爱华网摘要：基因工程技术是现代生物技术的核心技术，它正对人类社会产生着巨大的影响，它涉及的领域十分广泛，在医学上，动植物生产上、工业上、环境保护上都有着重要作用，使这些领域发生着革命性的改变，同时也改变着人们的生活。但是基因工程也有着其负面效应，它所引起的转基因食品的争议、伦理道德的争议，由于其具有生命的特征而隐藏的不可预测的危险性，易被利用制造基因武器等，这些，也都是人类应该注意的问题。
关键词：基因工程，重要作用，革命性改变，负面效应，不可预测
1.基因工程的概述
基因工程（geneticengineering）又称遗传修饰（genetic modification，GM），或者称为遗传操作（genetic manipulation，GM），是指在分子水平上，采取工程设计路线与手段，按照预先设计的方案，将某种生物的基因或基因组转移到另一生物中去，使后者定向获得新遗传性状的一门技术，其核心技术是基因重组。如图是一副基因重组过程的图示。
图1.1基因重组过程
2.基因工程技术的应用
30年来，基因工程发展迅速，在理论和实践方面都取得了惊人的成就，应用于人类生活的各个方面，它不仅在生命科学领域，尤其在医学领域发生了里程碑式的变化，同时也给工农业生产领域和社会经济带来了巨大的影响。下面例举一些它在各个领域的应用，而它对社会经济的影响则是体现在方方面面，渗透在各个领域里。
2.1基因工程在医学上的应用
2.1.1基因工程药物
胰岛素（insulin）。传统获得胰岛素的方法是从猪、牛体内提取，1000磅牛胰才能生产出10克胰岛素，通过这种方法获得的胰岛素价格昂贵，再者由于动物和人体的差异，在一些患者中会产生副作用。通过基因工程，200升发酵液就能生产出10克胰岛素，使得胰岛素的生产成本大幅度降低，对人体的副作用也减少了，而且通过这种方法生产的胰岛素纯度也比较高。
‚人生长激素（People growth hormone）。生长激素的作用是控制人体生长，它们的失常会导致人体生长发育的不正常。重组人生长激素有着广泛的医学价值，可以用来调节人体中枢神经，促进脑细胞新陈代谢，增强记忆力、改善睡眠及缓解失眠、精神紧张、焦虑状态等。
ƒ干扰素（interferon）。原来，从1200升人血中提取干扰素用于治疗，每个病人的费用为2~3万美元，而通过基因工程，从1升发酵液中提取干扰素用于治疗，每个病人只要花200~300美元，使更多的人看得起病。
„其他重组人体蛋白。基因工程药物种类繁多，利用重组技术合成人体蛋白的数量和种类在不断地增加。因为有些蛋白在人体内含量非常少，所以重组技术对大量获得这些蛋白用于医学需要是极度有用或者是唯一的手段。
2.1.2基因工程疫苗与抗体
疫苗（vaccine）及抗体（antibody）是基因工程应用的一个重要领域。
基因工程制备的抗体去除或减少了可引起副作用的无关结构，但保留天然抗体的特异性和主要生物学活性，并可赋予抗体分子以新的生物学活性，有着广泛的医学运用和价值。
相比于传统疫苗，基因工程技术为人们提供了更廉价、更多种类、而且更安全有效的新疫苗和新的疫苗制备途径，为这一领域实现了图破性的发展，如直接通过重组DNA分子进行疫苗生产，采用新基因手段对烈性基因进行减毒，用基因工程的方法，识别特定病毒的抗原性蛋白编码基因，重组合成所需的重组蛋白，避免整个病毒颗粒那么麻烦，[1]生产具有亚单位苗的安全性又具有活疫苗的效力的疫苗[2]。
下图是基因工程在疫苗中的应用，像活重组疫苗，DNA疫苗都是基因工程疫苗的范畴。
亚病毒疫苗 |
减毒疫苗 |
类病毒 |
灭活病毒 |
活重组疫苗 |
DNA疫苗 |
重组基因表达 |
定向诱变 |
基因缺失 |
传统疫苗 |
插入外源基因 |
DNA克隆 |
