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1、病原生物与人类病原生物与人类2 生物技术与生物安全生物技术与生物安全 复旦大学上海医学院复旦大学上海医学院 叶叶 荣荣 021021- -54237220 54237220 yerong24 yerong24 生物技术与生物安全概况生物技术与生物安全概况 A. 微生物与生物技术微生物与生物技术 什么是生物技术？什么是生物技术？ 病原病原微微生物的种类与大小生物的种类与大小 肺炎链球菌（肺炎链球菌（S. pneumoniae） AveryMacLeodMcCarty实验实验 遗传物质遗传物质-DNA 噬菌体与细菌质粒噬菌体与细菌质粒 分子生物学重要的酶分子生物学重要的酶 限制性内切酶: Rest
2、riction enzymes特异性切割特异性切割DNA (site-specific deoxyribonuclease) 连接酶:DNA ligase 非特异性连接二个非特异性连接二个DNA片段片段 多聚酶:DNA-directed DNA polymerase以以DNA为模板，合成新的为模板，合成新的DNA分子分子 逆转录酶: Reverse transcriptase 以以RNA为模板，合成新的为模板，合成新的DNA分子分子 (RNA-dependent DNA polymerase) Taq Polymerase Tom Brock, discoverer of Taq I bact
3、erium. 基因的合成基因的合成: PCR 分子克隆是现代生物技术基础分子克隆是现代生物技术基础 基因片段基因片段载体载体 连接连接 转化细菌转化细菌 扩增和纯化扩增和纯化 生物表达生物表达生物修饰生物修饰 现代生物技术与应用现代生物技术与应用 转基因植物转基因植物 1.Alfalfa 2.Canola/ Rapeseed 3.Corn, field (Maize) 4.Cotton (cottonseed oil) 5.Papaya (Hawaiian) 6.Potato 7.Rice 8.Soybeans 9.Squash (Zucchini/Courgette) 10. Sugar b
4、eet 11. Sugarcane 12. Sweet peppers 13. Tomatoes 14. Wheat 1. USA 2. Brazil 3. Argentina 4. India 5. Canada 6. China 7. Paraguay 8. South America 9. Uruguay 10. Bolivia 转基因作物生物安全转基因作物生物安全 WTO生物多样性公约与生物安全议定书 历时六年（19942000），五个不同立场的国家集团 （发展中国家包括中国属于LMO类似观点集团） 八个焦点：范围，预先防范，与其它WTO协定的关系， 社会经济，损害的责任与赔偿，信息交
5、换，风险评估 与管理，进出口歧视 1个序言，40条正文，3个附件 2003年11月止，103个国家签署，69个国家批准 2003年9月11日生效 我国转基因相关法规我国转基因相关法规 1993年年12月月24日日基因工程安全管理办法基因工程安全管理办法科技部科技部 1996年年07月月10日日农业生物基因工程安全管理实施办法农业生物基因工程安全管理实施办法 农业部农业部 1998年年03月月25日日烟草基因工程安全管理实施办法烟草基因工程安全管理实施办法 烟草专卖局烟草专卖局 1999年年04月月新生物制品审批办法新生物制品审批办法 药监局药监局 2001年年05月月23日日农业转基因生物安全
6、管理条列农业转基因生物安全管理条列 农业部农业部 2002年年01月月05日日农业转基因生物安全评价管理办法农业转基因生物安全评价管理办法 农业部农业部 2002年年01月月05日日农业转基因生物进口安全管理办法农业转基因生物进口安全管理办法 农业部农业部 2002年年01月月05日日农业转基因生物标识管理办法农业转基因生物标识管理办法 农业部农业部 抗虫基因抗虫基因 农业生物技术与转基因植物安全农业生物技术与转基因植物安全 物种及遗传资源物种及遗传资源 生物技术生物技术 外来物种外来物种 植物病、虫害植物病、虫害 转基因植物转基因植物 蜂毒蜂毒 蝎毒蝎毒 蜘蛛毒素蜘蛛毒素 蜱螨毒素蜱螨毒素
7、蜈蚣毒素蜈蚣毒素 蟾蜍蟾蜍 蛇毒蛇毒 河豚河豚 贝类毒素贝类毒素 西加鱼毒西加鱼毒 毒蕈毒蕈 藻类毒素藻类毒素 氰甙氰甙 生物碱生物碱 栎单宁栎单宁 棉酚棉酚 萱草根素萱草根素 香豆素和双香豆素香豆素和双香豆素 山黧豆毒素山黧豆毒素 蓖麻毒素蓖麻毒素 蕨类毒素蕨类毒素 血细胞凝集素血细胞凝集素 动植物毒素的安全动植物毒素的安全 B. 病原微生物与实验室生物安全病原微生物与实验室生物安全 Ebola病毒病毒 Bio-Safety Level-4 Laboratory US AMRIID (M) GSU (G) UT Medical Branch (T) SWIBR (T) UB Medical
