許建香，李寧

中國農(nóng)業(yè)大學(xué) 農(nóng)業(yè)生物技術(shù)國家重點(diǎn)實驗室，北京 100193

自從20世紀(jì)80年代以來，生物安全問題深受國際上的廣泛關(guān)注。經(jīng)過近20年的討論，《卡塔赫納生物安全議定書》于2000年5月出爐，旨在解決轉(zhuǎn)基因生物 (Genetically modified organism，GMO) 的潛在危害。GMO包括轉(zhuǎn)基因微生物和動植物，其中轉(zhuǎn)基因動物的生物安全性受到了國際動物健康組織的極大關(guān)注。此后，各國研究機(jī)構(gòu)和組織非常關(guān)注轉(zhuǎn)基因動物的生物安全性，政府也出臺了相應(yīng)的法律、法規(guī)來規(guī)范轉(zhuǎn)基因動物及其產(chǎn)品的研究與應(yīng)用。

隨著動物轉(zhuǎn)基因技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，轉(zhuǎn)基因動物及其產(chǎn)品的安全性已受到了人們的廣泛關(guān)注，其核心問題集中于環(huán)境安全、動物健康與福利、人類健康與食品安全等方面。此外，人們在轉(zhuǎn)基因生物安全的研究與評價中，逐漸摸索出了一套公認(rèn)的生物安全評價原則，在此基礎(chǔ)上，各國也逐漸形成了相應(yīng)的生物安全評價政策和程序，以下對這些內(nèi)容分別進(jìn)行闡述。

1 轉(zhuǎn)基因動物生物安全研究與評價的主要內(nèi)容

1.1 轉(zhuǎn)基因動物的研究與應(yīng)用

各國對轉(zhuǎn)基因動物的研究與應(yīng)用集中于農(nóng)業(yè)、醫(yī)學(xué)、工業(yè)等方面?？傮w來說，轉(zhuǎn)基因動物的研究與應(yīng)用主要包括新品種培育、異種器官移植、動物生物反應(yīng)器和疾病模型等。

1.1.1 新品種培育

“超級小鼠”的研究成功掀起了轉(zhuǎn)基因動物新品種培育的研究熱潮。目前，人們已在轉(zhuǎn)基因動物新品種培育方面取得了可喜的成果，比如轉(zhuǎn)植酸酶基因豬 (環(huán)保豬)[1]，可分泌植酸酶 (肌醇六磷酸酶)，把磷元素釋放出來，用于豬的生長發(fā)育，同時可降低豬排泄物中的含磷水平，降低磷對環(huán)境的污染；Aquabounty公司生產(chǎn)的轉(zhuǎn)生長激素基因鮭魚 (Aquadvantage salmon，AAS)[2]，可提高鮭魚的生長速度，縮短鮭魚的生長周期，具有良好的經(jīng)濟(jì)價值；朊蛋白 (Prion protein，PRNP) 基因敲除牛[3]，可很好地抵抗瘋牛病的傳染；表達(dá)短發(fā)卡RNA的轉(zhuǎn)基因雞[4-5]，可抑制或阻斷流感病毒多聚酶，從而阻止禽流感的傳播等。

1.1.2 異種器官移植

供體器官來源不足和人類移入的器官往往會發(fā)生免疫排斥現(xiàn)象一直是困擾醫(yī)學(xué)界的難題。豬作為人類器官移植的供體，在解剖、組織和生理等方面與人類最為接近，其器官和人的器官大小相仿，并且具有易飼養(yǎng)、易操作等優(yōu)勢，因此已成為人們研究異種器官移植的理想材料。目前，人們已通過基因打靶和體細(xì)胞核移植技術(shù)，成功獲得了α-1,3-半乳糖苷酶基因敲除豬[6]，可直接阻止豬細(xì)胞表面α-1,3-半乳糖的合成，從而消除豬器官移入人體后發(fā)生的一個主要障礙——免疫排斥反應(yīng)。

