承帅军
生物安全一般是指由现代生物技术开发和应用对生态环境和人体健康造成的潜在威胁，以及对其所采取的一系列有效预防和控制措施。 
环境抗肿瘤药物传输系统 更 多精 品源 自 3 e d u 教 育 网 给药系统为了研究环境响应性抗肿瘤药物给药系统，首先必须了解设计产生环境敏感型抗肿瘤药物载体系统的肿瘤生理学机制[9]恶性肿瘤相比较于正常组织，除了细胞失控性生长外，主要特点有:新陈代谢旺盛导致酸液过多，促成肿瘤部位偏酸性;由细胞缺氧和缺乏营养物质而导致低氧环境;细胞表面某些蛋白特异性高表达;胞吞率高;某些抗原特异性表达;血管再生等显然，理想的抗肿瘤药物给药系统可根据肿瘤细胞/组织微环境的变化，被赋予修饰或改性，使其能随外界环境刺激而产生响应，发生结构或性能的改变，从而使所载药物顺利通过体内的各种屏障而在特定组织或细胞释放，实现高效给药，提高药物在病变组织的浓度，降低药物对正常组织的毒副作用这些外界刺激主要是物理和化学信号物理信号一般包括:热、电场、磁场、超声波;化学信号一般包括pH、还原电势、酶、离子强度[10] 1pH敏感型给药系统 在环境响应型药物载体中，pH敏感型的载药系统研究最为广泛，这是由于体内的器官、组织、亚细胞环境有不同的pH值域[11]人体正常组织的pH值一般为4，但是当机体发生异常时，例如发烧、感染或癌变，组织往往呈现出更低的pH值[12]由于肿瘤的生长和转移十分迅速，肿瘤中的血管往往无法提供足够的养料和氧气来供应肿瘤细胞的繁殖，肿瘤内部的缺氧状态使肿瘤细胞无氧糖酵解产生乳酸，而肿瘤内部血管系统的缺乏使得产生的乳酸不能充分排出，导致肿瘤内呈酸性需要指出的是，肿瘤部位为微酸性环境，pH值大约在75，肿瘤内部存在pH值更低的酸性环境肿瘤细胞中早期内涵体的pH值在0左右，甚至低于4[13]，晚期内涵体的pH值一般在0左右溶酶体的pH值更低，为0~0[14-16]药物进入体内就会面临这种复杂的pH环境，例如口服制剂需要经历胃的强酸性到肠道的中性和弱碱性;而抗肿瘤药物需要面对的环境是肿瘤细胞内外的pH梯度差，它也是多耐药性的原因之一绝大多数的抗肿瘤药物(如阿霉素、柔红霉素和长春新碱)为弱碱性电解质，使得它们在pH值较低的环境中较易离子化，因此不易通过细胞膜的脂质层，从而降低了其对肿瘤细胞的毒性因此，通过肿瘤部位和正常组织pH的差异来设计的抗肿瘤药物的给药系统，可实现药物在肿瘤组织/细胞的高富集和最大限度地提高抗癌药物的利用度pH敏感的纳米药物载体分为两类，一类是在纳米粒子中含有质子供体基团，例如L-组氨酸[17]、吡啶[18]、三级氨基[19]等质子供体基团具有其一定的pKa值，在大于pKa的pH条件下聚合物自组装成为纳米粒子，带有质子供体基团的链段不带电当pH低于pKa时，带有质子供体基团的链段质子化，使链段带正电，聚合物的构型发生了变化，将负载的药物释放出来而在整个过程中，聚合物的结构是没有变化的例如，Na和Bae[20]将磺酰胺接到普鲁蓝衍生物上制备了pH敏感聚合物，在水溶液中自组装形成pH敏感纳米粒子，将阿霉素载入，形成载药纳米粒子当环境pH小于8时，载药纳米粒子将阿霉素迅速释放ZhongweiGu课题组制备了聚乙二醇-聚组氨酸-聚丙交酯的线性聚合物[21]如图1所示，这一经多个咪唑基团修饰该图显示了pH敏感的三嵌段共聚物纳米粒