现代生物技术的产业化：争论和发展，本文主要内容关键词为：生物技术论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
现代生物技术产业是传统生物技术产业的延续和发展，是传统生物技术在基础科学研究推动下的一次飞跃。它与传统生物技术产业的不同在于， 它操纵生命的能力更强更有效， 因此人们对它的生物安全性（bio—safety）的关注更密切更忧虑； 同时它对人类生命及其环境的影响和干预更明显更深刻，因此人们对它所引起的生命伦理问题（bio —ethical issue）就更担心更困惑。 这种社会的忧虑和生命伦理的困惑对生物技术产业化的影响是极其深远的，未来的生物技术产业只能在迎接生物安全性和生命伦理问题的挑战中寻求发展。
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生物技术产业一词尽管是在近些年才流行起来的，但它的源头却可以追溯到久远的古代。公元前4000—3000年，埃及人即已熟悉酒和醋的酿造；大约在公元前2000年，希伯莱人已会酿制葡萄酒；我国的酿酒技术大约始于新石器时代晚期，到商、周时期，谷物酿酒就已经很普遍了。从产品上看，当时的生物产业主要集中在食品加工方面，如酒、酱油、醋、干酪等等。这些产业的形成既没有科学理论的指导，也没有经过专门的技术开发，它是在生产实践的基础上自行发展起来的，属天然混合发酵产业，还处在经验阶段。在很长的时期内，这种产业一直是采用作坊式生产，而且全部是依靠人的体力劳动来完成的。
到了近代，法国人巴斯德（L.Pasteur）发现了酵母菌，德国人科赫（H.R.Koch）发明了固体培养基，并改进了细菌的染色法，为细菌的鉴定创造了有利条件，而细菌的鉴定又为细菌的纯培养奠定了基础。后来，荷兰人汉逊（E.C.Hansen）在此基础上研究啤酒酵母时创造了单细胞的纯粹培养法。这一方法起初只用于啤酒的工业生产，后来扩展到酒精、丙醇、丁醇、淀粉酶等等的工业生产上。本世纪30年代，克鲁沃（A.J.Kluyver）所发表的一篇关于生理学实验的论文， 为霉菌的深层发酵奠定了方法学基础。由于这一技术的开发和应用，抗生素、维生素、有机酸、酶制剂等产业得到迅速的发展。这时期，人类已完成了从手工劳动向机器生产的过渡，生物技术产业也完成了从经验向科学的转化。
1928年，英国的格里菲思（F.Griffith ）在肺炎双球菌中发现了细菌的转化现象。后来美国微生物学家莱德伯格（J.Lederberg）和泰特姆（E.Tatum）在大肠杆菌中发现了基因重组。在这些发现的基础上，生物技术产业开创了人工选育菌种的时代。但这时期只能利用各种细菌的不同性状进行重新组合，从中选出那些符合人类要求的菌株。
1927年，木勒（H.S.Muller）发现用X射线可以诱发生物突变，并显著提高突变率。后来，人们又发现其他各种辐射线如γ—射线，α—射线、β—射线和中子、质子以及紫外线等都有诱变作用。1943年，奥尔巴克（C.Auerbach）和罗布逊（W.Robson）发现芥子气也可以诱发突变。随着科学实验的进展，化学诱变剂的名单也不断延长。各种理化诱变因素的发现，使突变来源不断扩大，再加上人工选择就可为发酵工业培育出各种优良菌种。这些成果的取得，标志着生物技术产业从人工选育菌种进入到人工改造菌种时代。
70年代，由于生命科学基础研究的重大成就—核酸内切酶和基因载体的发现，重组DNA技术诞生了。从此， 人类进入了一个创造生物种的新时代。
纵观近现代生物技术产业化的过程，我们可以看出，科学发现和发明是生物技术产业形成和发展的先决条件。没有巴斯德的酵母菌的发现，就不会有近代的微生物工业；没有显微镜和固体培养基的发明，就不可能有纯粹培养发酵；没有核酸内切酶和基因载体的发现， 就不会有DNA重组技术。重组DNA技术是现代生物技术的核心， 没有它就没有现代生物技术产业。这充分说明了科学技术作为第一生产力在产业进步中的巨大作用。
