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破解基因密码
1.8.10 动物制药厂

动物制药厂

人们早就设想利用转基因动物生产药用蛋白,这样可以省去非常复杂的工厂化生产,既省人力又节约资源,具有光明的发展前途。现在已有不少成功的例子。

人们最早是在转基因鼠中表达了药用蛋白,包括人的生长激素、人的组织纤维溶酶原激活剂(一种溶栓药)等。但是从老鼠的乳汁中获得这类用于人体的药用蛋白,一方面产量很低,另一方面人们心理上也难以接受食用老鼠的乳汁。于是科学家们开始把羊作为最佳选择,目前在家畜中表达药用蛋白基本上都是在转基因羊中获得的。

对于绵羊、山羊所进行的转基因研究,大多集中于利用它们的乳腺作为生物反应器生产药用蛋白。虽然绵羊、山羊的产奶量比奶牛低,但它们每年也能生产几百升奶,同时,转基因羊比转基因牛更容易获得。

最早在1991年,英国科学家怀特等人首先将抗胰蛋白酶(ATT)基因通过显微注射转入绵羊,最终获得了4雌1雄共5只转基因绵羊,4只雌绵羊都生出了杂合体羊羔,经过进一步交配获得了纯合的转基因绵羊。这4只雌绵羊产奶期产生的乳汁中均含有ATT,而且含量很高,每只绵羊在产奶期可产奶250升~800升。由此可见,利用转基因动物生产药用蛋白有巨大的潜力,生产出的ATT可用于治疗遗传性ATT缺乏症及肺气肿。

我国科学家在培育转基因羊方面做出了重大贡献。1998年上海医学研究所采用显微注射受精卵移植的方法,将人凝血因子IX基因整合在山羊体内,从实验的119只山羊中,最后获得了5只能产生凝血因子的转基因山羊。凝血因子IX是人体正常凝血功能必需的血凝因子,如果缺了这种因子,人体血管破裂就会血流不止,不能凝固,因此它是治疗血友病的有效成分。上海医学研究所转基因山羊的培育成功,不仅在医学上有重要的价值,而且建立起来的转基因新技术路线预示着我国在建立“天然动物制药厂”中走在了世界前列。

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中国的转基因羊

除了转基因羊以外,将猪作为活的生物反应器的开发显示了更为美好的前景。早在1987年,美国一家公司就开始培育能够生产人的血红蛋白的转基因猪。转基因血红蛋白中不含病原体,输血时无需作血型分析和匹配,而且有效放置时间较长(42天),作为人血的理想替代品,其经济效益是很大的。该公司在1992年已得到近10头这种转基因猪,他们采用离子交换层析法,可从转基因猪的血中收到95%的人血红蛋白。

最近,科学家们又有了一个大胆的设想,能不能将猪的基因经过重组,使其器官中含有人体蛋白,用于人体器官的移植呢?英国的科学家最先进行了这方面的大胆尝试。他们把人体基因注入近2500头猪的受精卵中,获得了49头带有人体基因的猪仔,其中38头存活。再用这些转基因猪进行杂交,获得第二代猪,研究发现其器官中的人体基因及人体蛋白含量比第一代猪仔增加了1倍。美国的几家生物工程公司也分别采用这种办法,使猪体内,包括内脏主要器官中出现了人体内才有的蛋白质,从而使猪与人的主要脏器内的成分彼此间的差异缩小,使猪的心、肝、肺等在人体内受到免疫排斥的程度降低。在迄今为止所有的试验中,植入带有人体基因的猪心脏后,猴子的最长存活期可达63天,平均存活期也达到了40天。这些试验证明,采用这种方法有朝一日就会解决提供移植的人体器官的不足。据不完全统计,全世界每年平均有近200万名病人需要进行心、肾等主要内脏器官的移植,通过转基因猪将给器官衰竭的晚期病人带来福音。