生物技术　高新技术群最富活力领域

来源:用户上传      作者: 王胜举

　　 生物技术虽是一项新兴技术,但人类对生命的认识,特别是对人体自身的认识却经历了一个漫长的过程。从哈维和他的血液循环理论,到R.胡克在1665年首次提到“细胞”一词,再到19世纪巴斯德开辟了微生物领域,随着科学的进步,每一项惊人的发现都使人类对自身的认识更进一步。在人体解剖以及细胞、细菌发现之后,20世纪初发病机理研究取得了很大成就,尤其是随着DNA的发现和“人类基因组计划”的实施,人类对自身的认识才真正进入了生物分子时代,它向我们提供了一份生命“说明书”,奠定了人类认识自我的基石,也为世界各国农业、医药、食品、能源、化工、环保等行业开辟了广阔的发展前景。作为可能改变未来工业和经济格局的重要技术,从基因组破译到转基因技术和克隆技术等,近年来日益受到世界各国的普遍关注。
　　 现在，经过几个世纪的孕育发展，生物技术已进入了一个全新的发展阶段。科技部相关负责人日前表示，生物技术是我国发展最快、潜力最大、与国外差距最小的领域之一。可见，生物技术的发展势头之迅猛在产业发展史上是罕见的。人们已认识到生物技术已逐步成为当今高新技术群体中最富有活力的领域之一，并与信息技术、纳米技术、新材料等其他高技术相互结合，正在全球范围内形成增值产业链，它的新概念和方法正带动农业、医药、食品、能源、化工、环保等多领域技术的共同进步。发展生物技术对解决当今人类社会面临的粮食、能源、资源、环境和健康等许多重大问题具有重要的现实意义和深远的战略意义。更重要的是，利用好生物技术，能够有力的提升一个国家的生物安全。现代研究已经证明，生物技术的危害远远大于核武器，因此生物安全已经成为国家安全的关键点。
　　 2007年1月29日，全国科技工作会议在北京召开，科技部部长徐冠华在会上明确指出：“十五”期间，一批关乎经济社会发展的重大技术被攻克。在生物技术领域中，尤其在超级稻育种技术、新药创制等领域取得了重大突破；超级稻育种技术继续保持世界领先； “863”计划共有15个品种获得一类新药证书，109个新药品种进入临床试验阶段。他还表示，科技部将在今年年内正式启动实施若干项重大专项。在确保国家重大专项实施的基础上，在重大医疗器械设备、海洋资源与环境等领域实施重点专项。会上还提出了2007年科技工作的新亮点，将在综合交叉和重要科学前沿领域进行重点部署，组织实施干细胞、蛋白质、生殖与发育等科学研究计划，并在蛋白质科学等领域筹建10个国家实验室。
　　 在21世纪的今天，世界各国都在由政府牵头，大力发展本国生物工程技术产业。发达国家均将生物技术及其产业列为战略高技术和新兴产业发展的重点。面对生物技术不断取得突破所带来的发展机遇，我国政府也高度重视，在“十五”高新技术产业发展规划中，生物技术产业被列入国家十二大高新技术工程，在国家“863”技术和科技攻关计划的支持和推动下，国内生物技术产业向着国际化方向迈步。
　　 由此可见，我国生物技术与产业已经开始从跟踪仿制到自主创新的转变，从实验室探索到产业化的转变，从单项技术突破到整体协调发展的转变。生物技术的应用将会大幅度提高人类的健康水平，并可以引起医药的第四次革命浪潮。
　　
　　转基因新药将进入临床试验
　　
　　 项目简介：转基因动物是利用细胞分裂，染色体倍增原理，通过实验的方法，将人或哺乳动物的某种功能基因导入哺乳动物的受精卵（或早期胚胎细胞）里，使导入的基因能够与受精卵的染色体DNA整合在一起。随着细胞分裂染色体倍增而倍增，使动物体内的每一个细胞都带有导入的基因，并能够将其稳定地遗传到下一代的同类动物。其不仅彻底将基因的培育工作从实验室转移到动物体内，还能通过动物自身的繁衍生殖。
　　 项目负责：医学遗传学专家曾溢滔院士。
　　 项目进展：在未来5～10年内，转基因新药在我国就能进入临床试验阶段，开始引领新一代医药产业。
　　 意义：应用转基因动物乳腺生物反应器技术制造药物是一种可以获得巨额经济利润的新型产业。
　　
　　基因工程乙肝疫苗研究
　　
　　 工程简介：近年来乙肝疫苗占据了主导地位，在生物制药领域，乙肝疫苗在市场上是巨头。
