基因工程疫苗的研究论文

基因工程制药------浅谈摘要：主要介绍基因工程的概念、基因工程技术开发药物的一般过程及基因工程药物，同时探讨了今后利用基因工程技术进行药物开发、研究的发展方向。正文：1 基因工程概述所谓的基因工程是指在体外将核酸分子插入病毒、质粒或其它载体分子，构成遗传物质的新组合，并使之参入到原先没有这类分子的寄主细胞内，而能持续稳定地繁殖。基因工程的第一个重要特征是跨越天然物种屏障的能力，即把来自任何一种生物的基因放置在与其毫无亲缘关系的新寄主生物细胞中去的能力。这表明人们有可能按照主观愿望创造出自然界中不存在的新物种。第二个特征是，它强调了一种确定的DNA小片段在新寄主细胞中进行扩增的事实．才能制备到大是纯化的DNA片断，从而拓宽了分子生物学的领域，使之在生物制药领域有巨大的应用。基因工程自从20世纪70年代初期问世以来，无论是在基础理论研究领域，还是在生产实际应用方面．都已经取得了惊人的成绩。基因组核苷酸全序列的测定与分析，是基因工程技术促进基础生物学研究的一个出色范例。2001年2月12 日，由6国的科学家共同参与的国际人类基因组公布了人类基因组图谱及初步分析结果，这结果为人们提供了约3000 多个基因可用来制药，将推进基因制药产业的快速发展。由于基因克隆技术的发展，已使得基因工程技术在工业生产尤其是制药生产中发挥了重要作用。以前人们利用微生物自身生产有用的产品，如利用青霉菌生产青霉素、利用链霉菌生产链霉素等。但是从这些生物体中分离纯化这些药物，不仅成本昂贵，而且技术上也相当困难。如今将编码这些药物的基因克隆并转移到合适的生物体内进行有效的表达，就可以方便地提取到大量的有用药物。2 基因工程技术开发药物的一般过程利用基因工程技术开发一个药物，一般要经过以下几个步骤：①目的基因片断的获得：可以通过化学合成的方法来合成已知核苷酸序列的DNA片段；也可以通过从生物组织细胞中提取分离得到，对于真核生物则需要建立cDNA文库。 ②将获得的目的基因片断扩增后与适当的载体连接后，再导入适当的表达系统。③在适宜的培养条件下，使目的基因在表达系统中大量表达目的药物。④将目的药物提取、分离、纯化，然后制成相应的制剂。以上方法大部分是以微生物或组织细胞作为表达系统．通过微生物发酵或组织细胞培养来进行药物生产。近年来，通过转基因动物来进行药物生产的"生物药厂"成为目前转基因动物研究的最活跃的领域，也是基因工程制药中最富有诱人前景的行业。转基因动物制药具有生产成本低、投资周期短、表达量高、与天然产物完全一致、容易分离纯化等优势，尤其是适合于一些用量大、结构复杂的血液因子，如人血红蛋白（Hb）、人血白蛋白（HSA）、蛋白C（Protein C）等。英国的爱丁堡制药公司通过转基因羊生产α1-抗胰蛋白酶（α1-AAT）用于治疗肺气肿，每升羊奶中产16g AAT，占奶蛋白含量的 30%，估计每只泌乳期母羊可产70g AAT。另外，转基因植物制药比转基因动物制药更为安全，因为后者有可能污染人类的病原体。目前，已经开发出许多转基因植物药物，例如脑啡肽、α-干扰素和人血清蛋白，以及两种最昂贵的药物即葡萄糖脑苷脂酶和粒细胞-巨噬细胞群集落因子等。3 基因工程药物基因工程药物自20世纪70年代末期以来，有了飞跃的发展。1978年首次通过大肠杆菌生产由人工合成基因表达的人脑激素和人胰岛素，1980年美国联邦最高法院裁定微生物基因工程可以获得专利．1982年第一个由基因工程菌生产的药物--胰岛素．在美国和英国获准使用以来，各种基因工程药物犹如雨后春笋，得到了蓬勃发展。我国的医药技术的研发和产业化也取得了长足的进展。（1）抗生素类传统的抗生素生产，主要利用化学合成或微生物发酵来获得，其生产过程中菌种的表达水平比较低，生产成本比较高，而且在使用过程中容易产生耐药菌群。而利用基因工程技术可以对生产菌种进行基因改造，得到表达水平高、产品目的性强的菌株，如大肠杆菌生产青霉素酞胺酶。德国一个科研小组对生产半合成青霉素的材料6APA．用基因工程来增强大肠杆菌的青霉素酰胺酶活性。将大肠杆菌的基因 PBR322的质粒克隆化所形成的菌株，其酶活力比原株提高 50倍．从而提高6APA生产能力。我国王以光利用基因重组技术对螺旋霉素产生菌进行改造，增强了丙酰基转移酶的基因在螺旋霉素产生菌中的表达，并提高了丙酰螺旋霉素的产量。（2）活性多肽类在人体中存在一系列含量较低，但生理活性很高，而且在人体代谢过程中起着重要的调节作用的活性多肽类物质如激素等，这些物质在临床上可以作为药物来治疗相应的因此类物质失衡而造成的疾病。此类药物的制剂多来源于各种动物的脏器，生产方法复杂，成本高，个别产品还必须从动物的尸体中进行提取，无法进行大规模工业化生产，自基因工程技术问世以来，通过基因重组技术，可以由微生动进行生产，这是基因工程技术的最大成就之一，以下是这类药物中比较典型的两个。胰岛素： Genentech公司在1978年，由Goeddel等学者应用基因重组技术开发出使用大肠杆菌生产人胰岛素。随着基因工程技术的不断发展，生产胰岛素的工艺和技术也不断得到完善，在临床上已经完全取代了由动物脏器提取得到的产品。目前，我国新疆转基因羊已能够成功表达人胰岛素原，为胰岛素的生产开发了新途径。生长素：人类生长素临床用于治疗侏儒症和肌肉萎缩症．传统制造方法是由人脑下垂体抽提精制而得，其原料来源困难，产量受到极大限制。全世界侏儒症患者中仅有1%可以得到治疗，原因是生长素价格极其昂贵，达每克5000美元。1979年Genentech公司由Goeddel等学者应用基因重组技术首先开发出使用大肠杆菌生产人生长素．近年来还开发了以酵母菌来生产生长素，其产量可达到×106～× 106分子/细胞。目前，我国基因工程人生长素已研制成功，并投入市场和用于临床使用。除上述药物外，运用基因工程技术生产的这类药物还有神经生长因子（PDGH）、人基底成纤维细胞生长因子、绒毛膜促性腺激素等。（3）细胞免疫调节因子基因工程技术用于细胞免疫调节因子的产品较多，临床广泛应用于抗肿瘤和免疫调节等。近年来，由于基因重组和细胞融合两大技术的进步，加上高压液相层析技术、氨基酸序列分拆装置以及蛋白质的精制和解析技术的改进，使一些调节细胞免疫活性物质的研究和开发得到快速发展，如干扰素（INF）、白介素（IL）、集落刺激因子（CSF）和肿瘤坏死因子（TNF）等。干扰素是其中研究较为广泛，技术比较成熟，产业化较早的一个产品。第一代干扰素是从血液中进行提取而得到。据芬兰的K Canted报道，处理23000L血液，所得纯度1%以下的干扰素不足100mg．所以产量很低。而且由于血源质量不能保证，可能造成血源性传染病的传播。第二代干扰素是采用基因工程技术进行生产的，其生产水平可达250000分子/细胞，每升可含亿单位，成本显著下降，产品纯度很高，含量可达90%以上。目前，已经商品化的基因工程干扰素有α、 β、γ三种，而且生产技术也在不断完善。俄罗斯科学家构建了以假单胞菌为载体的表达系统来生产基因工程干扰素．与传统的大肠杆菌表达系统相比其培养周期短，细胞易于破碎便于提取。随着基因重组技术的不断发展，一些研究人员对干扰素基因进行改造，构建靶向干扰素基因及表达载体。夏小兵等利用限制性内切酶分别从含有抗乙型肝炎S抗原（HbSAg）人源单链抗体与人干扰素α质粒中切出目的基因，连接到 pET22b质粒中，构建成单链抗体靶向干扰素表达载体，在大肠杆菌中表达成功。（4）疫苗传统的疫苗是病源微生物的减毒或灭活物质，但这些疫苗都不理想，有可能发生回复突变，恢复毒性；或者因为灭活不适当引起疾病流行。利用基因工程技术生产的新型疫苗，可以克服传统疫苗价格昂贵、安全性能差等缺点，能为目前尚无有效疫苗的某些特殊疾病如艾滋病，提供有效的治疗手段。第一个商品化的基因工程疫苗是抗人乙型肝炎病毒（HBV）的疫苗。我国大约有10% 的人口受到HBV的侵害， HBV的感染通常还与特殊的肝癌（HCC）有着密切的关系，每年全世界死于HCC的病人有30万左右。HBV具有高度的寄主专一性，只能感染人类和黑猩猩，这意味着只能从肝炎患者身上才能获得有限数量的病毒，供做疫苗使用，而且从患者血液中提取制备的疫苗，还有传染艾滋病的可能。利用基因工程技术生产的抗HBV疫苗克服了传统疫苗的缺点，质量和安全性高，用量极少，一般剂量为10mg以下，接种3次，为普通药品用量的千分之一。1982年P Valenzuela等人将S基因（HBV表面抗原基因）的一个片段克隆在一种载体上，结果在酵母中合成出来HBV表面抗原（HbsAg）颗粒，其产量达25 μg/L，酵母表达系统现在已经能够大规模生产供给人类使用的重组肝炎疫苗。大约20年前，人们发现"裸露"DNA注入体内能够诱发免疫反应，科学家们进行了大量研究，开发出了新型的核酸疫苗。所谓核酸疫苗，是指将编码某种抗原蛋白的外源基因（DNA或RNA）直接转移到动物体内，通过宿主表达系统合成抗原蛋白，诱导宿主对该抗原蛋白产生免疫应答，以达到预防和治疗疾病的目的。现已开发出多种核酸疫苗，例如：流感核酸疫苗、艾滋病疫苗、狂犬病疫苗、结核病疫苗和乙型肝炎疫苗和戊肝疫苗等。（5）基因治疗制品基因治疗在1990年开始进行实验， 1993年美国FDA给人类基因治疗下的定义为："基于对活性细胞遗传物质的改变而进行的医学治疗，这种改变可以在活体外进行，然后应用于人体，或者直接在人体内进行"。因此，基因治疗存在两种方式，即间接体内法和体内法。间接体内法主要是通过在体外进行基因转移，筛选可表达外源基因的细胞，然后再转移到体内；体内法则是直接在体内改变与修复遗传物质。随着分子生物学、基因重组技术的发展，有关目的基因的获得方法已趋成熟，但是，目的基因的转移传递系统、目的基因的表达调控以及疗效和安全性还需进一步研究证实。目前，基因转移系统主要是两类：一类是由病毒介导的基因转移系统，主要包括逆转录病毒（Rt）、腺病毒（Ad）、疱疹病毒（HSV）和腺病毒相关病毒（AAV）载体等。Nnldini等开发出一种基于HIV的重组Rt载体，不需要辅助细胞，能广泛感染各种非分裂细胞，同时保留了能整合在宿主染色体上的特点。世界上第一例基因治疗所采用的载体即是Rt载体，治疗腺苷酸脱羧酶缺乏所致的严重联合免疫缺乏症（ADA-SCID）。另外一类是非病毒介导的基因转移系统，包括脂质体、分子偶联载体、基因枪和裸DNA等。另外，反义核苷酸技术也应用于基因治疗，尤其在抗乙肝病毒的基因治疗方面，包括反义DNA、反义RNA和核酶 RNA等。2001年，Robaczewska等首次通过静脉给予反义 DNA，选择性抑制北京鸭HBV在鸭肝脏中的复制和表达，证明了反义DNA在动物实验中的有效性。美国Viagene公司研究出一种被称为"艾滋病毒免疫制剂"，该药为一种鼠逆病毒与核心蛋白编码的基因序列和HIV表面抗原RNA结合产物，在小鼠和灵长类动物试验中确定该药能诱导出强的 HIV-特异性杀伤细胞。4 结束语基因工程技术使药品开发发生了根本性的转变。传统的药品开发方式是在大量的化学合成物质和微生物代谢产物中进行随机筛选，得到其中的有效成分作为新的药物。采用基因工程技术开发新药，是通过对致病机理的研究，找到那些可用于治疗目的的有效成分以及其编码基因，经过基因重组将其转入适当的载体，大量表达其有效成分作为治疗药物。同时，基因工程技术给药品生产技术带来了革命性变化。过去一些生产困难的产品，如激素、酶、抗体等一些生物活性物质，通过基因工程手段可以高质量、高收率地付诸生产，同时生产成本也大幅度降低，提高了患者的用药水平和生活质量。基因工程技术在传统医药不能有效治疗的一些疾病，如癌症、艾滋病、遗传病等的诊断、治疗和预防等方面提供了有效的新手段，并取得了一些重大的突破。如发现了致癌基因，可使癌症的早期诊断和治疗药物的开发成为可能。随着分子生物学和基因重组技术的发展，我们相信这些严重危害人类生命的疾病，在不久的将来会得到有效的预防和治疗。