为了提高生物产量，人们在不断地寻找高产优质菌株。在30年代，人们只能从自然界存在的菌株中筛选，后来，由于转化、杂交等现象的发现，便开始了人工选育菌株时代，但那时只能利用各种细菌的不同性状进行重新组合，从中选出那些符合人类需要的菌株。自木勒等人发现人工诱变，便开创了人工改造生物菌种的时代，但这种人工改造方法费时费力，有时还很难筛选出符合人类要求的菌株。以重组DNA 技术为核心的现代生物技术则克服了上述生物技术的缺点和不足，使人们能够比较容易地创造出满足人类需要的新的生物种。正是由于现代生物技术操作生命的能力的巨大突破，使现代生物技术产业成为科学争论的焦点，并成为有别于传统生物技术产业的一个重要特征。人们开始从社会、伦理、政治的角度审视现代生物技术产业，而不是象对待传统生物技术产业那样只从经济的角度认识它。
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约翰·奈斯比特说过：“在技术革新处于第一阶段时，技术选择阻力最小的途径前进”〔1〕。然而， 现代生物技术自诞生之日起就受到来自科学共同体内外的阻力。这是因为现代生物技术为人类操作生命提供了巨大能力，对生命安全性和生命神圣论提出了巨大的挑战。
1972年，美国斯坦福大学的伯格（P.Berg ）完成了开创基因工程技术的第一个实验：利用能使动物细胞癌变的SV40病毒， 制成了杂种DNA分子。翌年，当他的学生向学术界宣布要在大肠杆菌内增植该病毒的实验计划时，其安全性受到了质疑。从此，有关生物技术利弊问题的争论就开始了。而1997年克隆羊“多莉”的诞生则是这场争论的继续和新的高潮。
关于现代生物技术利弊问题的争论涉及的范围之广在科学史上是罕见。争论者，从教师到学生，从律师到议员，从企业界人士到政府官员等等，几乎包括了各级各类人士。这反映出现代科学技术的发展日益受到社会公众制约的特点。争论者尽管众说纷纭，但归纳起来主要不外乎是现代技术悲观主义观点和现代技术乐观主义观点在生物技术领域的反映。有人认为，将抗生素抗性基因导入现在还不知道含有这种抗性的细胞中去，将有可能解除我们对付某些传染病武器的有效性。我们今天只需要少量抗菌素就能杀死致病菌，但因疏忽或甚至故意将高度抗青霉素抗性的基因导入这些生物中去，如果这类细菌再在人群中扩散，势必给人类带来极大的不幸。如果使某些较无害的细胞突变为能产生毒素的如白喉、霍乱或其它毒素的细菌也将对人类构成严重的威胁。另外，如果某些未被鉴定的基因被导入大肠杆菌，也有可能释放出对人体有害的产物。通过基因工程技术将某一基因引入细菌，也是可能对人类构成潜在危害的一类实验。如SV40腺病毒和疱疹病毒基因的全部或部分加入到大肠杆菌，那么，这种杂种分子可能更易传播到生活在人体或其它物种的细菌群体中，从而有可能增加癌症或其它疾病的发生。此外，动物、植物和微生物的进化过程已被大自然控制了千百万年，基因工程技术有可能干扰这种进化过程。对于克隆技术来说，有人认为把克隆技术应用到人类自身的繁殖上，将会产生巨大的伦理危机，因此发展克隆技术是一种危险性的举动。
与上述观点相反，也有人认为基因工程技术作为现代生物技术的核心对理解高等生物基因结构和组织具有重大帮助。杂种病毒的构成将有助于提出某些肿瘤病毒的致癌机理，胰岛素基因的分离和重组以及对其它治疗性蛋白质基因的研究，将会使我们从基因工程技术中获得某些实际的利益；把豆科植物的固氮基因分离出来，再把它引入到植物细胞中去，则可使培育出来的杂种作物无需施加氮肥……。在阿西罗马会议上就有人对禁止基因工程技术的实验提出异议，其中两名是诺贝尔奖获得者：斯坦福大学的莱德伯格和冷泉港实验室的沃森（J.D.Watson）。莱德伯格说：“依我看，有关DNA 重组的研究乃是分子遗传学今后可能借以解决重大医学课题的主要途径”〔2 〕，他还警告说，推迟开展该项研究的任何作法将意味着相应地推迟某些重大收获。沃森则提醒大家注意对重组DNA 研究的控制与对癌病毒研究的管制是不同的，他还附带说：“我们将不得不面对这种现实：如果不小心的话，有人可能向你起诉要求赔偿一百万美元”。〔3 〕克隆技术应用于人类自身的繁殖上，虽然会产生伦理危机，但它无疑是解决人体器官移植中供体不足的有效途径。
当然，处在科学前沿的科学家有时是无法知道他们的研究到底将给社会带来什么。在这种情况下，他们对利益和危险作出各种估测是可以理解的。对于某个具体的科学家，还不能笼统地称之为技术悲观主义者或技术乐观主义者。上述两种不同认识只不过是科技伦理观在现代生物技术产业争论中的反映罢了。
