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20世紀70年代以來,基因工程及雜交瘤技術的相繼誕生,以及生物加工技術的發展,推動了傳統生物技術跨入一個新時代――現代生物技術發展和應用時代。這個嶄新的時代對發展中的中國提出了嚴峻挑戰。
現代生物技術發展趨勢
基因操作技術日新月異,不斷完善;轉基因植物和動物技術有重大突破;人類基因組研究促進了有重要價值新基因的分離、克隆以及開發應用;新技術、新方法通過商業渠道,出售專項技術或全套試劑,方興未艾。全世界每年授予的1萬多項專利技術中,有近l/3出自生物技術。
現代生物技術的基本特征是科學化、集約化、商品化、環保化和國際化,實現產業的社會、經濟和生態效益三統一。生物技術的研究、開發及其產業化發展將會引起世界產業結構的重大變化。
一、技術的進一步完善與發展
1.基因操作技術。為了生物技術的自身發展,以及推動其產業化進程,基因操作技術在不斷的完善與發展,其中包括基因合成、擴增技術、基因修飾技術、基因克隆技術、基因轉移技術和蛋白質工程等;新型表達載體或體系的研究中,轉基因植物和動物的相關技術有突破,動物乳腺反應器等新型的生物反應器在開發中;基因工程下游技術的發展,推動了技術集成和規?;a;同時,作物育種和動植物品種改造相關聯的分子標記技術進一步推廣,以基因治療為核心的生物治療和診斷技術不斷完善和發展。英國克隆綿羊的成功使動物“克隆”技術出現了始料不及的突破,甚至引起世界恐慌,如何應用體細胞核移植是當今世界各國不得不高度重視的重大問題。
2.基因組學技術。人類基因組計劃是當代自然科學一項偉大的科學工程,進展甚速, 2003年完成人體全基因組遺傳圖、物理圖、轉錄圖的制作以及全部序列(30億堿基對)的測定。人體內總數約為8~10萬個的基因將全部定位,它們的分離、克隆以及結構與功能的研究全面展開。包括水稻基因組在內的模式生物基因組的研究也是該項計劃的組成部分。與此相適應的是,在DNA重組技術的基礎上進一步發展起基因組研究的系統技術(有人稱之“基因組學技術”),它融會了現代分子生物學、細胞生物學、分子遺傳學以及數學、物理學、計算機科學、信息科學等學科的理論和方法。正在成長中的基因組學及其系統技術將對21世紀生物技術的發展起著積極推動作用。具有重要的生物學功能的新基因以及疾病相關基因的分離和克隆,可直接用于基因工程產品的生產、基因治療或人類疾病發生機理的研究,并為創新藥物研制提供基礎。同時,以水稻基因組研究為核心發展起來的農作物重要性狀相關基因的分離、克隆以及結構與功能的研究將對農作物育種以及整個農業生產帶來革命性變化。
3.生物信息學技術。生物信息學是由生物學與數學、物理學、化學、計算機科學等諸多學科交叉發展而成的一門嶄新的學科。其研究內容主要包括生物體遺傳信息的“解讀”,生物大分子(蛋白質、核酸、多糖等)的結構模擬和分子設計,以及基于蛋白質和核酸結構基礎上的藥物設計;與此同時,要進行生物信息的收集、貯存、管理,創建生物信息分析的新技術、新方法,并開展相應的應用研究。它不僅對認識生物起源、遺傳、發育與進化的本質有科學意義,而且可為新基因的發現、為人類疾病的診斷和預防開辟全新的途徑,為動植物的物種改良提供堅實的理論基礎。
二、醫藥生物技術產業化進程突飛猛進
醫藥領域的生物技術的研究和開發一直處于領先地位,其產業化的進程甚快,已有近50種基因工程藥物、疫苗和其他生物制劑產品投放市場。銷售最好的是促紅細胞生成素(EPO)、粒細胞集落刺激因子(G-CSF)、生長激素、胰島素和溶栓藥t-PA等基因工程產品,EPO、G-CSF等產品在美國的年銷售額,每種可達十幾億美元以上。美國從事生物技術藥物研究、開發及產業化的公司約1300家,其中較大的生物制藥公司225家,工業投資達350億美元;日本約有800家公司從事生物技術藥物的研究與開發及產業化,已有14種產品投放市場?;蚬こ桃呙缫砸腋尾《疽呙鐬橹饕a品,目前還注意發展針對艾滋病、腫瘤等治療用疫苗;單克隆抗體是生物技術藥物中數量最多的產品;基因治療由遺傳病轉向以腫瘤、心血管病和艾滋病等重大疾病為重點。
國際上普遍把醫藥領域作為發展生物技術產業的突破口,這是由醫藥生物技術在創新性及其經濟效益上的巨大潛力所決定的。發展基因工程藥物、疫苗以及開創全新的基因療法和診斷技術乃是主要方向,并且它是新藥研究和創制的重要支柱技術。生物技術藥物是一種高附加值產品,一個藥物的年銷售額就可能超過一個大型鋼鐵企業,所以,醫藥生物技術產業仍將是現代產業發展中最為活躍的領域,同時也是國際間知識產權競爭的主要領域。21世紀,它將成為國民經濟新的重要支柱。
三、農業生物技術市場大有進展,前景誘人
世界上進入田間試驗的轉基因植物已增至1500種,美國FDA相繼通過了棉花、玉米、西紅柿、馬鈴薯、大豆、南瓜等經生物技術改造的農作物品種安全性檢查,并頒發商品化許可證。Calgene研制的可長期貯存的轉基因西紅柿已投放市場,美國和澳大利亞已批準抗蟲轉基因棉花進入大田推廣應用。分別由 Ecogen和Crop Genetics研制的幾種生物殺蟲劑早在1994年已獲美國環境保護委員會批準。此外,農用生長激素、疫苗等產品開發也都取得可喜的成績。生物技術在培育高產、優質、抗病蟲、抗逆性能好的農作物、畜禽、魚類新品種中顯示出很大的潛力,其對未來農業發展至關重要。
鑒于世界性的糧食短缺,各國政府都已開始重點支持生物技術在農業中的應用。目前,國際水稻基因組圖譜和擬南芥菜基因組圖譜等研究已獲得重大突破,以植物基因組圖譜為基礎的農作物重要性狀基因的分離和克隆研究正在蓬勃興起?;蜣D化已經在水稻、玉米、棉花、馬鈴薯、油菜、大豆和煙草等主要作物中獲得了成功。許多重要生產性狀,如抗病、抗蟲、抗逆、產量、品質及采后保鮮等都得到了明顯改善,大大提高了現代農業的技術含量和技術附加值。特別是分子標記輔助育種技術將會對21世紀農作物常規育種帶來革命性的突破。生物技術在農業中的應用將作為21世紀農業發展的主要生長點。
四、生物技術為治理環境污染提供了新途徑
在環境污染日趨嚴重的今天,世界各國已普遍接受“可持續發展”這個概念,并圍繞它制定和實施本國的環境保護及其相關的產業政策??沙掷m發展要求在保持經濟高速發展的同時,必須保護好人類賴以生存的環境。傳統的污染防治技術和手段,已遠遠不能滿足人類對生存環境的質量要求。生物技術是環境保護的理想和武器,在處理環境污染物方面具有高速度、高效率、低消耗、低成本、反應條件溫和以及無二次污染等顯著優點,應用生物技術治理環境污染,已受到各國政府的高度重視。21世紀,生物技術將成為環境保護的關鍵技術之一。
五、經濟強國在生物技術發展領域競爭激烈
作為21世紀高新技術的核心,生物技術必將在最終解決人類糧食、健康和生存環境等重大問題上發揮獨特的作用。世界各主要經濟強國都把生物技術確定為21世紀經濟和科技發展的關鍵技術。美國在生物技術研究與開發方面一直處于領先地位,但近年來歐洲和日本等發達國家對其霸主地位提出了挑戰。部分發展中國家也十分重視生物技術的發展。
為加緊研究發展對策,美國國家科學和技術委員會從1992年起接連發表了題為《二十一世紀生物技術》、《二十一世紀生物技術:實現諾言》和《二十一世紀生物技術:新的方向》等發展戰略報告和藍皮書,指出生物技術在經歷了第一次浪潮(醫藥和保健領域)后,在繼續重視和推動第一次浪潮向縱深發展的基礎上,迎來了第二次浪潮,即重點發展:(1)農業生物技術;(2)環境生物技術;(3)生物制造和生物處理工藝及能源研究;(4)海洋生物技術研究。為此,除繼續重視醫藥生物技術外,政府將加大在農業、環保等其他領域的研究與開發力度,并在稅收、經費、專利保護期等方面制定了特殊優惠政策,以加快生物技術的研究和發展。
歐洲和日本等國紛紛制定21世紀生物技術發展戰略。日本雖然起步較晚,但發展迅速,不僅引起西歐諸國的恐慌,也造成美國的嚴重不安。歐盟為協調和促進各成員國生物技術的研究和開發,從整體上與美、日等發達國家抗衡,專門成立了生物技術委員會,把生物技術作為未來科技發展的重點。韓國聲稱要在所有高技術領域全面發展,計劃21世紀爭取進入世界十大科技先進國家之列。印度政府專門成立了生物技術部,全面協調生物技術的研究、開發與產業化。
