为什么利用转基因动物生产基因药物

纵观生物医药产业的发展，经历了三个不同的历史阶段。最初是天然药物，如从中草药中提取人类所需要的成分或加工成中成药，这是第一个阶段。以后通过化学方法合成药物，合成的药物，有的是天然没有的，有的是对天然药物的改进，使药物效果更好，或价格更低，这是第二个阶段。到了20世纪70年代后期，随着重组DNA技术的问世，诞生了基因工程药物（简称基因药物），这是第三个阶段。由于基因药物的高产值、高效率，给药物生产带来了一场革命，推动了整个医药产业的发展。

基因药物的发展也经历了三个阶段。其一是细菌基因工程，即把“目的基因”通过适当改建后转移到大肠杆菌等工程菌中，通过这些转基因细菌来生产药物。目前上市的基因工程药物很多是由转基因细菌产生的。但是转基因细菌生产药物有两大缺陷：一是细菌是一种低等生物，把构建好的哺乳动物或人类的基因转移到细菌中，往往不能表达；二是即使表达了，产物往往没有生物活性，必须经过糖基化、羧基化等一系列修饰加工处理后才能成为有效的药物，而修饰加工过程是相当复杂的，在成本和工艺上也有很多问题。因此，利用转基因细菌生产药物就存在明显的缺陷。

把“目的基因”转移到大肠杆菌中

于是人们想到，能否把人或哺乳动物的基因直接转移到哺乳动物的细胞株（人工培养的细胞）里，利用转基因细胞来生产转基因细菌无法生产的药物呢？此时，基因药物生产的第二个阶段——细胞基因工程阶段便应运而生。细胞基因工程解决了两个问题：第一，转基因细胞中的外源基因能产生人或哺乳动物的蛋白质；第二，哺乳动物的细胞本身具有对蛋白质进行修饰加工的条件，用这种方法可以生产出有生物活性的药物。然而，用转基因细胞生产药物也有不足之处，因为人和哺乳动物细胞培养的条件相当苛刻，成本也太高，这样就限制了转基因细胞生产药物的发展。

人们于是又想到，是否可以将“目的基因”直接转移到动物（如鼠、兔、羊、牛、猪等）体内，即用转基因动物来生产药物呢？如果这种办法可以成功，那么药物生产就可以源源不断了，因为转基因动物是一种个体表达的反应系统，生产的药物成本低、活性高。

1982年，美国科学家帕尔米特等，把金属硫蛋白的基因的启动子和大白鼠的生长激素基因拼装成融合基因，并把这种基因转移到小白鼠的受精卵中，再将这种受精卵移植到假孕母鼠体内借腹怀孕。结果，代理生育的母鼠生下的小鼠竟然比正常小鼠体形大了一倍，因此称为“巨鼠”。这项研究成果发表在英国权威科学杂志《自然》上后，引起了科技界的轰动，被认为是遗传学研究上具有里程碑意义的工作。

这一现象的出现，是因为生长激素基因作为目的基因，在转基因小鼠体内得到了很好的表达。当然，“目的基因”在动物体内发挥作用（表达）的部位往往不理想，而要想通过转基因动物（如家畜）来生产基因药物，最理想的表达部位就是乳腺。因为乳腺是一个外分泌器官，乳汁不进入体内循环，不会影响转基因动物本身的生理代谢反应。从转基因动物的乳汁中获取目的基因产物，不但产量高、易提纯，而且由“目的基因”表达所得到的蛋白质经过充分的修饰加工，具有稳定的生物活性，这种转基因动物就称为“动物乳腺生物反应器”。目前，这一技术已经相对成熟。

细菌基因工程制药需要很大的发酵车间，细胞基因工程则要很多昂贵的设备来培养细胞，而如果通过转基因动物来生产药物，只需要饲养牛、羊等家畜就可以了。由此可见，用转基因牛、羊等家畜的乳腺来生产人类所需要的蛋白药物，就相当于建一座大型制药厂，投资少、效益高、无公害等优点显而易见。这也是至今人们所追求的最有效、最先进的制药系统。

自1982年运用转基因动物技术获得“巨鼠”以来，转基因动物（家畜）的研究迅速发展。随着遗传学、基因工程、胚胎工程等多学科的发展和相互渗透，目前以显微注射为主要手段生产转基因小鼠的技术已相当成熟，应用胚胎移植技术生产转基因牛、羊的效率也有明显提高；同时，在深入研究动物乳腺结构和功能的特点以及乳汁分泌的调节等方面，人们积累了相当多的经验。

这头转基因牛的乳液中含有人凝血因子Ⅸ。人凝血因子Ⅸ是用于治疗血友病的药物，常常供不应求

目前，中国人在转基因动物研究领域，已成功获得转基因鼠、转基因鱼、转基因羊、转基因猪和转基因牛。随着转基因动物技术的不断成熟，转基因动物（家畜）——乳腺生物反应器产业，将会成为具有高额利润的新型医药产业。（曾溢滔）

【微问题】能使转基因猪成为“人体器官供应站”吗？

【关键词】基因药物　动物乳腺生物反应器