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两用问题案例

两用问题案例. 第十课. 1. 概要. 具有争议的研究 第 2-8 张幻灯片 鼠痘 第 9-14 张幻灯片 合成脊髓灰质炎病毒 第 15-18 张幻灯片 流感病毒 第 19 张幻灯片 天花的毒性 第 20-21 张幻灯片. 2. 具有争议的研究 (1). 《 芬克报告 》 第一章 现今的生命科学 “两用性”带来的两难局面 生物战简史 * 美国政策与 《 生物与有毒武器公约 》 的出炉 * 附件：历史上的生物战. 3. 具有争议的研究 (2). 《 芬克报告 》 第一章（接上页内容） 新威胁 生命科学中“具有争议的研究”的最新案例

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两用问题案例

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Presentation Transcript

  1. 两用问题案例 第十课

  2. 1. 概要 具有争议的研究 第2-8张幻灯片 鼠痘 第9-14张幻灯片 合成脊髓灰质炎病毒 第15-18张幻灯片 流感病毒 第19张幻灯片 天花的毒性 第20-21张幻灯片

  3. 2. 具有争议的研究 (1) 《芬克报告》第一章 现今的生命科学 “两用性”带来的两难局面 生物战简史* 美国政策与《生物与有毒武器公约》的出炉 *附件：历史上的生物战

  4. 3. 具有争议的研究 (2) 《芬克报告》第一章（接上页内容） 新威胁 生命科学中“具有争议的研究”的最新案例 生命科学界对旧挑战的反应 委员会运营费用和工作流程

  5. 4. 具有争议的研究 (3) 现今的生命科学 “在上世纪，生物科学经历了极大的进步……” “不断扩展的研究活动产生了许多新的…改变着医学的产品。” “生物科技研究现在已扩展到了全球……” “除了广泛扩展的研究活动，出版的文章和研究人员也四处扩散……”

  6. 5. 具有争议的研究 (4) 现今的生命科学（接上页内容） “现今的研究文化导致了科学知识和其应用的快速传播。在此研究文化里，科学家分享知识和生物材料，人员在大学、政府机构和私人企业间自由流动。大批外国研究生和博士后功不可没地促成了生物研究界的成功。科学家的劳动力越来越国际化……”

  7. 6. 具有争议的研究 (5) “两用性”带来的两难局面 “两用生物技术研究的监管从技术、政治和社会的层面上来说都存在着较大的争议。在军备控制和裁军领域，两用指的是被用于民用目的的技术也可被用于军事目的……” “……关键是能否在继续进行重要研究的同时减少滥用的风险。”

  8. 7. 具有争议的研究 (6) 新威胁 “每种主要技术——冶金、炸药、内燃技术、航空、电子、核能——不管是出于和平目的还是敌对目的，都得到了广泛利用。这种情况是否也会出现在生物技术上?它是否会成为新世纪里占统治地位的技术？”

  9. 8. 具有争议的研究 (7) 新威胁（接上张幻灯片内容） “……本世纪初，我们改变基本生命过程的能力在不断提高，我们将不仅能设计出毁灭生命的方式，还能……对其进行控制--这包括控制认知过程、发展过程、繁殖过程和遗传过程。如果在我们的世界中，这些能力被广泛用于敌对目的，那么冲突的性质将会被完全改变。因此，这将为暴力、强迫、镇压和征服创造空前的绝佳机会。”

  10. 9. 鼠痘（1） “……发表研究结果有可能为生物恐怖主义分子提供便利，近来最著名的案例就是《旨在帮助澳大利亚消灭老鼠而对一种鼠痘病毒进行生物工程改造导致出人意料的效果之报告》……有些人认为此报告的发表为恐怖分子提供了蓝图，有可能会帮助他们设计出更具毒性的天花病毒品种，而即使是对接受过疫苗的人来说，其免疫系统也无法战胜这种病毒。 ”

  11. 10. 鼠痘（2） “此报告的作者们原本是想向鼠痘病毒的基因组植入一个包含抗原的基因，从而达到让野鼠患上有传染性的免疫性不孕症的效果。由于并没有造成不孕的结果，作者们尝试增加鼠痘病毒的毒性，藉以提高免疫应答。

  12. 11. 鼠痘（3） “他们借鉴了已发表了的文章……这些文章显示注入基因……向病毒基因组注入IL-4，因此提高老鼠体内牛痘的毒性。毒性的增强可能是由于通过相互干扰的细胞活素如IL-2调节的抗病毒免疫反应受到抑制， IL-2的原理是通过刺激免疫效应细胞来杀死病毒感染细胞，从而控制病毒感染。”

