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过去两年间对于生物技术产业的怀疑正在被科学家们永无止境的创新而打破，个性化药物及基因排序等技术的重大突破标志着生物技术时代的真正来临
本刊记者 余勇 张晶|文
三百年来,人类经历了十四次疫病大流行的考验,最近的一次是1977年的俄罗斯大流感
；而这一次，突然袭来的禽流感,人类仍然束手无策,科学家仍然无法从人类禽流感病毒采样的病毒检验中找到变种变毒,而罗氏的“达菲”也仅仅解决了燃眉之急,可以帮助那些暴露在病毒中的人们减少症状。 六千万人将难逃此劫，难道又是一场SARS吗？世界卫生组织总干事布伦特兰夫人称SARS为 “21世纪第一场全球性传染病”， 而多伦多女子大学医学中心安德鲁-西摩尔教授则称“只是下一场大规模瘟疫的彩排”，SARS随后被制服并不是我们真正找到将它消灭的手段，如同现在正在世界各地卷土重来的禽流感一样，它随时可能再次侵害人类。 人们希望生物科技的最新手段能够帮我们渡过劫难。在过去20年间，以基因工程、细胞工程、酶工程为代表的现代生物技术迅猛发展，人类基因组计划等重大技术相继取得突破，现代生物技术在医学治疗方面广泛应用，生物医药产业化进程明显加快。 尽管如此，科学家仍然不得不承认生物技术在蛋白质和基因层面的突破仍然无法追赶病毒变异的速度。人类因此开始感到不安全，生病了就去看医生，但是，当问题突然出现，而专家束手无策时，信任便面临崩溃，于是，你感到很不安全；而行业的环境也并不乐观，生物技术在药物定价、专利保护及干细胞研究和克隆等问题上的争议也在妨碍生物技术的成长。 历史学家曾经将19世纪末称为医药行业的繁荣时期，显微镜学的进步所引发的微生物及人体生理学的进展，让科学家能够找到一个又一个传染病的发病原理。尽管今天医药行业正在经历研发的极限之旅，但是，生物技术如同一扇通向美妙未来的大门已经被打开，这一次，科学家希望发现能够改善从心脏病、癌症、抑郁症到艾滋病等所有疾病的治疗方法。 癌症可治愈 生物技术在肿瘤领域的影响力无疑是一个乐观的信号，现在，癌症，曾经的不治之症在某些科学家眼中已经是可治愈的慢性病。仅2004年全年，就有4种可以治疗癌症的药物Avastin、Tarceva、Iressa、Erbitub获得了食品和药品监督管理局的批准，而美国基因技术公司(Genentech)生产的阿瓦斯丁(Avastin)一直是最抢眼的新药，用于肺癌和结肠癌的治疗。一些分析师预计，2007年其销售额将达到32亿美元。今年第二季度，阿瓦斯丁的销量同比增长85%。 科学家对人类基因组的深入了解，让生物技术将过去化学药品无法治愈的疾病实现可能治愈。仅过去一年，美国药品与食品监督管理局(FDA)就批准了20种生物技术新药，其中包括治疗失眠、多种硬化症、失禁的药物；而仅在癌症领域，今天有400余种药物正在进行人体试验，而其中有许多是有针对性的智能化药物，它们甚至可能把药品对人体的副作用降至最低。 巨大的突破归功于人类对于基因的认识。自1973年利用细胞培育法首次批量生产可产生有用人类蛋白质的基因以来，科学家通过基因调控，寻求疾病过程的新分子；1982年，美国Lilly公司将第一个基因工程药物重组胰岛素投放市场，此后，科学家探索出基因治疗的办法：找出可以做为治疗的“目的基因”，然后用DNA重组的方法使目的基因在人类靶细胞中得到表达。它要求这种基因在人体细胞中能制造出我们所需要的蛋白，通过它来达到治病的目的。 2003年，美、英、日、法、德和中国科学家经过13年努力，共同绘制完成了人类基因组序列图，这是一项具有里程碑意义的科学进步，之后，人们利用从数万人身上提取的样本组建了DNA数据库，通过基因比较，研究人员将基因变异和各种疾病联系起来，告诉人们为什么某种药物只对部分人有效，为什么有些人容易患心脏病，为什么癌症在有些人体内扩散更快，现在生物医药行业进入“个性化医药时代”。 基因工程药物和基因治疗是我们目前所运用的两种生物科技治疗手段，它们最终的目的是能够通过改变患者细胞的遗传结构来纠正基因错误。然而，相比基因药物，基因治疗步履缓慢。 基因治疗就如同给患者体内的基因做一次手术，“基因治疗不是向患者提供药物，而是一种实验性的医学干涉，包括改造活细胞中的遗传物质抵抗疾病”，美国匹兹堡大学药学院副教授刘德喜说。