中国生命科学在国际同类研究中的地位，本文主要内容关键词为：生命科学论文,中国论文,同类论文,地位论文,国际论文，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。
21世纪生命科学将成为中心和重点发展学科。中国的生命科学将怎样迎接21世纪？对中国其他学科发挥何种主要带头作用？要对上述问题有个基本的了解，首先应该对中国生命科学在国际同类研究中的地位有一个基本的认识，本文就本世纪末到21世纪生命科学的8个研究领域， 对中国生命科学在国际同类研究中的地位作一粗浅评述，以期引起有关专家、学者、领导的关注。
一、在世界格局中中国生命科学所处的位置
首先我们对生命科学目前和21世纪将要继续发展的8个研究领域， 中国生命科学在国际同类研究处于领先或同等水平的情况作一排列：
研究领域 国际领先水平的项目
1.生命起源无
2.生物大分子结构与功能
1.胰岛素结构与功能研究
2.无线蛋白研究
3.基因结构和遗传语言 在世界上首次提出"催化核酸"概念
4.神经科学无
5.人类基因治疗
1.血友病B型基因治疗
2.人aIb型基因工程干扰素
6.作物遗传资源多样性创新 1.两系法杂交水稻
2.水稻基因组物理图谱
3.水稻白叶枯病广谱抗性基因X[,a]
21克隆
4.世界首创转基因杂交稻
5.首创世界转基因抗寒西红柿
7.农业微生物
无
8.动物基因工程
1.转基因鱼
研究领域 中国达到国际同等水平的项目
1.生命起源无
2.生物大分子结构与功能1.蛋白质工程的分子设计技术的
部分工作
3.基因结构和遗传语言 中国人特异性DNA文库构建
4.神经科学无
5.人类基因治疗1.恶性脑肿瘤的HSV-tk基因治疗
2.地中海贫血症基因治疗(动物实验
的阶段
6.作物遗传资源多样性创新 1.转基因棉花株系
2.簇毛麦的抗白粉病基因的发现和
定位
7.农业微生物 1.固氮粪产碱菌的分子遗传和研究
2.水稻耐铵工程菌的构建
8.动物基因工程1.牛胚胎工程研究
2.转基因猪的技术体系
二、简单评述
（一）生命起源
生命起源主要是围绕回答地球上的生命从何时、何地而来的问题展开的一个研究领域。目前国际上以地质化学、古生物化学与分子生物学相结合，不断提出生命起源的新证据，继而改写生命起源的时间、地点。我国这个领域的现状是“三老”：研究方法古老，仍沿用经典的考古、分类比较方法；研究技术手段古老：放大镜、挖掘镐、古籍考证；研究人员年龄老化。如果以20世纪50年代分子生物学出现作为标记，我国在生命起源研究领域与分子生物学绝缘的现状，说明该领域与国际同类研究水平相差半个世纪。
（二）生物大分子结构与功能
国际上该领域的研究从80年代后期就已实现蛋白质等生物大分子的全人工设计的顺序和构象的基因工程表达，同时在计算辅助的分子设计、结构预测、药物设计、以致各种软件开发，各种蛋白质结构的数据库建立方面都取得许多研究成果。在应用方面，主要有抗氧化、耐热的蛋白酶突变体的开发，应用于各类专用的洗涤剂或添加剂。蛋白质工程药物也是其应用研究领域之一，但有关蛋白质药物国际上尚无上市的药物。
我国蛋白质工程的研究在应用研究和基础研究两个研究领域都有多项国际水平的成果，这主要得益于两点：1.学科本身的前沿性特点，决定了该领域发展时间短且不易出成果。各国同行几近在同一起跑线上启动；2.中国该领域的科研人员在物理、数学及生物学得天独厚的扎实功底及采用基础研究和应用研究并举的研究技术路线正确。虽然我国与国际同类相比起步不算晚，但是，由于受经费、人员等因素的制约，其差距仍然较大，仍存在十分复杂的跟踪任务，而且不可避免地出现等距离跟踪。
（三）基因组织结构和遗传语言
基因组织结构和遗传语言的研究主要包括各种生物基因组的核苷酸序列的测序和基因功能的阐明，这是一项基因工程的基础研究。目前国际上在这方面的研究主要有：人类基因组研究，农作谷类基因组研究和畜禽基因组研究。