一、基因疫苗的诞生自1796年英国医生琴娜(Jener)首次采用牛痘苗以来,疫苗已在世界范围内被广泛应用,200多年来各种疫苗已经帮助人类战胜了包括天花在内的多种传染病.然而,现有的疫苗主要有两种：第一种疫苗是传统疫苗，即弱毒活苗和灭活苗，如鸡新城疫弱毒苗，猪瘟灭活苗，它是直接将无毒或减毒的病原体作为疫苗接种到人或动物体内，刺激机体免疫系统产生特异性免疫应答，从而预防疾病的发生；第二种疫苗是基因工程苗，它是通过基因工程，先分离得到具有强烈免疫原性但无毒性的抗原蛋白的编码基因，然后导入表达载体中，再在宿主细胞表达出重组抗原蛋白，经分离纯化后的重组抗原蛋白作为疫苗接种如重组乙肝疫苗。但它存在一些不可忽视的缺陷如:灭活疫苗难以诱发细胞免疫,需多次免疫注射;亚单位疫苗免疫原性差;减毒活疫茵存在毒性回升的危险等问题.因此,现在对一些传染病仍缺乏相应的安全有效的疫苗. 第三代疫苗基因疫苗的问世,为解决这些难题带来了希望.基因疫苗（genetic vaccine）又称核酸疫苗(nucleic acid vaccine)或DNA疫苗，是在基因治疗（genetic therapy）技术的基础上发展而来的。基因治疗是从20世纪80年代发展起来用于预防和治疗疾病的最具革命性的生物医学医疗技术，其原理是将人或动物的正常基因或有治疗作用的基因通过一定方式导入人体靶细胞以纠正基因的缺陷或发挥治疗作用，从而达到治疗疾病目的。1990年Wolff JA等在进行基因治疗试验时，以裸DNA注射作对照，结果意外发现裸DNA可被骨骼肌细胞吸收并表达出外源性蛋白。1992年Tang 、 DC等首次证明经基因免疫产生的外源性蛋白质——人生长激素可刺激小鼠免疫系统产生特异性抗体，而且加强免疫后抗体效价增加，从而宣告基因疫苗的诞生。（注：1）概括起来，基因疫苗就是指将编码外源性抗原的基因插入到含真核表达系统的载体上，然后直接导入人或动物体内，让其在宿主细胞中表达抗原蛋白，该抗原蛋白可直接诱导机体产生免疫应答。抗原基因在一定时限内的持续表达，不断刺激机体免疫系统产生应答反应，从而达到预防疾病的目的。二、核酸免疫的作用机理目前对核酸免疫作用机理的认识主要还仅限于理论推测，且多数资料来自基因治疗试验，二者在作用机理上很相似。在基因免疫中，含病原体抗原基因的核酸疫苗被导入宿主细胞，被周围的组织细胞、APC细胞或其它炎性细胞摄取，并在细胞内表达。表达产物作为抗原可能的呈递途径是：肌细胞直接摄入或经T小管和细胞样内陷摄取进入，在外源基因启动子作用下使外源基因表达，使产物在胞内水解酶的作用下分解成长短不一的多肽，其中的一部分被hsp70运到内质网，经网膜上的TAP分子转入膜内与主要组织相容性复合物（MHC）I类结合，最终在细胞膜表面被CDS十细胞识别；另一部分短肽进入溶酶体，与（MHC）Ⅱ分子结合，运到细胞表面被 CD4＋细胞识别。这些多肽含有不同的抗原表位，它们将诱导细胞毒性T淋巴前体、B细胞和特异性辅助T细胞，产生细胞免疫和体液免疫。同时，基因表达可以通过细胞分泌和分裂的方式进入组织细胞间隙，以天然折叠方式被B淋巴细胞识别。核酸免疫后，还可以使肌细胞和抗原递呈细胞被感染，从而使CD4＋和CD8＋细胞亚群活化，产生特异的免疫应答。 CorrM等（1996）的研究表明，从转染DNA得肌肉组织释放出的抗原被APC摄入，运送到管状淋巴结中，在B淋巴细胞和T淋巴细胞表达， I类MHC限制的CTL应答可能主要以这种方式产生。以前曾认为该过程需要内源抗原的表达，但现在的研究表明，只要有外源抗原的存在，也能有效地引起I类MHC限制的CTL应答。三、基因疫苗质粒载体的构建获得准确的抗原编码基因并将它插入到合适的载体DNA上，是发展基因疫苗的主要工作。1、编码抗原蛋白基因的分离制备DNA疫苗首先要获得编码抗原的基因，一般选择编码病原体表面糖蛋白的基因。抗原蛋白产生后可在宿主体内正确糖基化，从而诱导对病原体的免疫应答反应；对于易变异的病原体，最好选择各种变型都具有的核心蛋白保守的DNA序列，这样可对各种变异的病原体产生免疫应答反应，避免因病原体变异产生的免疫逃避问题。2 目的基因质粒的载体构建基因疫苗大多采用质粒作载体。一般说来，基因疫苗质粒载体至少包括5个主要的部件：（1）细菌复制子，以便质粒DNA在细菌体内复制扩增，得到大量的拷贝，但不能在宿主细胞（真核细胞）中复制；（2）原核生物选择性标记基因，如抗生素抗性基因，以筛选含有质粒DNA的阳性细菌克隆（菌株）；（3）真核生物的启动子、增强子、终止子、内含子等转录调控元件；（4）编码抗原蛋白的目的基因序列；（5）多聚核苷酸信号序列，以保证mRNA翻译时适时终止。另外，基因疫苗质粒载体通常含有一段未甲基化的CpG序列，其具有刺激Th1细胞的免疫活性。四、严重创伤后全身性炎症反应综合征及免疫调节治疗严重创伤后机体免疫功能表现为双向性改变。一方面表现为以吞噬功能和白细胞介素-2（IL- 2）等产生降低为代表的免疫受抑状态；另一方面表现出以全身性炎症反应综合征为特征的过度炎症反应。正是这二方面共同作用构成了创伤后机体免疫功能紊乱，诱发多器官功能不全综合症（Multiple Organ Dysfunction Syndrome,MODS）。下面就全身性炎症反应综合征和免疫调节治疗作一综述。

