摘要：現(xiàn)代生物技術(shù)是在分子生物學(xué)基礎(chǔ)上建立的創(chuàng)建新的生物類型或新生理機能的實用技術(shù)，是現(xiàn)代生物科學(xué)和工程技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。在查閱大量文獻資料的基礎(chǔ)上，該文對現(xiàn)代生物技術(shù)在競技體育領(lǐng)域中的應(yīng)用前景進行了綜述和分析，旨在促進現(xiàn)代生物技術(shù)與體育生物學(xué)進一步結(jié)合，推動我國競技體育的快速發(fā)展。

關(guān)鍵詞：現(xiàn)代生物技術(shù)；競技體育；應(yīng)用；展望

中圖分類號：G80-05文章編號：1009-783X(2007)02-0035-04文獻標識碼：A

收稿日期：2006-07-10

作者簡介：張詞俠（1980-），女，河南人，在讀碩士研究生，研究方向為運動營養(yǎng)與保健；吳紀饒(1947-)，男，湖南人，教授，研究方向為運動性疲勞與恢復(fù)過程；王志峰（1981-），男，河南人，在讀碩士研究生，研究方向為運動生物化學(xué)與營養(yǎng)學(xué)。

作者單位：1.江西師范大學(xué)體育學(xué)院，江西南昌330027；2.陜西師范大學(xué)體育學(xué)院，陜西西安710062

現(xiàn)代生物技術(shù)是以生命科學(xué)為基礎(chǔ)，利用生物體的特性和功能，設(shè)計構(gòu)建具有預(yù)期性狀的新物種或新品系，并與工程技術(shù)相結(jié)合，利用這樣新物種（新品系）進行加工生產(chǎn)，為社會提供商品和服務(wù)的一個綜合性的技術(shù)體系^［1］。隨著人類基因譜的解密和基因重組等分子生物學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，現(xiàn)代生物技術(shù)涉及的內(nèi)容越來越多，它在各個領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛。

1現(xiàn)代生物技術(shù)

現(xiàn)代科學(xué)證實：人類所有疾病都能在基因水平上找到原因，遺傳診斷、遺傳修飾和基因治療已成為現(xiàn)實。一些以現(xiàn)代生物技術(shù)為核心的新產(chǎn)品不斷出現(xiàn)，如基因工程疫苗、細胞因子、EPO、干擾素等。由細胞工程和基因工程的應(yīng)用而產(chǎn)生的細胞移植和基因治療技術(shù)在臨床上已獲得推廣，如細胞移植技術(shù)用于骨髓移植治療白血病、淋巴病、免疫缺陷、再生障礙性貧血及放療化療后的腫瘤病人等，基因治療已由治療單基因缺陷的遺傳病，擴展到治療非單基因遺傳病，如艾滋病、心臟病、癌癥、心血管病、糖尿病、肥胖癥、血液替代品的開發(fā)、器官移植等。熒火抗體法、化學(xué)發(fā)光免疫檢測技術(shù)，DNA探針、PCR技術(shù)等先進分子生物學(xué)檢測技術(shù)的建立，也大大提高了診斷方法的敏感性和特異性，促進了診斷技術(shù)的發(fā)展等。

在體育科學(xué)領(lǐng)域，現(xiàn)代生物技術(shù)應(yīng)用已初見端倪，并顯示其深遠的應(yīng)用前景。學(xué)者們曾經(jīng)應(yīng)用生物科學(xué)中的神經(jīng)-內(nèi)分泌-免疫網(wǎng)絡(luò)、氧化應(yīng)激、自由基、細胞凋亡等理論，取得大量的指導(dǎo)運動實踐的研究成果。隨著現(xiàn)代生物技術(shù)的應(yīng)用與推廣，體育科學(xué)研究的思路和方法出現(xiàn)了新的突破。如微創(chuàng)技術(shù)、基因治療、CT、超聲和核素掃描等技術(shù)開始在運動創(chuàng)傷治療及診斷中發(fā)揮作用；血尿常規(guī)快速檢測、同位素技術(shù)、生物芯片、分子生物學(xué)技術(shù)等被廣泛用于科學(xué)選材、機能評定、運動性疲勞診斷和消除；利用基因芯片技術(shù)研究中藥，加速了中藥有效成分的篩選和多靶點作用機制的闡明；數(shù)字化人體技術(shù)與體育保健針灸學(xué)結(jié)合，促進了中醫(yī)中藥走向世界；蛋白質(zhì)組技術(shù)在運動人體科學(xué)中的應(yīng)用，使現(xiàn)代生物技術(shù)在競技體育的應(yīng)用發(fā)揮越來越大的作用。本文通過文獻的研究與分析，擬闡明現(xiàn)代生物技術(shù)在競技體育領(lǐng)域中的應(yīng)用及其前景。

