走近生物技術

1、.：.；轉基因食品的平安性評價摘 要：轉基因食品已逐漸走進人們的生活，同時其平安性也遭到普遍關注。一些國際機構已出臺相應程序和條例對轉基因食品進展評價和規(guī)范，并在美國、加拿大等國家付諸實施。本文就轉基因食品對人類安康的潛在危害、危害來源，以及國際上現有的評價措施作簡單論述。關鍵詞：基因工程，食品，平安性，評價 轉基因工程是指運用分子手段，經人工設計或從生物中獲得目的基因并導入植物體內，從而實現對植物的遺傳改良。自1983年第一例轉基因植物問世以來，植物基因工程開展日新月異，主要構成抗蟲、抗病、抗逆、質量改良、控制發(fā)育和利用植物消費藥物六大類植物基因工程?，F有各類轉基因植物120多種，涉及植物的

2、35個科，其中40多種3 000多例轉基因植物已進入田間實驗，部分轉基因植物產品已開場商業(yè)化消費，轉基因植物因其具有常規(guī)手段難以獲得的優(yōu)良性狀而展現了誘人的前景。一、植物基因工程食品研討開展現狀 植物基因工程食品是指作為傳統(tǒng)食物來源和非食物來源的植物經遺傳工程改良后構成的新植物食品。這種食品因轉基因植物，往往具有普通食品不可比較的優(yōu)點，如耐貯藏、營養(yǎng)質量好、產量高、含有特殊保健成分等。很多研討機構和生物技術公司投入大量人力物力努力于生物技術食品的研討和消費。1994年美國calgene公司的轉基因延熟番茄(flavr savr tomato)經FDA同意上市，成為第一例經過平安性評價的轉基因植

3、物食品。近年來，植物基因工程食品開展迅速，迄今為止，全世界已有40多個能夠作為食品來源的轉基因植物獲得同意上市。主要包括延熟番茄，抗除草劑的玉米、棉花、大豆和油菜，抗蟲的馬鈴薯、棉花和玉米，抗病毒的西葫蘆、南瓜和番木瓜，雄性不育的玉米和葛首，以及改動油脂特性的油菜和大豆等。中國的科學家在農作物抗蟲、抗病及質量改良等研討領域已獲得顯著進展，一些成果已進入商業(yè)化階段，如轉基因耐貯番茄華番一號和轉基因抗蟲棉已在1997年同意進入商業(yè)化消費。處于中試階段的與食品有關的轉基因植物有抗蟲的水稻、抗病毒病大白菜、抗旱馬鈴薯、高氨基酸含量的馬鈴薯等。另外，全世界范圍內還有大量與食品有關的轉基因植物等待同意進入

4、市場，主要有水稻、玉米、小麥、黑麥、高粱、甘薯、油菜、草毒、葡萄、檸檬、甘蔗、向日葵、甜菜、大豆、花生、番茄、胡蘿卜、芹菜、黃瓜、大白菜、葛首、紅豆、蓮、芥類、花椰菜、胡桃、蘋果、柑桔等幾十種。 轉基因植物由于采用遺傳工程操作的特殊手段，因此能夠存在無法預測的其它性狀的改動，從而帶來某些轉基因植物食品的平安性問題。1989年美國Showa Denko公司利用遺傳工程改良的微生物消費大量L2色氨酸，上市后引起37人死亡，1500人致殘，在社會上引起劇烈反響。近年來對轉基因植物的廣泛研討和基因工程食品的迅速釋放使遺傳工程食品的平安性問題越來越遭到各國政府和群眾的注重，人們紛紛要求對生物技術食品進展

5、檢測以確保其平安性。1990年結合國糧農組織(FA0)和世界衛(wèi)生組織(WHO)召開第一次有關生物技術食品平安性分析會議，并制定相關戰(zhàn)略。1992年美國聯邦食品和藥物管理局(FDA)初次公布政策，規(guī)定生物技術食品不能對人類安康產生危害，否那么不予上市出賣。如今美國、加拿大和一些北歐國家對轉基因食品的平安性評價，主要根據經濟開展協作組織(OECD) 1993年提出的“本質等同性(substantial equivalence)原那么，以為轉基因植物食品只需與傳統(tǒng)食品本質性等同，那么就以為是平安的。由于缺乏嚴密的、系統(tǒng)的實驗數據和嚴厲的監(jiān)視，而且沒有要求對被以為是平安的轉基因食品加上標簽，這種方法遭