  13. 12. 鼠痘（4） “……随后他们发现经过两次改造后的鼠痘病毒毒性大幅提高，杀死了60%被感染的老鼠，即使这些老鼠在基因上能够抵抗病毒的感染。更令人意想不到的是这些老鼠都接受过疫苗，对亲本病毒有抵抗力，但包含IL-4基因的病毒使所有的实验老鼠致死。”

  14. 13. 鼠痘（5） “有些人认为此报告的发表为恐怖分子提供了蓝图，有可能会帮助他们设计出更具毒性的天花病毒品种，而即使是对接受过疫苗的人来说，其免疫系统也无法战胜这种病毒……有人觉得不该发表此报告，或者至少‘材料和方法’这一部分的内容……应在发表前进行修改或完全省略……”

  15. 14. 鼠痘（6） 发表原因？ “……第一，这些实验得到的知识可以有助于科学界探索战胜这些被修改过病毒的方法……” “……第二，此报告表明我们应对治疗此类感染做好准备。此类感染是由被修改的病毒导致的，它们拥有抗体能抑制相关细胞因子，它们还拥有伽马(γ)干扰素能抵消IL-4的效果……”

  16. 15. 合成脊髓灰质炎病毒（1） “魏默尔（Wimmer）与其同事称他们用化学合成的寡核苷酸重新构建了脊髓灰质炎病毒。连在一起的寡核苷酸被转染到细胞中。此报告吸引了媒体的极大关注，同时引起了公众的关注……此报告之所以能快速引起公众对生物恐怖主义的担心是因为魏默尔的实验为恐怖分子提供了制造此病毒的配方……”

  17. 16. 合成脊髓灰质炎病毒（2） “许多科学家认为魏默尔（Wimmer）的实验既没有得到全新的发现，也不具有潜在的威胁。用DNA模板制造活的脊髓灰质炎病毒的原理在1981年就为人所知了，当时巴尔的摩（Baltimore）和其同事称在适合的条件下，脊髓灰质炎病毒的正链RNA通过反转录形成的DNA副本可被置于活细胞中，这将会产生被荚膜包裹、有传染性的病毒。”

  18. 17. 合成脊髓灰质炎病毒（3） “我们改进了方法，大大缩短了用合成寡核苷酸合成5-6kb长DNA片段的时间。为了检验此方法，我们花费14天的时间，使用化学合成的寡核苷酸重新合成了噬菌体φX174 (5,386 bp)的基因组……”

  19. 18. 流感病毒（4） “甲型流感病毒因其极易在人与人之间通过气溶胶传播，导致了在人类间大规模流行病的产生。近期发生的事件凸显了生物恐怖分子把甲型流感病毒变为其武器的潜在可能：1997年使香港人感染的甲型流感病毒毒性极强；无需辅助病毒、通过转染DNA生成甲型流感病毒的实验室方法在不断发展

  20. 19. 天花的毒性（1） “天花是由重型天花病毒引起的，死亡率为30%-40%。痘苗病毒被用于给人类对天花预防接种，不会让具有免疫能力的人体患病……两种病毒都可抑制免疫应答酶的活性——即牛痘病毒补体调节蛋白（VCP）和补体酶的天花抑制剂（SPICE）。作者重点比较了拥有这种抑制剂的基因……”

  21. 20. 天花的毒性（2） “……由于无法得到存活的天花进行研究，他们使用了标准技术合成SPICE基因。他们发现天花的SPICE的人补体特异性更高，在使人类免疫系统的这部分（人类补体C3b成分）失效时，天花的SPICE比VCP的活性高一百倍”

  22. 样题 • 你是否同意梅瑟生的观点，即如若未能阻止出于敌对目的的滥用生命科学将带来严重后果？如果同意，请提出避免此结果的方法。如果不同意，请给出理由，并详细论述其中一条理由。 2. 概述鼠痘实验。是否应该发表关于此实验的报告？请说明理由。 3. “魏默尔合成脊髓灰质炎病毒不是双用研究的例子。”请讨论此观点。 4. 流感病毒是否会被生物恐怖主义利用成为生物战剂？

  23. 参考文献 (幻灯片 2) National Research Council (2004) Biotechnology Research in an Age of Terrorism. Washington: National Academies Press. 可在以下网站阅读http://books.nap.edu/openbook.php?record_id=10827&page=15 (幻灯片 4) National Research Council (2004) Biotechnology Research in an Age of Terrorism. Washington: National Academies Press. 可在以下网站阅读http://books.nap.edu/openbook.php?record_id=10827&page=16 (幻灯片 5 and 6) National Research Council (2004) Biotechnology Research in an Age of Terrorism. Washington: National Academies Press. 可在以下网站阅读http://books.nap.edu/openbook.php?record_id=10827&page=18 (幻灯片 7) Meselson, M (2000) Averting the Hostile Exploitation of Biotechnology, The CBW Conventions Bulletin, June 48, 16-19. 可在以下网站阅读http://www.sussex.ac.uk/Units/spru/hsp/pdfbulletin.html