2現(xiàn)代生物技術(shù)在競技體育領(lǐng)域中的應(yīng)用及其前景

2.1現(xiàn)代生物技術(shù)與運動員的科學(xué)選材

現(xiàn)代生物技術(shù)研究認為人類許多基因存在著多態(tài)性，這就為基因選材提供了理論基礎(chǔ)。例如，ACE(血管緊張素轉(zhuǎn)化酶基因)是基因多態(tài)性研究最多的基因。研究提示^［4］，ACEⅠ型基因與杰出有氧耐力可能有關(guān)。另外，ADRA2A基因（腎上腺素能受體基因）是另一個與有氧耐力可能相關(guān)的基因，有研究表明訓(xùn)練引起的脂肪水解的變化主要由相關(guān)基因決定，脂肪水解供能是耐力運動的重要能量來源，而腎上腺素能受體基因可能通過調(diào)控ADRA2A與兒茶酚胺的結(jié)合位點發(fā)揮作用，因此ADRA2A有望成為杰出耐力的速傳標記^［5］。常蕓^［6］、于長隆^［7］研究指出，mtDNA高變區(qū)Ⅰ序列多態(tài)性在運動能力遺傳標記的篩選上具有良好的應(yīng)用前景。他們在研究中發(fā)現(xiàn)mtDNA高變區(qū)ISNPs位點16362，16085和16297決定了個體有氧耐力水平及其對訓(xùn)練的高敏感性，可能成為人類運動能力的遺傳標記，它們對運動員的運動耐力選材以及培養(yǎng)有十分重要的意義。研究^［8］還發(fā)現(xiàn)PGC-1α基因的Gly482Ser（外顯子G156A）多態(tài)性與體育活動的能量消耗和VO2max之間存在關(guān)聯(lián)，檢測該基因可能是影響杰出耐力表型的侯選基因之一。此外，PPARα基因的多態(tài)性可能與個體的耐力有關(guān)，有希望成為耐力運動員選材的基因標記。Yalda(2001)研究了144名英國新兵訓(xùn)練前后左心室增生與PPARα基因的多態(tài)性關(guān)系，證實PPARα調(diào)節(jié)了運動訓(xùn)練導(dǎo)致左心室肥大的作用。有研究還證明PPARа基因第7內(nèi)含子G/C多態(tài)，PPARδ基因第4外顯子（169803處）C/T多態(tài)與個體的脂代謝特點有關(guān)。美國和韓國的研究人員通過基因技術(shù)將PPARδ基因植入大鼠體內(nèi)，將普通實驗鼠改造成了耐力大增的“馬拉松鼠”，其運動持續(xù)時間是普通實驗鼠的3倍^［9］。有研究發(fā)現(xiàn)^［10］，游泳項目中具有II基因型或I等位基因型的運動員，賽艇項目中具有ID基因型或I等位基因的運動員，可能屬于運動訓(xùn)練敏感的高反應(yīng)群體，經(jīng)過多年系統(tǒng)科學(xué)的訓(xùn)練，是成為優(yōu)秀運動員的可能，ACE基因I/D多態(tài)性可作為運動訓(xùn)練和選材中的高敏感的非常重要的遺傳標記之一。

對與速度相關(guān)的基因多態(tài)性研究表明，ACTN是肌動蛋白的結(jié)合蛋白，在骨骼肌中主要分布于Z線，類似致密體，幫助定位肌原纖維肌動蛋白微絲。Yang（2003）研究發(fā)現(xiàn)^［11］577R可以作為短跑運動員基因選材指標。

