Материал: Шмид Р. Наглядная биотехнология и генетическая инженерия
Организация лаборатории, в которой проводятся |
|
||
генно-инженерные работы, уровня S1 и S2 |
|
||
|
|
Вход в помеще- |
|
|
|
ние (отмечен |
|
|
|
соответствую- |
|
Окно |
Загрязненные |
щим символом) |
|
твердые |
Двери |
||
(закрыто |
|||
отходы |
|||
во время |
(закрыты |
||
|
|||
проведения |
Загрязненные |
во время |
|
работ) |
проведения |
||
|
стоки |
работ) |
|
|
|
Раковина |
|
|
Обезвреживание отходов |
Стоки |
|
|
|
||
|
(в помещении |
Твердые отходы |
|
|
или централизованно) |
||
|
|
||
|
|
Автоклав |
|
|
Вытяжной шкаф по |
(в помещении |
|
|
или централи- |
||
|
стандарту класса I или II |
зованно) |
|
Организация отдела на промышленном предприятии |
|
||
где проводятся генно-инженерные работы уровня S1 и S2 |
|
||
|
|
|
|
Приток |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
воздуха |
|
|
|
Отработанный |
|
На обработку |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
воздух |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Вход в помеще- |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Средства |
|
|
|
|
|
|
|
|
ние (отмечен |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Фильтры тонкой |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
соответствую- |
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
Инокулят |
|
|
|
очистки или |
|
|
|
|
|
дезинфекции |
|
|
|
|
|
|
щим символом) |
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
фильтры* высокой |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
Окно |
|
|
|
эффективности |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Отделение |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
Уплотнитель- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
клеток: закры- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
|
|
ное кольцо |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
тый резервуар, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Раковина, |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
который можно |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
подвергнуть |
|
|
Твердые отходы |
|
|
|
|
|
|
|
|
средства |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
дезинфицирую- |
|
|
|
|
Стоки |
|
|
|
|
|
|
|
дезинфекции |
|||||||||||||||
|
|
|
Вентиль |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
щей обработке |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
для |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Стоки |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Стоки |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
отбора |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Инактивация |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
|
контроль- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Твердые отходы |
|||||||||
|
|
ных проб |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Сбор и сте- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Улавливающее устройство |
рилизация |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Автоклав |
|||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
Отвод воздуха |
|
Вытяжные устройства, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(S1: центра- |
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
из помещения |
|
соответствующие стан- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
лизованная |
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
Твердые |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
без фильтра |
|
дартам класса I или II |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
стерилизация) |
|||||||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
отходы |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||||||
* или стерилизация воздуха нагреванием |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
Оценка риска при использовании ГМО-организмов
|
Риск для человека |
Примеры |
|
и окружающей |
|
|
среды |
|
S1 |
Отсутствует |
Лабораторные штаммы Escherichia coli, дрожжей, |
|
|
трансгенные растения и животные |
S2 |
Малый |
Некоторые штаммы Pseudomonas, Xanthomonas |
S3 |
Средний |
Mycobacterium tuberculosis, вирусы растений, вирус гепатита |
S4 |
Высокий |
Опасные патогенные микроорганизмы, вирусы Эбола, Ласса |
285
|
Уровень продаж фармацевтической продукции (2004 г., некоторые предприятия Германии) |
|||||||