  24. (幻灯片 8) National Research Council (2004) Biotechnology Research in an Age of Terrorism. Washington: National Academies Press. 可在以下网站阅读http://books.nap.edu/openbook.php?record_id=10827&page=23 (幻灯片 9) National Research Council (2004) Biotechnology Research in an Age of Terrorism. Washington: National Academies Press. 可在以下网站阅读http://books.nap.edu/openbook.php?record_id=10827&page=25 Jackson, R. J., Ramsay, A. J., Christensen, C. D., Beaton, S., Hall, D. F., and Ramshoaw, I. A. (2001) Expression of Mouse Interleukin-4 by a Recombinant Ectromelia Virus Suppresses Cytolytic Lymphocyte Responses and Overcomes Genetic Resistance to Mousepox. Journal of Virology, 75(3), 1205–1210. 可在以下网站阅读http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/11152493 National Research Council (2004) Biotechnology Research in an Age of Terrorism. Washington: National Academies Press. 可在以下网站阅读 http://books.nap.edu/openbook.php?record_id=10827&page=25

  25. (幻灯片 12 - 13) National Research Council (2004) Biotechnology Research in an Age of Terrorism. Washington: National Academies Press. 可在以下网站阅读http://books.nap.edu/openbook.php?record_id=10827&page=26 (幻灯片 14) National Research Council (2004) Biotechnology Research in an Age of Terrorism. Washington: National Academies Press. 可在以下网站阅读http://books.nap.edu/openbook.php?record_id=10827&page=27 Bembridge, G. P., Lopez, J. A., Cook, R., Melero, J. A., and Taylor, G.. (1998) Recombinant Vaccinia Virus Coexpressing the F Protein of Respiratory Syncytial Virus (RSV) and Interleukin-4 (IL-4) Does Not Inhibit the Development of RSVSpecific Memory Cytotoxic T Lymphocytes, whereas Priming Is Diminished in the Presence of High Levels of IL-2 or Gamma Interferon, Journal of Virology 72(5):4080-7. 可在以下网站阅读http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/9557697 Parker, S., Touchette, E., Oberle, C., Almond, M., Robertson, A., Trost, L. C., Lampert, B., Painter, G., and Buller, R. M.(2008) Efficacy of Therapeutic Intervention with an Oral Etherlipid Analogue of Cidofovir (CMX001) in a Lethal Mousepox Model. Antiviral Research 77(1):39-49. 可在以下网站阅读http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/17904231

  26. (幻灯片 15) National Research Council (2004) Biotechnology Research in an Age of Terrorism. Washington: National Academies Press. 可在以下网站阅读 http://books.nap.edu/openbook.php?record_id=10827&page=27 Wimmer, E. (2007) The Test-Tube Synthesis of a Chemical Called Poliovirus, EMBO Reports Special Issue 7, 3-9. 可在以下网站阅读http://www.nature.com/embor/journal/v7/n1s/full/7400728.html Cello, J., Paul, A. V., and Wimmer, E. (2002) Chemical Synthesis of Poliovirus cDNA: Generation of Infectious Virus in the Absence of Natural Template, Science 297(5583), 1016 – 1018. 可在以下网站阅读http://www.sciencemag.org/cgi/content/abstract/1072266 (幻灯片 16) National Research Council (2004) Biotechnology Research in an Age of Terrorism. Washington: National Academies Press. 可在以下网站阅读http://books.nap.edu/openbook.php?record_id=10827&page=28

  27. (幻灯片 17) Smith, H. O., Hutchison, C. A., Pfannkoch, C., and Venter, J. C. (2003) Generating a Synthetic Genome by Whole Genome Assembly: _X174 Bacteriophage from Synthetic Oligonucleotides, PNAS, 100(26), 15440–15445. 可在以下网站阅读http://www.pnas.org/ Tian, J., Gong, H., Sheng, N., Zhou, X., Gulari, E., Gao, X., and Church, G.. (2004) Accurate multiplex gene synthesis from programmable DNA microchips, Nature, 432(23/30). 可在以下网站阅读http://www.nature.com/nature/journal/v432/n7020/full/nature03151.html (幻灯片 18) Krug, M. R. (2003) The Potential Use of Influenza Virus as an Agent for Bioterrorism, Antiviral Research 57, 147-150 可在以下网站阅读http://www.elsevier.com/wps/find/journaldescription.cws_home/521852/description#description (幻灯片 19) Rosengard, A. M., Liu, Y., Nie, Z., and Jimenez, R. (2002) Variola virus immune evasion design: Expression of a highly efficient inhibitor of human complement, PNAS, 99(13), 8808–8813 可在以下网站阅读http://www.pnas.org/

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