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2010年諾貝爾生理與醫(yī)學(xué)獎頒給了“試管嬰兒”之父Edwards,標志著人類輔助生殖技術(shù)的成功。隨著分子生物學(xué)、遺傳學(xué)和生殖醫(yī)學(xué)的發(fā)展,第三代試管嬰兒技術(shù)時代來臨,我國輔助生殖技術(shù)也不斷邁進,胚胎凍融技術(shù)、卵泡漿內(nèi)單注射(intracytoplasmicsperminjection,ICSI)技術(shù)廣泛應(yīng)用,在人工助孕與顯微操作的基礎(chǔ)上,胚胎植入前遺傳學(xué)診斷(pre-implantationgeneticdiagnosis,PGD)正高速發(fā)展并逐漸應(yīng)用于臨床,這使不孕不育的夫婦不僅能喜得貴子,并且能實現(xiàn)優(yōu)生優(yōu)育。通過復(fù)習(xí)文獻,本文就近年來胚胎植入前遺傳學(xué)診斷應(yīng)用進展做一簡要綜述。
1概述
1.1簡介胚胎植入前遺傳學(xué)診斷主要是指采用快速遺傳學(xué)診斷方法,選擇無遺傳學(xué)疾患的胚胎植入宮腔,從而獲得正常胎兒的診斷方法,具體操作:待體外受精的胚胎發(fā)育到4~8細胞期,顯微操作下行卵裂球細胞活檢,取出1個或2個細胞,或者直接取受精前后的極體,對它們行聚合酶鏈反應(yīng)或免疫熒光原位雜交分析。廣義的PGD還包括受精前配子的診斷,如:的篩選和分離、或卵子基因型的檢測、極體的活檢等。種植前遺傳學(xué)篩查(PGS)是近十幾年出現(xiàn)的以提高妊娠率、活產(chǎn)率為目的的早期產(chǎn)前篩查方法。通過對染色體數(shù)目異常的篩選,選擇染色體核型正常的胚胎進行移植。PGS是一種低危險度的PGD,歐洲人類生殖和胚胎學(xué)協(xié)會(ES-HRE)PGD協(xié)作組報告的PGS周期數(shù)占PGD一半以上[1],并逐年增加。PGS適用于高齡、反復(fù)種植失敗、非染色體結(jié)構(gòu)異常的重復(fù)性流產(chǎn)等不孕不育夫婦,獲得可接受的妊娠率。但對其有效性尚存爭議[2]。應(yīng)用PGD使胚胎植入子宮前的染色體分析成為可能。胚胎染色體異常不僅易導(dǎo)致自然流產(chǎn),并且可能是導(dǎo)致許多不孕婦女不能解釋的多次種植失敗的原因[3]。PGD理論雛形是1967年由Edwards等率先提出的,他在小鼠胚泡期鑒定其性別并成功地將胚胎移入雌鼠體內(nèi)[4]。20世紀80年代末,Handyside率先對人類胚胎進行顯微操作,為一對高遺傳風(fēng)險的X-性連鎖疾病夫婦的胚胎進行卵裂球性別分析,植入女胚,并于1990年誕生了世界上首例PGD嬰兒。90年代后期,PGD逐漸普及,并可常規(guī)用于40多種遺傳病的診斷,包括:單基因疾病,如囊性纖維化;X染色體連鎖疾病,如杜氏肌營養(yǎng)不良;染色體結(jié)構(gòu)異常,如非整倍體。
1.2優(yōu)勢PGD目的是使有家族遺傳病的夫婦可以擁有一個健康的孩子。試管嬰兒(invitrofertilization,IVF)臨床上的挑戰(zhàn)是選出有活力的胚胎并優(yōu)先將其植入子宮,目前,大多IVF實驗室采用形態(tài)學(xué)評估來確定哪些胚胎可以植入。但未能提供有關(guān)染色體復(fù)制數(shù)目的信息,而這些信息對細胞成活具有很重要的影響[5]。PGD彌補了傳統(tǒng)方法的不足,通過染色體基因分析,確保胚胎質(zhì)量。細胞漿內(nèi)注入后,經(jīng)PGD出生兒與未經(jīng)PGD出生兒在妊娠和出生指標上均具有可比性。PGD是避免遺傳病患兒出生的安全方法。其優(yōu)點主要體現(xiàn)在:(1)非侵入性,可避免常規(guī)的產(chǎn)前檢查如絨毛取樣、羊膜腔穿刺活檢、羊膜腔穿刺的手術(shù)操作所帶來的出血、流產(chǎn)、宮腔感染等并發(fā)癥的危險;(2)把遺傳學(xué)疾病控制在胚胎發(fā)育的最早階段,避免了早期或中期妊娠再行產(chǎn)前診斷結(jié)果陽性時使孕婦面臨意愿性流產(chǎn)所帶來的生理和心理上的創(chuàng)傷;(3)可以排除患病胚胎和攜帶缺陷基因的胚胎,從而可使有遺傳風(fēng)險的夫婦得到完全健康的后代;(4)相對于對胎兒進行人工流產(chǎn),銷毀有遺傳缺陷的胚胎更易為輿論、倫理所接受;(5)在胚胎器官分化之前對疾病作出診斷為進行基因治療提供可能[6]。
1.3不足PGD的應(yīng)用解決了部分有染色體異?;騿位蚣膊』颊叩纳龁栴},明顯降低了自然流產(chǎn)率,減少了染色體異常的畸形兒、有遺傳疾病的患兒的出生。然而這些患者的抱嬰率并沒有明顯的提高。原因主要有:(1)活檢材料的代表性不足;(2)分析技術(shù)缺陷造成誤診。PGD遇到的最大的問題是誤診的問題。迄今為止,已有2例囊性纖維化的診斷錯誤,1例性別診斷,1例強直性肌萎縮,1例地中海貧血,1例21三體的診斷錯誤,可能是由于污染或者染色體嵌合型造成誤診。許多研究發(fā)現(xiàn),卵裂階段的人胚存在較高比例的嵌合體[7],等位基因脫失(alleledrop-out,ADO)是導(dǎo)致誤診的主要原因。此外,關(guān)于活檢的安全性也遭到了一些學(xué)者的質(zhì)疑。在許多國家,PGD較產(chǎn)前診斷受到更多的限制,這些國家認為PGD是嬰兒設(shè)計。使用PGD技術(shù)進行性別選擇將有可能導(dǎo)致性別比例失調(diào),特別在一些偏愛男孩的國家。此外,隨著人類基因組計劃的推進,人們不僅能了解致死疾病的單基因突變,同時揭開了身高、智力、長相等的遺傳奧秘。有些夫婦為了選擇一個優(yōu)秀的子代,對子代的智商、身高、膚色、胖瘦、長相等進行選擇,將不可避免地導(dǎo)致非醫(yī)學(xué)指征胎兒的出生。倫理學(xué)方面亦有很多爭論。針對目前研究者往往僅關(guān)注胚胎的生理質(zhì)量而忽視倫理選擇的現(xiàn)象,應(yīng)考慮用倫理的視角審視實施胚胎植入前遺傳學(xué)診斷的行為,賦予生命科學(xué)行為必要的倫理思想。因此應(yīng)當(dāng)權(quán)衡利弊,謹慎確定PGD的應(yīng)用范圍,建立適合我國國情的PGD技術(shù)及倫理操作指南[8]。
2植入前診斷的步驟
2.1活檢通過IVF結(jié)合ICSI。實際上,ICSI因其可減少父源性污染,被建議用于所有PGD周期中??赏ㄟ^三種方法打開透明帶:機械法、化學(xué)法或激光法。清楚可視的細胞核將引導(dǎo)對卵裂球進行有選擇的活檢。第一、二極體和第三天的單細胞胚胎活檢用于評價人胚胎整倍體曾經(jīng)是最常用的。最近,一些項目開始將極體活檢與第三天單細胞分析相結(jié)合運用[9];也有文獻報道運用第三天雙細胞活檢[10]或囊胚泡活檢[11]。還有學(xué)者提出了間接診斷:取材于胚胎的生化標記物或產(chǎn)物,如酶、蛋白質(zhì)等,間接地對胚胎進行遺傳學(xué)分析。這種無創(chuàng)方法的優(yōu)勢在于胚胎不需活檢,不存在因顯微活檢技術(shù)影響胚胎遠期發(fā)育的潛在危險性。采用此法行PGD有兩個必要條件:(1)檢測的基因在植入前胚胎發(fā)育階段轉(zhuǎn)錄及表達活躍;(2)胚胎的基因產(chǎn)物水平不同于卵子胞漿的基因產(chǎn)物水平,而且這種差異能被檢測出來。但關(guān)于體外植入前胚胎分泌的基因產(chǎn)物的研究甚少,此法目前仍未被用于人類胚胎[12]。
2.2分析技術(shù)
2.2.1單細胞多聚酶鏈反應(yīng)(polymerasechainreaction,PCR)單細胞PCR主要用于診斷單基因性疾病和胚胎性別。PCR擴增后用于后續(xù)基因診斷的方法主要有:(1)根據(jù)有無特異性目的條帶作出診斷;(2)多態(tài)性分析;(3)等位基因寡核苷酸特異探針(allelespecificOligonucleotide,ASO)斑點雜交及反向斑點雜交(reversedotblot,ROB);(4)單鏈構(gòu)象多態(tài)性(single-strandconformationpolymorphismanalysis,SSCP)及變性梯度凝膠電泳(denaturinggradientgelelectro-phoresis,DGGE)等。
2.2.2免疫熒光原位雜交(fluorescenceinsituhybridisation,F(xiàn)ISH)目前,F(xiàn)ISH主要應(yīng)用于植入前遺傳學(xué)篩查、染色體結(jié)構(gòu)異常及性連鎖遺傳疾病的性別鑒定。但是,關(guān)于PGD的遠期安全性仍存在很多爭議[13]。
2.2.3全基因組擴增(WGA)通過非選擇性擴增微量組織或單個細胞的整個基因組DNA,在反映基因組全貌的基礎(chǔ)上最大限度地增加其含量,以提供足量DNA模板進行后續(xù)分析。WGA發(fā)展至今形成了兩種類型:(1)以PCR為基礎(chǔ),使用隨機引物或部分隨機引物通過熱循環(huán)擴增的引物延伸預(yù)擴增(primerextensionpreamplification,PEP)和簡并寡核苷酸引物PCR(degenerateoligonucleotideprimedPCR,DOP-PCR);(2)不以PCR為基礎(chǔ),使用隨機引物恒溫擴增的多重置換擴增(multipledisplacementamplification,MDA)。其中,尤以MDA為PGD技術(shù)開辟了一條全新的途徑。
2.2.4比較基因組雜交(com-Parativegenomichybridization,CGH)該法可檢測待檢全染色體組各位點遺傳物質(zhì)的增加和缺失,可診斷單細胞的全基因組中任何超過20Mb的染色體域的拷貝數(shù)異常,已有成功應(yīng)用的報道[14]。新發(fā)展的mi-croarray-CGH可檢測到一些不能被傳統(tǒng)方法檢測到的微重復(fù)和缺失[15]。
2.2.5微測序技術(shù)(mini-sequencing)又稱為單核苷酸引物延伸法(singlenucleotideprimerextension,SnuPE),通過微測序技術(shù)與其他技術(shù)的結(jié)合,已經(jīng)能夠診斷一些單基因疾病,如囊性纖維化、視網(wǎng)膜母細胞瘤等,并應(yīng)用于臨床PGD中[16]。
3應(yīng)用進展