　　目前，乙肝新疫苗保护的靶对象正逐渐扩展为慢性肝病患者和肝炎病毒携带者，国外在单一抗原HBV疫苗基础上开发了多种抗原疫苗,临床表明预防甲肝、乙肝有效率在98%以上，因此合并有S抗原的Bio-Hep-B和Hepagene有望能替代现在广为使用的重组疫苗；预测到2010年，相继问世的疫苗将占HBV疫苗市场的20%，DNA疫苗、口服植物性疫苗、联合疫苗、治疗性乙肝疫苗有望成为新的热点。尤其是治疗性乙肝疫苗与现有抗HBV药物联合应用,将是肝炎新疗法之一，在这一方面，江苏复旦悦达生物技术拥有我国自主知识产权的乙肝治疗性疫苗已完成临床研究，商品名为乙克。
　　工程负责：江苏复旦悦达生物技术公司
　　进展与意义：目前乙肝疫苗尚在研究中。它是21世纪最具前景的疫苗品种，中国疫苗市场目前处在起步阶段，从市场规模到消费观念均有较大的发展空间。
　　
　　糖尿病及各种疾病临床营养支持治疗学研究
　　
　　 简介：该系统根据各种计算公式与方法设计诊疗方案，并利用计算机完成各种运算，综合中医饮食疗养学及现代营养学之所长，能够实施对患者终生饮食治疗的科学指导，有力支持药物治疗及体育疗法，有利于控制糖尿病的发展，预防各种并发症的出现。
　　 饮食疗法虽然是糖尿病治疗诸多环节中最重要、最基础的措施，但是由于以往常用的饮食疗法存在公式复杂、计算繁琐、食谱固定、适用性差，因此不容易满足患者饮食习惯的需求，致使患者饮食治疗不到位，血糖控制不理想，不得不加大药物的剂量，一方面增加了潜在的药物副作用对人体的伤害，另一方面使患者背负了更大的经济负担。 “糖尿病及各种疾病的临床营养支持治疗系统”在设计思想中，充分考虑了融合中西医特色，旨在取长补短，以提高糖尿病饮食治疗的效果。力求达到画面清晰、操作简单、使用方便。由于该系统设计良好的人机对话平台界面，最终的结果均需通过人机交流来决定，能为每一位患者提供更人性化、个体化的科学、合理、全面的膳食指导，不仅能够充分尊重个人的饮食习惯，而且大大加强饮食疗法的可操作性。
　　 突破：本系统根据中医药学的特殊需要设计完成了中医饮食疗养库。在中医食物疗养库的文字录入程序中，实现了中文智能识别的快速、批量、准确的目标，同时利用模糊识别的方法检索查询中文信息，在完整保留古代资料的前提下，一方面最大限度地减少汉字数据冗余，另一方面大大提高了检索的精度及广度。
　　 意义：“糖尿病及各种疾病的临床营养支持治疗系统”的开发成功，为上述问题的解决，搭建了一个简易的中文工作平台。并具有极强的计算、统计相关数据及打印功能，更有利于该项成果的迅速推广应用。
　　
　　生物芯片检测仪
　　
　　 简介：该设备是上海裕隆生物科技有限公司开发的用于生物芯片反应结果检测的自动化仪器，采用了光机电一体化技术，能够全自动摄取、处理、分析、打印生物芯片检测结果，采用了自动找点技术，智能性高，具有扫描范围大、扫描速度快、灵敏度高、信噪比高、全自动定位图像分析技术、全自动数据分析处理、操作简便等特点，适用于利用化学发光原理的生物芯片反应结果的检测。

　　 进展：目前该项目处于中期阶段。
　　 意义：可用于科学研究、教学实习以及临床检验等多个领域，市场面向医院、体检中心、血站等医疗卫生机构和科研院所。
　　
　　生物芯片进行骨髓分析处理技术
　　
　　 技术简介：一种利用生物芯片对骨髓进行分析处理的技术， 是把多个捐献者的基因样本采集到一张生物芯片上，同时进行分析处理。而以往的技术一次只能对一个样本分析处理。这种用于骨髓分型的生物芯片，只有手指大小，仅一张就可以存储上万个人的白细胞抗原基因。据介绍，对人类白细胞抗原基因进行分型是进行器官移植和骨髓移植的前提，在我国，这种技术长期依赖进口，价格很高。每进行一份骨髓分型，就要支付500元费用。
　　技术进展：据介绍，目前美国骨髓库数量接近600万人份，而中国只有36万人份，难以满足患者的成功配型需要。如果要达到美国现在的水平，用通用的技术至少要20年，而采用生物芯片技术，时间可以节省一半，费用将节省1/3。
　　 意义：日前由生物芯片北京国家工程研究中心研制成功，这在全球尚属首次，它可以大大提高骨髓分型的速度和准确度。
　　
　　生物特征识别核心技术研究
　　
