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世界科技全景百卷书: 肾脏移植
肾脏俗称“腰子”，它位于腰部脊柱两侧，左右各一个。它的功能是过滤血液，即当血液通过肾脏时，它将血液中某些对身体有害的，或是多余的物质滤出去成为尿液的成分。不难想象，如果肾脏因疾病 （如肾结核、肾病综合症、肾肿瘤等）或外伤引起病变而不再能过滤血液中的废物时，身体内的代谢废物或毒物便会累积起来，引起中毒，最终导致死亡。在这种情况下，医生们便会考虑对病人进行肾脏移植治疗。 肾脏移植始于1954年；一位叫缪瑞的医生给一对双胞胎姐妹做了这种手术，至今她们都很健康。迄今全世界移植手术的总例数已超过16万人次，我国肾移植数也已达一万一千多例。移植后存活三年以上者有1845例；存活5年以上者有772例，存活10年以上者103例。在一万多例手术中能活10年以上的只有一百多例，是否存活率太低了？是的，这也反映出这种手术的难度以及有许多医学问题需要我们去解决。 首先，一个最主要的难题是外来的肾脏能否在接受移植者体内“安家落户”，因为至今仍没有好办法让接受者不排斥他人的肾脏，这种现象医生们称之为“排异反应”。 因此如何防止“排异反应”是器官移植能否成功的最为关键的因素。那么，什么是排异反应呢？要讲清这个问题，我们还得再讲一下人体中的免疫系统。人体的免疫系统好比我们身体的防御体系，它具有识别自身组织以及 “外来入侵者”的本领。对于自身组织它加以保护，而对于“异己分子”，则该系统中的卫土——免疫淋巴细胞便会紧急动员起来，包围入侵者，同时释放出某些毒素、抗体将它们杀灭或是溶解，这种过程就是排异反应。医生们常将机体的这种过程称为“宿主抗移植物反应”。因为器官移植时还会发生另一种反应，即外来的免疫系统也会排斥宿主组织，尤其是当给那些无免疫功能的病人移植外来组织时更加激烈，这称为“移植物抗宿主反应”，这种现象在骨髓移植中非常普遍。 为了让移植的器官能在接受者体内长期定居，医学家们目前都在想办法来制止这种排除异己的“相互残杀”，这就是医生们所说的“抗排异治疗”。当前，抗排异治疗的方法主要有两种，一种叫“免疫耐受治疗”，就是在移植前预先注射能保护移植器官的药物，使其不受免疫淋巴细胞的攻击；另一种方法是免疫抑制疗法，就是通过抑制机体的免疫系统，使其无力对移植发起攻击。后者是目前应用最普遍的方法。在肾脏移植中，最有效的是以环孢菌素A、硫唑嘌呤和糖皮质激三联用药来抑制受体的排异反应。后来医生们发现，用单克隆抗体治疗肾脏移植的急性排异效果也很好。最新的研究则指出，决定排异反应的一个重要因素是因为白细胞上存在膜抗原，而膜抗原是由染色体上某些基因控制的。因此今后应通过改变控制移植抗原的基因，就可以大大提高器官移植的成功率，这是属于基因工程的问题，有待于人们继续探索。 有两颗心脏的人 我们人类有一双手，一双眼睛，两只脚，心脏却只有一个。但1978年10月，有一件事轰动了世界医学界：法国阿尔努—詹克研究所的心脏病专家们，给患有严重心脏病而住在医院里慢慢等候死亡的48岁商人皮埃尔·昂萨多成功地植入了一颗死于交通事故的15岁少年的心脏，于是皮埃尔·昂萨多成为用两颗心脏活着的人。新植入的心脏同有病的心脏是并联的，有病的心脏只是负担正常工作量的百分之十五，而新植入的那颗心脏则成为保证病人生存的主力。手术后几个月，皮埃尔·昂萨多就康复出院，恢复了正常人的生活。 