我國轉基因食品的現狀與發展趨勢

20世紀70年代開發的互補基因工程技術可以準確地改造和創造生物，并產生“轉化生物”。通過轉化生物生產或生產的食品、食品原料和食品添加劑被稱為“轉化食品”。目前,有些轉基因產品已被批準商業化并開始進入普通家庭,食品的安全性直接關系到人類的健康,是每一個人都關心的問題。本文擬對轉基因食品的現狀、安全性以及我國政府對轉基因食品的態度和轉基因食品的發展前景作簡要綜述。1植物結構及流程見表3利用基因工程和分子生物學技術將遺傳物質導入活細胞或生物體中,產生基因重組現象,使之表達并遺傳,這樣就改變了原來生物的遺傳物質基因,從而產生了轉基因生物。1992年,我國首先在大田生產上種植抗黃瓜花葉病毒轉基因煙草,成為世界上第一個商品化種植轉基因作物的國家。目前,我國正在研究的轉基因作物品種已達50種以上,涉及各類基因100種以上。主要集中在大豆、玉米、油菜、棉花和番茄5種作物上。在我國已被批準進行商品化生產的6種轉基因植物中,有3種涉及食品,它們是轉基因耐貯番茄、抗病毒甜椒和抗病毒番茄。利用現代生物技術特別是重組DNA技術研究開發的轉基因食品,近年來發展很快,我國在轉基因食品的研究方面僅處于世界中游水平,并且也未大規模生產轉基因食品,但已有少量農產品進口,如大豆,主要用于食用油加工。自1983年第一例轉基因植物問世以來,植物基因工程發展日新月異。從1996至2000年,全球的轉基因作物的種植面積增長了25倍之多,由1996年的170萬公頃,迅速發展到2000年4420萬公頃,到2010年,轉基因作物的世界市場總收入將達到3萬億美元,全世界轉基因作物的種植面積將達到6000萬公頃。從1999年到2004年,美國基因工程農產品和食品的市場規模已從40億美元擴大到200多億美元,到2019年將達到750億美元。就轉基因的性狀而言,抗除草劑的農作物種植面積最多,占轉基因農作物總面積的77%;其次為抗蟲農作物,占22%。20世紀90年代初,市場上第一個轉基因食品出現在美國,此后轉基因食品越來越多。據統計,截止2000年,美國食品和醫藥管理局(FDA)確立的轉基因品種就有43個。目前,轉基因食品無論在數量上,還是在品種上都已具備了相當的規模。轉基因作物的培育和轉基因食品的開發已經顯示出誘人前景。2非典型食品的安全當大多數人尚未認識什么是“轉基因食品”時,轉基因食品已悄悄走上我們的餐桌。當前,人們最關心的是轉基因食品的安全性問題。2.1食品安全性的提出1998年8月,英國Rowett研究所的蛋白質生化學家Pusztai在接受電視采訪時說,用轉基因馬鈴薯喂養動物會阻礙小鼠的生長。這種抗蟲轉基因馬鈴薯所產生的雪花蓮外源凝集素能夠對小鼠的內臟器官和免疫系統產生損傷,而對于人類來講,類似的影響可能會導致癌癥發病率和死亡率的大幅上升,從而引起了人們對轉基因食品安全性的關注。1999年,國際著名雜志TheLancet公開發表了這篇論文,更是火上澆油。盡管英國皇家學會于1999年5月宣布該研究“充滿漏洞”,從中不能得出轉基因馬鈴薯有害生物健康的結論,但卻激起人們對轉基因食品是否危害人體健康的爭論。1998年和1999年,加拿大Alberta和Saskatch-ewan的轉基因油菜田間先后發現了能夠抗除草劑的油菜自播植物。1999年5月,Losey等人報道,在一種植物馬利筋的葉片上涂上轉基因Bt玉米花粉后喂養君主斑蝶(Danausplexippus),發現4天后,斑蝶幼蟲的死亡率為44%,從而引發了“轉基因植物對生態環境是否安全”的爭議。2.2基因釋放的影響盡管多數科學家認為,現代生物技術產生的食品本身的安全性并不比傳統食品低。但這項技術還是面臨著各種爭論。