中國現代生物技術的發展與對策
自20世紀70年代末80年代初開始、特別是在863計劃把現代生物技術作為關鍵領域以來,我國政府高度重視這一技術的研究、開發和利用。十余年來,已經在農林牧漁、醫藥衛生等許多方面取得了令人矚目的成就,并產生了顯著的經濟效益和社會效益。
一、我國生物技術產業化的成績
兩系法水稻雜交優勢利用是我國的首創,取得了舉世矚目的成就。兩系法品種間和亞種間雜交稻的累計示范試種面積已近 1000萬畝(截至 1997年底),一般增產10%~15%,為進一步大規模的推廣應用創造了條件。
抗蟲棉研究完成了五種抗蟲基因的分離和克隆,獲得了一批適用于我國長江流域和華北棉區大面積應用的轉基因棉花株系,進入一定規模的試種示范;抗病小麥生物技術育種有所創新;農業重組微生物的應用,效果突出;轉基因動物研究培育出來的生長激素轉基因豬和轉基因鯉魚、鯽魚新品種,正在中試開發。我國水稻基因組研究已取得突破性進展,在物理圖譜方面居世界領先地位。
醫藥生物技術產品的研究、開發和產業化已初具規模。我國研制的哺乳動物細胞基因工程乙肝疫苗于1992年獲國家批準投放市場,它已逐步替代傳統的血源疫苗。幾年來,我國城鎮嬰兒的乙肝帶毒率有大幅度下降;包括我國創制的一類新藥――重組人alb型干擾素在內,已有七種高技術藥物先后經國家批準,投放市場,其中國家一類新藥兩種;G-CSF等十幾種基因工程多肽藥物正在臨床Ⅰ、Ⅱ期試驗;還有幾十種產品處于中試開發或實驗室階段工作。B型血友病IX因子基因治療在國際上屬首例報導;應用皰疹病毒胸苷激酶基因治療惡性腦膠質細胞瘤工作已完成臨床Ⅰ期試驗。
863計劃實施十余年來,初具規模的我國生物技術產業,已開始對國民經濟和社會發展產生影響。就其學術水平和開發水平,在亞洲地區名列前茅,而且,與發展中國家相比,也處于領先地位。然而,與發達國家相比,隨著他們步伐的加快和投資量的加大,我國在整體研究和開發水平,尤其是產業化的程度上仍有相當大的差距。
二、經濟和社會發展對現代生物技術的需求
發展生物技術對于解決我國13億人口的吃飯和醫療保障問題,減輕環境壓力具有十分重要的現實意義和深遠的戰略意義。
1.不斷滿足日益增長的糧食需要。
預計到2010年我國人口有可能超過14億,根據人口增長趨勢和當前的土地消耗率估計,到2010年我國人均擁有土地將少于0.07公頃。今后每年食物總供給與總需求的缺口大致為:糧食2200~2500萬噸,為保證人民基本生活水平逐年有所提高和滿足我國人民對糧食的需求,從現在開始到2015年,我國糧食總產量每5年必須增加 1000億斤。如何大幅度提高糧食產量是我國農業生產面臨的重要問題。
為滿足我國日益增長的糧食需求,保持農業生產可持續發展,必須加大高科技投入。應用現代生物技術培育高產、優質、抗病蟲和抗逆的農作物新品種,大幅度提高農作物產量和品質,提高常規育種的效率,逐步實現定向育種;設計和生產新一代高效、低毒、無污染,兼有防病殺蟲功能的微生物農藥,減少病、蟲對農作物造成的危害,間接提高農作物產量,大大減輕環境污染。
2.有效控制人口,提高全民族健康素質。
我國雖然是發展中國家,但疾病病種卻同時具有發展中國家和發達國家的特征,導致死亡率最高的是心腦血管病、惡性腫瘤、病毒性傳染病等疾病。我國僅肝炎病毒帶毒者就達2億人。心腦血管疾病、腫瘤和糖尿病患者數千萬人,以呆傻為主的遺傳病患者3000萬人;另外,過去已經控制的傳染病如肺結核等的發病率呈回升趨勢,性病和艾滋病的蔓延令人擔憂;血液制品污染狀況嚴重,已不能滿足人民健康和國防的需要。它們嚴重影響我國人民自身健康和勞動能力,也是我國經濟發展中的負擔和障礙。與此同時,我國的人口壓力越來越大,已成為制約國民經濟發展的重要因素。因此,有效地控制人口增長,提高全民族的素質已成為關系國計民生的大事。
當前,隨著國際競爭的日益加劇,我國傳統醫藥行業亟待更新改造,如何設計和生產新一代具有我國自己知識產權的新藥,已刻不容緩。生物技術產業的發展能大幅度減輕國家在衛生保健方面的負擔,對提高人民的健康水平、增強我國醫藥市場的競爭能力和國民經濟實力具有重要的推動作用。
3.大力治理污染,保護生存環境。
我國的環境污染問題十分突出。近年來,總體環境質量在下降,大氣污染物如二氧化硫、飄塵等的排放量仍在上升,廢水排放已超過400億噸/年,工業固體廢棄物6200萬噸/年,其中100萬噸直接排入河流。采用堿法造紙技術及濫用化學藥品、特別是殺蟲劑造成了大規模的水體和土壤污染,此外,有 60億噸未經處理的工業廢棄物堆放在室外,占地數萬公頃以上。總之,我國生態環境破壞嚴重,其治理和恢復已迫在眉睫。生物技術是解決環境污染如水污染(包括江河污染、工業廢水污染、生活廢水污染)、空氣污染(包括石油、煤廢氣污染)和農用塑料造成的“白色”污染等諸多問題的有效手段之一。
三、我國生物技術產業化面臨的挑戰
開發一個生物技術新型藥物,要經歷一個較長的周期,且耗資巨大;即使是形成了產品,對其療效和副作用仍有很大考驗,存在著很大風險;在農業上,要真正培育出高產、優質和抗逆性能好、有推廣價值的新品種,過程是很艱難的。在當前激烈的國際競爭中,我們面臨的風險和挑戰更多:
1.專利和知識產權的威脅。目前研制和開發的醫藥產品,有大部分是引進國外已有或正在開發的產品,屬于仿制和拷貝之列,處理不當有可能發生國際糾紛;
2.基礎研究整體力量薄弱,潛在的、擁有我國自己知識產權的候選產品數量少,制約著我國生物技術及其產品的開發,以及在國際上的競爭能力;
3.國內產品開發存在嚴重的分散狀況,低水平重復的產品多,不能形成規?;a;
4.下游工程技術和工藝的研究力量薄弱,產品開發能力低;
5.國家在實施對外開放政策的同時,目前尚缺乏在現有狀況下如何保護我國民族生物技術產業成長的相應政策和措施。
綜上所述,現代生物技術是典型的高新技術,其研究的最終目標是生產商業產品,即實現產業化。現代生物技術產業是技術密集型產業,需要高深專業知識,更需要善于市場開發;需要高的資金投入,還需要科學的經營管理?,F代生物技術產業具有高風險、高回報的特點,要改變過去單一的國家投入機制,建立由中央、地方、企業、投資者共同參與的風險投資機制。為把握戰略機遇期大力發展我國生物技術產業化,提出如下建議:
在定位于現有863計劃的基礎上,以大幅度提高我國生物技術領域整體研究水平和開發能力為目標,使我國生物技術總體水平到2010年躋身于發達國家行列,某些方面處于世界領先地位。在農業、醫藥和環保等重要應用領域,形成具有相當規模的新興產業。
主要任務是重點開展:高產、優質、抗逆農作物分子育種;高效畜禽和水產養殖的分子技術;高效、無污染農業與環保用遺傳工程微生物;新型藥物和疫苗研究與開發;組織器官工程和基因治療的研究與開發;重大疾病相關基因的分離和我國特有資源的開發利用;分子設計和生物信息技術等七項重大關鍵技術和成果轉化項目的研究與開發,并在水稻等重要農作物雜種優勢利用、農作物分子標記輔助育種、轉基因植物、重大疾病相關基因研究、基因工程藥物和疫苗開發、人造血液、基因治療、中草藥開發利用等方面形成我國優勢。提高我國糧、棉、油的自給能力,初步滿足我國日益增長的對糧食的需求,大幅度提高和改善人民的營養水準和健康保障水平,推動社會的全面進步。
[關鍵字] 生物制藥;行業現狀;發展
中圖分類號:R19 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2016)08(b)-0000-00
