目前,轉基因技術已廣泛應用於醫藥、工業、農業、環保、能源、新材料等領域 。 目前已有基因工程疫苗、基因工程胰島素和基因工程幹擾素等藥物。 其使用基因拼接技術或DNA重組技術(即轉基因技術),指按照人們的意願,定向地改造生物的遺傳性狀,產生出人類需要的基因產物,以此生產出的藥物原料和藥品。
基因工程疫苗
使用DNA重組生物技術,把天然的或人工合成的遺傳物質定向插入細菌、酵母菌或哺乳動物細胞中,使之充分表達,經純化後而制得的疫苗。應用基因工程技術能制出不含感染性物質的亞單位疫苗、穩定的減毒疫苗及能預防多種疾病的多價疫苗。
已經商業化使用的部分基因工程疫苗:
乙肝疫苗 、丙肝疫苗、百日咳基因工程疫苗、狂犬病基因工程滅活疫苗 、腸道病毒71型基因工程疫苗、產腸毒素大腸桿菌基因工程疫苗、輪狀病基因工程疫苗、Asia Ⅰ型口蹄疫病毒(FMDV)的感染表位重組蛋白疫苗 、弓形蟲基因工程疫苗、腸出血性大腸桿菌基因工程疫苗等。
基因工程胰島素
在2013年舉辦的第七屆聯合國糖尿病日主題活動上,與會專家指出“中國目前糖尿病患者數達1.14億,全球的1/3”。糖尿病的病因是胰島素分泌缺陷或其生物作用受損,所以最常用的治療方法就是以註射胰島素的方式補充人體內胰島素。要獲得胰島素,最初只能從牛和豬的胰臟中提取。但是,每100千克動物胰腺只能提取出4-5克胰島素,產量低,遠不能滿足患者的需求。
1980年代初,美國壹家公司通過轉基因技術實現了人體胰島素的工業生產。其原理是,將人的基因中負責表達胰島素的那壹段“剪切”下來,轉入大腸桿菌或者酵母菌裏,通過後者的快速增殖達到人體胰島素的大量生產。全球大多數糖尿病人才得到了很好的胰島素治療。
基因工程乙肝疫苗產業化案例:
國家衛計委2013年7月26日公布,全球3.5億乙肝病毒攜帶者中有近1億中國人,全球每年大約70萬病毒性肝炎相關死亡人群中我國占近半。我國乙肝報告病例多年來居所有法定傳染病的首位,約占總傳染病總數的1/3。
20世紀80年代,轉基因乙肝疫苗被研制成功。其原理是,將乙肝病毒基因中負責表達表面抗原的那壹段“剪切”下來,轉入酵母菌裏。被轉入乙肝病毒基因的酵母菌生長時,就會生產出乙肝表面抗原。而酵母菌是壹種能快速生長繁殖的生物,於是乙肝表面抗原就被大量生產出來。這種疫苗技術1994年被引進中國,隨後建成了兩條生產線。1997年9月1日衛生部以衛藥發(1997)第57號文下達了《關於基因乙肝疫苗取代血源性乙肝疫苗有關問題的通知》,規定:1998年1月起停止陽性血漿的采集;已采集的陽性血漿1998年上半年允許投料生產;合格血源乙肝疫苗使用期限截止於2000年底。2001年以後全部使用高安全性的基因工程乙肝疫苗。
同年,利用酵母菌的轉基因乙肝疫苗被正式批準生產。從此,乙肝疫苗終於得以大量生產,中國政府也開始著手給兒童免費接種、甚至免費補種乙肝疫苗。2009至2011年,我國開展了15歲以下人群免費補種乙肝疫苗工作,***補種6800萬余人。全面、免費疫苗接種的開展,使我國5歲以下兒童慢性乙肝感染率降至1%以下;我國每年乙肝新發感染者人數也降到了10萬。根據衛計委的數據,1992年至2009年,全國預防了8000萬人免受乙肝病毒感染,減少了近2000萬乙肝病毒表面抗原攜帶者,減少肝硬化、肝癌等引起的死亡430萬人。 利用分子生物學技術,將某些生物的基因轉移到農作物中去,改造生物的遺傳物質,使其在性狀、營養品質、消費品質方面向人類所需要的目標轉變,從而得到轉基因農作物。以轉基因生物為直接食品,作為原料加工生產的食品,以及餵養家畜得到的衍生食品,在廣義上都可以稱為轉基因食品。因其安全性被廣泛質疑,國際社會對其尚存有很大爭議。
它的研究已有幾十年的歷史,但真正的商業化是近十年的事。90年代初,市場上第壹個轉基因食品出現在美國,是壹種保鮮番茄,這項研究成果本是在英國研究成功的,但英國人沒敢將其商業化,美國人便成了第壹個吃螃蟹的人,讓保守的英國人後悔不叠。此後,轉基因食品壹發不可收。據統計,美國食品和藥物管理局確定的轉基因品種已有43種。
如常見的農作物轉入Bt(蘇雲金芽孢桿菌)基因和Ht基因。Bt基因編碼的是蘇雲金芽胞桿菌分泌的壹種對鱗翅目鞘翅目昆蟲(比如小菜蛾)有毒的蛋白質,攜帶有Bt基因的農作物在生長時亦能自己產生這種毒性蛋白,因此不需要使用農藥,靠農作物自身殺蟲。這種毒蛋白只對蟲子有效,尚未證據顯示其對人類或其他哺乳動物有致毒致敏作用;Ht基因又叫抗除草劑基因,它指導的蛋白質能夠在植物體內分解除草劑物質,使植物獲得抵抗高濃度除草劑的能力。因此在田間噴灑除草劑之後,雜草會因為對除草劑的抵抗力不足而被殺死,而農作物得以正常存活。相對於非轉基因農作物使用機械來除草,種植轉Ht基因的農作物更加經濟。