虽然皮埃尔·昂萨多是具有两颗心脏的人，但他并不是世界上第一个接受心脏移植的人。世界上第一例心脏移植是南非医生班纳德于1967年成功完成的。后来一段时间，由于死亡率高，医生们停止了对心脏移植的尝试，直至本世纪80年代初期，由于免疫抑制剂环孢菌素A的应用，大大降低了排异反应，使心脏移植手术效果日趋良好，在世界范围内又重新掀起了心脏移植热潮。到80年代末，有记录的心脏移植数已超过一万多例，至今已累积了25，331例。我国也成功地进行了数例心脏移植手术。现在心脏移植已经渡过实验阶段，被作为终长期心脏病的治疗手段。目前，世界上先进国家的心脏移植的年存活率已达80～85％。患者存活1年以后再出现排斥发生率明显减少，五年存活率也已达到80％。 由于心脏与肺的功能密切相关，有时可因肺部疾病影响心脏，此时便需要心、肺同时更换，这就是心——肺联合移植。1981年3月，美国斯坦福大学医院将一名因车祸脑外伤致死的15岁男性的心脏和肺脏，同时移植给了一名45岁心功能衰竭的女性患者，使她获得了长期的存活。从此开辟了心——肺联合移植的新领域。然而由于此项手术更加复杂，目前三年存活率大约只达70％，因此尚有许多问题要去解决。 其他器官的移植肝移植 肝脏是人体内最大的消化腺，位于右上腹，占体重五十分之一到三十六分之一。其功能有合成与贮存养料、分泌胆汁、解毒及防御等作用。由此可见肝脏在人体中所占的重要地位。 世界上第1例肝脏移植术于1967年完成。至今全球约有26，000多人接受了肝脏移植术。迄今世界上活得最长的一位女性患者是4岁时接受肝脏移植的，至今已存活23年多。此外，不少早期肝移植者现在都已超过了10年存活期，其中有的人已经有了自己的亲生子女。我国也已施行了61例肝移植手术，但存活率较低，与世界先进国家相比有较大的差距。此外，国外已研制出一种称为FK506的免疫抑制剂，它比环抱菌素A的效力强100倍，尤其适用于肝脏、小肠的移植。我国也应当加速免疫抑制药物的国产化，或许从我国中草药中也可找到合适的免疫抑制剂。骨髓移植 骨髓是充盈于骨内腔隙中的柔软组织，其中含有不同发育阶段的血细胞。骨髓是人体中，尤其是出生后的最主要的造血器官之一。因此骨髓的某些疾病会造成人体的贫血，要是骨髓细胞发生癌变，形成白血病，则更会威胁人的生命，在这些情况下，医生往往会考虑对患者进行骨髓移植。 世界上最早从事骨髓移植的人是美国医生托马斯，他首次将一位正常孪生哥哥的骨髓输给了患白血病的兄弟，由于他成功地完成了骨髓移植术，于1990年获得了著名的诺贝尔奖学金。 一般说来，进行骨髓移植时，先要将有病的骨髓抽出，或者将骨髓中的癌细胞杀死，然后将健康与合适的骨髓注入患者体内，让它们在病人骨内腔隙中“安家落户”，并且不断地繁殖来纠正病人的“贫血症或是以此来治疗白血病”等。那么什么是合适的骨髓呢？这是指移植进去的骨髓不会发生我们在前面提到过的“宿主抗移植物的反应”，或是“移植物抗宿主的反应”。因此，一般只有“同卵双生”，即孪生兄弟或姐妹之间才可互相进行骨髓移植，因为他 （她）们之间的骨髓与组织不会发生相互排斥反应。此外，不是孪生者，或是父母与子女之间是否可以进行骨髓移植呢？这要进行“基因配型”才能确定，通常他们之间互相提供骨髓的可能性是25％。 目前全球大约进行了三万多例骨髓移植。我国早在本世纪60年代便开始了同基因骨髓移植（孪生者之间）并取得成功。