生物醫藥是現代生物技術生產中的重要產品,是衡量一個國家現代生物技術發展水平的一個重要的標志。生物制藥產業是制藥業中發展最快、活力最強、技術含量最高的領域之一。我國把生物技術列為一門“前沿技術”,加強生物技術各領域的應用,把生物技術作為未來高技術產業趕超的重點。生物醫藥和生物制藥領域是重點發展的領域,我國生物產業發展必須加快其規?;⒓刍蛧H化進程。目前,中國生物醫藥產業已經具有良好的基礎,但與世界先進國家的生物醫藥產業相比還存在差距,必將經歷從科研到產業化的艱難之路。近年來,我國不斷加大力度支持生物醫藥產業的發展,創造出巨大的市場空間和良好的發展環境。
一、生物制藥技術基礎及產業鏈
現代生物技術也可稱之為生物工程,是新的科學技術支柱之一。生物技術的應用范圍十分廣泛,在醫藥衛生領域得以廣泛應用,并取得顯著成效,蘊含著巨大的發展潛力迅速成長。生物制藥這一制藥技術,以基因重組、單克隆技術為代表,通常在大規模、集中化的發酵工廠進行,它的生產過程既不同于傳統的化學藥物,也不同于從動、植物中提取的藥物。生物工程技術制造藥物,首先通過基因工程或細胞工程培養出“工程菌”或“工程細胞株”,然后再利用現酵技術進行大規模的培養,從中提取出所需的藥物。生物藥在分子結構、物化特性、制備技術等方面與化學藥不同,綜合利用了微生物學、生物技術等科學的原理和技術,從生物體、細胞、體液等提取制造一類用于預防、治療和診斷的生物工程制品。這一制品具有高效性,對疾病也具有鮮明的針對性。生物技術的發展加速了新科學知識的產生與應用,生物技術不斷創新發展,生物產業正加速著新的技術時代。
生物制藥業作為典型的高新技術產業,具有技術、投入、收益、風險四高及低污染的特征。制藥行業產業鏈可以簡單分成研發、測試、上市銷售三個階段,組成生物制藥產業鏈的各環節與傳統制藥行業基本一致,但在每個環節上的技術基礎差異很大,主要的生物制藥技術如基因重組、單克隆等均源于上世紀對細胞內部結構的突破性發現。生物工程藥物的發展,給制藥工業帶來一次革命性飛躍,將在持續提升人類的醫療保健水平上發揮重大作用。
二、國內生物制藥行業發展現狀
我國生物醫藥產業規模龐大,但自主研發能力仍很薄弱,藥品生產以仿制為主,原創性藥物較少,生物醫藥關鍵技術和國際水平相比也有較大的差距。因此,培育發展生物醫藥產業,并大力促進整個產業參與國際競爭,將成為提升我國生物醫藥產業整體發展水平和競爭力的關鍵。
(一)行業起步較晚,行業產銷均保持較快增長。
在市場需求旺盛和政策大力扶持等利好因素的推動下,2012年我國生物藥品制造業實現工業銷售收入1775.43億元,同比增長19.42%;2013年生物藥品制造業需求穩定增長,實現銷售收入2381.36億元;2014年我國生物醫藥行業雖然受到藥品持續的降價和醫??刭M政策的雙重影響,實現銷售收入2749.77億元,收入和利潤增速遠超當年GDP增速,分別達到13.95%和11.82%,仍然保持著良好的增長勢頭。2013-2015年,我國生物醫藥產業產值年均增速達到20%以上,這不僅推動了一批擁有自主知識產權的新藥投放到市場,還集聚形成一批年產值超百億元的企業,大大提高我國生物醫藥產業的集中度及在國際市場中的份額。
(二)行業技術落后于國外技術,行業以中小型企業為主,大型企業占比偏低。
我國生物藥品制造業中,產品多集中在較為低端的仿制疫苗、血液制品行業,技術壁壘較低。支持我國生物技術產業化的設備、技術落后及生物技術的產研脫節等因素是導致我國生物技術產業化水平低的主要方面。2012年,我國生物藥品制造業總資產達1848.07億元,同比增長14.9%,小型企業資產占比為38.02%,大型企業資產僅為17.17%,大型企業占比明顯偏低。我國生物技術公司特別是創業型企業面臨眾多壓力,缺乏拳頭產品,企業發展規模小,產品產業化程度低下,眾多問題都在制約我國國內生物制藥行業的發展。
(三)行業整體技術水平顯著提高,已經具備較強的基礎。
經過多年的快速發展,我國生物技術領域的基礎技術和實驗室階段等都已接近國外先進水平,明顯縮小了與世界先進國家的差距。國際上,美國、日本和歐洲是生物制藥業的主要集中地,所開發的產品及市場銷售額都占居全球優勢。美國作為生物制藥的發源地,擁有經費投入、產品開發和研制、產品生產和市場上的國際領先優勢。多年來,政府支持、國內外風險投資的增長、大量跨國生物制藥公司進入中國,這些都為中國生物制藥產業的發展提供了強大動力。我國必須通過發展資源節約型、環境友好型的生物制藥,進一步完成醫藥行業的產業升級換代,占領未來全球生物制藥制高點。
三、生物制藥行業要以高端生物仿制藥和CRO為發展突破口
生物類似物是我國生物制藥表現最為活躍的領域,是CRO(新藥研發合同外包服務機構)快速發展的要素之一。現階段在生物制劑市場上,跨國制藥企業占據壟斷性地位,擁有絕對的技術優勢,成為中國企業在行業發展中的巨大障礙。中國生物醫藥行業仍存在多重瓶頸有待突破。國內生物制藥行業以高端生物仿制藥和CRO為短期內最有希望取得關鍵性突破的環節。生物仿制藥和CRO共同的特點是需求增長較快、前景明朗,國內的成本優勢明顯;不同的是CRO未來市場規模較為有限,而生物仿制藥市場規模較大,對經濟發展具有很強的支撐作用。
(一)高端生物仿制藥
生物仿制藥特別是單抗等高端生物仿制藥的技術壁壘較高,未來需求巨大,在一定程度上對仿制藥企業的利潤水平和發展速度提供了保障。目前全球對生物藥的需求巨大,但是生物藥的價格較為昂貴,對其普及造成限制。我國生物制藥產業起步晚,發展快,但當前許多前沿生物技術仍落后于歐美等國家,通過仿制藥物仿創結合,加以系統集成,既能實現技術上趕超的目標,也能滿足當前我國防治重大疾病、應對突發疫情及處理重大衛生事件的用藥需求。我國要改善生物制藥行業所處法律環境,加強知識產權保護,加快中國版生物仿制藥審批通道,為國內高端仿制藥發展掃平道路;加強對生物制藥產業鏈監管的整合,改變目前各個環節互相分割的監管現狀,進而加速我國生物制藥產業化進程。
(二)CRO
CRO是一種學術性或商業性的科學機構,是通過合同形式向制藥企業提供新藥臨床研究服務的專業公司。CRO 作為制藥企業的一種可借用的外部資源,其顯著的作用就是能降低整個制藥企業的管理費用并大大提高效率。CRO能在短時間內迅速組織起一個臨床研究隊伍,該團隊體現出高度專業化及豐富的臨床研究經驗。由于目前生物技術產業研發投入和風險不斷擴大,生物醫藥企業無法具有產業中所包含業務的全部優勢,必須借助外部資源即專業的研發機構才能促進生物醫藥的發展。近年來,中國行業發展迅速,成為世界醫藥外包的熱土,已經超過印度成為亞洲研發外包首選地。未來,歐美市場的增長率預期會下降,而亞洲新興市場的增長率將不斷提高,這給中國帶來巨大的發展機遇。隨著人力成本的提高,中國CRO企業的成本優勢逐漸削弱,國內企業未來發展必須在提升研究品質和為客戶提供定制服務兩方面需找突破口。
四、生物制藥行業前景展望
面對產業競爭和發展的新要求,我們要增強緊迫感和憂患意識,用改革創新推動生物醫藥產業發展。在醫療改革和國家基本藥物制度快速推進的背景下,國家持續增加對全民大健康產業的投入,這為生物醫藥行業的發展奠定了堅實的基礎。據預測,2020年我國生物醫藥市場將成為全球第二大生物醫藥市場,僅次于美國。生物醫藥在治療腫瘤、冠心病、神經退化性疾病、自身免疫性疾病及血液替代品的研究開發等領域具有巨大的發展潛力。我國“十三五”期間,生物醫藥產業將重點確定為大力發展重大疾病化學藥物、生物技術藥物、新疫苗、新型細胞治療制劑等多個創新藥物品類。這充分表明我國將加大生物醫藥的研發力度,中國生物醫藥產業未來的市場潛力必將十分巨大。
產業轉型的時代背景下,我國的產業政策對生物制藥形成了較大的支撐,生物醫藥產業被確定為我國的七大戰略新興產業之一。生物制藥是生物技術的重點應用領域之一,我國未來醫藥工業要實現升級發展,關鍵是要落實創新驅動的發展戰略,逐步縮小與制藥強國在創新能力上存在的差距,既要把創新擺在醫藥工業發展全局的核心位置,也要把增強技術實力作為建設醫藥強國的戰略支點,不斷完善以企業為主體,以市場為導向,政產學研用相結合的創新體系,進一步推動生物醫藥產業的規?;?、集聚化和國際化發展。
參考文獻
[1]馬麗梅,趙潔.《生物制藥技術探析》.中國科技博覽第18期,2011.
