全 文 ：·综述与专论· 2015, 31(9):66-69
生物技术通报
BIOTECHNOLOGY BULLETIN
生物技术（Biotechnology）是指以现代生命科学
为基础，结合其他基础科学的科学原理，按照预先
的设计改造生物体或加工生物原料，为人类生产出
所需产品或达到某种目的的先进科学技术手段。是
人们利用微生物、动植物体等物质原料进行加工，
以提供产品为社会服务的技术，其主要包括现代生
物技术和发酵技术。因此，生物技术是一门极具发
展潜力的综合性学科。从某种意义上说，它是工程
技术与生物科学的有机结合，是建立在生物学基础
上，能够对生物控制系统进行控制的高新实用技术
的集合［1］。主要包含基因工程、细胞工程、蛋白质
工程、生物工程、酶工程和发酵工程等技术。其中，
又有杂交瘤技术、胚胎技术、移植技术、基因克隆、
基因测序、基因扩增（PCR 技术）、核酸杂交、反义
核酸、基因缺失、基因重组、转基因等多个分支［2］。
生物技术的应用为现代科学提供了一个宽广的平台，
系统地支撑着现代科研的进步与发展。
1 生物技术在预防兽医中的应用
1.1 生物学精细化研究
生物技术在致病机理和病原学的研究应用中，
主要体现在精细化研究方面，在对危害严重的病原
以及变异病原的基因组学、糖组学和蛋白质组学的
研究过程中，核酸探针、PCR 、指纹图谱分析等分
子生物学技术都得到了大量的应用。例如其中的病
原蛋白质组学的研究，其基本步骤包括蛋白质样品
的制备、蛋白质浓度测定、蛋白质分离、质谱分析、
收稿日期 ：2015-03-22
作者简介 ：狄荻，男，研究方向 ：动物医学 ；E-mail ：1907779568@qq.com
生物技术在兽医领域的研究应用
狄荻
（扬州大学兽医学院，扬州 225000）
摘 要 ： 当今环境污染日益严重，危害人类的疾病时有发生，这对畜牧兽医业的现状与发展影响越来越大，对兽医工作是
严峻的挑战。对此，采用现代生物技术研究和解决兽医领域的问题是兽医行业的发展方向。从预防兽医、临床兽医和兽医制药三
方面综述生物技术在兽医领域的研究应用与发展趋势。
关键词 ： 生物技术 ；畜牧兽医业 ；兽医
DOI ：10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2015.09.036
Research and Application of Biotechnology in the Field of
Veterinary Medicine
Di Di
（College of Veterinary Medicine，Yangzhou University，Yangzhou 225000）
Abstract: Nowadays, the environment pollution is becoming serious, and it is harmful to human’s disease. This is a serious challenge to
the development of animal husbandry veterinary. In this regard, taking use of the modern biotechnology researches to solve the problem in the
field of veterinary medicine is the developing direction of veterinary industry. This article will review the research, application and development
trend of biotechnology in the veterinary field from three aspects of Preventive Veterinary Medicine, clinical veterinary medicine and veterinary
medicine.
Key words: biotechnology ；animal husbandry veterinary ；veterinary
2015,31(9) 67狄荻：生物技术在兽医领域的研究应用
肽质量指纹图谱的检索和蛋白质鉴定及生物信息学
分析。主要依靠凝胶技术和质谱技术两大类生物技
术，对蛋白质进行高分辨率的分离和高通量的蛋白
质鉴定，最后进行系统地生物学分析，分层立体地
解析某些生理或病理条件下的蛋白质表达图谱［3］。
1.2 基因工程疫苗
在免疫机制和疫苗研究中，基因工程技术的应
