学术报告厅
| The evaluation of genetically modified technology and it's future |
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钟凯 计融(卫生部食品卫生监督检验所 100021) 转基因技术是通过基因工程将外源基因片段引入目标生物体，使之具有新的稳定遗传性状。目前转基因技术已在动植物品种改良领域得到广泛应用，由于植物培育条件易于控制，因此种植作物中转基因技术的应用更为广泛。通过生物遗传信息的人为操作，使动植物和微生物的生物特性可以打破种属间的自然隔离屏障进行转移。这一新的发展态势，一方面展示出先进科学技术在生产上的巨大应用前景，另一方面也预示着可能带来的不利影响。20世纪80年代以来，生物技术飞速发展，新的基因工程体不断问世，这既是机遇,也是挑战。随着转基因作物商业化种植的全球性发展，转基因食品也有全球化的趋势。然而，转基因食品的安全性问题也越来越引起各国政府和国际组织的关注。因此，在生物技术迅速发展的同时，相应地加强基因工程工作的安全性管理，是非常重要的。 1 转基因作物发展概况 2000年全球转基因作物的种植面积为4420万公顷，比上一年度增长了11%。在以往的5年中，全球转基因作物种植面积增加了近25倍，这样高的接受率反映了工业化国家和发展中国家的种植者对使用这种新技术的认可。目前4个主要种植国（美国、阿根廷、加拿大和中国）的转基因作物种植面积占全球总量的99%。2000年最主要的转基因作物是大豆，占转基因作物总种植面积的58%，其次是转基因玉米,约占23%，第三位是转基因棉花，占12%，而转基因油菜籽为6%。在1996至2000年的年中，抗除莠剂作物一直是最主要的转基因作物，其次是抗虫作物。2000年抗除莠剂性状占转基因作物的74%，抗虫性状占19%，另有7%的份额为复合抗除莠剂、抗虫性状。复合基因作物种植量上升的趋势预计还将继续[1]。 我国是最早开展转基因研究的国家之一。至1999年，我国共有48种转基因作物进行中间实验，涉及作物11种。其中水稻、小麦、玉米、西红柿、白菜、甜瓜、香木瓜、花生和广藿香为转基因食品植物。49种进行环境释放，涉及10种作物，其中水稻、玉米、大豆、马铃薯、西红柿、甜椒和线辣椒为转基因食品植物。 2 目前存在的问题 转基因技术问世以来已经历了近20年的发展，现已比较成熟。但是，作为一种新技术，其安全性仍然有许多方面需要完善。 从食用安全性看，当前主要使用经济合作发展组织（OECD）提出的“实质等同性原则”对转基因食品进行安全性分析。实质等同性原则的比较内容包括：天然有毒物质、营养成分及抗营养因子、过敏源、农艺性状。目前尚未有因摄入转基因物质造成人体不良反应的报道，但其安全性却不能得到完全肯定。最典型的一个例证是，美国Pioneer Hi-Bred公司曾将巴西坚果基因引入大豆以提高其营养价值。经检验，基因已稳定插入目标作物，但后续研究发现引入基因的表达产物对人体是一种过敏原。也就是说将巴西坚果的过敏源引入了大豆，这使得消费者有可能因摄入此种大豆而产生过敏反应。本来这种大豆是作为动物饲料的，但由于无法保证这种大豆不进入人的食物链，该公司不得不终止这一产品的研发[2]。又如，英国曾有人报道过一种转基因土豆，小鼠食用后产生了肠道肿胀反应，说明引入外源基因的表达产物可能对哺乳动物的消化系统有害[3]。尽管上述两种基因工程作物没有进入市场，但这些事实使人们不得不对转基因食品的安全性采取更为审慎的态度。另外，2000年10月，美国食品药品管理局（FDA）报道有数千吨转基因甜玉米进入了人的食品供应网，而这些玉米仅被批准用于牲畜饲料[4]，说明管理中还有一些漏洞。这些事件影响了消费者对食品安全保障工作的信心。 还值得关注的是抗生素耐受性问题。为便于对基因工程体进行筛选，往往在插入目标基因的同时插入一段抗生素耐受性基因片段。通过抗生素选择性筛选，可将转基因个体分离出来。所谓可安全使用的标记基因，仅指基因本身（启动子及终止子除外）及其主要产物可安全地作为人的食物，并不包括基因多效性及其多种次生效应。