第7版()
专栏：
遗传工程的前景
梁柯
遗传工程常被称为重组ＤＮＡ（脱氧核糖核酸）。这门新兴科学不仅被认为是原子裂变以来最大科学成就之一，而且将为人类带来难以预测的巨大社会、经济后果。
重组ＤＮＡ，即将外来的或人工合成的ＤＮＡ分子片段，渗入某些细胞内同原有的ＤＮＡ组合，使下一代表现出新渗入的ＤＮＡ所携带遗传信息的特征的技术。
由于已能通过重组ＤＮＡ来大量生产一些昂贵难得的药物或菌苗，美国哈佛大学、加利福尼亚大学、斯坦福大学等在1980年前后纷纷成立了从事遗传工程的大公司，这些公司的股票在华尔街股票市场一直在看涨。
四十年前，基因还只是个用来解释某种遗传特性的抽象概念。现在，科学家已初步掌握为了特定目的将某种基因渗入细胞的方法。在细菌或酵母中植入人体基因，能够产生多种生化物。如将容易培养的单细胞大肠杆菌内的ＤＮＡ抽出，切开后换入一段人体基因再置回杆菌细胞内，几小时后繁殖出来的几千个细菌的ＤＮＡ中就都带有人体基因。如果植入的是人造胰岛素基因，则繁殖的微生物就都带有胰岛素。
目前在国外，通过重组ＤＮＡ已能生产的贵重药物有：（1）人体胰岛素——美国有180万糖尿病患者要靠不易获致的胰岛素来控制。七十年代末，加利福尼亚大学的科学家成功地将人工合成人体胰岛素基因中的一段，置入细菌中加以繁殖。预计二到五年内就能大量用细菌生产廉价的胰岛素来充分供应。（2）人造激素——过去这种专治小孩侏儒症的激素，只能从尸体的脑垂体取得，而50个脑垂体生产的激素只够一个小孩用一年。（3）干扰素——这是人体内产生来抵抗病毒感染的蛋白质。过去二十年人们只知道几种人体干扰素，现在科学家已知道有十几种不同功能的干扰素。干扰素有某种抗癌作用，已试验性地用来治疗某些癌症患者。科学家过去从大量白血球中只能提出少量干扰素，生产一磅干扰素成本就需100亿到200亿美元。现在瑞士、美国和日本的科学家已各自用细菌制成干扰素，将有可能用于更大范围的试验。（4）安全、可靠、便宜的疫苗——目前有的疫苗未能放心使用，是由于制作疫苗的细菌仍有致病的副作用。今天通过重组ＤＮＡ已能制成安全的疫苗，如美国最近宣布用于治牲畜口蹄疫的疫苗。（5）溶解血栓的酶等。
除了以上药物外，科学家还在研究如何移植基因来防治遗传病。1979年一些美国科学家曾通过重组ＤＮＡ将生产人体血红蛋白的基因植入老鼠组织的培养液内。到1980年初，在经过几百万次分裂后的老鼠细胞内，还能找到血红蛋白在起部分作用。科学家计划下一步将正常的血红蛋白基因植入贫血的活老鼠内，研究这基因如何起作用，并用这办法对两位因遗传功能失调而患贫血的患者进行临床试验。
重组ＤＮＡ在工农业应用方面有着无限广阔的前景。有的科学家研究用来生产清除石油污染的细菌，用来将工业废料制成塑料、燃料或化学物，或是将不能吃的生物量变成食物和能。过去培养某种动、植物的新品种往往要经过五、六十年，而且花费很大。现在人们可以预期在这方面会有突破。当然，生产干扰素、人体胰岛素等只是移植单个基因，而培植一棵植物可能要涉及千百个基因，动物就更加复杂。但分子生物学正在突飞猛进地发展。前不久，欧洲的科学家已能将人体基因植入植物的活细胞内，美国科学家也已把豆类的蛋白基因植入蟾蜍卵细胞内。这些大胆尝试不是为了异想天开的远缘杂交，而是为了更好地了解生物的遗传法规，按人的意愿对生物进一步加以改造和利用。