用也进展迅速，其中最具代表性的就是基因工程疫
苗的应用。基因工程疫苗主要使用 DNA 重组生物技
术，将某些特定的天然或人工合成的遗传物质定向
插入载体细胞的基因，通过细菌、酵母菌或哺乳动
物细胞进行充分表达，最后经过纯化后得到成品疫
苗。相对于传统疫苗，应用基因工程技术能够制出
不含感染性物质的亚单位疫苗、稳定的减毒疫苗以
及能预防多种疾病的多价疫苗。近年来基因工程疫
苗的研制取得多项突破，重组禽流感多联基因工程
疫苗等相继进入临床 ；圆环病毒 PCVl-PCV-2 嵌合
病毒灭活苗的应用 ；FMDV 基因工程疫苗如蛋白质
载体疫苗、基因缺失疫苗、活载体疫苗、核酸疫苗、
亚单位疫苗、可饲疫苗、合成肽疫苗等相继涌现，
其它一些基因工程疫苗的研究也显露出良好的势头。
1.3 生物技术检测
由于食品安全引发的一系列问题受到广泛关注，
如何快速、准确检测药物残留以及各种食品污染源，
也是困扰兽医行业的一大难题。现代生物技术为兽
医工作者提供了快速、准确的检测方法。
聚合酶链式反应（PCR）技术是一种近年来在
兽医领域常用的检测方法。通过寡（聚）核苷酸引
物结合 DNA 模板，在体外对微量 DNA 进行扩增，
即根据碱基互补配对原理，用一对短的引物（Primer）
（15-30 个核苷酸）互补结合到靶 DNA 链上，然后
加入 DNA 聚合酶，对基因片段进行扩增［4］。经过
对 DNA 聚合酶耐热性的不断研究摸索，PCR 技术已
经不再繁琐，使用成本也变得相对低廉，在兽医领
域已经有了广泛而成熟的使用。
免疫胶体金技术（Immune colloidal gold techni-
que，ICG）是在 1971 年由 Faulk 等发明的一种以结
合各种蛋白质的胶体金作为标记物，通过抗原抗体
自身的特异性反应，对免疫产物进行检测的一种新
型的免疫标记技术。胶体金技术使用方便快捷、特
异敏感、稳定性强，而且不需要特殊设备和试剂，
结果判断也十分直观。目前已在生物医学领域得到
了日益广泛的应用［5］。
在寄生虫检测方面，由于多数寄生虫病的症状
缺少特异性，仅依据临床症状很难做出诊断，很大
程度上依赖实验室诊断，缺乏简单快速的检测方法，
是一直困扰兽医工作者的难题。卵黄抗体的出现为
寄生虫检测提供了新的思路，不激活哺乳动物的补
体系统 ；不与蛋白 A、G 和 Fc 受体相结合，具有特
异性强、灵敏度高的特点，使得 IgY 在检测诊断上
具有更强的特异性和灵敏度，在寄生虫病的免疫诊
断中具有重要意义［6］。
2 生物技术在临床兽医中的应用
2.1 疾病诊断
在动物疾病诊断方面，核酸的分子杂交、DNA
（基因）酶切图谱分析、PCR 技术、单链构象多态性
（SSCP）分析、DNA 序列测定、DNA 微阵列（DNA
micro-array）技术、荧光原位杂交染色体分析（FISH）、
单抗阻断 ELISA 检测副鸡嗜血杆菌血清型特异性抗
体等技术在临床上的广泛应用为疾病确诊提供了全
方位、多层次的诊断方法，从直观上解析动物的发
病原因，为疾病诊疗提供了新手段。
2.2 基因治疗
基因敲除是当今生物学研究的重要手段。该技
术能让研究人员在分子水平上对细胞、胚胎和动物
个体进行特定的基因修饰，从而研究基因在疾病治
疗以及性状改良中的作用［7］。例如，Luo 等［8］通过
使用 siRNA 技术敲除猪的整合素 αV 亚基，从而抑
制 FMDV 侵入机体细胞。Chen 等［9］也使用同样的
技术对猪的 FUT1 进行基因敲除，成功地使幼龄仔
猪获得了肠毒性大肠杆菌的免疫力。在畜产品改良
和推广应用中，Stewart 等［10］用 RNAi 技术敲减猪的
myostatin MSTN 基因，获得 37%-92% 的敲减率，使
试验猪的产肉量相应地获得增加。Chi 等［11］则将猪
的 α-1，3-半乳糖转移酶（GGTA1）进行敲减，成功
应用于动物的异种移植。
生物技术通报 Biotechnology Bulletin 2015,Vol.31,No.968
3 生物技术与兽医制药
3.1 基因工程药物
兽药研制中的基因工程药物，是利用重组 DNA
技术生产多肽、蛋白质、酶和细胞生长因子等，激
素类、可溶性细胞因子受体类、细胞因子类是其主
要的种类。基因工程药物首先是选取某些对疾病有
预防和治疗作用的蛋白质，然后提取合成该蛋白质
的基因片段，通过受体细胞反应表达，最后进行大
规模生产并投入使用。各种基因工程疫苗和干扰素
的合成，也都具有良好的发展前景。
3.2 靶向制剂技术
靶向制剂亦称靶向给药系统（Tar get-oriented
drug systems，TODDS），是指依靠各种生物载体将