«Малые молекулы» |
|
|
|
37 |
|
|
|
|
(синтетические препараты) |
|
|
|
|
|
|||
Антитела и фрагменты антител |
|
18 |
Благодаря коротким срокам получения допуска |
|||||
Рекомбинантные белки |
|
|
17 |
прослеживается тенденция на применение биопрепаратов |
||||
|
|
|
|
|
||||
Прочее |
|
|
|
28 |
|
|
|
|
В 2004 г. в ЕС и США были допущены к употреблению около 60 биопрепаратов |
|
|||||||
|
Сертификация фармацевтических препаратов |
1 |
Открытие |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Этап 1 |
|
|
|
|
Этап 2 |
2 |
Испытания на животных |
|
Открытие |
|
|
|
|
|
3 |
I фаза клинических испытаний; |
|
|
|
|
|
Внедрение |
|
проверка безопасности препарата |
|
|
Клинические испытания |
|
|
|
||||
|
|
|
в производство |
|
на группе здоровых добровольцев |
|||
|
Получение |
|
|
|
|
|
|
(20–30 человек) |
|
|
|
|
|
|
|
4 |
II фаза клинических испытаний; |
|
|
|
|
|
|
|
|
проверка действия препарата на больных |
|
|
|
|
|
|
|
|
(100–300 пациентов) |
|
|
|
|
|
|
|
5 |
III фаза клинических испытаний; |
|
|
|
|
|
|
|
|
массовые испытания в крупных клиниках |
|
|
|
|
|
|
|
|
(1000–5000 пациентов) |
|
|
|
|
|
|
|
6 |
Разработка технологического |
|
|
|
|
|
|
|
|
процесса |
|
|
|
|
|
|
|
7 |
Конструирование оборудования |
|
|
|
|
|
|
|
8 |
Проверка на соответствие GMP |
|
|
|
|
|
|
|
9 |
Инспектирование |
|
|
|
|
|
|
|
Этап 1 Регистрация препарата в качестве |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
«препарат, допущенный к клиническим |
|
|
|
|
|
|
|
|
испытаниям» |
|
|
|
|
|
|
|
Этап 2 Передача технологии на предприятие |
|
0 |
2 |
4 |
годы |
6 |
8 |
10 |
|
Авторское право действует 22 года |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Критерии для выдачи сертификата |
|
|
|
||||
Действие |
Действие медицинского препарата должно быть доказано, препарат не должен |
|
представлять опасности для общества* |
Безопасность |
По результатам доклинических и клинических испытаний оцениваются возможные |
применения |
побочные эффекты, они должны быть менее значительными, |
|
чем терапевтическое действие препарата |
Безопасность |
Процесс производства должен соответствовать принятым стандартам, |
производства |
степень очистки препарата – очень высокая. Продукт должен быть очищен |
|
от пирогенов, вирусной и бактериальной ДНК |
Другие критерии |
Цена продукта должна быть приемлемой |
|
|
* Исключение – наркотические вещества, применяемые при лечении некоторых заболеваний
Ферменты в качестве пищевых добавок
Рекомендации JECFA (объединенный экспертный комитет по пищевым добавкам при ВОЗ)
Ферменты из животных и растительных тканей |
Нет необходимости в проведении |
|
токсикологического исследования |
Ферменты из непатогенных микроорганизмов |
Проведение нескольких |
|
токсикологических тестов |
Ферменты из других микроорганизмов |
Продолжительное токсикологическое |
|
тестирование |
Ферменты из патогенных микроорганизмов |
Запрещены к применению |
287
аспекты |
Этические аспекты генетической инженерии |
||
ВВЕДЕНИЕ. Стремительное развитие генетической |
ных, как правило, не делают различия между целя- |
||
экономические |
инженерии в последние годы вызвало бурную общест- |
ми, для которых планируется получить трансгенное |
|
вых клеток; 3) клонирование эмбрионов человека; |
идентичных донору, – овцы, мыши, свиньи, коровы и |
||
|
венную реакцию, касающуюся перспектив этого раз- |
животное: для повышения выхода определенного |
|
|
вития, а также этические аспекты. К активно обсуж- |
продукта, экспрессии гетерологичного белка или для |
|
|
даемым этическим проблемам относятся следующие: |
изучения действия лекарственных препаратов (моде- |
|
|
1) изменение генетической информации любого ин- |
лирование наследственных заболеваний). |
|
|
дивидуума (организма); 2) использование генной те- |
КЛОНИРОВАНИЕ ЖИВОТНЫХ И ЧЕЛОВЕКА. Появле- |
|
|
рапии, в особенности с использованием зародыше- |
ние первых клонированных животных, полностью |
|
и |
4) терапия с использованием стволовых клеток; |
козы – вызвало бурное обсуждение этических вопро- |
|
этические |
женерия принята общественностью, однако дискуссии |
новесия (например, планируемый выбор пола |
|
|
5) генетические манипуляции с лабораторными |
сов, в особенности, в свете очевидной возможности |
|
|
животными, их клонирование; 6) опасность использо- |
клонирования человека (репродуктивное клонирова- |
|
|
вания генной инженерии в военных целях. В связи с |
