克隆技术发展应用.ppt

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1、克 隆 技 术 的 发 展 应 用,在纪念DNA双螺旋模型建立50周年之际，回顾半个世纪以来生命科学的发展，深感其影响之深远，今天仅就克隆技术的发展向读者作一点介绍。：“克隆”是英文单词“clone”的音译，其含义是指无性繁殖，即由同一个祖先细胞分裂而形成的纯细胞系，这个细胞系中每个细胞的基因彼此是相同的。动物克隆，就是指通过无性繁殖由一个细胞产生一个和亲代遗传性状一致,形态非常相像的动物。如用未分化的胚胎细胞进行核移植称为胚胎细胞克隆（embryoniccillcloning）；用已分化的体细胞（即非生殖细胞）。进行核移植称之体细胞克隆（somaticcellcloning）。科学家们很早就

2、尝试进行动物克隆的研究。1938年，德国胚胎学家Spemann即认为，如果能用细胞核移植的方法，将不同发育阶段的细胞核，转移到除去了核的卵子中，对研究细胞核和细胞质的关系具有重要的意义。动物克隆的创始人是德国学者Spemann,他在1938年最早提出克隆的设想。但因当时技术条件所限,未能付诸实施。可是这个设想已成为当今克隆技术的蓝图。由于技术上的困难,直到20世纪50年代才有两栖类美洲豹蛙和非洲爪蟾克隆实验见于报道。60年代中国前辈科学家童第周用鱼囊胚细胞核移植得到首批克隆鱼,后又获得远缘克隆鱼。而哺乳动物克隆直到80年代初才出现转机。1962年，英国剑桥大学的Gurdon进行了蛙胚胎核移植，

3、获得成年蛙。,我国已故科学家童第周教授曾于上个世纪6070年代进行鱼类细胞核移植工作，获得属间和种间移核鱼，使我国鱼类核移植研究居世界领先水平。早期的动物克隆研究均是用两栖类和鱼类作材料，直到20世纪80年代，哺乳动物克隆的研究才逐渐开展起来。同一克隆内所有成员的遗传构成是完全相同的，例外仅见于有突变发生时。自然界早已存在天然植物、动物和微生物的克隆，例如：同卵双胞胎实际上就是一种克隆。然而，天然的哺乳动物克隆的发生率极低，成员数目太少（一般为两个），且缺乏目的性，所以很少能够被用来为人类造福，因此，人们开始探索用人工的方法来生产高等动物克隆。这样，克隆一词就开始被用作动词，指人工培育克隆动物

4、这一动作。目前，生产哺乳动物克隆的方法主要有胚胎分割和细胞核移植两种。克隆羊“多莉”，以及其后各国科学家培育的各种克隆动物，采用的都是细胞核移植技术。所谓细胞核移植，是指将不同发育时期的胚胎或成体动物的细胞核，经显微手术和细胞融合方法移植到去核卵母细胞中，重新组成胚胎并使之发育成熟的过程。与胚胎分割技术不同，细胞核移植技术，特别是细胞核连续移植技术可以产生无限个遗传相同的个体。由于细胞核移植是产生克隆动物的有效方法，故人们往往把它称为动物克隆技术。,胚胎细胞克隆阶段1981年，IIImensee和Hoppe报道他们用小鼠的正常囊胚或孤雌活化囊胚的内细胞团细胞作为供核体，直接注入去掉雌雄原核的受

5、精卵胞质中，重构胚体外发育到桑葚胚或囊胚后移植寄母子宫，获得了克隆小鼠，这是在哺乳类第一次用胚胎细胞进行核移植获得成功，但别的实验室一直无法重复此项实验。1983年，美国科学家利用核移植技术结合细胞融合方法获得了克隆小鼠，此项工作真正拉开了哺乳动物克隆的序幕。1984年Willadsen用羊胚胎细胞克隆成一只小羊。1986年，英国的Willad-sen用绵羊的816细胞阶段的胚胎细胞作供体进行核移植，首次应用电融合的方法克隆出一只小羊。此后,其他科学家也相继成功地克隆出小鼠、绵羊、牛、兔猪和猴等。1993年,美国First用内细胞团细胞成功获得了克隆牛。1996年Wilmut产出了克隆羊。19

6、97年中国学者孟励在美国成功地获得了克隆猴。1990年中国科学院发育生物研究所杜淼获得了克隆兔。随后,90年代,中国相继克隆成功了几种动物,如西北农业大学的克隆羊(1990年)和猪(1995年)、江苏农业科学院的克隆兔(1991年)、中科院发育生物研究所和扬州大学农学院合作完成的继代核移植的克隆羊(1993年)、华南师范大学和广西农业大学的克隆牛(1995年)、中国农业科学院的克隆牛(1996年)、东北农业大学的克隆兔(1996年)以及湖南医科大学人类生殖工程研究室的克隆小鼠(1996年)。,同种体细胞克隆阶段1997年2月，英国罗斯林研究所Wilmut等人宣布他们用6岁成年羊的高度分化的乳腺

