為什么說基因是“生命的密碼”?在大健康領域,生物基因科技都有哪些應用,其研究成果距離我們普通人的日常生活是否遙遠?近年來,基因科學已不再是科幻小說里的情節,而是實實在在地應用在很多領域,取得了很多突破性的成果。與此同時,生命健康與基因密切相關,新華日報健康客戶端就此對我國著名生物化工專家、中國工程院院士歐陽平凱進行了專訪,向大家介紹生物基因科技在大健康領域的最新發展,為我們揭開生物基因科技的神秘面紗。
新華日報健康客戶端:對于我們普通人而言,生物基因、生物制藥等科學技術是一個不太容易接觸到的領域,會感覺有一些神秘。與此同時,我們也經常聽到國家在這個領域取得創新突破和研發成果的報道,您是我國生物化工領域的權威專家,請您為我們解讀一下,在日常生活中,生物基因技術距離我們是否真的很遙遠?我們在哪些情況下會接觸到這一領域的研究成果,又會給我們的健康帶來哪些幫助?
歐陽平凱:基因是生命體的一個非常重要的一個物質基礎,因為它決定一個生命體的遺傳特性或者是基本特點。自上世紀50年代人類發現基因以來,基因組學、基因生物技術的發展很快,對生物的研究已經包含了幾個重要的方面。
一是從生物科學方面,就是怎么認識生命的問題。第二就是從工程的角度,如何利用基因工程,利用“生命密碼”來進行制造,當然,還有工學理學交叉層面的技術問題,以及怎么影響到我們的經濟領域的問題。
在與我們生活相關的方面,基因科學與日常生活關系最密切的就是大健康領域。這里也分為兩個大的方面,一個就是關于我們的疾病治療,因為遺傳基因上的問題,會造成一些“基因病”或者是遺傳病,甚至癌癥也會跟基因有比較多的關聯,所以就要用到醫學上的一些藥物,這就涉及到制藥工程專業技術。另外一個就是傳染病的防治,其實也涉及到制藥領域的基因工程,這個里面內容很多。大體上說,生物科技發展到現在,我們已經能夠對“生命的密碼”進行合成與編輯,就像用電腦改一段文字一樣,對一些基因、序列進行刪除、補充或復制,現在都可以做到。
此外,現代的合成生物學也與基因工程相關,2008年我參與了國家合成生物學的相關發展路線的制定,應該說在這個領域,我們跟國外起步的時間是差不多的,我們在制藥過程中,可以利用基因編輯以及生物合成學的方法,得到一些藥物制造的新方法,這樣就給我們的制藥工業帶來一些變革性的進展。
比如說,現在生活中很多人用得相當多的一種藥物就是人胰島素。糖尿病患者一般來說就是胰島素分泌不足,很多糖尿病人需要使用胰島素,以前我們只能把豬胰島素提取出來使用,現在我們就可以直接使用人胰島素,我們將人的胰島細胞的關鍵基因克隆到一種微生物菌里面,那么這個微生物菌就能夠大規模生產人胰島素,再分離技術把其中跟人胰島素一模一樣的蛋白肽收集起來,做成小小的藥劑,用于糖尿病人的治療,現在在第三代、第四代的胰島素制備技術我們國家發展也很快。總的來講,現代合成生物學給我們的健康還是帶來了一個很大的變化。
新華日報健康客戶端:當前大健康產業正在如火如荼地發展。請您為我們解讀一下,目前在大健康產業鏈條上,生物基因和生物制藥等技術占據著怎樣的一個位置?目前我們江蘇在這個領域取得了哪些科研轉化成果?
歐陽平凱:最近幾年,在生物醫藥領域,我覺得我們江蘇還是有很大的機遇的,這方面的基礎研究有很多科研型的高校做的還不錯,很多成果也都很不錯,現在高校里面還是很重視這方面研究。具體到產業界,我們已經可以用合成生物學的技術實現物質轉化,從一種物質轉變到另一種物質,包括一些生物質,比如像剛才我們說的胰島素,類似還可以制備干擾素、抗生素。江蘇在這方面研究基礎還是不錯的,生物醫藥制造還是有很多的發展空間和機遇,江蘇最大的優勢條件就是人才資源豐富,此外還有物流、交通等基礎設施都具備很多明顯優勢。在這方面可以好好的開展。
此外還有一些經濟應用領域,基因工程的進展也是相當快的,比方說大家都知道五谷雜糧可以釀酒,是把淀粉糖變成酒的過程。過去發酵酒精是用反應器,或者就是一般來講的用釀酒壇子,一個大的壇子基本就是三百升左右,現在我們可以運用生物工程的最新技術,將發酵酒精的這個罐體做得很大,最大差不多可以達到兩千噸容量,釀酒過程也可以做到連續化工業生產,就是一邊加入淀粉糖,另一邊就可以釀出酒,這是一個生物技術在產業經濟方面的應用。此外,在做生物酒精燃料方面,生物基因科技也正在得到一些應用。
新華日報健康客戶端:我們都聽說過一句話,那就是“基因是生命的密碼”。隨著經濟社會的發展,享有更高品質的健康生活日益成為老百姓的追求和向往,但與此同時,包括新冠疫情、慢性疾病、腫瘤疾病等等,也都對人們的健康造成了很大挑戰,請您為我們展望一下,通過生物基因技術的發展,最終能否徹底攻克一些重大疾病治療領域的難題?
歐陽平凱:在大健康領域里面,比如說在制藥方面,運用生物基因技術做一些抗生素的研究,目前已經有開展,但產業化的規模還不是很大。此外在一些中藥及天然藥物領域,基因工程也有大展身手的空間。比如我們所說的靈芝之類的珍貴菇類,過去是在深山的環境里面,在一些特定的低溫環境下才能生長,現在也可以利用生物技術,在一個大的罐體里面,把溫度控制在比較低的水平,然后培養靈芝等珍稀中藥材,目前有的大學正在推進這方面的研究工作,對于治療一些疾病來說也會有很大助益。
現在生物基因科技面臨的最大的一個發展瓶頸還是協同創新不夠,生物制造需要很多學科協同研究起來,此外還需要跟產業鏈條上的企業合作起來,一起來發展產業,這樣能夠很快地做出成果,在推動經濟高質量發展的同時,也讓人民群眾得到健康方面的收益。