查德?范曼的話(huà)：“預(yù)測(cè)未來(lái)的最佳方法是創(chuàng)造

未來(lái)?！狈堵诖蠹s40年前就開(kāi)始研究癌癥的病因，并創(chuàng)

立了“血管生成”學(xué)說(shuō)：為了生長(zhǎng)和擴(kuò)展，腫瘤和轉(zhuǎn)移瘤

需要血管提供營(yíng)養(yǎng)，如果沒(méi)有血管，癌癥腫瘤就不會(huì)長(zhǎng)大,

不會(huì)有危害。

縱觀(guān)前人所做的工作，范曼發(fā)現(xiàn)了截然不同的東西，

并由此創(chuàng)立了目前相當(dāng)盛行的血管生成研究領(lǐng)域?，F(xiàn)在血

管生成已成為幾乎各類(lèi)醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的醫(yī)生和研究人員寄予厚

望的領(lǐng)域，希望能藉此了解種類(lèi)不斷增多的疾病的潛在發(fā)

病過(guò)程。僅1999年發(fā)表的有關(guān)血管生成的論文就有1400

篇，足見(jiàn)這一領(lǐng)域已變得多么重要。2030年生物技術(shù)暢想

-生物教學(xué)總結(jié)

?？寺蛩憔脱苌深I(lǐng)域生物技術(shù)的未來(lái)進(jìn)行預(yù)測(cè)。

他就其非常了解的腫瘤學(xué)領(lǐng)域預(yù)言說(shuō)，在今后30年里會(huì)研

制出更多的血管生成抑制劑，并用于抑制癌的生長(zhǎng)。這些

抑制劑將有很多種劑型一一口服藥、膏藥、緩釋配方。

現(xiàn)在大約有30種具有不同作用機(jī)理的用于治療癌癥的

血管生成抑制劑處于試制階段，但去年9月?？寺碾[蔽

型抑制劑內(nèi)生抑制素，也是目前最有效的血管生成抑制劑

才得到臨床應(yīng)用。

目前認(rèn)為內(nèi)皮細(xì)胞的生長(zhǎng)和衰退控制著許多正常和反

常的生長(zhǎng)過(guò)程，約20-26種不同疾病。從每一個(gè)醫(yī)學(xué)專(zhuān)門(mén)

領(lǐng)域都可看到血管生成的影響。

在婦科學(xué)領(lǐng)域，美國(guó)每年有78000例子宮內(nèi)膜異位癥。

最近一項(xiàng)理論認(rèn)為，血管生成過(guò)程也與驚厥有關(guān)一一一種

導(dǎo)致孕期血壓升高對(duì)生命危害增加的疾病。在皮膚病學(xué)領(lǐng)

域，牛皮癬及其它14種皮膚病被認(rèn)為與血管生成有關(guān)或以

血管生成為基礎(chǔ)。此外，還有關(guān)節(jié)炎、局限性回腸炎及血

管瘤、血管纖維瘤等一系列兒科癥狀。最近發(fā)現(xiàn)白血病也

涉及新血管的生長(zhǎng)。一種有關(guān)阿爾茨海默氏癥的新理論指

出毛細(xì)內(nèi)皮的新生與神經(jīng)細(xì)胞的死亡伴隨著這種病。

4.丹?戈?duì)柖。荷锛夹g(shù)星球大戰(zhàn)

在生物技術(shù)領(lǐng)域，我們有過(guò)于注重其生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用的

傾向，即完全改變藥物作用方式的能力。而且任何一個(gè)去

年到過(guò)歐洲的人都不可避免地會(huì)看到有關(guān)轉(zhuǎn)基因作物的頭

版頭條新聞。

美國(guó)的航天計(jì)劃為影響生物醫(yī)學(xué)研究的某些生物化學(xué)

過(guò)程的認(rèn)識(shí)做出了重要貢獻(xiàn)。通過(guò)航天飛機(jī)計(jì)劃將生物技

術(shù)送入太空，使科學(xué)家們認(rèn)識(shí)到重力對(duì)蛋白質(zhì)晶體形成和

組織培養(yǎng)的作用，也促使他們?nèi)パ芯吭诔睾臀⒅亓顟B(tài)

下神經(jīng)如何再生。在一次航天試驗(yàn)中，研究人員發(fā)現(xiàn)在微

重力狀態(tài)下新生的神經(jīng)細(xì)胞數(shù)目增加了100倍。這些試驗(yàn)

