The evaluation of genetically modified technology and it's future |
鐘凱 計融(衛生部食品衛生監督檢驗所 100021) 轉基因技術(shù)是通過(guò)基因工程將外源基因片段引入目標生物體,使之具有新的穩定遺傳性狀。目前轉基因技術(shù)已在動(dòng)植物品種改良領(lǐng)域得到廣泛應用,由于植物培育條件易于控制,因此種植作物中轉基因技術(shù)的應用更為廣泛。通過(guò)生物遺傳信息的人為操作,使動(dòng)植物和微生物的生物特性可以打破種屬間的自然隔離屏障進(jìn)行轉移。這一新的發(fā)展態(tài)勢,一方面展示出先進(jìn)科學(xué)技術(shù)在生產(chǎn)上的巨大應用前景,另一方面也預示著(zhù)可能帶來(lái)的不利影響。20世紀80年代以來(lái),生物技術(shù)飛速發(fā)展,新的基因工程體不斷問(wèn)世,這既是機遇,也是挑戰。隨著(zhù)轉基因作物商業(yè)化種植的全球性發(fā)展,轉基因食品也有全球化的趨勢。然而,轉基因食品的安全性問(wèn)題也越來(lái)越引起各國政府和國際組織的關(guān)注。因此,在生物技術(shù)迅速發(fā)展的同時(shí),相應地加強基因工程工作的安全性管理,是非常重要的。 1 轉基因作物發(fā)展概況 2000年全球轉基因作物的種植面積為4420萬(wàn)公頃,比上一年度增長(cháng)了11%。在以往的5年中,全球轉基因作物種植面積增加了近25倍,這樣高的接受率反映了工業(yè)化國家和發(fā)展中國家的種植者對使用這種新技術(shù)的認可。目前4個(gè)主要種植國(美國、阿根廷、加拿大和中國)的轉基因作物種植面積占全球總量的99%。2000年最主要的轉基因作物是大豆,占轉基因作物總種植面積的58%,其次是轉基因玉米,約占23%,第三位是轉基因棉花,占12%,而轉基因油菜籽為6%。在1996至2000年的年中,抗除莠劑作物一直是最主要的轉基因作物,其次是抗蟲(chóng)作物。2000年抗除莠劑性狀占轉基因作物的74%,抗蟲(chóng)性狀占19%,另有7%的份額為復合抗除莠劑、抗蟲(chóng)性狀。復合基因作物種植量上升的趨勢預計還將繼續[1]。 我國是最早開(kāi)展轉基因研究的國家之一。至1999年,我國共有48種轉基因作物進(jìn)行中間實(shí)驗,涉及作物11種。其中水稻、小麥、玉米、西紅柿、白菜、甜瓜、香木瓜、花生和廣藿香為轉基因食品植物。49種進(jìn)行環(huán)境釋放,涉及10種作物,其中水稻、玉米、大豆、馬鈴薯、西紅柿、甜椒和線(xiàn)辣椒為轉基因食品植物。 2 目前存在的問(wèn)題 轉基因技術(shù)問(wèn)世以來(lái)已經(jīng)歷了近20年的發(fā)展,現已比較成熟。但是,作為一種新技術(shù),其安全性仍然有許多方面需要完善。 從食用安全性看,當前主要使用經(jīng)濟合作發(fā)展組織(OECD)提出的“實(shí)質(zhì)等同性原則”對轉基因食品進(jìn)行安全性分析。實(shí)質(zhì)等同性原則的比較內容包括:天然有毒物質(zhì)、營(yíng)養成分及抗營(yíng)養因子、過(guò)敏源、農藝性狀。目前尚未有因攝入轉基因物質(zhì)造成人體不良反應的報道,但其安全性卻不能得到完全肯定。最典型的一個(gè)例證是,美國Pioneer Hi-Bred公司曾將巴西堅果基因引入大豆以提高其營(yíng)養價(jià)值。