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第73章 生物技术(21)

通俗地讲,“癌症基因”就是与肿瘤发生发展相关的基因。基因即细胞的遗传物质(一般是DNA),遗传信息储存于DNA的序列中。肿瘤的最大特征之一是癌细胞在分裂中可把它的生物特性传递给它的子细胞。因此,人们很早就相信肿瘤的发生与遗传物质的改变有关。但“癌症基因”的发现和证实却经历了大半个世纪的探索。科学家们多年来发现在一些动物中即便将癌症细胞破坏仍有致癌作用,因此,致癌物质肯定应比癌细胞小,且存在于癌细胞中。此后,科学家证明此种物质实际上是一种RNA病毒。深入的研究发现,致痛作用的物质就存在于病毒的遗传信息RNA中,但这部分基因对病毒而言,属于多余部分。在对病毒的生活史研究中发现,此种病毒具有逆转录酶,即可将病毒RNA转换成DNA,再插入动物细胞DNA中,以后又转录成RNA,在细胞内组装成病毒粒子后,又逃出细胞。因此,科学家大胆推测,具有致癌性的这部分遗传信息,是否在病毒的这个生活过程中,从细胞DNA上获取而来。20世纪20年代,美国的一些科学家证实了这种推测。建立了最初的癌基因理论:即细胞内本身存在有与癌症发生相关的基因。随后的研究进一步证明,细胞的这种所谓“癌基因”正常时存在于细胞内,调节细胞的生化、分化的活动,当这些基因结构发生质和量的改变时,导致细胞过度增殖或失去分化成熟的潜能而使细胞转变成癌细胞。近年来,又将这一概念扩大为:能够诱发细胞癌变的基因,均为“癌基因”。20世纪90年代,科学家又发现一类基因在正常细胞行使功能,抑制细胞生长,促进细胞分化,当基因结构发生变化时而失去活性,从而解除了对正常细胞的抑制作用,而使细胞癌变,现在把这类基因称为“抑癌基因”。因此,从现在的概念看,“癌症基因”应有两大类,一类是“癌基因”,另一类是“抑癌基因”。迄今为止,癌基因已有几百种,而抑癌基因也证实有数十种,所以癌症的发生是一个十分复杂的过程,涉及细胞生命活动的许多环节。

DNA指纹可以帮助侦探吗

“指纹”是指人手指的皮肤纹路。人们很早就发现手指皮肤的纹路具有个体差异,也就是说不同的人其指纹也不同,指纹是识别人的很好的标记,是先天的个人“身份证”。因此,可以说指纹是“形形色色”的。在法医学中,指纹作为一种个体特征识别的工具应用于刑事侦破中。在许多国家指纹作为个人档案的部分而被收录保存,可以随时查寻、核对。

10年前,英国某大学的一位科学家在研究时发现,人体的遗传信息DNA序列,在某些位点具有非常大的个体差异,即使是在同一家的兄弟姐妹中也不一样。因此,提出将这一发现运用于个体特征的识别,称之为“DNA指纹”。即DNA上所携带的个体差异信息,这一技术在许多国家获得完善,并正式用于刑事侦破的物证领域。目前,法医人员可以对在犯罪现场得到的嫌疑人的头发、分泌物、血液、精液等进行DNA检查,再与从嫌疑人身上取出的样本相核对,以确定犯罪嫌疑人是否为真正的罪犯。在美国总统克林顿绯闻一案中也运用这种技术。不仅如此,DNA指纹也运用于医学领域,在器官移植中寻找相适应的配体;通过对病原微生物的DNA指纹进行测定以鉴定病原菌的亚群、亚型,或者是否有变异。人们相信,DNA指纹作为一种识别技术,将会运用于我们以后的一些新的发现,因此,将来的DNA指纹可能更是“形形色色”。

超声波诊断的原理是什么

顾名思义,超声波是一种我们听不见的声音,更确切地说是频率在20 000赫兹以上,超过人耳听力范围的声波。它具有很强的方向性,还有许多与我们熟悉的光相同的性质,例如能在气体、液体、固体介质中传播,在不同的介质界面会反射、折射、透射。