7、细胞进行了核移植，成功地获得了克隆羊“多莉”。这是第一次用成年体细胞作为供核细胞，此项实验的成功说明高度分化的成年动物的体细胞可在适当条件下发生逆转恢复全能性。这是生物技术史上具有划时代意义的重大突破，是克隆技术的一个里程碑，也改写了部分生物学的理论。1998年5月，美国科学家Robl的研究组利用胎儿成纤维细胞克隆出了3头牛，而且携带了转移的基因。1998年7月，日本科学家Dato等用牛的输卵管细胞克隆出了8头小牛。1998年7月，美国夏威夷大学Yanagimachi领导的研究小组获得小鼠卵丘细胞进行克隆再克隆小鼠成功的结果。1999年6月，Yanagimachi的研究小组又利用成年雄性小鼠尾

8、尖的成纤维细胞为供核体细胞成功地克隆出了一只雄性小鼠，这也是第一只供体细胞不是来源于雌性动物被克隆的动物。此后，同种体细胞克隆山羊、猪、猫和兔也都相继诞生。我国体细胞克隆山羊和克隆牛不论雌的还是雄的也都已获得成功。在同种体细胞克隆研究中。所用供核体细胞为高度分化的体细胞。异种体细胞克隆阶段异种体细胞克隆是将一种动物的体细胞核移植到另一种动物的去核（遗传物质）卵母细胞中。由于濒危物种的个体数量少，很难提供用于克隆的卵母细胞和代孕受体，这就促使科学家提出了异种克隆的设想。异种克隆研究面临着许多问题，如体细胞核能否在异种卵胞质中去分化并支持早期胚泡发育？异种核质能否相容？异种重构胚能否着床并进行全程

9、发育等问题。这些问题的探讨有利于充实细胞生物学、发育生物学、生殖生物学、免疫学和信号传导等研究领域的理论。,随着体细胞克隆技术的发展，它与人类生产和生活的关系也就愈发密切，不同研究领域的科研人员都提出了克隆技术在不同领域的应用前景。除应用于农业畜牧业和保护濒危动物外，在医学领域的应用显得更为重要。克隆技术与基因疗法的结合，使得全面、彻底、高效的遗传疾病治疗成为可能。例如，为治疗遗传缺陷，可将修改后的基因导入早期胚胎细胞，使其具备正确的基因，然后将此正常细胞移入去核卵母细胞中，再将胚胎移入母体，即可发育成正常的胎儿。此项方法也比传统的基因治疗方法好得多。此外，利用克隆技术可以产生人体所需的内脏器

10、官，用于器官移植或替换体内衰老及发生病变的器官。例如正在进行的利用克隆猪提供人类器官的研究，即是先把引起人类对猪器官免疫排斥反应的基因敲除后,将人类基因整合到猪的细胞的基因组中，克隆出可供人类器官移植用的带有人类基因的猪器官。克隆技术将有望使此项工作应用到临床上，这样就可以缓解捐献器官的严重不足，挽救千百万人的生命。同时，还可以应用克隆技术克隆出大量基因型相同的动物来进行临床实验，既可以保证实验动物的供给，又可以消除由于遗传基因不同给临床实验带来的混乱。随着体细胞克隆动物的相继诞生以及人类胚胎干细胞系的建立，“治疗性克隆”逐渐成为可能的医疗方法。,“治疗性克隆”是指通过核移植技术构建来源于病人

11、体细胞的胚胎，待胚胎发育至囊胚阶段后取出内细胞团，在体外培养胚胎干细胞，然后定向诱导胚胎干细胞分化成病人所需要的细胞类型，然后再移植回病人身上；或通过组织工程构建病人所需要的组织或器官，移植给病人，来替代或补充病变或受到损伤的细胞、组织和器官，从而实现对疾病的治疗。例如治疗帕金森氏病和糖尿病等。关于克隆人自2001年11月25日美国先进细胞技术公司（ACT）报道了利用克隆技术培育出人类早期胚胎（4、6细胞期），这个消息一瞬间就传遍了世界，在全球引发轩然大波，激起了各国争议，因为它离克隆人只有一步之遥。,为什么说是一步之遥呢？因为构建成的胚胎只要移入妇女子宫，就有可能发育成个体（即克隆人），它比

12、治疗性克隆技术的复杂程序要简单得多。因此，人们十分担心，少数人在经济利益的诱惑下，和其他情况下，很难保证他们不越轨而硬闯克隆人的禁区。我们一定要采取措施给予制止。虽然目前个别国家的个别人以及一些邪教鼓噪克隆人，但全世界绝大多数国家如我国、德国、日本、澳大利亚、墨西哥、美国、新西兰、英国、巴西、意大利以及欧盟等都坚决反对克隆人。除日本等少数国家对人类胚胎也禁止外，绝大多数国家对为了医学的目的克隆人类胚胎表示支持。我国卫生部发言人明确表示对克隆人不赞成、不支持、不允许和不接受。但我国赞成治疗和预防疾病为目的的人类胚胎干细胞研究。由于人类胚胎研究存在双重属性,于是我们必须使用好这把“双刃剑”发挥其有

