章節7
人工酶
生物體內的天然酶都是由幾百個氨基酸分子組成的蛋白質。酶所以有那麼強的催化作用，跟它特有的結構有關。酶有一個活化中心，即它的催化基因。在化學反應中，催化基因處在兩個底物小分子中間，把兩個小分子緊緊地拉在周圍，使它們結合起來。這就好比一個大人的兩隻手拉住兩個小孩使他們親近。酶的這種作用能大大加速生物化學反應。
研製人工酶還處在開始階段，經過幾年的努力已經取得重大的進展。目前研製的人工酶，它的催化速度已接近天然酶，也就是說能使化學反應的速度提高一億倍以上（天然酶通常是100億～10 000億倍）。
Rh因子
Rh血型係統是僅次於ABO係統的另一個重要的血型係統。1940年，蘭德施泰納和英國醫師韋納研究免疫血液學，共同發現血液中有Rh因子，即恒河猴因子（恒河猴學名叫Rhesus，因此取名Rh因子）存在，為Rh血型係統的發展打下了基礎。他們指出，如人的紅細胞能被Rh抗血清所凝集者，稱為Rh陽性，不被凝集者稱為Rh陰性。Rh因子與ABO血型係統無關，有人伴有Rh血型係統，有人則無。在白種人中，Rh陽性率約為85%，在中國漢族人群中，陽性率為98.8%。與ABO血型係統相反，血清中的Rh抗體，不是天然抗體，而是經過妊娠或輸血免疫後產生的。妊娠而致者，多見於Rh陰性的婦女孕育了Rh陽性胎兒，胎兒的Rh陽性紅細胞一旦進入母體（多因分娩時胎盤絨毛損傷破裂所致）就會刺激母體產生相應的抗體，但一般要在多次妊娠免疫之後，抗體效價才能高到一定程度。當這種免疫性抗體經過胎盤進入胎兒體內時，與胎兒Rh陽性紅細胞發生抗原抗性反應，而造成嚴重的溶血，致使發生死胎或新生兒溶血病。因輸血而致者，多見於Rh陰性的病人多次輸入Rh陽性的紅細胞後，當受血者血漿中的抗體高到一定程度時，再輸入Rh陽性血時即可發生溶血反應。在防治溶血病過程中要加強對患者的Rh血型係統進行檢測。對溶血病患者要及時采用藥物或換血的方法治療，才能避免死亡。
人造髖關節
很多中年人因關節的軟骨表麵磨損或撕裂而行動不便；1960年，英國醫學家強萊教授在蘭開夏郡一間醫院開始用塑料臼和金屬球為病人替換損傷的髖關節。如今已有成千上萬病人裝上這種人造髖關節。從大腿骨上端插進金屬杆，杆頂有一個金屬球，能代替股骨頂部。在髖骨窩中粘牢一個塑料臼，金屬球就嵌在臼內。
人造血液
人造血是一種乳白色的完全人工合成的血液代用品。這可以代替人血中的血紅蛋白從肺髒向人體其他部分輸送氧氣。
1979年4月，在日本一家醫院裏，發現一個生命垂危的病人具有罕見的血型，當時沒有辦法找到相應的血型給他輸血，所以良知內藤醫生隻好給他注射了一定量的人造血——複蘇DA。病人得救了，第一次向人體輸送人造血的試驗獲得了成功。人造血的試驗成功受到普遍的讚揚。在美國，許多人絕對禁止接受別人的血液，而寧願用人造血來挽救自己的生命。
人工心髒
人體的心髒受到損害而無法恢複時，最好的方法是使用人工心髒。第一代是JARIK-7型人工心髒，它通過兩條2米長的軟管連到體外的一部分機器上，壓縮空氣維持著人工心髒的跳動。第一例用第一代塑料人工心髒進行移植是在1982年12月2日作的手術，術後存活112天，用塑料心髒最長存活為620天。
1993年初使用第二代人工心髒為病人作了手術，該型人工心髒是由金屬材料、塑料合成品和牛心包組織製成的，由於胸部無法安裝人工心髒，故將此心髒裝在腹部肌內糟內，它的主要部件是一隻氣泵和一個驅動裝置，電源和操作係統裝在體外的包內，由一根導線與腹內相連。這種人工心髒隻有左心房的功能，它通過氣泵將血液輸送到全身，促成血液的體內循環。該心髒在斷電後還可繼續工作30分鍾之久。但缺點是通過該心髒循環的血液易凝結，易導致供血不足及心肌梗死，所以必須常服抗凝藥物，心髒中的氣泵噪聲較大。
2000年，法國醫生為一名70歲的心髒病患者植入了一個，第三代永久性人工心髒。早在上一年的10月，德國也成功地實施了這種手術。第三代人工心髒所具有的一些特點，使患者可以隨意接觸水，如洗澡和遊泳，避免子患者身體遭受感染的危險。而第四代人工心髒瓣膜也應用於臨床。
人工培養眼睛細胞
人眼細胞分裂不但要求具有溫暖濕潤的環境和充足的養分，而且還要一種叫做基膜的蛋白質網絡為培養基，它在胚胎期可以供給細胞充分的營養，在成年後則成為細胞和組織附著的支撐物質。呂格明博士把牛眼細胞與一種糖類接觸時，牛眼細胞就本能地產生出基膜，然後將牛眼細胞清洗掉，一層蜘蛛網狀的基膜便留在培養皿中，這時就可以在它上麵進行細胞生長了。他們將人眼細胞移植到基膜上。由於基膜中含有大量的纖維細胞生長基因，人眼細胞便開始大量分裂，經過篩選和再分裂，便可得到可供使用的人眼細胞。
