獸醫(yī)公共衛(wèi)生學(xué)第十五章 現(xiàn)代生物技術(shù)與人類健康-2022教學(xué)PPT

獸醫(yī)公共衛(wèi)生學(xué)2022/11/232第十五章 現(xiàn)代生物技術(shù)與人類健康第一節(jié) 現(xiàn)代生物技術(shù)概述第二節(jié) 現(xiàn)代生物技術(shù)在人類保健領(lǐng)域的應(yīng)用2022/11/233第一節(jié) 現(xiàn)代生物技術(shù)概述一、現(xiàn)代生物技術(shù)的含義?生物技術(shù)（biotechnology）是生命科學(xué)與工程的整合，又稱為生物工程（bioengineering）或生物工藝學(xué)（biotechnology）。?1917年匈牙利KarlEreky提出的“凡是以生物機體為原料，不論其用何種方法進行產(chǎn)品生產(chǎn)的技術(shù)”。由于涉及面太寬泛而未受到人們的認(rèn)可。?20世紀(jì)70年代末80年代初，由于分子生物學(xué)、DNA重組技術(shù)的發(fā)展和基因工程產(chǎn)品的出現(xiàn)，引發(fā)了人們對生物技術(shù)定義和范圍的爭議。2022/11/234?1982年國際經(jīng)濟合作及發(fā)展組織（OECD）的定義是：“生物技術(shù)是應(yīng)用自然科學(xué)及工程學(xué)原理，依靠生物催化劑（biocatalyst）的作用將物料進行加工，提供產(chǎn)品或用于為社會服務(wù)的技術(shù)”。將“生物催化劑”引入了“生物技術(shù)”，顯示出生物技術(shù)是一門新興的綜合性學(xué)科。?歐洲生物技術(shù)聯(lián)盟（EFB）認(rèn)為：“生物技術(shù)是自然科學(xué)與生物體、細(xì)胞或其組分、分子類似物相結(jié)合，用于提供商品和服務(wù)的一種技術(shù)”。更多強調(diào)的是“技術(shù)”。從本質(zhì)上看，是利用微生物、動植物細(xì)胞或酶來合成、分解或轉(zhuǎn)化某些物質(zhì)。?從廣義上講，生物技術(shù)指的是有機體的操作技術(shù)，凡是用有機體或其產(chǎn)物開發(fā)產(chǎn)品的技術(shù)，都是生物技術(shù)。2022/11/235?生物技術(shù)不完全是一門新興學(xué)科，而是在原有技術(shù)的基礎(chǔ)上不斷發(fā)展和壯大的技術(shù)，包括傳統(tǒng)生物技術(shù)和現(xiàn)代生物技術(shù)。

傳統(tǒng)生物技術(shù)主要是指通過微生物的初級發(fā)酵來生產(chǎn)商品（如面包、醬、醋、酒、奶酪、酸奶之類的食品和飲料的生產(chǎn)），通過循序選擇改良動植物以獲得所需的性狀。

與人類的生活密切相關(guān)，它的發(fā)展從公元前釀酒技術(shù)的出現(xiàn)到20世紀(jì)中期抗生素的工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)，如早在公元前6000年古巴比倫人就開始釀造啤酒，埃及人在公元前4000年就開始烘烤膨松面包。

到了20世紀(jì)70年代，隨著DNA重組技術(shù)等分子生物學(xué)技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展，傳統(tǒng)生物技術(shù)進入了現(xiàn)代生物技術(shù)時代。2022/11/236?現(xiàn)代生物技術(shù)是以現(xiàn)代生物學(xué)研究成果為基礎(chǔ)，以基因工程為核心的新興學(xué)科，它與傳統(tǒng)生物技術(shù)之間最根本的區(qū)別在于現(xiàn)代生物技術(shù)是在基因水平上進行操作，改變已有的基因，改良甚至創(chuàng)造出新的物種。?現(xiàn)在一般認(rèn)為，現(xiàn)代生物技術(shù)是以現(xiàn)代生命科學(xué)理論為基礎(chǔ)，利用生物體及其細(xì)胞的、亞細(xì)胞的和分子的組成部分，結(jié)合工程學(xué)、信息學(xué)等手段開展研究及制造產(chǎn)品或改造動物、植物、微生物等，并使其具有所期望的品質(zhì)、特性，從而為社會提供商品和服務(wù)的綜合性技術(shù)體系。2022/11/237由此可見，現(xiàn)代生物技術(shù)不僅僅是與生命科學(xué)相關(guān)的技術(shù)，還包含工藝、設(shè)備等工程學(xué)內(nèi)容，故也將其稱為“生物工程（bioengineering）”。從定義上可以看出，生物技術(shù)由三個基本要素組成：（1）現(xiàn)代生物科學(xué)的基礎(chǔ)理論和技術(shù)：生命科學(xué)涉及與生命活動有關(guān)的多個學(xué)科領(lǐng)域，如生物學(xué)、醫(yī)學(xué)和農(nóng)學(xué)等，其中生物學(xué)理論和技術(shù)是現(xiàn)代生物技術(shù)最重要的基礎(chǔ)。（2）應(yīng)用生物材料或生物系統(tǒng)：包括微生物、植物和動物體，或其器官、組織、細(xì)胞、細(xì)胞器，或無細(xì)胞系統(tǒng)，酶系統(tǒng)等，在適當(dāng)利用生物特有方式的條件下，制備人類所需要的生物活性物質(zhì)。（3）通過一定的工程系統(tǒng)獲得產(chǎn)品或提供服務(wù)：通過工程學(xué)途徑，規(guī)?；刂苽淙祟愋枰纳锂a(chǎn)品，如藥物、細(xì)胞或DNA制品、組織或器官、動植物新品種、食品、飼料、試劑、材料等，以及提供防治疾病、改善自然生態(tài)環(huán)境、消除環(huán)境污染等方面的服務(wù)。隨著現(xiàn)代生物技術(shù)的日益發(fā)展，它與人類生活的結(jié)合也越來越緊密。一些新的基于現(xiàn)代生物技術(shù)的產(chǎn)品和技術(shù)的出現(xiàn)，對人類的社會生活產(chǎn)生深遠的影響。2022/11/238?現(xiàn)代生物技術(shù)已廣泛應(yīng)用于醫(yī)療保健、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、食品生產(chǎn)、生物加工、資源開發(fā)利用、環(huán)境保護等領(lǐng)域，為人類解決疾病防治、人口膨脹、食物短缺、能源匱乏、環(huán)境污染等一系列問題提供了先進的技術(shù)手段。?現(xiàn)代生物技術(shù)是目前所有自然科學(xué)領(lǐng)域中涵蓋范圍最廣的學(xué)科之一，已逐步成為與分子生物學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、微生物學(xué)、生物化學(xué)、免疫學(xué)、生理學(xué)、遺傳學(xué)、藥學(xué)、醫(yī)學(xué)、農(nóng)學(xué)、數(shù)學(xué)、計算機科學(xué)、微電子學(xué)、信息學(xué)等多學(xué)科密切相關(guān)的綜合性邊緣學(xué)科。?其研究對象也已從微生物擴展到了動物和植物，從陸地生物擴展到了海洋生物和空間生物，并將進一步向縱深發(fā)展，也與其他學(xué)科不斷地交叉而形成許多新的學(xué)科。2022/11/239二、現(xiàn)代生物技術(shù)的內(nèi)容和發(fā)展趨勢（一）現(xiàn)代生物技術(shù)的內(nèi)容?根據(jù)對象及操作技術(shù)的不同，現(xiàn)代生物技術(shù)主要包括基因工程、蛋白質(zhì)工程、細(xì)胞工程、酶工程、發(fā)酵工程和生物分離工程，還有抗體工程、生物分離工程、糖鏈工程、胚胎工程、海洋生物技術(shù)及空間生物技術(shù)等。?這種劃分方式也是相對的，它們之間不僅相互滲透，互為補充，而且隨著生物學(xué)和生物技術(shù)的縱深發(fā)展，不斷有一些新的內(nèi)容出現(xiàn)，特別是人類和生物的基因組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)、生物芯片、生物信息學(xué)等重大技術(shù)的出現(xiàn)，使現(xiàn)代生物技術(shù)的內(nèi)容得到很大的擴展。2022/11/23101.基因工程（gene