13、利一面，限制其不利一面，让这把“双刃剑”像利用原子能一样，为全世界人类生存和幸福服务。在克隆动物中涉及伦理问题应该说不那么突出。应该善待克隆动物，尤其是家畜和濒危物种。所谓克隆中的伦理问题是指“克隆人”而言。,近来,有些国家的少数人主张克隆人。克隆人从技术和原理上来看是完全能做到的。克隆人从技术和原理上看，动物能做成的，人应该也能做到的。但是人类为什么要自己克隆自己呢？大家知道克隆人与克隆动物其含义是不一样的，其实克隆人也仅仅克隆了先天部分，不能克隆人类后天学习获得的思维，知识，人生观和世界观等，所以在不同时代、不同环境、不同条件下，要想用克隆技术复制出与前人完全一样的人是不可能的。生物的进化

14、具有继承和不可逆性，当由无性生殖进化到有性生殖，在自然界就不可能回到原始的无性生殖。人类可以用无性生殖的现代技术来优化动物为人类服务。但是，人类用克隆技术把自身的有性生殖变成无性生殖，在进化上也是没有意义的。在人类生活中又有什么意义呢？有的人认为克隆技术对于不育夫妇来说，是以无性生殖弥补有性生殖缺陷和无奈，希望用试管婴儿的办法解决不育症患者能得到后代的问题。但是，若用克隆技术得到的后代还是不育的。这不是给社会继续带来麻烦吗？人的生殖是一种自然现象，是本能。,人类自己克隆自己是不必要的。克隆人会导致人 类基因库的单一性，克隆人与我国婚姻法有冲突，是会破坏家庭结构的。在恋爱问题上，如果克隆出的男人

15、与女人（年龄差异不大的）遗传性状与外貌都很相同，男女双方（对象）也易出错。在一个家庭中克隆人与被克隆人的关系，从遗传上也无法区别和建立父母、子女、兄弟姐妹等家庭关系，而家庭又是社会的细胞，由于克隆会给家庭成员角色的关系带来麻烦，由于法律地位难以确定，必定造成社会的混乱。“人”不仅是在系统发育谱上属于脊椎动物门、哺乳动物纲、灵长类、人科、人属的人，而且是心理、社会的人。初生儿的神经系统是没有发育完全的，只有在日后与他人的交往、学习、在社会环境中逐渐发育成熟，才能形成具有特殊心理、行为、社会特征的人。因此，人是生物、心理、社会的集合体，具有在特定环境下形成的特定人格，而这个特定的人格是不能复制的，

16、是克隆不出来,的。所以即使克隆人，克隆出来的也只是与他或她父本或母本相同的基因组，而不是与父本与母本一样的人。因此我们反对把克隆技术用于人类，而希望把克隆技术用于动物、用于治疗性克隆，让克隆技术为人类造福。这样既可挽救千万人的生命，同时又区别于生殖性克隆人。,它能促进畜牧业发展,加速改良家畜品种,加快家畜生产现代化、工厂化的进程。它可用于生物反应器的制备,让动物成为制药工厂、创造人类急需的生物制品。它可以用来拯救和保护濒危动物,采用异种克隆,借腹怀胎技术可达到增加数量的目的。因此,克隆技术可能成为濒危物种(如中国的大熊猫)延续种族的唯一希望。克隆技术是一项具有划时代意义的生物高技术把这种先进的

17、生物工程技术引进到拯救和保护大熊猫的实践中,是十分有意义的。尽管大熊猫人工繁殖技术一次又一次改进和提高,也有新的突破。但我们清醒地认识到,用有性繁殖的方法,增加数量仍然有限,何况目前总的来看,死亡多于新生的,因此无法从根本上解决大熊猫濒临灭绝的严峻问题。根据70年代和80年代的统计,大熊猫数量不超过千只,目前究竟还有多少,还没有一个准数。为了弥补现存大熊猫繁衍方法的不足,引进克隆技术不失为一种好方法。,虽然在这几十年里,国内外在这方面的研究有一定进展,但是这些克隆动物,供体细胞用的都是胚胎细胞。而体细胞克隆在1997年前,一直处于徘徊阶段,没有什么特别令人鼓舞的成果出现。直到1997年才有了改

18、变,英国罗斯林研究所的科学家培育出了世界上第一只用体细胞克隆的绵羊。这是Wilmut用6岁成年绵羊高度分化的乳腺细胞进行核移植所获得的首例体细胞克隆绵羊。当前,克隆技术的方法与传统的显微授精和核移植技术基本上是一致的。中国科学院动物研究所正在开展精原细胞克隆动物和体细胞克隆牛以及异种克隆的研究。克隆技术的意义和用处,在于它是认识生命的有力武器,是人类对无性繁殖生命的创造,改变了体细胞遗传基因表达不可逆转的传统观念。,但是,克隆大熊猫面临两大问题,之一:克隆会不会影响遗传多样化?不会的。当然克隆前要选择优良的供体和受体,这样就可以推动大熊猫向更有利的方向变异。再说,克隆出来的大熊猫同样也可以再进