從上世紀90年代開始,許多沿海國家都把開發利用海洋作為基本國策。美、日、英、法、俄等國家分別推出包括開發生命活性物質和海洋藥物在內的“海洋生物技術計劃”“海洋藍寶石計劃”“海洋生物開發計劃”等,投入巨資發展海洋藥物及海洋生物技術。全世界范圍內已從海洋動植物及微生物中分離得到1.5萬多種新型化合物,研發獲得了抗腫瘤、抗艾滋病等不同類型的新型海洋藥物以及海洋功能保健食品等。
近年來,隨著我國海洋生物產業的發展,海洋生物資源高值利用的理念也被廣泛應用。國家相繼在海洋生物資源高值利用方面進行項目部署,重點關注我國海水養殖產業的品種優化、病害防治、增產增收等產業問題,并取得了一批重要的科技創新成果。
目前,我國海洋經濟發展正在推進。在海洋生物活性物質作用機理和重要生物制品開發方面,我國針對海洋藥物開發中的生物活性物質作用機理、毒副作用降低和藥效增強以及產品高值化開發中的產品設計、構效優化和規模生產技術等關鍵科學問題,重點開展了自主創新藥物的藥源技術、新型農用產品的制備工藝、新穎海洋生物產品設計等方面的研究工作。
目前,中國科學院已完成了微波技術制備甲殼低聚糖、殼寡糖的工藝優化,獲得了廢棄蝦蟹殼作為新型生物農藥源的資源再利用工藝技術,合成抑菌效果增強的5種殼聚糖新衍生物,并獲得了3種微生物制劑;研究建立了具有海洋生物特點的鹵素過氧化物酶生物催化體系,為工業應用提供科學依據;獲得了海洋貝類活性物質開發新型鮮味增強劑的關鍵技術,并實現產業化和制訂產品企業標準;攻克了海藻多糖胃溶植物空心膠囊的研制及產業化關鍵技術,獲得新型植物膠囊材料并實現產業化。
在海洋微生物活性物質及其組合物合成技術研發方面,我國針對熱帶海洋微生物的種屬選擇性培養基和培養條件、難培養分離菌株及稀有菌種菌株的穩定培養和傳代技術,微生物發酵液中的微量、難分離成分的分離純化和結構新穎、復雜的化合物的結構確定,多靶點生物活性成分篩選技術,熱帶海洋微生物顯效化合物的顯基因的重組技術和功能代謝酶的表達技術等關鍵科學問題,重點開展了南海熱帶海洋微生物的生物學、遺傳學、酶學和次生代謝產物的特征研究,探討微生物活性化合物的代謝機制,開發熱帶海洋微生物的組合生物合成技術。
海洋生物資源高值利用是海洋領域一個重要的新興交叉方向,是海洋戰略性新興產業的支柱性主導產業和突破口,是解決制約人類資源短缺等重大問題的必然選擇和有效途徑。
(選自《中國科學報》2014年4月8日,有刪改)
關鍵詞: 微藻生物技術 專業建設 海洋特色
1.引言
微藻生物技術興起于20世紀50年代,它可以被理解為,以微藻生物學為基礎,利用微藻生物體系和工程原理,提供商品和社會服務的綜合性科學。其本質上與農業生物技術相似,即利用太陽光能大量生產生物量,用作人類的有機資源[1]。微藻生物技術發展至今大致可分為兩個階段。1940年―1980年,初步形成一個比較完整的微藻生物技術體系。此時期開發出的用于培養小球藻、螺旋藻和鹽藻的開放式培養系統在許多國家和地區得到了成功推廣,使人類看到了微藻生物技術的巨大經濟潛力。1980年―2000年,微藻生物技術迅速發展,形成了富有特色的微藻生物技術研究體系。目前,全球微藻年產量約8,000―10,000噸,廣泛應用于食品、飼料、精細化工原料、醫藥和航空航天等領域,前景十分廣闊。
我國20世紀50年代中期進行微藻的相關研究,70年代至80年代對螺旋藻、鹽藻及一些固氮藍綠藻的培養與應用等研究取得了一定的成績。90年代后期,我國微藻生物技術快速發展。迄今,我國在藻種選育、培養技術、生物活性成分的分離制備、生物轉化、工廠化培養、微藻保健食品和海水養殖等方面,已達到或接近國際水平。
近年來,隨著陸地資源的衰竭,豐富的海洋微藻資源成為人們關注的熱點。尤其是海洋微藻在保健食品、藥物、飼料、化妝品、生物農藥和污水治理等方面展現的應用前景,為微藻生物技術產業的快速發展帶來了良好的契機[2]。在微藻生物技術應用日益廣泛的今天,如何利用微藻生物技術專業凸顯海洋特色,對人才培養,突出我校辦學的海洋特色,以及“江蘇省海洋大學”的申報等意義重大。
2.創建微藻生物技術專業,在經濟和社會發展需要中體現我校海洋特色
自人們認識到微藻的開發價值和巨大經濟潛力以來,微藻生物技術得到了迅速發展。全世界有關微藻生物技術的專利在1953―1980年的27年間共77項,平均每年僅2.85項;在1981―1993年間卻達到了194項,平均每年16.17項;微藻生物技術也從實驗室走向了產業化,為人類新資源的開發開創了新天地。近年來美國、德國和日本等發達國家已經把海洋生物技術列為重點發展方向,尤其是將海洋微藻的大規模培養及其天然活性物質的分離提取等技術放在首位。
我校可通過借鑒國內中國科學院有關研究所、煙臺大學、大連理工大學、中國海洋大學、廈門大學等單位在微藻研究領域等的成果和經驗,精心做好專業建設規劃,對構建微藻生物技術特色專業的人才培養方案和人才培養模式、課程體系與實驗室建設、校外實習基地建設等進行詳細規則[3,4]。同時我校海洋學院也可以將傳統的生物工程、水產養殖、食品科學與工程和海洋科學等學科交叉融合,通過整合人力、物力資源,進行微藻生物技術專業的創建。海洋學院利用現有的研究條件和研究隊伍,以及國內微藻生物技術的的研究成果,可使該專業具有較高的整體水平,并逐步形成專業特色[5]。我國本科高校,多將微藻生物技術歸屬于水產養殖學科,或列入海洋生化工程學科的研究方向下,而未作為一個獨立的專業。在此契機下,創建微藻生物技術專業恰能凸顯我校的海洋特色。
與其它生物技術相比,我國微藻生物技術尚處于初級發展階段,還存在許多“瓶頸”,需要多學科的通力合作。針對國內外研究現狀,積極開展基于經濟和社會發展需要的微藻生物技術專業的建設,可為國內微藻生物技術產業的發展提供很好的人才保障。同時,結合經濟建設和社會發展的需要,該專業可積極開展β胡蘿卜素、醫藥品、色素、高價值油脂及動物飼料等微藻生物制品的研究。
3.強化微藻生物技術專業優勢,以科研實力支撐我校海洋特色
科學研究是探索自然、社會與思維等事物的性質和客觀規律。我校海洋學院在海洋生物學(省級重點建設)、水產品加工和水產養殖(校級重點建設)等三個學科涵蓋的“重要海洋生物種質資源的保護和利用”、“海洋生物活性物質研究和利用”、“水產品精深加工技術研究和質量安全”、“海洋生態與環境”五個相對穩定的研究方向下,積極開展了微藻生物技術方向的科學研究,在海洋微藻的化感作用、海藻與赤潮藻類的化感作用、海洋微藻的光衰減、海洋微藻多糖的合成、分離和純化、海洋微藻種質庫的建立、海洋經濟微藻濃縮與保存技術產業化應用試驗、抗生素對海洋微藻的促生長作用、螺旋藻的海水馴化及其對生產性能的影響、微波法提取雨生紅球藻中的蝦青素等省教育廳、江蘇省重點實驗室和校級課題的研究上獲得了一些有價值的科研成果。
同時,我校海洋學院擁有學術水平較高的結構合理的科研團隊,在海水增養殖技術、海洋生物病害防治、海洋微生物酶類、海洋魚貝類加工及保鮮、海洋活性物質研究等方面取得了許多高水平的研究成果。近5年500余篇,出版學術專著和教材多部,獲發明專利9項,科技成果轉讓多項,直接經濟效益數千萬元。目前,承擔各級各類項目50多項,其中主持和承擔國家級項目9項(主持國家自然基金1項、承擔國家自然基金4項、主持國家重點實驗室項目2項),承擔省級項目30多項(其中主持省科技廳項目3項)。以上科研成果可逐步構成穩定的微藻生物技術專業的研究方向,并強有力地支撐我校辦學的海洋特色。
4.培養優秀專業人才,將我校海洋特色與地方經濟緊密結合
我校是江蘇省特別是蘇北地區相關行業和領域內人才培養、科學研究與技術開發的重要基地之一。微藻生物技術專業可緊密圍繞地方經濟發展需要,以培養應用型人才為主,使本專業畢業生就業立足本省,重點滿足企事業需要。在專業人才培養過程中,通過強化實驗教學和以雙贏校外實習基地為平臺的實踐環節教學體系,培養學生的創新能力和實踐能力,使他們成為既具有濃厚創新意識和創新能力,又能積極參與地方經濟建設的人才[6,7]。
近年來,連云港贛榆、灌云、灌南和東海等縣海水養殖業異軍突起,成為致富漁民的支柱產業。特別是貝類養殖、魚蝦養殖迅速崛起,對餌料的需求急劇激增,也對餌料質量提出了更高的要求。鑒于此,微藻生物技術專業可依托我校重點實驗室,將魚蝦貝類的生理特征、生活習性、企業標準的優質微藻餌料的制備等作為研究課題,采用開放實驗,專業綜合實驗,以及畢業設計與論文等方式,培養基于連云港地方經濟需求的優秀的應用型人才,從而將我校海洋特色與地方經濟緊密結合,實現高等學校人才培養、科學研究和社會服務的三大功能。
5.努力推進成果轉化,在開展科技合作中融合我校海洋特色