ние). Клонирование человека может иметь неожи- |
|
|
явными практическими результатами генетическая ин- |
данные последствия для общего популяционного рав- |
|
безопасности, |
вокруг некоторых областей ее применения не утихают. |
ребенка). Группа исследователей из Кореи в 2004 г. |
|
ГЕНЕТИЧЕСКАЯ ИНФОРМАЦИЯ. Развитие генной ди- |
осуществила клонирование эмбриона человека и вы- |
||
|
|||
|
агностики, прежде всего связанные с успешным |
делила из него стволовые клетки. |
|
|
секвенированием генома человека, позволяют пред- |
ТЕРАПИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СТВОЛОВЫХ КЛЕТОК. |
|
|
положить, что в не столь отдаленном будущем пред- |
При обсуждении этических аспектов этой технологии |
|
|
сказание генетических болезней станет обычной |
прежде всего встает вопрос о том, начиная с какого |
|
|
процедурой, в частности, при пренатальном исследо- |
момента зародыша можно считать членом общества, |
|
Техника |
вании. В связи с этим возникает вопрос о том, как |
и, следовательно, у него появляются права, как у всех |
|
пациент, врач и общество должны распоряжаться по- |
граждан. В настоящее время активно изучаются воз- |
||
|
|||
|
лученной информацией. Должен ли плод быть уда- |
можности использования стволовых клеток взрослого |
|
|
лен, если исследование показало наличие генных де- |
человека для терапии тяжелых заболеваний. |
|
|
фектов и высок риск возникновения неизлечимой |
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ В ВОЕННЫХ ЦЕЛЯХ. Современные |
|
|
болезни? Разъяснения также требует вопрос о том, |
методы биотехнологии позволяют получать большие |
|
|
в какой мере данные генетического анализа должны |
количества различного биологического материала, |
|
|
быть доступны общественности (например, в случае |
который может применяться как биологическое ору- |
|
|
использования генетического анализа для борьбы |
жие. Примером могут служить споры таких патоген- |
|
|
с преступностью), страховым компаниям и работо- |
ных микроорганизмов, как Bacillus anthrax. Сейчас |
|
|
дателям (оценка вероятности возникновения забо- |
уровень развития генетической инженерии настолько |
|
|
левания). |
высокий, что можно получать биологически активные |
|
|
ГЕННАЯ ТЕРАПИЯ. Для проведения генной терапии |
вещества, не вызывающие иммунной реакции. Так, |
|
|
с использованием соматических клеток требуется |
интерлейкин-4, ген которого экспрессируется виру- |
|
|
согласие пациента, поэтому очевидна необходимость |
сом оспы мышей, полностью нарушает функциониро- |
|
|
подробного разъяснения пациенту всех аспектов |
вание иммунной системы мыши. Несмотря на запрет |
|
|
лечения, в том числе и рисков. В случае генной тера- |
на распространение биологического оружия, согласно |
|
|
пии зародыша, естественно, изменение его генетиче- |
Женевской конвенции, в некоторых странах его про- |
|
|
ского материала осуществляется без его согласия. |
изводство до сих пор не прекращено. |
|
|
Многие методы генной терапии успешно применяются |
ОБЩЕСТВЕННАЯ РЕАКЦИЯ. Во всех развитых странах |
|
|
на лабораторных животных. |
использование в медицинских целях препаратов, |
|
|
ГЕНЕТИЧЕСКИЕ МАНИПУЛЯЦИИ. В отличие от генети- |
полученных генно-инженерным путем, принято обще- |
|
|
ческих манипуляций с микроорганизмами – проду- |
ственностью и широко распространено. Такая же си- |
|
|
центами ценных соединений, распространенных и |
туация наблюдается с генетически модифицирован- |
|
|
признанных практически повсеместно, использова- |
ными микроорганизмами, продуцирующими важные |
|
|
ние генетической инженерии в растениеводстве |
для промышленности ферменты. В то же время по- |
|
|
вызывает определенный общественный протест, свя- |
лучение и применение трансгенных животных |
|
|
занный с опасениями по поводу риска распростране- |
и растений вызывает бурный протест общественно- |
|
|
ния трасгенных растений, а также по поводу их |
сти, особенно если речь идет об их использовании |
|
|
применения в пищу. Создание трансгенных сельско- |
в пищевой промышленности. |
|
288 |
хозяйственных животных критикуется еще больше. |
|
|
При этом противники создания трансгенных живот- |
|
||
Научные и философские аргументы
Запрет
Некоторые поступки человека предосудительны: так, проводя генно-инженерные эксперименты, он пытается выступить в роли Бога. При этом человек разрушает природу.
