基因工程——產最高效藥物的轉基因動物

        轉基因動物是一種個體表達反應系統，代表了當今時代藥物生產的最新成就，也是最復雜、最具有廣闊前景的生物反應系統。就通過轉基因動物家畜來生產基因藥物而言，最理想的表達場所是乳腺。因為乳腺是一個外泌器官，乳汁不進入體內循環，不會影響到轉基因動物本身的生理代謝反應。從轉基因動物的乳汁中獲取的基因產物，不但產量高、易提純，而且表達的蛋白經過充分的修飾加工，具有穩定的生物活性，因此又稱為“動物乳腺生物反應器”。所以用轉基因牛、羊等家畜的乳腺表達人類所需蛋白基因，就相當于建一座大型制藥廠，這種藥物工廠顯然具有投資少、效益高、無公害等優點。
　　從生物學的觀點來看，生物機體對能量的利用和轉化的效率是當今世界上任何機械裝置所望塵莫及的。因此，通過轉基因動物來生產藥物是迄今為止人們所能想象得出的最為有效、最為先進的系統。
　　轉基因動物的乳腺可以源源不斷地提供目的基因的產生（藥物蛋白質），不但產量高，而且表達的產物已經過充分修飾和加工，具有穩定的生物活性。作為生物反應器的轉基因運動又可無限繁殖，故具有成本低、周期短和效益好的優點。一些由轉基因家畜乳汁中分離的藥物蛋白正用于臨床試驗。
　　目前，我國在轉基因動物的研究領域，已獲得了轉基因小鼠、轉基因兔、轉基因魚、轉基因豬、轉基因羊和轉基因牛。20世紀90年代，國家“863”高技術計劃已將轉基因羊——乳腺生物反應器的研究列為重大項目。
　　雖然目前通過轉基因動物（家畜）——乳腺生物反應器生產的藥物或珍貴蛋白尚未形成產業，但據國外經濟學家預測，大約10年后，轉基因運動生產的藥品就會鼎足于世界市場。那時，單是藥物的年銷售額就超過250億美元（還不包括營養蛋白和其他產品），從而使轉基因動物（家畜）——乳腺生物反應器產業成為最具有高額利潤的新型工業。
2000年12月25日，北京三只轉基因羊的問世以及在此之前各種轉基因蔬菜、水稻、棉花等，使人們對轉基因技術備加關注，那么轉基因技術到底是一種什么樣的神秘技術呢？
　　北京市順義區三高科技農業試驗示范區的北京興綠原生物科技中心總畜牧師田雄杰先生介紹說，轉基因動物和轉基因羊的意義，不在于羊本身，而是它們身上產出的羊奶可以提取α抗胰蛋白酶，它們中的每一只都可稱為一座天然基因藥物制造廠，價值連城。
　　中國工程院院士、上海兒童醫院上海醫學遺傳研究所所長曾溢滔先生認為，轉基因動物是指通過實驗方法，人工地把人們想要研究的動物或人類基因，或者是有經濟價值的藥物蛋白質基因，通常稱為外源基因，導入動物的受精卵（或早期胚胎細胞），使之與動物本身的基因組整合在一起，這樣外源基因能隨細胞的分裂而增殖，并能穩定地遺傳給下一代的一類動物。
　　田雄杰先生介紹，制備轉基因羊，就是將人的α抗胰蛋白酶基因通過顯微操作注進母羊受精卵的雄性細胞核，并使之與羊本身的基因整合起來，形成一體，這種新的基因組可以穩定地遺傳到出生的小羊身上。小山羊也成了人工創造的與它們母親不同的新品系，它們的后代也將帶有這種α抗胰蛋白酶基因。這個過程有些類植物的嫁接術。
　　制備轉基因動物是項復雜的工作。目前，在轉基因動物研制中，外源基因與動物本身的基因組整合率低，其表達往往不理想，外源基因應有的性質得不到充分表現或不表現。實驗運動如牛、羊和豬的整合率一般為1%左右。這種情況的原因可能是多方面的，首先是目的基因的問題，不同的外源基因表達水平不相同，因每個個體而異；其次是外源基因表達載體內部各個部分的組合和連接是否合理等；還有一點更重要，就是外源基因到達動物基因組內整合的位置是否合理。科學家還弄不清楚整合在哪個伴置表達高，哪個位置表達低，人們還無法控制外源基因整合的位置，而只能是隨機整合。因此，整合率低也就在所難免。
　　盡管轉基因動物還有一些技術亟待解決，但是轉基因動物研究所取得的巨大進展，特別是它在各個領域中的廣泛應用，已經對生物醫學、畜牧業和藥物產業產生了深刻影響。