3.1國外國外資料表明,可能生育患有遺傳性疾病后代的高危夫婦,在胚胎植入前行PGD,其新生兒先天畸形發(fā)生率降低為5.0%~6.0%,與人群發(fā)生率相同[17]。目前,全球已成立了40多個PGD中心。至2004年8月,全世界完成了7000多例PGD,出生了1000多個健康嬰兒[18]。在歐洲,人類生殖與胚胎協(xié)會(ESHRE)PGD協(xié)作組收集的2004年45個中心的有關(guān)數(shù)據(jù)顯示,共收集卵子3358個,1192個進行了PGD周期,2087個進行了PGS。適應(yīng)證:559個周期為染色體異常,113個周期為X連鎖疾病,520個周期為單基因病。在預(yù)示染色體異常的PGD周期中,共活檢了76%的胚胎,在這些胚胎中93%給出了診斷,25%是可轉(zhuǎn)移的。在預(yù)示單基因疾病的PGD周期中,共活檢了71%的胚胎,在這些胚胎中88%給出了診斷,52%是可轉(zhuǎn)移的??偟膩碚f,69.6%的周期進行了胚胎種植。在法國,生物醫(yī)學(xué)會(ABM)報道,70%的胚胎活檢給出了診斷,其中60%的胚胎適合種植。但有關(guān)疾病及其表達有一定的偏差。2004年,ESHRE最終報道PGD的種植率為17%,低于進行ICSI的IVF中觀察到的種植率。報道的臨床妊娠率為提取卵細胞的18%,種植胚胎的25%,最終679例成功妊娠并出生了528個嬰兒[19]。有關(guān)PGD嬰兒的后續(xù)兒科學(xué)隊列研究甚少,可獲得的資料顯示:2歲時,與行IVF-ICSI的兒童相比,PGD兒童在精神與智力發(fā)育上并無差異。[20]。目前看來,PGD嬰兒出生后并沒有因為在胚胎期移除了一兩個細胞而出現(xiàn)新生兒問題或者畸形[21]。
3.2國內(nèi)
3.2.1必要性我國是世界上人口最多的國家,約占全世界人口總數(shù)的1/5。據(jù)2001年的調(diào)查顯示,我國每年出生的2000萬新生兒中,1.3%(約26
萬人)患有嚴重的先天畸型,其中70%~80%(約19.5萬人)和遺傳因素有關(guān)[22]。由此可知,PGD技術(shù)在我國必然有著廣闊的應(yīng)用和發(fā)展前景。
3.2.2進展近年來,我國輔助生殖技術(shù)也不斷進步,1992年5月,我國首例配子子宮腔內(nèi)移植嬰兒在廣州中山大學(xué)附屬醫(yī)院分娩,但技術(shù)未推廣。1992年6月12日,首例贈卵試管嬰兒誕生;1995年2月6日,首例凍融胚胎試管嬰兒誕生;1996年9月8日,首例代孕試管嬰兒誕生;上述成果均來自北醫(yī)三院。1989年,放棄腹腔鏡取卵,陰道鏡下經(jīng)陰道取卵成為常規(guī)手術(shù)。經(jīng)過20年的努力,臨床妊娠率由1987年6.2%(2/32)和1988年4.4%(2/45),發(fā)展到目前35%~45%,活產(chǎn)率25%[23]。我國首例經(jīng)PGD的女嬰于1998年在中山醫(yī)科大學(xué)生殖醫(yī)學(xué)中心誕生。整體上說,我國PGD的發(fā)展相對緩慢,限制了PGD的應(yīng)用,使其臨床效應(yīng)未能得到充分發(fā)揮。目前,全國只有3~5家生殖中心能真正將PGD作為一種常規(guī)的診斷技術(shù),能夠診斷的病種也非常有限,主要是染色體疾病。其原因除了PGD技術(shù)上的難度要求較高外,缺乏有關(guān)技術(shù)或程序的標準化規(guī)范也是限制PGD臨床應(yīng)用的一個因素。通過文獻檢索發(fā)現(xiàn),我國大陸廣東、上海、湖南、浙江、河南、山東、云南均報道了PGD周期的成功案例,所診斷的疾病有:杜氏肌營養(yǎng)不良、21-三體綜合征,α、β-地中海貧血,羅伯遜易位,非整倍體篩查,Y染色體微缺失及染色體相互易位等。1999年,中山大學(xué)生殖中心應(yīng)用成熟的顯微操作技術(shù)進行胚胎細胞活檢,活檢的單個卵裂球用熒光定量PCR技術(shù)進行診斷,獲得國內(nèi)首例α地中海貧血胚胎種植前基因診斷后妊娠成功[24]。2003年,該中心應(yīng)用單細胞多重巢式PCR技術(shù)對β地貧進行植入前遺傳學(xué)診斷,達到優(yōu)生目的[25]。廣西婦幼保健院生殖中心與中山大學(xué)第一附屬醫(yī)院生殖中心合作,采用跨越斷裂點PCR技術(shù)對α地中海貧血攜帶者夫婦進行PGD獲得臨床妊娠,為廣西地貧的預(yù)防提供了一個可供選擇的方法[26]。中南大學(xué)鐘昌高等采用巢式PCR分別擴增患者和攜帶者的單個淋巴細胞、行體外授精-胚胎移植治療的健康志愿捐獻者的單個卵裂球細胞的DMD基因48號外顯子缺失位點,建立穩(wěn)定的經(jīng)單細胞基因診斷DMD的方法;進一步對在該中心接受超排和體外授精-胚胎移植治療的DMD攜帶者的胚胎活檢后完成PGD,根據(jù)診斷結(jié)果選擇健康的優(yōu)質(zhì)胚胎移植入子宮,達到了阻斷DMD患兒出生的目的[27]。山東省立醫(yī)院顏軍昊等運用2l號染色體著絲粒探針熒光原位雜交技術(shù)對生育過21三體患兒的高育齡婦女的胚胎進行植入前遺傳學(xué)診斷,避免了非整倍體患兒的出生[28]。鄭州大學(xué)李剛等應(yīng)用FISH方法進行PGD,預(yù)防遺傳病高危夫婦流產(chǎn)和染色體異?;純撼錾〉昧诉M展[29]。浙江大學(xué)徐晨明等應(yīng)用探針對卵裂球進行熒光原位雜交分析,對羅伯遜易位患者進行PGD,防止了患兒出生[30]。
關(guān)鍵詞:肝炎病毒,乙型;基因;變異(遺傳學(xué))
乙型肝炎病毒(HepatitisBVirus,HBV)的基因組由長度為3200個堿基對、部分雙鏈的環(huán)狀DNA分子構(gòu)成,含有4個部分重疊的開放讀碼框架(OpenReadingFrame,ORF),即SORF、CORF、PORF和XORF。HBV的聚合酶(Polymease,Pol)/逆轉(zhuǎn)錄酶(ReverseTranscriptase,RT)缺乏糾錯功能,允許復(fù)制錯誤發(fā)生。復(fù)制錯誤將導(dǎo)致多種不同的HBV準種的出現(xiàn)。
1、SORF變異
HBVDNA的SORF包括前-S1區(qū)、前-S2區(qū)(兩者合稱前-S區(qū))和S區(qū),編碼產(chǎn)物最基本的功能是構(gòu)成HBVDane顆粒的包膜蛋白。目前的研究認為,SORF編碼的大蛋白具有反式激活功能,與HBV的復(fù)制密切相關(guān),而且血清大蛋白的檢測對評估慢性乙型肝炎患者的病毒感染狀況和隱匿性HBV感染患者的檢出具有重要意義[1-2]。
前-S1區(qū)和前-S2區(qū)與P基因的空白區(qū)重疊,這兩個區(qū)域都具有B細胞和T細胞的識別位點。一些前-S1區(qū)的變異可以導(dǎo)致被截斷的大蛋白在胞漿內(nèi)的積聚,這會抑制病毒的分泌并具有細胞毒效應(yīng)。但是,Gao等[3]研究發(fā)現(xiàn),在有的肝癌患者體內(nèi),大蛋白完全缺失的HBV也可以成為優(yōu)勢種群,他們認為,是患者體內(nèi)的野生型前-S蛋白修復(fù)了這種缺陷,即體內(nèi)的野生株HBV幫助了這種缺陷病毒株,確保了其在體內(nèi)的存活。前-S2區(qū)變異包括前-S2ATG的缺失或錯配,引起蛋白合成終止以及B細胞和T細胞表位的缺失或改變。前-S變異經(jīng)常出現(xiàn)在應(yīng)用干擾素治療的患者中[4]。前-S區(qū)的缺失變異會影響大蛋白對小蛋白的比例,導(dǎo)致與肝病惡化相關(guān)的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)壓力過大,進而引發(fā)大蛋白或中蛋白與宿主染色體整合,增加了肝細胞癌變的可能[5]。Mun等[6]研究發(fā)現(xiàn),前-S區(qū)缺失的頻率隨肝臟疾病的臨床嚴重程度逐漸增加,但前-S1和前-S2的缺失頻率是有差別的,前-S1缺失在肝細胞癌患者中發(fā)生率最高,而前-S2缺失在肝硬化患者中發(fā)生率最高。
S區(qū)點變異可導(dǎo)致逃逸變異株的出現(xiàn),變異通常發(fā)生在HBsAga抗原決定簇區(qū)域,目前報道較多的變異形式多為sG145R[7]。此外,基因分析表明,sP120A變異與HBsAg血清抗體轉(zhuǎn)換有關(guān),這種變異降低了抗-HBs的結(jié)合作用,使HBsAg的檢測失敗[8]。文獻報道,有10個S基因變異與疫苗免疫逃逸相關(guān),分別是sP120T、sI/T126N/A、sQ129H、sM133L、sK141E、sP142S、sD144A、sG145R、sF158Y和sF161Y[9],但這些變異的臨床意義還有待進一步研究。
2、CORF與XORF變異
HBVDNA的CORF包括前核心區(qū)和核心區(qū),有各自的翻譯起始密碼子ATG,分別編碼前核心蛋白和核心蛋白。
前核心蛋白經(jīng)過修飾最終形成可溶性抗原HBeAg。核心啟動子變異和前核心變異均會影響HBeAg的表達。HBVDNA的XORF編碼HBx蛋白。HBx蛋白是一種多功能病毒蛋白,具反式激活作用。
在從HBeAg-/抗-HBe+的患者體內(nèi)分離到的病毒株中,A1762T和G1764A雙重變異是最常見的BCP變異形式。
這種變異會引起HBx蛋白結(jié)構(gòu)中兩個氨基酸的變化進而影響HBx蛋白的活性以及改變病毒增強子的反轉(zhuǎn)錄作用[10],與肝細胞癌的發(fā)生關(guān)系密切[11]。Fang等[12]通過3年的縱向病例分析得出,A1762T和G1764A雙重變異與HBeAg+患者體內(nèi)較低的病毒載量有關(guān),但對HBeAg-患者體內(nèi)的病毒載量沒有影響。T1766/A1768變異與暴發(fā)性肝炎、肝硬化和肝細胞癌的發(fā)生有關(guān)聯(lián)。Ren等[13]的研究表明,慢加急性肝衰竭(無肝硬化基礎(chǔ))的患者與慢性乙型肝炎患者相比,A1762T/G1764A檢出率顯著增高。
前核心變異株則通過干擾前核心讀碼框架而完全終止HBeAg的表達,有時還伴隨著起始密碼子錯配變異和前核心區(qū)的框架移位變異。最常見的前核心變異是前核心區(qū)28位密碼子(Codon28)由TGG變?yōu)門AG(G1896A)。核心區(qū)發(fā)生變異會終止HBeAg的表達,引起HBeAg陰性肝炎。由于HBeAg與HBcAg有共同的抗原決定簇,缺少HBeAg有可能使表達HBcAg的肝細胞更容易受到免疫細胞的攻擊,臨床上表現(xiàn)為HBeAg陰性肝炎病情容易出現(xiàn)反復(fù),發(fā)生暴發(fā)性肝炎(肝衰竭)的幾率增高。有研究發(fā)現(xiàn),慢加急性肝衰竭患者的G1896A變異率顯著高于慢性乙型肝炎患者[13]。
A1762T/G1764A和G1896A檢測有助于區(qū)分臨床上慢性乙型肝炎急性發(fā)作和急性乙型肝炎[14]。
與以上研究相反,有研究者認為,核心啟動子變異和前核心變異不會引起肝臟功能失代償,而是對肝臟功能失代償起保護性的影響,HBV基因型與肝臟功能失代償也沒有明顯的關(guān)系[15]。Poustchi等[16]通過研究認為,在慢性乙型肝炎D基因型患者中,BCPA1762T和G1764A雙重變異與肝臟疾病惡化相關(guān),而G1757A變異卻對宿主有一定的保護作用。