19、行有性繁殖。,这样交替进行,并不会妨碍大熊猫遗传多样性的发展。而且,在自然界里有些动物本身就存在无性繁殖和有性繁殖交替进行的方式,不仅没有限制遗传多样性,而且随着数量的增加扩大了多样性。之二:克隆会不会伤害和影响大熊猫目前正常的生长发育和繁殖?“多莉”羊的克隆是同种克隆的例子,在大熊猫生育率和数量低的情况下,采用“多莉”羊的,同种方式来克隆大熊猫,显然是不足取的,而应该采用“异种克隆”。同种和异种克隆的方式是不同的,异种克隆所需要的仅仅是大熊猫的体细胞,因而,对大熊猫本身不会有什么坏处,只会带来福音。我们在原有的显微授精、显微试管动物及精原细胞克隆动物以及十余年对大熊猫人工繁殖研究的基础上于1

20、997年3月首次提出了“克隆大熊猫”的设想和计划。,近些年，我国在科学研究中的投入不断加大，国家的科研水平和实力也在不断增强，在一些领域也已经跻身于世界先进行列。但客观地说，我们的科技平均水平和世界先进水平还有很大的差距。原因是多方面的，但基础研究相对薄弱、国际交流不畅是一个重要原因。以生物技术领域为例，因为我们对长线项目重视不够，对于一些短期难以见效的项目不敢涉足，造成我们只能对一些国际上已经成熟的项目跟踪模仿，难以缩短与世界先进水平的差距。动物克隆领域的研究就是一个明显的例子。1997年，Dolly羊成功以后，新西兰、日本、法国的克隆牛在1998年相继出生，出生时间前后相差不足2个月；在这

21、之后美国和欧洲其他国家也相继获得克隆牛的成功。这些国家能在很短时间内获得成功的原因就是始终坚持基础研究，当克隆羊成功以后，一层窗户纸被捅破，在已有的基础上很快就得到了突破。,做好科研的道理实际很简单，几个基本原则：一是了解国际上的水平，了解自己所处的客观位置；二是能准确把握科技发展的趋势和脉络；三是有自己的特色；四是加强国际合作，尤其是与世界一流水平单位的合作。这几点缺一不可。世界上不论哪个研究领域都会有一个代表世界先进水平的小团体，互通有无，互相竞争，虽然他们各自的发展也有波折，各有侧重，但从群体上他们始终占据领域内的最前沿。要在科学研究中做出具有创新性的工作，要想保持领先地位，必须要跻身于

22、这个科研领域的领军团队之中。对于我们来说，提高和发展自己的最快捷方法就是和这些代表了先进水平的单位合作。合作是要讲平等，讲互惠互利的，要想能和这些高水平的机构建立合作关系，我们也要有自己的特色，要有自己对科研发展的贡献，哪怕只有一点突破，也要抓住机会，从无到有，从小到大，在合作中发展提高自己。只有当我们处于同一水平时，我们才有可能谈到超越。国际合作中避高就低，和低水平的单位合作以换得合作之名，或者单纯靠出让资源换取合作都不可取。真正的合作应该靠具有特色的工作，靠中国科学家良好的科研素质和人格魅力。,基础研究和应用研究是两个领域的问题，应用不同的作用、不同的投入产出和不同的评价体系。仍以动物克隆

23、技术为例，应该理性地将这一领域分为基础研究和应用基础研究两部分，核心应该是基础研究。国际上的研究趋势可以划分为这样几个阶段：第一个阶段是19961999年，主要是着眼于体细胞克隆的可行性。2000年以后分化为3个方向，一流的实验室多转向对克隆中存在问题的研究，侧重不同，但一般是从早期基因表达入手试图找出克隆动物发育异常的分子基础。另一个方面是克隆动物的工作，在美国主要由公司承担，主要是大量克隆优良品种动物，或者是开始研制带有药物蛋白和其他基因修饰的细胞系，并用来进行克隆化生产。突出的实例是2000年初，美国两家公司一次性克隆出100头左右存活的同一基因型动物，当时是世界上最大的克隆动物群。第三

24、个方面是非繁殖性克隆的研究。从1998年起，加拿大、澳大利亚和美国的一些实验室开始利用胚胎干细胞和克隆技术试图再造一些可替代的组织和器官，用于医疗目的。在应用方面，非繁殖性克隆因为与其他学科的交叉，在克隆方面要求不高，近期得到了长足的发展。而繁殖性克隆因为效率低，并且有很多发育缺陷方面的问题无法解决，在实际应用方面几乎陷于停顿。而这些问题的解决有待于基础研究的突破。,目前国际上克隆领域的研究正处于一个平台期、积累期，这为我们提供了一个机会。涉及到基础研究的国际合作应该认识到地域上的差别。不同动物种类中的首例克隆成功大多不是在美国而是在欧洲取得的。在欧洲，几乎每个国家都有一个关于动物克隆的世界一

25、流实验室，英国、法国、德国、意大利，甚至比利时、捷克及斯洛伐克都在克隆领域占有一席之地。这与欧美在科研取向上的差异是有关的。多莉羊出生之前，英国已经不间断地在绵羊的克隆领域进行了近10年的探索；法国体细胞克隆兔诞生前，也已经积累了6年，在这6年的时间内研究组负责基础部分的主要科学家没有发表一篇文章。这在其他国家难以想象，这种长期不间断积累为欧洲国家打下坚实的基础。如果我们能有意识地吸取欧美国家各自的长处，借助欧洲国家的扎实基础，借助美国的高效率，摒弃急功近利，重视基础研究，不断增强我们自身的科技实力，进一步加强国际合作，我们的科技水平一定能得到提高，能取得对世界科技发展、对人类进步有贡献的重大