基因工程是在分子生物学和分子遗传学综合发展基础上于 20 世纪 70 年代诞生的一门崭新的生物技术科学。下面是由我整理的基因工程学术论文，谢谢你的阅读。基因工程学术论文篇一摘要：基因工程是在分子生物学和分子遗传学综合发展基础上于 20 世纪 70 年代诞生的一门崭新的生物技术科学。基因工程是一项很精密的尖端生物技术。可以把某一生物的基因转殖送入另一种细胞中，甚至可把细菌、动植物的基因互换。当某一基因进入另一种细胞，就会改变这个细胞的某种功能。这项工程创造出原本自然界不存在的重组基因。它不仅为医药界带来新希望，在农业上提高产量改良作物，并且对环境污染、能源危机提供解决之道，甚至可用在犯罪案件的侦查。基因工程的发展现状和前景是怎么样呢，而又有哪些利弊? 关键词：基因工程;发展现状;发展前景;基因工程利弊一、基因工程 (一)基因工程的概念及发展 1.概念基因工程又称基因拼接技术和DNA重组技术，是以分子遗传学为理论基础，以分子生物学和微生物学的现代方法为手段，将不同来源的基因按预先设计的蓝图，在体外构建杂种DNA分子，然后导入活细胞，以改变生物原有的遗传特性、获得新品种、生产新产品。 2.发展生物学家于20 世纪50 年代发现了DNA 的双螺旋结构，从微观层面更进一步认识了人类及其他生物遗传的物质载体，这是人类在生物研究方面的一次重大突破。60 年代以后，科学家开始破译生物遗传基因的遗传密码，简单地说，就是将控制生物遗传特征的每一种基因的核苷酸排列顺序弄清楚。在搞清楚某些单个基因的核苷酸排列顺序基础上，进而进行有计划、大规模地对人类、水稻等重要生物体的全部基因图谱进行测序和诠释。 (二)基因工程的发展现状及前景 1.发展现状 (1)基因工程应用于农业方面。运用基因工程方法，把负责特定的基因转入农作物中去，构建转基因植物，有抗病虫害，抗逆，保鲜，高产，高质的优点。下面列举几个代表性方法。 ①增加农作物产品营养价值如：增加种子、块茎蛋白质含量，改变植物蛋白必需氨基酸比例等。 ②提高农作物抗逆性能如：抗病虫害、抗旱、抗涝、抗除草剂等性能。 ③生物固氮的基因工程。若能把禾谷等非豆科植物转变为能同根瘤菌共生，或具固氮能力，将代替无数个氮肥厂。④增加植物次生代谢产物产率。植物次生代谢产物构成全世界药物原料的 25% ，如治疗疟疾的奎宁、治疗白血病的长春新碱、治疗高血压的东莨菪碱、作为麻醉剂的吗啡等。 ⑤运用转基因动物技术，可培育畜牧业新品种。二、基因工程应用于医药方面目前，以基因工程药物为主导的基因工程应用产业已成为全球发展最快产业之一，前景广阔。基因工程药物主要包括细胞因子、抗体、疫苗、激素和寡核甘酸药物等。对预防人类肿瘤、心血管疾病、遗传病、糖尿病、包括艾滋病在内的各种传染病、类风湿疾病等有重要作用。我们最为熟悉的干扰素(IFN)就是一类利用基因工程技术研制成的多功能细胞因子，在临床上已用于治疗白血病、乙肝、丙肝、多发性硬化症和类风湿关节炎等多种疾病。并且应用基因工程研制的艾滋病疫苗已完成中试，并进入临床验证阶段;专门用于治疗肿瘤的“肿瘤基因导弹”也将在不久完成研制，它可有目的地寻找并杀死肿瘤，将使癌症的治愈成为可能。三、基因工程应用于环保方面工业发展以及其它人为因素造成的环境污染已远远超出了自然界微生物的净化能力，基因工程技术可提高微生物净化环境的能力。美国利用DNA 重组技术把降解芳烃、萜烃、多环芳烃、脂肪烃的4 种菌体基因链接，转移到某一菌体中构建出可同时降解4 种有机物的“超级细菌”，用之清除石油污染，在数小时内可将水上浮油中的2/3 烃类降解完，而天然菌株需 1 年之久。90 年代后期问世的DNA 改组技术可以创新基因，并赋予表达产物以新的功能，创造出全新的微生物，如可将降解某一污染物的不同细菌的基因通过PCR 技术全部克隆出来，再利用基因重组技术在体外加工重组，最后导入合适的载体，就有可能产生一种或几种具有非凡降解能力的超级菌株，从而大大地提高降解效率。 (一)发展前景基因工程应用重组DNA 技术培育具有改良性状的粮食作物的工作已初见成效。重组DNA 技术的一个显著特点是，它注往可以使一个生物获得与之固有性状完全无关的新功能，从而引起生物技术学发生革命性的变革，使人们可以在大量扩增的细胞中生产哺乳动物的蛋白质，其意义无疑是相当重大的。将控制这些药物合成的目的基因克隆出来，转移到大肠杆菌或其它生物体内进行有效的表达，于是就可以方便地提取到大量的有用药物。目前在这个领域中已经取得了许多成功的事例，其中最突出的要数重组胰岛素的生产。重组DNA 技术还有力地促进了医学科学研究的发展。它的影响所及有疾病的临床诊断、遗传病的基因治疗、新型疫苗的研制以及癌症和艾滋病的研究等诸多科学，并且均已取得了相当的成就。 (二)基因工程的利与弊 1.基因工程的利遗传疾病乃是由于父或母带有错误的基因。基因筛检法可以快速诊断基因密码的错误;基因治疗法则是用基因工程技术来治疗这类疾病。产前基因筛检可以诊断胎儿是否带有遗传疾病，这种筛检法甚至可以诊断试管内受精的胚胎，早至只有两天大，尚在八个细胞阶段的试管胚胎。做法是将其中之一个细胞取出，抽取DNA，侦测其基因是否正常，再决定是否把此胚胎植入母亲的子宫发育。胎儿性别同时也可测知。基因筛检并不改变人的遗传组成，但基因治疗则会。目前全世界正重视发展永续性农业，希望农业除了具有经济效益，还要生生不息，不破坏生态环境。基因工程正可帮忙解决这类问题。基因工程可以改良农粮作物的营养成分或增强抗病抗虫特性。可以增加畜禽类的生长速率、牛羊的泌乳量、改良肉质及脂肪含量等。 2.基因工程的弊广泛的基因筛检将会引起一连串的社会问题。虽然基因筛检可帮助医生更早期更有效地治疗病人，但可能妨碍他的未来生活就业。基因工程会产生“杀虫剂”的作物，也可能对大环境有害，它们或许会杀死不可预期的益虫，影响昆虫生态的平衡。转基因食品不同于相同生物来源之传统食品，遗传性状的改变，将可能影响细胞内之蛋白质组成，进而造成成份浓度变化或新的代谢物生成，其结果可能导致有毒物质产生或引起人的过敏症状，甚至有人怀疑基因会在人体内发生转移，造成难以想象的后果。转基因食品潜在危害包括：食物内所产生的新毒素和过敏原;不自然食物所引起其它损害健康的影响;应用在农作物上的化学药品增加水和食物的污染;抗除草剂的杂草会产生;疾病的散播跨越物种障碍;农作物的生物多样化的损失;生态平衡的干扰。四、结束语随着社会科技的进步，基因工程的发展将成为必然。尽管它会给我们带来一些危害但是仍然为我们带来了很多好处。不仅为我们提供了新的能源而且促进了各国的经济的发展，所以在我们发展基因工程的同时应该尽力避免一些危害，而让有利的方面尽可能应用。参考文献： [1]陈宏.2004.基因工程原理与应用.北京：中国农业出版社 [2]胡银岗.2006.植物基因工程.杨凌.西北农林科技大学出版社 [3]刘祥林.聂刘旺.2005.基因工程.北京：科学出版社 [4]陆德如.陈永青.2002.基因工程.北京：化学工业出版社 [5]王关林.方宏筠.2002.植物基因工程.北京：科学出版社基因工程学术论文篇二基因工程蛋白药物发展概况【摘要】近些年，随着生物技术的发展，基因工程制药产业突飞猛进，本文就一些相关的重要蛋白药物的市场概况和研究进展作一概述。【关键词】基因工程蛋白药物发展概况中图分类号：R97 文献标识码：B 文章编号：1005-0515(2011)6-255-03 基因工程制药是随着生物技术革命而发展起来的。1980 年，美国通过Bayh-Dole 法案，授予科学家 Herbert Boyer 和 Stanley Cohen 基因克隆专利，这是现代生物制药产业发展的里程碑。1982 年，第一个生物医药产品在美国上市销售，标志着生物制药业从此走入市场[1]。生物制药业有不同于传统制药业的特点：首先，生物制药具有“靶向治疗”作用;其次，生物制药有利于突破传统医药的专利保护到期等困境;再次，生物制药具有高技术、高投入、高风险、高收益特性;此外，生物制药具有较长的产业链[1]。