engineering）

應(yīng)用人工方法把生物遺傳物質(zhì)（DNA或RNA）分離出來，在體外進行切割、拼接和重組，然后將重組DNA導(dǎo)入某種宿主細(xì)胞或個體，從而改變它們的遺傳品性；還可以使新的遺傳物質(zhì)（基因）在新的宿主細(xì)胞或個體中大量表達，以獲得基因產(chǎn)物（多肽或蛋白質(zhì)）。

核心是DNA重組技術(shù)，因而基因工程和DNA重組技術(shù)有時成為同義詞。

最突出的優(yōu)點：打破了常規(guī)育種難以突破的物種之間的界限，可以使原核生物與真核生物之間、動物與植物之間、甚至人類與其他生物之間的遺傳信息進行相互重組與轉(zhuǎn)移。基因工程的問世標(biāo)志著人類進入了一個可以設(shè)計和創(chuàng)造新基因、新蛋白和生物新性狀的全新時代。2022/11/23112.蛋白質(zhì)工程（protein

engineering）

是基因工程、蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)學(xué)和計算機技術(shù)的互補發(fā)展和滲透的結(jié)果，

基本內(nèi)容和目的：以蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)與功能為基礎(chǔ)，通過化學(xué)和物理手段對目標(biāo)基因按預(yù)期設(shè)計進行修飾和改造，合成新的或?qū)ΜF(xiàn)有的蛋白質(zhì)進行改造，生產(chǎn)出比自然界存在的蛋白質(zhì)功能更優(yōu)良，更符合人類需求的功能性蛋白。

最早由美國基因公司的Ulmer于1983年在《Science》上發(fā)表的“Proteinengineering”專論中提出。是新一代的基因工程，又被稱為第二代基因工程。2022/11/23123.細(xì)胞工程 （cell

engineering）

指應(yīng)用現(xiàn)代細(xì)胞生物學(xué)、發(fā)育生物學(xué)、遺傳學(xué)和分子生物學(xué)的理論和方法，按照人們的需要和設(shè)計，在細(xì)胞、亞細(xì)胞或組織水平上進行遺傳操作，獲得重組細(xì)胞、組織、器官或生物個體，從而達到改良生物的結(jié)構(gòu)和功能，或創(chuàng)造出新的生物物種，或加速動植物個體繁殖，或獲得某些有用產(chǎn)品的綜合性生物工程。

優(yōu)勢：避免了分離、提純、剪切、拼接等基因操作，只需將細(xì)胞遺傳物質(zhì)直接轉(zhuǎn)移到受體細(xì)胞中就能形成雜交細(xì)胞，因而能夠提高基因的轉(zhuǎn)移效率。

按照操作對象的不同可以分為細(xì)胞與組織培養(yǎng)、細(xì)胞融合、細(xì)胞核移植、染色體操作、轉(zhuǎn)基因生物等；

按照生物類型的不同可分為動物細(xì)胞工程、植物細(xì)胞工程、微生物細(xì)胞工程等。

還發(fā)展衍生出了組織工程、胚胎工程、染色體工程等新的研究領(lǐng)域。2022/11/2313

細(xì)胞工程是當(dāng)今生物技術(shù)的基礎(chǔ)，在細(xì)胞培養(yǎng)、細(xì)胞融合、細(xì)胞代謝產(chǎn)物的生產(chǎn)和生物克隆等領(lǐng)域取得了令人矚目的成果，如單克隆抗體、胚胎移植、干細(xì)胞、生物乳腺反應(yīng)器、克隆動物等。

1996年英國利用成年哺乳動物體細(xì)胞克隆技術(shù)首次克隆出綿羊“多莉”；

2001年英國成功培育出世界首批轉(zhuǎn)基因克隆豬；

隨后又有多種克隆動物被培育成功，如騾子（美國2003），非洲野貓（美國2003），種馬（意大利

2003），雪貂（美國2004），狼（韓國2005），犬（韓國2005），水牛（印度2009），駱駝（阿聯(lián)酋

2009）；

2013年，日本理化研究所用克隆動物培育克隆動物的“再克隆”技術(shù)，1只實驗鼠培育出26代共598只實驗鼠。

我國在一些研究領(lǐng)域也已跨入世界先進行列。如雜交水稻、轉(zhuǎn)基因動物、動物體細(xì)胞克隆等：2000年成年山羊體細(xì)胞克隆羊在西北農(nóng)林科技大學(xué)誕生，

2002年體細(xì)胞克隆牛在中國農(nóng)業(yè)大學(xué)誕生，

2009年體細(xì)胞克隆豬在東北農(nóng)業(yè)大學(xué)誕生，

2017年世界上首只體細(xì)胞克隆猴在中國科學(xué)院神經(jīng)生物科學(xué)研究所誕生，還有其他克隆動物不一一列舉，

這些研究成果標(biāo)志著我國科學(xué)家已掌握了體細(xì)胞克隆的尖端技術(shù)。2022/11/23144.酶工程（enzyme

engineering）

利用酶、細(xì)胞器或細(xì)胞所具有的特異催化功能，對酶進行修飾改造，并借助生物反應(yīng)器和工藝過程來生產(chǎn)人類所需產(chǎn)品的一項技術(shù)。

