转基因食品安全性评价

转基因食品安全性评价 | 楼主 | 2017-12-20 04:32:48 共有3个回复
  1. 1转基因食品安全性评价
  2. 2转基因食品安全性评价研究进展_宋欢
  3. 3转基因食品安全性及检测评价

年来部分被批准商业化应用的转基因植物,名称番茄笋瓜番茄大豆玉米玉米马铃薯油菜玉米大豆,目的基因是人们期望宿主生物获得的某一或某些性,长期食用的历史证明食品中的及其降解产物对人体无毒害作用。

转基因食品安全性评价2017-12-20 04:32:26 | #1楼回目录

62食品与发酵工业FoodandFermentationIndustriesVol.27 No16

徐茂军

(杭州商学院食品科学与工程系,杭州,310035)

摘 要 转基因食品与普通食品的重要差异在于前者含有采用DNA重组技术导入的外源基因。近年来随着大量的转基因食品被批准商业化使用,转基因食品的安全性问题也越来越受到关注。本文对影响转基因食品安全性的重要因素)))外源基因及其编码蛋白的食品安全性进行了简要的分析讨论。

关键词 转基因食品 安全性 外源基因

DNA重组技术的发现,使人们可以有目的地将来源于不同生物体的外源基因导入并整合到宿主生物的染色体中,因而可以对生物体的各种性状进行定向的改良。通过导入外源基因对生物体的某一或某些性状进行改良的技术被称为基因修饰技术,通过基因修饰技术获得的含外源基因的生物体即为转基因生物,包括转基因植物、转基因微生物和转基因动物。通常将来源于上述的转基因生物及其衍生产品的食品称为转基因食品。目前被批准商业化生产的转基因食品中90%以上为转基因植物及其衍生产品,因此,现阶段所说的转基因食品实际上主要是指转基因植物性食品。转基因植物性食品与传统食品的主要差异在于前者含有来源于其他生物体的外源基因,由于目前的科学技术水平还不可能准确地预测一个外源基因在新的生物体中会产生什么样的作用[3],因而含有外源基因的转基因食品的安全性问题受到社会的普遍关注。

[1,2]

年来部分被批准商业化应用的转基因植物。由表1可见,除草剂抗性基因、病虫害抗性基因及品质改良基因等是研究使用得较多的目的基因[4]。

表1 近年来被批准商业化的部分

转基因植物性食品

名 称番 茄笋 瓜番 茄大 豆玉 米玉 米马铃薯油 菜玉 米大 豆

转基因性状延迟成熟抗病毒延迟成熟抗除草剂抗除草剂抗虫Bt抗甲虫抗除草剂抗虫

改变淀粉组成

研制者CalgeneInc.AsgrowSeedCo.DNAPlantTech.AgrEvo

PantGeneticSystemsCibaSeeds/MycogenMonsantoPioneerHi2BredMonsantoAVEBE

批准时间(年)

1994199519951996199619951997199619951997

标记基因是帮助对转基因生物工程体进行筛选和鉴定的一类外源基因,包括选择标记基因和报告基因。在选择压下,不含标记基因及其产物的非转化细胞和组织死亡,转化细胞由于有抗性,因而可以继续存活。常用的选择标记基因有抗生素抗性基因和除草剂抗性基因。常用的报告基因有荧光素酶(luc)、氯霉素乙酰转移酶(cat)以及绿色荧光蛋白(gfp)基因等[5]。有时,标记基因本身就是目的基因,如除草剂抗性基因。

1 转基因植物性食品中的外源基因

转基因植物性食品中的外源基因主要包括两大类,即目的基因和标记基因。目的基因是人们期望宿主生物获得的某一或某些性

状的遗传信息载体。转基因研究的目标不同,所使用的目的基因亦不相同。表1是近

作者:硕士,副教授

收稿时间:2001-02-18,改回时间:2001-05-31

第27卷 第6期徐茂军:63

2 转基因食品中外源基因的食用安全

性211 外源基因有无直接毒性

任何基因都由4种碱基组成,人类食用的食品中大都含有DNA。长期食用的历史证明,食品中的DNA及其降解产物对人体无毒害作用。目前转基因食品中所使用的外源基因,不管其来源如何,其组成与普通DNA并无差异。此外,转基因食品中的外源基因的含量很小,例如联合国粮食和农业组织(FDA)1994年批准的首例转基因食品)))转基因延熟番茄FLAVRSAVRTM中,外源基因的拷贝数在每一个细胞中不超过10个。因此通过食用转基因番茄而被摄入人体内的外源基因的数量不超过313@10-4

饰系统降解;受体细胞必须呈感受状态;受体细胞的基因组必须至少有一段20bp的DNA序列与外源基因完全同源;只有在合适的调控系统作用下,整合到受体细胞中的外源基因才能表达;许多对人体健康可能产生不利影响的外源基因的表达,只有在特定的选择压下才有优势;目前尚未发现有消化系统中的植物DNA转移至肠道微生物的现象,而上皮细胞又因半衰期很短而被不断取代,不可能保存下来。因此被摄入体内的转基因食品中的外源基因发生水平转移并进行表达的可能性极校

3 转基因食品中外源基因编码蛋白的

食用安全性

311 外源基因编码蛋白的直接毒性

影响食品中某种蛋白质食用安全性的因素包括该蛋白质的化学组成、含量、每天摄入量及其在消化道中的稳定性等。可以从2个方面对转基因食品中外源基因编码蛋白的食用安全性进行评判。一是根据外源基因编码蛋白的化学组成判断其毒性。常用的方法是将外源基因编码蛋白与已知的毒性蛋白进行同源性比较,如通过GenBank、EMBL、PIR及SwissPort等数据库查找外源基因编码蛋白与毒性蛋白的氨基酸序列同源性。二是采用动物试验或模拟试验的方法评判外源基因编码蛋白的毒性。

目前被批准商业化生产的转基因食品中的外源基因都已通过相关的试验。如转基因食品延熟番茄FLAVRSAVRTM中的外源基因编码蛋白经与有关的毒性蛋白进行同源性比较,未发现与已知的毒性蛋白具有同源性。用FLAVRSAVRTM中外源基因编码蛋白进行小白鼠急性毒性试验的结果表明,该蛋白质的饲喂量达500mg/kg体重时,未产生不利影响[9]。由于转基因番茄FLAVRSAVRTM中的外源基因含量很低,因而其编码的蛋白质数量也很小,只占番茄果实中总01[9]~10@10-4ng/d。而在正常情况下,每天通过食物进入人体消化道的DNA数量在小肠中为200~500mg,在结肠中为20~50mg。可见通过食用转基因食品而摄入体内的外源基因的数量与消化道中持续存在的来源于其他食品中的DNA数量相比是微不足道的[6]。

由于转基因食品中外源基因的化学组成无异常,而在食品中的含量甚微,因此,转基因食品中的外源基因本身不会对人体产生直接毒害作用[7]。

212 外源基因的水平转移问题

转基因植物中的外原基因被摄入人体后,能否水平转移至肠道微生物或上皮细胞,从而对人体产生不利的影响?目前的结论是这种可能性非常小,除非在特例中需加以考虑[8]。理由是:(1)DNA从植物细胞中释放出来,很快被降解成小片段,因此转基因食品中的外源基因DNA在进入肠道微生物存在的小肠、盲肠及结肠前已被降解。(2)即使有完整的DNA存在,DNA转移整合进受体细胞并进行表达也是一个非常复杂的过程,包括DNA必须与受体细胞结合,穿过细胞膜