当前摆在我国以及全世界医学家面前的任务是如何能成功地进行异基因骨髓移植（不是孪生者之间的移植），甚至异种骨髓移植。对此困难仍很多，或许也可以这样说“任重而道远”，但前途是无限光明的。脑移植 随着人体一般器官移植成功率的不断提高，医学家们已开始研究头颅移植。毫无疑问这是器官移植中难度最大的一项工程。美国的著名脑外科专家韦特曾给一只猴子作了“换头”手术，这只换了头的猴子不仅能看东西，还会听声音，也能支配全身的行动。前苏联科学院生物研究所的斯宁研究员给一只灰兔移植了一颗猫头，这颗植入的猫头能指挥兔身的行动，不仅显得“猫性”十足，还能捕捉老鼠。这些不可思议的动物头颅移植成功，激励着科学家们进行人类头颅移植的临床试验。 1987年，瑞士的医学家们作了第一例人头移植手术。他们将一位三十多岁的男性大脑移植给了一位大脑已死亡的女芭蕾舞演员。原来，这位男性出了车祸，其内脏和四肢全部损坏，经大脑移植后，这位女芭蕾舞演员却依稀记得撞车的情况。看来，人们的幻想正在逐渐变为现实，随着研究不断地深入，各种器官组织的移植将都成为可能实现的事，因此许多不治之症，甚至判断一个已真正死亡 （脑死亡）的人，还可因脑移植而“回生”。当然器官移植还有许多复杂的问题要解决，尤其如脑移植者，被移植者的身份究竟如何决定？由脑而定还是依身而定？诸如此类的问题值得当今人们去好好思考。 正在兴起的异种移植 前面我们已经提到，器官移植最好在孪生兄弟或姐妹之间进行，再其次是非孪生兄弟间或双亲与子女之间。然而孪生毕竟是少数，而器官移植的需求量愈来愈大。据世界卫生组织统计，全球每年需要进行器官移植的病例约数万人，而且还以20％的速度在增长，因此每年有数千人死于等待器官移植。为此科学家们认为利用与人类接近的动物器官移植势在必行，也就是说异种移植是今后器官移植的大方向。 1984年10月的某一天，一位名叫费伊的女婴降生人间。不幸的是她心脏发育不良，即有先天性的缺损。按照医学记载，这种病人是不能生存很久的。美国加州的医生们决定用一种像猴子的叫做狒狒的动物心脏来更换小费伊的有病的心脏。在医生们精心的手术下，小费伊恢复健康了，开始时与普通的婴儿一样，会哭会笑，但不幸的是过了一个多月，小费伊的肾肌受到了损害，终于离开了人间。小费伊是世界上第一例接受动物心脏移植的人。 1992年6月某天，美国匹兹堡大学医学中心的医生们也在紧张地工作，原来他们正将一个狒狒的肝脏移植给一位患乙型肝炎而肝衰竭的35岁男子。手术也是成功的，术后也恢复得很好，但后来由于某种还不清楚的原因，病人9月份死亡。 异种移植为什么常用狒狒呢？因为它属于灵长类动物，它与人类比较接近与相似。有科学家建议用黑猩猩，因黑猩猩更接近人类，但黑猩猩太少了。另外，用灵长类动物作异种移植还受到野生动物保护委员会的指责与反对。为此，不少科学家建议用家养动物作为器官移植的主要来源，而且首先考虑的是猪，尤其是英国科学家专门培育成的叫SLA的小型猪，原因是这种猪完全成熟时体重约110～135公斤，与人体体重相近，更重要的是，猪与人在某些最主要的“移植参数”十分相近。例如除了上面我们讲的猪与人体重相近外，在消化生理、肾的构造与功能、呼吸频率、心肺血管的解剖与生理等都比其他动物更接近于人类。 当然，异种器官移植比同种移植困难得多，它遇到的最大问题是“超急排斥”，就是说受体 （人）的组织细胞是不能接受这种异种组织细胞的，于是发生剧烈的、迅速的“宿主抗移植物反应”，使移植物很快失去功能，导致移植失败。