Самуйленко А.Я., академик РАСХН; Рубан Е.А., доктор биологических наук, профессор
Всероссийский научно-исследовательский и технологический институт биологической промышленности (Щелково, РФ)
Перспективы развития агробиологической промышленности России в 21 веке и комплекс мероприятий для обеспечения этого развития.Современные методы диагностики инфекционных заболеваний и проблемы создания гибких технологических линий.
Основной целью деятельности биопредприятий агропромышленного комплекса является своевременное предупреждение инфекционных болезней животных и птиц. Важное значение приобретает в последние годы профилактика вирусных болезней комнатных животных и декоративных птиц.
Необходимость более широкого применения биопрепаратов в животноводстве вызвана широким распространением в природе различных инфекционных болезней, многие из которых представляют серьезную опасность для человека и животных. Так, по данным международных организации ООН (МЭБ, ФАО, ВОЗ), в мире ежегодно регистрируется свыше 500 тысяч очагов различных болезней. В настоящее время в перечень инфекционных заболеваний включено свыше 250 наименований болезней, требующих проведения специальных профилактических мероприятий. Потери от заболеваний и падежа животных в развивающихся странах достигают 40 процентов от стоимости продукции животноводства, а в развитых странах – до 20 процентов. Однако эти потери были бы значительно больше, если бы не существовала на государственном уровне специальная система защиты животных от болезней, включающая проведение обязательных профилактических прививок, диагностических исследований и обработок скота и птицы во всех категориях хозяйств. В осуществлении этих мероприятий важная роль отводится агробиологической промышленности Российской Федерации. Она выпускает свыше 170 видов биопрепаратов – диагностикумов, вакцин, лечебных сывороток, биостимуляторов и другой продукции для ветеринарной практики, а также отдельные препараты медицинского назначения.
Агробиологическая промышленность относится к числу наиболее эффективных подотраслей сельского хозяйства. При общей стоимости годового объема продукции 13,9 млрд. рублей использование биологических препаратов позволяет ежегодно предотвращать потери в животноводстве на сумму свыше 200 млрд. рублей (в ценах 2003 г.).
Однако эффективность ветеринарных мероприятий, в т.ч. использования биопрепаратов, должна быть значительно выше. Так, в США затраты на проведение ветеринарных мероприятий составляют 3% стоимости валовой продукции животноводства, из которых половина приходится на покупку биопрепаратов. В России эти затраты составляют соответственно 1,0 и 0,2%. В США доля предотвращенного ущерба, причиняемого болезнями животных, за счет использования биопрепаратов составляет свыше 60%, а в России – только 15,5%.
При этом надо учитывать, что в целом эпизоотическая обстановка в России в настоящее время характеризуется как чрезвычайно сложная и опасная, так как в условиях самых широких контактов со странами ближнего и дальнего зарубежья, большой протяженности сухопутных границ возросла опасность заноса практически всех инфекций, в т. ч. особо опасных, и риск возникновения катастрофических ситуаций остается высоким.
В настоящее время отмечается поступление в Россию импортных препаратов, что обостряет проблему создания отечественной конкурентоспособности мировому рынку биопродукции. В связи с этим, требуются меры по защите отечественных производителей, так как наполнение внутреннего рынка импортными ветеринарными препаратами может привести к развалу Российской агробиологической промышленности, к большим валютным затратам на их приобретение и к невозможности оперативного управления борьбой с опасными болезнями животных в масштабе страны.
США и наиболее развитые страны затрачивают на развитие биотехнологии до 300 млрд. долларов, против 7 млрд. в России.
Для полного обеспечения агропромышленного комплекса России высокоэффективными средствами профилактики, диагностики и лечения болезней животных с целью обеспечения стойкого ветеринарного благополучия в животноводстве и получения продукции высокого качества необходимо предусмотреть комплекс мероприятий, включающих:
- научно-исследовательские разработки новой биологической продукции и техники, современных ресурсосберегающих и экологически безопасных гибких технологий, направленных на улучшение качества и конурентоспособности продукции и повышение эффективности производства;
- техническое перевооружение отрасли и реконструкцию действующих предприятий в соответствии с международными требованиями;
- улучшение организации промышленного производства и обеспечение его материально-техническими ресурсами;
- развитие технологически смежных производств и их рациональное размещение;
- осуществление международного научно-технического сотрудничества и организация современных производств с зарубежными фирмами;
- создание промышленных производств, соответствующих международным требованиям GMP по выпуску конкурентоспособной на внутреннем и внешних рынках биопродукции;
- диверсификацию продукции за счет организации производства биологических препаратов для медицины, растениеводства и других отраслей народного хозяйства.
Современные биотехнологические производства представляют собой сложный комплекс взаимосвязанных биохимических и физико-химических процессов. Для оптимальной организации такого производства необходимо исследование этих процессов на клеточном, популяционном, биоценотическом и аппаратурно-технологическом уровнях функционирования. Это требует разработки специальных методов и приемов решения научных и технических задач, возникающих в связи с проблемами оптимизации и управления в области живых систем.
Достижения в области развития клеточных культур в первую очередь связаны с созданием широкого круга культурально-тканевых противовирусных вакцин. Новый мощный стимул культурально-тканевые методы получили в результате разработки гибридомной ДНК-рекомбинантной технологии, с помощью которых можно получить широкой спектр биопрепаратов и улучшить производство многих традиционных биологически активных веществ. Развитие новых моделей молекулярно-биологических методов и внедрение их в практику будет осуществляться на фоне успехов в разработке технологического оборудования и технических средств контроля и управления. С помощью селекционированных, стимулированных, модифицироанных и рекомбинатных клеточных систем осуществляется лабораторное и промышленное производство различных биопрепаратов. Особо необходимо отметить достижения в гибридомной технологии, на базе которой удалось осуществить производство широчайшего спектра лечебных и диагностических моноклональных антител. Моноклональные антитела находят все более широкое применение для лечебных целей и используются для очистки иммуноактивных препаратов.
В настоящее время широкое применение находят современные методы анализа с использованием ИФА и ПЦР.
Быстрее всего успехи развития биотехнологии в XXI веке дадут результаты в медицине, ветеринарии, химической и химико-фармацевтической промышленности и сельском хозяйстве.
В современных условиях экономических отношений с приоритетом потребителя отечественная биологическая промышленность должна быть готова значительно повысить оперативность и гибкость производства биопрепаратов, быстро расширять и изменять свой ассортимент, осваивать высокоэффективные и принципиально новые технологические процессы.
Наиболее рациональным является путь создания гибких технологических линий с использованием оборудования на основе блочно-модульных конструкций, позволяющих осуществлять многопрофильные производства в условиях быстро и часто изменяющихся программ. Включение в технологические линии современного специализированного оборудования, систем механизации и автоматизации позволит осваивать новые процессы и промышленные биотехнологии.
Одна из составляющих биотехнологии – биотехнологическая кибернетика – изучает жизнь с точки зрения самоорганизации биосистем, анализа информационных процессов и процессов управления с использованием методов теории информации, математической логики, теории конечных и бесконечных автоматов, теории регулирования и управления, вариационной статистики и теории вероятности.
Все вышеизложенное позволяет надеяться, что развитие биотехнологии в XXI веке окажет решающее влияние на все виды деятельности человека.