人类能重组ＤＮＡ虽然还不到十年，但它经历了并不平坦的道路。不仅有人从宗教、伦理的角度加以反对，也有不少人担心实验室里会培养出给人类带来新病的微生物。1974年这工作曾一度停顿。后来科学家们经过协议，凡是带病毒的、有毒的细菌只许在有特殊隔离设备的实验室内进行，80％至85％的普通试验可在一般实验室进行。
这样，重组ＤＮＡ在近五年来才又重新发展起来。但是目前仍有一些人担忧由于大规模商业应用，会因不熟练工人不注意操作安全而发生事故。
重组ＤＮＡ对许多人来说还是个陌生的词，但它在人类的未来生活中占着越来越重要的地位。
第7版()
专栏：
遗传与环境
刘兆祥
虽然在1865年奥地利遗传学家孟德尔首先提出基因的概念，美国遗传学家摩尔根在这基础上创立了基因学说，但在近年来人们才能比较精确地研究基因如何控制和决定生物的遗传与变异。
细胞核的染色体主要的物质成份是脱氧核糖核酸（ＤＮＡ）和蛋白质，而ＤＮＡ占90％以上。DNA是储存、复制和传递遗传信息的主要物质基础，ＤＮＡ分子就是通常所说的基因。
在个体发育中，一定的基因在一定的条件下控制着一定的代谢过程，从而体现在一定的遗传特性和特征的表现上。因而人和生物的亲代能够繁殖出与自己性状类似的子代。
基因固然决定生物体的遗传性状，但是环境也能引起基因的突变。不久前，美国《纽约时报杂志》的一篇文章里曾举了意大利撒丁岛的例子。几百年来，这个岛上有的学生每到春天来临时，总要感到头晕、恶心和发困，影响学习，过了一段时间就又健康无事了。等到第二年的2月，他们又要重新犯病。撒丁岛上的居民患这种病的多达35％，严重患者还死于尿血。美国专家经过十来年的研究才找到了答案。这种病叫溶血症，是遗传病。患者大都是男性。往往只在春天发病，是因为他们吸入了蚕豆科植物的花粉而触发了这种病。这可以比喻为，遗传缺陷象是一管枪，而某种环境因素等于开动了扳机。由于医生劝告当地居民在春季避免接触蚕豆，撒丁岛的溶血症发病率也随之大大下降。
越来越多的科学家指出，遗传和环境是相互影响的。基因决定遗传和变异潜在的可能性范围，环境则从中进行选择。如基因可以决定一个人能长到1．8米或1．88米高，但是真正决定最后生长高度的是饮食、卫生条件和身心健康状况。如同上面指出的撒丁岛的例子一样，由于遗传原因，有些人比一般人更易染上肺病、白喉和细菌性肺炎。
在正常情况下，基因是稳定的，ＤＮＡ分子在细胞核内按双股螺旋结构排列。它的碱基都有一定的配对规律。但是，基因也具有巨大变异的潜力，能通过突变而改变。迄今为止，已查出2，735种可能由基因改变引起的基因病。可能由于染色体的数量、排列变化或断裂、移位引起的染色体病，也有300种之多。如婴儿的半乳糖血症系由致死基因造成。患这种病的婴儿如果喂不含乳糖的乳品，能够正常生活。如果喂普通乳汁，则会使基因突变而死亡。
许多科学家强调，环境能破坏基因遗传的稳定性。如高温、过度辐射、化学物质、病毒等引起的物理、化学和生物因素都能造成遗传密码的改变，导致自发流产、畸胎、先天性缺陷、遗传瘤等各种可怕的疾病。近年来研究资料统计，有大约90％的癌症与环境因素有关。如果能从空气、水、工作环境、食物、药物、消费品和废品等中消除一切致癌因素的话，世界上癌症患者将能减少四分之一或五分之一。化学致癌物质有1，000多种，在我们生活和工作环境中经常接触到的不下一、二百种。如我国太行山南段，是食道癌高发地区之一，这是由于当地饮用水和粮食中钼含量低而硝酸盐、亚硝酸盐含量高。在临床观察中发现，吸烟男子的淋巴球染色体的异常率较高；在吸烟男子的尿中含有能使细胞变异的物质。吸烟孕妇也易导致早产或死胎。