然而，困难在于基因治疗对技术要求极为苛刻，目前还没有找到一种好的基因传导技术，能够有效地把正常的基因放到病变的细胞里面，而不引起其他任何疾病；与此同时，由于基因和疾病之间，并非简单的一对一对应，很多疾病往往和多个基因病变有关。所以，只有掌握所有对疾病起作用的基因的功能后，才有可能在临床普及。 长期以来，诊断技术落后于药物开发，制药公司对研发诊断化验装置并无多大兴趣，现在，生物芯片的发展将有助于基因检测的更加便利。生物芯片(Biochip)为生物技术的诊断打开了方便之门。过去，生物制药的筛选只能在个体水平、组织水平和细胞水平进行，而现在生物芯片根据生物分子间特异相互作用的原理，将生化分析过程集成于芯片表面，实现对DNA、RNA、多肽、蛋白质及其它生物成分的快速检测。Mtraid遗传公司已经上市的4种诊断化装置，就能够快速化验出易患乳腺癌、结肠癌和黑瘤的敏感基因。 罗氏公司在今年1月发布了一款名为Amplichip的设备，是第一个通过食品与药品监督管理局审批，用来确定病人对一系列药物的反应的基因检测设备。这个只有一块邮票大小的硅芯片，能够检测出基因对药物的吸收程度。通常，细胞中的DNA、RNA，蛋白质及化学信号都会对疾病的出现产生影响，而这款设备通常可以检查出人体对药物的吸收程度。 然而，无论是生物芯片或者生物医药的突破仍然是鲜例，在这个领域距离大规模的商业化应用仍然有不小的距离。比如，在癌症药物领域，针对患者的个性化基因药物仅仅是个开始，正如美国德克萨斯州安德森癌症中心的专家罗伊?赫布斯特医生所说，“现在，我们已经拥有了开展针对性治疗的重要途径，但是我们必须现实看待这一问题，它还不能使人痊愈”。 干细胞的梦想与现实 作为基因治疗研究的新领域，干细胞研究希望有一天能够让患者体内的多种组织实现再生。干细胞依据可塑性强弱分为胚胎干细胞和成体干细胞。前者获取于胚胎阶段，是干细胞中最具可塑性的全能干细胞，理论上可以转化为任何一个身体组织和器官。也就是说，当面临病变或者坏死的身体组织或者器官时，医生要做的就是像换汽车零件一样，以旧换新即可挽救患者性命。 虽然目前胚胎干细胞研究是生物技术行业最引入注目的领域，但这仍然只是遥远的梦想。胚胎干细胞之父、韩国科学家黄禹锡在今年5月宣布，他们已经从克隆的人类胚胎中提取出多个干细胞株，此后，胚胎干细胞所引发的伦理道德的争议仍然让这项技术难以继续，事实上，最接近产生治疗方法的还是争议较小的成体干细胞研究。 中国的两家公司在这一领域显示了卓越的能力。北京科宇联合干细胞生物技术公司称其开发的医用角膜切片和注射液可以治疗角膜病和帕金森病，一旦推向市场，公司将实现全面赢利；而持同样说法的另一家公司是天津泰达协和再生医学有限公司，这家公司研发的治疗血液病的干细胞新药“骨髓原始间充质干细胞”完成了国家食品药品监督管理局(SFDA)批准的第一期临床试验研究，已经和北京、天津等6家医院开展了临床合作，“骨髓原始间充质干细胞”注射液解决骨髓移植时异体排斥的难题，大大增加了骨髓提供者的来源。 而将干细胞和基因治疗相结合治疗遗传性疾病，尤其是成体细胞基因治疗由于具有较好的可操作性而成为当前基因治疗研究的主流。加拿大多伦多的科学家进行了治疗肺动脉高压的试验，研究人员把导管从腿部或者颈部的主静脉植入体内，通过心脏到达肺部动脉，然后通过导管把干细胞导入，这种直接向患者肺部注射干细胞的方法既能将基因准确导入指定部位，又能减少病毒可能引发的其它基因功能不正常。 干细胞公司正在为传统的制药公司注入活力。总部位于苏格兰爱丁堡市的Stemcellsciences公司以专利形式合作，由辉瑞提供研究课题，Stemcellsciences负责具体的研究工作，再将研究成果出售给辉瑞，向辉瑞收取专利费用，实际上更类似于辉瑞将胚胎干细胞领域的研究外包给stemcellsciences。这种合作协议从几十万美元到几百万美元不等，此外，他们还出售干细胞研究仪器和胚胎干细胞项关产品。 干细胞研究仍然是个风险极高的领域，“制药厂希望规避技术不成熟带来的风险，而我们这种小公司从事研发可以降低风险”，Stemcellsciences副总裁Hugh ilyine对《环球企业家》说，来自中国、英格兰、法国和荷兰各国的干细胞领域专家聚集在这家公司，从1999年第一次引入风险投资到伦敦上市只用了6年时间，而第一个产品cell culture media将于2006年上市并进军美国市场，并同美国公司制定了分销和市场合作协议。 