随着争论的深入，其主题已不只局限于纯科学的争论上，而开始以生物——社会模式来讨论生物技术研究是否有继续下去的必要性。有人认为，对生物技术的研究不应加以限制。作者认为这样做是行不通的，因为科学是社会的一种建制，科学家是社会成员的一部分，科学技术研究总要适应社会的需要。无论科学家是否愿意，他总是受到社会的制约，他的研究成果总是要对社会产生或正或负的影响。因此，科学技术不能超脱社会而自由发展。但也不能全部禁止，而应该根据已经掌握的资料认真进行生物技术的风险／效益的对比研究，并在此基础上制定出科学合理的发展战略。但在基因工程技术诞生甫始，不要说定量，就是定性地判断它的利益和危险又谈何容易。因为大部分关于基因工程技术的利益和危险都是推测性的。而且，由于科学的抽象性，对重组DNA 技术产生的利益大小的估测，是随着个人对科学和技术的理解以及对技术的社会作用的看法而定。其结果只能是仁者见仁，智者见智。但后来，企业界中基因工程技术的研究和发展使人们获得了基因工程技术的实际利益，这主要归功于生长激素释放抑制因子基因在大肠杆菌中的成功表达。由此，人们改变了原来的看法，认识到基因工程技术并非象潘多拉盒那么可怕。对待克隆技术也应象对待基因工程技术一样，决不可一概禁止，而应谨慎地发展，待它显现出对人类的巨大利益时，社会便会自然地接受它。
目前，尽管生物技术产业已得到迅猛发展，而且各国都已看到生物技术的巨大经济潜力，但有关生物技术的安全性目前还仍然是人们所关注的重要问题。1996年美国的生物技术工业组织（BIO,BiotechnologyIndustry Organization）， 以及政府官员和私人企业代表展开了一场关于生物安全草案（Biosafety protocol）的辩论。这是一个相当苛刻的文件，其中一条是要求暂停生产某些遗传工程产品，尤其是一些转基因植物。〔4 〕当有人问及伯格：有关规定和法律会在基础水平还是在实用水平阻止基因工程技术研究时，伯格说：“我觉得要将生物体审慎地释放，或使用重组DNA进行人类基因治疗将会引起公众的关注， 并将受到严格的审查”〔5 〕。随着基因工程技术在我国的迅速发展，这一点也已引起我们的重视。
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任何科学技术成果的应用都具有二重性，对生物技术成果的应用也应扬长避短，并尽可能地减小其潜在的危险性。目前，世界各国竞相开展生物技术产业的研究和开发，并取得了一些有价值的成果。生物技术产业将给社会带来巨大的经济效益是勿庸置疑的了。但在安全设计上，为防止杂种DNA分子外溢可能带来的危险， 各国都已制定出相应的研究条例。我们认为，只有在大力研究和开发的同时，密切注视其危险性，才能使现代生物技术化忧为喜，从而保证现代生物技术产业健康顺利地发展。重组DNA技术的产业化是这样， 克隆技术和人类基因组计划的产业化也是如此。
科学在日益变成一种巨大无比力量的同时，如果它离开了道德制约，就有可能破坏人性，它只有被纳入到社会和文化的协调发展之中，才能对文明的进步作出巨大的贡献。二次世界大战后，西方出现了反对滥用技术的强大运动。自然资源匮乏，有害的技术危害着环境，以及技术对人类精神状况和社会条件的影响，这一切都迫使人们提出，是否任何能够做到的事情都必须实现这个问题。这种思潮对现代生物技术的争论无疑起到了必要的导向作用。现代生物技术争论的历史，就是生物学家出于社会责任的考虑而自我约束的历史，它体现出生物技术专家们崇高的社会责任感和社会公众对生物技术的日益关注。
NIH 处理基因工程技术争论的方式对于我们管理克隆技术是很有借鉴意义的。对基因工程技术，NIH既没有完全禁止，也没有撒手不管， NIH一方面既有限制性条文，以便对某些人运用该技术有所限制， 防止带来不良后果；另一方面也有扶植性条文，在保证杂种DNA 分子的安全性的前提下进行实验研究。准则中写到：“重组DNA 分子的危险性可能是猜测的，假设的，甚至是表决通过的，但是在缺乏过硬的实验资料时，遗憾的是所需要的资料多半是得不到的，就不可能完全知道它的危险程度。因此，我们必须制定这样的准则：它既要考虑到实现这种技术的前景，又要看到其潜在危险而需要提倡持慎重的态度。”〔6 〕这应作为我们制定发展生物高技术政策时的出发点之一。目前，我国也已相继制定了《基因工程安全条例》和《农业生物技术安全条例》，为生物技术产业化的健康发展提供了法律保证。对于克隆技术我们也应参照NIH对基因工程技术的管理方式，既不能完全禁止研究，也不能放任不管。