子的药物释放过程纳米粒子可分为三层，内层是疏水的聚丙交酯，中间是pH敏感的聚组氨酸，外层是亲水的聚乙二醇在外界环境的pH发生变化时，中间pH敏感的聚组氨酸发生溶胀或收缩，实现阿霉素在纳米粒子中的可控释放的聚合物，在pH4条件下，可物理包裹抗肿瘤药物阿霉素，形成稳定的、粒径可控的纳米粒子给药系统可喜的是，在pH4条件下，抗肿瘤药物可快速释放出来，并表现出高效的体外抗肿瘤效果另一类pH敏感纳米给药系统是含有pH敏感键的系统，即含有对酸易水解的化学键，在溶液的pH发生变化时敏感化学键被打断，致使药物载体的性能发生变化[22]在这个过程中，聚合物与药物偶联的连接体(linker)结构被破坏，从而具有对pH敏感响应的性能[23]目前广泛应用于pH敏感型药物载体的化学键有腙键[24]、亚胺[25]、原酸酯[26]、乙烯醚[27]等，其中以腙键作为pH敏感键报道的最多腙键是一种易在酸性条件下水解的敏感键，通过含有腙键的酸敏感药物载体，抗肿瘤药物可经细胞内吞进入细胞，克服多耐药性，能够通过内涵体/溶酶体，提高药物进入细胞的效率Prabaharan等[28]将阿霉素(DOX)以腙键连接到两亲性超支化聚合物的疏水端，使聚合物胶束具有pH控制释放效果，此外，他们还加上了叶酸受体到胶束表面，增加系统的靶向性抗肿瘤药物阿霉素等通过腙键偶联到聚合物上，获得pH敏感的纳米给药系统体外释放实验表明，药物阿霉素在不同的pH条件下，体外的释放情况不同，表现出明显的pH敏感释放特性，在pH4的条件下很稳定，随着pH的降低从共聚物断裂下来的阿霉素分子的累积释放量依次增加，并且pH越低释放的速率越快，释放的也越完全Zhang课题组[24]也将前药与聚合物以腙键共价连接，形成胶束体外结果也显示，在生理中性pH值环境中相当稳定，但到达癌变细胞内部的内涵体和溶酶体时，由于pH值的降低，连接药物与聚合物的腙键迅速断裂，从而导致药物的大量释放ZhongweiGu课题组也同时设计制备了基于肽类树状大分子的纳米粒子给药系统[29-30]，将抗癌药DOX通过pH敏感性的腙键连接到树枝状分子上，形成兼具有被动靶向和pH敏感释放的载药纳米粒子，体外释放结果发现，这类纳米给药体系，在pH0的条件下，药物释放速率更快，54h后累积释放量达到80%，在pH4的条件下释放速率明显低于pH0，54h后累积释放量只有20%左右 而对于树状大分子修饰的肝素纳米给药体系，在pH0的条件下，药物释放速率更快，54h后累积释放量达到90%，在pH4的条件下释放速率明显低于pH0，54h后累积释放量只有20%左右结果表明这些纳米给药系统均具有良好的pH敏感释放特性我们同时还考察了这些纳米粒子给药系统在体外的毒性以及体内的抗肿瘤效果，对组织切片进行病理学分析结果显示，两种载药系统均能在肿瘤部位保持一个较高的药物浓度，抗癌药物在细胞内缓慢地释放出来，延长了治疗时间，从而证实给药系统都具有良好的生物相容性，并能减小DOX的毒副作用，增加肿瘤的治疗效果同时利用腙键实现pH敏感的还有Pu等[31]以多面体低聚倍半硅氧烷(POSS)为核，合成聚L-谷氨酸树状大分子，将阿霉素以腙键连接在树状大分子上，形成pH敏感释放的载药纳米粒子体内效果也表明其相对于自由阿霉素，大大提高了抗肿瘤效果类似的还有Yuan等[32]将阿霉素以腙键连接在OAS为