1.1.3 動物生物反應(yīng)器

人們可通過轉(zhuǎn)基因動物來生產(chǎn)珍貴的多肽或蛋白類藥物，這種轉(zhuǎn)基因動物被稱為動物生物反應(yīng)器，主要包括乳腺、膀胱、血液、唾液、禽蛋、家蠶等類型的生物反應(yīng)器。其中，乳腺生物反應(yīng)器是目前發(fā)展最成熟的一種模式，也是一種具有高額經(jīng)濟(jì)利潤的新型產(chǎn)業(yè)。比如目前人們可利用動物乳腺生物反應(yīng)器來生產(chǎn)功能性因子IX[7]、人因子 VIII[8]、人因子 IX[9]，人抗血栓素[10]等各種藥物蛋白和重組抗體[11]；改善奶的營養(yǎng)成分[12-16]；生產(chǎn)用于手術(shù)縫合線或國防裝備的新型生物材料 (生物鋼)[17-18]；生產(chǎn)高附加值的工業(yè)品[19-21]等。

1.1.4 動物疾病模型

轉(zhuǎn)基因動物疾病模型的研究可用于闡釋人類疾病的發(fā)生機(jī)制，從而建立有效治療措施的實驗動物模型。動物轉(zhuǎn)基因技術(shù)的出現(xiàn)，可為人類精確地研究基因與疾病的相互關(guān)系提供可能，而且可在個體發(fā)生的每個階段中使用任何個體進(jìn)行遺傳功能分析。因此，轉(zhuǎn)基因動物疾病模型的開發(fā)已成為轉(zhuǎn)基因動物研究的熱點(diǎn)之一。

轉(zhuǎn)基因動物疾病模型在研究人類疾病中起著非常重要的作用，其優(yōu)點(diǎn)在于可避免人體實驗造成的危害，提供發(fā)病率低、潛伏期長、病程長的疾病材料，從而可代替?zhèn)鹘y(tǒng)的動物模型進(jìn)行藥物篩選、腫瘤研究、病毒性疾病探索、代謝性和傳染性疾病研究、基因治療等方面。目前，轉(zhuǎn)基因動物疾病模型可在整體水平上從時空四維角度同時觀察基因表達(dá)功能和表型效應(yīng)，已成為人類疾病研究的良好動物疾病模型。

1.2 轉(zhuǎn)基因動物生物安全的研究與評價

各國在研究轉(zhuǎn)基因動物的同時，也非常關(guān)注轉(zhuǎn)基因動物及其產(chǎn)品對環(huán)境安全、動物健康與福利、人類健康與食品安全等方面的潛在威脅。

1.2.1 環(huán)境安全評價

轉(zhuǎn)基因動物環(huán)境安全性涉及動物逃逸、基因水平轉(zhuǎn)移、木馬基因效應(yīng)等因素。

1) 動物逃逸對環(huán)境的影響

轉(zhuǎn)基因動物在放牧飼養(yǎng)、散養(yǎng)或逃逸時與同類野生動物交配可以將轉(zhuǎn)入的基因遺傳下去，從而會對生物多樣性造成影響。

已有報道認(rèn)為[22]，轉(zhuǎn)基因動物中昆蟲逃逸的可能性是最高的，其次是魚類，轉(zhuǎn)基因家畜相對來說逃逸的可能性小。

就目前的研究水平來說，即使對于轉(zhuǎn)基因昆蟲和魚類這樣一些逃逸可能性最大的動物來說，也可通過物理、生理和生物等技術(shù)手段來綜合控制[23]。轉(zhuǎn)基因魚類尚且如此，那么轉(zhuǎn)基因家畜逃逸對環(huán)境的影響具有很高的可控性，即可通過物理等控制措施防止其逃逸。

2) 基因水平轉(zhuǎn)移對環(huán)境的影響

基因水平轉(zhuǎn)移 (Horizontal gene transfer，HGT) 常見于微生物之間，植物和動物雖然發(fā)生HGT的現(xiàn)象很少，但也存在HGT的可能性，比如轉(zhuǎn)基因動物有可能會通過腸道系統(tǒng)將外源基因轉(zhuǎn)入腸道菌中；轉(zhuǎn)基因動物在飼養(yǎng)過程中有可能會通過接觸、交配、分娩和泌乳等行為產(chǎn)生HGT現(xiàn)象。當(dāng)然，人們可通過各種方式將HGT對環(huán)境影響的可能性降到最低，比如上文所述的各種控制動物逃逸的措施。目前已有的研究結(jié)果尚未發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)基因動物發(fā)生HGT的現(xiàn)象，我們的研究證明了轉(zhuǎn)基因奶牛中的外源基因不會通過基因水平轉(zhuǎn)移現(xiàn)象轉(zhuǎn)移到奶牛腸道菌群和土壤微生物群落中[24]，Wheeler等的研究證明了轉(zhuǎn)基因豬中的外源基因不會通過接觸、交配、分娩和泌乳等行為發(fā)生基因水平轉(zhuǎn)移現(xiàn)象[25]。

