生物工程是在分子生物学、分子遗传学、细胞生物学和微生物学的基础上，融合了现代新技术而发展起来的一门新兴的综合性科学技术体系。目前主要包括基因工程、细胞工程、酶工程和微生物工程等四个方面的内容。生物工程运用基因操作、细胞融合、组织培养等生物技术改造生物及其功能，培育与创造新的生物品种，并通过微生物发酵或生物反应过程，提供工业规模产品，开辟全新的产业体系，在解决当今世界面临的重大课题，如能源、粮食、疾病、环境污染中，具有重要的作用。生物工程是目前国际上正在兴起的新的技术革命中的一项关键技术，它具有巨大的经济潜力和社会效益，对生产技术的革新与人类社会的发展必将产生深远的影响。国际微生物学会联合会咨询委员会主席、著名生物工程学家海登教授曾经预言，它有可能“形成一股导致工业调整和社会结构改革的力量”。近年来，生物工程在国外各有关产业中的研究与开发声势浩大，进展迅速，成果丰硕，应用广泛，前景诱人。

一，医药

医药领域是生物工程研究开发最为活跃的一个领域。1973年美国首先报道了把不同生物的基因转化到细菌进行无性繁殖获得成功，1981年首批基因产品——人胰岛素开始投放市场，美国丽来制药公司建成的生产车间达到一万加仑发酵罐生产的规模。同年，美国基因工程公司开始生产γ干扰素。法国基因转移公司最近也实现了小批量生产。日本明治制造公司已在川崎建造了四座干扰素大型发酵罐，月产量可达二十兆单位。1983年12月美国科学基金会宣布，德克萨斯的两位科学家用遗传工程的手段改变一种杆状病毒，再感染昆虫细胞，使之产生人干扰素，其产量比人细胞大得多。美国与日本采用基因转移技术在细菌中制造人血清白蛋白，已进行小规模生产。几年来，国外猪、牛幼畜腹泻疫苗、谷胱甘肽、动物口蹄疫疫苗、人生长激素、乙型肝炎疫苗、尿激酶、多肽激素等十余种药物均已作为基因工程的产品进入中试生产或临床试验阶段。此外，以工程菌生产免疫球蛋白各种细胞因子、淋巴因子、胸腺素α，疟疾疫苗、流感疫苗、小儿麻痹症疫苗、β内酰胺、多种维生素等也已在实验室进行了开发研究。

细胞工程中令人瞩目的杂交瘤技术自1975年英国创建以后不久，美国首先用它来生产单克隆抗体和淋巴因子，并应用于疾病的诊断与治疗上。目前国际上已经研制了几百种单克隆抗体，其中投产的数十种在抗癌、解毒、器官移植等方面都已取得了鼓舞人心的临床实验结果。

二，工业

生物工程在工业上的应用相当广泛。在化学工业方面，生物工程的渗透引起了工艺上的重大改革，克服了化工高温高压的固有弊病，可用常温常压下的生物反应进行生产，从而节约了大量的石油燃料。它还可通过基因工程按照人们的意愿创造出新的产品。1969年，日本用固定化氨基酰化酶拆分氨基酸投入工业生产，开创了固定化酶工业应用的新局面。目前国外已用两个共轭的固定化酶体系把烯烃变成石油化学产品的重要原料环氧烃类，其费用只有化学合成法的一半。日本用酶法生产脂肪酸，已经达到了工业生产的规模。

在能源工业方面，世界各国都在花费巨资探索借用生物工程以节约能源，开辟新能源和提高现有能源的开采率。美国1981年利用工程菌进行三级采油，达二千万桶。美国北部地区研究室（NRRL）应用营囊酵母直接从木糖发酵生产酒精，产率达80%。1982年美国以固定化酵母发酵生产酒精的中间试验车间投产，三个发酵塔日产酒精四百公升。国外还研究了一种以生物反应器和磷酸为燃料电池并用电子计算机控制的微生物电池装置系统，可供电十瓦，这是酶工程研究目前最为突出的成就。