26、科技成果。做好这些工作不仅需要国家在政策上给予倾斜，也要求科研人员具备掌握科技发展趋势的能力和甘于寂寞的精神。中国科学院动物研究所陈大元先生多年来一直在动物克隆领域扎扎实实地工作，组建了一个团结、优秀的队伍，形成了一套完整的体系，开创了具有建设性的工作局面，发表了一系列有影响的论文，尤其是领导完成了成年体细胞克隆牛的项目，这一研究成果标志着中国已经完全掌握了体细胞克隆技术，说明中国在克隆技术方面达到了国际先进水平。与其他研究领域一样，克隆技术的发展依赖于基础研究领域的突破，重视加强基础研究、进一步开展高水平的国际合作是我们将来发展的根本。,一、我国生物技术产业发展现状,四是生物技术企业不断发展

27、壮大，由于生物技术前景广阔，发展潜力巨大。我国从事生物技术产品开发的企业，如雨后春笋，不断涌现，2000年生物技术公司就超过了200家，同时已经有60多家上市公司直接或间接从事生物技术产业，出现了深圳科新、天津泰达等生物基因技术龙头企业。,三是我国已经具备了生物技术方面研究开发的良好基础。目前从事生物技术研究与开发的技术人员有两万人，每年还有4500名大学生和研究生毕业，其中许多优秀的毕业生出国深造，在生物技术研究与开发方面已经形成了初具规模和一定竞争力的研究队伍进入生物技术领域，加大了,近年来，中国生物技术已经取得了明显的进展，突出表现在以下方面：一是生产快速发展，涉足领域不断发展。我国生物

28、技术起源于80年代，到2000年销售产值已经达到200亿元人民币，平均增长33.58%。基 因工程制药产业发展迅猛，1996年，基因工程药物和疫苗销售额为2.2亿元，1998年增长到7.2亿元，2000年达到了22.8亿元，平均每年增长79.42%，其中干扰素所占最高，其次为乙肝疫苗、白细胞借素-2。,二是生物技术研发取得重要成果。为加快生物技术产业的发展，我国始终把生物技术列为国家重大科技计划，政府大幅度增加了研发投入，同时鼓励国家加大科技投入，取得了较好的效果，获得了一批具有知识产权的新基因，新表达系统、生物工程、药物进入了创制阶段，建立了一系列关键平台技术，动植物转基因技术已经成熟，杂交

29、水稻大面积推广，抗基因的棉花、番茄已经进入了商业化的发展，有数十种基因药物已经进入了实用化阶段。,科学研究的深度和其他技术的渗透，将形成新的交叉学科和边缘学科，并推动他们的发展，使我国科学技术水平产生质的飞跃。,二、国际发展现状与趋势,全球生物技术行业发展表现出以下特点：出现了一批影响未来的重大技术：人类基因组学/蛋白质组学、干细胞技术与组织工程、生物信息学、转基因技术、克隆技术、生物芯片/蛋白芯片/组织芯片、基因治疗与细胞治疗、反义核酸技术、单抗技术等对现代生命科学及生物技术产业产生了巨大的影响；生物技术产业格局从治病为主向治病、保健、提高生活质量的健康产业过渡；跨国公司平均R&D投入与销售

30、收入的比例已经超过10%，创新型重磅产品不断涌现，美国最大的生物技术公司2000年销售收入为24亿美元，净利达6亿多美元；兼并重组愈演愈烈，大企业愈来愈大，协作型竞争已经成为当今生物技术产业的主流；1998年以来，世界生物制药业格局发生了剧烈变化，全球市场排名的前五强中四席是重组的结果，二十强的市场集中度高达67.8%；小型企业走向专业化道路，在生物制药行业尤其明显。如Amgen公司、Genentech公司、Celera公司、Isis公司等分别成为基因工程药物、大规模基因组测序与生物信息学、反义核酸药物等领域的典范。,三、我国生物技术产业存在的问题,与国际生物技术产业发展相比，我国生物技术行业

31、与国际水平差距明显。具体表现为：1、自主知识产权过少，竞争能力有限 在美洲，生物技术高新企业在创建的时候，在第一期、第二期的融资中（即种子资金期和风险投资期的时候），一般都是技术出资者控制了50%以上的股权，而资本出资方是小股东，这种情况在北美非常普遍。随着企业规模的不断扩大，企业融资的不断增多，创业者（技术拥有者）才逐渐失去了绝对的控股权，但企业本身却是一个完整的现代企业机制。目前我国在这个问题上还存在缺陷，直接表现为无形资产在股权结构中都在35%以下。目前，我国在生物技术产业及产业发展所需的重要仪器、设备、试剂等支撑技术与装备方面十分落后，主要依靠国外进口。生物技术产业的支撑技术与装备具有