超声可以帮助我们进行疾病诊断,判断身体各脏器位置、大小、形态,先天性发育变异,提示某些疾病的病理性质等。目前,正活跃在眼科、甲状腺、心血管、消化、泌尿、妇产科等方面的医学诊查中。所谓超声诊断学就是研究和应用超声的物理特性诊断人体疾病的科学。它主要是应用反射原理,也就是依据超声的良好方向性和与光相似的反射、折射、衰减及多普勒效应等物理特性,形成不同类型的超声诊断仪器。如果我们将超声发射到体内,正常和病理组织的声波阻抗有一定差异,在它们组成的界面上就会发生反射和散射。将此回声信号接收,加以处理使之显示为波形、曲线或图像等。由于各种组织的界面的形态、组织器官的运动状况和对超声的吸收程度等不同,其回声有一定的共性的特征,结合生理、病理、临床知识,可作出对病患的判断。

超声诊断学使用的超声诊断仪器的原理是什么呢?它们有哪些优越性呢?目前应用最多的是利用脉冲——回声原理构成的扇扫成像仪,又称B超。它以超声换能器向体内发射超声脉冲,然后再由换能器检测出回声信号,经过电子学图像处理得到人体解剖结构的情况。与一般熟悉的X射线诊断相比,其优越性可窥一斑:首先是对人体无损,其次可以实时观察身体断层像,而且对体内的肌肉、乳房等软组织便于观察。

近几十年来,超声成像技术获得飞速发展,其中超声多普勒技术在超声诊断中得到广泛的应用,如:超声多普勒血流仪,颈颅超声多普勒血流仪。其原理是当超声束照射到运动的生物组织或血球上时,回声信号的频率与原来发射超声的频率不同,其频差与物体的运动速度有关,检测出这种频率变化就可测出运动组织或血流的速度。超声不但可以用来诊断,还可以用来进行治疗,主要有超声热疗治癌仪、超声手术刀、白内障超声乳化仪等。可用于治疗肿瘤,进行眼科手术、开颅术、截肢及腹腔镜外科手术等。其中超声热疗治癌仪对癌组织产生瞬时高温和空化效应。而超声手术刀则具有损伤小、精度高、能止血等独特优点,而且不产生焦痂、烟雾和焦味。现在常有“彩超”和“超声CT”的说法,“彩超”其实是以伪彩色显示二维图像,叠加在黑白图像上。例如:用红色表示动脉血流,用蓝色表示静脉血流,使体内的血流显示更为直观。“超声CT”就是超声断层成像系统。

“鸡尾酒”疗法可以治艾滋病吗

自20世纪80年代艾滋病被发现以来,人们一直在苦苦寻求能征服这一“恶魔”的良策,可是30多年来世界各国尽管不惜投入大量的人力物力,先后研制了十几种疫苗和近百种药物,但迄今尚未发现一种治疗艾滋病的特效药。作为治疗艾滋病的新武器,华裔科学家何大一教授所提出的“鸡尾酒”疗法一经公布就立即轰动了整个医学界,各地媒体竞相报道,世界各国科学家也给予了它很高的评价。