可持續發展是21世紀科學技術研究的主導方向,目前絕大部分化工產品的原料來自于石油,隨著石油資源的日益枯竭,近年來人們的目光聚焦于可再生的生物資源,其中通過水生微藻養殖制備全新的燃料源成為備受關注的亮點。我國具有可觀的海洋微藻資源總量,專家認為這為我國在尋找石油替代品的研究提供了一次歷史機遇,做好微藻制備燃料源的開發與產業化工作,對我國可持續發展戰略具有重要意義。
早在1978年,美國在“水生種類計劃”研究中就已經證實能夠利用微藻制造生物柴油。他們指出,用微藻來生產生物柴油已經比礦物油具有價格競爭力,并且能減排柴油發電機廢氣中高達92%的CO2和氧化氮。10―20年后,當容易開采的石油接近枯竭,全球變暖加劇,微藻生物柴油相對昂貴的石油替代品,如頁巖油和瀝青砂油,將具有更大的價格競爭力。鑒于此,微藻生物技術專業可利用我校的交叉學科優勢,積極開展基于微藻資源的全新的燃料源的研究開發工作。而且可以從微藻中提取出更多的生物制品和副產品,進一步提高微藻培養的經濟性。其產量高、需水少、肥料效率高,潛在產量超過陸地農作物產量的30倍,海洋微藻的生產優勢,加上燃料制取技術的不斷進步,可保證微藻生物技術專業在開展科技合作中很好地融合我校的海洋特色。
6.結語
當今,人類正面臨人口膨脹、陸地資源減少和環境惡化這三大全球性問題。開發利用海洋資源是解決這些問題的重要途徑之一,一場以開發海洋生物資源為標志的“藍色革命”正在世界范圍內蓬勃興起。我們相信,隨著人類對微藻的深入認識和了解,隨著高新技術和人力物力的大量投入,以及各學科乃至世界各國間的廣泛合作,微藻生物技術必將成為解決人類食品和能源的主要途徑,為人類的生存作出貢獻。與此同時,我校在其建設與發展過程中,積極探索微藻生物技術專業的建設,對凸顯我校海洋特色,以及推動地方經濟健康、快速發展意義深遠。
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關鍵詞:細胞工程;實驗教學;改革
一、引言
在生物技術中,細胞工程實驗課是一項重要組成部分,能夠幫助學生更好的理解細胞工程知識,并在同藥理學常識進行結合的基礎上洞悉生物藥物的生產過程。為了能夠獲得更好的教學效果,就需要教師能夠做好教學改革,以科學的方式開展該門課程教學。
二、細胞工程實驗教學思想
第一,專業培養同教學統一。在該課程中,要對學生生物技術相關技能以及原理進行積極的培養,以此使其能夠成為從事生物藥物、重組蛋白藥物、生物制品、抗體藥物研究的應用型、復合型人才。為了能夠同人才培養需求相適應,在課程當中,將基本制藥技能的掌握以及獨立科研能力的形成作為重點教學目標,在圍繞微生物、動植物藥物生產原理的基礎上開展教學。第二,多層次課程體系。在課程開展中,要將基礎性實驗、設計型實驗、工業實踐型實驗同綜合性實驗實現密切結合,在積極提升學生實踐能力的基礎上構建出綜合提高實驗、工業實踐實驗、基礎實驗以及自主設計實驗于一體的教學模式。在不同教學模塊當中,要在充分聯系知識體系邏輯關系的基礎上做好基礎實驗項目的設置,以此實現基本實驗技能的培養,通過科學項目的安排設置構建成具有自主性和創新特征的實驗項目體系,以此培養學生分析問題和解決問題的能力,之后,再積極規劃具有工業實踐特征的實驗項目,以此幫助學生能夠更為直觀的完成項目體驗,可以說是在循序漸進過程中形成實驗體系的構建。在做好上述幾種實驗類型選擇的基礎上,要積極做好課程結構的優化,即通過實驗教學改革的實施使教學內容能夠同知識體系形成雙向重構。第三,開展引導式教學。在傳統實驗方式中,學生往往較為機械的按照教師板書以及講義進行操作,在實驗當中一直處于被動的地位。該種情況的存在,所開展的實驗課程則很難滿足教學目標以及專業培養方案要求,且往往當教師對操作步驟交代的越明確、知識講解的越細致,學生所獲得的鍛煉效果以及學習效果就越差。對于該種情況,則可以在充分把握實驗項目設置特點的基礎上在課程當中做好實驗要素的講授,以此對學生的主觀能動性進行積極引導,使學生以獨立的方式對實驗當中面臨的問題進行解決。而在學生獨立操作的同時,教師也需要做好學生操作情況的觀察,及時糾正學生操作當中存在的問題,以此保障實驗的順利進行,通過引導式實驗教學方式的應用,則能夠使學生在地位轉變的情況下更好的鍛煉實驗操作能力,并形成主動思考問題的好習慣。
三、教學改革方案
傳統細胞工程實驗教學當中實用性差、內容單一等問題的存在,對該專業學生的培養效果產生了負面的影響。為了實現該問題的解決,就需要從以下方面入手,積極做好實驗教學改革:
1.自主設計實驗
在基礎實驗當中,其中的實驗步驟較為明確,不僅技術項目較為單一、使用的藥品數量以及設備較為有限,且實驗過程以及時間也相對較短。而當學生畢業之后,其所面臨的生產或者科研崗位工作則具有更高的復雜性,如果僅僅開展基礎性實驗,則很可能出現學生在畢業后不能夠較好應對工作需求的情況。為了能夠使學生獲得更高的科研能力,則需要在課程當中做好自主設計實驗的設計。在細胞工程實驗課當中,所具有的自主性實驗有單克隆抗體制備以及不同藥物對腫瘤細胞影響等。對于這部分實驗,在具體操作當中先要將學生分為不同的小組,在對實驗方案做好設計的基礎上做好方案細節的強調。在具體實驗操作當中,實驗室需要對科學的材料以及設備條件進行創造以及提供,以此保障項目的順暢開展。通過自主設計實驗方式的應用,則能夠在實現學生思維觀念積極轉換的基礎上在學習當中獲得主體地位,對其勇于探索品質的形成具有積極的作用。
2.同工業相結合
細胞工程實驗課程開展的目的,即是在對學生細胞工程技術能力進行積極培養的基礎上使其能夠為科研以及生產提供服務。根據課程目標以及特點,則可以在教學當中同周邊企業建立密切合作,在企業車間當中進行實驗教學。通過現場生產教學方式的應用,能夠幫助學生更為深入的對該門課程的意義以及作用形成理解,在其學習積極性以及興趣提升方面具有積極的作用。
3.開放性實驗
為了進一步的對學生的創新能力與思維進行塑造,實現學生科研興趣的培養,就需要積極鼓勵學生能夠進入到實驗室當中,參與到科研實驗活動當中。如在腫瘤細胞基因表達研究當中,學生則可以組建相關的興趣小組,申請實驗案例,在教師的指導下實現對相關文獻的查閱,并逐步從小組的模式演變為獨立操作。在該操作過程中,學生則能夠在不斷地研究與學習當中形成透過實驗看本質的思維,并學會在實驗當中發現事物形成規律,最終較好地實現問題的解決,在對課堂實驗教學以書本內容積極深化的基礎上為后續科研工作的開展奠定良好基礎。
4.綜合課程框架
在細胞工程實驗當中,基礎性實驗包括有腫瘤細胞培養、微生物純種分離、動植物細胞培養等方面。這部分實驗活動開展的目標,就是幫助學生在同具體實驗全面接觸的基礎上能夠實現細胞工程基本技術環節的熟練掌握。在學生做好這部分內容掌握的同時,教師也需要開設部分綜合性實驗項目,如微生物細胞融合以及動物細胞制備等。通過這部分實驗的開展,能夠不斷提升學生的操作能力和動手能力,以此為后續獨立操作奠定基礎。
5.規范考核體系
在傳統實驗考核環節中,主要根據學生實驗成果以及結論對學生成績進行評價,在教學改革當中,就需要對原有的教學方式積極轉變,將以往單純重視結果的考核方式轉變為將重點放在過程當中,以多元考核體系方式的應用評價實驗效果。在具體考核當中,要對學生實驗態度的端正性、實驗原理理解程度以及關鍵步驟操作情況進行重點檢查,并將理論考試、考勤、實驗報告以及課堂操作等都納入到考核內容當中。與此同時,要在師生之間開展互評,使學生在學習當中對教學方法以及教學內容等環境積極反饋,實現實驗教學水平的提升。
四、結束語
細胞工程實驗作為生物技術中的重點課程,培養學生的基本知識、操作能力以及獨立實踐能力具有十分重要的意義。在上文中,我們對生物技術中細胞工程實驗教學改革進行了一定的研究,需要該專業教師能夠做好改革目標的把握,通過科學教學方式的運用,不斷提升實驗教學效果。
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【關鍵詞】生物技術;中藥現代化;應用
中藥是祖國醫學防病治病的物質基礎,是我國傳統藥學寶庫,包含中藥材、藥材飲片及中成藥。中藥在醫療保健中發揮著越來越大的作用,對進入高齡化社會的21世紀來說,中藥制劑作用緩和、對慢性疾病療效顯著,標本兼治,適于老年患者,具有廣闊的發展空間[1]。中醫藥是幾千年來中華民族賴以生存、繁衍的醫學瑰寶,但我國作為中藥資源大國,卻不是中藥產業大國。在現代主流醫學中,中醫藥僅扮演配角,競爭力明顯低于國外同行業。據統計,日本一家中藥企業用中國的“六神丸”配方和地道中藥材制成“救心丹”后返銷我國,2003年在我國的銷售額達1億美元。韓國僅“高麗參”一項出口就相當于我國全部中藥材出口額的50%,價格比我國人參高出10倍左右。國際市場上中成藥的銷售額每年約300億美元,日本占80%,韓國占10%,而我國只占5%左右。專家認為,“洋中藥”療效穩定,質量可控,特別是在有效成分提純方面科研創新和技術水平高。而我國中藥還未擺脫傳統用藥方式,即使是制成的丹、丸、散、片,也有著標準不一、質量不穩的問題。絕大多數中成藥在安全性及有效性方面沒有完整的科學數據,從原材料到產品生產缺少可控的質量標準,中藥產品與國際藥品標準和要求并不接軌。我國中藥資源豐富,歷史悠久,但這一優勢在競爭激烈的國際醫藥市場上卻沒有得到充分體現,在出口及基礎研究領域落后于日本、韓國、臺灣等國家和地區。中藥材原料生產與質量標準化,是我國中藥現代化的最大“瓶頸”。要改變這種局面,爭得世界傳統藥物市場的一席之地,針對控制標準不科學,生產管理不夠規范,藥物作用機理和毒理作用不明確以及新藥有效成分的篩選缺乏科學性這些弊端,唯有利用現代生物技術改造中藥,加快中藥現代化進程。