表明，我們從未想到過(guò)的重力影響著神經(jīng)的再生，可以被

用來(lái)治療脊髓損傷及其它神經(jīng)損傷疾病。

另一項(xiàng)航天生物技術(shù)試驗(yàn)，研究了微重力對(duì)10萬(wàn)種腎

細(xì)胞基因的影響?？茖W(xué)家發(fā)現(xiàn)那些基因的變化達(dá)1600多種,

包括在骨骼增強(qiáng)方面非常重要的維生素D受體等許多轉(zhuǎn)錄

因子。我們?nèi)匀徊幻靼诪槭裁磿?huì)發(fā)生這些變化，但這一信

息表明，當(dāng)有機(jī)體進(jìn)入太空之后會(huì)發(fā)生劇烈變化。希望這

將反過(guò)來(lái)有助于科學(xué)家在宇宙探索中更好地生存。

生物技術(shù)的應(yīng)用方式之多即使是致力于這項(xiàng)熱門(mén)產(chǎn)業(yè)

的行家也無(wú)法想象。

美國(guó)航空航天局局長(zhǎng)戈?duì)柖≌f(shuō)，21世紀(jì)是生物技術(shù)的

世紀(jì)。大部分人不明白我們正在經(jīng)

歷一場(chǎng)生物學(xué)的革命。他們沒(méi)有把生物技術(shù)與生物學(xué)

之外的東西聯(lián)系起來(lái)看。通過(guò)計(jì)算機(jī)硬件和軟件以及多功

能材料，生物技術(shù)有可能帶來(lái)電子產(chǎn)品、計(jì)算機(jī)元件的重

大變革。他期望生物技術(shù)能夠幫助NASA解決一些阻礙宇宙

探索的棘手問(wèn)題一一將重物送入外層空間的高代價(jià)，從地

球上對(duì)宇宙飛船和探險(xiǎn)艙實(shí)施控制的難題，以及兼具能效

和時(shí)效的方法的研究，以便使宇航員獲得食物，并保證他

們?cè)趲坠饽赀h(yuǎn)之外的健康和安全。

戈?duì)柖?duì)21世紀(jì)生物技術(shù)有如下構(gòu)想：可樂(lè)罐大小的

航天器將在發(fā)射兩年后達(dá)到并登上小行星。它將運(yùn)用以DNA

為基礎(chǔ)的仿生系統(tǒng)作為行動(dòng)計(jì)劃，發(fā)展、調(diào)整并成長(zhǎng)為更

復(fù)雜的探索和思維系統(tǒng)。

今后5到10年內(nèi)系統(tǒng)將攜帶功能與人腦近似、能吸收

信息并將其加工成知識(shí)和智能的具生物性能的能進(jìn)化的系

統(tǒng)。系統(tǒng)將不再是單純的數(shù)據(jù)收集器和加工器，而是能夠

加工、思考、感應(yīng)和適應(yīng)。

未來(lái)計(jì)算系統(tǒng)的進(jìn)展只能通過(guò)混合系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，該系

統(tǒng)要能模擬生物過(guò)程，綜合基于硅和無(wú)生命材料以及基于

DNA和蛋白質(zhì)的生化材料的新概念。以DNA為基礎(chǔ)的綜合系

統(tǒng)要比以硅為基礎(chǔ)的系統(tǒng)速度快得多，能效要好10億多倍。

這些進(jìn)步的實(shí)現(xiàn)要靠NASA的太空和地面研究平臺(tái)與最佳模

擬系統(tǒng)、生物技術(shù)構(gòu)想以及創(chuàng)業(yè)精神的結(jié)合。

現(xiàn)在，農(nóng)業(yè)和衛(wèi)生保健生物技術(shù)是該項(xiàng)產(chǎn)業(yè)的核心。

但NASA正致力于模擬生物界過(guò)程的系統(tǒng)的研究工作。當(dāng)探

測(cè)器進(jìn)入太空時(shí)，它們像有生命般的性能。

5.喬治?拉思曼：打破疑慮

ICOS公司總裁喬治?拉思曼說(shuō)，新技術(shù)是通向更美好

生活之路。技術(shù)帶來(lái)的衛(wèi)生保健領(lǐng)域的進(jìn)展如此巨大，盡

人皆知。生物技術(shù)的觀(guān)點(diǎn)仍令許多人心存恐懼。將來(lái)生物

技術(shù)的發(fā)展能說(shuō)服那些在目前激烈的論戰(zhàn)中聲色俱厲的懷

疑論者。這種轉(zhuǎn)變已經(jīng)開(kāi)始。以農(nóng)業(yè)生物技術(shù)公司為例，

盡管它們?cè)谌澜缡艿叫涡紊u(píng)家的攻擊，但這種彌

漫的硝煙只是其它高技術(shù)產(chǎn)業(yè)如化學(xué)工業(yè)與核工業(yè)出現(xiàn)時(shí)