马克思主义认为，人们的行为凡是有利于人类进步和社会发展的就是合乎道德，反之就是不道德的。但由于科学的抽象性，我们有时不能确切地判断某一技术的应用是道德的，还是不道德的。现代生物技术的发展就是如此。重组DNA的争论告诉我们， 单靠争论并不能改变人们的传统观念，科学家必须通过自己造福于人类的工作突破传统的束缚，从而使公众乐意接受他们的新知识。生长抑制因子基因在大肠杆菌中的成功表达，不能不是NIH放宽对重组DNA限制的一个积极因素。目前，对克隆技术及人类基因组计划尽管有人认为它是对生命神圣的侵犯，但运用现代生物技术替换故障基因的遗传指令，从而有可能消灭掉镰形细胞贫血；通过克隆技术的研究可扩大移植器官供体的来源，从而满足病人对供体器官的需要，问题是如何使公众去认识它有可能给人类健康带来的好处。可以说，各种生命伦理问题的产生皆出于生物技术的进展，相信这些问题的最终解决还须得益于技术的进步。这将应了中国的一句古话：“解铃还需系铃人”。
通过重组DNA争论我们可以看出，公众对重组DNA争论的参与，不仅没有使争论较快得到解决，反而使争论更加复杂化，这与公众缺乏现代生命科学知识，过于轻信“虚构”不无关系。因此，普及和提高全民的现代生命科学的基础知识，对于引导公众改变传统的生命伦理观念具有一定的现实意义。目前，公众对克隆技术的认识，也掺杂着一些“虚构”的成分，普及生命科学知识也是生物技术产业化中的重要环节。
生命科学的发展与社会伦理原则的结合透射出生物学家与社会日益紧密的联系。生物学家在从事科学研究时，一方面要考虑到他的科学成果的可能的社会价值，同时还要考虑到他的研究可能带来的社会伦理问题。当面临科学技术给人类带来不幸时，科学家作为公众的一员和全人类属于同一个生态系统，大多数科学家都会自觉地敦促社会和平利用科学技术。但也不可否认，在某些情况下，科学家的个人利益又不言而喻地与公众的利益有所不同，我们应该辩证地看待生命科学的发展和传统伦理原则的关系：生命科学研究的新成就对传统的生命伦理观念提出挑战，但也能改变旧的传统观念，并反过来促进科学技术的发展。当社会和公众从新的技术产业中得到恩惠时，新的技术产业就会得到迅猛发展。
生命科学的发展与社会政治、经济以及传统的伦理道德观念的联系日益紧密，这已成为现代生命科学发展的特征之一。尽管伯格曾解释说重组DNA的研究“与伦理学无关，只是一个公众的健康问题”，〔7〕然而，重组DNA 争论的实质恰恰是与之有关的社会伦理问题而并非技术本身，争论的焦点也并非所有实验而只是可用这一技术来做的很少几种非常特殊的实验。当然，从伦理道德观点看，尽管现代生物技术的研究有可能被坏人利用，从而造成灾难性后果，甚至导致人类的灭绝，但如依推理，必然是几乎所有的科学实验都应被禁止或取消，因为自然科学的任何研究都有被滥用而导致灾难的可能。这种滥用即使今天还没有发生，但谁也不敢说今后不会发生。爱因斯坦说过：“科学是一种强有力的工具。怎样用它，究竟是给人类带来幸福还是带来灾难，全取决于人自己，而不取决于工具。刀子在人类生活上是有用的，但它也能用来杀人。”〔8 〕因此，说到底，生物技术的潜在危险并不在于生物技术本身，而在于这些技术的使用者。除了科技成果可能被滥用外，还有一种更为复杂的现象：一项科技成就，它的社会后果往往是矛盾的。同一项科技成就，可以为人类造福，也可能有潜在的破坏作用。生物技术也不例外。科恩（S.Cohen）就认为：“即使一个特定的重组DNA目前尚无有害的迹象，我们也不能就此肯定若干年后它不会毁掉整个地球，同样，我们也不能肯定地说，现在给千百万儿童接种的疫苗里不含有会在若干年后产生传染性癌的因子，我们也不能肯定地说，现在培育的新的杂种作物，不会突然变成长势压倒我们的主要粮食作物的杂草，从而造成世界的饥荒。”〔9 〕因此我们说，对生命科学成果的运用应扬长避短，并尽可能减小其潜在的危险性，促使其健康发展。