酶（enzyme）是細(xì)胞產(chǎn)生的、受多種因素調(diào)控的、具有催化能力的生物催化劑，除了一些具有催化活性的RNA外，大多數(shù)酶都屬蛋白質(zhì)，但并不是所有的蛋白質(zhì)都是酶，只有催化作用的蛋白質(zhì)才能稱為酶。天然酶的穩(wěn)定性差、使用效率低，同時分離困難、成本高，20世紀(jì)70年代初基因工程出現(xiàn)以后，將基因工程和酶學(xué)有機結(jié)合起來形成了生物酶工程。

“酶工程”1971年在第一屆國際酶工程會議上命名，狹義：指在一定的生物反應(yīng)器內(nèi)，利用酶的催化作用進行物質(zhì)轉(zhuǎn)化的技術(shù)；廣義：指研究酶的生產(chǎn)和應(yīng)用的一門技術(shù)性學(xué)科，包括酶的發(fā)酵生產(chǎn)、酶的固定化、酶的化學(xué)修飾與人工模擬及酶的應(yīng)用等方面的內(nèi)容。

現(xiàn)代酶工程主要包括酶的固定化技術(shù)、酶的修飾改造技術(shù)及酶反應(yīng)器的設(shè)計等。從應(yīng)用的技術(shù)手段上可以將酶工程分為化學(xué)酶工程（chemicalenzymeengineering）和生物酶工程（biologicalenzyme

engineering）。2022/11/235.發(fā)酵工程（fermentation

engineering）

指利用微生物生長代謝活動中產(chǎn)生的各種生理活性物質(zhì)來生產(chǎn)人類需要的商業(yè)產(chǎn)品的過程。以培養(yǎng)微生物（特別是經(jīng)過DNA重組改造過的微生物）為主，也稱為微生物工程。

發(fā)酵產(chǎn)品主要類型有微生物菌體、酶、代謝產(chǎn)物、轉(zhuǎn)化產(chǎn)物和生物工程細(xì)胞等，廣泛用于食品、醫(yī)藥、農(nóng)牧、輕工、化工、能源、環(huán)保等領(lǐng)域。

現(xiàn)代生物技術(shù)主要目的之一是大規(guī)模生產(chǎn)人類需要的產(chǎn)品，發(fā)酵工程是現(xiàn)代生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的橋梁工程。生物分離工程（bioseparationengineering）也是現(xiàn)代生物技術(shù)的重要方面，就是從微生物發(fā)酵液、或酶促反應(yīng)液、或動植物細(xì)胞培養(yǎng)液將需要的目標(biāo)產(chǎn)物進行提取、濃縮、純化及成品化，是現(xiàn)代生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)化必不可少的環(huán)節(jié)。152022/11/2316（二）現(xiàn)代生物技術(shù)的發(fā)展趨勢1.研究的熱點（1）轉(zhuǎn)基因技術(shù)：

是當(dāng)前、也是今后相當(dāng)一段時期內(nèi)農(nóng)業(yè)、食品、醫(yī)藥、能源、礦產(chǎn)和環(huán)境等領(lǐng)域生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)的核心技術(shù)。

農(nóng)業(yè)發(fā)展面臨農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)調(diào)整，降低生產(chǎn)成本，減少化學(xué)農(nóng)藥和肥料使用，改進農(nóng)業(yè)生態(tài)平衡等重大任務(wù)。要求提高農(nóng)作物對各種生物的或非生物的逆境（病蟲害、干旱、寒冷、炎熱、酸性或堿性土壤等）的抗性，向市場提供數(shù)量更多、品質(zhì)更好、營養(yǎng)更豐富的綠色食品和飼料。

轉(zhuǎn)基因技術(shù)將為達到上述目標(biāo)做出關(guān)鍵性貢獻。此外，轉(zhuǎn)基因動物研究在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域也具有廣闊的應(yīng)用前景。例如，把轉(zhuǎn)基因動物改造成醫(yī)用器官移植的供體，可取代人體器官直接移植；把轉(zhuǎn)基因動物開發(fā)成活體生物反應(yīng)器，生產(chǎn)蛋白藥物等高附加值物質(zhì)等。2022/11/2317（2）基因組學(xué)技術(shù)：

基因組學(xué)技術(shù)是在“人類基因組計劃”帶動下飛速發(fā)展起來的一門技術(shù)。

在醫(yī)療方面，基因組學(xué)的研究成果，不僅提供了用于研究開發(fā)基因工程藥物的大量新基因，還將擴展到研究和開發(fā)旨在增進人類健康、提高平均壽命的新醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)。

基因治療是國際生物技術(shù)關(guān)注的熱點，致病基因的鑒定是基因治療的基礎(chǔ)。在人類基因組學(xué)研究中，已經(jīng)并將不斷發(fā)現(xiàn)和鑒定出許多致病基因，使基因治療成為臨床醫(yī)學(xué)上有效的治療手段。

在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，歐美相繼啟動了豬、牛、羊、雞等主要畜禽的基因組計劃，其重點是重要經(jīng)濟性狀基因的定位與分析。在基因組序列測定的基礎(chǔ)上，功能基因組學(xué)研究全面展開，生物基因組學(xué)研究在改良動植物方面所起的作用將是革命性的。2022/11/2318（3）生物信息技術(shù)：

隨人類基因組研究“信息爆炸”而興起的重要交叉學(xué)科領(lǐng)域，最初也稱為基因組信息學(xué)。

以計算機為主要工具，開發(fā)各類軟件，對急速增加的大量DNA和蛋白質(zhì)資料進行收集、整理、儲存、提取、加工和分析研究，以便鑒定新基因、拼接測序片段、確定基因和蛋白質(zhì)功能，了解生命起源、進化、遺傳和發(fā)育的本質(zhì)。

生物信息技術(shù)的發(fā)展，將為基因組和蛋白質(zhì)組研究提供功能強大的計算機分析軟件，通過國際互聯(lián)網(wǎng)，集成世界各地有關(guān)蛋白質(zhì)組研究成果，并將其滲透到人類活動的各個方面。生物信息學(xué)的迅速發(fā)展，必將對與人類健康、農(nóng)業(yè)和環(huán)境密切相關(guān)的生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生重大影響。2022/11/23192.生物技術(shù)的發(fā)展趨勢?現(xiàn)代生物技術(shù)起源于20世紀(jì)50～60年代、萌發(fā)于70年代、成長于80～90年代。?在21世紀(jì)，由于新概念、新技術(shù)、新產(chǎn)業(yè)的不斷涌現(xiàn)，彼此之間相互依賴、相互促進、相互滲透、互動發(fā)展，生物技術(shù)將迸發(fā)出更強的生命火花。?由此而興起的現(xiàn)代生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)將不斷壯大，發(fā)展步伐不斷加快，將成為繼信息產(chǎn)業(yè)之后，帶動經(jīng)濟發(fā)展的主力軍。2022/11/2320第二節(jié) 現(xiàn)代生物技術(shù)在人類保健領(lǐng)域的應(yīng)用一、預(yù)防性和治療性疫苗