核心區(qū)編碼基因相對保守,其編碼的核心蛋白是宿主免疫反應(yīng)攻擊的主要靶抗原,它的變異可直接影響到宿主對HBV的免疫應(yīng)答。有研究顯示,核心區(qū)變異株(G87、V60)與野生株比較,前者可使宿主細胞內(nèi)HLA-ⅠmRNA及其蛋白的表達水平降低[17]。Sugiyama等[18]研究認為,核心區(qū)A2339G(codon147)變異在體外會增強HBV的復(fù)制;而且發(fā)生此變異的患有慢性乙型肝炎的兒童和沒有此變異的患有慢性乙型肝炎的兒童相比,在血清HBeAg抗體轉(zhuǎn)換之前,前者的ALT峰值較高。
3、PORF變異
從HBVDNAPORF的N-末端到C-末端,共涉及4個功能區(qū),即末端蛋白區(qū)、間隔區(qū)、Pol/RT區(qū)、核糖核酸酶H區(qū)。RT區(qū)又包括7個功能亞區(qū),從RT區(qū)上游第1個氨基酸起依次為A、B、C、D、E、F、G亞區(qū)。當(dāng)前所有耐核苷(酸)類藥物的基因變異位點都位于RT區(qū)。
拉米夫定為胞嘧啶左旋核苷類似物,其耐藥變異位于RT區(qū)C亞區(qū)的YMDD基因序列,最常見的變異為rtM204I/V/S,而A亞區(qū)L80I變異以及B亞區(qū)rtV173L變異和rtL180M變異為其補償突變,以維持病毒的復(fù)制力[19]。文獻報道,拉米夫定也可誘導(dǎo)B亞區(qū)rtA181T/S變異[20]。替比夫定為胸腺嘧啶左旋核苷類似物,與LAM均為左旋核苷類藥物,分子結(jié)構(gòu)和作用目標位點相似,因此二者存在交叉耐藥,常見變異為rtM204I。阿德福韋酯為無環(huán)腺苷類似物,RT區(qū)D亞區(qū)rtN236T變異與B亞區(qū)rtA181V變異是ADV的常見耐藥變異形式。有文獻將rtA181T變異也歸為阿德福韋耐藥變異,但還尚存爭論[20]。恩替卡韋為鳥嘌呤核苷類似物,其耐藥特點是發(fā)生在拉米夫定耐藥的背景上,耐藥位點是在LAM耐藥位點基礎(chǔ)上另加B亞區(qū)T184、S202和/或M250變異。
此外,在未應(yīng)用過核苷(酸)類藥物治療的慢性乙型肝炎患者中,YMDD基因序列變異的發(fā)生率從1%-27%不等[21]。
因此,有必要在應(yīng)用核苷(酸)類藥物治療前對患者進行HBV耐藥變異檢測[22]。
4、小結(jié)
HBV是一種高變異的嗜肝DNA病毒。HBV基因變異可以在宿主自身免疫應(yīng)答、病毒復(fù)制適應(yīng)性等內(nèi)因的影響下發(fā)生,也可以發(fā)生于核苷(酸)類藥物或疫苗接種等外因作用之后。HBV變異是影響其感染發(fā)生、發(fā)展和轉(zhuǎn)歸的重要因素。HBV基因變異常常引起病毒生物學(xué)特性的改變,在引發(fā)疾病的臨床表現(xiàn)、診斷、預(yù)后和預(yù)防等方面帶來很多新的問題。
5、參考文獻
關(guān)鍵詞:RQ-PCR;熒光探針;分子生物;熒光共振能量轉(zhuǎn)移
中圖分類號:O657 文獻標識碼:A 文章編號:1009-2374(2013)13-0044-02
1 RQ-PCR技術(shù)概述
RQ-PCR是FPET(熒光共振能量轉(zhuǎn)移)技術(shù)在PCR定量上的應(yīng)用。其指在PCR反應(yīng)體系中加入熒光基團,在指數(shù)擴增期間通過連續(xù)監(jiān)測熒光信號出現(xiàn)的先后順序及強弱變化實時監(jiān)測整個PCR進程,最后通過標準曲線對未知模板進行定量分析的方法。RQ-PCR同步進行定量和擴增,這樣就克服了傳統(tǒng)PCR的平臺效應(yīng),減少了終點檢測帶來交叉污染的機會,也克服了終點法定量的不準確性。另外,RQ-PCR無需再處理,節(jié)約了時間和精力,更避免了放射性同位素可能給實驗人員造成的傷害。目前,RQ-PCR在分子生物學(xué)研究中應(yīng)用越來越多。
1.1 熒光共振能量轉(zhuǎn)移
當(dāng)一個熒光基團的熒光光譜與另一個熒光基團的激發(fā)光譜重疊,并且兩個基團距離足夠近時,供體熒光基團的激發(fā)能誘發(fā)受體基團發(fā)出熒光,同時供體熒光基團自身的熒光強度衰減,即能量從短波長的熒光基團傳遞到長波長的熒光基團,相當(dāng)于短波長熒光基團釋放的熒光被屏蔽,這個過程稱為FRET。
1.2 參照物
參照物有外參照和內(nèi)參照兩種。外參照不與目的基因在同一反應(yīng)體系中擴增。以已知濃度的目的基因為模板按一定比例稀釋,制備標準曲線。而未知標本則根據(jù)該標準曲線得出相對的拷貝數(shù)和Ct值。其優(yōu)點是可以和目的基因保持較高的同源性,保證了二者的擴增效率近似。缺點是不能克服也無法檢測可能出現(xiàn)在樣本反應(yīng)體系中的影響因素。內(nèi)參照是在各標本中加入已知濃度的內(nèi)參照基因,與樣本一起抽提、擴增。內(nèi)參照基因的DN段與目的基因相似。為保證目的基因只能與內(nèi)參照探針結(jié)合,運用定點突變的方法改變與探針結(jié)合的中間部位的序列。內(nèi)參照系統(tǒng)的結(jié)果重復(fù)性更好,可以避免不同抽提效率導(dǎo)致的樣本間差異。
1.3 RQ-PCR幾個重要參數(shù)
(1)熒光域值3~15個循環(huán)的熒光信號的標準偏差的10倍設(shè)置為熒光域值的缺省,熒光本底信號為PCR反應(yīng)的前15個循環(huán)的熒光信號;(2)Ct值中C代表Cycle,t代表threshold,Ct值的含義是:每個反應(yīng)管內(nèi)的熒光信號到達設(shè)定閾值時所經(jīng)歷的循環(huán)數(shù);(3)Ct值與起始模板的關(guān)系研究表明,每個模板的Ct值與該模板起始拷貝數(shù)的對數(shù)存在線性關(guān)系,起始拷貝數(shù)越多,Ct值越小,利用已知起始拷貝數(shù)的標準品可作出標準曲線,當(dāng)獲得未知樣品的Ct值,即可從標準曲線上計算出該樣品的起始拷貝數(shù)。
2 RQ-PCR技術(shù)的關(guān)鍵
RQ-PCR技術(shù)在常規(guī)PCR基礎(chǔ)上添加了熒光染料或探針。特異的將雙鏈DNA摻入熒光染料中,保證其信號與PCR產(chǎn)物完全同步遞增。在探針的3’端和5’端分別標記淬滅基團(Q)和報告基團(R),進行能量的傳遞。R基團所發(fā)出的熒光可被Q基團吸收或抑制;抑制作用隨著兩者距離變遠而消失,R基團增強后的熒光信號可以被熒光監(jiān)測系統(tǒng)接收到。當(dāng)熒光信號增強到某一閾值時,Ct值被記錄下來。這樣,通過未知樣品的Ct值和標準曲線就可以將該樣品的起始拷貝數(shù)確定。因此,在RQ-PCR中,熒光染料或探針就成為了技術(shù)關(guān)鍵。目前已經(jīng)開發(fā)出的熒光染料和探針按照能量轉(zhuǎn)移和基團標記的方式,大體可以分為水解類探針和雜交類探針兩類。
2.1 Taq Man探針法
在該探針的3’末端和5’末端分別標記Q基團和R基團,使其與兩引物所包含的一段序列內(nèi)DNA模板完全互補。當(dāng)探針完整時,利用Taq酶5’3’外切酶的活性,Q基團吸收R基團的熒光,熒光信號也就不能被檢測到;相反如果正確的底物被擴增出來后,即有特異的PCR發(fā)生時,探針就會在復(fù)性階段與其雜交,當(dāng)聚合酶延伸到探針時,它就會將與模板雜交上的探針切碎,使得R基團和Q基團分開,解除淬滅作用,從而釋放出熒光信號,可通過檢測系統(tǒng)觀察到信號的變化。每擴增一條DNA鏈,就會有一個游離的熒光分子形成,實現(xiàn)了熒光信號累積與PCR產(chǎn)物形成完全同步,進而計算出Rn值、Rn值、Ct值和閾值。通過計算就可以獲得起初模板量。常用的熒光基團是VIC、TET、FAM、HEX。
2.2 非特異性雙鏈DNA嵌入染料
SYBR Green 1是一種與雙鏈DNA結(jié)合的染料。當(dāng)它游離在溶液中時,不發(fā)出熒光;但當(dāng)其摻入DNA雙鏈后,會發(fā)出強烈熒光。該染料最大的優(yōu)點是可以作用于任何模板的任何引物。但由于其對DNA模板沒有選擇性,可能會造成定量不準確。若想解決這個問題,可以使用比較由于融解曲線法,還可以通過反應(yīng)條件的優(yōu)化及嚴格設(shè)計高特異性引物,降低引物二聚體形成的可能性。
2.3 分子信標
分子信標由Tyagi和Krammertm建立,適用于鑒定點突變。該探針是單鏈DNA所形成的呈發(fā)卡結(jié)構(gòu)的莖環(huán)雙標記寡核苷酸,環(huán)部部分堿基同靶DNA序列互補,長度為15~35個核苷酸;莖部有互補配對的堿基組成,同靶DNA無序列同源性,約5~7個核苷酸長。在探針的5’端標記R基團,3’端標記Q基團。當(dāng)分子信標游離時,由于R、Q兩個基團緊密相鄰,熒光被淬滅。而在PCR變性后的復(fù)性階段,分子信標與溶液中的特異模板雜交,靶DNA序列與分子信標環(huán)部的核苷酸序列互補結(jié)合,使發(fā)卡結(jié)構(gòu)破壞,釋放出熒光信號,淬滅作用被解除。由于熒光強度會隨著分子信標量的增加而增加,從而達到定量檢測的目的。在PCR的延伸階段,分子信標與模板解離,再次形成發(fā)卡結(jié)構(gòu),熒光消失。每次擴增后產(chǎn)物的積累量可以通過當(dāng)時的熒光強度的增加來反映。該方法的優(yōu)點是探針可循環(huán)利用,缺點是標記相對復(fù)雜。同時,莖部結(jié)構(gòu)的高熱力學(xué)溫度會影響探針和靶序列的雜交。
2.4 雜交探針
雙雜交探針也是以FRET為原理進行的。該方法使用四個寡聚核苷酸分子、兩個引物和兩個探針。發(fā)光探針的5’端標記一個R基團,淬滅探針的3’端標記Q基團,雜交時R基團緊密相鄰Q基團,以首尾相接的方式退火靶擴增子,當(dāng)循環(huán)儀的光源激發(fā)3’端的Q基團后,產(chǎn)生從供體到毗鄰探針R基團的FRET使熒光淬滅。起始模板的量越高,熒光淬滅的程度越低,以此可以進行PCR的定量分析。該方法的優(yōu)點是淬滅效率高,缺點是擴增效率不穩(wěn)定,合成成本相對較高。
3 RQ-PCR技術(shù)的應(yīng)用
3.1 基因工程研究領(lǐng)域
RQ-PCR技術(shù)的出現(xiàn)加強了對基因的量和質(zhì)變化的研究。它目前已經(jīng)在遺傳分析中廣泛應(yīng)用以檢測基因突變及基因組的不穩(wěn)定性。
(1)基因表達研究由于探針雜交的效率和其后的切除與雜交有關(guān),可以將由不同熒光報告基團標記的探針與野生型和突變基因雜交,2005年劉敬忠等使用RQ-PCR技術(shù)對β地中海貧血純、雜合子作出診斷。目前對遺傳性物質(zhì)改變引起的疾病還無法根治,而應(yīng)用RQ-PCR技術(shù)可以通過產(chǎn)前監(jiān)測和產(chǎn)前基因診斷來減少病嬰出生。