1.中藥現代化
中藥現代化是以中醫藥基礎理論為指導,用現代科學技術,研究中藥的科屬種源、成分分析、炮制研究、組方原理、制劑開發、制劑標準、質量控制等一系列工作。現代化中藥產品的特點為三效:高效、速效、長效;三小:劑量小、毒性小、副作用小;三便:便于儲藏、便于攜帶、便于服用[2]。
2.中藥現代化中的一些生物技術
2.1提取分離中藥有效成分難是導致中成藥療效差、質量不可控的主要原因。應用指紋圖譜技術的色譜圖標示可以改善這一關鍵技術難題。色譜主要是利用物質在流動相與固定相中的分配系數差異而分離樣品。樣品中的各組分在兩相相對運動時被多次分配,分配系數大的組分遷移速度慢;反之則速度快,因此被分離。
2.2DNA遺傳標記、電泳技術DNA作為生物群體細胞中的遺傳物質,具有遺傳穩定性,代表了該種群的基本遺傳特征,對其標記,制定出其正品的標準DNA指紋圖譜,為鑒別不同類別中藥提供了方便快捷的方法。
2.3分子免疫技術疾病發生時異?;蚬δ艿膶崿F最終還依賴于蛋白質表達,中醫藥預防和治療疾病的療效最終也往往落實到蛋白質,通過對有關蛋白質的調控而發揮作用,因此,觀察蛋白質水平的變化是中醫藥作用機制研究的重要環節。
2.4轉基因技術國外獲得成功的轉基因藥用植物有8種,其中轉基因煙草可以生產人用溶酶體酶及多種人與動物疾病抗體,轉基因玉米生產重組霍亂疫苗、單克隆抗體等。
2.5基因芯片技術基因芯片技術可顯示出中藥作用的所有靶基因。藥物處理后基因表達的改變對研究藥物作用機制有一定的提示作用。此技術可以分析單味中藥或中藥復方用藥前后機體的不同組織、器官基因表達的差異,從而發現一組病癥相關基因和藥物效應基因,作為藥物篩選靶標,優化靶點,開發新藥。同時可對中藥中的各種成分進行平行篩選,比較各種成分作用后機體基因表達的差異,結合體內組織學和生物化學的改變,探索中藥的有效成分及存在狀況,尋找有效部位和制備單體。
2.6植物細胞工程實施藥用植物的細胞工程,可以利用生物反應器對植物細胞組織大規模培養,通過一系列的單元操作和有效的細胞程序調控,提高中藥有效成分含量,通過對有效成分含量的標準化,可提供與天然中藥材具有相同藥理作用的中藥原料產品。其次,還可運用植物細胞工程技術分離和提取中藥有效成分,解決原料(栽培)質控、安全性和有效性等問題,使中藥產品的技術含量高,質量可控, 療效確切, 易于制備各種現代制劑。植物細胞工程有助于實現中藥生產標準化,實現瀕危珍稀中藥材和具有較高臨床價值的現代中藥產品的二次開發。
2.7發酵工程中藥發酵研究始于20世紀80年代,人工條件下利用細胞的快速增殖與次生代謝產物的產生,為人工資源的生產提供技術平臺。
為了適應這種快速發展的形勢,美國、日本、澳大利亞等發達國家先后制定了國家發展計劃,把海洋生物技術研究確定為21世紀優先發展領域。1996年,中國也不失時機地將海洋生物技術納入國家高技術研究發展計劃(863計劃),為今后的發展打下了基礎。不言而喻,迄今海洋生物技術不僅成為海洋科學與生物技術交叉發展起來的全新研究領域,同時,也是21世紀世界各國科學技術發展的重要內容并將顯示出強勁的發展勢頭和巨大應用潛力。
1.發展特點
表1和表2列出的資料大體反映了當前海洋生物技術研究發展的主要特點。
1.1加強基礎生物學研究是促進海洋生物技術研究發展的重要基石
海洋生物技術涉及到海洋生物的分子生物學、細胞生物學、發育生物學、生殖生物學、遺傳學、生物化學、微生物學,乃至生物多樣性和海洋生態學等廣泛內容,為了使其發展有一個堅實的基礎,研究者非常重視相關的基礎研究。在《IMBC 2000》會議期間,當本文作者詢問一位資深的與會者:本次會議的主要進步是什么?他毫不猶豫的回答:分子生物學水平的研究成果增多了。事實確實如此。近期的研究成果統計表明,海洋生物技術的基礎研究更側重于分子水平的研究,如基因表達、分子克隆、基因組學、分子標記、海洋生物分子、物質活性及其化合物等。這些具有導向性的基礎研究,對今后的發展將有重要影。
1.2推動傳統產業是海洋生物技術應用的主要方面
目前,應用海洋生物技術推動海洋產業發展主要聚焦在水產養殖和海洋天然產物開發兩個方面,這也是海洋生物技術研究發展勢頭強勁。充滿活力的原因所在。在水產養殖方面,提高重要養殖種類的繁殖、發育、生長和健康狀況,特別是在培育品種的優良性狀、提高抗病能力方面已取得令人鼓舞的進步,如轉生長激素基因魚的培育、貝類多倍體育苗、魚類和甲殼類性別控制、疾病檢測與防治、DNA疫苗和營養增強等;在海洋天然產物開發方面,利用生物技術的最新原理和方法開發分離海洋生物的活性物質、測定分子組成和結構及生物合成方式、檢驗生物活性等,已明顯地促進了海洋新藥、酶、高分子材料、診斷試劑等新一代生物制品和化學品的產業化開發。
表1 近期IMBC大會研討的主要內容
表2 近期IMBC大會和《Marine Biotechnology》學報論文統計表
1.3保證海洋環境可持續利用是海洋生物技術研究應用的另一個重要方面
利用生物技術保護海洋環境、治理污染,使海洋生態系統生物生產過程更加有效是一個相對比較新的應用發展領域,因此,無論是從技術開發,還是產業發展的角度看,它都有巨大的潛力有待挖掘出來。目前已涉及到的研究主要包括生物修復(如生物降解和富集、固定有毒物質技術等)、防生物附著、生態毒理、環境適應和共生等。有關國家把“生物修復”作為海洋生態環境保護及其產業可持續發展的重要生物工程手段,美國和加拿大聯合制定了海洋環境生物修復計劃,推動該技術的應用與發展。
1.4與海洋生物技術發展有關的海洋政策始終是公眾關注的問題
其中海洋生物技術的發展策略、海洋生物技術的專利保護、海洋生物技術對水產養殖發展的重要性、轉基因種類的安全性及控制問題、海洋生物技術與生物多樣性關系以及海洋環境保護等方面的政策、法規的制定與實施倍受關注。
2. 重點發展領域
當前,國際海洋生物技術的重點研究發展領域主要包括如下幾個方面:
2.1發育與生殖生物學基礎
弄清海洋生物胚胎發育、變態、成熟及繁殖各個環節的生理過程及其分子調控機理,不僅對于闡明海洋生物生長、發育與生殖的分子調控規律具有重要科學意義,而且對于應用生物技術手段,促進某種生物的生長發育及調控其生殖活動,提高水產養殖的質量和產量具有重要應用價值。因此,這方面的研究是近年來海洋生物技術領域的研究重點之一。主要包括:生長激素、生長因子、甲狀腺激素受體、促性腺激素、促性腺激素釋放激素、生長一催乳激素、滲透壓調節激素、生殖抑制因子、卵母細胞最后成熟誘導因子、性別決定因子和性別特異基因等激素和調節因子的基因鑒定、克隆及表達分析,以及魚類胚胎于細胞培養及定向分化等。
2.2基因組學與基因轉移
隨著全球性基因組計劃尤其是人類基因組計劃的實施,各種生物
的結構基因組和功能基因組研究成為生命科學的重點研究內容,海洋生物的基因組研究,特別是功能基因組學研究自然成為海洋生物學工作者研究的新熱點。目前的研究重點是對有代表性的海洋生物(包括魚、蝦、貝及病原微生物和病毒)基因組進行全序列測定,同時進行特定功能基因,如藥物基因、酶基因、激素多肽基因、抗病基因和耐鹽基因等的克隆和功能分析。在此基礎上,基因轉移作為海洋生物遺傳改良、培育快速生長和抗逆優良品種的有效技術手段,已成為該領域應用技術研究發展的重點。近幾年研究重點集中在目標基因篩選,如抗病基因、胰島素樣生長因子基因及綠色熒光蛋白基因等作為目標基因;大批量、高效轉基因方法也是基因轉移研究的重點方面,除傳統的顯微注射法、基因槍法和攜帶法外,目前已發展了逆轉錄病毒介導法,電穿孔法,轉座子介導法及胚胎細胞介導法等。 2.3病原生物學與免疫
隨著海洋環境逐漸惡化和海水養殖的規?;l展,病害問題已成為制約世界海水養殖業發展的瓶頸因子之一。開展病原生物(如細菌、病毒等)致病機理、傳播途徑及其與宿主之間相互作用的研究,是研制有效防治技術的基礎;同時,開展海水養殖生物分子免疫學和免疫遺傳學的研究,弄清海水魚、蝦、貝類的免疫機制對于培育抗病養殖品種、有效防治養殖病害的發生具有重要意義。因此,病原生物學與免疫已成為當前海洋生物技術的重點研究領域之一,重點是病原微生物致病相關基因、海洋生物抗病相關基因的篩選、克隆,海洋無脊椎動物細胞系的建立、海洋生物免疫機制的探討、DNA疫苗研制等。