6、到越來越多的置疑，隨著二惡英食品污染事件，以及轉基因玉米花粉對蝴蝶的毒害實驗，轉基因食品平安性再次引起人們的擔憂。二、植物基因工程食品對人類安康的能夠危害及危害產生的機制1、植物基因工程食品對人類安康的能夠危害 研討和確定生物技術食品能夠對人類安康產生的危害是進展平安性評價的前提。生物技術食品對人類的危害主要有三大類：能夠含有知或未知的毒素，對人體產生的毒害作用；能夠含有知或未知的過敏原，引起人體的過敏反響(這種反響能夠是致命的)；這種食品能夠某些營養(yǎng)成分或營養(yǎng)質量產生變化，使人體出現某種病癥。植物遺傳工程是把一定的遺傳信息經過一定的分子操作導入植物體內，使該植物獲得某種特性。這一過程中，受體

7、植物、導入的遺傳信息和分子操作都有能夠產生以上危害。普通來說，導入的遺傳信息和受體植物帶來的危害是知的、明顯的、可以解釋的，而分子操作因其部分機理尚未明晰，帶來的危害較難預見。2、轉基因植物食品危害產生的機制 植物的遺傳操作在已被改良的植物體內或食品里產生毒素、過敏原或者改動營養(yǎng)成分而危害人體安康。那么植物基因工程是如何產生這些危害的？如今以為主要有三種能夠的途徑。1 導入新蛋白質直接或間接地對人體安康產生危害植物基因工程向植物體內導入遺傳信息，這種遺傳信息能夠地球上的任何生物。它們產生的蛋白質對受體植物來說是全新的物質，從而使食品中具有新的蛋白組分，有時這種組分的含量還很高。新蛋白產生危害有

8、兩種情況：一種情況是，這種新蛋白本身就是毒素或過敏原，危害人體安康；另一種情況是這些新蛋白組分以不可預測的方式改動植物的細胞代謝，從而使食品中產生新的毒素或過敏原，細胞代謝的改動也能夠抑制植物體內一些重要的營養(yǎng)物質產生，使得食品中缺乏這些重要的營養(yǎng)物質。2遺傳工程引起植物體內DNA發(fā)生突變而呵斥危害經過植物基因工程把一個或多個基因插入植物的基因組內，必然會引起植物體內的DNA發(fā)生突變。外源基因插入位置的不同，會引起植物體內發(fā)生三類不同的變化：假設插入發(fā)生在植物基因組中一個或多個重要酶基因當中，這些基因能夠不再表達重要的蛋白酶。這些酶所催化的代謝就會被阻斷，從而使植物體內能夠聚合某些毒性復合物，

9、或者不能產生重要的營養(yǎng)物質。假設插入發(fā)生在某個重要基因附近，能夠會改動這個重要基因的表達。正常情況下，這個基因的產物是無毒或無過敏性的，但這種表達程度的改動能夠會使這個基因產物成為毒；或過敏原，而這種表達產物的改動也能夠使某個細胞代謝發(fā)生改動，導致毒素或過敏原的產生或重要營養(yǎng)物質的缺乏。假設這個基因產物是一個重要的調理分子，其變化必然會引起重要生理過程的改動，對食品的平安和質量產生重要影響。假設插入發(fā)生在功能未知的DNA序列之中，由于這段DNA序列的功能尚未明晰，它的突變所帶來的危害能夠是長期的、微小的，并且無法預料。但不能完全否認這種了害的存在。有關這方面的研討有待進一步加強和深化。3遺傳工

10、程的不可預測性和控制性能夠帶來危害雖然在實驗室條件下可以非常準確地對DNA實施剪接，但一個DNA分子被導入植物體內后，它對整個植物基因組的影響還無法完全預測和控制。首先，植物體是一個復雜的生物系統(tǒng)，無數的細胞、代謝途徑和生物分子都是相互影響、相互作用的?；蚬こ谈膭恿艘粋€生物分子、一個代謝途徑或一個細胞，一定會對整個生物體產生影響。基因工程能把一個遺傳信息導入植物體內，并使之獲得表達，但在如今的技術條件下我們依然無法控制和預測遺傳信息的插入位置和拷貝數。由于遺傳密碼的提示，構造基因的功能可以獲得很好的解釋，但是調理基因在不同的生物和細胞內其功能差別很大，我們無法預測某個調理基因導入特定的生物或

11、細胞內的作用方式和作用效果。由此可見，經過遺傳工程完全按人的意志只改動植物的一個性狀不太能夠，能夠還存在其他無法預測的性狀改動，有時這種改動還難以覺察，因此對于轉基因食品必需實施徹底的平安檢查，防止其對人類安康產生危害。三、植物基因工程食品的平安性檢測和評價1、平安性檢測和評價的內容 根據轉基因技術的特點，可從以下幾方面開展植物基因工程食品的平安性檢測與評價：新食品的客觀特性；導入的任何新物質的平安性，包括選擇標志基因產物；食品中超出平安范圍的毒性物質；遺傳工程導致重要營養(yǎng)物質的改動。這樣才能夠對轉基因植物食品作一個較全面和徹底的檢測。2、檢測和評價的方法及過程 傳統(tǒng)的植物食品評價主要根據對食