與力量相關(guān)的基因多態(tài)性研究發(fā)現(xiàn)，ACTN3基因型與女性力量訓(xùn)練的敏感性相關(guān)。在對澳大利亞優(yōu)秀運動員的研究中證實，ACTN3基因R557X基因型與運動能力有關(guān)。速度型表現(xiàn)與577R等位基因相關(guān)，耐力性表現(xiàn)與577X等位基因相關(guān)。ACTN3基因R557X多態(tài)性是否與力量訓(xùn)練的敏感性相關(guān)？針對這一問題，Clarkson等人讓247名男性和355名女性進行了為期12周的非優(yōu)秀選手肘關(guān)節(jié)屈伸抗阻訓(xùn)練。研究發(fā)現(xiàn)，男性的ACTN3基因R557X多態(tài)性與肌肉力量大小不相關(guān)。女性在按體重和年齡分組后，ACTN3基因R557X為純合型XX的人群在訓(xùn)練前的最大等長力量顯著低于雜合型RX（P<0.05）。但在力量訓(xùn)練后，純合型XX的女性表現(xiàn)出比RR型有更大的絕對和相對力量的增長（P<0.05）?；蛐?yīng)的變異分析顯示，大約2%的訓(xùn)練前的最大等長力量以及訓(xùn)練后的最大力量增長可歸因于ACTN3基因，提示ACTN3基因可作為影響肌肉表現(xiàn)和訓(xùn)練敏感性的眾多基因之一^［12］。有研究發(fā)現(xiàn)，與力量相關(guān)的基因多態(tài)性研究中，主要有GEUSENS（1997）對VDR基因（2912-914）多態(tài)與肋力的關(guān)系進行了研究。結(jié)果顯示，在體重指數(shù)（BMI）〈30KG/平方米的人群中，bb型個體握力要比BB型高7%，bb型股四頭肌力量比BB型高23%。SEIBERT（2001）對GDF8的K153R多態(tài)與肌肉力量的維持進行了研究，研究發(fā)現(xiàn)骨骼肌纖維中存在大量的CNTF受體，表明CNTF對神經(jīng)纖維、骨骼肌纖維的生長發(fā)育及功能起到了營養(yǎng)調(diào)節(jié)作用。實驗證明CNTF可以通過增加神經(jīng)肌肉接點處末梢神經(jīng)纖維和運動神經(jīng)元數(shù)量，肌纖維蛋白質(zhì)合成，以及肌纖維數(shù)量和面積來促進骨骼肌的生長發(fā)育，提高骨骼肌的機能。CNTF基因多態(tài)性與骨骼肌和爆發(fā)力明顯大于多態(tài)為G/G和A/A的人，提示可以用CNTF基因多態(tài)性標記預(yù)測骨骼肌的運動潛能。

上述研究結(jié)果表明，人類基因組中有某些與人類運動能力密切相關(guān)的基因，其多態(tài)性的差異是造成運動能力和訓(xùn)練效果巨大個體差異的原因?；蝾I(lǐng)域的研究，有可能為人類進行有效的基因選材提供了理論基礎(chǔ)，也為提高運動成績提供了事半功倍的方法。通過對每一項目優(yōu)秀運動員的基因資料的分析，找出該項目的優(yōu)秀運動員的特征基因，在選材時就可以選出好的苗子，以提高運動員成績的效率。還可以通過與世界優(yōu)秀運動員的基因組資料的比較，找出我國的優(yōu)勢項目，針對性地進行訓(xùn)練，最大限度地提高訓(xùn)練效果。田振軍^［13］指出通過收集世界優(yōu)秀運動員的基因組資料，對這些資料進行建庫，并輸入數(shù)字化虛擬人體數(shù)據(jù)庫，利用計算機圖像技術(shù)與臨床解剖學(xué)相結(jié)合，實現(xiàn)人體從微觀到客觀的結(jié)構(gòu)和機能的數(shù)字化可視化，完整地描繪基因、蛋白質(zhì)、細胞、組織、器官與整體的形態(tài)與功能，最終達到人體信息的整體精確模擬。當數(shù)字化人體具有一般生理人的蛋白質(zhì)、細胞、組織、器官的形態(tài)與功能及基因的表達特征，也許我們可以利用數(shù)字化模擬人體了解人類運動究竟有沒有極限。在數(shù)字化模擬人體上建立體育選材數(shù)據(jù)庫，根據(jù)不同年齡階段，把青少年運動員的身體形態(tài)學(xué)特征與運動能力的數(shù)量性狀指標，如HB含量，肺活量，最大吸氧量，肌肉的橫截面積，肌纖維的數(shù)量，基因的表達及調(diào)控特性等輸入計算機，便能顯出該運動員所能取得成績的最大極限和適合的運動項目，選拔具有潛在運動才能的運動員。