药物选择性地浓集于靶组织、靶器官、靶细胞或细
胞内结构的制剂。靶向制剂相对于传统药物的优势
在于能使药物在靶部位滞留，以适宜的速度释放药
物并能选择性地作用于靶细胞。作用部位精准，引
起的药物副作用较小，在体内外药物性质更为稳定，
生物载体也使其具有良好的生物相容性，无免疫反
应。临床上在治疗利什曼病、鼠模型麝猫后睾吸虫
病、制成抗生素脂质体等方面都有着良好的应用
效果［12］。
3.3 抗菌肽的研制使用
近年来抗生素在畜牧业的不适当使用引发了一
系列食品安全问题，药物残留和细菌耐药性问题一
直困扰着畜牧业的发展。为了建立畜禽产品安全生
产体系，一些生物技术类药物如抗菌肽等已经逐步
代替抗生素的使用。抗菌肽具有广谱抗菌作用，能
够促进畜禽生长、治疗疾病，且无毒副作用、无致
细菌耐药性、无残留的三无型制剂。抗菌肽主要通
过基因工程技术大量地表达，也可应用生物工程生
产抗病菌的转基因动植物产品，表达出新一代肽类
抗菌药物，具有广阔的发展前景［13］。
4 发展趋势
现代生物技术的核心是 DNA 重组技术，因此其
直接进行操作的对象就是细胞机体或是基因、遗传
物质。近些年，生物技术的不断发展为畜禽类疫苗
的研发、疾病诊疗等方面奠定了良好的基础，不仅
对于畜禽类的疾病预防起到了很好的作用，而且也
减少人类许多疾病的发生。
基因治疗的研究是未来动物医学乃至人类医学
的重要发展方向。其主要通过建立动物疾病模型分
析和研究基因治疗各种层面上的问题，在兽医临床
上的应用方兴未艾，通过对基因治疗的认知和利用
促进兽医学临床研究的发展这一理念也相对成熟。
采取何种方式去认识基因、如何合理利用基因，在
基因治疗发展上显得尤为重要。
现代生物技术的另一个重要的方面就是生物制
药。根据世界卫生组织对我国传染病威胁的评估结
果表明，抗生素耐药性已成为严重问题。畜牧生产
者广泛使用抗生素加速了新耐药菌株的传播，引发
了一些人畜共患病，尤其是人类的食物传染病，并
导致医疗保健系统重大的经济负担。所以，用生物
类药物对抗生素进行转向替代并且改进控制手段（如
疫苗接种和预防疾病）是畜牧业未来使用药物的准
则，这对于兽药研制既非常重要而又具有很好的应
用价值。国外一些生物技术公司已经开发和采用植
物性商业生产平台，利用干叶子和种子可以在室温
下存储没有亏损的重组蛋白的特性，使用重组蛋白
疗法进行食用疫苗和预防性药物研究，研发应用于
牲畜生产过程中的新免疫手段［14］。此外，利用生物
手段制备的抗菌肽、基因工程疫苗等都具有良好的
应用前景。抗菌肽杀菌机理独特，病原菌不易对抗
菌肽产生耐药性，且可以通过工程菌大规模工业化
发酵，生产周期短、成本低，并且可以免受季节和
气候变化等外部环境的影响，是未来极具发展潜力
的朝阳产业。
在生物技术应用于兽医领域过程中，也存在一
些问题需要我们去研究解决。虽然生物高科技诊断
技术在各项应用中都发挥了良好的作用，但是普遍
存在仪器设备和诊断试剂昂贵等问题，单次检测费
用相对于一些传统技术十分昂贵，同时对操作者的
技术要求较高，检测结果的综合评价不容易掌握。
但是，现代生物技术作为一种高新技术，有常规诊
断方法不可比拟的优越性，是未来行业发展的必然
趋势。如何降低一些技术的操作难度、使用成本，
以及如何简化分析方法等，是高新技术适应需求必
须面对的问题，也是生物技术发展需要解决的难题。
另外，随着生物技术和基因工程技术的不断进步，
2015,31(9) 69狄荻：生物技术在兽医领域的研究应用
出现一些新的生物大分子的情况显著增加，如肽和
蛋白质，有改善许多疾病症状的可能。虽然这些大
分子疗法大多数具有高效力，但是其大分子量、对
酶的降解、吸附和变性的敏感性限制了它们的能力，
也是生物制药寻求突破的障碍［15］。而且，有些新兴
的生物技术也面临着一些伦理问题的困扰，如备受
争议的克隆动物及试管猪肉等，这些道德辩论的结
果和技术被潜在消费者接受的程度将决定这项技术
在未来的可行性［16］。德国哲学家哈贝马斯认为，任
何对可能改变“本性”的基因增强干预行为都应该
在道德上被禁止［17］。
基因产品是特殊的生物制品，世界各国十分
重视对生物制品的质量监控与管理。世界卫生组织
（WHO）、美国 FDA 以及一些国际权威组织机构相继
出台了相关文件。不过基因产品仍存在多样性、特
殊性和安全性等问题，还需要在临床实践的基础上
完善质量监控、管理标准和相关法规，加强各环节
的审批与监管力度，规范基因产品市场，使基因产
品更好地服务社会、造福人类。
参 考 文 献
［1］ 王立明 . 论现代生物技术在兽医兽药上的应用［J］. 畜牧兽医
科技信息 , 2014（10）：8.