64食品与发酵工业FoodandFermentationIndustriesVol.27 No16

的外源基因编码蛋白的数量不超过25~74ng/kg#d[6]。因此,从外源基因编码蛋白的毒性方面看,食用转基因番茄FLAVRSAVR不会产生安全性问题。此外,体外模拟试验证明,FLAVRSAVRTM中外源基因编码蛋白的稳定性较差。Western杂交试验结果表明,在模拟胃的条件下(pH112的胃蛋白酶溶液,37e),该蛋白在10s内即被降解[10]。而且目前亦无证据说明该蛋白降解产生的多肽比其他蛋白降解后的多肽毒性大。

由于各国政府对转基因食品的审批程序中,对外源基因编码蛋白的毒性评价都有严格的标准,因此通过严格审查后被批准商业化生产的转基因食品中的外源基因编码蛋白对人体均无直接毒性。312 外源基因编码蛋白的过敏性

过敏蛋白具有对T2细胞和B2细胞的识别区,可以产生专一性的免疫球蛋白E(IgE)抗体。因此过敏原含有两类抗原决定簇,即T2细胞抗原决定簇和B2细胞抗原决定簇。

转基因食品中外源基因编码蛋白是否会产生过敏性,可通过以下几个方面进行判断[13]:

(1)外源基因是否编码已知的过敏蛋白。(2)外源基因编码蛋白与已知的过敏蛋白的氨基酸序列在免疫学上是否具有明显的同源性。这可以从GenBank、EMBL、PIR及SwissProt等数据库中查找序列同源性。判断同源性的标准是至少要有8个连续的氨基酸残基相同。

(3)外源基因编码蛋白属某类蛋白成员,而此类蛋白家庭的有些成员是过敏蛋白。如Profilins类为一类小分子质量蛋白,分子质量为112~115ku,普遍存在于动植物中,目前已知某些花粉及果蔬中的Profilins为交叉反应过敏原,因此Profilins蛋白成为人体过敏蛋白的可能性较大。

在已被批准商业化生产的转基因食品中[11]TM

关的审查。如转基因番茄FLAVRSAVRTM中,外源基因卡那霉素抗性基因编码蛋白经与已知的过敏原比较,未发现明显的同源性。此外卡那霉素抗性基因编码蛋白在肠道中很快被降解,人体直接吸收该蛋白的可能性极小[10]。而且正常肠道中存在的卡那霉素抗性细菌可以产生卡那霉素抗性基因编码蛋白,因此对人体来说,该蛋白并不是一种新蛋白。基于上述理由,认为卡那霉素抗性基因编码蛋白不是人体过敏原[12]。

313 外源基因编码蛋白的功能与抗药性

抗生素抗性基因是目前转基因植物性食品中常用的标记基因[5]。由于此类基因的编码蛋白具有抗生素抗性,如转基因番茄FLAVRSAVRTM中所使用的卡那霉素抗性基因的编码蛋白,可以催化卡那霉素及其他氨基糖苷类抗生素的氨基己糖上的3'2羟基进行磷酸化,从而改变卡那霉素类抗生素的分子结构,使抗生素失效。因此,食用含抗生素抗性基因的转基因食品是否会产生抗药性是的一个方面。

以目前转基因植物性食品中广泛使用的卡那霉素抗性基因为例,对其编码蛋白的抗药性可作如下分析。首先,由于卡那霉素在临床应用中的毒副作用大,因此在人体上已被其他更安全有效的抗生素药物取代,目前只在兽医上仍有应用。其次,由于卡那霉素抗性基因编码蛋白在肠胃中很快就被降解,因此,即使服用卡那霉素类抗生素亦不会因食用含卡那霉素抗性基因的转基因食品而产生抗药性。

[10]

4 转基因食品中外源基因的次生效应

及其安全性

外源基因的次生效应是指由于外源基因的插入而对宿主体内某些基因的表达所产生的影响。目前的科学技术水平还无法准确控制外源基因在宿主染色体中的插入位点,由于基因整合的随机性,外源基因可以插入宿,

第27卷 第6期徐茂军:65

引起插入突变。最常见的外源基因的次生效应有2种情况,一是由于外源基因的插入引起宿主体内某一基因的失活。一般来说,这种情况比较常见,因为通常基因在转录活跃区的整合机率大于静止区。另一种情况是由于外源基因的插入,引起宿主体内某一基因的激活。当外源基因的插入位点使阻抑基因失活,则可以使原来沉默的基因激活。由于目前的科学技术水平还难以准确预测一个外源基因在新的遗传背景下会发生什么样的相互作用,因此对外源基因的次生效应还无法进行控制和预测。

关于外源基因的次生效应可能对转基因食品食用安全性方面产生的影响,一般采用/实质等同性0原则进行评价分析[13]。该原则的基本出发点是假定与转基因食品相对应的传统食品可以安全食用,通过对转基因食品中的各种主要营养成分,主要的营养拮抗物质、毒性物质及过敏性成分等物质的种类与含量进行分析测定,并与对应的传统食品进行比较,若二者之间无差异,则认为转基因食品与传统食品在食用安全性方面具有实质等同性,不存在安全性问题。

在转基因食品的安全性评价时,以对外源基因的次生效应的安全性评价最为复杂。由于外源基因的多效性十分复杂且难以预见,因此对转基因食品中外源基因次生效生的安全性评价必须采取/个案处理0(case2by2case)的方法逐个进行分析。

性评价细则,既可以保证消费者利益,又可以促进转基因食品的健康发展。

转基因食品作为一种新生事物和一种特殊的商品,受到社会的广泛关注是可以理解的。为了使消费者对转基因食品有更多的了解,必须加强有关的宣传引导工作。

参考文献1 朱文深1食品工业(台湾),2000(2):1~192

BurkeJE,TomasSM1Nat1Biotechnol1,

1997(15):695~696

3 BillsDD,KungSD1BiotechnologyandFoodSafety1Boston:Butterworth2Heinemann,19901162~208

4 USDA1BiotechnologyNewsletter,1997,105 NordicCouncilofMinisters1HealthEffectsofMarker

Genes

inGenetically

Engineered

Food

Plants1Copenhagen:TemaNord,19961530~537

6 RedenbaughK1SafetyAssessmentofGeneti2callyEngineeredFruitsandVegetables:ACaseStudyofFLAVRSAVRTMTomato1Florida:CRCPress,19921263~271

7 WHO1StrategiesforAssessingtheSafetyofFoodsProducedbyBiotechnology1ReportofAJointFAO/WHOConsulation1Geneva:WorldHealthOrga2nization,199115~71

8 FDA1FederalRegister,1994(59):26700~26711

9

FuchsR

L1SafetyAssessmentofthe

Pro2

NeomycinPhosphotransferase(NPT)tein1Bio/Technol1,1993(11):1543~1547

10 FuchsFL1Bio/Technol1,1993(11):1537~1542

11 HealthProtectionBranch1GuidelinefortheSafetyAssessmentofNovelFoods:GeneticallyModi2fiedOrganisms1Ottawa:HealthCanada,1993121~40

12 WHO1HealthAspectsofMarkerGenesinGeneticallyModifiedPlants1ReportofAWHOWork2shop1Geneva,1993,61

13 WHO1ApplicationofthePrinciplesofSub2stantialEquivalencetotheSafetyEveluationofFoodComponentsfromPlantsDerivedbyModernBiotech2a1995,11