2.2現(xiàn)代生物技術(shù)與個性化運動訓(xùn)練計劃的制定

個性化運動訓(xùn)練計劃就是根據(jù)各個特定對象的個體解剖和生理特點確定運動負荷量與強度及動作方式，以使運動發(fā)揮最理想，運動成績最佳，運動損傷的風險最小化的計劃方法。目前，隨著分子生物學(xué)和生物信息學(xué)的快速發(fā)展，怎樣基于個體的遺傳背景選擇合理的強度與量，用現(xiàn)代生物技術(shù)制定用于提高運動員成績個性化訓(xùn)練計劃成為運動訓(xùn)練科學(xué)化的一個重要內(nèi)容?？萍及l(fā)展表明：運動訓(xùn)練效果存在著極大的個體差異，而這是由遺傳因素造成的，與基因多態(tài)性相關(guān)?；蚨鄳B(tài)性研究有助于我們了解個體對運動訓(xùn)練和鍛煉的適應(yīng)能力，制定個性化運動處方，使其更具科學(xué)性。Montgomery(1999)比較了78名士兵進行10周體能訓(xùn)練后ACE基因多態(tài)性與訓(xùn)練效果的關(guān)系，結(jié)果顯示，ACE為Ⅱ型的人訓(xùn)練效果最明顯，對訓(xùn)練的敏感度比DD型高11位。張培珍^［14］研究了載脂蛋白基因-apoB100基因的多態(tài)性對運動治療血脂異常的效果。研究發(fā)現(xiàn)，體育鍛煉對HDL-C的改善可能與不同的基因型有關(guān)：XbaI位點X2X1基因型和EcoRI位點E2E2基因型血脂異常患者對走和跑鍛煉敏感，而X1X1基因型和E2E1基因型（包括E1E1基因型）血脂異?；颊邔ψ吆团苠憻挷幻舾?sup>［12］。當不敏感的X1X1基因型和敏感的E2E2基因型同時存在時，走和跑鍛煉仍能夠引起血清HDL-C的改善，并以低強度長時間走和跑鍛煉的效果最為明顯，而當不敏感X1X1基因型和E2E1基因型同時存在時，走和跑鍛煉不能引起血脂患者HDL-C的顯著改善。表明載脂蛋白基因-apoB100基因的XbaⅠ和EcoRI多態(tài)性對走和跑鍛煉調(diào)節(jié)血脂異常的效果有影響。因此，在日常鍛煉時可考慮人群的基因多態(tài)性，制定出個性化的運動處方。同時，運動員在訓(xùn)練中，技術(shù)形成與運動能力提高都有制定的最佳運動感應(yīng)閾，還需要安排和分布在不同的訓(xùn)練狀態(tài)與過程中，同時應(yīng)建立不造成運動員機體損傷，所能承受的載荷極限指標系。而這些也需要運動生理學(xué)，運動生物力學(xué)技術(shù)與生物芯片技術(shù)相結(jié)合加以分析與解決，為運動員創(chuàng)造優(yōu)異成績而奠定基礎(chǔ)。