12、品的化學分析、品味實驗以及表觀性狀的分析來斷定食物的質量和平安程度。而對于現代生物技術食品，必需根據導入基因的作意圖圖和作用機理、受體植株的分子改動、食品中的物質組成及其營養(yǎng)性等方面進展評價。如今美國、歐洲的一些國家比較流行的是基于“本質等同性的檢測和評價方法。美國Fagan博士提出一套較嚴厲的檢測和評價措施，對于轉基因食品平安性研討有重要意義。1 基于“本質等同性的檢測和評價措施1990年FA0和WHO結合討論的報告中提出用一個可以接受的平安規(guī)范進展終產物的比較，為平安評價提供了重要的根據。經濟協作與開展組織(OECD)建立了“本質等同性的概念，并指出本質等同性的概念對定位現代生物技術食品的

13、平安評價是最實踐的方法。“本質等同性是指利用一個現有的食物或食物成分與新食物或食物成分相比較，假照本質上是一樣的，那么它就可以與這個現有的食品或食物成分作同樣對待，假設現有的食品或食物成分被以為是平安的，它也可以被以為是平安的。這種檢測和評價是一種分析比較的過程，這種比較按食品的運用情況可以在整個植物體、食物部分或者食物成分三個程度上進展。比較時應包括兩者的分子特征、表型特征、重要的營養(yǎng)物質、毒素和過敏原等。用于比較的對照可以是共享的數據庫、科技文獻中的數據、對供體和受體生物及普通種類的分析數據等。當然這種比較應該思索自然變異和環(huán)境對數據的影響。 檢測和評價過程包括四個步驟: 第一步：了解每個

14、轉基因植株的遺傳背景，選擇用以比較的植物。 需求了解的遺傳背景主要是：受體植物的有關信息，包括系統(tǒng)分類、科學稱號、與其它生物的關系、作為食品來源的運用歷史、毒素產生的歷史、過敏反響、種內或相關種內有無抗營養(yǎng)因子、生理活性物質的存在和重要的營養(yǎng)物質；基因構建的有關信息，包括基因來源、基因載體的構建、啟動子活性和轉導方法；轉基因植株的有關信息，包括陽性植株的選擇方法、改造性狀的表型、導入基因的表達程度和穩(wěn)定性、基因的轉移性、目的基因的功能和插入位點。 第二步:進展本質性比較。 對曾經確定比較的植物進展表型特征和構成成分比較。表型特征的比較主要有形狀、生育期、產量、病蟲害抗性和其它性狀;組成成分比較

15、，普通情況下只分析重要的營養(yǎng)成分、毒素和過敏原。需求分析的營養(yǎng)成分有脂肪、蛋白質、碳水化合物、微量元素和維他命等，這些營養(yǎng)成分能夠因導入蛋白的影響而發(fā)生變化。毒素和過敏原的檢測比較普通根據對照所含成分分析，假設根據遺傳背景信息疑心轉基因食品中有其它意想不到的危害，那么需求調查其它更多的成分。 第三步:得出比較結果及進一步處置。 經過比較可以得出三種結果:新的轉基因植物食品與某個現有食品完全等同，那么以為這種轉基因食品是和現有食品一樣平安的。這樣的轉基因植物食品可以進入市場，并不需求在標簽上闡明是轉基因食品。新的轉基因植物食品與某個現有食品之間大部分都是等同的，只需一點明確的差別。這些差別主要是

16、由于被導入基因(包括選擇標志基因)的產物改動了植物體的內源成分。對這些差別必需進展進一步的平安檢測，主要集中在導入基因的產物、功能以及由于它的作用而產生的一些物質，如蛋白質、脂肪、碳水化合物和新的小分子物質等。假設新物質經實驗證明是無害的，那么這種轉基因食品再經其它的評價后上市的能夠性很大。與現有的食品完全不等同的轉基因植物食品。如今和未來幾年內出現這種轉基因食品的能夠性比較小，但是我們不能以為這種食品就是不平安的。對于這種食品必需經過嚴厲檢測。首選應該了解這種轉基因植物的一切信息，包括:受體植物、供體生物、遺傳修飾和目的基因的性質；轉基因植物的表型特征，以及化學和營養(yǎng)組成；目的基因的插入位點