爭論的焦點主要集中在兩大方面:2.2.1食品安全性轉基因產品在人體內是否會發生突變而有害人體健康,是人們對轉基因食品的安全性產生懷疑的主要方面。①轉基因食物的直接影響,包括營養成分、毒性或增加食物過敏物質的可能;②轉基因間接影響,經遺傳工程修飾的基因片段導入后,引發基因突變或改變代謝途徑,致使其最終產物可能含有新的成分或改變現有成分的含量所造成的間接影響;③植物里導入了具有抗除草劑或毒殺蟲功能的基因后,它是否也和其他有害物質一樣能通過食物鏈進入人體內;④轉基因食品經由胃腸道的吸收而將基因轉移至腸道微生物中,從而對人體健康造成影響。2.2.2環境安全性轉基因植物釋放到田間后,是否會將基因轉移到野生植物中,是否會破壞自然生態環境,打破原有生物種群的動態平衡。①轉基因生物對農業和生態環境的影響;②產生超級雜草的可能;③種植抗蟲轉基因植物后,可能使害蟲產生免疫并遺傳,從而產生更加難以消滅的“超級害蟲”;④轉基因向非目標生物轉移的可能性;⑤其它生物吃了轉基因食品后是否會產生畸變或滅絕;⑥轉基因生物是否會破壞生物的多樣性。2.3關于基因轉移2.3.1細菌和病毒的檢測轉基因食品中的標記基因通常是一類抗生素抗性基因,它用于基因工程操作中對轉基因外植體的最初選擇,抗生素抗性基因通過轉移或遺傳轉入物而進入食物鏈,是否會進入人和動物體內的腸道微生物中,產生耐藥的細菌或病毒,使其具有對某一種抗生素的抗性,從而影響抗生素治療的有效性,是人們爭論的話題。1993年,WHO已有結論,目前尚無裸露在腸道中的DNA轉入微生物的證據,也沒有腸道中細菌轉化的報告。抗生素抗性基因的轉移是一個復雜的過程,在植物啟動子控制下的抗生素標記基因將不會在微生物中表達。特別是近年來對標記基因的研究有突破性進展,開始不使用抗菌素類作為選擇標記而采用甘露糖作為選擇劑,這樣就基本消除了人們對把抗生素抗性引入廣泛的消費作物中會對環境及食用消費作物的人或動物產生未能預料后果的擔心。因此,轉基因食品的安全性問題是可以解決的。2.3.2外源基因的轉移2.3.2.實驗細胞生產的基因近幾年來,人類飲食中含有轉基因植物成分引起人們對轉化基因可能會從轉基因植物轉移到腸道微生物中的關注。2000年,陳松等用Bt棉表達的含Bt毒蛋白的棉籽粉喂養大鼠28d,喂養鵪鶉8d的動物實驗表明,喂食轉基因食物后各組動物生長發育、行為及各項生理指標均正常,轉基因與對照組相比無明顯變化,證明這種轉基因植物食品是安全的。2004年,Heritage報道,一些腸道微生物在人工培養條件下的生長情況與正常的不同,說明這些微生物可能獲得并含有轉基因作物的基因,即發生了基因轉移,只是不清楚來自于飲食轉基因植物的DNA在人類腸道中的持續性如何。2004年,Netherwood等報道,分別以回腸末端被切除的患者和具有完整胃腸道的人員為實驗對象,讓他們都食用轉基因大豆,來研究來自于轉基因大豆的epsps基因在他們的小腸中的存活情況。實驗證實進食了轉基因大豆后未發生基因轉移現象。迄今,食用轉基因食品的人群超過10億,至今沒有轉基因食品不安全的實例。轉基因食品的安全性由此可見一斑。2.3.2.實驗數據的疑問外源基因是否能轉移至周圍環境生物中也是人們爭論的話題。2001年11月,美國California大學的David等人在《自然》雜志上發表文章稱,在墨西哥南部偏遠山區采集到的當地玉米品種的基因組中,發現了外源基因片段。該文一出立刻引起了軒然大波,持反對意見者認為該文證據不足,并對試驗數據提出了疑問。英國帝國理工大學的研究者進行了一項長達10年的實驗,在12個地點將玉米、甜菜、油菜和馬鈴薯的普通品種與抗殺蟲劑或抗蟲害的轉基因品種混雜種植,結果所有品種的玉米、甜菜和油菜都在4年內全部死亡,只有一種馬鈴薯堅持了10年。