5 结 语

转基因食品作为现代生物技术的一种高

科技产物,所产生的社会与经济效益十分显著,将是人类解决因人口增加而产生的食物短缺问题和从根本上解决食品营养品质问题的有力手段。但是由于转基因食品与广大消费者的健康息息相关,因此对转基因食品的商业化研究开发必须采取十分谨慎稳妥的态度,特别是对转基因食品的安全性评价方面,

66食品与发酵工业FoodandFermentationIndustriesVol.27 No16

SafetyEvaluationofTransgenicPlantFoods

XuMaojun

(DepartmentofFoodScienceandEngineering,HangzhouInstituteofCommerce,Hangzhou,310035)

ABSTRACT Themaindifferencebetweenthetransgenicfoodandtheordinaryoneisthattheformercontainsforeigngenes1Agreatamountoftransgenicfoodplantshavebeenreleasedforcommercialuseinrecentyearswhichleadstopublicconcern1Thesafetyoftheforeighgenesintransgenicfoodplantshasbeenbrieflydiscussedinthispaper1Keywords transgenicfood,safety,foreigngene

行业动态

2001年第1季度部分发酵产品产量

地区名称总 计北 京天 津河 北山 西内蒙古辽 宁吉 林黑龙江上 海江 苏浙 江安 徽福 建江 西山 东河 南湖 北湖 南广 东广 西海 南重 庆四 川贵 州云 南西 藏陕 西甘 肃青 海宁 夏新 疆

0.580.20.040.91

12.148.96-47.78

0.790.720.380.391.27

4.94-7.7416.980.85-5.95

3.620.128.69

6.7267.73-4.43

7.734.170.080.281.357.330.6

144.78-61.24-36.29439.96-97.13-2.26

6.65

3.770.232.75

5.66-19.2-5.12

发酵酒精产量同比增长万t%59.68-3.960.153.281.410.140.340.313.87.8

121.124.2639.623.14-15.53

9.120.42

白酒

产量同比增长万t%114.88-6.21.521.435.441.811.884.631.582.190.167.430.4612.980.362.621.447.84.050.784.65.270.080.8419.312.430.27

-15.65-1.76-23.29-17.54-25.41

3.589.14-23.74

7.4-11.7-12.71-9.22-20.23-11.96-9.17-11.81-9.25-26.8-7.35-1.5264.2218.2215.56.7641.11

啤酒产量同比增长万t%389.5319.6428.811.5821.082.437.9327.4617.6526.756.5511.7722.3519.9321.855.0248.0819.0215.444.429.847.190.965.6812.221.944.720.5311.353.240.080.553.14

43.5188.9616.7449.811.95-0.974.466.1342.3238.8427.9428.1635.6560.4810.717.6731.2234.419.2417.89-0.130.6543.6931.3427.5915.0252.9-10.35-33.71-21.5615.65

0.050.110.03

-25-9.35163.46-49.84

0.26

109.69

0.01

-8.07

0.12

-6.23

3.030.22

-11.3529.97

0.01

412.5-56.65-76.92

葡萄酒产量同比增长万t%6.64-0.970.380.81.140.010.040.010.4

-2.07-0.076.84-23.53438.46147.626.96

转基因食品安全性评价研究进展_宋欢2017-12-20 04:31:20 | #2楼回目录

※专题论述食品科学

2016, Vol.35, No.15295

转基因食品安全性评价研究进展

宋 欢,王坤立,许文涛,贺晓云,罗云波,黄昆仑*

(中国农业大学食品科学与营养工程学院,北京 100083)

摘 要:自1996年以来,转基因作物的大规模商业化生产为人们带来了巨大的社会经济效益,但是转基因技术存在一定的风险性,因此加强转基因食品的安全性评价和标准化管理显得尤为迫切和重要。本文从营养学、毒理学、过敏性等方面综述了转基因食品的食用安全性评价,并多角度探讨了转基因食品安全性评价的关键问题,包括用不同动物实验评价转基因食品的食用安全性,新型转基因植物的安全性评价,以及转基因食品的食用安全标准化等,以期使读者对转基因食品的食用安全性有更加系统、全面的了解。关键词:转基因食品;安全性评价;动物实验;转基因植物;安全标准化

Progrein Safety Assessment of Genetically Modi ed Foods

SONG Huan, WANG Kun-li, XU Wen-tao, HE Xiao-yun, LUO Yun-bo, HUANG Kun-lun*

(College of Food Science and Nutritional Engineering, China Agricultural University, Beijing 100083, China)Abstract: Since the large-scale commercialized production of genetically modified (GM) crops started in 1996, it has brought great socioeconomic benefits to human beings. Yet transgenic technology may give rise to certain risks, so it is urgent and important to strengthen the safety assessment and standard management of GM foods. In this paper, the safety evaluation contents of GM foods are summarized, including nutrition, toxicity, allergenicity, etc. What’s more, the key issues of transgenic foodsafety evaluation, including different animal studies conducted to evaluate the safety of GM foods, food safety assessment of new types of transgenic plants and safety standardization of GM foods, are discussed from different pers p ectives. The target of this paper is to enable the readers to have a more comprehensive understanding of food safety of GM foods.

Key words: genetically modi ed food; safety assessment; animal study; transgenic plant; safety standardization 中图分类号:TS201.6文献标志码:A http://baogao.oh100.com

文章编号:1002-6630(2016)15-0295-09

21世纪以来,世界人口数量持续增长,每年增加近8 000万人口;到2050年,农业生产量必须增加70%~100%,才足以供给全球超过90亿人的粮食消耗,而其中大部分的粮食产出将不得不来自已经开垦的耕地。但是,目前全球大约30%的耕地表层土生产力正在丧失[2],土壤退化将成为生产率增长停滞不前的主要原因之一。除此之外,随着对生物燃料和生物材料的需求日益增加,未来几十 年,全球的资源供给将面临前所 未有的压力。因此,提高全球农业生产力以确保充足的食物和原料来源十分必要[4],发展转基因作物来缓解粮食危机已经成为解决资源紧缺问题的一条重要途径。

利用现代基因工程技术,可以将来源于任何种类的植物、动物或微生物,甚至合成原料的遗传物质引入到

[3][1]

不同种类的植物中,由此产生的植物通常被称作转基因植物;当其用作食物来源时,被称作转基因植物食品或者转基因食品[5]。转基因作物作为传统育种技术的继承和发展,不仅能够通过遗传信息的交流获得稳定表达的优良性状,而且打破了生物种属间的自然隔离屏障,拓宽了植物可利用的基因库,为创造优种资源和培育植物新品种开辟了新的技术路线。然而,不能忽略的是,当先进科学技术为我们带来物美价廉的食品,展示出生产上巨大的应用前景的同时,也存在着对环境和人类健康的潜在风险。一部分人认为转基因作物的开发和使用是减少饥饿的关键[6-8],而另一些人则认为这种技术进一步加大了食品安全的风险[9]。为了解决这些问题,国际组织以及国家政府相关监管部门均在积极努力地修订和完善转

收稿日期:2017-03-29

基金项目:国家转基因生物新品种培育科技重大专项(2016ZX08011-005)

作者简介:宋欢(1989—),女,硕士研究生,研究方向为转基因食品毒理评价。E-mail: http://baogao.oh100.com

*通信作者:黄昆仑(1968—),男,教授,博士,研究方向为转基因产品食用安全评价与检测、食品安全风险评估与检测技术。

E-mail:

296 2016, Vol.35, No.15 食品科学

基因生物安全政策,以及规范生物安全措施,以加强对生物技术食品安全系统的管理[10]。本文针对转基因食品的发展趋势、评价方法以及食用安全标准化等问题全面综述了转基因食品食用安全性评价的研究进展。1

转基因食品的发展趋势

1983年,Zambryski等[11]利用天然细菌载体根癌农杆菌首次获得转基因植株烟草。1992年,我国成为世界上第一个实现转基因作物在大田规模释放的国家[12],开始大规模种植烟草花叶病毒和黄瓜花叶病毒双抗的转基因烟草[13]。1996年,可以延迟成熟的转基因西红柿首次被允许在美国市场上销售,自此转基因植物在全球范围内的种植面积不断扩大[14],已经累计种植了超过15亿hm2。国际农业生物技术应用服务组织(International Service for the Acquisition of Agribiotech Application,ISAAA)发布年度报告称[15],2016年全球转基因作物种植面积达到约1.75亿hm2,比2016年的转基因作物种植面积增加了500万hm,年增长率为3%。2016年种植转基因作物排名前五的国家,种植面积均超过1 000万hm2,分别是美国、巴西、阿根廷、印度和加拿大,且发展中国家转基因作物种植面积已经连续两年超过发达国家,占全球转基因作物种植面积的54%(9 400万hm),大于发达国家的种植面积(占46%,8 100万hm2)。2016年底,全球上市的转基因作物涉及27种作物336个转化体,按照种植面积统计,全球约79%的大豆、32%的玉米、24%的油菜和70%的棉花是转基因产品。截至目前,我国共批准发放7种转基因作物安全证书,分别是耐储存番茄、抗虫棉花、改变花色矮牵牛、抗病辣椒、抗病番木瓜、转 植酸酶玉米和抗虫水稻,但只有抗虫棉和抗病 毒木瓜实现大规模商业化生产。此外,进口用作加工原料的转基因作物有大豆、玉米、棉花、油菜和甜菜5种,其中转基因大豆数量最多。

随着转基因技术发展的日趋成熟和社会对转基因作物需求量的不断增加,按照生物技术产业的划分,转基因作物可分为3代[16]:第1代转基因作物是以改良农艺性状为主,这些性状的改变对于消费者来说,与传统非转基因作物无本质区别,因为二者在外观、风味和营养价值上是相似的,如抗除草剂大豆

[17-19]

2

2

※专题论述

萝卜素[27-28]、α-亚麻酸[29]的大米;第3代转基因作物主要是作为生物反应器应用于生物医药及工业领域,如生产高附加值的预防龋齿、骨质疏松、糖尿病和禽兽疾病等优质药物蛋白、疫苗、抗体,以及生产可降解塑料的转基因植物等,使消费者直接受益。此外,包含两种或多种特征的复合性状转基因作物也成为近年新型转基因作物的研究热点,例如一株转基因作物可以具有多种抗虫性状,或者同时含有抗虫和耐除草剂性状,较大程度提高了资源利用效率,将成为未来转基因作物的发展趋势。2

转基因食品的食用安全性评价

加强对转基因食品安全管理的核心和基础是安全性评价,其中既要考虑期望效应又要考虑非期望效应,是一项复杂、精细的系统性工作。目前国际上对转基因食品安全评价遵循以科学为基储个案分析、实质等同性和逐步完善等原则。转基因食品的食用安全评价内容涵盖营养学、毒理学、致敏性及结合其他资料进行的综合评价。

2.1 营养学评价

对新作物品种进行营养成分分析是营养学评价的基矗即便用传统育种方式培育的作物品种也会存在营养成分上的显著性差异,因此更加需要对转基因作物与其非转基因亲本进行营养成分的显著性差异分析[30],主要包括蛋白质、纤维、脂肪、灰分、水分、碳水化合物、氨基酸、脂肪酸、维生素、矿质元素等与人类健康营养密切相关的营养素,以及植物体内的抗营养因子(如植酸、胰蛋白酶抑制剂、单宁等)。当转基因食品与传统亲本植物食品不等同时,应充分考虑这一差异是否在这一类食品的参考范围内。若营养成分变化与不同基因的导入有关,则应该对除了目标成分以外的其他成分的营养水平进行全面的比较分析,如瑞士先正达公司研发的富含类胡萝卜素的转基因大米。另外,可以通过动物实验对转基因食品进行营养学评价,观察转基因食品或饲料对动物消化率和采食量、健康和生长性能的影响[31],并对体质量、器官大体病理和食物利用率 等指标进行检 测。从目前的多项研究结果来看,大多数转基因作物如抗虫玉米[32]、耐除草剂玉米[21]、抗虫大米[33]以及富含直链淀粉的大米[34]等转基因食品的营养成分与传统食品是基本一致的。但有些针对性改良营养成分的转基因食品其目标成分会有较大变化,如富含高赖氨酸的玉米[24]。2.2 毒理学评价

毒理学评价是转基因食品食用安全评价中必不可少的一部分,包括对外源基因表达产物以及全食品的毒理学检测。对于外源蛋白的表达产物,通常需要通过生物

、抗虫玉米

[20]

和抗

除草剂玉米[21]、抗除草剂和抗虫土豆[22]等,其余还有抗并抗旱、抗盐碱、延缓成熟的转基因作物;第2代转基因作物主要是提高品质性状,对消费者具有直接相关的意义和价值,包括提高蛋白质和必需氨基酸、有益脂肪酸、碳水化合物、微量元素或其他植物化学物质的水平

[23]

,改善风味特征等,例如富含高赖氨酸

[25]

[24]

和铁蛋白的玉米,含有高蛋氨酸的土豆

[26]

、植酸酶,富集β-胡

※专题论述食品科学

信息学分析与已知毒性蛋白的核酸和氨基酸序列是否具有同源性,之后进行热稳定性和胃肠道模拟消化实验,以及急性毒性啮齿动物实验[35-37]。一般产生预期效应的同时,常伴随非预期效应,对全食品的毒理学研究主要是检测转基因作物的非预期效应。目前通常采用动物实验来观察转基因食品对人类健康的长期影响,用到的主要有大鼠、小鼠、鸡、猪、牛、羊、鹌鹑、鱼等

[38]