核的聚L-谷氨酸树状大分子上，体外效果也显示了这个体系的pH敏感性和良好的细胞毒性这类肽类树状大分子由于具有良好的生物安全性[33-34]，具有客观的研究价值和应用前景以腙键等pH敏感键设计药物载体的报道很多，发展也非常迅速对pH的响应更快、更主动，药物传输效率更高的肿瘤药物释放体系仍在进一步研究中在较窄的pH范围内快速作出响应，产生化学、物理性质的变化，仍是此领域研究的难题[35-36]因此近年来，具有pH敏感导致电荷反转的聚合物纳米粒子载药体系成为了研究热点Kataoka课题组[37]设计了一种电荷反转胶束，来特定释放于早期的内涵体他们利用柠酰胺在中性条件下稳定、在pH0左右快速降解的特点，合成了将甲基顺丁烯二酸基团连接到聚乙二醇和聚天冬氨酸上的嵌段共聚物，形成胶束胶束在生理中性条件呈负电，但到达肿瘤细胞时，由于内涵体的pH下降，甲基顺丁烯二酸基团被剪切，从而出现自由的带正电荷的胺，释放出药物随着对pH敏感型聚合物纳米粒子药物载体的深入研究，研究者也设计出一些pH双敏感型药物载体来提高药物传输的效率只对细胞外pH(pHe)敏感的给药系统往往在细胞外就释放出药物，因此不足以杀死某些耐药性的细胞，而只对细胞内pH(pHi)响应的给药系统，不能够提高药物的内吞因此，JunWang课题组[38]设计出利用酰胺基和腙键的对细胞外和细胞内pH环境双敏感的聚合物纳米载体从体外的细胞吞噬和细胞毒性结果来看，该种聚合物载体系统对肿瘤的治疗显示出了巨大的潜力 2温度敏感纳米给药系统 人体内错综复杂的机制时刻力争保持体内动态平衡，一旦平衡被打破，不同的机体调节也是异常组织区别于正常组织的主要标志研究发现，在肿瘤或炎症组织区域经常伴随有高热[39]这是由于体内正常组织在一般情况下，血流量大、流速快、在体温升高时血管扩张，散热较快，减少了对组织的损伤，促成自我修复而肿瘤内细胞增殖迅速、密度很高、积压的新生血管形态异常，造成血液淤滞，易形成血栓或栓塞，使得散热困难肿瘤组织在受热后失去自我调节作用，血流量明显降低，致使肿瘤细胞代谢产生的热量和其他代谢产物不能迅速排出同样将外加温度升高至40℃，瘤体内的温度可形成与正常组织5℃~10℃的温差，造成肿瘤细胞凋亡，而正常组织却不受损害这就催生了热疗，作为一种新的肿瘤治疗方法，正引起医学界的重视更值得注意的是，温度敏感型药物传递系统若与热疗结合起来能起到协同作用，能增强对肿瘤的细胞毒性[40-41]加之对肿瘤部位进行局部加热的技术已经非常成熟，如磁感应、超声波、热水浴、红外、微波等，以及在肿瘤部位加热，肿瘤血流量增大和微血管渗透性的增加能在肿瘤部位产生药物的增溶作用[42-43]，温度敏感纳米药物载体近年来得到了迅猛的发展温度敏感型聚合物纳米给药系统在溶液中存在随温度变化的相转变点，此温度称作临界溶解温度，它一般分为低临界溶解温度(LCST)和高临界溶解温度(UCST)温度敏感型聚合物主要是指聚合物链上或其侧链存在含有LCST或UCST的链段，并具有一定比例的亲疏水基团，温度的变化会影响这些基团的亲疏水作用以及分子间的氢键作用，通过结构的变化引发相变最典型的温度敏感型聚合物是侧链同时含有疏水基团(异丙基)和亲水基团(酰胺键)的聚N-异丙基丙烯酰胺(PNIPAAM)[44-45]，它在水中的相转变温度大约在32℃室温下(25℃~32℃)，由于酰胺键的氢键作用，它在水中可以溶解，当升高温度至32℃~35℃，疏水基团之间的作用得到加强，而氢键遭到破坏[46-47]，抗肿瘤药物被释放出来 