(2)轉(zhuǎn)基因研究Tesson等確定了分析轉(zhuǎn)基因鼠接合性的RQ-PCR技術(shù)使用條件,利用合適的循環(huán)域值及發(fā)光探針,擴增一個轉(zhuǎn)移后的基因和一個對照基因。通過RQ-PCR檢測,同型結(jié)合的和異質(zhì)接合的動物后其子代中轉(zhuǎn)基因的傳遞情況與孟德爾遺傳規(guī)律相符。這項技術(shù)可以廣泛地應(yīng)用于基因劑量功效實驗和轉(zhuǎn)基因動物的繁育中。
(3)單核苷酸多態(tài)性與突變的分析RQ-PCR可以用來檢測基因突變和基因組的不穩(wěn)定性。一條橫跨突變位點的探針和一條錨定探針是檢測基因突變的基礎(chǔ)。兩條探針用兩種不同的發(fā)光基團標記。如果靶序列中無突變,探針雜交便完全配對;如果靶序列和探針不完全配對,會降低雜交體的穩(wěn)定性和熔解溫度。這樣便可對突變和多態(tài)性進行分析。
3.2 醫(yī)學(xué)研究領(lǐng)域
(1)病原體檢測2000年蘇學(xué)飛等利用該技術(shù)對淋球菌、沙眼衣原體、解脲支原體、人類瘤病毒、單純皰疹病毒五個項目進行了定量測定。2004年針對SARS流行性病的檢測和診斷使得RQ-PCR技術(shù)得以應(yīng)用和發(fā)展。近年來,TaKaRa公司推出的試劑盒可以一步完成對H5N1、H7N9等禽流感病毒的檢測。
(2)腫瘤診斷基因發(fā)生了變異是腫瘤產(chǎn)生的根本,RQ-PCR方法可以將這些異常變化都檢測出來。許多癌基因的突變和表達增加,在腫瘤早期就出現(xiàn)。除了能夠有效地檢測基因突變,RQ-PCR還能夠準確地檢測到癌變基因的表達量。隨著與腫瘤相關(guān)的新基因被不斷地發(fā)現(xiàn),會使RQ-PCR技術(shù)在腫瘤的研究中發(fā)揮越來越大的作用。
(3)抗藥性考核日本Funato等使用RQ-PCR技術(shù)對臨床樣品中如MRP、MDR21等與抗藥性相關(guān)的基因表達進行了檢測。結(jié)果表明,RQ-PCR技術(shù)可以可靠地定量檢測抗藥基因的表達,運用該技術(shù)可以對化療可能引起的反應(yīng)進行預(yù)測。
4 結(jié)語
現(xiàn)在,RQ-PCR技術(shù)不僅快速、靈敏、準確,而且己經(jīng)發(fā)展為一項高度自動化的核酸定量技術(shù),大大降低了假陽性率,提高了工作效率,且不必使用對人體有害的染色劑。因此該技術(shù)被廣泛地應(yīng)用在基因表達研究、基因單核苷酸多態(tài)性和遺傳性疾病診斷、病原微生物診斷等諸多科研領(lǐng)域。但與傳統(tǒng)的PCR技術(shù)相比,RQ-PCR也存在不足之處:(1)RQ-PCR在復(fù)合式檢測方面的應(yīng)用能力會因檢測光源和熒光素種類的局限所限制;(2)由于檢測環(huán)境相對封閉,減少了擴增后電泳的檢測步驟,也就無法對擴增產(chǎn)物的大小進行監(jiān)測;(3)RQ-PCR實驗的高成本也限制了其廣泛的應(yīng)用。
參考文獻
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[2] 王行,王惠民.實時定量PCR技術(shù)的方法學(xué)分類[J].臨床檢驗雜志,2007,25(1):71-72.
[關(guān)鍵詞]生態(tài)學(xué) 課堂教學(xué) 限制因子 耐度定律 花盆效應(yīng) 生態(tài)位 協(xié)同進化
從生態(tài)學(xué)視角去審視課堂教學(xué),我們發(fā)現(xiàn)課堂教學(xué)具有自然生態(tài)系統(tǒng)的一些特點,因此生態(tài)學(xué)思想成為我們改革傳統(tǒng)課堂教學(xué)、建立新教學(xué)模式的指導(dǎo)思想。
德國動物學(xué)家??藸?866年在其所著的《普通生物學(xué)》一書中首次提出“生態(tài)學(xué)”一詞,并定義為“研究生物體與周圍環(huán)境之間相互關(guān)系的科學(xué)”。1935年英國生態(tài)學(xué)家坦斯利提出了生態(tài)系統(tǒng)理論,認為生物及其生存的環(huán)境相互作用構(gòu)成一個有機的整體;為生態(tài)學(xué)進入系統(tǒng)研究提供了理論基礎(chǔ)。20世紀50年代奧德姆系統(tǒng)闡述生物與環(huán)境的關(guān)系,闡述了生態(tài)系統(tǒng)的組成、結(jié)構(gòu)(個體、種群、群落等不同層次生命體系的生態(tài)學(xué)規(guī)律)、功能(物質(zhì)循環(huán)、能量流動、信息傳遞)生態(tài)系統(tǒng)的調(diào)控、理論應(yīng)用及方法研究。而“生態(tài)學(xué)”一詞在教育研究中正式使用應(yīng)該是始于美國教育家沃勒,他在《教學(xué)社會學(xué)》一書中曾提出“課堂生態(tài)學(xué)”的概念。從生態(tài)學(xué)的觀點來看,課堂教學(xué)是處理高級生物體――人與教學(xué)生態(tài)環(huán)境的關(guān)系。教育的生態(tài)環(huán)境是以教育為中心,對教育的意義、存在和發(fā)展起制約和調(diào)控作用的多元環(huán)境體系,大致分三個層次:一是以教育為中心,綜合外部自然環(huán)境、社會環(huán)境和規(guī)范環(huán)境組成的教育生態(tài)系統(tǒng):二是以單個學(xué)?;蚰骋唤逃龑哟螢橹行臉?gòu)成的,反映教育體系內(nèi)部的相互關(guān)系;三是以學(xué)生的個體發(fā)展為主線,研究外部環(huán)境包括自然、社會和精神因素組成的系統(tǒng)。此外,教育生態(tài)學(xué)還考慮教學(xué)對象內(nèi)在的生理和心理環(huán)境。這樣,課堂教學(xué)活動不再是傳統(tǒng)單一的關(guān)系,而是包含了教學(xué)生態(tài)主體、教學(xué)生態(tài)環(huán)境及教學(xué)生態(tài)動態(tài)過程等要素結(jié)合的一個整體,課堂教學(xué)可以說與生態(tài)學(xué)基本原理絲絲相扣,遵循生態(tài)學(xué)規(guī)律,可以更好地指導(dǎo)我們課堂教學(xué)。
1.限制因子定律。限制因子定律是生態(tài)學(xué)的基本原理之一。生物學(xué)家李比希研究營養(yǎng)物質(zhì)與植物生長關(guān)系時發(fā)現(xiàn),當(dāng)植物所需要的營養(yǎng)物質(zhì)供應(yīng)量降低到該植物最小需求量以下時,這種營養(yǎng)物質(zhì)就會限制這種植物生長,即使其它營養(yǎng)物質(zhì)供應(yīng)充足,也不會讓植物生長良好。這說明,缺乏的營養(yǎng)物質(zhì)是該植物的限制因子,對該植物的生長發(fā)育起著制約作用。課堂教學(xué)的限制因子很多,它不但有自然限制因子,而且也擴展到社會因子、精神因子。因此必須分析各種影響課堂教學(xué)的限制因子,在眾多限制因子中找出主導(dǎo)限制因子,并設(shè)法排除主導(dǎo)限制因子的束縛,使課堂教學(xué)健康有序的發(fā)展。
對課堂教學(xué)而言,最主要的限制因子是能量流和信息流。能量流與信息流不足或低于基本需要時,就會影響甚至限制課堂教學(xué)的數(shù)量和質(zhì)量。因此,在教學(xué)過程中,師生雙方必須進行充分的能量和信息的交流。首先教師在課堂中必須提供充分的信息量。中農(nóng)把信息定義為消除不確定性的東西,信息的多少意味著消除的不確定性的大小。從信息論角度來講,教師必須盡可能地提供更多的信息以消除學(xué)生的信息不確定性,這就要求教師不但對自己的專業(yè)領(lǐng)域而且對其它相關(guān)學(xué)課都要有廣泛的研究,并能將其應(yīng)用到課堂教育之中。其次,在教學(xué)中除了提供充分的信息量之外,還必須使自己所提供的信息對學(xué)生的大腦和心靈具有沖擊作用,以充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的能量,這樣,信息量轉(zhuǎn)化為能量,才使課堂教學(xué)具有更大效果。當(dāng)然,信息流與能量流也不是單向的,學(xué)生的課堂參與與反饋能使課堂的信息量和能量成倍提高,更好地優(yōu)化課堂教學(xué)。
除此之外,影響課堂教學(xué)的限制因子還包括教師的教學(xué)觀念和教學(xué)態(tài)度、學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度以及社會環(huán)境等要素。現(xiàn)有的社會環(huán)境和風(fēng)氣的庸俗化、功利化,容易使學(xué)生迷失自我,終日沉湎于網(wǎng)絡(luò)游戲、消費休閑之中而缺乏學(xué)習(xí)的興趣和動力。教師的世界觀、人生觀、價值觀的不正確、教學(xué)觀念落后、教學(xué)方法單一僵化,也會影響學(xué)生的課堂情緒和人生態(tài)度。只有找準課堂教學(xué)的限制因子,然后對癥下藥,變限制因子為激勵因子,才能提高課堂教學(xué)的質(zhì)量和效率。因此,在生態(tài)學(xué)原理的指導(dǎo)下,我們必須重視教學(xué)過程中的限制因子,凈化教學(xué)環(huán)境,構(gòu)建健康的校園文化,激發(fā)教師和學(xué)生的主體性、主動性,擺脫限制因子的束縛,提高課堂教學(xué)活力。
2.耐度定律。1911年,謝爾福德提出“耐度定律”,認為一個生物能夠出現(xiàn),并能夠成功地生存下來。必須要依賴一種復(fù)雜的條件全盤地存在。如果要使一種生物消滅或絕種,只要對其中任何一項因子的性質(zhì)加以改變?;?qū)⑵浜坑枰栽鰷p,使其最達到生物耐力的界限之外,即可以出現(xiàn)上述后果。耐度定律告訴我們:生態(tài)系統(tǒng)的個體、群體在自身發(fā)展的一定階段上,對周圍的生態(tài)環(huán)境和各種生態(tài)因子,都有自己適應(yīng)范圍的上限和下限。如果把課堂教學(xué)看作是一個生態(tài)系統(tǒng),教學(xué)模式的設(shè)計和執(zhí)行應(yīng)遵守最適度原則,課堂教學(xué)活動在數(shù)量與頻度等方面要在學(xué)生的承受范圍之內(nèi)。在課堂教學(xué)中,學(xué)生的知識的接受度、生理上的耐受度、心理上的承受度都是有限的,超過他或達不到他應(yīng)有的“度”,就會產(chǎn)生不良或相反的影響。所以教師在教學(xué)過程中必須把握各種因子的適度問題。每門學(xué)課安排多少學(xué)時,每堂課安排多少內(nèi)容、各學(xué)科安排多少作業(yè)量、課堂討論選題的難易度以及考試的難易度等等,都必須根據(jù)學(xué)生的實際情況精心設(shè)計,盡量避免用主觀臆斷和一般經(jīng)驗來決策。