2016, Vol.35, No.15297

安全性时,必须对外源基因产生的新蛋白进行致敏性评价,以确保新作物或其衍生食品的安全性。

“巴西坚果事件”就是因过敏而未被商业化的转基因案例。1996年,美国的种子公司曾经把巴西坚果中的2S清蛋白基因转入大豆中,来解决大豆蛋白中蛋氨酸含量低的问题。但是在对该转基因大豆进行安全评价时,研究者利用有巴西坚果过敏史的受试者血清,对该转基因大豆、巴西坚果和纯化后的2S清蛋白进行过敏原吸附实验、酶联免疫印迹,以及皮肤点刺等实验,发现对巴西坚果过敏的人同样会对这种大豆过敏,所以推测蛋白质2S清蛋白可能正是巴西坚果中的主要过敏原,证明了在从巴西坚果向大豆转移一个主要过敏原的过程中,同样也转移了它引发过敏的能力,能够在本来对巴西坚果过敏的个体中引发过敏反应[44]。该公司也立即终止了这一产品的研发。此事一度被认为“转基因大豆引起食物过敏”的反对转基因者作为例证。但是食品安全只是一个相对概念,世界上并不存在绝对安全的食物。巴西坚果作为一种天然食品,本身就存在过敏性。自然界中对一部分人安全的食品,对其他人不一定安全,如有些人对花生过敏,但其他人照样以此为食。 若某种生物有可 能引发过敏等不良反应,利用这种生物的基因就应当格外小心甚至尽量避免。此外,Zhou Cui等[45]在对重组人乳铁蛋白(rhLF)进行致敏性评价时,利用了FARRP、SDAP和ADFS数据库与已知过敏原的氨基酸序列和蛋白结构进行比较,发现该蛋白与已知的牛乳过敏原氨基酸序列达到较高的相似度71.4%,但是其能够在2 min内被模拟胃液中的胃蛋白酶消化,并且未发现rhLF与鸡蛋、牛奶过敏患者血清中的IgE发生特异性免疫结合。所以推测rhLF的潜在致敏性很低,可以添加到食品中作为食品添加剂使用。

转基因作物必须按照规定的标准条例进行食用安全性评价,得到食用安全的结论后才能获准商业化,这是国际通行的做法,并由各国制定法规加以规范。目前,国际上公认的转基因食品中外源基因表达产物的过敏性评价策略是2001年由FAO/世界卫生组织(World Health Organization,WHO)颁布的过敏原评价决定树[46],于2003年被国际食品法典委员会采纳[47]。主要包括氨基酸序列同源性的比较、血清筛选实验、模拟胃肠液消化实验和动物模型实验等,最后综合判断该外源蛋白的潜在致敏性的高低。根据外源基因是否来源于已知过敏原的生物,评价内容和方法有所不同。

2.4 非预期效应

非预期效应是指除了由目的基因插入导致的预期效应之外,在相同条件和环境下种植的转基因植物与非转基因亲本相比,在表型、反应和成分上呈现出的统计学显著性差异[48]。理论上,受体基因组的内源基因的结构

。动物

喂养实验的结果反映的是营养学和毒理学双项指标。通过转基因产品喂养动物,检测实验动物的血液学及脏器重等指标,并与非转基因对照组进行比较,从而评价转基因产品在毒理学方面产生的影响,为转基因产品进一步应用于人类食品提供参考。不同的转基因食品需要根据情况进行急性毒性实验、遗传毒性实验(Ames实验、精子畸形、骨髓微核、致畸实验等)、亚慢性毒性实验和慢性毒性实验4个毒理学评价实验阶段。如与已知物质(指经过安全性评价并允许使用者)的化学结构基本相同的衍生物或类似物,需根据前3个阶段毒性实验结果来判断是否进行第4阶段的毒性实验;对于化学结构具有慢性毒性、遗传毒性或者致癌性的可能者,以及产量大、使用范围广者,则必须进行全部4个阶段的毒性实验。

已经进行的多例转基因食品的亚慢性毒性实验显示,这些转基因食品与其亲本对照具有同样的营养与安全性。Zhou Xinghua等[34]报道通过大鼠90 d喂养实验,发现食用富含直连淀粉转基因大米的大鼠未出现不良反应,证明其与传统大米同 样安全营养。Mackenzie等[39] 通过 对同时转入Cry1F和草丁膦乙酰转移酶(pat)基因 的玉米进行大鼠90 d喂养实验,发现食用转基因玉米的大鼠在生长性能、临床病理学、器官质量等方面,与对照组相比无显著性差异,与传统玉米同样营养、安全。Appenzeller等[40]对抗鳞翅类和鞘翅类的复合性状转基因玉米,以及抗除草剂玉米进行90 d大鼠喂养实验,发现二者与传统玉米同样安全。2.3 过敏性评价

1995年,联合国粮食及农业组织(Food and Agriculture Organization,FAO)将8种食物认定为全球最常见的过敏原,分别是奶、蛋、花生、坚果、小 麦、大豆、鱼和贝类,自此这些食物就被公认为影响公共健康的过敏性食物,称作“八大过敏原”。目前有超过150种食物涉及过敏反应,但绝大多数都是由少数的食物诱发的[42]。转基因食品与传统食品最主要的区别在于前者含有用基因工程技术导入的外源基因,并由其表达特定的蛋白质。无论外源基因编码蛋白是已知过敏原,还是与已知过敏蛋白的氨基酸序列在免疫学上有明显的同源性,或是所属的某类蛋白家族中的有些成员是过敏蛋白,均可能产生过敏反应[43]。因此,在评价新食品的

[41]

298 2016, Vol.35, No.15 食品科学

和功能可能会因为到外源基因的整合而使其发生突变,进而导致其相互作用发生遗传或者表型特征的变化。有以下几种可能机制改变内源基因的表达,产生非预期效应[49]:1)外源基因插入到内源基因的“阅读框”,使内源基因无法有效表达;2)外源基因插入内源基因调控元件的“功能区”,使调控基因失去功能,导致受其调控的内源基因不能有效表达;3)外源基因插入基因组的某个“敏感域”内,使原本“沉默”的内源基因被“激活”而高效表达;4)外源基因的转录或表达产物能够诱导或抑制内源基因表达,使这些内源基因的表达发生质变或量变;5)外源基因的表达产物意外成为植物细胞某一代谢途径的诱导或抑制因子,将调节植物主要和次级代谢产物的量。以上的可能机制都将会导致受体生物体的非预期效应的发生,如转基因食品营养成分的改变,毒素的增多或者产生新的毒素,外源基因的插入产生新的致敏蛋白等。

从研究方法上来看,非期望效应的研究主要包括3个领域:功能基因组学、蛋白质组学和代谢组学。功能基因组研究的是被转录基因和相关的调控元件的功能,Byeon等[50]利用微列阵分析技术研究发现高水平的褪黑激素调节了转基因大米的基因表达,反应了其在植物生长发育过程中发挥的多效生理作用。蛋白质组学的方法完善了其他组学的方法,是高分辨双向电泳分离组织蛋白质、图像分析帮助比较分离结果和质谱确定感兴趣蛋白质的性质三大技术的融合。Guo Bin等[51]通过双向差异凝胶电泳证明了含有乙型肝炎病毒表面抗原(HBsAg)的转基因番茄,与非转基因番茄相比在蛋白表达上发生显著改变。代谢组学以生物系统中的代谢产物为分析对象,对化合物定性和定量分析,研究基因的插入对动物生理的影响,从而理解转基因食品的全组分情况,例如Cao Sishuo等[52]用核磁共振方法分析大鼠尿液代谢组,这是一种动态的、非损伤检验法。2.5 标记基因的安全评价

在植物转基因过程中,外源基因对于植物受体细胞的转化频率相当低,因此通常将标记基因与目的基因构建在同一表达载体转入植物,帮助转化子的筛选和鉴定。常用的标记基因包括新霉素磷酸转移酶基因(nptⅡ)、潮霉素磷酸转移酶基因(hph)等可使抗生素失活的蛋白酶基因,以及草甘膦抗性基因(bar,pat)和5-烯醇丙酮酰草莽酸-3-磷酸合成酶基因(epsps)等可使除草剂失活的基因[53];另外还有冠瘿碱基因(Opine)、氯霉素乙酰转移酶基因(Cat)等报告基因。人们食用含有标记基因的转基因食品后,可能会对人体产生直接效应,也有抗生素抗性基因水平转入肠道上皮细胞或者环境微生物中的潜在可能性。虽然目前人们倾向于认为此种情况发生概率较小,但是在评估潜在