因此，今后一方面要加强对供体动物的选择研究，一方面仍要设法解决免疫排斥问题。 奇妙的人造器官 既然器官移植，尤其是异种器官移植会遇到器官来源、排异反应等等麻烦的事情，科学家们当然会想到能否用人工材料制成某种器官来代替真正的 “机体零件”。事实已证明，某些人体部件是可以用人工材料来更替的，这就是“人造器官”。现在，除大脑尚无人工替代品之外，几乎人体的各个器官都在研制中，其中已有不少人工器官成功地运用人于体，解除了许多病人的痛苦，甚至挽救了他们的生命。 人造器官的诞生与发展也走了不少曲折的路。我国最早用“莲花、荷叶拼接重塑哪叱身躯”的神话，说明古代人民已有人造器官的想法。后来的“柳枝接骨”也是一种尝试。其实在国外也是如此，大约于200年前，波兰的一位科学家曾建议用人造水晶植入眼内，使白内障失明者重见光明。不幸的是，人们不但不信，竟有人控告他“妖言惑众，招摇撞骗”，于是一度锒铛入狱。事隔一百多年之后，这位波兰科学家的预言才由一位叫加里德的英国眼科医生实现。当时这位医生偶然发现，手术时留在一名飞行员眼睛中的有机玻璃片一直都没有引起他的眼睛发炎。于是，他后来给一位病人作眼科手术时，大胆地用塑料制成的晶状体替换了病人眼中已混浊的晶状体，结果使病人重新看到了五彩斑斓的世界。至今，全世界已有几十万只眼睛植入了人工晶体，这种人工晶体的透明度比真正的晶体还要高出许多，真可谓巧夺天工。 人工器官种类繁多，几乎涉及到人体器官的各个系统。下面我们简单介绍几种最常见的人造器官。人工心脏及心脏瓣膜 或许可以这样说，除了人的大脑之外，心脏是全身最重要的器官，它是 “生命之源”。在人的一生中，心脏总是不停地工作着，由于心脏的不断搏动，才将血液及血液中所包含的氧、营养物质及微量激素等源源不断地运送到周身各处。因此若心脏停止搏动，生命也就结束了。 人体的心脏如桃形，大小与本人的拳头相近。它位于胸腔内，居于左右两肺之间，略偏于左侧。心脏分四个腔，分别称为左心房，左心室，右心房，右心室。心房接受回流的血液，心室则凭心肌收缩输出血液。不同的是，右心房和左心室所含的是静脉血，而左心房与右心室所含的是动脉血。血流运行的方向是：右心房→右心室→肺→左心房→左心室→身体各器官→右心房。在肺中二氧化碳被排除出去，同时摄取了氧，这样静脉血便成了动脉血。因此，血液的这种运行方向是不可“倒行逆施”的，尤其在心房与心室之间不能倒流，为此在它们之间便天然地生成有“阀门”，这就是心脏瓣膜。在左心室与左心房之间的称为“二尖瓣”，在右心室与右心房之间的称为“三尖瓣”。 心脏可因疾病（如风湿病）、先天畸形（先天性心脏病）、其他器官疾病 （如肺气肿）、或偶然事故 （如车祸）等而失去功能，危及生命。在这种情况下，除了用前面说过的心脏移植外，医生们会考虑用人工心脏来替换有病的心脏，或用人工瓣膜替换有病变的瓣膜。 1981年美国犹他大学心脏外科医生与生物工程师贾维克合作，最早研制出人工心脏，并命名为“贾维克7号人工心”，它由左右两个心室构成，心室底部安有气囊。当医生将它植入病人体内时，将气囊的导管与装在病人体外的气泵相连。因此只要让气泵规律性的泵动，便会使气囊收缩与舒张，于是驱动了心脏的跳动。 人工心脏瓣膜的制作与应用远比人工心脏早，其发展大约已经过四十多年。现可分为机械性心瓣膜和天然材料人工生物心瓣膜两大类。前者由人造材料所制成，后者由天然材料获取并制作而成，如猪的主动脉瓣、牛心包瓣膜等。