2.3現(xiàn)代生物技術(shù)與運動員身體技能和運動狀態(tài)的評價

隨著分子生物學(xué)的發(fā)展，現(xiàn)代生物技術(shù)的不斷完善，各種先進檢測技術(shù)的建立，使人類基因組計劃已經(jīng)提前完成，人類從基因定位和測序的研究進入了基因組時代和后基因組時代研究。人類將會全面認識運動引起機體產(chǎn)生適應(yīng)性變化的基因調(diào)節(jié)機制，就可以通過現(xiàn)代生物技術(shù)方法對運動員疲勞，運動訓(xùn)練的適應(yīng)性及其免疫功能進行基因轉(zhuǎn)錄水平上的診斷，可以較早地了解運動員在運動過程中的技能變化。生物芯片技術(shù)將迅速成為研究運動生命科學(xué)強有力的工具，我們可以通過cDNA技術(shù)從分子水平上了解運動性疲勞產(chǎn)生的規(guī)律，制作成用于預(yù)測運動員過度疲勞的基因芯片，對運動訓(xùn)練具有較好的應(yīng)用價值。同時，隨著功能基因研究的深入，人體內(nèi)有可能發(fā)現(xiàn)“疲勞基因”，筆者提出疲勞基因控制論假設(shè)，“疲勞基因”調(diào)控人體的機能狀態(tài)，我們可以對疲勞基因的調(diào)控，來延緩和消除運動性疲勞，提高運動員的競技運動能力。美國學(xué)者TuomoR等人在MedicineandScienceSportsandExercise雜志上“2004年特別報告”中撰文與運動能力和體質(zhì)相關(guān)的人類基因圖譜最新研究進展，對2004年以前與運動能力和體質(zhì)相關(guān)的人類基因研究進行了綜述。TuomoR對染色體相關(guān)基因研究進行了總結(jié)，結(jié)果表明，與2002年運動能力和體質(zhì)相關(guān)的人類基因圖譜上又新添了19個相關(guān)位點。他還對線粒體DNA相關(guān)研究進行了總結(jié)，研究證實在線粒體DNA上確定有一些與運動能力相關(guān)的基因位點。同時列舉了與運動能力相關(guān)的基因名，基因定位及常用的綜合符號，為研究遺傳在健康和運動能力中的作用及影響人類基因變異的學(xué)者們提供參考^［15］。陳佩杰（2006）^［16］研究中指出，應(yīng)用實時定量PCR方法檢測25名健康運動員生理狀態(tài)下外周血白細胞IFN-r、IL-2、IL-4和IL-10mRNA的表達，生理狀態(tài)下外周血白細胞IFN-r、IL-2、IL-4和IL-10基因表達進行絕對定量的熒光PCR技術(shù)方法，從分子水平為檢測運動過程中細胞因子的改變，評估運動員免疫機能狀態(tài)提供了簡易和準確的檢測手段。在運動員的身體評定和訓(xùn)練監(jiān)控的研究中，生物芯片技術(shù)的應(yīng)用將使血紅蛋白、睪酮和CK等指標的檢測更加快速簡便和準確。

2.4現(xiàn)代生物技術(shù)與運動營養(yǎng)補劑的研究開發(fā)