3

※专题论述

健康问题时,仍应考虑人体和动物抗生素的使用以及肠道微生物对抗生素的抗性。评价标记基因编码蛋白的安全性包括直接毒性、过敏性、以及因蛋白的催化功能而产生的副作用。目前,植物遗传转化中所使用的标记基因尚无直接毒性和过敏性的证据。WHO提出了标记基因安全性分析与评价原则:1)明确标记基因的分子、化学和生物学特征;2)标记基因的安全性应与其他基因一样进行评价;3)原则上某一标记基因的资料一旦积累,可用于任何一种植物,且可用于与任何一种目的基因连接。

虽然抗生素和除草剂等抗性基因的使用方便了植物的转化筛选,但是一旦转化成功,标记基因便不再有用,甚至对生态环境和食品安全存在潜在威胁,因此提高转基因植物标记基因安全性成为研究热点。目前提高转基因植物中选择标记基因安全性的策略包括利用无争议的生物安全标记基因(如与糖和氨基酸代谢相关的基因),在转化时使用标记基因但获得转基因植株后将其剔除,以及利用无选择标记基因的转化系统[54]。

动物实验评价转基因食品食用安全性的研究进展目前对转基因食品的安全性评价,主要依据经济发展合作组织(Organization for Economic Co-operation and Development,OECD)于1993年提出的实质等同性原则[55]。该原则是指转基因食品及食品成分是否与传统食品具有实质等同性,包括表型和成分的比较,以及插入性状、过敏性和标记性状安全性等方面的分析评价。然而,实质等同性的评 价原则也有其局限性,对引入某 个基因或者重组蛋白的表达而导致食物引起的直接、间接、急性或累积的影响难以评价。尤其是当怀疑非预期效应可能会发生的情况下,利用实验动物与人类相近似的特性进行动物喂养实验,可以提供额外有用的信息来补充全食品安全和营养价值的评价。

转基因食品的安全性评价大多数都是通过饲喂小型啮齿类动物来研究转基因食品对动物健康的影响。小型啮齿动物成本低,生命周期短,易于操作,而且在长期的研究中能够使大量个体在统一的标准条件下生长,因此可以运用多种方法评价转基因食品对动物健康的影响。

同时,很多大型禽畜,如猪、牛、羊、鸡等也都用于转基因食品安全评价。值得注意的是,应根据研究目的选择适合的大型禽畜。由于猪的亲缘关系和人很接近,器官大小也接近于人,比较适合营养代谢等方面的研究。Hu Yichun等[56]在研究表达人乳铁蛋白的转基因大米时,对五指山小型猪进行回肠分析,检测转基因大米主要营养成分的消化率;Maga等[57]通过观察猪的肠道菌

※专题论述食品科学

群变化来研究人溶菌酶转基因羊奶对动物代谢的影响。牛、羊则通常用来研究转基因食品对乳产量和成分的影响,Steinke等[58]对36头奶牛进行25个月的喂养实验,研究转Bt蛋白的玉米对泌乳奶牛的产奶性能影响,发现奶牛的泌乳性能没有因为饲喂转基因玉米而受到影响。此外,还利用鸡、鹌鹑等产蛋动物来研究转基因食品对动物产蛋性能的影响。

但是,由于人和动物在生理、解剖结构、行为上存在内在的特异性差别,以及实验动物自身存在个体差异和生长效率的不同,动物实验可能无法正确反馈出人类的反应[59]。此外,转基因生物产品的品质特性也很可能会因为所处地区或者食品加工方式的不同而改变[60-61],可能使实验结果有所不同。即用动物实验的方法评价转基因食品对动物健康的影响,与其他健康相关研究一样存在局限。例如为了评价耐除草剂转基因大豆的潜在风险,不同的科研团队分别选取鲑鱼、山羊及小鼠进行长期多代喂养来验证耐除草剂大豆的食用安全性。Sissene等[62]将利用鲑鱼进行抗草甘膦转基因大豆的饲喂实验,得出结论转基因大豆与传统大豆同样安全。Tudisco等[63]将抗草甘膦的转基因大豆饲喂山羊,发现动物的肝脏、肾脏、肌肉等器官的乳酸脱氢酶含量与对照组相比呈显著性差异,这一指标的变化暗示了转基因大豆细胞代谢的差异,但是该代谢路径相关的酶含量却没有显著性变化,因此,作者认为不属于健康问题但须进一步实验,而且在山羊的血液和乳汁中存在转入的DNA片段。不过,该实验中所食用 的对照组大豆只说明是传统培育的 大豆,没有阐明是否与转基因大豆在同一条件下种植。Malatesta等

[64]

2016, Vol.35, No.15299

能够大量生产优质的外源药用蛋白,例如疫苗、人血清蛋白、抗体、酶和多肽等,且已经在各种植物中经过测试,如水稻、烟草、玉米、大豆、土豆、大麦、胡萝卜和红花[65]。目前有30多种源自转基因植物的医药产品已处于临床实验,其中9种已进入市场销售[66]。在转基因植物中成功表达的重组疫苗有在烟草中表达的SARS冠状病毒蛋白[67]、结核病抗原[68]和牛病毒性腹泻病毒[69],在土豆中表达的新城疫病毒[70],在番茄中表达的Norwalk病毒衣壳蛋白[71]和口蹄疫病毒多聚蛋白及蛋 白酶[72],在生菜中表达的双重志贺毒素B亚单位[73]等。此外,还表达了用于疫苗研究的乙型肝炎表面抗原(HBsAg)基因[74-76]、大肠杆菌热敏肠毒素B亚单位(LT-B)基因[77]、狂犬病病毒糖蛋白(G蛋白)[78]、口蹄疫病毒(VP1)基因[79]、人乳头瘤病毒相关抗原[80]等。到目前为止,对于药用转基因植物的安全性评价一般是按照临床医学评价体系进行评价,国内外还没有建立对其安全性评价体系。但是,随着转基因植物的不断释放,有可能会扩散到食物链中

[81-82]

,因此对其进行食用安全性评价是非常必要和紧迫随着传统化石燃料的日益枯竭及当今自然环境的不

的。

断恶化,开发利用各种生物能源也将成为未来的发展趋势,如利用转基因大豆、转基因玉米等生产生物燃料。瑞士先正达种子公司研制的转基因玉米Event3272含有微

生物α-淀粉酶基因,该酶能够迅速地将淀粉分解为糖,从而生产乙醇,提高生物燃料的生产效率。在美国农业部解除对其管制之后,进行了大范围的商业化种植[83]。2016年3月2日,欧盟委员会宣布,批准欧盟国家种植转基因土豆Amflora。这种土豆可用于生产工业用淀粉,副产品可用于生产畜牧饲,节省原材料、能源、水和其他化学辅料[84]。虽然工业用转基因植物的最终目的并不是用作食品和饲料,可是在存放或者使用的过程中,有掺杂入食品及动物饲料中的可能性。目前对工业用转基因植物的安全性评价体系还没有建立起来,但建立工业用转基因植物的食用安全性评价技术势在必行。

