从基因到灵魂

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这项由哈林顿和威拉德博士领导的研究小组完成的成果，是把天然DNA和在实验室里用“机器制作”的人工DNA融合。制作合成DNA的目的是为了模拟人类染色体复制的主要结构——着丝粒。这种DNA随后被注入细胞，在实验室平皿里培养生长，新DNA“自我安装”进入染色体。这条人工染色体上的基因继续在其子代细胞中表达6个月以上，直到亲代细胞分裂240多次以后。克利夫兰的Athersys生物技术公司拥有这项技术的产权。威拉德说，他的公司计划在1年之内创造出一种染色体构件预制系统，每个染色体模块“分别带有不同的关键基因”，可以顺手从实验室的橱柜里取出，组合后导入人体细胞“。

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1997年4月，位于俄亥俄洲克利夫兰的凯斯西部保留地大学医学院的研究人员宣布，他们成功地制造出了第一条人类染色体。这项新的突破性进展，不仅可能导致在性细胞或刚受孕的胚胎细胞中设计和制作遗传性状，而且可使“医生们能够改变人的遗传特征，或者通过使遗传“磁带”直接滑入细胞而治疗疾病。”

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第一例基因治疗实验是伴随着人类基因组作图和测序而出现的。过去6年中，为了治疗人体的若干种遗传病，科学家们已经把外源性基因植入数百名病人体内。美国NIH最近的一份报告中对这类基因治疗方法提出批评，认为尚无一种方法能证明其行之有效。
: [) N  C* j# h- t      尽管如此，科学家们希望在即将来临的生物技术世纪，随着对基因组及其的功能的了解的不断增加，基因治疗将成为常用的治疗手段。基因治疗已经尝试性用于腺苷脱氨酶缺乏症、癌症和帕金森氏病等。虽然有些科学家正在探索在种系细胞阶段纠正遗传疾病，但迄今为止所有的基因治疗都是在体细胞水平进行。体细胞的基因治疗只是影响病人本身。而对种系细胞的干预，由于基因为植入到精子、卵细胞或胚胎细胞，所以它的影响会传递给下一代，从而影响到整个人类的进化步骤。

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目前已有的筛查实验项目，包括乳腺癌、唐氏综合征、亨廷顿舞蹈症、脆性X综合征、囊性纤维化、GM2神经节苷脂贮积症变异型B（旧译家族性黑朦性痴呆）、高歇氏病以及镰状细胞贫血等等。估计遗传筛查的潜在商业市场，到21世纪中叶将达到数百亿美元。

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DNA芯片是一项革命性的新技术。医生将用它对某人的基因组排序进行扫描，得到他或她的各项具体遗传资料，它对人的未来精神和身体健康状况的检测评估可谓一清二楚。DNA芯片是把上千个不同的DNA片段放在硅芯片上。这种芯片上标记着遗传差异，可为医生整理和分析个体的现有疾病和潜在疾病提供有价值的线索。

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科学家们希望能够分离和识别引起人类4000多种遗传基因病的基因。同时他们希望更充分地认识基因如何发挥作用，如何“开放”和“关闭”，如何与环境因素相互作用而引起疾病。许多常见遗传病的遗传筛查实验方法已经建立。研究人员希望在不到10年的时间里，能在一个人身上检测出上千种遗传病。科学家们还在研究更复杂的多基因的遗传病——涉及到多个基因并影响人的情绪、行为和个性。

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分子生物学对遗传筛查和基因治疗领域的影响最大。由美国政府资助的耗资30亿美元的人类基因组计划，预期到2002年把人类基因组的大约3万个基因全部作图和测序。这项工程将重新界定我们有关疾病的概念和医疗保健的方式。

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兰格和瓦坎蒂说，在21世纪，用遗传工程手段制作的活组织结构将取代用塑料和金属制造的骨和关节假肢。“这些活体植入物”，研究人员声称，“将与周围组织衔接无缝，排除感染和戴假肢所带来的诸多烦恼与不便”。研究人员已经在实验室里用聚合物结构来制作鼻子和耳朵，并已把它们移植到动物身上。
4 {, j) u+ @1 b     科学家们预测，更复杂的人体部件如手、臂等等，也可以根据病人的不同需要在聚合物构架里生长并制作。最后的障碍是“神经组织无法再生”。至今还没有人能够培养人类神经细胞。但是，这个领域的大多数科学家都有信心，将在不久的将来跨越这一障碍。

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美国各地的研究人员，还在从事用人的细胞制作人类肺、心、肝和胰腺等器官的各种实验。在波士顿儿童医院，哈佛医学院组织工程系主任奥陶洛(Authony  Atala)博士，在玻璃培养瓶里培养人的膀胱。他的研究小组从一位10岁男性患儿身上取得膀胱细胞，植入三维立体结构的塑料构架内，让这些细胞在实验器皿中按照设定的构架生长。
) c8 g. ]% Q$ O& b# Q7 l/ o     奥陶洛的这项研究，现在已经获准进入临床试验，实验室培养长成的膀胱已开始移植进需要病人的体内，创造了第一例组织工程器官人体移植手术。细胞生长所用的构架最终将会被病人体内的酶所消化，只遗留下有正常生理功能的人类膀胱。除此之外，奥陶洛的研究队伍，还进行着实验室里培养人类膀胱。除此之外，奥陶洛的研究人员们预计，到2020年，将有95%的人体部件可以用实验室里生长的器官所置换。