　　 技术简介：该课题是在人脸检测、面部特征提取、人脸识别与确认等核心算法、关键问题解决方案、应用系统设计等领域的成就。在课题组完成的二十余种算法中，大部分是独立提出的，有一部分是对现有算法的优化和改进，而且成果已获得实质性应用。在指纹识别方面,提出了混合模型的定义和复有理多项式的方向图模型等一种新的基于模型的指纹奇异点求取方法，并首次提出了断纹的概念，在相关成果的基础上实现了一个用于门禁的指纹识别系统。在掌纹识别、在线签名认证和多生物特征融合方面，独创地给出了皱纹的定义，并设计了一种新颖的方向图计算方法来准确的计算点的方向。完成了由皱纹点到皱纹的折线段描述。实现了一种融合人脸和指纹的身份认证系统。
　　 技术突破：在基于人脸重心模板的实时人脸检测、基于自适应样本重采样技术的实时人脸检测、基于遗传算法的学习集扩展方法、结合人脸图像加光技术的特定人脸子空间人脸识别、基于变换域子空间判别分析的人脸识别与确认、基于球面谐波的光照估计和光照补偿策略、基于3D重建的姿态校正方法、误配准灾难问题研究、基于AdaBoost的人脸识别方法、基于多分量统计子空间判别分析等研究方面达到了国际领先水平。生物特征识别技术在国家机关及社会安防领域具有广泛而特殊的用途。
　　 技术进展：该项目处于中期阶段。
　　 意义：研究成果整体处于国内领先、国际先进水平。
　　
　　高强度浅封堵技术研究
　　
　　 技术简介：随着人们对微观力学和宏观力学的研究，提出了通过紧密堆积理论和材料颗粒大小分布来提高材料的宏观力学性能的技术思路，通过调节混合物固相的不同颗粒尺寸分布，进行级配和加工，使堵剂体系含有多种尺寸颗粒，实现良好的孔隙充填和混合物的紧密堆积，即单位体积堵剂中含有更多固相，从而得到高性能的堵剂。新型高强度堵剂主要由主剂、减轻剂、增强剂以及相配套的分散剂、悬浮剂等外加剂组成，采用减轻剂、增强剂两种材料复配使用，既满足了密度指标的要求，又保证了浆体的沉降稳定性。现场可根据施工需要配制出密度1.3 g/cm3～1.9g/cm3，适应温度为室温～150℃的堵剂。
　　 成果分析具体如下：1.研制出高强度堵剂的主体配方并分析了堵剂各组分的变化对堵剂性能的影响。 2.通过岩芯试验表明堵剂对不同渗透率岩芯都具有很强的堵塞能力，渗透率在20μm2左右的岩芯的堵塞率达98%以上，10μm2左右岩芯（长度为24cm）突破压力在10MPa以上。 3.进行了8口井的现场试验，成功率100%，累计增油5000余吨，创产值200多万元，取得显著的经济效益。现场试验表明其对高渗透层（或大孔道）具有非常强的封堵作用，可用于注水井调剖施工及油井堵水施工。 4.高强度堵剂具有较强的自然选择性能，能够优先进入高渗透层（或大孔道）、带并形成有效封堵。 5.高强度堵剂具有较广的适应性，可用于砂岩、灰岩等不同地址特征条件下的调剖堵水施工。
　　 技术进展：目前处于中期阶段，该项目经过一年的研究工作，取得了显著成果，达到了预期目标。
　　
　　“中科红”海湾扇贝繁育
　　
　　 简介：“中科红”海湾扇贝是在张福绥院士引进海湾扇贝的基础上，突破构建海湾扇贝自交系和杂交系的技术障碍，构建了“壳色－生长”育种模式，培育出橘红壳色、性状优势明显的海湾扇贝新品种，其生长速度较海湾扇贝常规养殖对象提高 15.6%，成活率提高 19.2%。同时也创立了贝类家系育种新途径，构建了新的育种模式。
　　 专家介绍，对繁育的“中科红”海湾扇贝苗种数量和规格都进行了随机取样测量，并采用目测法对壳色纯度进行了检验。检验测量结果显示：“中科红”海湾扇贝苗种数量2544万粒，平均个体壳高2.6±0.5 mm，最大个体壳高3.5mm，最小个体壳高1.5 mm。红壳色个体比例达92％以上。
　　负责人：中科院海洋研究所研究员张国范课题组。
　　 意义：“中科红”海湾扇贝是我国第一个通过人工选育、具有明显形状优势且遗传稳定的海湾扇贝养殖新品种，也是国际上首次对海湾扇贝进行选择育种和纯化获得的重要成果。因其生长快、成活率高、品质好、口感好，深受广大沿海养殖企业和养殖农户欢迎，同时，“中科红”海湾扇贝因其壳色橘红外观绚丽，具有开发成工艺品广阔前景。

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