32、两大特点，一是涉及多学科、多技术领域的交叉；二是绝大多数生产经营专用仪器、装备的公司都拥有国际市场，只有占有国际市场才能在国际竞争中生存和发展。目前我国尚不具备自主研制和生产并占有国际市场的能力。,生物技术产业是资金密集型产业，是高投入、高风险和高回报的产业，因此，资金短缺是首先要解决的问题。目前在我国，存在许多贷而不还的现象。缺少完整的信誉系统已经成为阻碍中国产业发展的严重问题。如何建立完善的信誉系统，是一个很重要的问题。在国家加大生产技术投资力度的同时，还要充分利用银行贷款以及尚待健全的风险资金市场，寻找各种资金渠道。政府应制定优惠政策，鼓励企业参与生物技术的研究与开发。目前，我国企业资本

33、融通渠道只有创业者个人出资，上市公司、民营企业投资，政府的风险投资，国家科技部的中小企业担保基金，中小企业科技创新基金五种。其中上市公司、民营企业的投资因为上面所说的缺乏对无形资产的认识和认可，导致他们常常希望在所投资的企业中依靠他们所提供的有形资本来控股，严重地打击了创业者的积极性。而在全球生物技术最为发达的北美，中小企业资本融通渠道要多得多，他们可以通过创业者个人出资、私募资金、政府中小企业担保基金（由银行管理，政府担保比例75%90%以上）、工业研究基金（通过审批后的拨款，如：美国的国立研究院、加拿大的工业科技部）、风险投资、银行贷款、企业并购（兼并、合作、战略联盟）、战略投资、上市融资

34、（IPO）、政府的养老基金投资高新技术企业等渠道融通资金。,2、投入严重不足，研究开发能力非常有限,3、无序竞争严重，导致整体优势缺乏 我国目前尚没有全国性统管生物技术产业研究开发及产业化的组织管理机构，缺乏全局性的战略部署。目前国家各类科研计划虽然都在不同程度上注重基础性创新性研究，但在具体实施和操作过程中，往往倾向于选择短期能产生效益的研究项目，导致创新的源头匮乏。更为严重的是，各类计划之间缺乏必要的沟通与协调，各部门、地方自成一体、封闭运行，导致科研力量分散，形不成合力，而且造成低水平重复。4、产业化人才缺乏，研发与产业化脱节 生物技术产业的发展同样离不开人才。由于研究开发人员培养周期长

35、，大量优秀的科研人员滞留在国外，国内缺乏优秀人才，尤其缺少技术兼经营型人才。此外，我国现有生物技术人才偏重于理论研究，产业化人才相对缺乏，在我国生物技术产业发展中，常出现实验室里的科研成果难以产业化，或产业化成本很高而无经济价值。5、产业发展的整体环境欠佳 生物技术产业的发展离不开整体环境的改善，虽然我国有些地区制定了相关政策，形成了一定的有利于生物技术产业发展的环境。但从整体上来说，还亟待完善，亟须建立一种有效的机制，促进科研成果的产业化，特别是需要建立风险投资机制，使之与国家投资相配合。,四、快速发展我国生物技术产业的对策思考,1、健全和完善管理体制，建立行业组织管理机构 发展我国的生物技

36、术产业，必须结合我国具体国情，同时运用政府和市场两种资源配置的调节手段，盘活我国技术、设备与设施、人才等方面的存量，使各方面的优势系统有效地集成；必须同时调动国家、地方和企业以及科技人员的内动力和凝聚力；必须下决心解决部门地方条块分割、低水平重复的顽症。为此，建议国家适时成立全国性的组织管理机构，对全国生物技术产业及产业发展进行总体规划和协调指导，从而做到整体协调、避免多头指挥和政出多门，实现决策、协调和实施系统的统一、简便和高效。2、进行战略布局调整，形成产业聚集区 国外生物技术产业发展的经验表明，在一些地理、交通、信息、政策等环境较好的地域，容,易形成生物技术产业研究开发和产业的“聚集区”

37、。根据目前我国生物技术产业及产业发展情况，结合现有国家级高技术产业开发区，可选择技术力量比较雄厚、投资环境好并已有一定生物技术产业基础的上海、北京、沈阳等地作为生物技术产业化基地，给予更为优惠的财政和税收扶持政策。集中力量有选择地发展35个生物技术产业聚集区，发挥生物技术产业发展的聚集效应，尽快形成较大的生物技术产业规模。,3、加大政府投资力度，建立国家生物技术产业重大项目孵化器 我国科技成果转化难、转化率低制约了高科技产业的发展，影响了科技作为第一生产力作用的发挥，已成为普遍关注的问题。生物技术产业因其自身的综合性、多学科特点，其产业转化更具有特殊性。在目前我国资本市场尚不完善的条件下，孵化

38、器的作用尤为重要。孵化器的作用是，通过与研究开发机构建立广泛联系，并有力地引导企业介入，密切生物技术产业上下游的结合，有效地使单一技术的突破尽快孵化为成熟配套的技术和工艺，向产业进行技术转移和辐射，从而加速具有商业前景的技术和产品尽快形成商品化和产业化。为此，应在已有的工作基础上，择优建立数个生物技术产业国家重大项目孵化器，结合具有自主知识产权、独特性的生物技术产业重大项目和重大产业工程的实施。4、大力发展生物技术产业中介组织，协调生物技术企业发展进程 国外成功经验表明，中介组织在高技术产业发展过程中发挥了重要作用，中介组织是创新体系的重要组成部分。我国应大力发展从事生物技术产业信息咨询、技术

