1、基因工程對社會之影響,大同大學 生物工程系 顏聰榮 教授96/06/04,大綱,前言基因工程之發展基因科技對社會帶來之衝擊如何因應問題研究結語,前言,從人類歷史中剖析，發現生物科技的發展與文明是息息相關的。生物技術穏定了食物的來源，人類才得以發展超越物質的文明生活。生物科技的開發保障了人類的建康和促進社會的經濟繁榮。抗生素的發現，克服了細菌感染的夢魘，人類壽命普遍得以延長；,遺傳物質DNA結構的剖析，使世界因而進入了分子生物學的紀元；遺傳工程，使人類得以操縱生物體的遺傳基因；基因轉殖技術，使人類恣無忌憚的複製生物，大量的基因改造動、植物，應運而生；,現今、人類基因體(染色體)的解碼，使人類遺傳
2、的秘密，活生生的攤到陽光底下，並無隠私可言。生物科技急速發展富裕了人類的物質文明，也暗藏了無限的危機與隠憂。,生物科技對未來世界發展的貢獻是無庸置疑的:它可以解決糧食、能源等的經濟問題；生物復育的技術，可使生活環境品質的提升；基因體醫學，會使人類更加健康。然而、生物科技對人類文明的根基：倫理、道德等所做成的衝擊，是值得我們深思的。,背景說明,何謂clone?源自希臘字的klown，意思是細的樹枝當動詞用的時候，指的是園藝中所謂的插枝。可以用來改良植物，諸如提高產量或抵抗疾病等。複製的方法有二：胚胎分裂，是不太常見但有可能自然發生的現象，例如同卵雙胞胎；核轉置，純人為技術，著名的桃莉羊就是這樣產
3、生的,什麼是基因？,rDNA, Cloning and Expression,Plasmids,Restriction enzymes,Enhancer/promoter,Desired protein,DNA ligase,1. Desired gene incorporated into vector,2.Vector transferred to host cell,DNA linker,Gene,3.Cloning/expression of desired protein,什麼是基因工程？,2018-07-14,Dr. Hariom Yadav,What Is Stem Cell ?
4、,A cell that has the ability to continuously divide and differentiate (develop) intovarious other kind(s) of cells/tissues,如何複製動物,從6歲大的母羊體細胞複製而來 277次實驗才順利誕生的幸運羊 ,複製人？,生命科學之發展,(一)五十年代:探索 DNA双螺旋結構模型,分子生物学誕生(二)七十年代:突破 DNA重組技術:病毒DNA在E.coli中表現(三)八十年代:發展 Ti質粒-轉基因植物,(四)九十年代:國際化 基因治療，複製羊誕生(五)人類基因體解析 基因圖譜完成(
5、六)後基因體時代 系統生物學,韓國克隆之父黄禹錫因醜聞辭職2005年11月24日,他說：“我得到惨痛教訓，我應該冷靜和謹慎地進行研究。倫理與科學是驅動人類文明前進的兩個車輪，科學研究應該在倫理和現實範圍内進行。”,從牧童到民族英雄與科學騙子,牧童的心：成功就是一切生於1953年的黄禹習錫，5歲喪父，母親為養活6個孩子，放牛養家。黄禹錫孩提時代幫母親照顧生病的牛，從而立下做獸醫的志向，並埋頭苦讀，誓要出人頭地。對他來說，成功就是一切。,從牧童到民族英雄與科學騙子,韓國的民族英雄黄禹錫埋頭苦讀，終於考上首爾大学獸醫系，29歲便獲得博士学位，後來更成為教授。 但黄禹錫認為成功不應止於此，他將一切金錢
6、、精力、時間都投到實驗室。1995年研製出超級奶牛1999年培育出全球首隻克隆牛2004年Science十大突破中第三大突破是韓國科學家黄禹錫克隆人類胚胎2005年更培育出全球首隻克隆狗和病人幹細胞這些成果，令他成為國際生命科學領域的權威人物，也成為韓國的民族英雄。,從牧童到民族英雄與科學騙子,英雄的光環名：黄禹錫更被評為韓國“第一最佳科佳家”。韓國科學技術部6月24日上午11時在首爾瑞草區盤浦洞宫殿大酒店召開了最佳科家家委員會，將黄禹錫教授選為第一位最佳科學家。,從牧童到民族英雄與科學騙子,利：近7000萬美元的研究經費，年薪臺幣四、五百萬權：與國會議長、司法院院長、總理響同等待遇，24小時