对基因的研究有着无限广阔的前景。人类如果能有一天完全破译遗传密码，对ＤＮＡ了解更多，人们就会有可能找出由于基因变异而造成的病因，改变严重影响人口优生的环境，控制癌症的发生，甚至改变密码排列，消除千百种遗传病。
第7版()
专栏：
2020年的农作物
大雁
能够在沙漠种出甘薯吗？庄稼能从空气中取得养料吗？植物能够自己驱赶害虫吗？这些类似科学幻想的题目，今天借助于遗传工程，回答是肯定的。
近年来，遗传工程在农业方面一再取得新的突破。按科学家的估计，到1996年，它在农业方面每年将带来500亿到1，000亿美元的市场收入，比在医药方面的经济收益要大上9倍。
去年5月，美国有两位科学家成功地将法国菜豆籽的一个基因植入向日葵籽的细胞里，形成新的被称为“向日豆”的植株，首次将一种植物的基因移植到品种完全不同的另一种植物的染色体内。这个成就在各国引起了广泛的重视。因为只有豆科植物根部的根瘤菌能起固氮作用，将大气中的氮还原成氨等氮化合物，使作物获得氮肥。其他作物只能从化肥中获得氮。昂贵的化肥不仅给第三世界国家的农业发展带来困难，即使是对工业化国家也是一笔大的开支。仅美国，每年用于氮肥的开支就需要25亿美元。到2000年时，估计美国对化肥的需求量将增加3倍，需为新建化肥厂耗费3，000亿美元。如果农作物都能有固氮作用，就可以从取之不尽的大气中获得用之不竭的肥料，其经济价值是无法估量的。
目前许多科学家正在研究把这种固氮基因移植到不同的作物中去。虽然大田试验尚未成功，但美国威斯康星州的细菌学家温斯顿·勃雷尔已在实验室中培植出比一般大豆大一半的新品种大豆以及根部能有固氮菌的玉米和热带大豆的杂交品种。
美国农业部的科学家已通过组织培养液培植出比通常品种含蛋白质多6％到10％的稻株。这个试验如能实际应用，对世界上将近一半以大米为主食的人口是个大喜讯。
世界上相当大面积的沙漠被荒废了。怎么使沙漠地带长出粮食和蔬菜，一直是科学家思考的课题。去年，美国加利福尼亚大学的科学家无性培植了有耐盐碱基因的微生物。另一些科学家又在科罗拉多州的沙漠中试验培育能够3星期不用浇水的墨西哥玉米。科学家还培育出一种能在海水中生长的西红柿，虽然只有樱桃那么大，味道却也鲜美。
遗传工程设计师还在试验培育各种有抗病能力和产量高的新品种。有的计划改变木薯的遗传结构，使产量能提高一倍。有的试图将土豆与西红柿杂交，培育出具有抗马铃薯晚疫病特性的新品种土豆。
六十年代，许多国家进行过所谓“绿色革命”，从事于培育高产嗜肥的粮食作物品种。这场革命曾一度使长期缺粮的墨西哥很快变成了小麦出口国，使菲律宾的稻米能自给自足，使巴基斯坦能有余粮。但是随着石油价格上涨而带来的化肥价格猛涨，使许多国家又不得不进口粮食。
现在，人们把遗传工程的新品种培育称为第二次“绿色革命”。有的科学家已经预期这个新的“绿色革命”在今后的40年内粮食产量将大大增加。到了2020年，世界人口将比今天增加一倍达到80亿。
遗传工程的进展届时能否使人类能喂饱自己，要看科学家们正在为此而作出的努力。
（附图片）
细菌学家温斯顿·勃雷尔在实验室中培植能固氮的农作物。
第7版()
专栏：
优生学的复活
卢继传
1978年7月以来，在英国、印度和美国等国已先后出生了30个“试管婴儿”。1980年，美国加利福尼亚州的眼科医生罗勃·格雷汉姆建立了一个诺贝尔科学奖金获得者的精子库并在全国智力商数最高的妇女中物色了3位自愿接受人工授精者，企图培育出智力过人的新一代。尽管他的这种尝试引起了技术上和伦理道德上的争论。不过，这些以及近年来各国有关“无性繁殖”、“基因工程”的研究探讨等等，都说明优生学又复活了。