人造生命
從其他生命體中提取基因，建立新染色體，隨後將其嵌入已經被剔除了遺傳密碼的細胞之中，最終由這些人工染色體控製這個細胞，發育變成新的生命體。北京時間2007年10月8日，美國科學家克雷格·文特爾表示，他目前已經在實驗室成功地製造出一個合成的人造染色體，這就意味著人類曆史上的首個人造生命形態即將正式誕生。
人類基因圖譜
1996年3月，法國一個科學家小組發表了一個全麵的基因圖譜，該圖譜能夠對開發許多病症（從學習低能到精神分裂症）的診斷試劑和治療方法作出貢獻。還有一些與遺傳基因有關的所謂常見病，例如，糖尿病、牛皮癬、精神病和心血管病等都將從這個圖譜獲得診治的線索，使科學家們能夠確定200多種疾病主要是罕見疾病所涉及的223個基因和鑒別30個致病基因突變。基因圖譜包含5264個遺傳標誌物，比人類基因組項目創始人在1990年建立這個項目時所希望的密度要大得多。這項成果在人類基因研究方麵取得一個新的進展。該科學家小組的研究是全球為期15年了解整個人類遺傳基礎的人類基因組計劃的一部分，開始於大約5年前，這項研究工作將進入第二階段，在此階段內，科學家們將開始確定每一個人類基因的序列。
法國人類基因組和遺傳病研究中心在巴黎舉行的一個記者招待會上發表的聲明說：“遺傳標誌物是確定基因位置的一個無比精確的工具。”
人工酶與限製酶
生物體內的天然酶都是由幾百個氨基酸分子組成的蛋白質。酶所以有那麼強的催化作用，跟它特有的結構有關。酶有一個活化中心，即它的催化基因。在化學反應中，催化基因處在兩個底物小分子中間，把兩個小分子緊緊地拉在周圍，使它們結合起來。這就好比一個大人的兩隻手拉住兩個小孩使他們親近。酶的這種作用能大大加速生物化學反應。
在細菌內存在的一類能識別並水解外源DNA限製性內切酶，它具有極好的專一性，能識別DNA上的特定位點，將DNA的兩條鏈都切斷，形成黏性末端或平末端。DNA經限製酶切割後產生的具有堿基互補單鏈的末端稱為黏性末端。限製酶的生物學功能在於降解外麵侵入的DNA而不降解自身細胞中的DNA，因自身DNA的酶切位點經修飾酶的甲基化修飾而受到保護。限製酶較為穩定，常用的約100多種並已轉化為商品。限製酶在分析染色體結構、製作DNA的限製酶圖譜、測定較長DNA序列以及基因的分離、基因的體外重組等研究中是不可缺少的重要工具酶。
人造心瓣膜
心瓣有病就必須置換或修複，生命所依賴的充氣血液才能順利通過心瓣膜進入心髒，然後送到全身。第一個可靠的人工心瓣，在1961年由美國俄勒岡州波特蘭的外科醫生史塔爾和他的合作者愛德華斯發明，是裝在不鏽鋼罩中的塑料球。這種心瓣已在許多人身上使用。專家也試過其他材料，如病人自己的腱、別的病人的心瓣和動物的心瓣，但沒有一種比史塔爾和愛德華斯發明的人工心瓣膜更好。
人腦內移植手術
帕金森氏綜合症的病因就在於缺乏一種能在神經細胞間傳遞興奮的化學物質多巴胺。患者絕大多數是50歲以上的老年人。患者的主要症狀是四肢僵直逐漸加重、顏麵表情消失、兩手顫抖、步履蹣跚。重病人甚至出現吞咽和語言困難。
手術是在全身麻醉下進行的。首先由外科醫生切開患者的後背取出約2/3的一側腎上腺。繼而以奧爾遜、格納西奧、麥德拉佐為首的墨西哥醫務小組，為一位50歲的男性和一位35歲的女性帕金森氏病患者，成功地進行了腦內移植術。1986年9月27日，中國首例腦內移植手術在北京宣武醫院獲得成功，是繼瑞典、墨西哥之後，在臨床上開展腦內移植手術的第三個國家。
人工腎髒
1943年，荷蘭醫生科爾夫製成了第一個人工腎髒，首次以機器代替人體的重要器官。病人的血液流過機內一個槽，內有一個用膠膜包著木框製成的過濾器的水槽。血液內的有毒物質能透過膠膜滲濾過去，血球和蛋白質則不能通過。這台機器可暫時代替人體腎髒的功能，讓損壞的腎髒康複。
直到1960年，才能為病人長期進行定時血液透析治療。美國外科醫生斯克裏布納發明了一種塑料的連接器，可以永久裝進病人前臂，連接動脈和靜脈；人造腎髒極易與之相連且不會損傷血管。這樣，病人可進行長期定時液透析治療。幾年之內，千萬名腎病患者利用人工腎髒進行透析治療，每星期三次，每次10至12小時，賴以維持生命。很多病人接受訓練後，可在家進行透析，這大大方便了病人的治療。