17、。初步的鑒定結果和這種食品在人們膳食中的位置將決議能否需求進一步的平安性鑒定，例如進展動物喂食實驗和人類實驗。 第四步:加標簽后上市。 轉基因食品經過檢測但能夠在部分人群中產生過敏反響，或者經過一定加工后可以消除有害影響，那么都必需在標簽上加以闡明。假設經檢測不存在任何危害，那么不需求加上標簽，這樣轉基因植物食品就可以作為食品上市。當然有的能夠存在其它方面的平安性問題，比如環(huán)境和生態(tài)方面的平安性等，在運用時還要進展監(jiān)管。2 美國Fagan博士的檢測和評價措施如今，歐洲、北美等地域的國家都運用基于“本質等同性檢測和評價措施來對生物技術食品實施評價。許多轉基因食品普通都能經過這樣的評價措施而迅速走

18、向市場。這引起許多學者和專家的擔憂。他們以為這種措施是不充分和不徹底的，無法檢測出一些不可預測的危害，對于一些經長期食用后才表現的危害也無能為力，于是呼吁社會群眾對生物技術食品要多加留意。在這方面，Fagan以為“本質等同性的檢測和評價措施是不全面的，由于它沒有選擇足夠多的特性進展比較，生物技術食品能夠存在不可預料的副作用，而且能夠會產生一些有害的衍生物。他建議對每一種生物技術食品進展臨床檢測(包括動物體內、體外和喂食實驗以及人類的短期和長期實驗)并加標簽指明為生物技術產品。他提出的檢測與評價措施包括兩個主要方面。 對知的毒素、過敏原和營養(yǎng)物質改動的檢測 用免疫球蛋白E和血清反響來檢測受體植物

19、中固有的知過敏原能否在轉基因植株中存在，過敏決議因子能否隨著目的基因從原來表達過敏原的生物中同時導入轉基因植株中，能否還有其它知過敏原存在。根據反響結果和一些臨床資料來確定其能否被人們所食用，或者在標簽上注明。 利用準確的分析方法檢測受體植物中原有的毒素在轉基因植株中能否在正常的含量范圍內，供體生物中毒素或產生毒素的酶能否導入轉基因植株中。假設存在這些毒素，必需根據這些毒素的活性、程度以及臨床資料來確定該食品能否被商業(yè)化。 分析轉基因植株的營養(yǎng)物質的變化，包括對蛋白質、碳水化合物、脂肪、主要維生素和微量元素的數量、組成和生物活性的分析：與原有食品成分的比較分析對食物：中重要的營養(yǎng)物質的數量和質

20、量進展細致分析；對能夠會導致營養(yǎng)物質發(fā)生變化的轉基因植物進展進一步的探求，比如延熟番茄在保管期內營養(yǎng)物質能否發(fā)生宏大變化。在以上分析中如有宏大差別時應該在標簽上加以闡明。 對未知的新毒素、新過敏原的檢測 對于未知的新毒素和新過敏原可以采用體內實驗來進展檢測，主要過程如下: 動物物實驗 用轉基因食品喂食小鼠，目的是檢測對人體有害的強毒素和強過敏原。察看盡能夠高的劑量下喂食48 h至2周后的嚴重效果和按人的飲食劑量喂食90d后的效果。檢測小鼠的最大容忍劑量、中樞神經和消化系統(tǒng)的效應、過敏和發(fā)炎情況等。 短期高劑量的人類實驗讓2050個自愿者食用轉基因食品，初步檢測該食品對人類的危害。開場逐漸添加劑

21、量，繼續(xù)食用48h，察看和測試重要的生理景象、生理參數和血液成分。假設沒有中毒和過敏反響發(fā)生，那么把劑量降至正常的飲食程度繼續(xù)食用90d，察看能否有不正常景象發(fā)生。一旦有中毒和過敏反響發(fā)生，食用立刻終止。 中期和中間劑量的人類實驗100200個對象按最高的飲食程度食用轉基因食品達6個月，主要用來確定能夠對人群的1以上有毒性和過敏反響的物質。察看實驗對象的重要的生理景象、生理參數和血液成分。 長期的人類實驗10003000人按正常以上程度食用轉基因食品長達2年，主要用來確定對1以下的人群有危害的物質或能夠致癌和對生殖有影響的物質。 部分市場釋放和監(jiān)測選擇一定的區(qū)域釋放轉基因食品，仔細察看其對該區(qū)域消費者的安康影響，大約需求23年。轉基因食品必需加上標簽，注明轉基因食品，供體生物和重組DNA分子，轉基因食品的獨特性質。提示消費者這是實驗品，并要求消費者報告食用后的能夠影響，提供消費者可以反響的途徑和方法。 廣泛和長期的市場監(jiān)測食品