39、评估（包括生物安全评估）、专利（特别是国外专利）代理、投融资等方面的中介机构。我们认为，应尽快组建生物技术产业协会。组建生物技术产业协会有利于信息沟通和协作，有利于规范市场和公平竞争，亦可避免不必要的重复，有利于逐步形成社会化发展的格局。协会组成以企业法人和高级主管为主，吸纳大学和研究机构的技术、管理、营销专家参加。政府主管部门可以通过协会进行全局性组织协调工作。积极引导支持有条件的科研机构和企业建立研究开发机构，提高信息采集、技术引进、智力引进、人才培养和国际合作与交流乃至产品出口的效率。,在1997年2月英国罗斯林研究所维尔穆特博士科研组公布体细胞克隆羊“多莉”培育成功之前，胚胎细胞核移植

40、技术已经有了很大的发展。实际上，“多莉”的克隆在核移植技术上沿袭了胚胎细胞核移植的全部过程，但这并不能减低“多莉”的重大意义，因为它是世界上第一例经体细胞核移植出生的动物，是克隆技术领域研究的巨大突破。这一巨大进展意味着：在理论上证明了，同植物细胞一样，分化了的动物细胞核也具有全能性，在分化过程中细胞核中的遗传物质没有不可逆变化；在实践上证明了，利用体细胞进行动物克隆的技术是可行的，将有无数相同,克隆羊“多莉”的意义和引起的反响,的细胞可用来作为供体进行核移植，并且在与卵细胞相融合前可对这些供体细胞进行一系列复杂的遗传操作，从而为大规模复制动物优良品种和生产转基因动物提供了有效方法。在理论上，

41、利用同样方法，人可以复制“克隆人”，这意味着以往科幻小说中的独裁狂人克隆自己的想法是完全可以实现的。因此，“多莉”的诞生在世界各国科学界、政界乃至宗教界都引起了强烈反响，并引发了一场由克隆人所衍生的道德问题的讨论。各国政府有关人士、民间纷纷作出反应：克隆人类有悖于伦理道德。尽管如此，克隆技术的巨大理论意义和实用价值促使科学家们加快了研究的步伐，从而使动物克隆技术的研究与开发进入一个高潮。,近3年来克隆研究的重要成果,克隆羊“多莉”的诞生在全世界掀起了克隆研究热潮，随后，有关克隆动物的报道接连不断。1997年3月，即“多莉”诞生后1个月，美国、中国台湾和澳大利亚科学家分别发表了他们成功克隆猴子、

42、猪和牛的消息。不过，他们都是采用胚胎细胞进行克隆，其意义不能与“多莉”相比。同年7月，罗斯林研究所和PPL公司宣布用基因改造过的胎儿成纤维细胞克隆出世界上第一头带有人类基因的转基因绵羊“波莉”（Polly）。这一成果显示了克隆技术在培育转基因动物方面的巨大应用价值。1998年7月，美国夏威夷大学Wakayama等报道，由小鼠卵丘细胞克隆了27只成活小鼠，其中7只是由克隆小鼠再次克隆的后代，这是继“多莉”以后的第二批哺乳动物体细胞核移植后代。此外，Wakayama等人采用了与“多莉”不同的、新的、相对简单的且成功率较高的克隆技术，这一技术以该大学所在地而命名为“檀香山技术”。此后，美国、法国、荷

43、兰和韩国等国科学家也相继报道了体细胞克隆牛成功的消息；日本科学家的研究热情尤为惊人，1998年7月至1999年4月，东京农业大学、近畿大学、家畜改良事业团、地方（石川县、大分县和鹿儿岛县等）家畜试验场以及民间企业（如日本最大的奶商品公司雪印乳业等）纷纷报道了，他们采用牛耳部、臀部肌肉、卵丘细胞以及初乳中提取的乳腺细胞克隆牛的成果。至1999年底，全世界已有6种类型细胞胎儿成纤维细胞、乳腺细胞、卵丘细胞、输卵管子宫上皮细胞、肌肉细胞和耳部皮肤细胞的体细胞克隆后代成功诞生。2000年6月，中国西北农林科技大学利用成年山羊体细胞克隆出两只“克隆羊”，但其中一只因呼吸系统发育不良而早夭。据介绍，所采用

44、的克隆技术为该研究组自己研究所得，与克隆“多莉”的技术完全不同，这表明我国科学家也掌握了体细胞克隆的尖端技术。在不同种间进行细胞核移植实验也取得了一些可喜成果，1998年1月，美国威斯康星一麦迪逊大学的科学家们以牛的卵子为受体，成功克隆出猪、牛、羊、鼠和猕猴五种哺乳动物的胚胎，这一研究结果表明，某个物种的未受精卵可以同取自多种动物的成熟细胞核相结合。虽然这些胚胎都流产了，但它对异种克隆的可能性作了有益的尝试。1999年，美国科学家用牛卵子克隆出珍稀动物盘羊的胚胎；我国科学家也用兔卵子克隆了大熊猫的早期胚胎，这些成果说明克隆技术有可能成为保护和拯救濒危动物的一条新途径。,克隆技术的应用前景,克隆