通常，标记基因所涉及的抗生素不用于医疗，而且在加热处理过程中降解[5,6]。因此大部分标记基因的安全性已获得国际社会的认可，但是仍有一部分标记基因的安全性还未得到肯定。现在有的标记基因已经用到了临床实用抗生素，例如Novartis公司研发的含抗阿莫西林基因的玉米。由于这种玉米直接用来喂养牲畜而不经加热处理，因此有可能将抗性基因转移给动物的肠道菌群（包括人体致病菌）。鉴于此，这种产品未能获得批准[7]。 环境和生态效应也是应关注的重点。对于转基因植物，最主要的潜在危险是通过花粉的传播与野生植物杂交。抗除莠剂的作物一旦有机会与野生植物杂交就可能使杂草获得除莠剂耐受性，从而产生“超级杂草”[3]。这必将会严重影响农业生产，造成巨大损失。同样，抗虫作物也存在抗性基因扩散的潜在可能性，如果昆虫具有了Bt抗性，那么现有的抗虫作物就失去了遗传上的优势，而这种后果可想而知是严重的。Bt作物对非目标昆虫（如，蝴蝶）的毒性以及基因表达的多效性也引起了科学家的注意。美国曾有报道称一种名为黑翅金斑蝶的蝴蝶因摄入Bt玉米的花粉而死亡[8]。众所周知，昆虫是植物花粉传播的主要途径之一，黑翅金斑蝶的死亡对生态的影响还不得而知。又如，以杂草种子为食的鸟类种群数量在种植抗除莠剂作物的地区受到的影响至今还没有定论[9]。这是由于环境和生态的反应速度较慢。因此，长期监测是非常有必要的，然而现在对远期效应的研究开展得很不够。 3 未来展望 尽管转基因技术还有不少安全上的疑点，但它对我国有极其重要的意义。我国人口众多，土地资源相对贫乏，粮食生产压力很大。转基因作物能改善食品品质、抗虫、增产、增加作物对真菌的抵抗力、减少水土流失、减少农药的使用量，从而带来显著的农业效益、经济效益[10]。转基因作物还有可能改善人民的健康状况。例如，瑞士联邦理工学院正在培育一种富含维生素A的大米，它可以有效防治失明[11]。因此发展转基因作物对我国是有利的。目前我国的生物技术支持产业还十分薄弱，因此大部分研究开发用的仪器设备，包括试剂均依赖进口，大大制约了生物技术的发展。所以政府部门应从长远目标着眼，在政策上扶植相关产业。另外，我国生物技术研究中还存在着技术储备不足、创新性不够的问题。因此要充分利用我国丰富的基因资源，开发拥有自主知识产权的专利技术，以提高我国在该领域的竞争力。转基因作物在我国的普及面很窄，品种较少且效益不高。在新的转基因作物研究方面应将注意力更多地放在主要经济作物上，尤其是有利于贫困地区种植的品种。对有出口潜力的新品种也应加大开发力度。 鉴于生物技术优劣并存的特点，我国农业生物基因工程安全管理的总原则是，既要有利于促进基因工程技术的发展，又积极致力于保障人体健康和生态环境的安全。我国已于1996年11月8日颁布实施了《农业生物基因工程安全管理实施办法》。到目前为止，有超过100种基因工程物质经过了安全性评价，数十种作物正在进行中间实验和环境释放。我国正着手建立转基因植物安全性评估中心和相关技术体系，为转基因食品安全性研究提供科学依据。在基因修饰作物（GMO）检测方面，科学界进行了广泛研究，目前主要使用的技术有： PCR技术、western-blotting和ELISA。其中PCR方法的精度高，重复性和可验证性较好。随着时代的发展，检测中不仅需要定性，而且需要定量。因此，定量PCR方法是今后的发展方向。 我们应加强对公众的宣传教育，提高转基因食品的接受度[12]。同时也应注意媒体误导的可能性，国外有研究表明过分宣传可能导致接受度下降[13]。转基因研究涉及领域很多，包括农业、卫生、环境、经贸、法律等。因此，为完成对GMO的有效管理，需要相关部门的协调与合作。由于国际上目前尚无统一标准，有些国家可能利用这一点向另一些国家倾销转基因产品。我国已加入世贸组织，贸易壁垒被打破后这种可能性会更大。对此我们应持慎重态度，同时我们急需建立一套有效的GMO检测手段以面对这一挑战。另外，目前国内还缺乏对基因工程微生物的检测，而这也是今后工作中应引起注意的问题[14]。 参考文献 |