互动科普

维生素C

维生素C也称为抗坏血酸，广泛存在于新鲜的蔬菜水果中。药物中使用的维生素C也是经过基因重组的细菌大规模生产的，它们能够将山梨醇转变为维生素C。

胰岛素

糖尿病是一种常见的慢性病，有的患者需要经常注射胰岛素来控持血糖浓度。如果按照早期的方法，从研碎的猪或牛的胰腺中获取猪胰岛素，一个病人一年需要50头猪来提供胰岛素，这显然难以实现。不仅如此，动物胰岛素与人胰岛素的结构差异导致患者容易产生抗体，发生过敏反应。1982年，美国首先将基因重组人胰岛素投放到市场，标志着世界上第一种基因工程药物的诞生。基因重组人胰岛素是将人的胰岛素基因与大肠杆菌的遗传物质整合在一起，通过大肠杆菌生产出和人体自身产生完全相同的胰岛素。1998年，我国成功研制出第一支基因重组的人胰岛素制剂，使中国成为继美国、丹麦之后第三个能够生产重组人胰岛素制品的国家。

干扰素

干扰素是一类高活性多功能的糖蛋白，可以保护细胞抵抗多种病毒的感染。最开始使用的干扰素是从人血中的白细胞提取的。但是血源性干扰素容易被献血者自带的病毒污染，可能威胁使用者的健康。而且血源性干扰素的纯度低、比活性低、生产成本高。通过基因工程将人和动物细胞中的干扰素基因转化到细菌的遗传物质中，就能获得重组干扰素。这样的干扰素纯度高、没有感染风险、生产成本大大降低。

促红细胞生成素

重组人促红细胞生成素（rHuEPO）主要用于治疗慢性肾功能衰竭导致的贫血、恶性肿瘤或化疗导致的贫血、失血后贫血等，是最早用于临床的重组基因工程药物之一。

乙肝疫苗

我国有3000万以上的乙肝患者，1.3亿的乙肝病毒携带者。目前市场上的乙肝疫苗基本上都是重组疫苗，也就是用转基因技术生产的。此前，由人血制成的乙肝疫苗成本高，产量有限，免疫功效一般，且有潜在的乙肝和其他传染病的感染风险。基因重组乙肝疫苗是用基因改造过的酵母菌生产的，免疫功能好、产量高、没有疾病传播的风险。因此，我国在2000年年底彻底停用血源性乙肝疫苗，改用基因重组疫苗。

转基因广泛用于制药

大豆

转基因大豆是目前全世界种植面积最大的转基因作物。1994年，美国首次批准了抗草甘膦除草剂转基因大豆的商业化种植，并允许作为食品和饲料使用。1996年，英国和瑞士首次批准进口抗除草剂转基因大豆。至今，已有26个国家种植或进口转基因大豆。转基因大豆可以提炼出食用油，剩下的豆粕可以当做动物饲料。

玉米

玉米是一种重要的作物，既可以供人类食用，又可以当做牲畜的饲料，加工品还可以用于工业领域。在所有已经商业化种植的转基因作物中，抗虫转基因玉米在数量最多的国家中种植。转基因玉米的加工性质和非转基因玉米没有区别，可以加工成玉米粉、玉米淀粉、玉米油来使用；经过深加工，还可以产出玉米糖浆、果葡糖浆等次生产品。

番木瓜

番木瓜是一种来自美洲的热带水果。因为含有丰富的木瓜蛋白酶，它还在医药、制革、纺织和美容业上广泛使用。1948年，美国夏威夷瓦胡岛上首次发现的番木瓜环斑病毒（PRSV）给全世界番木瓜种植业带来了灾难。我国华南地区的番木瓜在1965年普遍感染这种病毒，发病率达到90%以上，导致国产番木瓜产量的降低和品质的下降。随着环斑病毒疫情不断加重，几乎摧毁了整个番木瓜种植业。到了1998年，美国研发的转基因抗病毒番木瓜获得安全认证，并迅速推广种植。不过，美国开发的转基因番木瓜对华南地区、台湾地区的多个番木瓜环斑病毒株系不具有抗性。目前我国的转基因抗病毒番木瓜是由华南农业大学研发的，于2006年获得安全证书，并大范围推广种植。

三文鱼

2015年11月，美国食品和药品监督管理局批准了转基因三文鱼的上市申请，认为转入生长激素的三文鱼的各种成分和普通三文鱼（大西洋鲑）无异，口感和味道也没有区别，不会对人体健康和环境造成威胁。这也将是第一种用于食用的转基因动物。

市场上可见的转基因食品  资料来源：中国农业科学院

污染物处理

当人类越来越重视环境保护的重要性，却又担心新的治理手段是否会带来更难处理的污染而无从下手的时候，用基因工程改造过的微生物是解决这个问题的得力助手。基因改造的微生物可以吃掉污染物，将其转化或者催化成对环境无害的物质，来高效、低成本地治理污染。目前，美国科学家已经利用基因工程技术，将表达多种降解污染物能力的基因导入同一个细菌中，培育出了能够同时降解4种烃类的“超级工程菌”。现在，在工业和生活污水处理、治理重金属土壤污染方面，转基因微生物都已在实际应用中取得了明显的成效。

生物乙醇

在生物能源领域，传统的乙醇生产用玉米、木薯和小麦作为原料，势必造成燃料工业与人争夺粮食的局面。目前，经过基因改造的微生物可以消化农业中产生的大量无法使用的秸秆等木质纤维素，并把它们转化成乙醇。

棉纺织品

我们身上穿的棉织品的主要原料是棉花。目前，我国种植的大部分棉花都是抗虫棉。转基因棉花是世界上种植的转基因作物中，规模排第三的作物。与传统的棉花相比，转基因棉花因为具有抗除草剂、抗虫的性状，可以减少耕犁、杀虫剂和劳动力的使用，从而实现增产和减少生产成本，提高农民的经济效益，改善农田生态。

（本文发表于《科学世界》2016年2期）