利用疫苗對人體進行主動免疫是預(yù)防傳染性疾病的最有效手段之一，它可以在接受疫苗者的體內(nèi)建立起對入侵病原體感染的免疫抗性，從而保護疫苗接受者免受相應(yīng)病原體的感染。

歷史悠久，典型的疫苗包括細(xì)菌疫苗和病毒疫苗，主要是減毒或滅活疫苗，如卡介苗、脊髓灰質(zhì)炎疫苗、鼠疫疫苗、麻疹疫苗、日本腦炎疫苗、肝炎疫苗（甲型肝炎疫苗、乙型肝炎疫苗）等，這類疫苗通常被稱為第一代疫苗。2022/11/2321

基因工程疫苗是將病原體的抗原基因克隆在細(xì)菌或真核細(xì)胞內(nèi)，利用活細(xì)胞生產(chǎn)病原體的抗原。利用基因工程技術(shù)，將同一病原體的不同抗原決定簇，重組在一個基因上以表達含不同抗原決定簇的多表位抗原，從而提高免疫效果；還可將不同病原體的抗原克隆于同一工程菌或工程細(xì)胞，以表達不同病原體的抗原，制備成多價疫苗，基因工程疫苗被稱為第二代疫苗。

由于其并不能完全真實地反映抗原蛋白的高級空間結(jié)構(gòu)，故僅能誘導(dǎo)體液免疫應(yīng)答，而對于預(yù)防某些微生物感染有重要意義的細(xì)胞免疫應(yīng)答則難以誘導(dǎo)。2022/11/2322

因此，核酸疫苗在基因治療和轉(zhuǎn)基因技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)上應(yīng)運而生。

核酸疫苗包括DNA疫苗和RNA疫苗兩種，由編碼能引起保護性免疫反應(yīng)的病原體抗原的基因片段和載體構(gòu)建而成。進入機體的核酸疫苗不與宿主染色體整合，但能表達蛋白，進而誘導(dǎo)機體的體液免疫和細(xì)胞免疫應(yīng)答反應(yīng)。

核酸疫苗兼有基因工程疫苗的安全性和減毒活疫苗激發(fā)機體增強免疫反應(yīng)的雙重性，應(yīng)用前景誘人，故也稱為第三代疫苗。

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進步和研究的深入，疫苗的發(fā)展和應(yīng)用擴展到許多非傳染病領(lǐng)域，如抗腫瘤、生殖調(diào)節(jié)、防止免疫病理損傷等，疫苗不再是單純的預(yù)防性制劑，而且通過調(diào)節(jié)體內(nèi)免疫，成為治療性制劑。2022/11/2323（一）預(yù)防性疫苗1.基因工程疫苗（geneticengineering

vaccine）

將篩選的病原體的一段基因進行表達，將表達的無毒性、無感染和具有較強免疫原性的產(chǎn)物用作疫苗。研制程序分為保護性表位的篩選及鑒定，特定編碼基因的克隆與表達。

目前得到應(yīng)用的基因工程疫苗種類主要有：（1）亞單位疫苗：將病原體中不能激發(fā)機體免疫反應(yīng)或?qū)C體有害的成分去掉，利用其具有免疫原性的部分制成的疫苗。如乙型肝炎疫苗、口蹄疫疫苗、單純皰疹病毒疫苗、豬圓環(huán)病毒2型亞單位疫苗等。2022/11/2324（2）活載體疫苗：是將非致病性微生物通過基因工程的方法使之?dāng)y帶并表達某種特定病原體的抗原決定簇基因，產(chǎn)生免疫原性；也可以是致病性微生物通過基因工程方法修飾或去掉毒性基因以后，仍保持免疫原性。?其中抗原決定簇的構(gòu)象與病原體抗原的天然構(gòu)象相同或非常相似，且能激活MHC和細(xì)胞免疫，誘導(dǎo)NK細(xì)胞殺傷感染細(xì)胞，其誘發(fā)產(chǎn)生的免疫反應(yīng)優(yōu)于單一抗原。2022/11/23252.核酸疫苗

被稱為繼完整病原體疫苗和基因工程重組蛋白疫苗之后的第3代疫苗，即將插入并表達目的抗原基因之質(zhì)粒DNA經(jīng)各種轉(zhuǎn)移途徑轉(zhuǎn)入機體細(xì)胞，借用宿主細(xì)胞的表達加工合成抗原分子。

近年來全世界對核酸疫苗開展了大量研究，取得了一些可喜的進展，但也存在很多亟待解決的問題，如核酸疫苗的免疫機制尚不清楚，在不同個體中免疫效果差異較大，免疫劑量的問題，質(zhì)粒DNA與宿主細(xì)胞染色體是否整合，核酸疫苗能否產(chǎn)生免疫耐受性及能否產(chǎn)生抗DNA抗體等。2022/11/2326（二）治療性疫苗

治療性疫苗是指在已感染病原微生物或已患有某些疾病的機體中，通過誘導(dǎo)特異性的免疫應(yīng)答，達到治療或防止疾病惡化的天然、人工合成或用基因重組技術(shù)表達的產(chǎn)品或制品。2022/11/23271.腫瘤疫苗

近年來研究熱點之一，其原理是通過激活患者自身免疫系統(tǒng)，利用腫瘤細(xì)胞或腫瘤抗原物質(zhì)誘導(dǎo)機體的特異性細(xì)胞免疫和體液免疫反應(yīng)，增強機體的抗癌能力，阻止腫瘤的生長、擴散和復(fù)發(fā)，以達到清除或控制腫瘤的目的。

腫瘤細(xì)胞疫苗、基因工程腫瘤疫苗、活載體重組腫瘤疫苗、腫瘤肽疫苗等。

隨著分子生物學(xué)技術(shù)和基因工程的發(fā)展，腫瘤疫苗的研究取得了令人鼓舞的成果，但由于技術(shù)的限制，目前腫瘤疫苗的研究多停留在實驗室或Ⅰ/Ⅱ期臨床研究階段，少有實際應(yīng)用者。2022/11/23282.避孕疫苗通過提取一種抗原成分制成疫苗，使受試對象產(chǎn)生相應(yīng)的免疫反應(yīng)，從而阻止受孕。（1）抗精子疫苗：利用抗精子抗原的自動免疫作用而達到避孕的目的。研究發(fā)現(xiàn)，抗精子抗原與人類自然不孕有關(guān)，而且這種不孕還可以用免疫療法使其懷孕。