［2］ 曹安堂 . 论现代生物技术在兽医研究中的应用［J］. 中国畜牧
兽医文摘 , 2012, 28（12）：16.
［3］ 董书伟 , 荔霞 , 刘永明 , 等 . 蛋白质组学研究进展及其在中兽
医学中的应用探讨［J］. 中国畜牧兽医 , 2012, 39（1）：45-49.
［4］ 李文刚 , 甘孟侯 . PCR 技术在兽医学中的应用［J］. 中国兽医
杂志 , 1994, 20（1）：53-54.
［5］ 张凤珍 . 免疫胶体金技术的基本原理及其在兽医临床中应用的
研究进展［J］. 畜牧兽医科技信息 , 2009（1）：7-9.
［6］ 李文超 , 顾有方 , 陈会良 . 卵黄抗体在兽医寄生虫学中的应
用［J］. 生物技术通报 , 2010（12）：37-40.
［7］ 赵宇航 , 梁浩 , 刘明秋 , 李雪玲 . 基因敲除技术在大型家畜中
的应用［J］. 畜牧兽医学报 , 2014, 45（1）：1-8.
［8］ Luo J, Du J, Gao S, et al. Lentviral-mediated RNAi to inhibit target
gene expression of the porcine integrin alphav subunit, the FMDV
receptor, and against FMDV infection in PK-15 cells［J］. Virol J,
2011, 8（1）：428-437.
［9］ Chen JW, Zhang Y, Zhang YL, et al. Construction of multiple
shRNAs expression vector that inhibits FUT1 gene expression and
production of the transgenic SCNT embryos in vitro［J］. Mol Biol
Rep, 2012, 40（3）：2243-2252.
［10］ Stewart CK, Li J, Golovan SP. Adverse effects induced by short
hairpin RNA expression in porcine fetal fibroblasts［J］. Biochem
Bio-phys Res Commun, 2008, 370（1）：113-117.
［11］ Chi H, Shinohara M, Yokomine T, et al. Successful suppression of
endogenous alpha-1, 3-galacto-yltransferase expression by RNA
interference in pig embryos generated in vitro［J］. J Reprod Dev,
2012, 58（1）：69-76.
［12］ 李丽 , 李继昌 , 侯玉芳 , 张德显 . 靶向制剂在兽医学中的应
用［J］. 黑龙江畜牧兽医 , 2010（1）：125-127.
［13］ 曹玉华 . 抗菌肽及其在畜牧兽医上的应用［J］. 上海畜牧兽
医通讯 , 2012（2）：52.
［14］ Kolotilin I, Topp E, Cox E, et al. Plant-based solutions for
veterinary immuneother apeutics and prophylactic［J］. Veterinary
Research, 2014, 45 ：117.
［15］ Caon T, Jin L, Simões CM, et al. Enhancing the buccal mucosal
delivery of peptide and protein therapeutics［J］. Pharmaceutical
Research, 2015, 32（1）：1-21.
［16］ Dilworth T, McGregor A. Moral steaks? Ethical discourses of in
vitro meat in academia and australia［J］. Journal of Agricultural
and Environmental Ethics, 2015, 281 ：85-107.
［17］ Morar N. An empirically informed critique of habermas’ argument
from human nature［J］. Science and Engineering Ethics, 2015,
211 ：95-113.
（责任编辑 李楠）