林丽萍
医药信息工程学院 信息管理与信息系统09(商务信息)2班 0907523240
摘要:转基因食品是指由动物或微生物的细胞中提出的基因,从而获得某种良好特性的生物所制成的食品。具有增加食品种类、产量和改善食品质量等作用,但其对人类及环境的安全性尚不清楚。目前也缺乏得到公认的、可靠的评价系统。
关键词:转基因食品;安奎性评价;过敏性中国分类号:TS201.6文献标识码:A
科学家预言在2l世纪20年代时,人类将准备迎接下一个经济时代:生物经济时代的到来。从1953年,DNA双螺旋结构被鉴定出来以来,生物技术领域发展迅猛,其中,将转基因技术推广应用于农业生产,可不断增产粮食和其他食品作物,以满足全球人口快速增加的需要。基因作物的种植量惊人地增长,1996年为280万公顷,1997年约增加l0倍为1100万公顷,l998年达到2700万公顷,其中美国的转基因食品(gene modified foods GM 食品)种植面积占了70%。转基因食品的总交易量上升约6倍。从1996年的2.35亿美元上升到1998年的12~15亿美元,预计2000年为30亿美元或更多,2005年为60亿,2010年达200亿美元[1]。我国加入WTO后,大宗美国农产品和食品将进入我国。我国转基因作物种植面积为世界种植面积的14%,种植的品种主要有大豆、烟草、棉花、番茄、水稻、玉米等。
1 转基因食品的概念和意义
GM食品是指那些转人由植物、动物或微生物的细胞中提出的基因,从而获得某种良好特性的生物所制成的食品。用这些转基因生物制成的食品称为转基因食
品或基因改性食品。转基因食品主要是转基因作物,也可以是转基因微生物或转基因动物。所用的基因称为标志基因(marker gene)。
转基因食品的主要功能:
1.1 高产、生长期短、抗病、抗虫害和便于运输、储存
如将基因技术用于控制番茄成熟多浆半乳糖醛酸酶,可延长番茄的生命期,有利其运输和储存。有些转人的基因是农药抗性基因,对除草剂或其他农药具有耐受性,因此提高了农作物产量。这对发展中国家具有更重要意义。因为,虽然发展中国家在过去的35年中面对贫穷、饥饿和疾病取得了很大进步:婴儿死亡率和成人伤残率减低了一半,营养不良减少了1/3,人均期望寿命延长了20岁[2],但是仍有成千上万的人营养不良;人口增长、收入增加和都市化,使发展中国家在4O年后对食物的需求将翻一番[1]。
1.2 改善食物营养成分含量,防病和增强体质
人体需要多样平衡的、含有各种宏量和微量营养素的膳食,以维持机体健康。但是,一些人类主食的质量欠佳。世界上尚有800万及更多的人不能得到充足的宏量营养素.有些微量营养素缺乏还在流行,估计有250万儿童处在维生素A缺乏的危险下,20亿人处于铁缺乏的危险下,l5亿人碘缺乏[3]。通过转基因技术改善农作物质量成为研究目标之一。科学家们现在已完成芥子染色体的测序,计划在2000年底完成密码解译[4,5]。通过对主要农作物的解码,以了解控制植物生长发育及对环境影响的机制;克隆营养功能基因,改善农作物质量。目前已用此方法研究芥子中维生素E合成途径。美国用豌豆生产出饱和脂肪酸含量只有同类产品一半的低饱和脂肪酸含量的豆油。中文大学最近研究通过改变食物的基因,增加食物的甜味浓度而不含糖份,对糖尿病病人能减少碳水化物的摄人。其他如将某种疾病的抗原基因加入食物基因中,设想人类摄人这类食物后,身体会自动产生相应的免疫能力。
1.3抗金属作物的清除土壤中污染的重金属能力[6]
近年来,人们已不满足于植物仅仅作为食品和饲料等常规用途,提出了“将植物变为工厂”的口号,要利用植物来生产药物、工业原料等产品。
2 转基因食品安全性问题
人们对转基因食品的担忧集中于其带来的伦理、知识产权和生物安全性问题[7]。目前还没有足够科学证据表明GM作物对生态环境无害和GM食品对人类健康无害,基因与人类疾病和健康的关系十分复杂,人们对改变基因的远期健康效应知之甚少。例如,使植物中与抗病毒表型有关的膜蛋白表达可形成抗病毒的植物,能抗多种病毒感染。但是偶尔观察到此种抗病毒基因的部分表达就可使植物有抗病毒能力,而不需要膜蛋白的表达,这种基因沉默现象是由目前尚不清楚的RNA水平上进行的相互作用造成的[8],可能对健康带来潜在危险。