精子的抗原種類繁多，而避孕疫苗需要的是一些位于精子表面、與精卵結(jié)合密切、免疫后能發(fā)揮抗原作用的抗原成分。較有前景的PH20、PH30和SP56蛋白。（2）抗卵細(xì)胞透明帶疫苗：透明帶是卵細(xì)胞的最外一層，由卵細(xì)胞合成和分泌形成，精子受體就位于其中，精子與該受體結(jié)合后可啟動一系列連鎖反應(yīng)，從而完成受精卵的形成過程。以透明帶為疫苗刺激機體產(chǎn)生的免疫反應(yīng)可將精子封閉，從而阻斷受精過程達到避孕的目的。2022/11/2329（3）抗激素疫苗：將與妊娠有關(guān)的激素作為疫苗，免疫接種后使體內(nèi)產(chǎn)生抗這類激素的免疫應(yīng)答，以阻斷激素的作用，從而達到不育的目的。包括人絨毛膜促性腺激素、促性腺激素釋放激素、促卵泡激素。（4）新型避孕疫苗：2008年發(fā)明了一種由沙門氏菌經(jīng)過基因改造而制成的疫苗，對人類的節(jié)育具有革命性影響的避孕疫苗。改造的沙門氏菌不會對機體產(chǎn)生有害侵染，但可產(chǎn)生一種蛋白質(zhì)，一旦其附著在卵子表面，就可有效地阻止精子和卵子的結(jié)合，達到避孕的目的。2022/11/2330二、基因診斷和基因治療

傳統(tǒng)的疾病診斷方法主要有臨床診斷、血清學(xué)診斷、免疫學(xué)診斷和生化學(xué)診斷，以疾病的表型改變?yōu)橐罁?jù)。

基因診斷為一種新的臨床診斷方法，是在基因水平上對疾病或人體狀態(tài)進行診斷，是分子生物學(xué)、分子遺傳學(xué)和基因工程技術(shù)在醫(yī)學(xué)方面的一項重要成果。

基因治療是在DNA重組技術(shù)和人類基因分離技術(shù)不斷成熟的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，就是向靶細(xì)胞或組織引入外源基因DNA或RNA片段來糾正或補償基因缺失，或關(guān)閉或抑制異常表達的基因，從而達到治療疾病的目的。2022/11/2331（一）基因診斷（gene

diagnosis）

通過基因檢測尋找內(nèi)源基因的異常變化，發(fā)現(xiàn)與鑒定病原性外源基因的存在，從而達到對有關(guān)疾病特異、敏感和快速的診斷。

原理：運用現(xiàn)代分子生物學(xué)技術(shù)探測基因結(jié)構(gòu)及其表達功能是否正常及分布情況?；蛟\斷常用的方法包括核酸分子雜交技術(shù)、聚合酶鏈反應(yīng)（PCR）、DNA測序、DNA芯片技術(shù)等。

可應(yīng)用于對感染性疾病、遺傳病和腫瘤等的診斷。

雖然呈現(xiàn)出良好的前景，但也存在一些需要解決的問題。如目前找到的致病基因不多，由多基因及基因與環(huán)境互作所引發(fā)多種疾病的分子機制還不清楚，所需要的設(shè)備比較昂貴且需要專業(yè)人員進行操作等，使該項技術(shù)的廣泛應(yīng)用受到限制。2022/11/2332（二）基因治療（gene

therapy）

是當(dāng)代醫(yī)學(xué)和生物學(xué)的一個新的研究領(lǐng)域。針對根治遺傳病提出的，因此，嚴(yán)格意義上的基因治療是指對缺陷基因進行原位修復(fù)或以正?；蛱娲毕莼?。

目前通常是將具有正常功能的基因轉(zhuǎn)移到病人體內(nèi)發(fā)揮其功能，糾正病人體內(nèi)缺乏的蛋白質(zhì)或賦予機體新的抗病功能。

治療的對象已由遺傳病擴展到腫瘤、感染性疾病和心血管疾病等，重點為腫瘤基因治療。1.基因治療的方式

可分為基因置換、基因修正、基因修飾、基因失活等。

目前只是針對體細(xì)胞進行，選擇最適當(dāng)?shù)捏w細(xì)胞是基因治療的關(guān)鍵?；蛑委煹膶ο笫前l(fā)生了基因變異或基因缺失的細(xì)胞，因此一般應(yīng)以這些病變細(xì)胞為操作對象。靶細(xì)胞的

確定與疾病的類型、治療方式有密切關(guān)系。2022/11/2333（1）體外基因治療（exvivogene

therapy）

一般過程：先從患者體內(nèi)取出有基因缺陷的細(xì)胞進行體外培養(yǎng)，通過轉(zhuǎn)基因方法將目標(biāo)基因?qū)肱囵B(yǎng)的目標(biāo)細(xì)胞對靶細(xì)胞的基因進行遺傳修正，將經(jīng)過基因修正的細(xì)胞進行體外培養(yǎng)，篩選出能夠有效表達目標(biāo)基因的靶細(xì)胞，將通過基因修正的靶細(xì)胞再通過移植或細(xì)胞融合的方法回輸?shù)交颊唧w內(nèi)。

需要對每一位患者的基因缺陷細(xì)胞進行培養(yǎng)，獲得適合該患者個體治療的自體細(xì)胞或完全相容的供體細(xì)胞。

關(guān)鍵是轉(zhuǎn)入的正?；蚰芊裨谵D(zhuǎn)化后的靶細(xì)胞中穩(wěn)定存在和有效表達。

理想的狀態(tài)是導(dǎo)入的基因與靶細(xì)胞染色體進行定點整合，且整合的部位恰好是靶細(xì)胞基因突變或缺失的部位，這樣糾正后的基因與正?；蛞粯?，位置也和正?；蛞粯?，糾正后的基因就可以在細(xì)胞基因組調(diào)控系統(tǒng)下正常表達了，但由于基因定點重組的概率非常低，使該方法目前難以在臨床上應(yīng)用。2022/11/2334（2）體內(nèi)基因治療（invivogene

therapy）將具有治療功能的基因直接轉(zhuǎn)入患者的某一特定組織中進行治療。常將目的基因整合于一定的載體上，然后導(dǎo)入靶細(xì)胞。利用逆轉(zhuǎn)錄病毒載體進行體內(nèi)基因治療已獲得成功。（3）反義療法（antisensegene

therapy）通過向靶細(xì)胞內(nèi)引入目標(biāo)基因的mRNA反義序列以遏制或降低目標(biāo)基因的表達，從而達到治療的目的。適合于一些遺傳性疾病或腫瘤病的治療，由于致病基因失去控制而過量表達，造成基因產(chǎn)物的大量累積，導(dǎo)致細(xì)胞功能的紊亂。治療方法有：①將特異的反義基因重組到表達載體上，導(dǎo)入靶細(xì)胞后轉(zhuǎn)錄出反義RNA，與靶RNA結(jié)合形成雙鏈，封閉mRNA的翻譯。②人工合成反義寡聚脫氧核苷酸，經(jīng)化學(xué)修飾后導(dǎo)入體內(nèi)，進入細(xì)胞后與DNA結(jié)合形成核苷酸三聚體，影響轉(zhuǎn)錄因子的結(jié)合，使轉(zhuǎn)錄不能啟動，或者與mRNA結(jié)合形成RNA-DNA雜鏈，影響基因的翻譯。③利用具有催化作用的RNA分子（核酶）催化切割、降解異常表達基因的RNA。2022/11/23352.基因治療的應(yīng)用現(xiàn)有批準(zhǔn)的基因治療方案中，70%都是用于腫瘤的治療。常用方法主要包括直接殺傷或抑制腫瘤細(xì)胞生長的基因（細(xì)胞凋亡基因、抑癌基因、癌基因反義序列等）、導(dǎo)入能提高機體免疫系統(tǒng)功能的基因（多種細(xì)胞因子基因）和多種藥物的耐藥基因等。（1）導(dǎo)入抑癌基因