Прагматический подход 
Избавить больных людей от страданий – вот основная цель генетической инженерии. Безусловно, используемый для этого метод должен быть безопасен, и решение об осуществлении генетической диагностики и применении генной терапии должно приниматься пациентом после подробного разъяснения ему всех положительных и отрицательных сторон.
Общественное мнение
Социальные последствия развития генетической инженерии абсолютно непредсказуемы. Медицинские применения методов генной терапии имеет ложные цели: значительно важнее профилактика заболеваний, чем их лечение. Негуманное использование достижений генетической инженерии неизбежно, и это может привести к безответственному отношению к человеческой жизни.
|
Вопросы, вызвающие наибольший протест общественности |
|
|
|
|
|||||
Тема |
|
|
|
Состояние развития |
Регуляция |
|
|
|
|
|
Клонирование |
|
|
|
Успешное клонирование |
Запрещено в большинстве государств |
|
||||
человека и животных |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Эксперименты |
|
|
|
Используется |
Разрешено с ограничениями |
|
|
|||
с эмбриональными |
|
|
в животноводстве |
|
|
|
|
|
||
стволовыми клетками |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Искусственное оплодотворение, |
Используется |
Искусственное оплодотворение разрешено, |
||||||||
выбор пола ребенка, использо- |
|
в животноводстве |
выбор пола ребенка запрещен |
|
||||||
вание суррогатной матери |
|
|
|
|
|
|
|
|||
Пренатальная диагностика |
|
Цитологические методы |
Разрешено, прерывание беременности только |
|||||||
|
|
|
|
|
используются, анализ |
по медицинским показаниям |
|
|
||
|
|
|
|
|
ДНК – значительно реже |
|
|
|
|
|
Оценка риска возникновения |
|
Возможно в случае |
Активно обсуждается, достаточно ли наличия |
|||||||
заболевания на основе |
|
моногенных заблеваний |
генного дефекта для предсказания болезни, |
|||||||
генетического анализа |
|
|
|
и насколько достоверен поставленный диагноз. |
||||||
|
|
|
|
|
|
Необходимо строгое установление сроков |
||||
|
|
|
|
|
|
прогноза, важных для работодателей |
|
|||
|
|
|
|
|
|
и страховых обществ |
|
|
|
|
Трансгенные животные |
|
|
Используется |
Принято, однако обсуждаются аспекты |
|
|||||
для получения |
|
|
|
|
защиты животных |
|
|
|
||
фармакологических продуктов |
|
|
|
|
|
|
|
|||
Получение продуктов питания |
|
Многие методы уже |
Обсуждаются аспекты защиты животных, |
|||||||
с использованием трансгенных |
|
используются |
защиты прав потребителей и экологических |
|||||||
растений и животных |
|
|
|
последствий |
|
|
|
|
||
Биотехнологическое получение |
Используется |
Повсеместно принято |
|
|
||||||
фармакологических продуктов |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
Общественная реакция на использование биотехнологии в различных областях (2001 г.) |
|||||||||
|
Сельскохозяйственные растения |
|
|
|
|
|
|
|||
|
Бактерии |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Сельскохозяйственные животные |
|
|
|
|
|
|
|||
|
Человек |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
20 |
40 |
60 |
80 |
100 % |
0 |
20 |
40 |
60 |
80 % |
|
Согласие |
Частичное согласие |
Несогласие |
Положительный ответ |
|
|
||||
|
Нет ответа |
Мнение отсутствует |
Отрицательный ответ |
|
289 |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|