人们对鸡尾酒并不陌生,这是西方人非常推崇的一种饮酒方式,将几种不同风格的酒调在一起,品尝起来则有另一番特别的感受。何大一教授将他的这种治疗方法形象地命名为“鸡尾酒”疗法,就是同时使用3、4种药物,每一种药物针对艾滋病毒繁殖周期中的不同环节,从而达到抑制或杀灭艾滋病毒,治愈艾滋病的目的。艾滋病的治疗之所以困难,一个重要的原因就在于艾滋病毒并非一成不变,在传播和繁殖的过程中它常常发生一些结构和功能的变化,这时即使使用原先可能很有效的药,此时也不管用了,导致病毒可以继续在体内大量繁殖。而采用3、4种药物进行组合治疗的“鸡尾酒”疗法,由于作用于艾滋病毒感染的各个环节,其疗效大大提高了。临床治疗的效果也非常鼓舞人心:治疗几星期后,10名病人中的7人身体状况明显好转,持久低热没有了,身上的溃疡消失了,精力充沛起来,更神奇的是血液中竟已查不出艾滋病毒的踪迹!因此在遭受了十几年的恐惧和绝望后,人们总算看到了一线求治的希望。当然这种疗法也有其局限性,如:对早期艾滋病病人相当有效,但对中晚期患者的帮助不大,因为这些病人的免疫系统已被艾滋病毒不可逆性地破坏了;此外此疗法的花费也相当高,并非一般人所能承受。虽然如此,人们依然看到了希望的曙光。当然,要真正找到控制这种病的方法还有很长的路要走,但相信科学家们不会让人们等得太久。

核磁共振是利用图像对人体的健康状况进行诊断吗

核磁共振也就是磁共振,临床上一般使用磁共振成像,简称MR。核磁共振成像是20世纪80年代发展起来的新技术,它的原理并不复杂。人体内有很多自旋的微粒,其中以质子居多。它们生性活泼,处于自旋状态,带上正电会产生磁场,犹如一个小磁棒。平日里,它们方向不定,但是如果置于磁场下,它们就受到无形的指挥,会沿外磁场的磁力线方向重新排列。这时如果施加一种特定频率的射频脉冲,它们的队列会发生骚动。当停止射频脉冲,那些调皮的家伙逐渐恢复到原来状态,被吸收的能量就释放出来并产生射频信号,也就是核磁共振信号,这个现象就是核磁共振。

接收到的信号经过放大和图像处理,最终以图像形式显示在监视器上。核磁共振就是利用图像对人体的健康状况进行诊断的,常见的核磁共振成像系统有:电磁MRI,永磁MRI,超导MRI,磁共振血管成像MRI。与X-CT相比,它最显著的优越性是对机体无伤害,并能穿透骨骼成像,对大脑等部位成像十分有利,可实现任意取向的扫描,使用方便,可得到生物化学信息,有利于冠心病及肿瘤的早期判断,而且由于设备的机械结构简单,在临床上的应用范围不断扩大。

但美中不足的是MRI扫描机的价格昂贵,检查费用是CT的三倍。MRI的最大效能是用在脑和脊髓的检查上。此外对膀胱、前列腺、子宫、卵巢等的观察也比CT提供的信息多。在心血管方面,也很有潜力,发展很快,可三维成像。另外由于它的无损伤性检查,对外伤、骨坏死可进行早期诊断。自1977年英国首次将它用于医学临床诊断以来,各国都竞相研制,但由于价格昂贵,数量不多,即使在欧美国家也尚未普及。目前,MRI每年增加1 000多个家庭成员,中国已有300多个。

用激光手术刀利于伤口迅速愈合吗

根据激光具有方向性好、光谱纯、相干性强和能量密度高的特点,利用被照射的机体局部组织产生很高的热效应,而使组织完全碳化、汽化的作用,将激光光束聚能当做手术刀来治疗痣、血管瘤、内痔、黏膜白斑等体表局限性病变;也用于对皮肤、软组织、肌肉、骨骼的切开;还有用光导系统将激光导入体内进行血管再通术。根据产生激光的工作物质不同,可分为红宝石、钕—钇铝石榴石,二氧化碳、氩、氦—氖,半导体等激光器。激光器的能量不一,而临床应用范围各异。中国已开展治疗体表局限性的病变。对皮肤软组织、肌肉、骨骼的切开正在日益运用。对激光手术治疗血管阻塞正在研究阶段。激光手术刀不直接接触手术局部组织,汽化切割和凝固止血同时进行,术野清晰,术后创口愈合迅速,瘢痕柔软。但会对环境造成一定污染。