在采矿工业方面，美国用细菌浸矿所得的铜，占本国产量的10%以上。加拿大用细菌浸出的铀达230吨。据世界二十个大矿山统计，每年用细菌浸出的铜可达二十万吨。

在食品工业方面，氨基酸是用生物工程生产的一大类产品。最近几年，国外采用基因工程和细胞融合技术改造了苏氨酸、色氨酸、精氨酸、赖氨酸和异亮氨酸的产生菌。其中苏、色两种氨基酸已用工程菌正式投产，产量大大超过一般菌的生产能力。其他甜味蛋白、凝乳蛋白酶、磷酸单糖激酶等的基因工程和食用色素发酵都已进入试验性生产阶段。苏联应用新的生物工艺流程将棉花下脚料生产出结晶的葡萄糖与果糖，用于食品工业等方面，仅乌兹别克一地，葡萄糖年产量就达1，000至1，500万吨。

三，农业

农业是生物工程极有前途的领域。科学家们预生物工程应用于农业，将有可能解决全世界的粮食问题。现在国外正在研究利用细胞融合技术，把豆科植物根部固氮基因转移到稻、麦、玉米等植株，陡之获得固氮能力。美国用组织培养方法创造了一种蛋白质稻米，其蛋白质含量比一般品种高6 ~ 10%，这对世界一半以上以稻米为主食的人们是一个潜在的营养来源。联邦德国科学家在七十年代未曾将马铃薯与西红柿进行细胞融合，培育出了一种上结西红柿下生马铃薯的新种植物。1983年有几个研究小组把豆科植物的蛋白基因引入向日葵内，培育成功了“向日豆”。世界上通过植物细胞分化大量繁殖优良植物品种，快速培育无病毒种苗、名贵花卉苗木均已取得成效。通过细胞培养与组织培育获得植株的品种已有六百余种。

美国华盛顿大学与宾夕法尼亚大学的科学家们分别于1982与1983年用遗传工程技术把大鼠生长激素融合基因与人生长激素融合基因引入小鼠，育成了比同胎对照小鼠大二倍的“超级”小鼠。显然，这对畜牧业的发展将有十分重大的意义。国外胚胎移植早已成功，目前奶牛与菜牛胚胎移植工程已流水线化和商品化。据美国1976年前北部统计，母畜年产仔率平均增加十倍，最高者可达五十倍。

四，环保

国外先进国家用固定化生物反应器连续处理工业废水废液已进入试验性生产。最近加拿大用微生物处理木纸浆废液，每两吨废液还可生产出一吨饲料蛋白。从垃圾堆里分离出的工程菌，一种能分解煤和石油中含硫毒素，另一种则能分解剧毒农药三氯苯氧基醋酸（2，4，5-T）。而用基因工程手段构造超级细菌处理大面积海面石油污染，也在探索之中。

总之，生物工程正在发展成为独立的产业体系，正在改造传统的产业部门。美国自1977年起，先后成立了一百多个遗传工程公司。日本把生物工程列本世纪将要出现的三大全新产业之一。西欧各国都有各自的研究中心。英国有一百多个公办与民营的研究机构。联邦德国、法国、瑞士、意大利、丹麦、奥地利等国都在积极开创条件，把生物工程研究的成果推向实用。

我国生物工程的技术开发和生产应用，在党和政府的重视下，已经初有基础。在基因工程方面，我国在八十年代初已经建立了水稻、黑斑蛙、小鼠等基因文库。1983年乙型肝炎病毒表面抗原基因在啤酒酵母及猴肾细胞中已获表达。大肠杆菌生产人干扰素也在实验室中获得成功。在细胞工程方面，自1979年引进淋巴细胞杂交瘤技术后已建立了抗淋巴细胞抗病毒等二十多个鼠间B淋巴细胞杂交瘤株，其中4 ~ 6株正待中间试验。据报道，前不久北京肿瘤防治所已经培养成功我国第一株能分泌单克隆抗体、能在体外连续培养的抗胃癌杂交细胞株。1980年初，中国农业科学院采取叶肉细胞原生质体融合方法，获得了普通烟草种与黄花烟草种的杂种植株。我国许多研究单位通过植物组织培养技术，在试管中繁殖成功康乃馨、兰花、牡丹等名贵花卉。在酶工程与微生物工程方面，以固定化技术半合成新青霉素已获应用，生产高果糖浆已趋成熟，以固定化酶工艺增产啤酒已显示出其优越性。现在国家已将生物工程列为二百七十九项重点建设项目之一。可以相信，在党的正确领导下，我国生物工程的研究与开发必将跻身于国际先进行列，在加速社会主义四个现代化建设中作出其应有的贡献。