优生学是英国生物学家高尔顿在他的表兄、著名的进化论奠基人达尔文《物种起源》的影响下，在1883年创立的。其目的在于探索影响后代的各种因素，从体力和智力方面改善遗传素质，从而提高人的质量。其后，优生学发展为研究可能减少或杜绝生育低劣个体的方法和途径的负优生学，以及致力促进身体和精神上优良个体繁衍的正优生学。当时，优生运动一度在英国、德国、美国等国家很受重视。1907年，美国印第安纳州曾颁布了世界第一部优生法，以法律形式禁止有严重遗传疾病的患者生育。
但是，高尔顿关于通过“自然选择”过程来“改良人种”的主张，由于当时遗传学还比较落后，而且带有一定的阶级偏见，往往被资产阶级学者用来为错误反动的种族观点服务。如德国的纳粹分子就宣称，日耳曼人是世界上最优秀的人种，鼓吹“纯血统法”以防止民族退化和混血。于是，在欧洲发生了纳粹分子屠杀600万犹太人的骇人听闻事件。不少西方学者也宣扬白种人比黑种人（或有色人种）优越的论点，为帝国主义、法西斯主义的种族歧视和侵略政策服务。因而，很长一段时间，优生学被玷上污点，列入反动理论范畴。在西方国家，也由于宗教、伦理等社会原因，使优生学未能被广泛接受。
近几十年，特别是七十年代以来，由于生物学广泛深入地应用了化学和物理学上的新成就，人们对生命现象、遗传变异、生命起源等许多方面得到进一步的了解。现在，据科学家估计，有3，000种遗传缺陷威胁着数以千万计的人的健康。这些遗传病都是由于遗传信息——基因分子结构改变发生的，也称为“分子病”。仅仅眼科的遗传病及遗传缺陷就有约300种。近10年来平均每年发现100种以上遗传病病种。由于环境污染日益加剧，不断增加基因突变率，也产生越来越多的遗传病。90％的致癌物质也是诱使基因发生癌变的物质。据统计，目前全世界仅先天性呆痴症患儿就有1，000万以上。在世界人口日益增多的同时，人们对影响人口质量的因素也更加了解。于是科学家们纷纷探讨用最新科技成就，造福未来，保证人口优生，这就是优生学在近年重新得到重视的原因。
目前，优生学在世界一些国家已成为计划生育工作的重要组成部分。有些国家还通过了优生立法。日本制订了《优生保护法》，规定有些遗传病者不能结婚或生育，禁止近亲结婚等。美国、加拿大和北欧的国家也制订有类似的法律。我国也已在有条件的地方开设了遗传咨询门诊、产前诊断和选择流产，尽量避免出生有严重先天性、遗传性疾患的婴儿。
在正优生学方面，科学家正在进行多种研究。除了前面讲到的有人建立诺贝尔奖金获得者精子库外，还有人研究冷冻贮存生殖细胞，在冷藏过程中淘汰畸形的或发育异常的精子。有的研究则还在设想过程中。如1977年，美国已试验用人工方法使没有受精的鼠卵分裂发育，培育出7只没有父亲的“单亲老鼠”。但是人的无性繁殖还只是个研究课题。又如将ＤＮＡ切割重新组合，从而创造出新的遗传特性，这是遗传工程正在探索的一大课题。如果人类能够重组ＤＮＡ（脱氧核糖核酸）就能使癌细胞“逆转”为正常细胞，保护人体遗传结构，即使它受到外界物理、化学、生物因素的破坏，也能迅速得到恢复。甚至有朝一日人类还能用遗传工程造人，即用自然或人工合成的正常基因去置换病态基因，或用优秀基因去重组或繁殖优秀的个体。这些设想由于涉及到伦理学、社会学、人口学、法学等等问题，在国外还有着不少争论。但是随着各国科学家逐渐能用细菌制造胰岛素、干扰素、人工合成脱氧核糖核酸（ＤＮＡ）和核糖核酸（RNA）以及其他一些经常只有生物体才能制造的物质，人类能够自己选择和决定繁殖更加优秀的后代也许有一天会成为现实。