對學(xué)生的課堂評價亦是如此,當(dāng)一個或多個評價因子超過學(xué)生評價環(huán)境的耐受范圍時,學(xué)生系統(tǒng)內(nèi)部諸要素之間的交互作用及其與外部環(huán)境之間的物質(zhì)、能量和信息的交換關(guān)系就會發(fā)生變化,從而導(dǎo)致系統(tǒng)的失衡,產(chǎn)生對環(huán)境適應(yīng),影響學(xué)生的可持續(xù)發(fā)展。
在課堂教學(xué)中教師對學(xué)生作出適時適度的評價是必不可少的,它是推動學(xué)生成長的重要力量。但是,如果教師不顧與學(xué)生發(fā)展相關(guān)的各種資源和條件,漠視學(xué)生發(fā)展的規(guī)律和身心需要,刻意追求所謂的目標、速度或規(guī)模,就可能導(dǎo)致學(xué)生發(fā)展的生態(tài)失衡或整體功能失調(diào)。生態(tài)學(xué)研究表明,當(dāng)一個因予處于不適狀態(tài)時,對另一個因子的耐受能力可能下降。生物實際上并不在某一特定環(huán)境因子最適的范圍內(nèi)生活,可能是因為有其它更重要的因子在起作用,一些看似無關(guān)的因子一樣也可以導(dǎo)致學(xué)生發(fā)展生態(tài)的超耐失衡,在課堂中,教師對學(xué)生的評價應(yīng)盡可能在學(xué)生的耐受程度的范圍內(nèi),全面的評價學(xué)生,并且使教師評價與學(xué)生互評結(jié)合起來,為學(xué)生健康發(fā)展創(chuàng)造良好的生態(tài)環(huán)境。
3.花盆效應(yīng)?!盎ㄅ栊?yīng)”是奧地利地質(zhì)學(xué)家修斯于1875年首先提出來的?;ㄅ栊?yīng)在生態(tài)學(xué)中又稱之為局部生態(tài)效應(yīng)?;ㄅ枥镌圆涣巳f年松,花盆是一個半人工、半自然的小生態(tài)環(huán)境,在空間上有局限性,還要人為地為之創(chuàng)造適宜的
環(huán)境。因此,在花盆內(nèi)的個體、群體其生態(tài)閾值下降,生態(tài)幅度窄,生態(tài)值下跌,一旦離開此小生態(tài)環(huán)境,經(jīng)不起濕度、溫度的變化,更經(jīng)不起風(fēng)吹雨打,個體、群體會失去生存能力。也就是說,花盆里生養(yǎng)的花很難適應(yīng)于大自然的環(huán)境。
課堂環(huán)境類似于“花盆環(huán)境”,這也是課堂教學(xué)的局限性。教師精心設(shè)計的課堂教學(xué)環(huán)境與社會現(xiàn)實是有差距的,在相對封閉的課堂教學(xué)中,學(xué)生整天被關(guān)閉在教室里,與沸騰的現(xiàn)實生活脫節(jié),加上傳統(tǒng)的教學(xué)內(nèi)容,教學(xué)方法陳舊落后,從書本到書本,進行封閉式的小循環(huán),只求死記硬背書本知識,不求獨立思考,只求把握現(xiàn)有的結(jié)論,不求洞察產(chǎn)生這種結(jié)論的過程,使學(xué)生思維單一,進取精神缺乏,創(chuàng)造力削弱,意志力薄弱。為此,課堂教育必須克服“花盆效應(yīng)”的制約。首先,必須創(chuàng)造一個和諧歡愉的課堂教學(xué)情境,創(chuàng)造一個有利于培養(yǎng)學(xué)生健康、豐富個性的環(huán)境,要把教學(xué)過程視為學(xué)生個性發(fā)展和生命成長與完善的過程。就這需要建立良好的師生關(guān)系,與學(xué)生平等對話,相互啟發(fā),友善合作,構(gòu)建和諧的課堂環(huán)境,使每一個學(xué)生都能感受到自主的尊嚴,獨特的存在價值,心靈成長的喜悅。
其次,教師在課堂教學(xué)中必須積極倡導(dǎo)自豐、合作、探究的學(xué)習(xí)方式,教學(xué)內(nèi)容的確定、教學(xué)方法的選擇、評價方式的設(shè)計,都應(yīng)有助于這種學(xué)習(xí)方式的形成。課堂上要有學(xué)生自主學(xué)習(xí)的時間和必要的指導(dǎo),要多采用討論研究型學(xué)習(xí)方法。并幫助學(xué)生自己構(gòu)建知識,體驗學(xué)習(xí)過程,只有學(xué)生經(jīng)歷過、體驗過、實踐過,才能更好理解、掌握知識、技能,發(fā)展情感、態(tài)度、價值觀。體驗是教學(xué)過程的顯著特征,要克服課堂教學(xué)的“花盆效應(yīng)”,就必須加強學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的體驗、感悟和反思。
最后,課堂教學(xué)必須現(xiàn)實化、生活化。在教學(xué)過程中,對每個課堂教學(xué)的內(nèi)容的學(xué)習(xí),都盡可能聯(lián)系學(xué)生的生活實際,把課堂教學(xué)的內(nèi)容延伸到學(xué)生的生活世界中去,讓學(xué)生感受到課堂就是生活、生活就是課堂。
4.生態(tài)位原理。俄羅斯生態(tài)學(xué)家格烏司做了一個實驗,他將一個叫雙小核草履蟲和一個叫大草履蟲的生物,分別放在兩個相同濃度的細菌培養(yǎng)基中。幾天后,發(fā)現(xiàn)這兩種生物的種群數(shù)增長都呈S型曲線。接著,他把這兩種生物又放入同一環(huán)境中培養(yǎng),并控制一定的食物,16天后,培養(yǎng)基中只有雙小核草履蟲自由地活著,而大草履蟲卻消失得無影無蹤。在其培養(yǎng)中,格烏司對現(xiàn)場進行仔細觀察,沒有發(fā)現(xiàn)有一種蟲子攻擊另一種蟲子的現(xiàn)象,也未見兩利,蟲子分泌出什么有害物質(zhì),只發(fā)現(xiàn)雙小核革履蟲在與火草履蟲競爭同…食物時增長比較快,將大草履蟲趕出了培養(yǎng)基。于是,格烏司做了相反的一種試驗。他把大革履蟲與另一種袋狀草履蟲放在同一個環(huán)境中進行培養(yǎng),結(jié)果兩者都能存活下來。并且達到一個穩(wěn)定的平衡水平。這兩種蟲子雖然也競爭同一食物,但袋狀草履蟲占用的是不被大草履蟲所需要的那一部分食物。大自然中,凡存在者就有自己的生態(tài)位,親緣關(guān)系接近的,具有同樣生活習(xí)性的物種,不會在同一地方競爭同一生存空問,若同時在一個區(qū)域必有空問的分割,即使弱者與強者共處于同一生存空間,弱者仍然能夠容易地生存。沒有兩種生態(tài)位是完全相同的,這就是“生態(tài)能”原理,又叫“格烏司原理”。
如果把課堂教學(xué)看作足一個生態(tài)環(huán)境,那么每一個學(xué)生都有不同的生態(tài)位,天生我才必有用,每個生態(tài)位都有一定的優(yōu)勢。教學(xué)的本質(zhì)是促使每個學(xué)生的發(fā)展,因此首先必須承認每個生態(tài)位的差異性和共存關(guān)系。生態(tài)位的分離程度同物種問的共存成正相關(guān),即分離程度越大,共存的機會就越大,因而不能過多地強調(diào)生態(tài)位的重疊與競爭。課堂教學(xué)要尊重學(xué)生的多樣性,致力于創(chuàng)造一種適合所有學(xué)生的教育,而不是挑選適合教育的學(xué)生。生態(tài)位教學(xué)是實現(xiàn)學(xué)生個性和諧發(fā)展的有效途徑,也是學(xué)生全面發(fā)展的基礎(chǔ)。在課堂教學(xué)中要促使學(xué)生強項得到充分發(fā)展,使其弱者得以改善和提高。教師應(yīng)該認識到每個學(xué)生都是獨特而出色的。對每一位學(xué)生抱以信任的態(tài)度,并樂于從多個角度來評價和按納學(xué)生,發(fā)現(xiàn)并發(fā)展學(xué)生的潛能,表現(xiàn)出對生命的尊重,對個性的尊重,對個體多樣性的尊重。
由于在教育中長期被忽視,學(xué)生也不能正確認識自己生態(tài)位的優(yōu)勢,造成一些學(xué)生不能正確認識自我,各種心理問題頻繁產(chǎn)生。因此在課堂教學(xué)中,教師還應(yīng)該科學(xué)分析每個學(xué)生的智能結(jié)構(gòu),興趣愛好,優(yōu)勢特長,潛在資質(zhì)及缺點不足,使學(xué)生在客觀評價自我的基礎(chǔ)上,科學(xué)定位,合理規(guī)劃,確立符合自身實際的發(fā)展日標。深入研究發(fā)掘社會需求與自身實際的契合點,努力尋找自身的不足與缺陷,形成自己的特色專長,發(fā)掘和創(chuàng)新生存途徑,拓展和優(yōu)化個人發(fā)展生態(tài)空問。
5.協(xié)同進化?!皡f(xié)同進化”一詞是1964年埃利希和雷文首次提出來的,用以闡述昆蟲與植物(蝴蝶及其采食植物之間)進化歷程中相互關(guān)系。它是指自然生境中兩個或多個物種,由于生態(tài)上的密切聯(lián)系,其進化歷程相互依賴。當(dāng)一個物種進化時,物種間的選擇壓力發(fā)生改變,其它物種將發(fā)生與之相適應(yīng)的進化事件,結(jié)果形成物種間高度適應(yīng)的現(xiàn)象。這種相互適應(yīng)、相互作用的共同進化關(guān)系即為協(xié)同進化。協(xié)同進化論與普通進化論看問題的著眼點不同,在普通進化論或種群遺傳學(xué)中,一個物種往往被孤立地看待,環(huán)境以及它相關(guān)物種被視為一成不變的背景,而協(xié)同進化論則強調(diào)基因的變化可能同時發(fā)生在相互作用的物種間。因此,協(xié)同進化更強調(diào)物種之間的相互作用,可以說它是進化論與生態(tài)學(xué)的一個重要交叉點。
關(guān)鍵詞:區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展;區(qū)域企業(yè)自生能力;評價指數(shù)
中圖分類號:F061.5
文獻標識碼:A
文章編號:1001—6260(2012)04—0001—09
隨著對次貸危機和歐債危機反思的深入,國內(nèi)外政策和研究再次聚焦于實體經(jīng)濟在經(jīng)濟發(fā)展中的基礎(chǔ)性作用,美國的“再工業(yè)化”戰(zhàn)略和“占領(lǐng)華爾街”運動便是其中的標志性事件。這一背景下,實體經(jīng)濟的發(fā)展能力評價成為衡量經(jīng)濟發(fā)展質(zhì)量的重要考核標準和政策績效評價的核心要素,也是經(jīng)濟發(fā)展研究的基礎(chǔ)環(huán)節(jié)。企業(yè)是實體經(jīng)濟的生產(chǎn)主體,是物質(zhì)產(chǎn)品和服務(wù)的提供者,基于區(qū)域企業(yè)自生能力的評價體系是實體經(jīng)濟發(fā)展能力評價的關(guān)鍵。