7、衛。大韓航空十年國內外免費豪華艙,從牧童到民族英雄與科學騙子,韓國的民族英雄？,從牧童到民族英雄與科學騙子,2005年倫理之争6月韓國文化廳接到檢舉說，黄的研究違反倫理，其在2005年科學雜誌上的論文也有造假嫌疑。11月13日黄的重要合作伙伴、美國匹兹堡大学教授夏腾宣佈，因黄的研究小組涉嫌倫理問題，決定停止與黄的一切合作。 11月24日黄承認倫理問題存在，宣布辭去所有公共職務。 12月18日首爾大學介入調查。 12月23日首爾大學發表調查報告，11個幹細胞的實驗數據中，有9個問是偽造的。隨後，黄禹錫辭去首爾大學教職。,從牧童到民族英雄與科學騙子,幻象破滅首爾大學調查委員會2006年1月10日發
8、表最終調查報告宣佈，黄禹錫這兩項突破性研究的實驗數據是偽造的。美國科學雜誌1月12日正式宣布，撤銷韓國首爾大學科學家黄禹錫等人兩篇被認定造假的論文。韓國監察院月日公布的調查結果顯示，前韓國首爾大學教授黄禹錫可能大量挪用了國家及民間的研究經費，涉及金額高達億韓元（約合萬美元）。,一、人類基因組計畫,二十世紀三大戰略計畫：曼哈頓計畫阿波羅計畫人類基因組計畫,人類基因體計畫,J.Watson,Craig Venter,Chr. 22,Sanger Center,人類基因組計劃的倫理之爭,第一回合、J.Watson VS C. Venter1991：C. Venter 要申請專利， J.Watson
9、強烈反對C. Venter 1992 離開NIH J.Watson 1997 辭職,第二回合、國際聯合 VS Celera公司1998 Celera公司成立，技術優勢領先國際聯合體加大力度，英國工作量由 1/6增加到1/3,1999 中國加入，Celera公司放棄專利，共同發表結果, 在動植物中的基因密碼基本上是相同的; 動植物間應有同源性; 在工業上大腸桿菌常被利用做為人類基因表現的場所; 細菌以及植物是一種十分有效的生物反應器以合成有用的生 物製劑.,How many genes are there in the chromosome of animal cells?,E. coli(大腸
10、桿菌)4.6 Mb 4,288 genesS. Cerevisiae (酵母菌)13.5 Mb 6,034 genesD. Melanogaster (果蠅)165 Mb12,000 genesC. Elegans (線蟲)97 Mb19,099 genesH. Sapiens (現代人)3,300 Mb 40,000 genes,人類基因可在大腸桿菌中表現,反之亦然!,基因體解碼後,疾病和基因關連癌症基因研究基因治療個人化醫療研究,人類基因組計劃帶來的問題,基因檢測 基因歧視 遺傳資源保護 基因專利保護,基因檢測,隱私權與知情權疾病基因環境心理,基因歧視,保險:可否? 就業:可否? 貸款:可
11、否? 生活:可否?,遺傳資源保護,生物多樣性公約（Convention on Biological Diversity),基因專利保護,生物專利保護的特點: 受制於倫理和專利原則 (發現VS發明)我的基因他申請專利？,To be expressed correctly by the cells of the host (能在宿主細胞中正確的表現). Transgenic sheep and goats have been produced that express foreign proteins in their milk (可從複製羊或山羊的乳腺中表現外來蛋白質).,Transgenic
12、Animals基因轉殖動物,A foreign gene inserted into its genome by using recombinant DNA technology.,以DNA重組技術將一外來基因殖入動物染色體中的一種技術, 動物疾病傳染的危險 (zoonoses) 具傷害性的特異感染性蛋白 (prions), 它可以自我複製, 可引發人類的庫氐症(Creutzfeldt-Jakob disease, CJD)或 狂牛症( Mad Cow disease), 同時可迅速擴散?,轉殖動物的風險Risk of transgenic animals:,複製生物對社會與文化上的衝擊,複製