第7版()
专栏：
日本的《优生保护法》
王湘瑛
近三十多年来，日本政府和民间组织相互配合，在贯彻《优生保护法》方面取得了不少成就。人口出生率由1947年的34．3‰降为1980年的13．7‰，死亡率由1947年的14．7‰降为1980年的6．2‰，婴儿死亡率也由1950年的60．1‰下降为1979年的7．2‰，居于世界领先地位。整个民族素质有很大提高，现代青年的身高、体型均有改观。
第二次世界大战后，日本经济濒于崩溃，食品、住房十分困难，人们深感有必要节制生育。1948年日本医务界的议员们推动国会制订了《优生保护法》，既注意人口数量，又重视人口质量。这是当时世界上第一个使人工流产合法化的法令，几经修改后，今天，已成为世界上最系统、最完整的优生法之一。
日本《优生保护法》的宗旨是从优生学的观点出发，防止增加劣等后代，保护母亲的生命和健康。
《优生保护法》规定，夫妇（包括未婚）本身一方或一方不出四代的嫡亲中患有遗传性精神变态、遗传性疾病、畸形或精神缺陷、或麻风病，经双方同意，医生即可对其实行绝育手术，或进行人工流产。
《优生保护法》中列举了34种具体遗传性疾病，规定患者应“为了公共利益，避免疾病遗传性传播”，作绝育手术。办法是：由门诊医生提出报告，提交上级优生保护委员会批准后，通知应受术人并指定医生实行手术，费用由政府负担。如应受术人持有异议，可向中央优生保护委员会提出申诉，要求复核，但必须服从最后判决结果。
《优生保护法》还规定建立优生保护咨询办公室来宣传有关遗传和优生的基本知识。
（附图片）
西欧、北美进行基因研究的联合实验室。
第7版()
专栏：世界科技
日本发明癌症新疗法
日本东北大学教授桥本嘉幸等，最近发明了一种癌抗体加化学抗癌剂的治癌新法。
这个方法，又称“带有核弹头的导弹疗法”。所谓“导弹”是指世界上正在研究的具有制癌作用的“单克隆抗体”。桥本等为了提高这种抗体的制癌效果，给它加上了一种化学抗癌剂，作为“核弹头”。
他们试验时使用从老鼠自然生长的乳癌中产生的单克隆抗体，并给它装上了含有放线菌素Ｄ的直径小于千分之一毫米的核糖体小球。他们在小球膜加上一种化合物，使单克隆抗体能和小球很好地连接。
他们把乳癌细胞移植到老鼠的腹内进行试验，移植一天后，一次只投用五微克放线菌素Ｄ的老鼠全部死亡。平均只存活了二十三天半。而用新的疗法一次投用一微克，六只老鼠的癌全都消除，并且一直存活下来。
第7版()
专栏：世界科技
美国研究治疗骨病的新物质
目前美国的一些医学科学家正在加紧研究一种称作“骨骼形态形成蛋白”的物质，这种物质可能会使骨病治疗发生根本性变化。
这种物质是加利福尼亚大学骨科研究实验室三年前发现的，它是从骨骼中分离出来的。它能刺激骨骼重新生长，以恢复因事故造成的骨骼破碎或生育缺陷造成的骨骼缺损或畸形。
这种蛋白在骨基质中数量很少，而且释放得很慢。科学家们希望将来能通过遗传工程使细菌大量生产这种物质。
第7版()
专栏：世界科技
丹麦用新法生产天然胰岛素
据丹麦报纸报道，丹麦卡尔斯伯格啤酒厂的一个生物化学专家小组最近在这个工厂的实验室里研究成功了一种生产天然胰岛素的新方法。这种生产流程跟人体消化过程相反，它不是将蛋白质分解成氨基酸，而是让氨基酸聚合成肽。由于它不用人造物质，生产成本比较便宜。
（据新华社）