人造生物瓣膜由于材料来源广、制作简单、功能好，手术后无须抗凝 （防止血液凝结，形成血栓）得到医生的青睐，发展很快。但到了本世纪80年代后期，发现人造生物瓣膜耐久性差，因而一度处于停滞状态。最近几年科学家们发现若在瓣膜表面包裹一层涤纶编织物，不但可使瓣膜经久耐用，而且可促使在其上面尽快地长上一层纤维蛋白膜，使瓣膜与血液不直接接触，这样可防止血凝发生，病人也因此得益。人工肾脏 1960年，美国有一位名叫阿尔伯斯的研究生不幸地患了严重的肾脏疾病，他的肾已不能完成过滤血液中有害物质的任务了。如果不及时采取措施便会发生尿毒症，即他会产生恶心、呕吐、浮肿、高血压、昏迷等一系列症状，直至肾脏彻底衰竭而死亡。此时医生们果断地给他施行了“人工血液透析”，即“人工肾”治疗，使他获得了第二次生命。在治疗过程中，阿尔伯斯凭借“人工肾”，顽强地学习与工作，终于完成了他的博士论文。如今，像阿尔伯斯这样靠人工血液透析来代替肾脏功能，并坚持工作的人，在全世界多达30～40万人。人工肾对人类的功劳真是不小呀。 那么，怎样进行“人工血液透析”呢？或许我们可以形象地将它喻为“人工洗血”。原来，患有严重肾脏疾病的病人，由于肾脏不能过滤血液中的毒素及代谢产物，这些物质便在血液中累积起来，最终使患者产生严重中毒症状。人工血液透析就是利用“透析”原理，将这些废物从血液中滤出去。科学家们设计了一种血液透析机，它主要由两个部分组成，即透析器及动力泵。前者由极细的空心半透明细管侵入透析液内所构成。因此，当病人的血液流经小管时，通过透析作用，血液中的尿素及其他代谢废物便可从管内排出至透析液中，同时，透析液内对身体有利的某些物质，如钾、钙、葡萄糖等可以摄入到血液内。至于动力泵则是推动病人血液至透析器中的动力装置。 目前，世界上有许多科学家潜心于人工肾的改良与制作。1985年日本大阪市立大学医学研究中心研制成功了一种新型的人工肾，它不需要动力泵来推动血流，而是靠病人本身的血压来驱动的。这样不但更简单，而且也更安全。经动物实验表明，其功能与真正的人体肾脏基本相似，用于病人效果也很不错。近年来科学家们正向人工肾小型化、高效化等方面努力。我国也研制成功“吸附型人工肾”、“粘胶空心纤维人工肾”等，临床证明效果也相当好。人工关节 关节是指人体中两块或两块以上骨骼相连接的部位。关节可因疾病（如结核、类风湿关节炎），或外伤而失去部分或全部功能。某些关节尤其容易受到损伤，而这些关节对人体生活及活动尤其重要，如膝关节、髋关节等。 目前，人工全膝关节置换已成为骨科医生治疗该关节疾病的常用手术。至今已有一百多种不同类型的人工膝关节问世，以适合各种不同病人的需要。 人工髋关节也是迄今用得较多的一种，设计也较成熟。股骨头用高强度的钛、钴、铬、钼合金制成，髋臼则用高分子量的聚乙烯塑料制成，这种髋关节植入人体后，病人可以行走如常。电子眼 约翰是位车工，有一天当他开动车床时，数片金属屑像子弹一样射到他脸上，顿时他双目受到重伤，面前一派黑暗。顿时他感到一切都完了，甚至想到自杀。幸亏他被立即抬到医院，眼科医生告诉他，只要他配合，可以装上“电子眼”，重新见到光明。约有服从了医生的命令，不到一个月的工夫，他果然重见光明。 那么，什么是“电子眼”呢？电子眼也叫做“人工视力装置”。它由微型摄象机、微型电子计算机、电极等部件构成手术时医生将微型摄象机安装在约翰的限框内，将微型计算机则安置在眼镜架上，将电极及神经刺激器放置到头后部大脑皮质内。