實驗中種植的轉基因作物不但沒能向周圍地區擴張,連在原來范圍內持續生存都有問題,因此,實驗者認為轉基因植物的危險性被夸大了。現在,許多國家通過進行田間實驗來監測外源基因是否從轉基因作物轉移到周圍土壤微生物中。2004年,Heinemann等人的研究表明,從轉基因作物到微生物的基因水平轉移仍然對環境造成影響,但發生的頻率極低。不過,即使真正發生了基因轉移也不必對轉基因作物的應用加以限制甚至禁止,因為這種預防措施會使人類不能享受轉基因作物可能帶來的益處。2004年,Celis等人在安第斯山脈研究了轉基因馬鈴薯在安第斯山脈地區的環境生物安全性以及轉基因作物可能發生的基因轉移給我們可能帶來的益處。2.4基因變異研究由于大量傳統育種方法難以利用的基因資源可以通過基因工程手段導入植物,似乎其帶來的潛在安全問題是不言而喻的,但這恰恰忽視了問題的另外一個方面,那就是傳統育種創造的基因變異會不會產生同樣的問題?研究認為,無論從創造基因變異的層面上還是從改造植物代謝這一層面上,基因工程育種與傳統育種都沒有本質區別。因此,轉基因植物產品與傳統植物育種品種在基因安全性上應該并無本質差異。它們的區別只是技術和方法問題,應該說基因工程更科學更安全。2.5實質等同性評估那么如何評價轉基因食品的安全性呢?OECD于1993年提出“實質等同性”(Substantialequivalence)是評價食品安全性最有效的途徑。所謂實質等同性是指如果一種新食品或食品成分與已存在的食品或食品成分實質等同,就安全性而言,它們可以同等對待。也就是說新食品或食品成分能夠被認為與傳統食品或食品成分一樣安全。但Millstone等人堅持認為轉基因食品與現存食品僅僅在化學上的相似性并不足以證明它對人類消費是安全的。應該看到,實質等同性并不是安全評估的全部工作,在某種意義上,其實它更是安全評估的框架或者說是原則。從整體上來看,目前還沒有比實質等同性更好的評估體系。其他的方法(如生物學、毒理學、免疫學實驗等)可作為實質等同性原則的重要補充,以提供更有說服力的數據和結論。3我國立法和管理方面的發展出于維護自身的經濟利益,美國和歐盟在對待轉基因技術和轉基因食品問題上態度迥異,尤其在對待“轉基因食品要不要貼標簽”問題上的態度,美國主張在投放市場前經過嚴格的實驗、評估、檢測和監管的轉基因食品不需加特殊的標簽,而歐盟則堅持認為一切含有可檢測轉基因成分的所有食品都應該貼一個強制性的標簽,而且制定了相關法律并已經實施。我國采取了一種務實的態度,既保障其安全性,又不阻礙其發展。一方面,對轉基因研究積極支持,不斷投入資金以促進轉基因技術的發展。另一方面,根據《中華人民共和國食品衛生法》和《農業轉基因生物安全管理條例》制定了《轉基因食品衛生管理辦法》,并于2002年7月1日起施行。該辦法明確規定:食品產品中(包括原料及其加工的食品)含有基因修飾有機體或/和表達產物的,要標注“轉基因XX食品”或“以轉基因XX食品為原料”。轉基因食品來自潛在致敏食物的,還要標注“本品轉XX食物基因,對XX食物過敏者注意”。這樣,一方面可以緩解國外轉基因農產品對我國農產品市場的沖擊,為我國轉基因農產品的開發爭取寶貴時間,另一方面也有利于減輕重要貿易對象國技術貿易壁壘措施對我國農產品出口的影響。總的來看,目前對轉基因食品的態度趨于寬松化、簡單化。一方面進行嚴格的管理,另一方面對于證實無害的食品,積極加以推廣。4生物食品的發展將為我們提供人類需求爭論不下,阻擋不住,轉基因食品已經擺在了消費者面前并且不斷問世。在迅速發展的分子生物學技術及逐漸完善的基因工程產品管理和法律制度的保障下,基因工程植物商品化的前景是十分光明的,人類有能力使轉基因食品滿足人類需求,造福于人類。據預測,2030年地球人口將突破100億,人類的生存將面臨