細(xì)胞癌變是由于一系列正?；蛲蛔?、或表達異常、或異常失活所致。如人基因組中存在2個抑癌基因的等位基因，如果其中1個功能正常就能抑制正常細(xì)胞的癌變。癌癥患者往往2個抑癌基因同時缺失或突變。

將正常抑癌基因?qū)肽[瘤細(xì)胞可以抑制腫瘤的發(fā)生和生長，甚至可以使腫瘤細(xì)胞發(fā)生逆轉(zhuǎn)。（2）導(dǎo)入針對癌基因的基因?qū)┗虻姆戳xDNA或RNA序列導(dǎo)入腫瘤細(xì)胞，使之與癌基因結(jié)合，從而阻斷癌基因的轉(zhuǎn)錄和翻譯，使癌基因表達產(chǎn)物大大減少而抑制腫瘤細(xì)胞的生長。2022/11/2336（3）導(dǎo)入“自殺”基因?qū)⒁环N基因?qū)肽[瘤細(xì)胞，其編碼的蛋白能將無害的藥物前體轉(zhuǎn)變?yōu)橛泻ξ镔|(zhì)，將癌變細(xì)胞殺死。某些病毒中含有編碼能將無害的藥物前體轉(zhuǎn)變?yōu)橛卸疚镔|(zhì)的酶，這類基因就是自殺基因（suicidegene）或藥物敏感基因（drugsensitivity

gene）。如胸腺激酶基因（tk）是其中應(yīng)用最廣泛的一類，將tk導(dǎo)入腫瘤細(xì)胞并輔以抗腫瘤藥物進行治療是目前腫瘤治療中研究非?；钴S的領(lǐng)域。（4）導(dǎo)入細(xì)胞因子細(xì)胞因子是重要的免疫分子，將細(xì)胞因子基因?qū)肽[瘤細(xì)胞進行表達，可以提高機體的免疫功能。導(dǎo)入后，機體不僅能夠產(chǎn)生針對原發(fā)性腫瘤的特異性免疫應(yīng)答，并能誘導(dǎo)產(chǎn)生針對轉(zhuǎn)移腫瘤細(xì)胞的免疫應(yīng)答。已投入使用的主要有IL-2、IL-4、IL-6、IL-7、IFN-γ、INF、GM-CSF等。最廣泛的是IL-2和LAK細(xì)胞（淋巴因子激活的殺傷細(xì)胞）聯(lián)合應(yīng)用，在治療人黑色素瘤、腎腫瘤等腫瘤疾病中具有一定療效。2022/11/2337（5）導(dǎo)入MHCⅠ抗原基因腫瘤細(xì)胞大多不表達MHCⅠ抗原，因而能逃避免疫系統(tǒng)的攻擊。將MHCⅠ抗原基因?qū)肽[瘤細(xì)胞，可以提高免疫系統(tǒng)對腫瘤細(xì)胞的識別能力，從而誘導(dǎo)針對其的免疫應(yīng)答而殺傷腫瘤細(xì)胞。（6）細(xì)胞融合腫瘤細(xì)胞逃避機體免疫系統(tǒng)攻擊的另一機制是不具備有效的抗原提呈系統(tǒng)，因而不能提供足夠的免疫信號。如果將腫瘤細(xì)胞與免疫細(xì)胞進行融合，腫瘤細(xì)胞就可以有效呈遞抗原。研究表明，將小鼠脾臟的活化B細(xì)胞與BERH-2肝癌細(xì)胞融合，注入小鼠體內(nèi)，小鼠腫瘤的生長受到了抑制。但單獨注射B細(xì)胞或BERH-2則沒有效果，說明細(xì)胞融合法基因治療有一定的效果。

基因治療作為一種新的治療方法，會隨著分子生物學(xué)、分子遺傳學(xué)、臨床醫(yī)學(xué)等相關(guān)學(xué)科的發(fā)展，使目前存在的一些問題得以解決，為人類帶來福音。但也存在基因轉(zhuǎn)移效率低，載體本身還存在不少缺陷及導(dǎo)入基因的表達難以調(diào)控等困難，還存在倫理和隨之而來的社會問題。2022/11/2338三、新型藥物的生產(chǎn)?現(xiàn)代生物技術(shù)不僅帶動了醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)科學(xué)研究的飛速發(fā)展，也為醫(yī)藥工業(yè)開辟了廣闊前景。?20世紀(jì)人類在健康上的真正獲益主要歸因于加強了公共衛(wèi)生和疾病預(yù)防，而不是藥物治療的發(fā)展。醫(yī)藥對人類衛(wèi)生保健的影響可能是生物技術(shù)革新最早實現(xiàn)商業(yè)化的領(lǐng)域。由于健康相關(guān)的產(chǎn)品通常價值較高，高額回報保證了大量研究資金投入。?基于生物技術(shù)的新藥主要包括治療產(chǎn)品（激素、調(diào)節(jié)蛋白、抗生素），基因疾病的產(chǎn)前診斷，疫苗，免疫診斷和診斷用DNA探針，基因治療等。?生物制藥主要指重組蛋白藥物、重組疫苗和單克隆抗體。目前只占整個制藥行業(yè)的一小部分，但分子生物技術(shù)和基因工程將成為新藥發(fā)現(xiàn)、設(shè)計和開發(fā)的主導(dǎo)因素。?生物技術(shù)將加快新藥的篩選、測試和生產(chǎn)，并精確地闡明藥物在人體內(nèi)的作用機制。2022/11/2339（一）醫(yī)用蛋白藥物1.利用基因工程菌生產(chǎn)

基因工程技術(shù)使外源基因可以在微生物細(xì)胞內(nèi)成功表達。由于其生產(chǎn)效率高和簡單快速，從而迅速形成了以原核細(xì)胞培養(yǎng)為對象的基因工程技術(shù)和大規(guī)模培養(yǎng)工程菌的微生物培養(yǎng)技術(shù)，并獲得了許多重要的基因工程產(chǎn)品，