生物制药业这一系列的特点决定了其在21世纪国民经济中的重要地位，历版中国药典收录的生物药物品种也是逐渐增多[2](图一)。当前生物制药业的发展趋势在于不断地改进、完善和创新生物技术，在基因工程药物研发投入逐年增加的基础上，我国生物制药的产值及利润增长迅猛， 2006-2008年三年就实现了利润翻番[2](表一)。随着研究的深入，当前生物药的热点逐渐聚焦到通过新技术大量生产一些对医疗有重要意义且成分确定的蛋白上。研究表明，在我国的基因工程药物中，蛋白质类药物超过50%[3]。而这些源自基因工程菌表达的蛋白，如疫苗、激素、诊断工具、细胞因子等在生物医学领域的应用主要包括4个方面：即疾病或感染的预防;临床疾病的治疗;抗体存在的诊断和新疗法的发现。利用基因工程技术(重组DNA技术)生产蛋白主要有三方面的理由：1.需求性，天然蛋白的供应受限制，随需求的不断增加，数量上难以满足，使它得不到广泛应用;2.安全性，一些天然蛋白质的原料可能受到致病性病毒的污染，且难以消除或钝化;3.特异性，来自天然原料的蛋白往往残留污染，会引起诊断试验所不应有的背景[4]。以下将介绍一些基因工程产物的市场概况和研究发展。 1 促红细胞生成素是细胞因子的一种，在骨髓造血微环境下促进红细胞的生成。1985年科学家应用基因重组技术，在实验室获得重组人EPO(rhEPO)，1989年安进(Amgen)公司的第一个基因重组药物Epogen获得FDA的批准，适应症为慢性肾功能衰竭导致的贫血、恶性肿瘤或化疗导致的贫血、失血后贫血等[5,6]。 2001年，EPO的全球销售额达亿美元，2002年达亿美元，2003年全世界EPO的年销售额超过50亿美元。创下生物工程药品单个品种之最，是当今最成功的基因工程药物。用过EPO的大多数病人感觉良好，在治疗期间无明显毒副作用或功能失调。重组体CHO细胞可以放大到生产规模以满足对EPO的需求。 2 胰岛素自1921 年胰岛素被Banting 等人成功提取并应用于临床以来，已经挽救了无数糖尿病患者的生命。仅2000年，胰岛素在全球范围内就大约延长了5100万名I型糖尿病病人的寿命。20世纪80年代初，人胰岛素又成为了商业现实;80 年代末利用基因重组技术成功生物合成人胰岛素，大肠杆菌和酵母都被用作胰岛素表达的寄主细胞[7]。国内外可工业化生产人胰岛素的企业只有美国的礼来公司、丹麦的诺和诺德公司、法国的安万特公司和中国北京甘李生物技术有限公司等，胰岛素类似物也仅在上述4个国家生产，且每个公司只能生产艮效或速效类似物巾的个品种，主要原因是要达到生物合成人胰岛素产业化的技术难度特别大，若无高精尖的高密度发酵技术、纯化技术和工业化生产经验是无法实现的[8]。 3 疫苗在人类历史上，曾经出现过多种造成巨大生命和财产所示的疫症，而在预防和消除这些疫症的过程中疫苗发挥了十分关键的作用。所以疫苗被评为人类历史上最重大的发现之一。疫苗可分为传统疫苗(t raditional vaccine) 和新型疫苗(new generation vaccine)或高技术疫苗( high2tech vaccine)两类,传统疫苗主要包括减毒活疫苗、灭活疫苗和亚单位疫苗,新型疫苗主要是基因工程疫苗。疫苗的作用也从单纯的预防传染病发展到预防或治疗疾病(包括传染病) 以及防、治兼具[2]。随着科技的发展，对付艾滋病、癌症、肝炎等多种严重威胁人类生命安全的疫苗开发取得巨大进展，这其中也孕育着巨大的商业机会[9]， 2007年全球疫苗销售额就已达到163亿美元，据美林证券公布的一份研究报告显示，全球疫苗市场正以超过13%的符合增长率增长。而我国是疫苗的新兴市场，国内疫苗市场发展潜力巨大，年增长率超过15%。在以细胞培养为基础的疫苗、抗体药物生产中，Vero细胞、BHK21细胞、CHO细胞和Marc145细胞是最常用的细胞，这些细胞的反应器大规模培养技术支撑着行业的技术水平[4]。建立细胞培养和蛋白表达技术平台，进一步完善生物反应器背景下的疫苗生产支撑技术是当前国际疫苗产业研究的重点。 4 抗体从功能上划分，抗体可分为治疗性抗体和诊断性抗体;从结构特点上划分，抗体可分为单克隆抗体和多克隆抗体。抗体可有效地治疗各种疾病，比如自身免疫性疾病、心血管病、传染病、癌症和炎症等[10,11]。抗体药物的一大特点在于其较低甚至几乎可以忽略的毒性。另外一个优势是，抗体本身也许既可被当作一种治疗武器，也可被用作传递药物的一种工具。除了全人源化抗体以外，与小分子药物、毒素或放射性有效载荷有关的结合性抗体也已经在理论上显示出了强大的潜力，尤其是在癌症治疗方面[12]。治疗性抗体是世界销售额最高的一类生物技术药物,2008 年治疗性抗体销售额超过了300 亿美元,占了整个生物制药市场40%。在美国批准的99 种生物技术药物中,抗体类药物就占了30 种;在633 种处于临床研究的生物技术药物中, 有192 种为抗体药物,而在抗癌及自身免疫性疾病的治疗研究中,治疗性抗体占了一半[2]。截止2007年，美国FDA批准上市的抗体药物见表二[13]。参考文献 [1] 章江益, 孙瑜, 王康力. 美国生物制药产业发展及启示[J]. 江苏科技信息. 2011, 1(5): 11-14. [2] 王友同, 吴梧桐, 吴文俊. 我国生物制药产业的过去、现在和将来. 药物生物技术[J]. 2010, 17(1): 1-14. [3] 吴梧桐, 王友同, 吴文俊. 21世纪生物工程药物的发展与展望[J]. 药物生物技术. 2000, 7(2): 65-70. [4] 储炬, 李友荣. 现代工业发酵调控学(第二版)[M]. 化学工业出版社. [5] Koury MJ, Bondurant MC. Maintenance by erythropoietin of viability and maturation of murine erythroid precursor cell[J]. Cell Physiol, 1988, 137(1):65. [6] Cuzzole M, Mercurial F, Brugnara C. Use of recombinant human Erthro-poietin outside the setting of uremia[J]. Blood, 1997, 89(12): 4248-4267. [7] 李萍, 刘国良. 最新胰岛素制剂的研究进展概述[J]. 中国实用内科杂志. 2003, 23(1): 19-20. [8] 张石革, 梁建华. 胰岛素及胰岛素类似物的进展与应用[J]. 药学专论. 2005, 14(11): 21-23. [9] 徐卫良. 生物制品供应链优化与供货提前期缩短问题研究――基于葛兰素史克(中国)疫苗部的实例分析(硕士学位论文). 上海交通大学, 2005. [10] Presta LG. Molecular engineering and design of therapentic antilodies[J]. Curr Opin Immunol, 2008, 20(4): 460. [11] Liu XY, Pop LM, Vitetta ES. Engineering therapeutic monoclonal antibodies[J]. Immunol Rev, 2008, 222: 9. [12] 陈志南. 基于抗体的中国生物制药产业化前景. 中国医药生物技术[J]. 2007, 1(1): 2. [13] 于建荣, 陈大明, 江洪波. 抗体药物研发现状与发展态势[J]. 生物产业技术. 2009, 1(3): 49.看了"基因工程学术论文"的人还看: 1. 高中生物选修三基因工程知识点总结 2. 高二生物基因工程知识点梳理 3. 浅谈基因工程在农业生产中的应用 4. 植物叶绿体基因工程发展探析 5. 关于蔬菜种植的学术论文