RenxiZhuo课题组[48]将PNIPAAm与三段疏水聚(3-己内酯)连接起来自组装形成星状聚合物胶束，观察其在温度逐渐增大过程中的变化此胶束的温度敏感机制为当胶束未到达病理部位时，胶束因其高度水化的壳层而稳定存在;当胶束到达病理部位，周围环境温度升高，使胶束的亲水壳层变得疏水(图2)疏水的胶束表面更易被肿瘤细胞内吞，增加了药物在肿瘤细胞内的积累初始阶段聚合物胶束随着温度的增加，形态并没有特别大的改变，但是温度超过LCST(36℃~37℃)，粒径急剧增大，显然胶束最终由于接近相转变温度产生的疏水作用力开始团聚，此时胶束外壳(PNIPAAm部分)变得更疏水，胶束的壳-核结构变形在体外模拟释放中发现，在LCST以下，载药胶束结构稳定，一旦温度升至4
转基因食品（Genetically Modified Foods，GMF）就是利用现代分子生物技术，将某些生物的基因转移到其他物种中去，改造生物的遗传物质，使其在形状、营养品质、消费品质等方面向人们所需要的目标转变。以转基因生物为直接食品或为原料加工生产的食品就是“转基因食品”。 从世界上最早的转基因作物（烟草）于1983年诞生，到美国孟山都公司研制的延熟保鲜转基因西红柿1994年在美国批准上市，及我国水稻研究所研制的转基因杂交水稻1999年通过了专家鉴定，转基因食品的研发迅猛发展，产品品种及产量也成倍增长，有关转基因食品的问题日渐凸显。 其实，转基因的基本原理也不难了解，它与常规杂交育种有相似之处。杂交是将整条的基因链（染色体）转移，而转基因是选取最有用的一小段基因转移。因此，转基因比杂交具有更高的选择性。 也就是说，通过基因工程手段将一种或几种外源性基因转移至某种生物体（动、植物和微生物），并使其具有效表达出相应的产物（多肽或蛋白质），这样的生物体作为食品或以其为原料加工生产的食品。转基因食品是利用新技术创造的产品，也是一种新生事物，人们自然对食用转基因食品的安全性有疑问。 其实，最早提出这个问题的人是英国的阿伯丁罗特研究所的普庇泰教授。1998年，他在研究中发现，幼鼠食用转基因土豆后，会使内脏和免疫系统受损。这引起了科学界的极大关注。随即，英国皇家学会对这份报告进行了审查，于1999年5月宣布此项研究“充满漏洞”。1999年英国的权威科学杂志《自然》刊登了美国康乃尔大学教授约翰·罗西的一篇论文，指出蝴蝶幼虫等田间益虫吃了撒有某种转基因玉米花粉的菜叶后会发育不良，死亡率特别高。目前尚有一些证据指出转基因食品潜在的危险。 但更多的科学家的试验表明转基因食品是安全的。赞同这个观点的科学家主要有以下几个理由。首先，任何一种转基因食品在上市之前都进行了大量的科学试验，国家和政府有相关的法律法规进行约束，而科学家们也都抱有很严谨的治学态度。另外，传统的作物在种植的时候农民会使用农药来保证质量，而有些抗病虫的转基因食品无需喷洒农药。还有，一种食品会不会造成中毒主要是看它在人体内有没有受体和能不能被代谢掉，转化的基因是经过筛选的、作用明确的，所以转基因成分不会在人体内积累，也就不会有害。 