運動營養(yǎng)補劑的研發(fā)一直是競技體育研究的一個熱點。而運動員使用國際奧委會非禁用的營養(yǎng)素和特殊保健品作為提高運動強度和體力恢復(fù)的手段已十分普遍。隨著基因工程和生物芯片技術(shù)的發(fā)展，在營養(yǎng)補劑的研究中，利用人類基因組的研究成果，可以設(shè)計出更加有效的補劑配方，更好地發(fā)揮營養(yǎng)補劑的生物活性，提高運動能力，促進運動疲勞的恢復(fù)以及保證運動員的身體健康。對蛋白質(zhì)的研究有助于了解到運動對蛋白質(zhì)三維結(jié)構(gòu)和功能的影響，采用人工手段干預(yù)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能達到提高運動能力的目的。而轉(zhuǎn)基因技術(shù)可以改造營養(yǎng)物質(zhì)，使之更符合運動項目特點，實現(xiàn)運動營養(yǎng)藥物的創(chuàng)新^［17］。研究表明通過納米技術(shù)與組織芯片技術(shù)的結(jié)合，成功地研制了納米硒^［18］。還有在美國日本歐洲深入的開展了從基因水平上對天然藥材的研究，利用細胞工程、基因工程、組織芯片技術(shù)來開發(fā)稀缺的生物活性強的保健品和營養(yǎng)素，用于消除運動性疲勞，提高機體的免疫能力，改善運動能力。朱梅菊^［19］等研究結(jié)果顯示：螺旋藻復(fù)方有效部位配方對慢性運動性疲勞SD大鼠的腦組織基因表達具有多方面的調(diào)控作用，從分子水平上解釋了它的抗中樞疲勞的藥理機制。反映中藥對機體的整體功能狀態(tài)的調(diào)節(jié)，為闡述中藥作用機制提供了新思路，同時說明利用基因芯片技術(shù)研究中藥將會大大加速中藥有效成分的篩選并闡明其多靶點作用機制，促進中藥走向世界。同時我們也可以利用蛋白質(zhì)組研究成果，開發(fā)更為有效的補劑配方，抑制容易引起運動性疲勞發(fā)生的蛋白（或酶）合成，促進具有消除運動性疲勞功能的蛋白（或酶）合成。并根據(jù)不同個體的具體情況，設(shè)計適合于不同運動項目、不同個體的運動營養(yǎng)補劑，從分子水平上為高水平運動員設(shè)計“營養(yǎng)金字塔”方案，進而達到提高運動能力的目的^［20］。

2.5現(xiàn)代生物技術(shù)與運動性疲勞的診斷與預(yù)防

對運動性疲勞的基因診斷上，目前已分離出了三種基因：14號染色體的β-MHC基因，15號染色體的α-原肌凝蛋白基因，1號染色體的心肌鈣蛋白T基因等，與肥大性心肌病造成的運動性猝死相關(guān)^［21］。當β-MHC發(fā)生突變時，如Arg403Glu、Arg453Cys、Arg719Trp，常伴有高發(fā)病率的突然死亡。因為大多數(shù)肥大性心肌病在青春期或之后表達出型，因此通過基因多態(tài)性分析可以做出早期診斷，從遺傳學(xué)角度建議易感個體避免參加對抗性運動，以防運動性猝死的發(fā)生^［4］。

在運動訓(xùn)練和比賽中，尤其是競技體操雜技項目中，運動員因保護或者應(yīng)急措施不當及意外事故事件而造成的骨髓損傷、肌肉損傷、心肌損傷、皮膚損傷、骨及軟骨、肌腱與韌帶損傷等給國家和運動員自己造成了很大的損失和損害。除了加強預(yù)防意識和預(yù)防設(shè)備外，還有要對運動員進行有效及時的治療。自20世紀90年代以來，隨著體外分離、培養(yǎng)干細胞技術(shù)的不斷完善，掀起了干細胞生物學(xué)的研究熱潮，干細胞是人體內(nèi)最原始的細胞，具有自我更新高度繁殖多向分化的潛能，可以定向誘導(dǎo)分化為幾乎所有的細胞^［21］。干細胞的這種細胞分化潛能，引起了生命科學(xué)家的極大關(guān)注，在國際運動醫(yī)學(xué)界也引起了專家學(xué)者的重視。基因治療技術(shù)將應(yīng)用于運動損傷的治療，加快運動員傷后的康復(fù)，減少運動損傷的舊病發(fā)病率。而基因工程和組織工程深入了解了干細胞的生物學(xué)特性及其與新型生物材料的相互作用，探討成體干細胞的分離、純化技術(shù)以及體外三維立體培養(yǎng)和定向誘導(dǎo)分化條件，在體外誘導(dǎo)培養(yǎng)出功能組織和器官，用于臨床組織器官損傷、遺傳缺陷性或退行性疾病的治療。所以干細胞技術(shù)的研究對治療運動員的損傷無疑具有重大意義。