从食品安全性角度,GM食品至少存在以下几个问题:
2.1 标志基因传递(gene transfer)
GM食品中的新基因或活的GM 微生物标志基因是否传递给人或家畜的肠道微生物,危害人或家畜的健康。如果GM食品作物中的抗生素抗性标志基因通过GM食品传递给人畜肠道的微生物,并在其中表达,就有可能影响人畜口服抗生素的药效。
2.2 基因传递至环境[9]
抗除草剂或抗杀虫剂基因如传递给邻近的草,可造成耐药性。有报道,Bt玉米分泌转基因表达的毒素至土壤,其与土壤中颗粒结合并可在土壤中残留几个月[10]。另外,由于种植耐除草剂的GM植物后,提高了农药的使用量,长久可出现耐受性强的杂草株。同样耐杀虫剂的昆虫亦可随着抗杀虫剂植物的种植而出现。抗昆虫植物对非靶昆虫,对生态环境造成影响。
2.3 引起食品过敏症
大多数GM食品植物中都引人一种或几种蛋白质,有的从来不是人类食物的成分,这些异种蛋白有可能引起食品过敏,特别是对儿童和过敏体质的成人。
2.4 较高水平的天然毒素
GM食品中可含较高水平的天然有害物质,如芥酸、番茄毒素、棉酚、龙葵素、酪胺和组胺等。这些物质可经质量控制系统检测,以免进人消费市场。由于转基因食品作物与亲本作物不完全相同,现行的食品安全性评价标准和方法并不完全适用对它们的评价。
3 国外GM食品的评价概况
美国于1992年颁布“新植物来源食品说明”说明中指出,在大多数情况下,由生物工程植物制成的食品,其组成与一般的食品是相同或实际相似的如果食品中有些物质的客观特性引起安全性问题时,要求开发企业向FDA提交有关资料,请求咨询。1993年经济合作和发展组织(OECD)专家组提出“实际等同性”(substantial equivalence)概念。即一个GM食品经化学鉴定与其亲本作物“实际等同”就被认为无新的健康危险性,不必要再进行膳食摄人量以及营养学和毒理学评价。欧洲和美国运用此原则衡量申请的GM食品。
国际生命科学学会(ILSI)欧洲分会1996年提出以“等同性和相似性定标法”(SAFEST)来确定一个GM食品的实际等同性。比较新食品与亲本生物食品的差别,用作比较的传统食品也称为“参照食品”(reference food)。比较它们的成分和功能后,如果发现基因插人可能会导致在宿主生物体内出现非特异或不可预料的效应时,就必须加以确认。定标法的基本概念也是“等同性”(equivalence)。
FA0/WHO专家咨询会议1990年和1996年认为GM食品与其改变了遗传特征的亲本作物在安全性方面的考虑是一样的。1996年确认了1990年会议提出的“基本等同”概念。
现在评价GM食品的原则基于“实际等同性”概念。有不少科学家提出疑义。认为这种衡量方法似乎合理且简单,但仅仅采用了化学方法而放弃了包括生物、毒理和免疫学的其他检测方法,结果可能有局限性。例如,最近对葡萄的基因研究表明,尽管有关葡萄和葡萄酒的化学与芳香的知识可追溯几百年,但葡萄中基因与其芳香的关系仍不清楚。同样在基因、化学组成和毒性之问的关系也是不清楚的。从GM食品的化学组成无法预测其生化及免疫作用[11]。
Mark Tester建议按转人基因的来源将GM食品分成三类:从动物或微生物来源的基因插人植物中(wildtransfer)、植物种系间基因移动(close transfer)和以已存在于植物基因组的基因表达水平或方式传递的基因( tweaking)。按上述分类,对第Ⅱ、Ⅲ类GM食品可以用“实际等同性”方法处理,对第1类需进一步检测[12]。
4 GM食品的过敏性评价
GM食品中修饰的蛋白质产物作为新食品的成分,有可能对人体造成过敏反应。按GM食品作物的基因来源可分为:来自常见的过敏食物、来自不常见的过敏食物或其他过敏原及来自非过敏食物三类[13]。前两类来源中都含有或多或少的强或弱的过敏原,所谓的强弱是按临床反应及发生过敏的百分率区分的,强的过敏原经皮肤实验或固相免疫测定法测定阳性率大于50%。如果来自过敏原植物的蛋白将在新的食物中表达,应提供此基因不编码过敏蛋白的确切资料。对这三类来源的GM食品,可采用不同的方法评价其过敏性。