以GDP為基準的區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展評價存在缺陷,盡管當(dāng)前以地方GDP增長為主體的考核與激勵是造就中國經(jīng)濟奇跡的一大核心要素,但同時也帶來了日趨嚴重的問題,如地方政府對招商引資的依賴、重增長輕質(zhì)量、土地財政擴張和投資沖動等。
本文基于微觀主體——企業(yè)來評價區(qū)域自生能力及其對區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展的影響。通過分析診斷各地區(qū)企業(yè)自生能力的總體態(tài)勢、相對優(yōu)劣和內(nèi)部結(jié)構(gòu),可以有效地防止經(jīng)濟增長中地方政府的短期行為和非生產(chǎn),為中央和地方政府制定切實可行的促進優(yōu)質(zhì)實體經(jīng)濟項目源培育的政策提供依據(jù)。通過實證分析發(fā)現(xiàn),當(dāng)期(或當(dāng)年)區(qū)域企業(yè)自生能力對該地區(qū)后期(或幾年后)的人均GDP水平存在顯著的解釋力和影響力,證明了區(qū)域企業(yè)自生能力評價指標體系的科學(xué)性、合理性,以及培育企業(yè)自生能力對于國家或區(qū)域經(jīng)濟優(yōu)質(zhì)、持續(xù)發(fā)展的重要意義。
一、區(qū)域企業(yè)自生能力的相關(guān)研究述評
自生能力(Viability)一詞廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)、植物學(xué)、生態(tài)學(xué)和遺傳學(xué),指生存、發(fā)育和繁殖(再造)的活力與能力。林毅夫(2002)界定并推廣了企業(yè)自生能力的概念,即在自由競爭的市場經(jīng)濟中,一個正常經(jīng)營的企業(yè)在沒有外部扶持的條件下,能夠獲得不低于社會可接受的正常利潤(經(jīng)濟利潤而非會計利潤)水平的能力。他認為,違背比較優(yōu)勢會導(dǎo)致轉(zhuǎn)型期的中國國有企業(yè)缺乏自生能力,進而造成一系列經(jīng)濟問題。其后的研究認為,企業(yè)自生能力概念的內(nèi)涵應(yīng)該更加豐富,除比較優(yōu)勢外,技術(shù)優(yōu)勢、競爭優(yōu)勢都是企業(yè)自生能力的體現(xiàn)(廖國民等,2003),這種能力應(yīng)該是動態(tài)的,可以而且需要適度突破(郭克莎,2004),否則,比較優(yōu)勢產(chǎn)品特別是勞動密集型產(chǎn)品出口的收益不可能長期化,也無法自動、自發(fā)地實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)升級(胡漢昌等,2002)。
區(qū)域企業(yè)自生能力評級及影響的國內(nèi)外相關(guān)研究主要分為兩類,一類是以企業(yè)為軸心的國家或區(qū)域競爭力的研究,另一類是關(guān)于區(qū)域企業(yè)自生能力某一部分的研究。國內(nèi)外對國家或區(qū)域企業(yè)自生能力的研究主要集中于區(qū)域或國家競爭力的評價上。
以企業(yè)為軸心的國家或區(qū)域競爭力研究,主要關(guān)注宏觀層面企業(yè)營商環(huán)境的優(yōu)劣和微觀層面企業(yè)關(guān)鍵生產(chǎn)要素的數(shù)量與質(zhì)量(如勞動力)、創(chuàng)新的能力和創(chuàng)業(yè)等。其中瑞士洛桑國際管理學(xué)院(IMD)的《世界競爭力年鑒》主要側(cè)重于宏觀營商環(huán)境的評價,世界經(jīng)濟論壇(WEF)的《國際競爭力報告》的指標則是宏微觀相結(jié)合,企業(yè)層面的微觀指標主要有企業(yè)技術(shù)吸納能力、實用專利和公司研發(fā)費用、企業(yè)集群等(Xavier,2011);經(jīng)濟合作與發(fā)展組織(OECD)的《新經(jīng)濟報告》和英國政府的《生產(chǎn)率和競爭力指數(shù)》則更加偏重企業(yè)層面的考察,前者主要包括信息與通信技術(shù)應(yīng)用、創(chuàng)新與技術(shù)擴散、人力資本、創(chuàng)業(yè)和宏觀因素等五類指標,后者主要包括投資、創(chuàng)新、技術(shù)、企業(yè)和競爭性市場等五類指標。區(qū)域競爭力的評價指標也與之類似,只是應(yīng)用對象和處理方法略有差異,比較有影響力的是巴克萊銀行和威爾士發(fā)展局(Barclays Bank PLC et al)的《與世界競爭》、英國貿(mào)工部(UK DTI)的《區(qū)域競爭力指數(shù)》等。國內(nèi)研究方面,倪鵬飛等(2010)主編的全球500個城市的綜合競爭力指數(shù)(GUCI)主要依據(jù)綠色GDP規(guī)模、經(jīng)濟增長、專利申請數(shù)、創(chuàng)新能力、投入產(chǎn)出、跨國公司指數(shù)等指標對城市綜合競爭力進行評價,并總結(jié)出影響城市國際競爭力的關(guān)鍵是科技創(chuàng)新和全球聯(lián)系。
區(qū)域企業(yè)自生能力構(gòu)成部分的具體研究方面,代表性理論有企業(yè)的創(chuàng)造性破壞理論、創(chuàng)業(yè)型經(jīng)濟理論、企業(yè)集群能力理論、企業(yè)國際化能力理論、大企業(yè)理論、企業(yè)干中學(xué)的學(xué)習(xí)效應(yīng)理論。這些理論及其相應(yīng)的實證研究分別表明,企業(yè)創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)、企業(yè)集群、企業(yè)國際化、企業(yè)規(guī)模、企業(yè)經(jīng)驗等都是國家或地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展能力的微觀構(gòu)成基礎(chǔ)。
國內(nèi)大量針對中國現(xiàn)實的研究也證實了以上理論在中國的適用性。實證研究發(fā)現(xiàn):中國各地區(qū)中小企業(yè)競爭力(銷售收入、利潤及其增長率)總體上與其所在地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展水平基本一致(陳佳桂等,2003);企業(yè)家的創(chuàng)業(yè)精神對中國經(jīng)濟增長具有顯著的正效應(yīng)(李宏彬等,2009);企業(yè)集群為國內(nèi)企業(yè)帶來了分工、信息、信任、信用、創(chuàng)新、知識溢出、資源、規(guī)模經(jīng)濟等方面的優(yōu)勢;大企業(yè)兼具應(yīng)對政府和市場的“雙能力”(唐曉華等,2011)。
綜上所述,現(xiàn)有研究均把企業(yè)置于區(qū)域發(fā)展能力的核心地位,這對區(qū)域企業(yè)自生能力的內(nèi)涵、評價及其與區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展的關(guān)系研究非常具有啟發(fā)性,基于這些研究我們可以總結(jié)出這樣的結(jié)論,即存在以微觀企業(yè)自生能力為基礎(chǔ)的區(qū)域企業(yè)自生能力,這種能力是可以量化評價的,而且它是區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展中具有核心解釋力和影響力的因素。
同時,既有的研究也存在著一些問題,主要包括:(1)在概念及內(nèi)涵上,對企業(yè)自生能力的界定雖然合理但仍有待完善,而普遍采用的企業(yè)競爭力概念存在宏觀和微觀雙重視角,概念繁雜(Aiginger,1998)、構(gòu)成要素龐雜,甚至存在著產(chǎn)出指標與競爭優(yōu)勢構(gòu)成指標的混淆問題(Ronald,2002),因此,本文采用完善后的區(qū)域企業(yè)自生能力這一概念;(2)在基于企業(yè)的區(qū)域發(fā)展能力評價方面,目前主要是國家或區(qū)域競爭力評價,這些評價除了將解釋企業(yè)自生能力的宏觀環(huán)境因素與企業(yè)自生能力本身混為一談外,變量間還存在相關(guān)甚至重疊的問題;(3)現(xiàn)有研究或是建立龐雜的指標進行評價,或是從理論上進行解釋,或是對區(qū)域企業(yè)自生能力的某一部分進行評價及解釋,尚未建立一個區(qū)域自生能力評價、經(jīng)濟發(fā)展解釋和政策應(yīng)用相關(guān)聯(lián)的整體框架。
二、區(qū)域企業(yè)自生能力指數(shù)評價指標設(shè)置
本文將企業(yè)自生能力定義為在一定的經(jīng)濟(包括稟賦的比較優(yōu)勢,如勞動力成本相對較低)、社會、文化等環(huán)境的約束下,在競爭性經(jīng)濟中,企業(yè)通過自身的創(chuàng)新、網(wǎng)絡(luò)集群、規(guī)模優(yōu)勢、經(jīng)驗積累、國際化等建立的生存與發(fā)展的能力。簡言之,就是在競爭性經(jīng)濟中企業(yè)通過自身努力實現(xiàn)生存和發(fā)展的能力。
區(qū)域企業(yè)自生能力的實質(zhì)是在競爭性經(jīng)濟中區(qū)域內(nèi)企業(yè)整體的生存和發(fā)展的能力及活力,這種能力和活力主要體現(xiàn)為區(qū)域內(nèi)企業(yè)的創(chuàng)新力、創(chuàng)業(yè)力、集群力、成熟度和國際化能力。本文正是著眼于企業(yè)自生能力的微觀層面,依據(jù)區(qū)域企業(yè)自生能力的實質(zhì)構(gòu)成,對區(qū)域內(nèi)企業(yè)整體自生能力指數(shù)進行評價。本文共設(shè)置了五大類24項具體指標以評測區(qū)域企業(yè)自生能力,詳見表1。五類指標設(shè)置依據(jù)及其具體指標設(shè)置情況如下:
1.區(qū)域企業(yè)創(chuàng)新力
Schumpeter(1961)的創(chuàng)造性破壞理論認為,經(jīng)濟發(fā)展的真正原因在于“創(chuàng)造性破壞”,而企業(yè)是其實現(xiàn)主體,“創(chuàng)造性破壞”的壟斷利潤是企業(yè)家執(zhí)行“新組合”的動力。企業(yè)創(chuàng)新力在區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展評價的經(jīng)典文獻中都有體現(xiàn),而且是其關(guān)注的核心。在中國,區(qū)域創(chuàng)新的主體已由原來的高校和科研機構(gòu)為主導(dǎo)轉(zhuǎn)變?yōu)橐云髽I(yè)為主導(dǎo),同時區(qū)域間企業(yè)創(chuàng)新力的差異日益擴大,因此地區(qū)間創(chuàng)新力的差距也日益擴大(李習(xí)保,2007)。在區(qū)域企業(yè)創(chuàng)新力評價指標的選擇上,既有研究普遍將區(qū)域企業(yè)創(chuàng)新能力分為企業(yè)創(chuàng)新投入和產(chǎn)出兩個方面(朱海就,2004),企業(yè)創(chuàng)新投入主要包括經(jīng)費投入和人力資本投入,經(jīng)費投入又分為研發(fā)經(jīng)費和消化吸收經(jīng)費,企業(yè)創(chuàng)新產(chǎn)出主要包括專利的申請與授權(quán)、技術(shù)交易和新產(chǎn)品,因此,本文選擇表1中的八項具體指標來評價區(qū)域企業(yè)的創(chuàng)新力。