人类基因组研究，计划花15年，耗资30亿美元，把人类基因组30亿个核苷酸对10万个基因进行作图、测序工作，并为此成为一个国际机构：人类基因组组织（HUGO）。目前人类基因已被克隆3787个（1995年），已被测序1904个（1995 年）国际数据库已贮存的EST （experessionalSequence Tag.表达顺序标志，功能未知的DNA片段）约60万个（1996年）。10万个基因将于2005年左右被基本测序作图完毕，其结构与功能的研究还将持续50～100年。
畜禽基因组研究，国际上始于20世纪80年代末，主要研究中心在美国和欧洲。对猪、牛、羊、鸡的图谱构建，及一些重要经济性状的基因进行基因定位和标记辅助选择研究。农作谷类基因组研究，国外已对小麦、水稻、玉米、高梁、大麦和黑麦开展基因组研究，已绘制出小麦、玉米、高梁、谷子、甘蔗等遗传连锁图。
我国于1988年与国际上同步开始人类基因组的研究，并成为HUGO的成果。由于财力、人力的限制，除在一些中国人所特有的DNA 文库的构建上有些成果外，无论是人类基因组的测序还是有关研究技术手段上都远远比不上国外同类研究，处于跟在国外同行后面、心有余而力不足的状况。
我国有关农作谷类基因组的研究，除开水稻基因组的研究外，我国在主要农作物重要性状基因分子标记，和谷类基因组比较研究上也做了些工作，但仅仅是起步而已。畜禽基因组研究尚未有国家支持的研究项目，基本上是一个空白点。
（四）神经科学
神经科学又称脑科学。即为围绕认识脑、保护脑、创造脑而展开的研究。
美国是世界神经科学研究发展较快的国家之一，目前，美国在神经结构与功能方面，已查清有40多种神经递质，应用分子生物学方法能预测遗传病的未来表现或揭示其缺陷基因的位置，通过动物实验完成神经元的修复再生，可对一些神经和交谈疾病进行早期诊断，并研究出有减缓和中止疾病的药物及外科技术。
对照一份美国国家神经和交谈疾病及中心委员会（NQNCDS）给美国国会的一份报告，我国目前的水平连报告中所述美国脑科学研究的80年代初状况都比不上，主要表现在：从研究领域的范围看，以神经生理学研究为主，局限于某几个领域，面窄；从研究水平看，只有极个别领域取得研究成果，与国际同类研究差距甚大，另外，神经科学缺乏与分子生物学的结合，分子神经生物学研究是一个空白。
（五）人类基因治疗
人类基因治疗是指用向人体内导入外源基因的方法，纠正人体基因缺陷，治疗病变（消灭癌细胞，抑制病毒复制或杀灭产病毒的细胞）以及纠正代谢异常等疾病。1990年由美国FDA批准世界第一例基因治疗， 并由美国国家卫生院临床治疗中心完成。患者因体内缺乏腺苷脱氨酶（ADA）而患有严重联合性免疫缺陷。治疗结果令人鼓舞。到1996年止， 经各国政府批准的临床试验方案已达到182项，其中， 肿瘤基因治疗临床试验方法占总数的50%，余下依次为遗传病、艾滋病、心血管病等，至少2000名患者接受了正式的基因治疗。美国的基础治疗研究最早，最深入，总体上最先进，法国、意大利、荷兰、德国、波兰、英国、瑞典、瑞士和日本等国也相继进行了基因治疗临床试验。
中国于1991年完成世界首例B型血友病基因治疗， 取得安全有效结果，其基因治疗的临床试验仅次于世界第一例ADA缺乏症的基因治疗。 目前中国恶性肿瘤的HSV-tk基因治疗也进入临床试验阶段，还有其他基因治疗项目进入动物实验阶段。中国的基础治疗已在国际同类研究中占有一席之地。
但是，从基因治疗目前和今后发展的趋势看，中国基因治疗现状并不乐观。基因治疗其关键技术有三个方面：1.有效的目的基因的获取；2.基因转移的方法（载体系统）更简便、直接、安全；3.接受基因的受体（靶）细胞，接受效率更高。现有基因治疗中受体细胞一般为体细胞，载体系统为病毒载体，从发展前景看，体细胞不是理想的受体细胞，因为以体细胞为受体细胞，基因治疗仅仅是对患者本人有益处，有缺陷的基因会通过生殖细胞传给后代，要达到真正根除遗传病应以生殖细胞为受体细胞。病毒载体系统其高效、定向效果也不理想，而且以后人类基因治疗将向多基因决定的遗传病发展，中国目前基因治疗水平面临今后的挑战，其任务十分艰巨，主要表现在：
1.目的基因基本上是拿来的；2.基因转移载体和受体系统都是常规系统；3.取得成功的病例——B型血友病是单基因遗传病。
（六）作物遗传资源多样化创新