? 2.4生物活性及其產物
海洋生物活性物質的分離與利用是當今海洋生物技術的又一研究熱點?,F人研究表明,各種海洋生物中都廣泛存在獨特的化合物,用來保護自己生存于海洋中。來自不同海洋生物的活性物質在生物醫學及疾病防治上顯示出巨大的應用潛力,如海綿是分離天然藥物的重要資源。另外,有一些海洋微生物具有耐高溫或低溫、耐高壓、耐高鹽和財低營養的功能,研究開發利用這些具特殊功能的海洋極端生物可能獲得陸地上無法得到的新的天然產物,因而,對極端生物研究也成為近年來海洋生物技術研究的重點方面。這一領域的研究重點包括抗腫瘤藥物、工業酶及其它特殊用途酶類、極端微生物定功能基因的篩選、抗微生物活性物質、抗生殖藥物、免疫增強物質、抗氧化劑及產業化生產等。
2.5海洋環境生物技術
該領域的研究重點是海洋生物修復技術的開發與應用。生物修復技術是比生物降解含義更為廣泛,又以生物降解為重點的海洋環境生物技術。其方法包括利用活有機體、或其制作產品降解污染物,減少毒性或轉化為無毒產品,富集和固定有毒物質(包括重金屬等),大尺度的生物修復還包括生態系統中的生態調控等。應用領域包括水產規?;B殖和工廠化養殖、石油污染、重金屬污染、城市排污以及海洋其他廢物(水)處理等。目前,微生物對環境反應的動力學機制、降解過程的生化機理、生物傳感器、海洋微生物之間以及與其它生物之間的共生關系和互利機制,抗附著物質的分離純化等是該領域的重要研究內容。
3.前沿領域的最新研究進展
3.1發育與生殖調控
應用GIH(性腺抑制激素)和GSH(性腺刺激激素)等激素調控甲殼類動物成熟和繁殖的技術[1],研究了甲狀腺激素在金紹生長和發育中的調控作用,發現甲狀腺激素受體mRNA水平在大腦中最高,在肌肉中最低,而在肝、腎和鰓中表達水平中等,表明甲狀腺素受體在成體金銀腦中起著重要作用[1],對海鞘的同源框(Homeobox)基因進行了鑒定,分離到30個同源框基因[1],建立了青鳉的同源框(Homeobox)基因[1],建立了青鳉胚胎干細胞系并通過細胞移植獲得了嵌合體青鳉[1],建立了虹鱒原始生殖細胞培養物并分離出Vasa基因[2],進行斑節對蝦生殖抑制激素的分離與鑒定[2],應用受體介導法篩選GnRH類似物,用于魚類繁殖[2],建立了海綿細胞培養技術,用于進行藥物篩選[2],建立了將海膽胚胎作為研究基因表達的模式系統[2],通過基因轉移開展了海膽胚胎工程的研究[2],研究了人葡糖轉移酶和大鼠已糖激酶cDNA在虹鱒胚胎中的表達[3],建立了通過細胞周期蛋白依賴的激酶活性測定海水魚苗細胞增殖速率的方法[3],研究了幾丁質酶基因在斑節對蝦蛻皮過程中的表達[4],從海參分離出同源框基因,并進行了序列的測定[4]。
3.2功能基因克隆
建立了牙鲆肝臟和脾臟mRN A的表達序列標志,從深海一種耐壓細菌中分離到壓力調節的操縱子,從大西洋鮭分離到雌激素受體和甲狀腺素受體基因,從挪威對蝦中分離到性腺抑制激素基因[1];將DNA微陣列技術在海綿細胞培養上進行了應用,構建了班節對蝦遺傳連鎖圖譜,建立了海洋紅藻EST,從海星卵母細胞中分離出成熟蛋白酶體的催化亞基,初步表明硬骨頭魚類IGF-I原E一肽具有抗腫瘤作用[2];構建了海洋酵母De—baryomyces hansenii的質粒載體,從鯉魚血清中分離純化出蛋白酶抑制劑,從蘭蟹血細胞中分離到一種抗菌肽樣物質,從紅鮑分離到一種肌動蛋白啟動子,發現依賴于細胞周期的激酶活性可用作海洋魚類苗種細胞增殖的標記,克隆和定序了鰻魚細胞色素P4501A cD-NA,通過基因轉移方法分析了鰻細胞色素P450IAI基因的啟動子區域,分離和克隆了鰻細胞色素P450IAI基因,建立了適宜于溝紹遺傳作圖的多態性EST標記,構建了黃蓋鰈EST數據庫并鑒定出了一些新基因,建立了班節對蝦一些組織特異的EST標志,從經Hirame Rhabdovirus病毒感染的牙鲆淋巴細胞 EST中分離出596個 cDNA克隆[3];用PCR方法克隆出一種自體受精雌雄同體魚類的?一肌動蛋白基因,從金鯛cDNA文庫中分離出多肽延伸因子EF-2CDNA克隆,在湖鱒基因組中發現了TC1樣轉座子元件[4];鑒定和克隆出的基因包括:南美白對蝦抗菌肽基因、牡蠣變應原(allergen)基因、大西洋鰻和大西洋鮭抗體基因、虹鱒Vasa基因、青鳉P53基因組基因、雙鞭毛藻類真核啟始因子5A基因、條紋鱸GtH(促性腺激素)受體cDNA、鮑肌動蛋白基因、藍細菌丙酮酸激酶基因、鯉魚視紫紅質基因調節系列以及牙鲆溶菌酶基因等[1—4]。
3.3基因轉移
分離克隆了大馬哈魚IGF基因及其啟動子,并構建了大馬哈魚IGF(胰島素樣生長因子)基因表達載體[1]。通過核定位信號因子提高了外源基因轉移到斑馬魚卵的整合率[1],建立了快速生長的轉基因羅非魚品系并進行了安全性評價;對轉基因羅非魚進行了三倍體誘導,發現三倍體轉基因羅非魚盡管生長不如轉基因二倍體快,但優于未轉基因的二倍體魚,同時,轉基因三倍體雌魚是完全不育的,因而具有推廣價值[2];研究了超聲處理促進外源DNA與金鯛結合的技術方法,將GFP作為細胞和生物中轉基因表達的指示劑;表明轉基因溝鯰比對照組生長快33%,且轉基因魚逃避敵害的能力較差,因而可以釋放到自然界中,而不會對生態環境造成大的危害[3];應用GFP作為遺傳標記研究了斑馬魚轉基因的條件優化和表達效率[3];在抗病基因工程育種方面,構建了海洋生物抗菌肽及溶菌酶基因表達載體并進行了基因轉移實驗[2];在轉基因研究的種類上,目前已從經濟養殖魚類逐步擴展到養殖蝦、貝類及某些觀賞魚類[2.3]。通過基因槍法將外源基因轉到虹鱒肌肉中獲得了穩定表達[4]。
3.4分子標記技術與遺傳多樣性
研究了將魚類基因內含子作為遺傳多樣性評價指標的可行性,應用SSCP和定序的方法研究了大西洋和地中海幾種海洋生物的遺傳多樣性[1]。研究了南美白對蝦消化酶基因的多態性[1];利用寄生性原生動
物和有毒甲藻基因組DNA的間隔區序列作標記檢測環境水體中這些病原生物的污染程度,應用18S和5.8 S核糖體RNA基因之間的第一個內部間隔區(ITC—1)序列作標記進行甲殼類生物種間和種內遺傳多樣性研究[2];研究了斑節對蝦三個種群的線粒體DNA多態性,用PCR技術鑒定了夏威夷苗的種類特異性。通過測定內含子序列揭示了南美白對蝦的種內遺傳多樣性,采用同功酶、微衛星DNA及RAPD標記對褐鱒不同種群的遺傳變異進行了評價,在平魚鑒定并分離出12種微衛星DNA,在美國加州魷魚上發現了高度可變的微衛星DNA[3];弄清了一種深水魚類線粒體基因組的結構,并發現了硬骨魚類 tRNA基因重組的首個實例,測定了具有重要商業價值的海水輪蟲的衛星DNA序列,用RAPD技術在大鯪鲆和鰨魚篩選到微衛星重復片段,從多毛環節動物上分離出高度多態性的微衛星DNA,用RAPD技術研究了泰國東部泥蟹的遺傳多樣性[3];用AFLP方法分析了母性遺傳物質在雌核發育條紋鱸基因組中的貢獻[4]。 3.5 DNA疫苗及疾病防治
構建了抗魚類壞死病毒的 DNA疫苗[1];開展了虹鱒IHNV DNA疫苗構建及防病的研究,表明用編碼IHNV糖蛋白基因的DNA疫苗免疫虹鱒,誘導了非特異性免疫保護反應,證明DNA免疫途徑在魚類上的可行性,從虹鱒細胞系中鑒定出經干擾素可誘導的蛋白激酶[2];建立了養殖對蝦病毒病原檢測的ELISA試劑盒,用PCR等分子生物學技術鑒定了蝦類的病毒性病原,將魚類的非特異性免疫指標用于海洋環境監控,研究了抗病基因轉移提高鯛科魚類抗病力的可行性,研究了蛤類唾液酸凝集素的抗菌防御反映[2];研究了一種海洋生物多糖及其衍生物的抗病毒活性[3];建立了測定牡蠣病原的PCR—ELISA方法[3];研究了Latrunculin B毒素在紅海綿體內的免疫定位[4]。
3.6生物活性物質
從海藻中分離出新的抗氧化劑[1],建立了大量生產生物活性化合物的海藻細胞和組織培養技術,建立了通過海綿細胞體外培養制備抗腫瘤化合物的方法[1];從不同生物(如對蝦和細菌)中鑒定分離出抗微生物肽及其基因,從魚類水解產物中分離出可用作微生物生長底物的活性物質,海洋生物中存在的抗附著活性物質,用血管生成抑制劑作為抗受孕劑,從蟹和蝦體內提取免疫激活劑,從海洋藻類和藍細菌中純化光細菌致死化合物,海星抽提物在小鼠上表現出批精細胞形成的作用,從海洋植物Zostera marina分離出一種無毒的抗附著活性化合物,從海綿和海鞘抽提物分離出抗腫瘤化合物,開發了珊瑚變態天然誘導劑,從海膽中分離出一種抗氧化的新藥,在海洋雙鞭毛藻類植物中鑒定出長碳鏈高度不飽和脂肪酸(C28),表明海洋真菌是分離抗微生物肽等生物活性化合物的理想來源[2];發現海洋假單胞桿菌的硫酸多糖及其衍生物具有抗病毒活性,從硬殼蛤分離出谷光甘肽一S一轉移酶,從鯉血清中分離出絲氨酸蛋白酶抑制劑,從海綿中分離出氨激脯氨酸二肽酶,從一種珊瑚分離出具DNA酶樣活性的物質,建立了開放式海綿養殖系統,為生物活性物質的大量制備提供了充足的海綿原料[3];從蝦肌水解產物中分離到抗氧化肽物質[4];從一? 趾Q笙婦?蟹擲氪炕?鯪一乙酸葡糖胺一6一磷酸脫乙酸酶[4]。