抗癌药可分为哪些类

现在已有抗癌药物几十种,临床上有近十种恶性肿瘤可用药物治愈。但所有抗癌药物都有一定毒性,且至今尚无一种特效药物,因此,继续寻找高效、低毒的抗癌药物是当前的重要课题。抗癌药物的分类,可按化学结构和作用机制分为六大类:植物药,是从植物中提取的生物碱类药物。多数能影响细胞分裂的功能,使细胞停止分裂,从而抑制肿瘤生长。如秋水仙素、长春碱等。烷化剂,能与细胞的DNA结合,抑制其功能并破坏染色体。因烷化剂的抗癌细胞作用类似于放射线,所以也称为放射药物。常用的有:氮芥、环磷酰胺等。抗代谢药,能影响癌细胞的酶素,干扰核酸的合成,从而抑制肿瘤细胞的增殖。常用的有:抗叶酸的甲氨喋呤等。抗肿瘤抗生素,是从微生物中筛选出来的抗癌药物,大多能与DNA结合,从而抑制DNA或RNA合成,干扰细胞代谢。如放线菌素D、阿霉素等。激素类,利用激素的调节作用来限制肿瘤的生长。如强的松,地塞米松等。其他类,机理尚不明确,无法归类。如左旋门冬酰胺酶等。大多数抗癌药对肿瘤细胞只有相对的选择,对正常细胞则有不同程度的损害(即毒性)。因此临床用药时,应尽量设法减少毒性反应,并注意观察病情。

通过心电图(ECG)可以对心脏疾病进行诊断吗

心脏不断进行着有节奏的收缩和舒张活动,所产生的微小电流经过身体组织传导到体表,使体表的不同部位产生不同的电位。将体表两点间的电位差记录下来,形成一条连续的曲线就是心电图。心电图是由P波、P—R间期、QRS波群、S—T段、T波、Q—T间期、u波构成的。

通过心电图的波形可以对某些疾病特别是心脏血管疾病进行临床诊断。对各种心律失常的诊断最有价值,特别是对听诊尚不能确定的心律失常,对心肌梗塞的诊断有很高的准确性;对心室肥大、心肌炎、心肌病、冠状动脉供血不足和心包炎的诊断有较大的帮助,能够帮助了解某些药物和电解质紊乱对心肌的作用。

为什么说DNA分析技术给亲子鉴定带来了变革

应用医学和生物学有关的理论、技术,判断父母与子女是否为亲生关系,称为亲子鉴定。由此涉及财产继承权或子女抚养责任等法律问题的案件,通称亲权鉴定。由于现代科学技术尚不能对此做出绝对肯定的结论,只能以否定排除的方式,故又称亲权否定。一般主要根据人类遗传学做此鉴定。常用被证明符合孟德尔遗传定律的血型系统,如A、B、O等红细胞血型系统、红细胞酶型、血清型、HLA等系统,DNA分析技术的应用,给亲子鉴定带来深刻的变革,也使法医学面貌一新。此外,妊娠期限的确定与性交能力、生育能力的检验、其他性状的遗传(指纹、PTC味盲、耳垢干湿、遗传疾病、身体测量等)检验也常在亲子鉴定中应用。

什么是生命卡片

生命卡片是卡片式的个人随身携带的医疗档案。卡片上储有个人病史、X光照片及对各种药物的反应等。它是为应付突然在公共场所发生意外时,对受伤者进行各种医疗处理而设计的。可为医生及时制订抢救方案提供极大的方便。医护人员只要把受伤者携带的生命卡片取下,插入计算机输入端,一切信息就可以在荧光屏上显示出来。

生命银行是怎么回事

生命银行指人类遗体、器官、脏器等的捐献、贮存与供应中心,包括“血液银行”(如日本的供血中心)、“眼球银行”(如斯里兰卡的眼球库)、“皮肤银行”(如荷兰的皮肤库)等。“生命银行”自20世纪50年代中期以来,相继在一些国家出现。“生命银行”对抢救和医疗数以万计的危重病人,进行医学实验研究,发展生命科学,都具有重要意义。