如激素類產(chǎn)品（人胰島素、促腎上腺皮質(zhì)激素、降鈣素、生長調(diào)節(jié)素、松弛素等）、細(xì)胞因子類產(chǎn)品（干擾素、白細(xì)胞介素、表皮生長因子、集落刺激因子、腫瘤壞死因子、神經(jīng)生長因子、巨噬細(xì)胞活化因子、生長激素釋放因子、促紅細(xì)胞生成素、內(nèi)啡肽、腦啡肽等）、酶類產(chǎn)品（超氧化物歧化酶、尿激酶、鏈激酶、葡激酶等）、免疫性蛋白產(chǎn)品（抗原、基因工程抗體）。2022/11/23402.利用動物細(xì)胞大規(guī)模培養(yǎng)生產(chǎn)

由于微生物細(xì)胞缺乏對表達的外源蛋白進行糖基化、磷酸化、羧基化、酰胺化、形成二硫鍵等翻譯后的修飾與加工能力，缺乏精確表達天然蛋白三維空間結(jié)構(gòu)的生物環(huán)境，產(chǎn)生的蛋白缺乏限制性酶切位點等不足之處；

也不能將表達的蛋白產(chǎn)物分泌到細(xì)胞外，給下游加工過程帶來困難。使得許多人用生物活性蛋白不能在工程菌中生產(chǎn)，而只能用動物細(xì)胞進行生產(chǎn)。

隨著基因工程和細(xì)胞融合技術(shù)的進步，特別是動物細(xì)胞轉(zhuǎn)基因技術(shù)和基因定向整合技術(shù)的發(fā)展，將目的基因進行大量擴增，并可轉(zhuǎn)染到動物細(xì)胞內(nèi)，使其得到高質(zhì)量的表達。

目前采用動物細(xì)胞培養(yǎng)生產(chǎn)的醫(yī)用蛋白主要有病毒疫苗（乙型肝炎疫苗、脊髓灰質(zhì)炎疫苗、狂犬病疫苗等）、非抗體免疫調(diào)節(jié)劑（干擾素、白細(xì)胞介素、B細(xì)胞生長因子、巨噬細(xì)胞活化因子等）、多肽生長因子（神經(jīng)生長因子、表皮生長因子、促紅細(xì)胞生成素、成纖維細(xì)胞生長因子等）、激素（促黃體素、促卵泡素等）、酶類（組織型纖維蛋白原激活劑、因子Ⅶ、因子Ⅷ等），另外還有多種單克隆抗體、腫瘤特異性抗原等。2022/11/23413.利用動物乳腺生物反應(yīng)器生產(chǎn)

乳腺生物反應(yīng)器是基于轉(zhuǎn)基因技術(shù)平臺，將外源基因?qū)雱游锘蚪M中并定位表達于動物乳腺，利用動物乳腺能夠天然、高效合成及分泌蛋白質(zhì)的能力，在動物的乳汁中生產(chǎn)一些具有重要價值的蛋白質(zhì)的轉(zhuǎn)基因動物的總稱。

原理是應(yīng)用重組DNA技術(shù)和轉(zhuǎn)基因技術(shù)，將目的基因轉(zhuǎn)移到尚處于原核階段的動物胚胎中，經(jīng)胚胎移植得到轉(zhuǎn)基因乳腺表達的個體。

外源基因在乳腺特異性表達需要乳蛋白基因的一個啟動子和調(diào)控區(qū)，即需要一個引導(dǎo)泌乳期乳蛋白基因表達的序列，這樣才能將外源基因置于乳腺特異性調(diào)節(jié)序列控制之下，使其在乳腺中表達，再通過回收乳汁獲得具有生物活性的目的蛋白。2022/11/2342

1987年美國科學(xué)家Gordon等人首次在小鼠的乳汁中表達出人的組織型纖維蛋白溶酶原激活因子（t-PA），顯示了用動物乳腺生產(chǎn)高附加值產(chǎn)品的可能性。此后，動物乳腺生物反應(yīng)器的研究不斷深入。

2006年6月2日，世界上第一種利用轉(zhuǎn)基因動物乳腺生物反應(yīng)器生產(chǎn)的基因工程蛋白藥物——重組人抗凝血酶Ⅲ（商品名ATryn）的上市許可申請，獲得了歐洲醫(yī)藥評價署人用醫(yī)藥產(chǎn)品委員會批準(zhǔn)。

2014年，荷蘭的Pharming

Group

NV公司利用轉(zhuǎn)基因兔生產(chǎn)的重組C1酯酶

抑制劑（商品名Ruconest）獲批上市，其從轉(zhuǎn)基因兔的乳汁中獲得，是第二種利用動物乳腺生物反應(yīng)器生產(chǎn)的新藥，用于治療成人及青少年遺傳性血管性水腫（HAE）患者的急性發(fā)作。2022/11/2343

1996年10月，上海醫(yī)學(xué)遺傳研究所與復(fù)旦大學(xué)合作研制成功能在乳腺中表達人凝血因子Ⅸ的轉(zhuǎn)基因羊；

同年揚州大學(xué)與中國科學(xué)院發(fā)育研究所合作，成功研制具有重大商業(yè)應(yīng)用價值的人促紅細(xì)胞生成素（EPO）轉(zhuǎn)基因山羊；

1998年，上海兒童醫(yī)學(xué)遺傳研究所獲得了能表達人血清白蛋白的轉(zhuǎn)基因奶牛；

2000年12月，中國農(nóng)業(yè)大學(xué)與北京興綠原生物技術(shù)中心合作，成功獲得了我國首只轉(zhuǎn)有人α1-抗胰蛋白酶基因的轉(zhuǎn)基因羊；

2001年，成功獲得了5只攜帶雞法氏囊疫苗基因的羊，其表達水平基本達到了產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)；

2005年，分別獲得了轉(zhuǎn)人乳鐵蛋白、人溶菌酶、轉(zhuǎn)乳清蛋白、轉(zhuǎn)人巖藻糖轉(zhuǎn)移酶等轉(zhuǎn)人基因蛋白，其中人乳鐵蛋白和人α-乳清白蛋白是國際上首次利用轉(zhuǎn)基因克隆牛而獲得。2022/11/2344

利用動物乳腺生物反應(yīng)器具有設(shè)備簡單、無環(huán)境污染，產(chǎn)量高、易提純，開發(fā)周期短，對動物影響小，生產(chǎn)成本低、經(jīng)濟回報豐厚等優(yōu)點?？梢杂脕砩a(chǎn)蛋白類藥物（胰島素、干擾素、促紅細(xì)胞生成素等）、基因工程疫苗、抗體、營養(yǎng)品（改變?nèi)橹臓I養(yǎng)成分，提高營養(yǎng)價值）、酶制劑等。

這些優(yōu)點使得動物乳腺生物反應(yīng)器受到廣泛關(guān)注，2014年歐盟啟動“地平線2020科技計劃”，2014―2020年總投資800億歐元，明確提出“利用代謝工程技術(shù)和生物反應(yīng)器生產(chǎn)高附加值產(chǎn)品”是重點研究和資助項目。