此时当约翰面对物体时，微型摄象机立即将其拍摄下来，经微型计算机处理后立即送到电极，再经神经刺激器刺激视神经，于是约翰便又见到了物体的原来面貌了。人工种植牙 乍听起来，“人工种植牙”会让人感到奇怪，难道牙齿也可以种植吗？ 其实，说起来人工种植牙并不新鲜，它也属于大家所熟悉的假牙，只不过现代的人工种植牙与以往的假牙有两点明显的不同。首先，以往的假牙的材料较为单纯，或者用金属 （如金牙齿、银牙齿），或者用瓷、橡胶，甚至用天然的象牙等。但是，这些材料往往不太耐用，或者不太美观。现代的人工种植牙所采用的是我们将在后面叙述的高分子物质，以及它与金属、陶瓷等的复合材料，这样不但经久耐用，而且外观造形也很美。其次，现代的人工种植牙不像以前的假牙只是固定于其邻近的几颗牙齿上，而是深深地“种植”于牙槽骨内，这样它便与牙槽骨紧密相连，如同真的牙齿一般。另外，它不再会连累周围的牙齿了，这样在人们咀嚼时便会感到如真牙一样。其他人工器官 除了以上人工器官外，近年来人工肺、人工胰、人工肝脏、人工晶体、人工血管、人工肌腱、人工皮肤、电子耳、电子嗅觉等都已相继开发，有些已应用于临床。电子耳的广泛使用，已使大批聋哑人开口说话；电子眼的应用可使盲人扔掉拐杖，重新见到光明，看到五彩缤纷的世界。 这么多巧夺天工的人造器官都是用什么原材料制成的呢？它们是高分子材料、稀有金属、以及微型电子装置等。关于电子装置、金属材料，大家比较熟悉，那么，什么是高分子材料呢？大家知道，物质是由元素组成的，一般化合物的分子量皆从几十到几百不等，这些物质称为低分子化合物。但某些化合物的分子量可达几万，甚至几百万以上，此时它们便具有了特殊的性能。这样的化合物便称为“高分子化合物”，或称为“大分子化合物”及“高聚物”。由这样的材料制成的人工器官与天然器官相比，则更加安全、可靠，而且经久耐用。相信随着高分子化合物的不断发展以及人工器官的深入研究，今后将开发出更多、更好的各种人工器官来。世纪的主要医学课题 人们可以从各种不同角度来看待人类的发展史，从医学角度看，人类的历史是一部与疾病的斗争史。在人类缺乏医学知识的时代，人们只能受疾病的肆虐。瘟疫的迅忽而至，成千上万的人顷刻倒下，“千村薛苈人遗失，万户萧疏鬼唱歌”就是这种惨状的写照。然而，即使医学有一定的进步，但只要人们对病原体及人体本身缺乏本质的认识，人类仍难以招架病魔的攻击。近几个世纪以来，人们不是饱尝了诸如肺结核、鼠疫、天花等千万的苦难吗？即使在20世纪，医学科学的发展，几乎已达到“登峰造极”的地步，仍不免遭到艾滋病、“埃搏拉”、“食人菌”、“O—157”等的袭击，更何况癌症、诸多的老年病等远未被人类所征服。那么，人类战胜疾病的道路究竟在何方呢？ 我国春秋时期有一位伟大的军事家叫孙武，他有一句名言，即“知己知彼，百战不殆”。意思是要战胜敌人，一定要对敌我双方有透彻地了解。其实这句话用于指导我们战胜疾病也是十分正确的。为了21世纪人类的健康，人们必须更深层地了解我们人类自己，同时对环境，包括人们自己的生活方式，以及各种已知与可能的病原体作透彻地分析。 人类分子水平的自我解剖 人体解剖学是研究人体形态、结构的一门基础学科。人体解剖学的发展对医学贡献极大，因为只有了解人体正常的形态结构，尤其是各器官的形态结构，才能知道疾病之所在。但是随着医学的发展，医生们已认识到只是了解人体的大体结构对于疾病的认识还是远远不够的。因为对许多疾病的分析表明，归根结底的病因不只是在一个大器官，或是一种组织，也不仅是细胞，而是细胞内的遗传物质——脱氧核糖核酸（简称DNA）。