基因工程技术 |
图2.1.2疫苗分类及基因工程技术在疫苗中的应用 |
2.1.3基因诊断
传统的诊断往往是患者发病后临床表型的改变来进行的，但这种表型往往体现在疾病出现的中后期，而且特异性不高。采用基因诊断（gene diagnosis），是根据病人的基因型来判断其表型，可以在病人发病之前进行早期诊断，而且特异性高，有着提前预防、正确性高的优点。基因诊断的对象很广泛，大致有以下几类：
1.致病微生物的检测；
2.遗传性疾病，以实现优生优育；
3.癌基因的检测和诊断，帮助人类对抗癌症这一恶魔；
4.DNA指纹、个别识别、亲子鉴定及法医物证；
5.动植物检疫
2.1.4基因治疗
在医学中，基因工程技术最后的应用是开展基因治疗（gene therapy）。很多疾病的产生都和基因有关，有些由于基因造成的重症病用普通医疗手段往往无法治疗或很难治愈，而需要用基因治疗从根本上解决问题，比如综合免疫缺失症（SCID），便是将病人所缺乏的基因通过基因重组，用病毒感染T细胞，使之导入人体内，实现治疗的目的。基因治疗是一种全新的治病手段，它为治疗一些以前无法治愈的疾病带来了希望的曙光。
2.2基因工程在动植物生产上的应用
2.2.1转基因植物
转基因(geneticallymodified)植物的研究主要有两种：改进植物的品质，如生长周期、抗虫性、颜色等来提高产量或实现需要的性状，增加经济效益；‚作为某些蛋白质和次生代谢产物的生物反应器，进行大规模生产。
近年来，转基因植物发展迅猛，自1996年至2010年，全球转基因作物的种植面积增加了87倍，2010年，全球29个国家的1540万农民种植了共1.48亿公顷的转基因作物。
转基因农作物有利于农事操作，降低成本，重要的是，它能通过改变植物基因型使作物拥有高产，优质，抗真菌病害，抗除草剂，耐环境胁迫等优良性状，拥有巨大的经济效益，2010 年转基因种子的全球市场价值已然达到 112 亿美元，商业转基因玉米、大豆以及棉花产品的价值约为 1500 亿美元。
2.2.2转基因动物
转基因动物主要广泛用于动物品质改良、生物反应器、建立疾病模型、基因治疗和发育调控、器官移植等。
转基因动物用来做生物反应器生产各种有用的蛋白质，这项技术所带来的直接经济效益十分可观。此外，转基因技术还为动物育种作出了巨大贡献。
2.3基因工程在其他领域方面的应用
2.3.1基因芯片
基因芯片（genechip）被广泛应用于分析、检测领域，它将数以万计的DNA探针固定于支持物的表面，基因芯片与标记的样品杂交后，通过检测杂交的信号来实现对生物样品的快速、高效检测或诊断。这意味着我们可以用一块基因芯片来实现对成千上万个基因的同步分析，使我们从一个全新的视角来审视生命现象。
图2.3.1基因芯片
2.3.2基因工程对环境的保护
基因工程对环境保护方面也做出了一定贡献：
1.用昆虫毒素基因制造杀虫剂取得成功。这种杀虫剂不仅杀虫效果好，而且具有专一性，对其它动植物没有影响。
2.转基因作物抗虫效果明显。通过将抗虫基因导入植株，使得相应的植物具有抗虫性，比如抗虫棉，大大节省了杀虫剂的开销，且减少了化学剂对环境的污染。
3.基因工程作物可以少施肥或不施肥。
4. 工程菌可以用于清除石油污染。
5. 转基因鹅掌楸树能有效分解有毒物质。
3.基因工程给社会带来的负面效应
任何科学技术都是把双刃剑，何况基因工程这样以包括人类自身在内的生物为研究和操作的对象的技术，它深入到了遗传的本质，从根本上探索生命、改造生命，那么隐藏在它身后的安全隐患，可能会对社会造成的危害也就不容忽视了，作用力越大反作用力也就越大，基因工程的隐藏的危险，较之宏观威胁，更难以让人察觉，而且它不同于没有生命力的化学物质，一旦释放出去，就不受控制了，因此基因工程给社会带来的负面效应也必须引起一定的重视。