經(jīng)檢驗,基因已穩定插入目標作物,但后續研究發(fā)現引入基因的表達產(chǎn)物對人體是一種過(guò)敏原。也就是說(shuō)將巴西堅果的過(guò)敏源引入了大豆,這使得消費者有可能因攝入此種大豆而產(chǎn)生過(guò)敏反應。本來(lái)這種大豆是作為動(dòng)物飼料的,但由于無(wú)法保證這種大豆不進(jìn)入人的食物鏈,該公司不得不終止這一產(chǎn)品的研發(fā)[2]。又如,英國曾有人報道過(guò)一種轉基因土豆,小鼠食用后產(chǎn)生了腸道腫脹反應,說(shuō)明引入外源基因的表達產(chǎn)物可能對哺乳動(dòng)物的消化系統有害[3]。盡管上述兩種基因工程作物沒(méi)有進(jìn)入市場(chǎng),但這些事實(shí)使人們不得不對轉基因食品的安全性采取更為審慎的態(tài)度。另外,2000年10月,美國食品藥品管理局(FDA)報道有數千噸轉基因甜玉米進(jìn)入了人的食品供應網(wǎng),而這些玉米僅被批準用于牲畜飼料[4],說(shuō)明管理中還有一些漏洞。這些事件影響了消費者對食品安全保障工作的信心。 還值得關(guān)注的是抗生素耐受性問(wèn)題。為便于對基因工程體進(jìn)行篩選,往往在插入目標基因的同時(shí)插入一段抗生素耐受性基因片段。通過(guò)抗生素選擇性篩選,可將轉基因個(gè)體分離出來(lái)。所謂可安全使用的標記基因,僅指基因本身(啟動(dòng)子及終止子除外)及其主要產(chǎn)物可安全地作為人的食物,并不包括基因多效性及其多種次生效應。通常,標記基因所涉及的抗生素不用于醫療,而且在加熱處理過(guò)程中降解[5,6]。因此大部分標記基因的安全性已獲得國際社會(huì )的認可,但是仍有一部分標記基因的安全性還未得到肯定。現在有的標記基因已經(jīng)用到了臨床實(shí)用抗生素,例如Novartis公司研發(fā)的含抗阿莫西林基因的玉米。由于這種玉米直接用來(lái)喂養牲畜而不經(jīng)加熱處理,因此有可能將抗性基因轉移給動(dòng)物的腸道菌群(包括人體致病菌)。鑒于此,這種產(chǎn)品未能獲得批準[7]。 環(huán)境和生態(tài)效應也是應關(guān)注的重點(diǎn)。對于轉基因植物,最主要的潛在危險是通過(guò)花粉的傳播與野生植物雜交。抗除莠劑的作物一旦有機會(huì )與野生植物雜交就可能使雜草獲得除莠劑耐受性,從而產(chǎn)生“超級雜草”[3]。這必將會(huì )嚴重影響農業(yè)生產(chǎn),造成巨大損失。同樣,抗蟲(chóng)作物也存在抗性基因擴散的潛在可能性,如果昆蟲(chóng)具有了Bt抗性,那么現有的抗蟲(chóng)作物就失去了遺傳上的優(yōu)勢,而這種后果可想而知是嚴重的。Bt作物對非目標昆蟲(chóng)(如,蝴蝶)的毒性以及基因表達的多效性也引起了科學(xué)家的注意。美國曾有報道稱(chēng)一種名為黑翅金斑蝶的蝴蝶因攝入Bt玉米的花粉而死亡[8]。眾所周知,昆蟲(chóng)是植物花粉傳播的主要途徑之一,黑翅金斑蝶的死亡對生態(tài)的影響還不得而知。又如,以雜草種子為食的鳥(niǎo)類(lèi)種群數量在種植抗除莠劑作物的地區受到的影響至今還沒(méi)有定論[9]。這是由于環(huán)境和生態(tài)的反應速度較慢。因此,長(cháng)期監測是非常有必要的,然而現在對遠期效應的研究開(kāi)展得很不夠。 3 未來(lái)展望 盡管轉基因技術(shù)還有不少安全上的疑點(diǎn),但它對我國有極其重要的意義。