国际上在各种作物遗传资源以及遗传资源的育种方面已做了大量研究，除开有关作物的基因组研究外。已在小麦、水稻、玉米、棉花、马铃薯、高梁等主要作物中进行重要性状基因的转化研究，获得了转基因植物。
国际发展趋势是，建立作物遗传资源库，以基因转化为中心，分子标记辅助育种为支撑技术的作物遗传资源多样化创新的研究体系。我国作物遗传资源多样性非常丰富，在粮食作物中，起源于我国的有大豆、赤小豆、粟、黍稷、裸小麦、裸燕麦、山药、芋、芡等，仅大豆各类品种就有15000多个，现有作物中起源于我国或史前已栽培的有200多系。在这个研究领域，与国外同行比较，我们最引以骄傲的是中国的杂交水稻。但是杂交水稻从20世纪70年代初启动，至今已有20多年，其研究技术程式基本上是属于常规的大田操作，其不育性不稳定，因对不育机理缺乏分子水平的研究分析，多年来一直未解决。我国水稻品种极多，约40000个，仅次于国际水稻所收集的世界遗传资源数目， 分为栽培稻和野生稻两大类，每一大类又分了许多品种，杂交稻仅仅是利用普通野生稻的败育类型而创造的，水稻杂交方面还有大片的处女地、空白点。因此从深度和广度上讲，杂交水稻不应是中国作物遗传资源多样化创新研究水平先进性的象征。
另外中国水稻基因组物理图谱与杂交水稻两者之间缺乏接应，是阳春白雪与下里巴人的配制。还应指出的是，水稻基因组是禾谷类作物中最小、最简单（当然也不失为最重要的）的一个基因组。国际上水稻研究的外围技术发展很快，如果在该研究领域基础研究和应用研究缺乏衔接，没有相应的辅助，接应技术的发展，中国水稻基因组物理图谱将失去许多实际价值。但愿Xa21基因的克隆（禾谷类作物首次根据图谱克隆出来的基因）和转基因杂交水稻是改变这一现状的契机。
目前中国在作物遗传资源多样化创新的现状是：单种作物为主，常规育种为主。
（七）农业微生物
农业微生物研究主要集中在农业重组微生物的研究。国际该类研究主要集中在分离发现固氮及其他功能的微生物新基因和生物调节因子以及工程菌株的构建方面的研究。
20世纪80年代我国在生物联合固氮研究方面开始跟踪国外研究，微生物分子遗传学研究几乎是空白。目前，在某些领域处于与国际同步水平，主要是在中国特有的一些固氮菌株的发现和分子遗传系统的研究成果，如中国特有的固氮菌株粪产碱菌的分子遗传研究，工程菌的田间应用等。利用微生物重组技术改良饲料及其他重组微生物工程菌株的研究，目前没有国家支持的研究。
总体上是跟在国外的后面，且有相当差距。农业微生物的分子遗传学研究为当前和今后农业微生物发展的方向，如果这方面跟不上国际同行，这种差距还将保持。
（八）动物基因工程
国际上最早的转基因动物1980年由美国首先报道（转基因鼠），现已培育出获各种优良性状或抗性的基因兔、基因猪、基因羊、基因牛、基因鱼等转基因动物。世界首例动物反应器是1990年由荷兰科学家培育的乳腺表达乳铁蛋白的转基因牛，现已进入中试开发。1991年英国成功生产出乳腺表达“抗胰蛋白酶”的转基因绵羊。动物基因图谱是动物基因组结构与功能研究的基础，也是动物育种改良的主要依据和手段。国际上这项研究始于20世纪80年代末，主要研究中心在美国和欧洲，主要开展了猪、牛、羊、鸡的基因图谱构建研究，并对一些重要经济性状的基因进行基因定位和标记辅助选择研究。
我国动物基因工程研究，能在国际同类研究占有一席之地的是，世界首例转基因鱼是中国科学家创造的（1985年）。除此之外，转基因猪技术，羊、牛胚胎工程研究其研究水平与国外同行也尚有一些可比之处。动物反应器研究刚起步，动物基因图谱构建目前还没有国家支持的项目，只有极少一些研究人员在散兵作战。就转基因鱼而言，虽然中国为世界同行开创了基础，但仍有许多问题还没解决。鱼类基因的分子生物学研究始终较弱，该领域的研究发展趋势是，转基因鱼所用生物元件全部自体化，即全部用鱼的元件进行转基因鱼研究，我国在基因转移的方法和效率、基因整合的位点、限定转入基因的表达与遗传上，在世界先进行列有一席之地，但是，在鱼类基本分子生物学和分子遗传学，以及发现鱼类有用基因及各种基因元件方面，我国的空白点还是较多的。
三、总体评价及分析