遭到排斥的重復(fù)。生物技術(shù)將走完其被社會(huì)接受的全過(guò)

程，它帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)和益處能被寬容地看待。30年之后，將

會(huì)出現(xiàn)一種生物技術(shù)的真正利益得到充分贊賞的形勢(shì)。

2030年生物技術(shù)暢想-生物教學(xué)總結(jié)

2030年癌癥將被徹底擊敗，而我們將在防止身體隨年

齡增長(zhǎng)而惡化方面取得迅速進(jìn)展。

6.萊爾?布特曼：定制藥品

亞利桑那大學(xué)教授萊爾-布特曼博士說(shuō)，生物技術(shù)和

基因組學(xué)將促使衛(wèi)生保健方面的消費(fèi)者更多地進(jìn)行自我預(yù)

防、診斷、控制和鞏固。但我們不可孤立地看待生物技術(shù)

的影響。生物技術(shù)加上目前因特網(wǎng)使信息獲得方式發(fā)生的

變化將使人們能夠自己作出決定。

總之，生物技術(shù)和基因組學(xué)將為我們打開(kāi)一扇認(rèn)識(shí)之

窗。我們將有能力告訴病人某種疾病對(duì)他們的危險(xiǎn)性。例

如，如果你帶有糖尿病基因而你母親也攜帶該基因，那么

可斷定你到50歲有90%患糖尿病的幾率。作為病人，你希

望了解該怎么做。那么你可到因特網(wǎng)的糖尿病站點(diǎn)去尋找

范例O

除疾病診斷外，還會(huì)對(duì)治療產(chǎn)生重大影響。我們將根

據(jù)各自的問(wèn)題為每一位患者制定保健和藥物治療方案。

7.保羅?艾布拉姆：未來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)量

NeoRx公司總裁兼首席執(zhí)行官保羅?艾布拉姆說(shuō)，到

2030年，隨著信息技術(shù)的爆炸可能會(huì)出現(xiàn)一種明顯的趨勢(shì),

即病人會(huì)變得越來(lái)越有能力。他們將懂得更多東西，因此

對(duì)衛(wèi)生保健提供者和衛(wèi)生保健體系的要求會(huì)大大提高。病

人特別是患有多發(fā)性硬化癥、癌癥或其它重癥或絕癥的人

將不會(huì)坐視醫(yī)學(xué)的緩慢發(fā)展。一旦這些病人聽(tīng)說(shuō)一種有希

望的新療法，他們就會(huì)迅速了解清楚，并且?guī)缀趿⒖桃?/p>

使用。

其次，研究人員將對(duì)基因組了解得更多。他們將更加

了解特定的多態(tài)現(xiàn)象與特定疾病加重之間的關(guān)系，以及特

定多態(tài)現(xiàn)象與特定藥物的干擾甚至藥物價(jià)值的相互關(guān)系。

病人將會(huì)對(duì)他的保健醫(yī)生說(shuō)：“請(qǐng)測(cè)試一下我的基因組成，

看這種藥是否可能適用于我這種病。”而在大多數(shù)情況下，

醫(yī)生會(huì)滿(mǎn)足他的要求。

第三種趨勢(shì)涉及到保險(xiǎn)公司就他們承保的風(fēng)險(xiǎn)量做出

的選擇。因?yàn)槿绻ｋU(xiǎn)公司正確或錯(cuò)誤地相信，它能根據(jù)

基因組的多態(tài)現(xiàn)象分析預(yù)測(cè)人們?cè)诨疾≈暗母鞣N不同表

現(xiàn)，那么它目前以黑箱方式辦事的做法就會(huì)轉(zhuǎn)變。保險(xiǎn)公

司不會(huì)再說(shuō)：“如果我們能讓足夠多的人投保，那么風(fēng)險(xiǎn)就

成了大家的風(fēng)險(xiǎn)?！毕喾?，它們會(huì)更密切地關(guān)注個(gè)人的情況。

8.杰弗里-喬納斯：“小”的重要性

AVAX公司總裁兼首席執(zhí)行官杰弗里?喬納斯認(rèn)為，生

物技術(shù)影響2030年的醫(yī)療實(shí)踐是有多方面原因的。首先，

生物技術(shù)有為思想創(chuàng)造智力市場(chǎng)的作用，這是通過(guò)傳統(tǒng)的

政府資助的研究或基于大公司的研究不能企及的。

眾多小公司引起