遗传工程技术:基因武器

遗传工程技术:基因武器

1938年德国的胚胎学家汉斯·施佩曼提出了生物克隆技术的设想,经过了50余年,特别是20世纪80年代以后的大力发展,随着英国罗斯林研究所的胚胎学家伊思·维尔秘特博士及其小组宣布世界上第一只克隆羊“多莉”的诞生,终于使这项“奇异的实验”获得成功。2000年6月26日,人类有史以来第一个基因组草图——人类生命蓝图终于完成,并被世界各大媒体称为是与第一颗原子弹爆炸、人类登上月球媲美的“人类有史以来最伟大的科学成就”“人类生命科学的里程碑”“人类有史以来最了不起的图谱”。这一技术的成功,真的让人这么欢欣鼓舞吗?自“多莉”的诞生之日起,人类就围绕技术与伦理进行了广泛而深入的争论。同时,人们更为担心的是,这一技术可能会催生出新的生物武器——基因武器。因为,人们不会忘记,就像核能技术,一方面,人类享受了核能发电带来的好处,另一方面,又承受着原子弹、氢弹对人类的毁灭性的威胁。克隆技术的发展和应用,不仅将影响动植物的繁衍和人类自身,对未来的人类战争也会产生全方位的影响。

那么什么是基因武器,其应用形式又是怎样的呢?首先我们还应该先了解一下催生基因武器的基本技术——遗传工程技术,就是根据生物的遗传特性,用类似工程设计的方法,人为地用一种生物细胞中的某些基因去替换另一种生物的基因,实现基因的转移或重新组合,从而改变生物的性状和功能,定向地培育出新的生物品种。

如同任何高新技术都很快被应用于军事领域一样,基因工程也被用于基因武器的研制。基因武器是利用遗传工程、重组DNA或其他分子生物学技术在分子或基因水平上对敌方人员或动植物造成危害,或通过调控、构建和改造微生物及其毒素而形成的一种新的生物武器。确切地说,基因武器是遗传工程生物武器,是指经过遗传工程技术改造的经典生物战剂,使用其在分子和基因水平上发动攻击。目前,实施定点基因突变还是一项十分复杂的技术,其种类较多,差别较大。由简单到复杂,基因武器可有如下几种应用形式:

最原始形式。使一段有害基因直接被人体摄入,从而对人体造成危害。这种进攻方式是DNA直接攻击的理论基础,但只在理论上可行,实际应用的可能性很小。

DNA+保护剂。由于单独一段核酸分子容易受到各种复杂因素攻击,如加以保护,即可增强其杀伤作用。保护方法包括使DNA甲基化,为DNA加上一些物理性的保护剂和促进剂,以及将DNA与导向试剂连接。如三种方法联合使用可进一步提高其杀伤效能。

DNA+载体。使战剂的DNA与一些载体结合,如脂质体、逆转病毒、腺病毒等,可以加强对战剂DNA的防护,增强其作为基因武器的作战效能。

改造或构建新型战剂。前三种形式的基因武器实战应用的可能很小,而利用生物技术在各种经典或潜在生物战剂基础上,通过改造或构建,形成一种改进的新型生物战剂,是基因武器常见的应用形式。如利用定点突变或基因拼接技术可以改变编码细菌或病毒外膜蛋白基因序列,从而使生物战剂抗药性改变;把多种抗药性基因拼接在一起,克隆到一种目的菌中使其具有广谱抗药性,使生物战剂侵袭力增加,抵抗力增强,等等。

基因武器具有强大的杀伤力,与其他武器比较,它具有许多特点:如有精确的敌我分辨能力,可以只攻击敌方特定人种,所以又被称为“人种炸弹”;难以防治,有抗药性,只在所攻击的同类人种中有传染性;杀伤力大,成本低廉,运用遗传工程技术可以大量生产,曾有人估算,用5000万美元建立一个基因武器库,其杀伤效能可能超过一座50亿美元建成的核武器库,如将一种超级出血热菌的“基因武器”投入对方水系,会使受到攻击区域的居民丧失生活能力。

既然基因武器有诸多异常特点,世界各军事大国,怎能不加以利用为其服务呢?事实也是这样。如美国从1983年以来,已用现代生物技术繁殖成功炭疽杆菌、A型肉毒杆菌、霍乱弧菌、志贺氏痢疾杆菌和白喉杆菌毒素的基因。他们还在研究用生物技术生产更具毒性的同种细菌和病毒,甚至用加入基因的方法使本来不引起疾病的细菌转变为病菌。据美国重组DNA顾问委员会遗传工程管理人员称,痢疾杆菌毒素基因已移植到非致病的大肠杆菌中。苏联自20世纪80年代也已经开始通过遗传方式改变病毒,据称20世纪80年代末,苏联在新西伯利亚研究中已研究出一种方法,可以在极为普通的酿酒菌中植入一种烈谷热病细菌的基因,使得用于发醇香甜美酒的酿酒菌可以传播毁灭性的烈谷热疫。目前,俄罗斯仍有4个主要实验室在从事生物战剂的研究工作。同时,其他国家也在开展基因武器的研究,据英国《星期日泰晤士报》1998年11月15日的报道,以色列正在培植只攻击特定种族遗传基因的细菌或病毒,研制一种只杀伤阿拉伯人,特别是伊拉克人但对犹太人丝毫无损的生物武器。以色列军方与西方消息人士称,以色列科学家正试图识别某些阿拉伯人的独特基因,然后,研制一种变异的细菌或病毒。这些微小的生物组织通过空气及饮水传播,可改造被袭者细胞内的DNA。据称,该项目在以色列存储生化武器的秘密研究设施内进行。由于阿拉伯人与犹太人同为闪米特血统,工作十分复杂,但已经取得了小小的成功。对于这种基因武器,虽然以色列政府进行了否认,但可能也不是空穴来风。