基因疫苗的研究进展论文

本篇综述由北京化工大学生命科学与技术学院童贻刚教授团队在Signal Transduction and Targeted Therapy上发表的题为“COVID-19 vaccine development: milestones, lessons and prospects”的最新综述文章，本文系统介绍了疫苗引起的免疫反应，现有的新冠肺炎疫苗平台，并对各种疫苗的效力和安全性进行总结，包括可能出现的并发症和对特殊人群的不同保护效果。此外，鉴于SARS-CoV-2的不断变异，并对现有疫苗提出了改进和优化的思路，包括改变给药途径，采用更多的疫苗接种策略，以及应用更多的疫苗开发方法等

疫苗的研究分析论文

预防医学研究毕业论文

医学就是处理及治疗预防生理疾病和提高人体生理机体健康为目的。下面是我为你带来的预防医学研究毕业论文，欢迎阅读。

浅析预防医学研究的现状及趋势

摘要：近些年，我国的工业和经济都得到了飞速的发展，科学技术水平也上了一个新台阶，同时预防医学也得到了不断深入的研究和发展，其理论研究结果早已应用到我国的卫生事业当中，为我国甚至全球人类的健康预防作出了不可忽视的贡献。本文主要对预防医学的研究现状和趋势进行分析总结。

关键词：预防医学;发展趋势;现状;研究

1 引言

预防医学是一门独立的医学学科群，并划分为多个分支学科。预防医学的研究对象是整个人类组成，医学应用理论包括社会医学、环境医学以及生物医学，

并结合微观以及宏观的方法，研究疾病分布规律、发生规律以及有害健康的多项因素，从而决策预防措施及对策，实现提高生命质量、有利健康以及预防疾病的一门学科。根据预防医学的相关学科资料显示，其学科群有环境卫生学、少年与儿童卫生学、营养与食品卫生学、职业病与劳动卫生学、社会医学、毒理学、医学统计与卫生学、地方病学、性传播疾病学、媒介生物学、卫生检验学、流行病学、消毒学、寄生虫学、传染病学等学科。

2 预防医学的研究现状分析

预防医学理论的研究现状

当前，新的健康观以及新的医学模式都一定程度上促使了预防医学在理论研究上的不断深入和发展。生物医学模式在过去相当长时间内对医学的研究意义重大，然而随着医学研究的进步和社会的快速发展，慢慢暴露出了该模式的消极影响以及局限性，因为比如社会心理因素引发的疾病或艾滋病不能应用该模式来解决的。因此，出现了生物―心理―社会医学这个新的医学模式，积极的影响了预防医学在理论研究上的不断发展，使得预防医学从社会心理因素这个新的角度来研究影响健康的因素，让预防医学的理论研究上升到了一个新的台阶。WTO指到“健康是社会适应能力上精神上、以及身体上的良好状态，而不单单是没有虚弱或者疾病”，这个新的钙奶，让“没有病就是健康”这个就观念消失不见，同时也推动了预防医学的发展层次更高一级。临床前期预防、病因预防以及临床预防等提前预防的工作早已在实践中逐渐成为预防医学的重要举措。