尽管研究人员开始了针对成体干细胞接二连三的试验，但是，我们未知的盲点仍然很多。比如，成体干细胞的灵活性不如胚胎干细胞，但是成体干细胞更容易控制，事实上，更多的研究亦表明，干细胞若真的可以转化成心脏细胞，但是病人好转的程度仍然有限。 在胚胎干细胞领域，最新的进展是71号法案的解禁可能成为这个领域巨大的机会。美国田纳西州议员Bill Frist和布什决裂，力挺通过《加州再生医学草案》(简称71号法案)，支持联邦经费用于更多的胚胎干细胞建系研究，这将为美国的胚胎干细胞研究雪中送炭并带来30亿美元的研究经费。长期以来，布什政府坚持“要搞胚胎干细胞，没门！”，认为干细胞来自胚胎，胚胎是有生命的，不能在破坏生命的前提下拯救生命，而这一次，在71号法案的压力下，布什政府不知道还能坚持多久？ 而美国怀特黑德生物医学研究所和先进细胞技术公司的两个研究小组宣称其找到了两全其美的方法，既能提取胚胎干细胞，又不至引发伦理争议。即在将成体干细胞的基因移入受精卵之前，先将能够导致其成为胚胎必需的基因移除或者限制转换其表达，然后再开始提取胚胎干细胞的过程。即这个“胚胎”即使不被破坏，日后也不可能发育成人，伦理之争自然就无从谈起。他们的研究结果发表在《自然》杂志网络版上，目前美国国会已批准其在动物身上试验该理论。 后发制人 如果20世纪是信息时代，那么21世纪将是生物学时代，生物学将重塑工业时代并成为重要的利润来源。在这一时期，生物科学家将凭借基因组等新兴工具在细胞层面掌控生命；另一方面，生物技术在经历过去两、三年间冰封期后逐渐回暖，传统医药制造商对生物医药开始下注，投资者对生物技术市场的表现恢复信心。各国政府都下大力气希望能够抢占生物技术的制高点，中国亦不例外。 42岁的程京是全球生物芯片领域的卓越领导者。他所领导的博奥公司(Capital Bio) 与美国生物芯片领先制造商Affymetrix公司签署了一份协议，在美国成功实现了生物芯片技术的商品化。这家公司位于北京市郊某豪华科技园，开发新型生物芯片，这是一种把电子技术与生物技术相结合，用于监测医学实验进程的工具，从食品安全到药物检测。 程京在美国呆了12年，成为该领域的专家，5年前，他回到中国开始创业。在程看来，这个领域可以发挥中国的优势，无需大量基础研究，只需要应用现有发现的领域，少数拥有专长的科学家可以迅速做出贡献，该领域同时也结合了医学以及中国更深厚扎实的电气工程技术。 博奥代表了中国公司在生命科学领域进行的一流研究。一份研究报告显示，2004年全球生物技术行业的上市公司利润增长17%，至546亿美元，美国企业占四分之三以上。风险投资中有36亿美元筹自美国，14亿美元筹自欧洲。但是新的科技革命和由此引发的产业革命是落后国家后来居上的历史契机,将给发展中国家实现跨越式发展带来重大战略机遇。中国政府已经将生物技术产业作为“十一五”期间国家战略性产业予以重点发展。 来自中国政府和国家的经费支持，促进了中国干细胞的研究及产业化，而曾在美国攻读研究生并在私人部门工作过的中国科学家为中国庞大的科学家队伍增添了专业色彩。李凌松和赵春华就是其中之一。李凌松领导的北京大学干细胞研究中心与北京科宇联合干细胞生物技术有限公司合作开展干细胞的商业化运作。赵春华领导的中国协和医科大学血液研究所则依托天津经济技术开发区开展其产业化运作。 迄今为止，中国在生物技术领域具备最高水平的是转基因农作物领域。中国开发的一种转基因棉花，它的种子有源自土壤有机物的蛋白质，能保护植物免受某些疾病侵扰。这类种子发明于1990年代，目前被用于中国65%的棉花作物中，该发明减少了80%的杀虫剂用量。中国科学院农业政策研究中心主任黄季表示：“我们证明了并非只有西方国家才能在该领域创新。” 中国不能够再错过任何发展的机会，尽管人们普遍抗议某些生物技术的发展，例如转基因作物和治疗性克隆，但是，科学的脚步永远不会停止，因为全球无数患者已经从生物技术中受益，“当你眼看着你的舅舅、外婆、堂兄因为帕金森症离开你，你当然由衷地希望能早日找到治疗的办法”，美国共和党议员Gordon Smith说。这位俄勒冈州的共和党成员来自有名的帕金森症家族，他曾经是布什最信任的盟友，最近公开支持胚胎干细胞的研究。(81214)
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