2.區(qū)域企業(yè)創(chuàng)業(yè)力
德魯克(2002)認為,創(chuàng)業(yè)型經(jīng)濟是上世紀80年代美國經(jīng)濟成功的原因所在,“100年后(自1873年),幾乎每個人都知道……只有在創(chuàng)業(yè)型經(jīng)濟成功、生產(chǎn)力提高的前提下,它(現(xiàn)代福利國家)才能真正存在下去”。事實上,不僅美國如此,在其他發(fā)達經(jīng)濟體的發(fā)展過程中,創(chuàng)業(yè)型經(jīng)濟也發(fā)揮著重要作用。創(chuàng)業(yè)作用于經(jīng)濟發(fā)展的路徑,包括知識溢出(Acs,et al,2005)、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變遷、促進競爭(方世建等,2009)、增加就業(yè)(Reynolds,1987)。在區(qū)域企業(yè)創(chuàng)業(yè)力評價指標的選擇上,本文參考全球創(chuàng)業(yè)觀察項目(GEM)的研究,選取的區(qū)域創(chuàng)業(yè)力具體衡量指標主要有全員創(chuàng)業(yè)活動指數(shù)(TEA)、創(chuàng)業(yè)率指標(CPEA)和私營企業(yè)數(shù),其中前兩者是相對指標,后者是絕對指標。TEA是私營和個體從業(yè)人員數(shù)與15—64歲人口數(shù)之比,CPEA指標是近三年新增私營企業(yè)數(shù)與15—64歲人口數(shù)之比,私營企業(yè)數(shù)則是一個區(qū)域創(chuàng)業(yè)企業(yè)存量的體現(xiàn)。
3.區(qū)域企業(yè)集群力
企業(yè)集群力對于區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展極為重要,是由于集群至少可以在三方面促進區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展,即提升區(qū)域內(nèi)企業(yè)生產(chǎn)率、掌握創(chuàng)新的方向和步驟、促進新業(yè)務(wù)的形成并壯大集群自身實力。因為越是在經(jīng)濟全球化的社會,越需要依靠本土地理、文化和制度相近的優(yōu)勢來形成更特殊的渠道、更密切的關(guān)系、更完備的信息、更有力的激勵等,進而取得生產(chǎn)率和創(chuàng)新上的優(yōu)勢(Michael,1998)。實證研究表明,區(qū)域企業(yè)集群力的確對經(jīng)濟發(fā)展存在顯著影響,但在不同區(qū)域會存在差異,美國經(jīng)濟增長對產(chǎn)業(yè)集聚的彈性系數(shù)為6%,西班牙為3%~5%,中國為8%左右(劉軍等,2010)。針對區(qū)域企業(yè)集群力的評價一直是個難題,本文借鑒哈蓋特(Haggett)提出的區(qū)位熵概念作為衡量區(qū)域企業(yè)集群力的相對指標,即各地區(qū)規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)產(chǎn)值的全國占比除以規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)從業(yè)人員平均人數(shù)的全國占比,用相對指標計算中所涉及的規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)的增加值、利潤、主營業(yè)務(wù)收入、從業(yè)人員、企業(yè)數(shù)、規(guī)模以上工業(yè)企業(yè)產(chǎn)值的全國占比等作為衡量區(qū)域企業(yè)集群力的絕對指標。
4.區(qū)域企業(yè)成熟度
大企業(yè)理論(錢德勒,1987)、規(guī)模優(yōu)勢理論、經(jīng)驗積累理論等的核心結(jié)論是,企業(yè)的成熟度(包括規(guī)模、治理和經(jīng)驗)是國家或地區(qū)企業(yè)自生能力的重要內(nèi)容?;谥袊鞯貐^(qū)的實證研究得出了與理論一致的結(jié)論:基于1985—1997年省級面板數(shù)據(jù)的實證分析發(fā)現(xiàn),企業(yè)規(guī)模對創(chuàng)新有顯著的促進作用,非國有企業(yè)尤其如此(周黎安等,2005);實證分析還發(fā)現(xiàn),中國上市公司的規(guī)模與債務(wù)融資存在顯著的正相關(guān)關(guān)系(周勤等,2006)。在中國企業(yè)普遍存在融資約束的情況下,企業(yè)IPO具有信號效應(yīng),可以提升企業(yè)后續(xù)信貸融資水平(朱凱等,2010),因此,本文采用區(qū)域內(nèi)企業(yè)A股IPO融資額衡量區(qū)域企業(yè)財務(wù)成熟度;由于信息披露更加完善,且建立了“用腳投票”機制和內(nèi)部治理機制等,所以上市公司整體上擁有更好的公司治理水平,因此,本文選用區(qū)域上市公司數(shù)量來衡量區(qū)域公司治理成熟度;從規(guī)模上來看,區(qū)域內(nèi)中國500強企業(yè)個數(shù)和中國民營企業(yè)500強個數(shù)能體現(xiàn)出一個區(qū)域企業(yè)的整體規(guī)模優(yōu)勢,因此可以作為衡量區(qū)域企業(yè)規(guī)模成熟度的指標。
5.區(qū)域企業(yè)國際化能力
企業(yè)國際化能力理論(Sapienza,2006)認為,企業(yè)可以利用區(qū)位優(yōu)勢、所有權(quán)優(yōu)勢、內(nèi)部化優(yōu)勢、產(chǎn)品生命周期優(yōu)勢、特殊市場優(yōu)勢、網(wǎng)絡(luò)資源優(yōu)勢等形成自生能力,提升區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展能力。即使是相對落后的發(fā)展中國家,也可以通過引進再生式的創(chuàng)新形成企業(yè)自生能力(Arrow,1962)。因此,對于后發(fā)國家而言,企業(yè)國際化能力有兩層含義:一方面是通過國際化利用外資,引進、模仿與吸收國際優(yōu)勢技術(shù)的內(nèi)向國際化能力;另一方面是利用自身優(yōu)勢和海外市場優(yōu)勢實現(xiàn)自身發(fā)展壯大的外向國際化能力。這兩種能力被形象地稱為“引進來”和“走出去”,本文借鑒Melitz(2003)用FDI衡量前者,借鑒Mathews(2006)等用企業(yè)對外直接投資額來衡量后者,同時考慮到中國金融企業(yè)僅集中在極個別地區(qū),且金融業(yè)是國家控制行業(yè)等的特殊性,最終選用非金融類企業(yè)對外投資額衡量后者。
需要說明的是,上述評價指標中并不直接包含影響區(qū)域企業(yè)自生能力的比較優(yōu)勢(林毅夫,2002)指標,但這并不代表我們否認比較優(yōu)勢對區(qū)域企業(yè)自生能力的影響,之所以未單獨設(shè)置該指標主要是基于以下考慮:其一,在知識經(jīng)濟時代,作為比較優(yōu)勢基礎(chǔ)的生產(chǎn)要素的價值角色在逐漸消退,如“彈丸之地”且置身戈壁的以色列卻成為高效經(jīng)濟的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)國,本是圣克拉拉荒谷的硅谷卻成為全球科技中心,原是一個小漁村的香港也已成為國際金融貿(mào)易中心;其二,2005年以后,各地區(qū)基礎(chǔ)要素(勞動、土地、資本)的比較優(yōu)勢情形大致相同,因為戶籍制度改革總體上促成了各地區(qū)間有效的勞動力流動(孫文凱等,2011),金融資源在全國均是由國家統(tǒng)一調(diào)節(jié)和國有產(chǎn)權(quán)控制(史建平等,2004),土地雖由地方政府控制,但是由于縣及地區(qū)層面激烈的招商引資競爭,地方政府也都積極增加土地供給(張五常,2008;曹正漢等,2011),甚至出現(xiàn)了供給過剩的情況(劉江濤等,2009);其三,比較優(yōu)勢理論給出的是判斷某類企業(yè)有無自生能力的標準,而現(xiàn)實證明各地區(qū)的企業(yè)整體上都是有自生能力的。此外,企業(yè)是“經(jīng)濟人”,企業(yè)創(chuàng)新、創(chuàng)業(yè)、集群、經(jīng)驗和國際化等“經(jīng)濟行為”也隱含著對比較優(yōu)勢的考量。
在理論、實證和中國現(xiàn)實的基礎(chǔ)上,本文構(gòu)建了中國各地區(qū)企業(yè)自生能力指數(shù)的評價框架,即各區(qū)域企業(yè)的自生能力是對其創(chuàng)新力、創(chuàng)業(yè)力、集群力、成熟度和國際化能力的綜合評價。
三、區(qū)域企業(yè)自生能力指數(shù)評價——基于AHP的分析
根據(jù)表l所示的區(qū)域企業(yè)自生能力指數(shù)評價體系,結(jié)合AHP評價模型程序,依次進行數(shù)據(jù)搜集、數(shù)據(jù)標準化處理和指標權(quán)重確定,最終作出綜合評價。
1.數(shù)據(jù)搜集和標準化處理
根據(jù)指標設(shè)計需要,24個指標涉及各地區(qū)2005—2010年30多項具體數(shù)據(jù),這些數(shù)據(jù)分別來自于中國宏觀經(jīng)濟數(shù)據(jù)庫、中經(jīng)網(wǎng)數(shù)據(jù)庫、《中國高科技產(chǎn)業(yè)統(tǒng)計年鑒》、《中國金融年鑒》、《中國證券期貨統(tǒng)計年鑒》、《中國對外直接投資統(tǒng)計公報》、《中國民營企業(yè)500強調(diào)研分析報告》、各地區(qū)統(tǒng)計年鑒,還有個別數(shù)據(jù)來自于專業(yè)網(wǎng)站或期刊,如2010年各地區(qū)A股IPO金額和上市公司數(shù)來自上交所和深交所的統(tǒng)計數(shù)據(jù),各地區(qū)2005——2010年的中國500強公司數(shù)來自于李建明等(2011)的論文《10年來中國企業(yè)500強發(fā)展趨勢》。