新的生物学方法让毒理学的研究更上一层楼

目前对于致癌作用机理的关键研究方法就是分析癌基因问题。细胞学方法中的传代和原代细胞培养法现在还被污染物代谢致癌或者致突变的研究广泛应用。近些年，利用生物学方法来研究毒性试验的方法得到了快速的发展，如一些传统的毒性慢性试验可以用生物标志物来代替。生物学毒性量效、活性与污染物化学结构关系通过数学方程式来表示的研究是近些年毒理学的研究前沿。上述新技术、新方法以及新概念的不断深入的应用和发展为环境污染物作用机理研究注入了新鲜的血液。在膜毒理学领域，污染物对生物膜及细胞膜功能结构的影响研究是目前来看进步比较明显的学科。在皮肤以及粘膜的研究领域，掌握了大气污染物在一般情况下都需要借助呼吸道侵蚀机体。以上的器官组织水平以及细胞组织相关的毒理学研究也渐入佳境。由于环境因素而导致的癌细胞或者突变的研究现在已经有了很大程度的提高。上述这些都使得预防医学的基础研究不断进步。

现代生物技术应用让预防医学研究进入了一个疾病控制的新阶段

目前比较先进的基因研究技术，比如核酸杂交、DNA测序、基因克隆技术、DNA重组等已经逐渐运用到预防医学的实际应用上，疾病控制在研究的道路上又有了新途径。比如目前来说，我国已经广泛应用的乙肝重组亚单位疫苗。生物传感器、PCR技术、抗HBsAg单抗等先进技术的应用大大的.提高了监测技术以及诊断技术的灵敏度和特异性。工程菌比如含抗DDT基因菌、“超级菌”等的开始运用在净化环境上，显著的提高了我们的生活环境质量，意义重大。上述先进生物技术的广泛应用让预防医学的研究上了一个新的台阶。

信息技术的高速发展推动了预防医学的发展

当代社会信息业高速发展，以因特网为标志的通信技术和计算机得到了广泛的应用，正在或者早已改变了人民的工作、生活方式和先进的科学研究。信息网应用在医学上，让我们没一个人同国际的先进研究机构取得畅通的连接变成现实，让全球范围内的远程专题讨论和会诊、信息交流与文献检索及疫情通报查询等带来了巨大的便利，有力的推动了预防医学的发展。

3 预防医学的发展趋势分析

进入21世纪以来，预防医学会向着一个全新的道路前进。第一，预防医学正在进入一个社会预防为主的全新的发展阶段。随着我国的生物―心理―社会医学模式慢慢的代替原有的生物医学模式，我们大众也开始认识到促进健康，预防疾病在一定程度上更加依赖于社会。要想达到“人人享有卫生保健”的理想，就必须让医学彻底的社会化。进行健康的生活方式，推动人们合理消费，广泛的宣传健康教育是完成医学社会化道路上的一项关键任务。第二，其次，预防医学朝着促进健康、防治结合、提高人口素质以及生活质量的道路前进。随着我国文化水平以及国民经济的不断提高，广大群众不仅在得病的时候得到及时治疗，并且还应该了解并掌握保健和预防常识，丰富自我保健知识，保障身体健康。因此，医学发展的必然趋势临床医学以及预防医学的相互结合。第三，健康和环境问题会成为预防医学研究发展的新动向。人类在21世纪所面临的四大问题：能源匮乏、控制疾病、人口*炸、环境污染。其中得到全球关注的是环境污染问题，预防医学需在这个关键的时刻积极解决参与到健康和环境问题上来。最后，预防医学也很有可能朝着注重行为、精神以及心理原因对健康的影响的方向发展。现代社会工业化程度加深，也从另一个层面给人们带来了新的精神和心理问题，都需要得到社会的关心、卫生心理教育、国家政策的支持。相信，在不久的将来，预防医学会为我们人类控制疾病做出巨大贡献，让我们健康的生活在美丽的大地上。

参考文献：

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[2]林琳，叶冬青.定性研究方法在预防医学研究中的应用[J].中华疾病控制杂志，2011(03).

[3]孙士杰.预防医学研究性教学模式的实践与探索[J].中国高等医学教育，2010(11).

[4]朱惠莲，洪微，张作文.我国预防医学研究面临的机遇与挑战[J].生命科学，2006(02).

[5]李君文，袭著革，晁福寰.科索沃战争对环境的破坏及对我军军事预防医学研究的启示[J].解放军预防医学杂志，2009(12).

[6]赵西龙.预防医学研究与公共卫生服务的社会责任[J].宁夏医学杂志，2012(07).

[7]蓝毓营.壮医预防医学研究概述[J].中国民族医药杂志，2006(02).

编译 | 未玖

Science , 23 APRIL 2021, VOL 372, ISSUE 6540

《科学》 2021年4月23日，第372卷，6540期

物理学 Physics

Josephson junction infrared single-photon detector

约瑟夫森结红外单光子探测器

作者：Evan D. Walsh, Woochan Jung, Gil-Ho Lee, Dmitri K. Efetov, Bae-Ian Wu, . Huang, et al.

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摘要

约瑟夫森结是用于高灵敏度磁强计和电压放大器的超导器件，也是高性能低温计算机和超导量子计算机的基础。虽然因库珀对断裂产生的准粒子会降低器件性能，但这种现象也为灵敏探测电磁辐射提供了机会。

研究组演示了通过将光子耦合到石墨烯基约瑟夫森结的局域表面等离子体来探测单个近红外光子。利用电流偏置器件的光子诱导开关统计，研究组揭示了吸收光子产生的准粒子在探测机制中的关键作用。

光子灵敏度将为未来的超导计算架构提供高速、低功耗的光互连。

Abstract

Josephson junctions are superconducting devices used as high-sensitivity magnetometers and voltage amplifiers as well as the basis of high-performance cryogenic computers and superconducting quantum computers. Although device performance can be degraded by the generation of quasiparticles formed from broken Cooper pairs, this phenomenon also opens opportunities to sensitively detect electromagnetic radiation. We demonstrate single near-infrared photon detection by coupling photons to the localized surface plasmons of a graphene-based Josephson junction. Using the photon-induced switching statistics of the current-biased device, we reveal the critical role of quasiparticles generated by the absorbed photon in the detection mechanism. The photon sensitivity will enable a high-speed, low-power optical interconnect for future superconducting computing architectures.

Higher-dimensional supersymmetric microlaser arrays

高维超对称微激光阵列

作者：Xingdu Qiao, Bikashkali Midya, Zihe Gao, Zhifeng Zhang, Haoqi Zhao, Tianwei Wu, et al.

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摘要

随着集成光子学元件数量的增加，复杂度的非线性缩放是阻碍大规模锁相激光阵列的主要障碍。

研究组开发了一种高维超对称形式，用于精确模式控制和非线性功率缩放。这种超对称微激光阵列具有所有倏逝波耦合微环激光器的锁相相干性和同步性，可在基本横向超模中集体振荡，从而实现高辐射、小发散和单频激光发射，且能量密度提高两个数量级。

研究组还证明了构造高辐射涡旋激光束的可行性，即充分利用光的空间自由度提高激光器的性能。该研究方法为在经典和量子两种状态下设计大规模集成光子系统提供了一条新途径。

Abstract

The nonlinear scaling of complexity with the increased number of components in integrated photonics is a major obstacle impeding large-scale, phase-locked laser arrays. Here, we develop a higher-dimensional supersymmetry formalism for precise mode control and nonlinear power scaling. Our supersymmetric microlaser arrays feature phase-locked coherence and synchronization of all of the evanescently coupled microring lasers—collectively oscillating in the fundamental transverse supermode—which enables high-radiance, small-pergence, and single-frequency laser emission with a two-orders-of-magnitude enhancement in energy density. We also demonstrate the feasibility of structuring high-radiance vortex laser beams, which enhance the laser performance by taking full advantage of spatial degrees of freedom of light. Our approach provides a route for designing large-scale integrated photonic systems in both classical and quantum regimes.