虽然对中国生命科学作一些简单的世界领先和达到世界水平的排列，并不能真实反映实际情况，有些领域的研究水平，用描述语言评价可能更公正、准确。但是，长时间以来，由于各种原因：某些领导者的好大喜功，科学界内部的不正当竞争，过热的宣传报道以及关心中国科学发展的善良人们的愿望，对中国生命科学在世界格局中所占地位的认识，成大于败，乐观多于忧患，自我感觉良好。通过这种简单的排列，尽管简单，尽管在许多方面不尽准确，但至少给人们提出的一个现实是真实的：中国生命科学在国际同类研究中，能在国际先进占有一席之地的廖廖无几，能与国际同行并驾齐驱的也为数不多，其余还剩下的是大片的空白地带，中国生命科学研究与国际同类研究相比，总体落后，个别领域领先。
分析总体落后的实质是基础研究的落后，具体表现在：1.在与分子生物学结合上总体水平低，按结合程度，中国生命科学的8 个研究领域，可分成三个档次：生命起源、农业微生物、神经科学与国际先进水平无缘；基因组织结构和遗传语言，作物遗传资源多样性创新——在国际同类研究中有些反响；人类基因治疗、动物基因工程、生物大分子结构与功能——在国际上有一席之地。生命科学早在20世纪50年代就进入分子水平，分子生物学在今后一个世纪内恐怕都是科学的主要发展方向，分子生物学所包含的研究方法、技术手段是当今和今后生命科学研究中必备的和最基础的研究方法和工具。不具备最起码的技术和工具，是无法与国际同行较量的。
2.没有自己的“目的基因”。目前国内的动物基因工程、植物基因工程、人的基因治疗所用的“目的基因”（转入生物体内的“好”基因）基本上都是从国外拿来的。目的基因是基因工程的主角，没有目的基因，基因工程这台戏将无法开台。
3.缺乏各种相关技术系统的研究。除开目的基因外，基因导入及基因进入生物体内的控制、表达、遗传，还需要许多相关生物元件及技术，目前国内研究或是从国外进口这类元件，多是仿造。
4.缺乏高质国产生物试剂：目前从事高新生物科研的各实验室所用实验药剂，50%以上由国外进口，购买进口药剂的费用占总费用至少是50%以上，而且有愈是研究层次高的，进口份额愈大的倾向，有的研究领域上述两个项目的数字都达到100%。
老生常谈的基础研究弱就是投资强度太小这个话题，已形成一个怪圈：因为国家经济实力问题，基础研究投入少，迫使科学界急功近利，采取拿来主义，这样使基础研究更弱，科研实力下降，由科研实力不济带来国家经济受滞，再回到无力投钱基础研究的循环。
分析个别领域领先，中国生命科学之所以能在国际同类研究中能有一些个别领域领先，除开通常科学本身发展规律以及中国科学家的聪明才智等因素外，我们应该清醒地看到这样的事实，这些领先项目或多或少与下列因素有关：
1.沾了“中国特色”的光：象杂交水稻，中国人特有的基因文库的建立或中国人特有的遗传病的基因诊断技术，还有中国特有的固氮菌株的发现等，这些属于中国本土科学，外国同行无法与我们竞争。在中国生命科学研究领域，中国所特有的优势还有许多，如各种生物的基因资源，各种人类疾病的样本、各种微生物、动植物的品种和它们的突变体资源，这是一笔很大的财富，但愿我们能充分利用这种优势，拿出更多的具有中国特色的研究成果，同时也要有清醒的头脑，以己之长比他人之短不是长久之计。
2.长久以来本是中国领先的领域。胰岛素结构与功能、杂交水稻、牛胚胎工程等研究早在生物学经典时代，就是中国人领先的项目，由于研究历史长，基础研究深入，能保持领先地位多少与本来底子厚有关系。
3.中国科学家快速组装的能力。在转基因鱼、基因治疗、蛋白质工程等研究领域，中国能与世界前沿接轨，得益于中国科学家快速组装，吸收消化国外成果的能力，但随着专利保护的建立，这种优势将被限制。
中国生命科学发展到今天这种状态，有多项研究能在国际同类研究中占有一席之地，或与国际同类研究同步，实属不易，这是经过几代科学家努力的结果，但必须看到，在与国际同类研究的比较中，中国生命科学在各大研究领域留下得更多的是空白点，认清了这些空白点，真正了解了中国生命科学在国际同类研究中的地位，是促进中国生命科学努力创新，缩短差距的第一步。
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