比如说，我们培育的一种抗虫玉米，向玉米中转入的是一种来自于苏云金杆菌的基因，它仅能导致鳞翅目昆虫死亡，因为只有鳞翅目昆虫有这种基因编码的蛋白质的特异受体，而人类及其它的动物、昆虫均没有这样的受体，所以无毒害作用。 1993年，经合组织（OECD）首次提出了转基因食品的评价原则——“实质等同”的原则，即：如果对转基因食品各种主要营养成分、主要抗营养物质、毒性物质及过敏性成分等物质的种类与含量进行分析测定，与同类传统食品无差异，则认为两者具有实质等同性，不存在安全性问题；如果无实质等同性，需逐条进行安全性评价。 在我国，国家科委于1993年颁布了“基因工程安全管理办法”，用于指导全国的基因工程研究和开发工作。2000年由国家环保总局牵头，8个相关部门参与，共同制订了《中国国家生物安全框架》。捐赠的形式有两种：骨髓干细胞移植或者外周血干细胞移植。在完成一系列身体检查，真正进入捐赠者状态后，患者的医生会根据患者和捐赠者的个体情况，提供捐赠形式的建议，并分析两种捐赠形式的利弊所在。但最终是由捐赠者来决定采取哪种形式来捐赠。 ●骨髓干细胞移植 这即是骨髓移植。需要在捐赠骨髓前7—10天，到移植医院或红十字会所属机构储备约400—600ml的血液(自备血)，存于4℃冰箱，供采髓时回输体内。如果捐赠者不愿意抽血储备，也可在采髓时输注医院提供的全血，但血源在输注前需要经一定的预处理，从而尽量减少因输血引起的并发症。抽取骨髓当天在手术室中施以全身麻醉或局部麻醉（国内一般采用连续硬膜外麻醉），由专门医师以特殊针头及空针，自捐髓者臀部两侧髂后上棘抽取所需骨髓干细胞，注入血袋内。整个捐赠的手术过程持续45到90分钟。骨髓是可以持续不断地自我制造的，健康捐赠者在数周内就可以完全恢复。抽取的量依受髓者的体重而定，一般而言，大约在500─1000cc左右（其中的大部分都是血液）。将捐髓者事先存起来的自备血输回体内，以补充抽髓时的血液流失量。同时，输注一定量的葡萄糖盐水（1000—1500ml），补充流失的血容量，因此，手术完成后，捐赠者血容量并不会减少，反而有所增加。抽髓手术后，伤口严密消毒，复查血常规，一般隔天即可出院。捐髓对健康人所造成的影响在几周内就可以完全恢复。骨髓存在于成人的扁骨，如胸骨、颅骨、肩胛骨、髂骨等，而并非像很多人想象的存在于脊椎内，所以在抽髓的时候并不会伤及脊椎内的神经。骨髓具天生的再生能力，移植过程大约只抽取捐髓者全身百分之五的造血干细胞（一般只在髂骨抽取），因此不会减弱其免疫与造血能力；而且，对于正常健康个体来说，体内的大部分骨髓都是处于闲置状态，只有在严重应激的时候（比如大出血等）才会动用，所以，暂时缺失很小一部分不会造成健康损害。健康个体的代偿能力是很强的，抽取的骨髓在几周内即可完全补足。 如果是捐献身体外周血中的干细胞，那么捐献者需要每天注射一针Filgrastim（重组人粒细胞集落刺激因子），5—6天后外周血中的干细胞数量达到高峰，就可以进行采集了。Filgrastim是一种能够增加从骨髓流入血液循环的干细胞数量的药剂，通常也可以称为干细胞动员剂。干细胞的采集大致同成分血的单采术，捐献者的血液用消毒针从一只手臂的肘静脉中抽取，并且通过血细胞分离机的过滤，分离出干细胞。去掉了干细胞的其余的血液成分再用消毒针注回到另一只手臂的肘静脉中。消毒针的直径大致同无偿献血所用的针头大小，大约为5mm。