对第三类C,M食品,评价过敏性的第一步是测定氨基酸顺序,然后与公共基因库中已知的植物性和动物性食品过敏原的氨基酸顺序进行比较,同时也应考虑同非食源性过敏原的比较。已用分子生物学方法鉴定出一些过敏原的IgE,以及T-细胞和B-细胞抗原决定蔟的基因图谱。从基因图谱研究中发现结合的最佳肽链长度对T-淋巴细胞抗原决定蔟为8~12个氨基酸,对B-淋巴细胞则更长些。因此,至少需捕获8个连续的氨基酸进行判断。但对于依赖于第三种结构的过敏原,其不连续的抗原决定蔟用此法不能鉴定。如病人血清IgE与桦树花粉过敏原Bet3结合需要钙调节,钙引起Bet3构象变化,使抗原能被识别。另外,鉴定的有些氨
基酸顺序可能与过敏原蛋白无关。因此,氨基酸分析只能作为一个指标,而不能用于决定是否具有过敏性。
来源自第一、第二类的GM 食物,需要进行体内和体外免疫过敏实验。如结果阳性,要求在标签上标明;如结果不确切,进~步进行皮肤实验,经测定阳性的也被要求在标签上标明。对第二类的GM 食品,如结果为阴性,需进一步人体双盲实验,样本量至少l4例,其中有1人阳性,就要求在标签上标明。对第三类的GM食品,如结果为阴性,则需进一步检测此蛋白在消化道和加工过程中的稳毫性。通常过敏原稳定性较强,而一般食品在相同情况敲很快降解。如结果阳性需经专家委员会咨询。
随着GM食品数量的不断增加,越来越多的GM食品将上我们的餐桌,因此有必要对其潜在的长期影响及检测系统进行更深入的研究,使对人类安全的GM食品健康地发展。
5 参考文献
[1]Ismail Serageldin. Biotechnology and food security in the 21th century, 1999,285:387~ 3
[2]United tooms development programme,Human development Report 1998
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[5]Chris Somervifle Plant functional genomics,Science,1999,285:380
[6]Anne Simon Moffat.Engrneering plants to cope with metals Science,1999.
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[7]Johnson B.personal communication.From a presentation at bovision ,Lyon,France,26March ,1999
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[9]Dan Ferber New corn plant draws fire from GM food opponents Science,2000 287:1390
[10]Declan Butler.Tony Relehhart Assessing the threat to boodiversity on The farm Nature,1999,398:654
[11]Erils Milstorle,Eric Bruruner ,Sue Mayer .Beynod substaroal epurvalence'Nature,1999,401:525
[12]Mark Tester.Seeking clarity in bebete over the safer of GM foods Nature,1999,402 :575
[13]Metcalfe D D,Astwood JD, Townsend R,etal. Assessment of the aller genie potential of foods derived from genetically engineered crop plants Critical reviews in food science and nutrition,1996,36(s):S165下载本文