与《禁止化学武器公约》有关的化学生物学融合技术问题

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1、与《禁止化学武器公约》有关的化学生物学融合技术问题与《禁止化学武器公约》有关的化学生物学融合技术问题与《禁止化学武器公约》有关的化学生物学融合技术问题与《禁止化学武器公约》有关的化学生物学融合技术问题与《禁止化学武器公约》有关的化学生物学融合技术问题与《禁止化学武器公约》有关的化学生物学融合技术问题与《禁止化学武器公约》有关的化学生物学融合技术问题与《禁止化学武器公约》有关的化学生物学融合技术问题与《禁止化学武器公约》有关的化学生物学融合技术问题　　一、前言　　《禁止化学武器公约》（以下简称公约）是一项十分重要的化学裁军

2、国际公约。《公约》是为实现《联合国宪章》“谋求国际和平与安全”的宗旨服务的。《公约》自20世纪90年代末生效以来，决定性地推进了人类的和平事业。对在全球范围禁止化学武器使用，防止化学武器扩散，减少化学武器对人类的危害发挥了重要作用。然而，随着生物、化学等相关科学的全球传播与生化工业的全球化，生物学与化学学科的发展与融合，化学工业生产方法的改进，“绿色化学”与工业生物技术的兴起，神经科学及纳米技术的进步，《公约》的未来实施必将受到重要影响。　　学科融合是指在承认学科差异的基础上不断打破学科边界，促进学科间相互渗透、交叉的活

3、动。学科融合既是学科发展的趋势，也是产生创新性成果的重要途径。而与《公约》直接相关的是化学与生物学的融合。随着化学与生物科学的进步，化学与生物科学的融合潜力巨大。这些进步可以带来巨大的好处，包括更加优良的医疗和保健、效率更高的粮食生产、清洁和可再生的能源发掘。然而，生化融合技术的发展，也存在着遭到滥用的可能性，如，用于大量生产用作化学武器的有毒化学品，包括毒素和生物调节素等。在化学与生物学的融合这个框架下包含了多个课题领域，其中多数已经存在了许多年，至少在较低水平上是如此。本文将重点就与《公约》有关的化学与生物学的融合的

4、技术问题进行讨论。　　二、化学品的生物合成技术　　化学品的生物合成，主要是利用生物媒介（生物催化剂、天然有机体、改基因有机体等）工艺进行化学品的生产。由于以石油为基础的化学原料价格上涨以及受“绿色化学”普及的影响，采用生物媒介工艺进行的大宗化学品生产日益增加。长期以来，乙醇生产就是采用此种工艺的一个主要例子。但是一些化工企业已经开发出或正在开发用于生产其他大宗化学品的中试装置或全规模生产设施。例如乳酸、丙酮-丁醇-乙醇和1,3-丙二醇等。目前，这些化学品采用生物工艺进行的生产规模已经超过每年45,000公吨。这些工艺的起

5、点是一种自然生成的原料，这种原料在碳水化合物（糖类）中十分丰富，原料中包含了产品的基本碳骨架。在这些新的生产路线中，有些是效率极高的，在经济上它们有望与以石油为基础的生产路线一争高下。多年来，人们一直使用酶（天然催化剂）来促进化学反应，例如在人工甜味剂“阿斯巴甜”的商业化生产中。　　随着改变，酶的能力日益加强（合成生物学的一个例子），预计在大宗化学品的大批量生产中以及在特殊化学品和药物的小批量生产中，生物催化剂的使用一定会增加。　　生物工艺可能用来生产有毒化学品的问题，已经引起国际社会的广泛关注。根据国际禁止化学武器公约

6、组织科学咨询委员会的研究结论，虽然就《公约》附表1所列神经毒剂和糜烂性毒剂而言，以生物工艺来生产没有明显的好处，因为，这些化学品的化学合成相对简单，而其中所含硫和磷等元素的存在也限制了适合拿来使用的自然生成的原料数量。但是，使用改性酶是一种可能性。　　此外，以生物方式生产更为复杂的化学品也日益成为可能。由于在生物重组表达系统领域取得的进步，在利用经过改造的生物系统生产更为复杂的化学品方面正在取得重大进展，可以简单地将它们划分为以生物方式生产蛋白质，以及低分子量非蛋白质天然产品的生产。虽然当前其主要应用领域是制药工业，但难

7、于排除将此种技术应用于生产蛋白毒素和非蛋白毒素等新型生化战剂的可能。为了评估以生物工艺合成有毒化学品前体的可行性和实用性，科学咨询委员会赞同化学与生物学融合临时工作组正在进行的努力，该小组正在努力考察生物技术和化学工业，以便更好地了解有哪些生物工艺已投入商业使用，以及正用来生产哪些化学品，以监控可能的非法应用。　　公约《核查附件》第九部分（“关于其他化学生产设施的制度”）使用了“以合成方式生产”一词。　　生产未列入附表的化学品（“以合成方式生产”）的设施应予宣布，如果达到了年度视察阈值，则设施需要接受视察。生物媒介工艺是

8、否应被视为上面定义的合成，成为公约第九条实施方面的一个关键问题。目前，对此有不同的解释。一些缔约国宣布了采用生物媒介工艺的其他化学生产设施，而另一些缔约国则没有宣布。科学咨询委员会于1999年编写的一份报告的结论是：“以合成方式生产”应包含以生物手段进行的合成。但是，当时几乎没有采用生物工艺生产的、达到应宣布数量的特