人类不下数千种疾病都是由于DNA出了毛病之故，为此要了解这些疾病的本质，人们必须对人体内这种遗传物质作透彻地解析，这也就是我们要说的“人类分子水平的自我解剖”。 前面我们已经说过，我们人体是由亿万个细胞所组成。细胞又由细胞膜、细胞质及细胞核组成。其中细胞核对人体的疾病又起着重要的作用。早在一万多年前科学家们便已发现，在细胞核内有一些容易被碱性染料染成紫色的物质，这叫染色体。在染色体上有决定生物性质的基因。不同生物染色体数目不一样，例如西瓜有22条，花生有40条，山羊有60条，马有64条，我们人类则是46条，也就是23对。 基因实际上就是一段段的DNA。科学家们现已证明DNA的结构好像一架双螺旋式的梯子，它由更基本的核苷酸的单体构成。核苷酸有四种，科学家分别简称它们为A、G、T、C。这四种核苷酸排列时受到一定的限制，就是一条链上的A必须与另一条链上的T配对。同样地，G必须与C配对。青少年朋友可以想一下，如果仅有这四种核苷酸排列时，能有多少种排法呢？不难算出，一共有24种排列方式。那么，有成千上万个核苷酸情况又将如何呢？因其排列方式千变万化，其数量将是一个天文数字。正是这样繁多的排列顺序，代表着各种各样的遗传信息，使得人与人之间有着千差万别。 更奇妙的是，在一定条件下，这个双螺旋结构是可以分开的，若在此时，作为双螺旋构成单位的单核苷酸供应充足的话，每一条分开的单链可以再配上一条互补的链，从而形成一条新的双链。这样，本来的一个双螺旋结构就形成了两个双螺旋结构，这在遗传学上叫作“半保留复制”。这意味着，一套遗传信息通过复制变成了两套遗传信息。也就是说，亲本细胞可以将其中的一套传递给子代；使子代保持亲代的基本特性。 那么，人类细胞中究竟有多少个基因呢？据目前科学家们的估测，单个细胞中大约有200万个基因，正是这些基因赋予细胞的各种功能，以及人种之间，个体与个体之间的特征千差万别。 然而，遗传固然有它的稳定性，但也可由于某种原因发生变异。此时生物便会出现新的遗传性状，甚至是异常的遗传性状，从而导致疾病的产生，这就是遗传病。现已有很多的证据表明，有许多环境因素可引起基因的变异，如异常的温度 （过高或过低）、电离辐射（如X线等）、紫外线、一些杀虫剂、发霉的食物及其毒素、病毒、某些抗癌药物等等。 正因为基因数目如此之多，它所肩负的“责任”涉及到人类生长、发育、疾病、衰老、特性等一系列重要事件。因此，早在1984年世界不少著名科学家便提出，要将人类细胞全部DNA的排列顺序、功能及作用方式搞清楚。科学家们将此工作称为“人类基因组作图与测序”，或者称为“人类基因组计划”。显然这是十分复杂与艰巨的工作，科学家们预期要15年才能完成，而且需耗资30亿美元以及全世界科学家的合作。 我国是一个由56个民族、12亿人口组成的大国，因此有着世界上最巨大、最丰富的“基因库”，因此参与“人类基因组计划”是我们义不容辞的责任和义务。因为一旦人们彻底解开人类细胞基因组之谜，许多疾病的原因便可“一目了然”。人们还可用分子生物学的方法研究出诊断遗传病的新技术，进而创造出“修复突变的基因”，或“切除坏基因（如癌基因）”，或 “补入正常的基因”等最具针对性的“基因治疗”办法。到那时，人们或许可免除几千种疾病对人体的伤害。 |
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