但目前還存在時間長、技術(shù)復(fù)雜、投資大，具有較大的風(fēng)險，轉(zhuǎn)基因動物安全性問題也對動物乳腺生物反應(yīng)器的商品化有一定的影響。2022/11/2345（二）對傳統(tǒng)制藥方式的改良?現(xiàn)代生物技術(shù)不僅可以直接生產(chǎn)許多藥物，且已廣泛用于對傳統(tǒng)制藥工業(yè)的改造。如在抗生素的生產(chǎn)中從生產(chǎn)菌中分離抗生素生物合成酶的基因并進行克隆，選擇和構(gòu)建適當(dāng)?shù)馁|(zhì)粒載體、宿主表達系統(tǒng)等，可以提高抗生素的產(chǎn)量、改變抗生素組分和生產(chǎn)新的雜合抗生素等。?許多抗生素生產(chǎn)菌可以產(chǎn)生多組分抗生素，其化學(xué)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)非常相似，而生物活性有時卻相差很大，給有效組分的發(fā)酵、提取和精制帶來了很大不便。?應(yīng)用基因工程方法可以定向地改造抗生素生產(chǎn)菌，獲得只產(chǎn)生有效組分的菌種，簡化下游的分離工藝。還可通過改造菌種，產(chǎn)生新的雜合抗生素，為微生物生產(chǎn)藥物提供一個新的來源。2022/11/2346四、體外受精和胚胎移植始于20世紀(jì)40年代后期，在山羊、綿羊、小鼠、貓、犬等相繼研究成功。世界上第一例試管嬰兒于1978年在英國誕生。1988年我國大陸誕生了首例試管嬰兒。（一）體外受精(invitro

fertilization，IVF)體外受精是將成熟的卵母細(xì)胞，或?qū)⑽闯墒炻涯讣?xì)胞培養(yǎng)成熟后，在體外人工創(chuàng)造的環(huán)境中，用在體內(nèi)或體外獲能的精子與卵母細(xì)胞進行受精的過程。1.體外受精為人類保健服務(wù)具有重要的理論和實際意義，用該技術(shù)治療人的不育癥，解除不育患者的痛苦。如嚴(yán)重輸卵管堵塞、男性少精、死精、寡精癥患者，傳統(tǒng)的方法難以治療，而體外受精技術(shù)可為他（她）們帶來福音。2022/11/23472.體外受精為人類的需求服務(wù)（1）優(yōu)良家畜遺傳資源的開發(fā)利用

卵巢內(nèi)的潛在卵母細(xì)胞，比自然釋放的要多。利用卵母細(xì)胞體外成熟和體外受精技術(shù)，可獲得大量的胚胎，使優(yōu)良母畜的遺傳資源得以充分開發(fā)利用。

重要手段就是體外受精與胚胎移植的聯(lián)合應(yīng)用，可繁殖出大量優(yōu)良品種的家畜，以滿足人類對畜產(chǎn)品日益增長的需求。（2）拯救和保護瀕危動物

珍稀和瀕危動物：利用體外受精技術(shù)可以使不同棲息環(huán)境的同種動物得到繁殖的機會，或以借腹懷胎方式移植到近緣動物體內(nèi)，以增加這類動物的數(shù)量。

一方面使瀕危動物得以保護，維持物種的多樣性，另一方面可以獲得一些珍稀、貴重的動物產(chǎn)品，滿足人類的需求。2022/11/2348（二）胚胎移植（embryo

transplantation，ET）?將供體動物誘導(dǎo)發(fā)情、超數(shù)排卵并經(jīng)配種或人工授精后，在一定的時間內(nèi)從其生殖道（輸卵管或子宮）取出胚胎，或者是由體外受精獲得的胚胎，然后移植到另外的與供體同期發(fā)情、但未經(jīng)配種的受體動物生殖道的相應(yīng)部位（輸卵管或子宮），外來胚胎在受體子宮內(nèi)著床，并繼續(xù)生長發(fā)育，最后產(chǎn)下供體的后代的過程，即通常所說的“借腹懷胎”。1.胚胎移植為人類保健服務(wù)

體外受精后在體外培養(yǎng)至桑囊期的早期胚胎，必須通過胚胎移植技術(shù)將其置入母體的子宮內(nèi)發(fā)育，才能最終獲得試管嬰兒。

將兩項技術(shù)結(jié)合起來，已成功地為世界上很多不孕夫婦解決了生育問題的試管嬰兒技術(shù)。2022/11/23492.胚胎移植為人類的需求服務(wù)（1）提高優(yōu)良母畜的繁殖力，加快優(yōu)良品種的改良

采用超數(shù)排卵技術(shù)獲得大量卵子，體外或體內(nèi)受精得到大量胚胎，不僅使優(yōu)良母畜的遺傳資源得到開發(fā)，提高母畜的繁殖力，而且也能加速動物品種的改良?？膳嘤銎焚|(zhì)優(yōu)良的動物，生產(chǎn)出更多更好的優(yōu)質(zhì)動物產(chǎn)品，滿足人類的需要。（2）拯救和保護瀕危動物

采用適當(dāng)?shù)拇胧?，使有限的雌性動物獲得較多的卵子，再輔以體外受精，可獲得較多的胚胎。

然后移植到同種或近緣動物的生殖道內(nèi)，以期獲得存活動物，可增加這類動物的數(shù)量，達到拯救和保護瀕危動物的目的。2022/11/2350五、干細(xì)胞技術(shù)（stemcells,

SC）干細(xì)胞是一類具有自我復(fù)制能力（self-renewing）的多潛能細(xì)胞，可以分化成多種功能細(xì)胞。由于其廣泛的可塑性，也是生物科學(xué)的研究熱點。2006―2009年的10大世界科技進展均將其列入其中，足以說明干細(xì)胞研究的理論和應(yīng)用價值。（一）成體干細(xì)胞原位克隆與皮膚損傷的治療人的皮膚發(fā)生損傷后，如果損傷輕微，自體上皮細(xì)胞可以經(jīng)過增殖再生后進行損傷部位的修復(fù)，但往往留有疤痕；如果損傷嚴(yán)重，就必須進行皮膚移植。目前，移植物大部分來源于同種異體的細(xì)胞組織。但同一種屬不同個體間的主要組織相容性復(fù)合體（MHC）存在差異，很難找到MHC完全相同的個體，就造成了移植后往往會發(fā)生免疫排斥反應(yīng)，移植物很難在受體上存活的問題。成體干細(xì)胞的研究為解決這一問題開辟了廣闊前景。2022/11/2351

成體干細(xì)胞是具有特定形態(tài)和功能的細(xì)胞（特化細(xì)胞），在一定的條件下誘導(dǎo)分化為上皮細(xì)胞，從而達到損傷部位皮膚修復(fù)的目的。

美國在20世紀(jì)70