外周血干细胞采集大多只需采集一次，约3—4小时，也有少数需要隔日采集。外周血干细胞（PBSC）的捐献者在接受Filgrastim注射时，可能会伴有骨胳疼痛、肌肉疼痛、呕吐、失眠和疲劳。骨胳疼痛和头痛已经成为两种最常见的症状。这些反应在干细胞收集结束后会自然消失。在进行采血的过程中，有些捐献者会因抗凝血剂而产生刺痛感。抗凝血剂是用来防止干细胞凝固的。还有一些捐献者会感到寒冷。这些影响在捐献结束后就会解除。 在健康个体外周血中，虽然存在干细胞，但是数量非常少，不能满足移植所需，因此如果选择了外周血干细胞捐赠，必须提前给予Filgrastim，也就是干细胞动员剂，把骨髓中的干细胞“赶”到外周血中，才可以进一步实施采集。捐赠者和受赠者的安全和健康是我们关心的首要问题。据文献报道，外周血干细胞捐赠后10—20年，Filgrastim对捐赠者的健康状况并没有造成任何负效应。一项基于近20，000例单采术捐赠的研究，表明单采术所产生的负效应发生率也非常之低。
豆芽是豆科的作物种子浸水后萌发的产品，用来做蔬菜供人食用。最常见的为绿豆，称为豆芽或绿豆芽。也有黄豆芽、豌豆芽、蚕豆芽、苜蓿芽等。豆芽生产不需要土地、农具，只需要充足的水就可以在室内萌发，是生产最简单的一种蔬菜。 生物学上豆芽实际是豆子萌发的胚轴，与豆苗有本质不同。萌发豆芽应使用有种子活力的干豆。现代有些食品级的豆经过热处理，不能发芽。将洗净、挑拣之后充分浸水的豆放在干净的容器底部，最多铺不过一层。保持室温环境，每天用干净的水冲洗2次以上。豆子泡在水中不接触空气的话会很快烂掉，所以或者使用底部能自然漏水的容器（例如底下开孔的缸），或者每次冲洗后人工把水倒干净。种子一般1-2天开始萌发，到一周左右长出几厘米长的幼嫩茎之后，叶、侧根和根毛出现以前食用。(一)容器部分 生产豆芽菜的容器可用陶缸、水泥缸等。在其上面要有淋洗装置，底部边沿要留出水孔兼通气孔(孔径5～6厘米)。容器经洗涤消毒后，用木制(或竹制)塞将孔塞住。容器内底要设架篾，即用200x4毫米竹片设架，架毕后的架篾形如悬空竹篓，其竹片间距离要适当(以大豆不漏，水流方便为准)。待豆芽长到2-3厘米长时，可适当抽去一些竹片，使竹片间距适当加大，便于通风、降温和淋水。 选豆生芽部分 1．黄豆筛选、淘洗、浸泡。将黄豆倒入容器中，加水浸没，除去杂物和破豆、霉烂和虫蛀等坏豆，用水淘洗干净。浸泡时间由黄豆的品种、气温等决定。一般来说，气温高浸泡时间短；气温低浸泡时间长。温度在10～28℃最为适宜。开始浸泡时黄豆种皮吸水出现绉皮，要继续浸泡，使其再吸水膨胀至绉纹消失。浸泡时一定要防止油腻污染，保持清洁。浸泡容器要用麻袋或草垫盖住，防止日光曝晒。 2．淋水与发芽。大豆浸泡吸水，胚芽萌发，呼吸作用逐渐增强，同时释放热量。淋水的目的是散热，驱除二氧化碳，补充空气和新鲜水分，为豆芽萌发提供条件。在淋水时，室温、水温均以20℃为宜。如黄豆品温超过26℃，要增加淋水次数。每次淋水后要将水充分排出，防止黄豆芽泡水腐烂。 3．切根、漂洗、分级。一般豆芽菜开始发芽3小时后，断水切根，用清水漂洗干净，即为成品。出品率一般早熟黄豆产量低，晚熟黄豆出芽率高，平均在5倍左右。 茎为主要食用部分；在黑暗环境中萌发的豆芽茎颜色白，质地更加嫩脆。中国传统在萌发中的豆上压以石块，这样抵制压力生长的茎特别粗壮。