3.1转基因技术的安全隐患
3.1.1转基因技术的主要安全隐患
转基因技术的主要安全隐患有以下几点：1.基因污染，破坏环境，如转基因抗除草剂作物如果把抗除草基因传递给了亲缘性较近的杂草，问题就麻烦了；2.不可预测的影响，重新组合成的基因，是原来自然界没有的，以人类的科技水平，并不能完全预测它会对环境产生何种影响；3.别有用心的人会利用这项技术为自己谋取利益，做出对整个人类社会不利的事
民以食为天，其中转基因食品的威胁尤其受到人们的关注。
3.1.2转基因食品的威胁
转基因食品的安全性是基因工程安全性里面争论比较激烈的，有人认为转基因食品的基因型不是天然的，因此存在很大的不可预测的隐患，人类的身体对这些基因不熟悉，不能保证不会发生排斥，即使现下没有表现出来，不代表未来会没有问题。
中国科学院《科学新闻》发表的一篇文章，将转基因食物“可能”对人类健康造成的威胁归结为3类：转基因食物中的毒素可引起人类急性、慢性中毒或产生致癌、致畸、致突变的作用；‚作物中的免疫或致敏物质可使人类机体产生变态或过敏反应ƒ转基因产品中的主要营养成分、微量营养成分及抗营养因子的变化，会降低食品的营养价值，使其营养结构失衡。
不过对于转基因食品的这些安全性问题，人们由于其不可预测性而感到担心、恐慌，也正是其不可预测性，在科学上是一个并无法证实也无法证伪的命题。
下图是一个人们想象中的转基因香蕉，表达了其对转基因食品的担忧。
图3.1.2可怕的转基因香蕉
3.2基因伦理与道德
伴随着基因工程技术日益成熟而来的是基因的伦理和道德问题。
1.生命伦理。基因工程对于生命的改造造成了生命伦理上的问题，生命的产生和发育模式发生了改变，人类甚至可以创造生命，这对传统的生命观造成了冲击，某种程度上是违反自然的表现。
2.家庭伦理。基因工程对家庭伦理方面带来更多的是威胁，容易造成人伦关系的混乱，削弱家庭的职能，使家庭感情淡化。
3.个人隐私。人类基因组的出现使人们开始担心基因隐私和基因歧视的问题，若将来真的每个人都有一份基因草图，包括个人的全部基因信息，那无疑是非常危险的，而且极易造成就业、婚姻中的不公平问题。
4.胚胎基因治疗。危险性大，而且它会改变某个个体后代的遗传结构，使人类的整个基因库受到影响，一旦发生失误，影响比较大。
5.关于提高人的潜能，例如通过基因重组改善人的智力。这容易为富人和有权者所利用，造成社会不公平，发展更加畸形。
3.3基因武器
英国医学会负责科学和伦理研究的维维恩ž内桑森博士认为，基因工程技术很可能被滥用于制造基因武器（gene weapons）。基因武器利用了基因疗法的原理，内桑森博士担心，将来可能研究出瞄准特定人口的种族基因武器。
把病毒用基因工程的方法加以改造，可以使其感染性更大，传播速度更快，针对性更广，这样的武器无疑是可怕的，到那时，这人类社会恐怕真是人人自危，成为一个恐慌的社会了。
4.正确看待，合理运用。
基因工程给人类带来空前发展的同时，也带来巨大威胁，而且这种威胁是潜在的，或许会是毁灭性的，所以就要求人类能够遏制其向不利方向发展，享受基因工程带来的福利的同时不可忽视其负面效应，采取一定的政策、法律法规来禁止其对人类社会具有危险性的利用。
参考文献：石春海. 《现代遗传学概论》
周雪平、樊龙江、舒庆尧.《破译生命密码——基因工程》
许煜泉、白林泉、黄显清、杨立桃.《基因工程 原理、方法与应用》
张应玖.《基因工程》
冯斌谢、先芝.《基因工技术》
[1] 乙肝疫苗便是这方面一个著名的成功例子
[2] 通过把保护性抗原基因插入载体,修饰的载体能表达来自病原微生物的保护性抗原基因，由此产生兼有活疫苗和灭活苗优点的疫苗，这种类型的疫苗具有亚单位苗的安全性又具有活疫苗的效力