材料科学 Materials Science

Broadband directional control of thermal emission

热辐射的宽带定向控制

作者：Jin Xu, Jyotirmoy Mandal, Aaswath P. Raman

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摘要

控制远场热辐射的发射方向是一个重大挑战。光子策略使热辐射在窄带宽上具有角度选择性，但热辐射是一种宽带现象。将发射的热辐射限制在宽频带上固定的窄角范围内的能力，是一种重要但欠缺的能力。

研究组引入了能对热发射进行广谱定向控制的梯度e近零（ENZ）材料。他们演示了两个由多种氧化物构成的发射器，在一系列波长范围（到微米，到微米）的p-偏振中，它们具有较高（>，>）的定向发射率（60 至75 ，70 至85 ）。

这种宽带定向发射主要在高发射率方向上，实现了有意义的辐射热传递。解耦对角度和光谱响应的传统限制提高了热伪装、太阳能加热、辐射冷却和废热回收等应用的性能。

Abstract

Controlling the directionality of emitted far-field thermal radiation is a fundamental challenge. Photonic strategies enable angular selectivity of thermal emission over narrow bandwidths, but thermal radiation is a broadband phenomenon. The ability to constrain emitted thermal radiation to fixed narrow angular ranges over broad bandwidths is an important, but lacking, capability. We introduce gradient epsilon-near-zero (ENZ) materials that enable broad-spectrum directional control of thermal emission. We demonstrate two emitters consisting of multiple oxides that exhibit high (>, >) directional emissivity (60 to 75 , 70 to 85 ) in the p-polarization for a range of wavelengths ( to micrometers, to micrometers). This broadband directional emission enables meaningful radiative heat transfer primarily in the high emissivity directions. Decoupling the conventional limitations on angular and spectral response improves performance for applications such as thermal camouflaging, solar heating, radiative cooling, and waste heat recovery.

地球科学 Earth Science

Assessing China’s efforts to pursue the C warming limit

评估中国追求控温极限所付诸的努力

作者：Hongbo Duan, Sheng Zhou, Kejun Jiang, Christoph Bertram, Mathijs Harmsen, Elmar Kriegler, et al.

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摘要

通过进行多模型研究，研究组发现与“无政策”情况相比，温控目标要求中国将碳排放和能源消耗分别减少90%和39%以上。在实现接近零排放方面，负排放技术发挥着重要作用，到2050年，碳捕获需平均占总减排量的20%。

研究组的多模型比较揭示了各部门在必要减排方面的巨大差异，而一致的是，要求电力部门在2050年前实现完全脱碳。交叉模型平均值表明，考虑到升温极限，到2050年，中国累计政策成本可能达到国内生产总值的至。

Abstract

Given the increasing interest in keeping global warming below C, a key question is what this would mean for China’s emission pathway, energy restructuring, and decarbonization. By conducting a multimodel study, we find that the C-consistent goal would require China to reduce its carbon emissions and energy consumption by more than 90 and 39%, respectively, compared with the “no policy” case. Negative emission technologies play an important role in achieving near-zero emissions, with captured carbon accounting on average for 20% of the total reductions in 2050. Our multimodel comparisons reveal large differences in necessary emission reductions across sectors, whereas what is consistent is that the power sector is required to achieve full decarbonization by 2050. The cross-model averages indicate that China’s accumulated policy costs may amount to to of its gross domestic product by 2050, given the C warming limit.

Global groundwater wells at risk of running dry

全球地下水井面临干涸风险

作者：Scott Jasechko, Debra Perrone

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摘要

地下水井为数十亿人提供水源，但当地下水位下降时，它们可能会干涸。

研究组分析了全球约3900万口水井的施工记录。结果显示，6%到20%的水井深度不超过地下水位5米，这意味着如果地下水位仅下降几米，数百万口水井将面临干涸的风险。

此外，在一些地下水位显著下降的地方，新井的建设深度并不比老井深，这表明如果地下水水位继续下降，新井和老井一样也有可能干涸。深层含水层的水质差，建设水井成本高昂，这限制了开采深层地下水以防止水井干涸时失去水源的有效性。

Abstract

Groundwater wells supply water to billions of people, but they can run dry when water tables decline. Here, we analyzed construction records for ~39 million globally distributed wells. We show that 6 to 20% of wells are no more than 5 meters deeper than the water table, implying that millions of wells are at risk of running dry if groundwater levels decline by only a few meters. Further, newer wells are not being constructed deeper than older wells in some of the places experiencing significant groundwater level declines, suggesting that newer wells are at least as likely to run dry as older wells if groundwater levels continue to decline. Poor water quality in deep aquifers and the high costs of well construction limit the effectiveness of tapping deep groundwater to stave off the loss of access to water as wells run dry.

公共卫生 Public Health

Epidemiological and evolutionary considerations of SARS-CoV-2 vaccine dosing regimes

新冠疫苗给药策略的流行病学和进化研究

作者：Chadi M. Saad-Roy, Sinead E. Morris, C. Jessica E. Metcalf, Michael J. Mina, Rachel E. Baker, Jeremy Farrar, et al.

链接：

摘要

鉴于疫苗剂量短缺和后勤挑战，各国正在提出多种部署战略，以提高人群对SARS-CoV-2的免疫水平。

目前有两个关键问题：通过部分免疫个体累积，第二剂疫苗的注射时间将如何影响感染动力学，以及如何影响病毒免疫逃逸进化的预期。与自然免疫和双剂量免疫相比，两者都取决于单剂量免疫所引发免疫应答的稳健性。

基于现有的免疫-流行病学模型，研究组发现在短期内，集中进行单剂量接种通常可减少感染，但长期结果取决于这种相对免疫的稳健性。之后他们探讨了三种选择方案，发现在部分群体免疫的特定条件下，一剂策略可能会增加抗原进化的潜力。

研究组强调，迫切需要在一剂疫苗接种后检测病毒载量和量化免疫反应，并在全球范围内加强疫苗接种工作。

Abstract

Given vaccine dose shortages and logistical challenges, various deployment strategies are being proposed to increase population immunity levels to severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2). Two critical issues arise: How timing of delivery of the second dose will affect infection dynamics and how it will affect prospects for the evolution of viral immune escape via a buildup of partially immune inpiduals. Both hinge on the robustness of the immune response elicited by a single dose as compared with natural and two-dose immunity. Building on an existing immuno-epidemiological model, we find that in the short term, focusing on one dose generally decreases infections, but that longer-term outcomes depend on this relative immune robustness. We then explore three scenarios of selection and find that a one-dose policy may increase the potential for antigenic evolution under certain conditions of partial population immunity. We highlight the critical need to test viral loads and quantify immune responses after one vaccine dose and to ramp up vaccination efforts globally.

题目:疫苗产业的发展和现状姓名:化学制药专业:一班班级:指导教师:2012年6月1日疫苗产业的现状和发展【摘要】疫苗制品是生物制药领域的一个重要组成部分，我国是全1/14页球疫苗最大的生产国。疫苗的种类和数量也达到世界之最。当前，生物疫苗接种应是预防和控制传染病的重要手段，近年来随着基因工程的发展，一些新型疫苗的发展十分迅速，部分疫苗以商品化投放市场，广泛应用到生产中去，它给人类以及动物疫病的预防和治疗带来了新的希望。疫苗产业将会成为我国生物技术领域最具发展潜力的高新技术产业。本文通过从生物疫苗的研发角度详细论述了我国疫苗行业的几种重要类型，概述总结了我国疫苗行业的发展状况和未来趋势，将迎来更好发展机遇。【关键词】:疫苗;现状;发展。【引言】疫苗是目前人类唯一可以彻底消灭某一疾病的武器，近两年来SARS、禽流感的爆发，生化恐怖袭击的威胁、艾滋病的传染，新老疾病的流行，危机频发促进了疫苗产业的研制和发展，使疫苗行业再次