在收集和整理出24項數(shù)據(jù)之后,由于不同數(shù)據(jù)之間不具有可比性,我們首先對其進行標準化處理,處理的方法是:
令Cij=Cij/max{當(dāng)年各地區(qū)的Cij}。如2006年北京地區(qū)的專利申請數(shù)為C16=22572件,而當(dāng)年申請專利數(shù)最多的地區(qū)為廣東,其專利申請數(shù)max C16=72220件,因而經(jīng)過標準化處理后,北京地區(qū)的該項指標數(shù)值為C16=22572/72220≈0.312545。
2.構(gòu)造判斷矩陣,確定各項指標的權(quán)重
首先,用AHP模型構(gòu)建判斷矩陣,即根據(jù)AHP模型制定的評判標度(分值),一般采用1—9及其倒數(shù)的評判標度來描述各指標的相對重要性。
然后,根據(jù)相對比較評判標準,構(gòu)造判斷矩陣,分層、逐步確定指標權(quán)重。權(quán)重確定的原則是:在尊重經(jīng)濟理論和中國轉(zhuǎn)型期經(jīng)濟事實的基礎(chǔ)上,采用專家打分法,選取平均分值,根據(jù)平均分值組成的判斷矩陣,得出AHP模型下該指標的權(quán)重,并用一致性指標(Consistency Index,C.I.)、隨機性指標(Ran.dom Index,R.I.)和隨機一致性指標(C.R.=C.I./R.I.)檢查權(quán)重是否合理。如表3所示,我們對于準則層指標構(gòu)造出判斷矩陣,并進行一致性檢驗,最終確定指標權(quán)重。類似地,我們最終確定了表1中各項具體指標的權(quán)重。
3.區(qū)域企業(yè)自生能力指數(shù)的AHP評價
指標權(quán)重確立之后,即可用AHP方法計算出各地區(qū)2005—2010年區(qū)域企業(yè)自生能力指數(shù)。借鑒WEF的“可持續(xù)發(fā)展”思想,區(qū)域企業(yè)自生能力指數(shù)可從存量值和發(fā)展值兩個角度進行評價,二者分別反映了區(qū)域企業(yè)自生能力的當(dāng)前水平和動態(tài)發(fā)展能力。
為了平滑單一年份的數(shù)據(jù)異常帶來的評價誤差,我們使用2006—2010年5年的平均值來衡量各地區(qū)基于企業(yè)的區(qū)域自生能力存量值。同樣,我們還可計算出各地區(qū)基于企業(yè)的自生能力動態(tài)發(fā)展值,其計算過程與上述存量值計算過程相同,只是每一個指標的原始數(shù)據(jù)取當(dāng)年該地區(qū)在該項指標上的環(huán)比增速。最后,將存量值與發(fā)展值加權(quán)平均,得到5年年均區(qū)域企業(yè)自生能力綜合指數(shù)。表4按照排名先后分別列舉了各地區(qū)2006—2010年企業(yè)自生能力存量值、發(fā)展值和綜合值的評分。
四、區(qū)域企業(yè)自生能力指數(shù)分析及其對區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展的影響
從區(qū)域企業(yè)自生能力的存量值和發(fā)展值的結(jié)構(gòu)來看,中國的區(qū)域經(jīng)濟可以劃分為四種類型:第一種類型為高位調(diào)整區(qū)域,即一些地區(qū)雖自生能力存量值位居前列,但發(fā)展值卻不甚理想,這可能意味著需要尋找新的增長點,如北京、上海、天津;第二種類型為積極趕超區(qū)域,即部分地區(qū)自生能力的存量值和發(fā)展值都比較可觀,如廣東、江蘇和重慶;第三種類型為快速追趕區(qū)域,即大部分中西部城市盡管自生能力存量值較低,但增量值較好,這種自生能力的發(fā)展如果得以保持,則追趕有望,如安徽、湖南、陜西、內(nèi)蒙古、江西、湖北等;第四種類型稱之為雙重拖累區(qū)域,主要有個別西部省區(qū),自生能力存量值和增長值均明顯落后,亟待突破和關(guān)注,如青海、貴州等。
從區(qū)域企業(yè)自生能力評價結(jié)果整體來看,我們還發(fā)現(xiàn)了一個可能的趨勢:各地區(qū)企業(yè)自生能力的發(fā)展值都為正值,而且快速追趕的區(qū)域占多數(shù)。這說明如果能夠保持這種勢頭,區(qū)域間的經(jīng)濟差距就有望實現(xiàn)收斂。但是,第四種類型的地區(qū)短期內(nèi)顯然還難以擠入收斂的行列,所以這種收斂是不完全的。
就地區(qū)之間比較而言,對各地區(qū)企業(yè)自生能力總體及構(gòu)成進行對比分析有利于確認各自的比較優(yōu)勢和劣勢,進而可以結(jié)合區(qū)域?qū)嶋H情況,更為科學(xué)地確定政策著力點。以國家技術(shù)創(chuàng)新工程試點省的企業(yè)創(chuàng)新力為例,截至2010年底,試點地區(qū)有安徽、浙江、江蘇、山東、廣東、四川、遼寧、上海,其部分指標排名見表5。其中,就安徽而言,目前存在的問題是,區(qū)域企業(yè)的創(chuàng)新力落后于企業(yè)整體的自生能力,盡管從發(fā)展的眼光看這種狀況正有所改善,而且,安徽在企業(yè)創(chuàng)新的投入和產(chǎn)出上較其他試點城市還有一定的差距,只是在技術(shù)消化吸收經(jīng)費投入強度方面具有明顯的優(yōu)勢,因而,針對安徽企業(yè)創(chuàng)新力的培育需要同時加大創(chuàng)新投入和創(chuàng)新產(chǎn)出,否則企業(yè)的創(chuàng)新力瓶頸將會制約區(qū)域企業(yè)自生能力的提升。
另外,根據(jù)上文推測,區(qū)域企業(yè)自生能力是中國區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展中具有核心解釋力和影響力的因素,在完成區(qū)域企業(yè)自生能力指數(shù)評價的基礎(chǔ)上,本文構(gòu)建了以下四個模型進行驗證。其中:GDP2011。表示各地區(qū)在2011年人均GDP與當(dāng)年全國人均GDP之比,即各地區(qū)2011年人均GDP的相對數(shù);GDPAY3表示各地區(qū)2009—2011年人均GDP相對數(shù)的均值;SVIAY3表示各地區(qū)2006—2008年區(qū)域企業(yè)自生能力存量的3年均值;DVIAY3表示2006—2008年區(qū)域企業(yè)自生能力發(fā)展值的3年均值;SVIAY表示2006年各地區(qū)企業(yè)自生能力的存量;DVI表示2007年各地區(qū)企業(yè)自生能力發(fā)展值;SVIAY表示2006—2010年區(qū)域企業(yè)自生能力存量的5年均值。
四個模型的分析結(jié)果整體上證明了最初的推測,即一個地區(qū)某一時期(或某一年)的企業(yè)自生能力對該地區(qū)下一時期(或未來)的人均GDP有顯著的解釋力和影響力。將模型1、模型2、模型3作為一組,模型4作為另外一組,可以發(fā)現(xiàn),無論是未來某一年的區(qū)域人均GDP還是未來某一階段的區(qū)域人均GDP都可以由各地區(qū)歷史的區(qū)域企業(yè)自生能力來顯著地解釋,而且當(dāng)被解釋變量是一個階段時,其解釋的顯著性就更強,兩類企業(yè)自生能力的影響也在加大。通過模型間的對比還能發(fā)現(xiàn),自生能力存量值和自生能力發(fā)展值及其單期指標與階段指標在解釋力和影響力上的差異。
四個模型中的自生能力發(fā)展值的系數(shù)均為負數(shù),最有可能的原因是,在29個區(qū)域中自生能力存量值與發(fā)展值位勢相反的地區(qū)占多數(shù),即本文所說的第一類和第三類區(qū)域,而近期對經(jīng)濟發(fā)展產(chǎn)生影響的主要還是存量值,所以發(fā)展值的位勢與區(qū)域發(fā)展程度的位勢是相反的。
五、結(jié)論
基于理論、實證和中國的現(xiàn)實,本文所做出的區(qū)域企業(yè)自生能力的評價試圖為區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展或經(jīng)濟質(zhì)量的評價提供一個新的、可行的標準,或至少可以作為當(dāng)前GDP評價和競爭力評價的有益補充。盡管以GDP(增長)作為區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展衡量基準與區(qū)域間“以GDP為基礎(chǔ)的錦標賽競爭”的激勵制度(周黎安,2007)相結(jié)合的機制,造就了中國經(jīng)濟增長奇跡,但由于GDP指標存在統(tǒng)計遺漏、未考慮增長的成本、未考慮產(chǎn)品升級和新產(chǎn)品研發(fā)、不包含收入分配等因素,而且GDP可以通過重復(fù)建設(shè)、投資拉動等人為“制造”,所以這種機制的弊端也日益顯現(xiàn),如造成資源環(huán)境壓力日益加大、要素價格被扭曲、重復(fù)建設(shè)、地方分割和惡性競爭等。區(qū)域企業(yè)自生能力指數(shù)之所以是區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展評價的一個可行標準,不僅因為它難以被人為地“制造”,也不僅因為它是實體經(jīng)濟發(fā)展水平的衡量,還因為它是當(dāng)前發(fā)展水平和可持續(xù)發(fā)展能力的綜合評價。相對于區(qū)域競爭力評價,它的最大優(yōu)點在于并未將影響發(fā)展的環(huán)境評價和發(fā)展本身的評價混為一體。
根據(jù)區(qū)域企業(yè)自生能力的評價,可以將中國的區(qū)域經(jīng)濟劃分為四種類型——高位調(diào)整型、積極趕超型、快速追趕型和雙重拖累型,而且,這四種類型的區(qū)域呈現(xiàn)出一種不完全收斂的態(tài)勢。
本文實證分析表明,區(qū)域企業(yè)自生能力對未來區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展水平具有顯著的解釋力和影響力,且當(dāng)考察的是一段時期而非特定年度時,這種解釋力和影響力會更強。這一結(jié)果的經(jīng)濟戰(zhàn)略含義是:區(qū)域經(jīng)濟健康、可持續(xù)的發(fā)展倚重于區(qū)域企業(yè)自生能力的提升。一個地區(qū)要謀求長期、可持續(xù)的發(fā)展,應(yīng)把優(yōu)質(zhì)實體經(jīng)濟項目源培育作為經(jīng)濟發(fā)展政策的核心內(nèi)容,尤其是要在分析比較優(yōu)勢和劣勢的基礎(chǔ)上,結(jié)合本地區(qū)的情況,著力培育區(qū)域內(nèi)企業(yè)的創(chuàng)新能力及創(chuàng)業(yè)能力,打造優(yōu)勢集群,提升企業(yè)成熟度與國際化能力。
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