隨著干細胞研究的深入，不遠的將來，人們可以在體外培養(yǎng)出某種干細胞，定向誘導(dǎo)分化為我們所需要的各種組織細胞，經(jīng)過進一步修飾加工及與細胞外基質(zhì)材料完美結(jié)合以供臨床應(yīng)用。同時也會有相應(yīng)的法規(guī)和倫理學(xué)準則的制定和完善，使干細胞廣泛地用于從皮膚、骨骼、神經(jīng)、肌肉、肌腱、韌帶的損傷修復(fù)到角膜、脊髓、肝、心臟的再生醫(yī)學(xué)，從遺傳性疾病的感染、腫瘤等疾病治療各個領(lǐng)域，使更多的運動員患者從中受益。Strauer等（2001）稱，他們應(yīng)用自體干細胞移植方法，治療了一名心肌梗死患者獲得成功。他們用一種經(jīng)由皮膚的跨腔導(dǎo)管來撐開引起梗死的動脈，然后從患者的骨髓中取出單個核細胞，在低壓下將細胞注入心臟功能也得到明顯改善，經(jīng)證實，植入的干細胞成功地再塑了被破壞的心肌組織和血管組織。目前，用神經(jīng)干細胞治療腦損傷也取得初步成功。據(jù)報道：骨髓MSC在骨和軟骨損傷的治療中也顯示出較好的效果。另外，許多藥物和蛋白因子難以通過血腦屏障，如以骨髓來源的MSC作為基因載體，輸入腦后分化為膠質(zhì)細胞，將有治療作用的蛋白產(chǎn)物釋放到中樞神經(jīng)系統(tǒng)，則可長期發(fā)揮治療作用，轉(zhuǎn)化速度較快（3d），因而有可能用于急性腦病的治療（EglitisandMezey1997）。骨髓MSC和神經(jīng)干細胞均能分化為肌肉細胞，這為治療肌肉萎縮，肌肉營養(yǎng)不良等疾病提供了新途徑。張曉玲，于長隆^［22］等在逆轉(zhuǎn)錄病毒載體PLXRN介導(dǎo)的人IL-1Ra在關(guān)節(jié)滑膜細胞中表達一文中，應(yīng)用DNA重組技術(shù)，將人IL-1RaCDNA片段重組到逆轉(zhuǎn)錄質(zhì)粒PLXRN中，經(jīng)PT67細胞包裝后，產(chǎn)生的重組逆轉(zhuǎn)錄病毒感染的原代關(guān)節(jié)滑膜細胞，用ELISA檢測IL-1Ra表達。建立逆轉(zhuǎn)錄病毒介導(dǎo)的人IL-1Ra體外表達體系。結(jié)果：重組PLXRN-IL-1Ra質(zhì)粒，經(jīng)酶切簽定正確。重組逆轉(zhuǎn)錄病毒PLXRN-IL-1Ra滴度可達5.5*104CFU/ml，感染原代關(guān)節(jié)滑膜細胞后能穩(wěn)定表達。結(jié)論:逆轉(zhuǎn)錄病毒能介導(dǎo)人IL-1Ra在關(guān)于滑膜細胞中的穩(wěn)定表達，為下一步開展基因治療運動創(chuàng)傷性骨關(guān)節(jié)炎奠定了基礎(chǔ)。而用基因治療方法解決IL-1Ra治療創(chuàng)傷性骨關(guān)節(jié)炎的給藥途徑問題，是目前最有希望的方案。膝關(guān)節(jié)是全身各關(guān)節(jié)中發(fā)生運動創(chuàng)傷最多的關(guān)節(jié)，目前對骨關(guān)節(jié)炎的發(fā)生還沒有很滿意的預(yù)防及治療方法。膝關(guān)節(jié)是藥物治療較難達到的靶器官，傳統(tǒng)給藥不能在特定病變部位持續(xù)保持有效的治療濃度，針對關(guān)節(jié)疾患的反復(fù)用藥，會使全身正常的組織器官成為藥物的作用對象^［23］。基因治療是通過載體轉(zhuǎn)導(dǎo)基因，而基因產(chǎn)物可治愈或緩解某種疾病進程，圍繞這一中心有許多目標，包括對運動醫(yī)學(xué)領(lǐng)域關(guān)節(jié)疾病的治療^［24］。目前正將IL-1Ra基因修飾的滑膜細胞移植于關(guān)節(jié)內(nèi)，對OA等運動醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中關(guān)節(jié)疾病進行實驗治療。怎樣實現(xiàn)運動損傷的無創(chuàng)傷診斷一直是運動醫(yī)學(xué)工作者研究的熱點，而數(shù)字化人體將為這一領(lǐng)域帶來機遇。國內(nèi)外許多學(xué)者在此方面作了大膽的嘗試。在競技體育中，致傷機制、骨折特點、防護措施的研究將由虛擬人加以模擬，利用數(shù)字化人體的內(nèi)科成像和內(nèi)科模擬真實技術(shù)來回顧觀察和定性分析人體的受損組織，甚至是任何部分將成為可能^［25］。運用蛋白質(zhì)組研究手段，比較正常和病理狀態(tài)下的細胞或組織中蛋白質(zhì)在數(shù)量、表達位置和修飾狀態(tài)的差異，可發(fā)現(xiàn)與病理改變有關(guān)的蛋白質(zhì)和疾病特異性蛋白質(zhì)，為疾病發(fā)生提供線索，這些蛋白質(zhì)可作為疾病診斷的分子標記。