8、Center (B) UT Medical Branch (T) NIAID-RML (Mont) NIAID-(M) CDC (G) 恐怖信件：恐怖信件：炭疽杆菌炭疽杆菌 The Anthrax Letters A Medical Detective Story By Leonard A. Cole Severe Acute Respiratory Syndrome 冠状病毒：冠状病毒：SARS-CoV 幽门螺杆菌幽门螺杆菌 Barry J. Marshall & J. Robin Warren The Nobel Prize in Physiology or Medicine 2005 “
9、for their discovery of the bacterium Helicobacter pylori and its role in gastritis and peptic ulcer disease“ 评估病原生物的危险程度评估病原生物的危险程度 III 实验带来的变化：实验带来的变化： 1. 实验浓度与剂量 2. 气溶胶化的强度 3. 实验导致的新的感染途径 4. DNA技术的使用 I 病原特性：病原特性： 1. 致病性 2. 感染剂量 3. 感染途径 4. 来源与宿主范围 5. 稳定性 II 感染的后果：感染的后果： 1. 动物实验报告 2. 临床感染报告 3. 预防与治疗
10、措施 生物因子危险分级生物因子危险分级 生物安全水平分级实验室生物安全水平分级实验室 人间传染的病原微生物名录（卫生部人间传染的病原微生物名录（卫生部2006） PM2.5,气溶胶和微生物气溶胶和微生物 Larger particles are generally filtered in the nose and throat via cilia and mucus, but particulate matter smaller than about 10 micrometers, referred to as PM10, can settle in the bronchi and lungs
11、 and cause health problems. The 10 micrometer size does not represent a strict boundary between respirable and non- respirable particles, but has been agreed upon for monitoring of airborne particulate matter by most regulatory agencies. Similarly, particles smaller than 2.5 micrometers, PM2.5, tend
12、 to penetrate into the gas exchange regions of the lung, and very small particles ( 100 nanometers) may pass through the lungs to affect other organs. 高效空气过滤器（高效空气过滤器（HEPA） HEPA过滤器原理过滤器原理 玻璃纤维玻璃纤维 （直径（直径0.4-1.4 m 纸纸 （厚度（厚度60 m） 折叠折叠 （铝箔隔栅）（铝箔隔栅） （面积提高（面积提高10倍）倍）) A： 大粒子（惯性大粒子（惯性 阻挡，阻挡，Inertia) B：中粒子
13、（拦截，：中粒子（拦截， interception） C：小粒子（扩散，：小粒子（扩散， Diffusion） 静电吸附力（静电吸附力（van de Waals） 0.3m粒子过滤效率99.995% 生物安全实验室防护原理生物安全实验室防护原理 BSL-3 实验室内部结构实验室内部结构 生物安全柜生物安全柜 生物安全柜操作生物安全柜操作 污染区域 清洁区域 实验区域 呼吸防护装置呼吸防护装置 流感病毒与流感大流行流感病毒与流感大流行 复活“复活“1918流感”流感” 流感病毒与动物的关系流感病毒与动物的关系 高致病禽流感病毒动物实验高致病禽流感病毒动物实验 动物饲养条件动物饲养条件 Individually Ventilated Cages，IVC 感染动物实验操作感染动物实验操作 生物安全实验室与生物安全实验室与H7N9鉴定与研究鉴定与研究 谢谢 谢谢