13、動物的正面價值 (Positive aspects of cloning animals): 複製品種上佳的畜產如:牛,羊,豬等以提供人類高品質的 肉類來源 複製可大量生產畜產, 是農業生物技術上的一大突破.,複製動物對社會與文化上的衝擊 : 複製帶來的好處如何平衡可能導至的潛在性危機 (potential dangers) 如:疾病等? 不同文化族群 (cultural groups) 在哲學觀上的憂慮 (philosophical concerns) ? 宗教族群(religious groups)在倫理學 (unethical)上的質疑,具有害昆蟲抗性的轉殖株 蘇力菌 (Bacillus
14、 thuringiensis) 其所產生晶體蛋白有殺害昆蟲的能力. 以基因重組技術將該蛋白基因轉殖入植物的染色體中,使轉殖株也有抗有害昆蟲的能力, 因此可以減少化學農藥的使用.,一些重要基因轉殖株的益處,具病害抗性的轉殖株 將有抗植物病毒(resistance against plant viruses)的基因轉入植物中,可使轉殖作物獲得抗植物病毒的能力轉殖作物有: 煙草(tobacco),蕃茄(tomatoes)和馬玲薯(potatoes)等.,具抗除草劑的轉殖株 將有抗除草劑的基因(Genes for resistance to herbicides)轉入作物以增強其對除草劑(weed k
15、iller)的存活能力.,具耐高鹽度的轉殖株 科學家已陪養出能在鹽度高的土地中生長的蕃茄轉殖株(transgenic tomatoes). 轉殖株可將過多的鹽分排出, 因此並沒有多餘的鹽份(excess sodium)殘留在果實中,美國三大基因轉殖作物,Percent of acreage,其他在市場販售的基因轉殖作物,油菜仔(Canola) 木瓜 (Papaya) 南瓜一種 (Summer squash) 馬玲薯 (Potato) 蕃茄 (Tomato)玉米 (Sweet corn),議題爭論(Controversies),在商業農產品中,轉殖基因對自然物種所造成的潛在性的風險與危機如:在作
16、物中對除草劑有抗性的基因可能 會在自然環境中轉入雜草品種中,這將會造成日後難以處理困難.殺蟲蛋白基因若在花粉中表現將危及頼以為生的蜜蜂等有益昆蟲.,科技的發達會帶給人類社會的隱憂,是否任何可以做成的事情都應該去做?,倫理,1.人類是否可以隨便改造生物的基因,基於研究人員的自我規範自然界中不少不同生物之間的基因轉移的運作所帶來顯著有關於社會的效果大多數人已接受生物科技或基因工程作為現代文明的一部份,2.經過生物科技改造的基因,生物或過程是否可享專利權的保護?,好的影響包括工業和學界合作加速研究成果不良後果是攔阻學術交流和禁止使用者獲得有關公益的產品,3.基因治療的倫理問題,治療或改進?,補救性是
17、企圖改正先天的缺陷增進性是要改進原存基因的功能,4.是否能用人類胚胎細胞來做實驗工具?,成功地帶給不少有遺傳病基因的夫婦健康的後代,5.人類基因體計劃與人類生活的關係?,存遺傳病基因之人的保險問題應用生物科技專利權問題醫療資訊的保密,道德,不傷害人,不能以生物科技方法製造病毒或其他有害的生物,無論是蓄意或無心闖禍須預防遺害人群的後果,造福他人,不應單以牟利為目標,也應注重如何造福人類,功利的應用,生物科技的應用要產生最大的好處和減至最小的損害,自主權,注重人本身的價值和自由,基因工程引發的倫理問題,複製人引發僭越上帝職權的問題 科技發展史上三次宗教與科學的衝突1st：伽利略的太陽中心說vs.
18、地球為宇宙中心說2nd：達爾文的進化論vs. 上帝照自己的形象造人 3rd：基因工程的複製人vs. 上帝是萬物的主宰,基因工程引發的倫理問題,生命價值 1990/4：美國父母產下一女，14個月後進行骨髓移植，解救其患淋巴癌的親姐,基因工程引發的倫理問題,人為基因族造成社會階級不平等的深化 優勢家庭運用昂貴資源生產具優質基因的後代,基因工程引發的倫理問題,基因歧視的社會問題 人類的平等與尊嚴，不論任何種族的人，在基因序列中99.9完全相同 基因統一性、遺傳平等性 01差異 特徵不同之種族多樣性，人的獨特性,【世界人類基因組與人權宣言】第一章第一條： 人類基因組意味著人類家庭所有成員在根本上的統一