2.6現(xiàn)代生物技術(shù)與運動員的品格判定

研究表明，人的品格受到基因的調(diào)控。不同基因型的人群所表現(xiàn)出的品格是不一樣的，而世界級優(yōu)秀運動員不僅要有好的運動體能和技能，更要有優(yōu)秀的品格才能成為冠軍。王擇青對1306名軍人進行了16人格因素問卷和ACE基因型的相關(guān)性研究。ACE基因多態(tài)性與女軍人人格因素中的恃強性、敢為性、獨立性、自律性的人格因素有較高的相關(guān)性；與男軍人人格因素中的恃強性、敢為性、獨立性、穩(wěn)定性、實驗性有較高的相關(guān)關(guān)系^［4］。所以我們可以用分子生物學(xué)的方法來研究有關(guān)心理問題，也可制定有效的運動員干預(yù)措施來為運動訓(xùn)練和比賽服務(wù)。

2.7現(xiàn)代生物技術(shù)與興奮劑的檢測

干細胞技術(shù)給人類帶來無限益處的同時，也存在一些隱患。例如利用干細胞技術(shù)把具有優(yōu)良功能的干細胞移植到運動員身上，進行興奮劑的制造等。王玉^［26］指出基因興奮劑是非治療目的應(yīng)用能提高運動能力的基因，遺傳元件或細胞。它包括增強心肌收縮力的基因興奮劑（心肌β-腎上腺素能受體，β-腎上腺素能受體激酶等）；增強氧的運輸功能的基因興奮劑(EPOs)；增強肌肉收縮能力的基因興奮劑(胰島素生長因子-1，筒箭毒堿等)；降體重的基因興奮劑(Leption)。通過基因技術(shù)改造人體生理結(jié)構(gòu)來提高人體運動能力。但可以因為增強某一性狀，就會同時增強或減弱某一行狀，會對人體造成意想不到的嚴重后果^［27］。生物芯片技術(shù)已經(jīng)逐步引入到興奮劑檢測，并有了一些發(fā)展基礎(chǔ)，將各類芯片集成形成“芯片實驗室”將是生物芯片的發(fā)展目標^［28］。所以在興奮劑檢驗手段方法上，更需要采用更先進的科技手段，來對運動員進行全面檢查和經(jīng)常性的監(jiān)督檢查，最大程度體現(xiàn)體育比賽中“公平競爭”的原則。

3總結(jié)

21世紀，現(xiàn)代生物技術(shù)定將會得到蓬勃發(fā)展，推動全球許多問題的解決。而且它在運動醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中為運動員的科學(xué)選材，個性化訓(xùn)練計劃的制定，運動心理過程中身體機能和狀態(tài)的評價，運動性疲勞的診斷，運動員營養(yǎng)補劑，運動性疾病的診斷與防治，運動員的心理品格測定及干預(yù)等帶來革命性的突破。它將會對解決體育中的眾多難題提供更科學(xué)的方法途徑。

注：本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內(nèi)容請以PDF格式閱讀原文。