复合性状转基因策略拓展了转基因作物功能,提高了资源利用效率,有良好的应用前景。如DAS-4446-6 转基因大豆中转入了3种蛋白,能够抗多种除草剂,具有抗广谱除草剂的特性[85]。但是,复合性状转基因植物由于转入多个基因,这些基因之间可能存在非关联、关联、代谢等相互作用关系,引发协同效应;另一方面转入的目的基因与植物內源基因组之间发生基因重组、突变等情况的可能性增大,若是多个转基因在多个位置,具有多个拷贝数,则目的基因很难稳定表达。由此可见,复合性状转基因作物有可能产生与单性状转基因植物不同的食用安全结果,引起毒性、过敏性等方面的危害。因此,对复合性状转基因植物的食用安全性评价应

将抗草甘膦的转基因大豆饲喂年老雌鼠,

通过蛋白质组学研究表明一些与肝细胞代谢、应激反应、钙信号和线粒体功能密切相关的蛋白表达水平,与对照组小鼠相比存在显著性差异,说明在衰老过程中,转基因大豆有可能影响肝脏功能。以上对转基因作物进行多代动物实验的研究,并没有证明其对动物的健康产生可见毒性效应,而是在某些器官中体现个别细胞学特征和代谢上的潜在差异。由此可知,不同的实验条件和研究方法,产生的研究结果有时会有冲突。因此为了克服这些局限性,就需要我们适当丰富实验动物的种类,选择合适的动物模型,并进行多次重复性实验等,对实验结果进行统计分析后再得出结论,以使实验结果趋于客观。 4

新型转基因植物安全性评价

以药用、工业用及复合性状为代表的新一代转基因植物以无可比拟的优势和发展态势成为当今转基因技术开发和研究的热点。利用转基因植物作为生物反应器

300 2016, Vol.35, No.15 食品科学

将重点关注复合转基因相互作用方面,对其进行外源蛋白与植物全食品的食用安全综合评价。还应关注由于性状叠加造成的外源蛋白摄入量增加,以及对植物体内主要营养成分的营养平衡与营 养功能的影响,并利用代谢 组学与蛋白质组学技术分析实验动物体内代谢成分的非期望效应。5

转基因抗虫水稻的食用安全性评价

水稻是发展中国家最重要的粮食作物之一,超过35亿人依靠水稻提供每日卡路里摄入量的20%[86]。目前我国水稻生产中的主要问题仍然是水稻白叶枯、稻瘟并稻曲病和条纹叶枯病等病虫害。水稻害虫对植株的侵害包括从根到穗部的各个部分,以及从幼苗到植株成熟的各个生长阶段。有大约1 000 种已知害虫会对水稻造成侵害,其中30 种足以造成严重损伤需要加以控制[87]。然而,Bt水稻的成功研发为病虫害的防治提供了新的途径。

来源于苏云金芽孢杆菌(Bt)的cry基因编码Cry杀虫蛋白,其中Cry1Ab和Cry1Ac是转基因作物中最普遍的Bt蛋白。Cry蛋白对许多重要的农作物害虫,包括鳞翅目、鞘翅目、双翅目、膜翅目等都具有特异性的毒杀作用,而对人畜无害。该蛋白被鳞翅目等昆虫摄食后,在昆虫幼虫的肠道内经蛋白酶水解成65~70 kD的具有杀虫活性的毒性多肽分子,与目标害虫的肠道上皮细胞表面的特异性受体相互作用使细胞膜形成小孔,扰乱细胞的渗透平衡,并引起细胞肿胀甚至裂解,从而导致昆虫幼虫停止进食而最终死亡。然而,cry基因并不是水稻等植物细胞天然具有的,是通过基因工程方法转入水稻基因组的,因此,其对人体健康的安全性必须得到评估。2005年Schrder等[88]报道,用Cry1Ab转基因水稻(KMD1)与其亲本(Xiushui 11)进行90 d的大鼠安全性喂养实验。结果显示,采用每千克含Bt 蛋白15 mg的转基因水稻喂养的大鼠,与对照组相比,没有出现毒性反应和副作用,只有极少数生理指标(如血液学、相对脏器系数等)发生显著变化,但均在正常生理范围内,与饲料中的转基因成分无关。Tang Xueming等也证明了Bt水稻也没有对大鼠产生任何毒性作用或者不良反应。Cao Sishuo等[90]用42 d灌胃的方法检测了Cry1C与花生凝集素(peanut agglutinin,PNA)、马铃薯酸性磷酸酶(potato acid phosphatase,PAP)、卵清蛋白(ovalbumin,OVA)对BN大鼠的致敏性,结果在最后一次灌胃的10 d之后大鼠产生了过敏反应,与PNA、PAP和OVA的致敏性相比,Cry1C蛋白未能引起BN大鼠体内特异性IgG2a的升高。Cry1C处理组动物血液中细胞因子表达水平、血清IgE、组胺水平以及嗜酸性粒细胞和肥大细胞的数量均与对照组动物的水平相

7

结 语

[89]

※专题论述

似。表明Cry1C没有显示出任何致敏原性,可以安全用于水稻或其他种类的植物之中。

2016年,农业部批准了两种转Bt融合型杀虫蛋白CryAb/CryAb的抗虫水稻,“华恢1号”和“Bt汕优63”的安全证书。虽然转基因水稻的研发已经达到了可商业化的阶段,但是出于对其食用与环境安全性的忧虑,目前转基因水稻还没有被批准商品化生产。一旦转基因水稻商业化,改良农艺性状的转基因水稻不仅能够像其他已经应用于商业化的转基因作物一样增加收益,而且给消费者带来的预期利益会更高一个数量级[91],同时会减轻贫困、饥饿和营养不良的困境。6

转基因生物食用安全标准化

随着对转基因生物食用安全性研究的深度和广度的不断拓展,科学界对农业转基因生物的食用安全问题有了更加全面和理性的认识。为防范农业转基因生物对人类健康的危害或者潜在风险,各相关国际组织和各国政府专门制定了农业转基因生物及产品食用安全的管理法规。但迄今仍然缺乏较为统一、规范的标准体系,来规定农业转基因生物的食用安全性要求与评价的标准。每个国家以及不同的评价方案都有不同的标准,还在沿用每评价一个个案独立制定一个评价方案的方法。为了更好地适应全球农业转基因生物及其产品生产和贸易快速发展的要求,各相关的国际组织和国家都在致力于不断充实和完善农业转基因生物及产品食用安全性的评价程序和方法,积极推进标准国际化的进程。

目前,从事转基因生物食用安全标准国际化的组织,主要是国际食品法典委员会(CodexAlimentariusCommission,CAC),主要负责制定国际通用的食品标准、食品加工指南和相关视频生产操作手册等。已经发布的转基因相关食用安全检测指南(标准)有《现代转基因食品的安全风险评估原则》、《重组DNA植物及其食品安全性检测指南》以及《重组DNA微生物及其食品安全性检测指南》。经过多年的建设与发展,我国农业转基因生物安全标准体系也已初步形成了相关技术标准的雏形,并取得了一定的成效,如颁布了《农业转基因生物安全评价管理办法》、《农业转基因生物进口安全管理办法》和《农业转基因生物安全管理条例》等标准条例[92]。

随着科学技术和社会的进步,越来越多的国家开始重视社会、经济和环境的可持续发展,开展以现代生物技术为核心的农业技术革命。转基因食品作为利用生物

※专题论述食品科学

技术改造的非传统食品具有一定的风险性,在对待其安全性问题上,应根据国际发展趋势和国家综合实力等多方面因素,制定适合我国国情的转基因食品产业发展和安全管理办法,加强食品安全的科学技术研究,用科学的安全评价手段有效的保障转基因作物的质量,更加有力推进我国乃至全球转基因技术的健康发展。

