一般说来,我们可以把生物技术图解如下(图1)。我们拥有基础生物科学(这不是本讨论的论题)、主干生物技术和最后的生物产业。在主干生物技术内有六个相关联的学科:化学工程、微生物工程、酶工程、遗传工程、细胞工程和免疫工程。
因此,为了谈及生物技术,我们需要基础生物科学,众所周知,欧洲在这方面的水平是很高的,每一国家都有自己的明珠,例如,在法国巴斯德研究所是“皇冠上的明珠”,但我们也需要生物产业和市场。
1.微生物工程(发酵工程)
微生物工程涉及发酵和生物转变。这是迄今最古老的生化工程,应人类的基本需要而诞生。由欧洲的路易 · 巴斯德于1 B50年命名的这一工业,长期以来一直与化学工程共存,并正被遗传工程所改造。事实上,后者将终止于微生物工程过程。
所取得的成果很多并且是很有趣的:
保健方面:抗生素—抗癌药物—维生素—氨基酸—血浆蛋白质—杀虫剂。
工业产品:溶剂—有机酸—酶—多糖—精制的化学药品、单体和聚合物。-
食物/饲料/饮食方面:食物—酒精饮料—氨基酸—维生素—生长因子—甜料—酶—增味剂—营养添加剂—单细胞蛋白。
生活微生物:水处理—生物化肥—生物农药—微生物过滤—发酵食品和饮料。
人们经常认识到的很重要的一点是微生物工业需要很大的投资。因此,经济实力是创业者成功的主要限制因素。银行、财政和管理环境经常比纯科学因素更具有决定作用。因而一种合理的发展战略要求下游工业活动能够导引上游的科学研究,本文结束时还要提到这一点。欧洲共同体的专门委员会可以考虑对这后一点开展一项认真的研究。
这一观点可能过于主观了,但它对各欧洲机构从效率上认真分析其措施具有重大价值。
如果看一下在主要微生物生产领域欧洲的名次,就可以看出,尽管欧洲碳水化合物价格偏高,其很多公司在发酵工业上仍处于世界领先地位。
2.酶工程
酶工程包括对分离出的酶进行工业技术利用。从表1我们可以看到世界酶生产的某些方面。
这方面情况与前述论题有很大不同。除了与欧洲共同体农业政策不符的异葡萄糖工业外,限制因素不是工业的经济能力,而是投资者是否愿意在可能被遗传工程的新可能性所压倒的活动上进行投资。这方面无可争议的领导者Novo和Gist证实了多年来人们是愿意投资的。然而,很多中小型公司计划开发直接诱变和固定化酶这些新的可能性。生物捕捉器、生物催化剂是其中一些最突出的发展。我们希望,随新公司的增加,欧洲所取得的成功能与公司数目成比例,因为在科学知识方面欧洲与美国和日本没有明显的差别。
3.遗传工程
对于这,论题这里将简单谈一下,因为有些情况现在还处于保密状态。遗传工程70年代初诞生于美国,并经历了两年跨越大西洋的艰难历程,由于欧洲在各国家和总体水平上对分子生物学的了解,这一技术在欧洲有着坚实的科学基础。通过列出欧洲共同体从事遗传工程的大工业集团的名单来比较美国和欧洲近十年来诞生的专业公司是过于累赘了。欧洲的这些公司都或多或少地活跃在这一领域。
据估计,在欧洲的下一个十年中,遗传工程在农业技术上将取得十分重大的进展,在这一领域欧洲一些大学的实验室是相当先进的。虽然没有什么直接的联系,回顾一下欧洲主要化学公司在种子工业取得的众所周知的成就也是有意义的。尽管农业领域的大发展已成定论,但医药领域的情况却不明朗。
事实上,遗传工程的直接产物肽和蛋白质并不一定构成欧洲医药工业的未来。尽管在具有重要价值的医药方面首先取得成功,但已注意到了新应用项目减少这一警告信号。未来的科学可能性是无止境的。看来各地都在一定程度上存在的一个值得注意的技术障碍:外源蛋白质克隆与表达的内在一致性。欧洲正在各国和整个欧洲水平上开展一项“蛋白质技术”计划。
4.细胞工程
细胞工程是对真核细胞的工业利用。欧洲在1935年左右就在这方面敞开了大门。最近,取得了重大的技术进展:细胞系保存、微载体上的大表面培养、对通常昂贵且复杂的培养基的简化、对生长和粘附因子的深入了解,等等。
细胞工程应用的一个典型领域是疫苗,它是人和动物治疗中抗病毒的唯一的有力武器。病毒与寄主细胞是相联系的,因而也与相应的细胞工程联系起来。很明显,过去的巴斯德、现在Behring、Burroughs、Merie ux研究所、巴斯德研究所都表明了欧洲在这一领域的状况(表2)。
疫苗治疗是一门受很大程度上来源于遗传工程的细胞和免疫工程所影响的科学。它现在已处于成熟阶段。欧洲工业希望知道并将知道如何保持其世界地位是合理的。
真核细胞也是生产多种对治疗、化妆品和化学方面有重要作用的介体、激素和中间代谢物的工厂。值得一提的是,西德很好地利用了植物细胞的工业化培养。
5.免疫工程
作者认为这一题目集中了动物自我识别的所有系统,人们当然可以认为它主要涉及同一类产品,如免疫球蛋白及其异常的多样性、白细胞介素、免疫活性细胞(B和T淋巴细胞、巨噬细胞等)的信号产物。
由于柯勒(Kohler)和米尔斯坦(Milstein)的实验,使这一革命十年前发生在英国,他们成功于地保存了B淋巴细胞,并能组装或提供具有给定特异性的已经很好确定了的免疫球蛋白。对我们的后代来说这必将是人类进步的一个重要阶段。单克隆抗体已经成了诊断技术的一部分。
历史已经表明,中等大小的公司能够达到很高的科学与商品化效率。像过去生产汽车那样认为只有“手工”产品质量才好肯定是没有前途的。现在已是自动化时代了。
对于免疫工程来说,工业正在进入资本经营领域,我们需要一种技术和资金力量雄厚的“欧洲诊断企业”,它可以成为预防医学的先锋。
另一种关于免疫工程的想法是,需要加强欧洲在下面三个边缘领域的合作:分子电子学、遗传学、蛋白质技术。
总而言之,对欧洲生物技术的挑战取决于它能否把支持着发现和应用的不同工程结合起来,能否把研究和发展活动结合起来,能否完成革新目标。
根据Kondroatieff的提法,生物工程将成为下个世纪前四分之一时间内世界发展的一个主要动力:欧洲有能力成为这方面的领导者之一,但要做到这一点,欧洲国家必须通力合作。
[Proc、4th European Congress on Biotechnology,1987年,第4期]