基因工程研究性论文2000字

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摘要世纪70年代诞生的基因工程、克隆技术和干细胞研究等现代生物技术, 使生命科学的发展进入了一个新阶段, 这些以创造或改变生物类型及生物机能为目标的现代生物技术已成为新技术革命的三大支柱之一。通过探寻生命本质及生长发育、疾病、衰老等奥秘, 揭示生命现象的内在规律。随着生物技术在医药、食品化工、农业、环保以及能源、采矿等工业部门中的广泛应用, 它正在对人类经济及社会生活和社会进步产生深刻而广泛的影响。关键字：生命科学生物技术人类生活影响随着生物科学的发展，生物科学技术对人类社会的影响越来越大。这主要表现在以下几个方面： 1.影响人们的思想观念，如进化的思想和生态学思想正在被越来越多的人所接受。 2.促进社会生产力的提高，如生物技术产业正在形成一个新兴产业；农业生产力因生物科学技术的应用而显著提高。 3.随着生物科学的发展，将会有越来越多的人从事与生物学有关的职业。 4.促进人们提高健康水平和生活质量，延长寿命。 5.影响人们的思维方式，如生态学的发展促进人们的整体性思维；随着脑科学的发展，生物科学技术将有助于改进人类的思维。 6.对人类社会的伦理道德体系产生冲击，如试管婴儿、器官移植、人基因的人工改造等，都会对人类社会现有的伦理道德体系产生挑战。 7.生物科学技术的发展对社会和自然界也可能产生负面影响，如转基因生物的大量生产改造物种的天然基因库，可能会影响生物圈的稳定性。理解科学技术与社会的关系，是科学素质的重要组成部分。一、生物与基因科技生物与基因科技的进展，已促使生物医学的研究迈入后基因体医学时代，这些尖端医疗科技在提升人们健康福祉的同时，也给家庭和社群等各个层面前带来所未有的影响。其中有些影响或许还是潜在的。（1）基因改造作物(genetic modified organism) 科学家以基因改造的方式改良农作物，以促进收成、防治病虫害、提高经济效益，希望可以解决人类粮食不足或营养问题，但是基因改造作物会不会创造出新的过敏原、对人体造成新的健康问题、引起昆虫的抗药性、制造所谓的基因污染？基因改造作物所带来对自然与人类社会的风险、安全性与效益如何评估？基因改造作物的专利权将如何规范？其巨大商业利益是否将加剧资本家对弱势族群、第三世界国家的经济控制或剥削？究竟，人与植物、自然生态的理想关系应该如何?（2）基因检测(Genetic testing)：基因检测有助于遗传疾病的诊断、预防及处置，执行的时机常见于婚前健康检查、胚胎植入前检测、产前检查、新生儿筛检、儿童及成人的遗传检验等，检测的性质又可分诊断检测、带原者检测、发病前检测、罹病倾向检测。由于遗传信息不仅关乎个人，同时也与家庭或家族其他成员的健康息息相关，因此遗传信息的获得与告知时常带来特殊的医学伦理问题，包括：基因信息带来的心理负担及社会压力，基因诊断结果的告知对个人与家庭、家族的影响，个人隐私的保障与家庭成员利益产生冲突，基因检测引起的医疗资源分配、社会正义议题等。（3）基因治疗(gene therapy)：科学家透过基因治疗希望能为人类目前各种主要的死亡原因、慢性疾病、遗传疾病的治疗带来曙光，一般分为体细胞基因治疗及生殖细胞基因治疗。体细胞基因治疗乃针对已发病或将发病患者的体细胞，在基因的层次作医疗介入，以病毒为载体、或使用物理方式将好的基因传送到欲治疗的体细胞或组织，以取代或修补有缺陷的基因，并发挥正常生理功能。体细胞基因治疗的相关伦理议题与一般新进医学科技、临床试验所必须考量的内涵大致相同。其中，应采取何种程序方能公平选出接受治疗的病患？应采用何种步骤以确保患者或其父母或监护人的知情同意？生殖细胞基因治疗则是对生殖细胞或胚胎进行基因调控，以期根绝病因、一劳永逸，然而对生殖细胞直接进行基因介入却可能改变新生儿的遗传组合、造成长远的医源性的伤害，同时可能引起设计家宝宝、基因超市、出卖基因以牟利、政变人种等发展的疑虑。这些问题正在或即将对人类的家庭、社会伦理观念与道德实践带来重大的冲击，理应纳入到生命伦理学的思考范围之内。

基因编辑属于基因工程吗

想学基因编辑该学生物技术专业。

基因编辑是生物技术专业。基因编辑（GenomeEditing），又称基因组工程，是遗传工程的一种，是指在活体基因组中进行DNA插入、删除、修改或替换的一项技术。

生物技术毕业生应获得以下几方面的知识和能力：

1、掌握数学、物理、化学等方面的基本理论和基本知识；

2、掌握基础生物学、生物化学、分子生物学、微生物学、基因工程、发酵工程及细胞工程等方面的基本理论、基本知识和基本实验技能，以及生物技术及其产品开发的基本原理和基本方法；

3、了解相近专业的一般原理和知识；

4、熟悉国家生物技术产业政策、知识产权及生物工程安全条例等有关政策和法规；

5、了解生物技术的理论前沿、应用前景和最新发展动态，以及生物技术产业发展状况；

6、掌握资料查询、文献检索及运用现代信息技术获取相关信息的基本方法；具有一定的实验设计，创造实验条件，归纳、整理、分析实验结果，撰写论文，参与学术交流的能力。

什么是基因编辑？

基因编辑技术指能够让人类对目标基因进行“编辑”，实现对特定DNA片段的敲除、加入等。而CRISPR/Cas9技术自问世以来，就有着其它基因编辑技术无可比拟的优势，技术不断改进后，更被认为能够在活细胞中最有效、最便捷地“编辑”任何基因。

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基因编辑什么意思基因编辑，又称基因组编辑或基因组工程，是一种新兴的比较精确的能对生物体基因组特定目标基因进行修饰的一种基因工程技术。基因编辑技术指能够让人类对目标基因进行定点“编辑”，实现对特定DNA片段的修饰。基因编辑依赖于经过基因工程改造的核酸酶，也称“分子剪刀”，在基因组中特定位置产生位点特异性双链断裂（DSB），诱导生物体通过非同源末端连接（NHEJ）或同源重组（HR）来修复DSB，因为这个修复过程容易出错，从而导致靶向突变。

基因编辑已经开始应用于基础理论研究和生产应用中，这些研究和应用，有助于生命科学的许多领域，从研究植物和动物的基因功能到人类的基因治疗。下面主要介绍基因编辑在动植物上的应用。

动物基因的靶向修饰基因编辑和牛体外胚胎培养等繁殖技术结合，允许使用合成的高度特异性的内切核酸酶直接在受精卵母细胞中进行基因组编辑。 CRISPR -Cas9进一步增加了基因编辑在动物基因靶向修饰的应用范围。CRISPR-Cas9允许通过细胞质直接注射（CDI）从而实现对哺乳动物受精卵多个靶标的一次性同时敲除（KO）。单细胞基因表达分析已经解决了人类发育的转录路线图，从中发现了关键候选基因用于功能研究。使用全基因组转录组学数据指导实验，基于CRISPR的基因组编辑工具使得干扰或删除关键基因以阐明其功能成为可能。植物基因的靶向修饰植物基因的靶向修饰是基因编辑应用最广泛的领域。首先可以通过修饰内源基因来帮助设计所需的植物性状。例如，可以通过基因编辑将重要的性状基因添加到主要农作物的特定位点，通过物理连接确保它们在育种过程中的共分离，这又称为“性状堆积”。其次，可以产生耐除草剂作物。比如，使用ZFN辅助的基因打靶，将两种除草剂抗性基因（烟草乙酰乳酸合成酶SuRA和SuRB）引入作物。再次，可以用来防治各种病害如香蕉的条纹病毒。此外，基因编辑技术还被应用于改良农产品质量，比如改良豆油品质和增加马铃薯的储存潜力。