19、以及對尊嚴及多樣性的承認。象徵性地說，它是人類的遺產 基因的優、劣 1997年美國管理協會提出：6000家公司的10利用基因檢測決定聘雇,基因工程引發的倫理問題,基因信息之個人隱私權問題 基因信息是一個人全部隱私中最重要的隱私 尊重與保護個人的基因信息權利有三層面： 保密與知情同意原則 基因檢側的準確性負責原則 安全保密負責原則,複製之倫理議題,複製生物的歷史,1997英國Roslin InstituteIan Wilmut & Keith CamphellDolly sheep 誕生,科技本身是中性的，由人操控決定未來，它可給人類無窮幸福，也可帶來萬劫的災禍,複製生命人類是福？ 是禍？,生殖
20、醫學 生兒育女，不再依賴兩性關係移殖醫學 複製器官,複製的好處,以無性生殖方式，人類以自身的一個己分化和具和二十三對染色體的體核細胞，通過電擊與一去核卵融合，培育出一個與自身具有相同基因的胚胎所複製出來的人,何謂複製人？,1.對生命尊嚴與製造生命的倫理意義2.複製技術尚未真正測試和完善化，可能產生的各種畸型生命的風險極高3.原型人與複製人彼此沒有自我的獨特性，在心理上產生不良反應的自我認同問題4.複製人的家庭倫理定位,複製人的倫理爭論,複製技術的主要爭執點,1.安全顧慮,2.自我認同和個體性,3.複製人的父母對複製人的控制,4.使人潛越神的權限,複製技術的主要爭執點,5.人類的物品化,6.改造
21、人類基因的優生學,7.個人生育選擇的自主,8.人類基因多樣性,安全顧慮：1.成功率太低 贊成：(1)複製技術可以去除先天的基因 缺陷，反而更安全 (2)植入的胚胎也不是277個(培養 出的胚胎並無完全植入用於 實驗) 反對：(1)成功率太低 (2)至今沒有重複操作成功所累積 的大量案例可供確認安全性,複製技術的倫理爭論,安全顧慮：2.複製羊(人) 贊成：染色體終端假說不是絕對的， 有很多相反的例子反對：根據染色體終端假說，出生 的複製羊已經和原母體一樣 老,複製技術的倫理爭論,個體性和自我認同： 贊成：複製人就是一個完整的人，和 雙胞胎一樣，基因相同並不會 影響其自我認同 反對：基因確實是人類
22、獨一無二的重 要表徵，複製人的個體性自始 被剝奪,複製技術的倫理爭論,複製人被物化操控： 贊成：小孩被不好的父母操控，不是 複製人獨有的問題，也不是禁 止複製人可以解決的 反對：複製人的基因被商業化，父母 對小孩有預設的期待。小孩是 無法發展自我的,複製技術的倫理爭論,生物多樣性遭破壞： 贊成：同一人的基因不會被大量複製， 何況真正消滅傳染病的是醫學 發展，不是生物多樣性 反對：複製破壞基因的變化，使人失 卻扺禦病毒、流行病、細菌及 環境變遷的能力,複製技術的倫理爭論,生殖權所涵蓋： 贊成：複製是生殖權的一部，人可 以有“特別的”人工協助生殖方 式，也可以積極地篩檢基因 反對：就算消極篩檢基因
23、和人工協 助生殖是生殖權的一部，也不 能跳躍到複製也是。何況權 利也可以有適當限制,複製技術的倫理爭論,是否允許某些特殊情況下可複製人 ?,(1) 利用複製人的器官挽救非利用器官移殖，即無法治愈的病人,問題 Human right，本尊，分身？ 複製人有否自己人權（有否自己人格意志）？ 是本尊、還是分身（誰主？誰副？）？ 他若生病是否有權要求本尊給他器官？,(2) 複製一個死去的親人,問題親屬關係？道德、倫理關係的混亂範例1： 某甲30歲生了個兒子 20年後甲因飛機墬機過世，家人利用基因複製一個甲。,Q 1：複製甲的社會倫理地位為何？ -此20歲兒子如何稱呼甲 (爸爸？)Q 2：複製甲的法律地
24、位為何？ 兒子與複製甲如何分配甲過世後所留的遺產 ?,範例2： 因被複製者的遺傳基因(DNA)與原來個體相同，若未來複製人犯了強姦殺人，現場僅留有血液及精液等樣本，警方如何釐清複製與被複製者的關係 ?,結論 :（1）承認人所知有限: 目前科技人對自己的了解仍是非常膚淺，目前多在基因所控制生命現象的層次自然界中四種力：動力、電磁力、核強作用力、弱作用力- 可用物理數學公式量化但是- 母愛的力量可否量化？,（2）人非勝天，需順從自然律，以免造成大自然的反撲環保問題臭氧層空洞核彈威脅:人利用科技製造核子彈，但目前的趨勢是人是在享受核子技術的生活品質，還是活在核彈的陰影之下?,人類的威脅不是來自可能致命的機器和技術工具；真正的威脅總是戕傷個人的本質。海德格生物科技的發展會使我們喪失人性？我們是誰，要往何處去？,報告完畢謝謝聆聽,問題與討論,