我國人口眾多,土地資源相對貧乏,糧食生產(chǎn)壓力很大。轉基因作物能改善食品品質(zhì)、抗蟲(chóng)、增產(chǎn)、增加作物對真菌的抵抗力、減少水土流失、減少農藥的使用量,從而帶來(lái)顯著(zhù)的農業(yè)效益、經(jīng)濟效益[10]。轉基因作物還有可能改善人民的健康狀況。例如,瑞士聯(lián)邦理工學(xué)院正在培育一種富含維生素A的大米,它可以有效防治失明[11]。因此發(fā)展轉基因作物對我國是有利的。目前我國的生物技術(shù)支持產(chǎn)業(yè)還十分薄弱,因此大部分研究開(kāi)發(fā)用的儀器設備,包括試劑均依賴(lài)進(jìn)口,大大制約了生物技術(shù)的發(fā)展。所以政府部門(mén)應從長(cháng)遠目標著(zhù)眼,在政策上扶植相關(guān)產(chǎn)業(yè)。另外,我國生物技術(shù)研究中還存在著(zhù)技術(shù)儲備不足、創(chuàng )新性不夠的問(wèn)題。因此要充分利用我國豐富的基因資源,開(kāi)發(fā)擁有自主知識產(chǎn)權的專(zhuān)利技術(shù),以提高我國在該領(lǐng)域的競爭力。轉基因作物在我國的普及面很窄,品種較少且效益不高。在新的轉基因作物研究方面應將注意力更多地放在主要經(jīng)濟作物上,尤其是有利于貧困地區種植的品種。對有出口潛力的新品種也應加大開(kāi)發(fā)力度。 鑒于生物技術(shù)優(yōu)劣并存的特點(diǎn),我國農業(yè)生物基因工程安全管理的總原則是,既要有利于促進(jìn)基因工程技術(shù)的發(fā)展,又積極致力于保障人體健康和生態(tài)環(huán)境的安全。我國已于1996年11月8日頒布實(shí)施了《農業(yè)生物基因工程安全管理實(shí)施辦法》。到目前為止,有超過(guò)100種基因工程物質(zhì)經(jīng)過(guò)了安全性評價(jià),數十種作物正在進(jìn)行中間實(shí)驗和環(huán)境釋放。我國正著(zhù)手建立轉基因植物安全性評估中心和相關(guān)技術(shù)體系,為轉基因食品安全性研究提供科學(xué)依據。在基因修飾作物(GMO)檢測方面,科學(xué)界進(jìn)行了廣泛研究,目前主要使用的技術(shù)有: PCR技術(shù)、western-blotting和ELISA。其中PCR方法的精度高,重復性和可驗證性較好。隨著(zhù)時(shí)代的發(fā)展,檢測中不僅需要定性,而且需要定量。因此,定量PCR方法是今后的發(fā)展方向。 我們應加強對公眾的宣傳教育,提高轉基因食品的接受度[12]。同時(shí)也應注意媒體誤導的可能性,國外有研究表明過(guò)分宣傳可能導致接受度下降[13]。轉基因研究涉及領(lǐng)域很多,包括農業(yè)、衛生、環(huán)境、經(jīng)貿、法律等。因此,為完成對GMO的有效管理,需要相關(guān)部門(mén)的協(xié)調與合作。由于國際上目前尚無(wú)統一標準,有些國家可能利用這一點(diǎn)向另一些國家傾銷(xiāo)轉基因產(chǎn)品。我國已加入世貿組織,貿易壁壘被打破后這種可能性會(huì )更大。對此我們應持慎重態(tài)度,同時(shí)我們急需建立一套有效的GMO檢測手段以面對這一挑戰。另外,目前國內還缺乏對基因工程微生物的檢測,而這也是今后工作中應引起注意的問(wèn)題[14]。 參考文獻 |