基因工程技术的安全防护

基因工程技术，由于其对于发展生物科学所具有的重大理论意义，以及对于工农业生产和医学科学方面所显示的潜在好处，已经引起了国际科学界的普遍重视。然而在美国社会上也引起了不安。70年代，不断有些科学界内外人士和一些团体、政府机构对重组DNA研究可能产生的为害提出意见和警告，并进行公开辩论，有人甚至建议禁止此项研究工作。
问题的焦点是重组DNA技术能使DNA杂合分子插入细菌宿主中而随意复制，实验室新创造的杂种生物是自然界中从未存在的，因而可能对人或其他生物具有独特的致病性，譬如具有新的毒素或具有抵抗抗生素的细菌，一旦它们从实验室逸出，在自然界中繁衍，将可能造成难以扑灭的疫病，带来不可估量的严重后果。但是，一些科学家认为，在大肠杆菌里置入一个新的基因就能使细菌增强其致病能力的危险是很难发生的。因为，改变了遗传性的大肠杆菌要成为流行性疾病的致病菌，必须依靠它所含的一整套基因，而不是一单独基因所能左右的。即使一种致病的大肠杆菌产生了，它的传染途径既不通过咳嗽，也不通过喷嚏散布，所以很不容易从实验室里传播出去。
尽管如此，1976年美国国立卫生研究院 (NIH)制订了一套“安全操作守则”。为了以防万一，“守则”制订得极为严格，对于创造具有新毒素或抗生素抗性细菌株，在原则上是禁止的。此外，还制订了双重防护措施，一种是物理防护措施，另一种是生物防护措施。所谓物理防护措施，是指在处理细菌方面采取的必要实验设备。如细菌分离器、特制的通风橱、密封的房间以及严格的操作程序等。这类防护措施被分为四个等级： P1、P2、P3和p4。P1要求实验在一般标准的微生物学实验条件下进行。P₂级防护是除P₁的要求外，还需提供另一些条件，例如不会产生气溶胶。P3是在P2级基础上，还要将实验室的压力调低于室外压力，即建立负压实验室，保证实验室内的微生物不可能通过空气散播到室外。P4级防护要求更严，在负压实验室内再设置低压舱，实验必须在与外界隔离的密闭舱内进行。由于舱内压力低于室内，而室内又低于室外，即进一步防止了实验菌体外泄，同时所有进出物品一律得经过消毒处理，人员进出要更衣，出实验室需淋浴等等。总之，这些物理防护措施在目前致病菌的试验中比较有效。
生物防护措施是指在使用实验材料上的限制，在实验中要使用安全的载体和宿主。它被分为三个等级： EK1、EK2和EK3。EK1要求实验的细菌使用标准的大肠杆菌K12菌株，因为K12不会在人类的肠道中繁殖。KE₂进一步规定了要采用大肠杆菌K12的遗传突变株，这类菌株在遗传上有缺陷，需要在特别的培养条件下才能存活。它们在自然界生存的概率仅为亿分之一。EK3使用的菌株是EK2的同系，但它们的安全性是经过动物实验得到确定和验证的。基因工程的早期，宿主细胞主要采用大肠杆菌，因为对它的遗传学已做过大量研究，是较熟悉而又繁殖方便的宿主生物。近年来，相继有许多新的载体和宿主细胞诞生，像酵母克隆体系，哺乳细胞体系，在细菌方面有革兰阴性菌的枯草杆菌克隆体系，还有放线菌克隆体系等等。而在生物防护措施仍然与大肠杆菌克隆体系一样，要注意安全性。除了美国之外，英、法、日、苏等各国也制订了类似的守则、条例，以确保实验安全。我国也有一定的相应措施。
对于基因工程技术的“公害”争论，至今仍未停息。但是通过几年来实践经验，发现在这期间并没有提供任何证据足以证明使用大肠杆菌K12进行无性繁殖的基因重组实验会比其他一些使用病毒做实验产生更大的危险。因此，自1978年之后，美国对于基因重组的管制条件又有了新的修改。修改的主要目的是降低对基因重组研究的限制。有些实验的设备和生物要求条件降低了，有些则免除了限制。虽然现在发展的趋势认为基因重组所带来的危害性，并不如当初想象的那么大，但小心从事，注意安全防护还是必要的。