3.7生物修復、極端微生物及防附著
研究了轉重金屬硫蛋白基因藻類對海水環境中重金屬的吸附能力,表明明顯大于野生藻類[1],研究了石油降解微生物在修復被石油污染的海水環境上的可療性及應用潛力[1];研究了海洋磁細菌在去除和回收海水環境中重金屬上的應用潛力[1];用Bacillus清除養魚場污水中的氮,用分子技術篩選作為海水養殖餌料的微藻,開發了六價鉻在生物修復上的應用潛力,分離出耐冷的癸烷降解細菌,研究了海洋環境中多芳香化烴的微生物降解技術[2];從噬鹽細菌分離出滲透壓調節基因,并生產了重組Ectoine(滲透壓調節因子),從2650米的深海分離到一種耐高溫的細菌,這種細菌可用來分離耐高溫和熱穩定的酶,在耐高溫的archaea發現了D型氨基酸和無氧氨酸消旋酶,測定了3種海洋火球菌的基因組DNA序列,借助于CROSS/BLAST分析進行了特定功能基因的篩選,從海底沉積物、海水和北冰洋收集了1000多種噬冷細菌,并從這些細菌中分離到多種冷適應的酶[2];建立了一種測定藤壺附著誘導物質的簡單方法,研究了Chlorophyta和共生細菌之間附著所必需的形態上相互作用,研究了珊瑚抗附著物質(dterpene)類似物的抗附著和麻醉作用[3];分析了海岸環境中污著的起始過程,并對沉積物和附著物的影響進行了檢測[4]。
4.展望與建議
關鍵詞:生物經濟;發展前景;機遇;挑戰
麥肯錫顧問公司有報告顯示,截止到2010年為止,世界化學產品總產值中,有兩成是應用生物技術產品。近年來,生物技術研究取得了巨大進展,由此引發了對生物科技類股票良好的市場預期,這預示著我們距離生物經濟時代已經很近了。有相關人士稱,信息經濟時代過后,便是生物經濟時代。本文對生物經濟的內涵、發展前景以及所面臨的機遇和挑戰予以闡述。
一、生物經濟的內涵
生物經濟是一個與農業經濟、工業經濟、信息經濟相對應的經濟形態,生物經濟是建立在生物資源可持續利用、生物技術基礎之上,以生物技術產品的生產、分配、使用為基礎的經濟。
二、生物經濟發展前景
當前,全球生物的經濟總量保持每五年翻一番的勢頭,經濟增長率超過25%,大大超過世界經濟增長率。據可靠預測,截止到2020年,世界生物經濟總規模將趨近于15萬億美元,占據世界經濟力量的頭籌。生物技術擁有非常大的潛在經濟效益和十分廣闊的運用前景,它將成為繼網絡后的又一焦點競爭領域?,F如今世界生物技術產業市場,美國仍占主要份額,而后是歐盟,接著是日本。
生物經濟的意義十分深遠,具有的經濟價值無法估量。生物技術具有非凡的能力,它能在平凡中發揮出不平凡的業績水平。嘉吉公司和道化學公司稱,它們將啟用玉米而不是石油為原料來生產塑料。
這一局勢的出現,我國一定要迎難趕上,國家發改委相關負責人表示,生物生產的重要領域之一是戰略性新興產業,加快這一產業的發展進程,對產業結構的優化和發展方式的轉化有著非常重要的作用。當前,我們不難看出世界各國和地區對生物經濟的發展有著強勁的勢頭,而我國要抓住機遇,敢于挑戰,力爭在生物經濟領域占據有利位置。
三、發展生物經濟所面臨的機遇和挑戰
1.我國生物產業發展面臨重大發展機遇
(1)時代機遇。當前,我國的生物產業正處于成長時期,還沒有形成像軟件產業這樣的有少數公司控制的發展格局,因而我國局部領域的發展有著足夠的空間和時間。這一有利時機可以被充分利用起來,在我國產業經濟技術基礎領域搶占先機,實現快速發展。
(2)全球化機遇。從生命科學研究、生物技術發明到進入生物經濟時代,這一過程的人力、財力的大量投入必不可少,創新成本由全球的市場來分攤,生物技術創新、生物產業發展以及生命科學研究都將以國際合作為基本特征。這樣一來,我國的優勢便能夠發揮出來,生物產業的快速發展因而有很好的機會。
(3)生物產業與傳統產業聯動發展機遇。當前經濟形勢下,我國傳統產業仍為主導產業,生物技術的應用領域十分廣闊,前景很大。我國應貫徹好以技術的應用帶動產業發展的政策,把生物經濟、知識經濟、循環經濟和工業化的發展高效結合起來,只有這樣,我國才能在化工、冶金等生物相關領域發揮出比較優勢,保持經濟穩步、快速發展,與此同時,促進我國經濟和社會的協調性發展。
2.我國生物產業發展面臨的主要挑戰
(1)自主創新能力弱。全球生物技術專利中美、歐、日分別占59%、19%和17%,包括中國在內的發展中國家僅占 5%. 我國已批準上市的13類25種382個不同規格的基因工程藥物和基因工程疫苗產品,只有6類9種21個不同規格的產品屬于原創,其余都是仿制。
(2)產業組織不合理。生物企業規模普遍較小、大型生物企業嚴重缺乏,產業集中度低,結構趨同,市場無序競爭。
3.把握機遇,迎接挑戰
(1)建立健全政策機制。建立一個良好的創新環境對高新技術產業的發展是至關重要的。要提高專利、商標等知識產權的保護意識,完善相關法規制度。不斷完善風險投資機制,對高新技術企業發展的不同階段應采取不同的投資方式,以提升科研成果的產業化水平。
(2)加大科技創新力度。在當今經濟全球化的時代背景下,資本和勞動創造的價值已經被知識產權創造的價值超越。沒有大量的科技創新以及它的有效轉化,經濟持續發展和國際競爭力的提高便無從談起。因此,要有足夠的科技創新支持,生物經濟才能夠發展壯大。
(3)建立一支高素質的人才隊伍。現代高新科技的競爭遵循“優勝劣汰”的法則,其實質是人才之間的競爭。所以,為實現生物經濟更快、更好發展,要充分重視起建立一支高素質人才隊伍的作用??茖W、合理地對人才進行培養,貫徹好科教興國戰略,這樣才有利于科技人才的培養,建立一支水平較高的人才隊伍,特別是要注意專業技能較為全面的人才的培養。因為這對生物經濟的快速發展起著決定性作用。
(4)加快產業化進程。正如我們所知道的那樣,生物經濟這一經濟鏈條十分龐大,包括生物交易、生物技術、生物金融、生物消費、生物物流、生物市場等內容。為使我國的生物經濟快速發展壯大起來,我們應將所掌握的技術盡快投入到生產中,并且開展產業研發工作,只有這樣,生物經濟的產業化進程才能得以加快。
有足夠的歷史經驗表明,新科技革命和產業革命給那一時期發展較為落后的國家提供了跨越式發展的機會。當前,我國正處在生物產業發展的最為重要的時期,因而要進行合理規劃、盡早安排,抓住重大發展契機,發揮自身優勢,突出產業重點,更好地發展生物產業,開辟一個全新的經濟時代,創造出一個輝煌的生物經濟時代。
參考文獻:
[1]陳文暉:中國生物技術產業發展現狀、問題及對策[J]. 經濟管理.2004(01).
【關鍵詞】
細菌;抗生素;前列腺炎
對南陽醫專一附院前列腺患者前列腺液中分離的352株細菌的分布特征和抗生素敏感結果進行分析, 為臨床合理使用抗菌藥物提供信息。
1 資料與方法
1.1 標本來源
2010年1月至2011年12月,我校一附院泌尿科診斷為慢性前列腺炎患者的前列腺液,送檢標本共352 份。
1.2 細菌鑒定和藥物試驗
1.2.1 培養基 基礎培養基、M-H 培養基、伊紅美藍培養基均為杭州天和公司產品,經標準菌株試驗合格后使用;藥敏紙片由北京天壇生物技術公司提供。
1.2.2 細菌鑒定 菌種鑒定為常規方法或API 鑒定系統[1]。
1.2.3 抗生素紙片 為杭州天和藥物生物技術開發公司產品[2,3]。
2 結果
352份前列腺液中分離細菌的主要種類和構成比見表1。兩種優勢分離菌的耐藥情況見表2。
3 討論
我院2010 年1 月至2011年12月臨床分離病原菌共計275 株, 其中革蘭氏陰性菌細菌207株(占75.27 %)、革蘭氏陰性菌68株(占24.73%)。說明引起慢性前列腺的病原菌以革蘭陽性菌為主,其中表皮葡萄球菌占35.27%以上,居首位。進年來,隨著抗菌藥物的廣泛應用,細菌耐藥性逐年增加,致使一些抗菌藥物臨床療效降低。表2表明,青霉素、紅霉素、卡那霉素、氨芐西林和諾氟沙星耐藥范圍達47.23%~91.32%, 故已不適用于治療由葡萄球菌所引起的前列腺炎。相比之下,萬古霉素、頭孢呋肟的耐藥率較低,可適用于治療由葡萄球菌引起的前列腺炎。由此可見,臨床常見細菌耐藥性嚴重,如何根據藥敏結果合理使用抗生素,最基本的應明確抗生素的選擇,合理的給藥方式和給藥時間、給藥劑量,加強抗生素的監督與管理,控制醫院感染的爆發與流行,控制耐藥性的不斷上升,需要臨床醫師、臨床藥師和實驗室人員的共同努力。
參考文獻
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