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转基因食品安全性及检测评价2017-12-20 04:31:36 | #3楼回目录

科技资讯

2007NO.34

SCIENCE&TECHNOLOGYINFORMATION

学术论坛

张勇

(河南省驻马店市质量技术监督检验测试中心河南驻马店463000)

摘要:20世纪70年代开始,转基因食品应运而生。文章简述了转基因食品的发展现状、转基因食品存在的安全性问题,重点介绍了当前国内外有关转基因食品安全性评价的原则和方法,以及对转基因食品安全性的管理及其未来发展情况。关键词:转基因食品安全性评价管理中图分类号:TS201.6文献标识码:A文章编号:1672-3791(2007)12(a)-0252-01

1转基因食品的定义及发展现状

转基因食品的英文名称为:GeneticallyModifiedFood(GMF),又称基因改良食品或基因食品,是利用基因工程技术将一种微生物、动物或植物的基因植入另一种微生物、动物或植物中,接受一方由此而获得了一种它所不能自然拥有的品质。在欧盟新型食品条例中,将转基因食品定义为:一种由转基因修饰的生物体生产的或该物质本身的食品,通过技术更新达到降低生产成本,增加食品或食品原料价值的目的。如:增强抗病性,改变营养成分,加快生长速度,增强对环境的抗性等,可以分为增产型、控熟型、高营养型、保健型、新品种型、加工型等。

自1983年世界上第一例转基因作物——含有抗生素类抗体的烟草植株问世以来,转基因植物的研究和发展得到了迅速发展。目前,全世界转基因农作物的播种面积已达4000万公顷,转基因食品在数量和品种上都有了相当规模,对于全世界8亿多的饥饿人口来说,转基因食品具有极大的发展潜力。

2转基因食品安全性评价的原则与方法

转基因食品在体现诸多优势的同时,也有着其负面影响——安全性问题。由于转基因食品中引入了外源性基因,而转移了外源基因的生物体会因产生原来不存在的多肽或蛋白质而出现新的生物学和生理特性,有可能会引入不相容或毒性物质,因而含有外源基因的转基因食品的安全性问题受到社会的普遍关注。如何检测出市场上的食品和饲料是否为转基因体,迄今为止上市的转基因食品和饲料是否会直接或间接地对人类健康产生不利的影响,如何对其进行安全性评价?这些都是颇受关注,并且迫切需要回答的问题。

转基因食品安全性评价的程序基本上包括这样几个方面:①新基因产品的特性的研究;②分析营养物质和已知毒素含量的变化;③潜在致敏性的研究;④转基因食品与动物或人类的肠道中的微生物群进行基因交换的可能及其影响;⑤活体和离体的毒理和营养评价。在这一过程中,往往要遵循了以下原则:实质等同性原则(substantialequivalence)、预先防范(precaution)的原则、个案评估的原则(casebycase)、逐步评估的原则(stepbystep)、风险效益平衡的原则(balanceofbenefitsandrisks)和熟悉性原则(familiarity),其中,实质等同性的评价原则,是目前评价转基因食品安全最主要,也是最基本的原则。2.1实质等同性原则

重组DNA植物食品的安全性评价遵循一个逐步的过程,这一过程涉及到所表达的物质(非核酸物质)、重要组分的组成分析、代谢评价、食品加工、营养的改变和其他等等。由于很难将传统的毒理学实验和危险性评价步骤应用于整个食物,因此包括重组DNA植物在内的食用植物的安全性评价需要一个更加有针对性的方案。经合组织1993年提出了食品安全性评价的实质等同性原则,即如果某个新食品或食品成分与现有的食品或食品成分大体等同,那么它们是同等安全的。实质等同性可以确保未申报过或未预料到的营养改变、抗营养素、毒素或过敏原,没有被引入到食品或饲料中,并比较分析中对遗传插入产生的意外效应进行了深入评价,结合针对引入特性的特异性安全评价,可以保证转基因产品和传统的对应物是一样安全的。因此,就目前情况而言,实质等同性原则在转基因安全性评价中得到广泛应用。2.2转基因食品的检测方法

目前我国已有转基因食品的安全性评价的标准,转基因产品的检测方法总的要求是快速、准确和灵敏,适应样品量大、目标基因种类繁多等特点。针对转基因技术各个环节的特点,目前转基因产品的检测方法分为以表达蛋白为目标和以外源DNA为目标的两类。

蛋白质水平的检测常采用酶联免疫法,即将抗原和抗体反应的特异性与酶对底物的高效催化作用结合起来,根据酶作用于底物后的显色反应来进行分析。但是复杂基质对这种方法的准确性和准确度有干扰,并且外源基因表达的蛋白质在较低水平或热处理变性时,免疫方法的检测能力就会下降。另一种易适用于商业的是试纸法。但上面两种方法有三方面不足:第一,抗原抗体反应的专一性;第二,加工过的转基因食品中的蛋白质抗原性很容易破坏,从而影响检测结果的准确性;第三,有些转基因食品不表达蛋白质或表达量很低或很大时,则无法进行检测。

检测外源DNA主要指PCR检测方法,简单地说PCR就是利用核酸复制酶、引物和核酸单体组成物质(4种单核苷酸),在试管内完成模板脱氧核糖核酸(DNA)的复制。PCR检测最大的特点在于对PCR产物特异性的检测,其方法有电泳法、限制性内切酶长度多型性法、PCR-ELISA法和实时荧光PCR法。由于传统的PCR方法只能应用在定性检测方面,近年来竞争性PCR和实时荧光定量PCR都已用于转基因食品的定量检测。竞争性定量实时荧光PCR方法是目前

转基因产品最好、应用最为普遍的一种检测方法,也是目前最适合出入境检验检疫的检测技术之一。

对进出口产品的检测,用以上检测方法不可能解决将来大数量的转基因产品监测问题,需要有更有效的、快速、特别是高通量的检测方法,最近几年出现的基因芯片技术能较好地解决这一问题。基因芯片,是指将许多特定的寡核苷酸片段或基因片段作为探针,有规律地排列固定于支持物上形成的DNA分子阵列。芯片与待测的荧光标记样品的基因按碱基配对原理进行杂交后,再通过激光共聚焦荧光检测系统等对其表面进行扫描即可获取样品分子的数量和序列信息。由于荧光分子对激发光、光电倍增管或电荷偶合元件都具有良好的线性响应,能够容易获得样品核酸中基因结构和数量的信息。

除以上方法外,随着国内外对转基因产品研究的深入,其检测方法正在向着简便、高效、准确、低耗费的方向发展。而色谱技术(如HPLC)、毛细管电泳技术、近红外波谱技术和超分支滚环扩增技术将在转基因食品的检测方面发挥越来越重要的作用。

3结论

在实际工作中,转基因产品的检测仍存在一些技术难题,需要把多种检测技术或方法结合运用,才能解决全部的检测任务。随着转基因食品的发展,检测手段也在不断才完善和创新。我们应正确评估转基因食品的安全性,对不同转基因食品实施有效的检测,对转基因技术和食品进行有效评估和监控,从而促进我国转基因技术和转基因食品生产的健康快速发展。

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252科技资讯SCIENCE&TECHNOLOGYINFORMATION

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