45、技术已展示出广阔的应用前景，概括起来大致有以下四个方面：（1）培育优良畜种和生产实验动物（2）生产转基因动（3）生产人胚胎干细胞用于细胞和组织替代疗法（4）复制濒危的动物物种，保存和传播动物物种资源 以下就生产转基因动物和胚胎干细胞作简要说明。转基因动物研究是动物生物工程领域中最诱人和最有发展前景的课题之一，转基因动物可作为医用器官移植的供体、作为生物反应器，以及用于家畜遗传改良、创建疾病实验模型等。但目前转基因动物的实际应用并不多，除单一基因修饰的转基因小鼠医学模型较早得到应用外，转基因动物乳腺生物反应器生产药物蛋白的研究时间较长，已进行了10多年，但目前在全世界范围内仅有2例药品进入3期临

46、床试验，56个药品进入2期临床试验；而其农艺性状发生改良、可资畜牧生产应用的转基因家畜品系至今没有诞生。转基因,动物制作效率低、定点整合困难所导致的成本过高和调控失灵，以及转基因动物有性繁殖后代遗传性状出现分离、难以保持始祖的优良胜状，是制约当今转基因动物实用化进程的主要原因。体细胞克隆的成功为转基因动物生产掀起一场新的革命，动物体细胞克隆技术为迅速放大转基因动物所产生的种质创新效果提供了技术可能。采用简便的体细胞转染技术实施目标基因的转移，可以避免家畜生殖细胞来源困难和低效率。同时，采用转基因体细胞系，可以在实验室条件下进行转基因整合预检和性别预选。在核移植前，先把目的外源基因和标记基因（如

47、LagZ基因和新霉素抗生基因）的融合基因导入培养的体细胞中，再通过标记基因的表现来筛选转基因阳性细胞及其克隆，然后把此阳性细胞的核移植到去核卵母细胞中，最后生产出的动物在理论上应是100的阳性转基因动物。采用此法，Schnieke等（Bio Report，1997）已成功获得6只转基因绵羊，其中3只带有人凝血因子IX基因和标记基因（新霉素抗性基因），3只带有标记基因，目的外源基因整合率高达50。Cibelli（Science，1997）同样利用核移植法获得3头转基因牛，证实了该法的有效性。由此可以看出，当今动物克隆技术最重要的。,应用方向之一，就是高附加值转基因克隆动物的研究开发。胚胎干细胞（

48、ES）是具有形成所有成年细胞类型潜力的全能干细胞科学家们一直试图诱导各种干细胞定向分化为特定的组织类型，来替代那些受损的体内组织，比如把产生胰岛素的细胞植入糖尿病患者体内。科学家们已经能够使猪ES细胞转变为跳动的心肌细胞，使人ES细胞生成神经细胞和间充质细胞和使小鼠ES细胞分化为内胚层细胞。这些结果为细胞和组织替代疗法开辟了道路。目前，科学家已成功分离到人ES细胞（Thomson等1998，Science），而体细胞克隆技术为生产患者自身的ES细胞提供了可能。把患者体细胞移植到去核卵母细胞中形成重组胚，把重组胚体外培养到囊胚，然后从囊胚内分离出ES细胞，获得的ES细胞使之定向分化为所需的特定细

49、胞类型(如神经细胞，肌肉细胞和血细胞），用于替代疗法。这种核移植法的最终目的是用于干细胞治疗，而非得到克隆个体，科学家们称之为“治疗克隆”。克隆技术在基础研究中的应用也是很有意义的，它为研究配子和胚胎发生，细胞和组织分化，基因表达调控，核质互作等机理提供了工具。,尽管克隆技术有着广泛的应用前景，但离产业化尚有很大距离。因为作为一个新兴的研究领域，克隆技术在理论和技术上都还很不成熟，在理论上，分化的体细胞克隆对遗传物质重编（细胞核内所有或大部分基因关闭，细胞重新恢复全能性的过程）的机理还不清楚；克隆动物是否会记住供体细胞的年龄，克隆动物的连续后代是否会累积突变基因，以及在克隆过程中胞质线粒体所起

50、的遗传作用等问题还没有解决。在实践中，克隆动物的成功率还很低，维尔穆特研究组在培育“多莉“的实验中，融合了277枚移植核的卵细胞，仅获得了“多莉”这一只成活羔羊，成功,克隆技术存在的问题,率只有0.36，同时进行的胎儿成纤维细胞和胚胎细胞的克隆实验的成功率也分别只有1.7和1.1，即使是使用“檀香山”技术，以分化程度较低的卵丘细胞为核供体，其成功率也只有百分之几。此外，生出的部分个体表现出生理或免疫缺限。以克隆牛为例，日本、法国等国培育的许多克隆牛在降生后两个月内死去；到2000年2月，日本全国已共有121头体细胞克隆牛诞生，但存活的只有64头。观察结果表明，部分犊牛胎盘功能不完善，其血液中含