3) 木馬基因效應(yīng)對環(huán)境的影響

木馬基因效應(yīng) (Trojan gene effect) 是用來形象地描述轉(zhuǎn)基因的有意或無意釋放對環(huán)境造成的毀滅性影響。研究表明，快速生長的轉(zhuǎn)基因魚雖然具有野生魚無法比擬的繁殖優(yōu)勢，但這種魚的后代死亡率卻很高 (約為野生魚死亡率的 3倍)，利用計算機(jī)模型將此結(jié)果進(jìn)行模擬得出的結(jié)論是，如果有60尾轉(zhuǎn)基因魚進(jìn)入60 000尾野生魚群中，只要40代時間就可導(dǎo)致該種群滅絕。因此，Muir等將轉(zhuǎn)入的基因比喻為“木馬基因(Trojan genes)”，意指轉(zhuǎn)入魚體內(nèi)的外源基因會像特洛伊木馬攻克特洛伊城一樣導(dǎo)致野生魚類種群的滅絕[26-27]。

事實上，木馬基因效應(yīng)只是計算機(jī)模擬所得的假說，由于生態(tài)風(fēng)險評價的復(fù)雜性，至今還沒有令人信服的實驗證據(jù)證明快速生長的轉(zhuǎn)基因魚對魚類種質(zhì)資源和生態(tài)環(huán)境具有破壞性。為避免可能的風(fēng)險問題，將轉(zhuǎn)基因魚培育成不育的三倍體可能是一種切實可行的手段，比如Aquabounty公司生產(chǎn)的轉(zhuǎn)基因鮭魚 (AAS)，研究人員將其培育成了不育的三倍體魚，這種魚即使逃逸到環(huán)境中也不會與其他魚類雜交而造成基因擴(kuò)散與污染[23]。

1.2.2 動物健康狀況分析

評價轉(zhuǎn)基因動物的健康狀況時要考慮以下內(nèi)容。

1) 基因整合位點(diǎn)和細(xì)胞體外過程對動物健康的影響：目前轉(zhuǎn)基因動物生產(chǎn)中應(yīng)用最多的兩種方法是原核顯微注射法和體細(xì)胞核移植(Somatic cell nuclear transfer，SCNT) 技術(shù)。這兩種技術(shù)的缺點(diǎn)是對外源基因的行為無法控制，外源基因的整合位點(diǎn)是隨機(jī)的，整合拷貝數(shù)也是無法控制的，因此這種外源基因的隨機(jī)整合可能會對動物健康帶來潛在風(fēng)險：① 掩蓋鄰近調(diào)控元件，發(fā)生異常的表達(dá)模式 (位點(diǎn)效應(yīng))，包括不表達(dá)、過量表達(dá)和異常表達(dá)等[28]。② 當(dāng)基因碰巧整合進(jìn)具有重要功能的基因之中時，就干擾了基因的正常表達(dá) (沉默整合)，從而影響轉(zhuǎn)基因動物的正常發(fā)育與代謝。當(dāng)基因的整合激活有害基因表達(dá)時 (毒性整合)，會導(dǎo)致胚胎畸形或死亡。

細(xì)胞的體外過程可能會導(dǎo)致動物生長缺陷、基因甲基化增加、蛋白表達(dá)受挫等異?，F(xiàn)象的發(fā)生[29]。有些異常表現(xiàn)還可能會遺傳給后代[30]。也可能會引起機(jī)體有害的副反應(yīng)，如“超級后代綜合征 (Large offspring syndrome，LOS)”，LOS會導(dǎo)致妊娠期流產(chǎn)率提高、先天性畸形增加、出生體重增加、妊娠期延長和產(chǎn)后死亡率提高等

現(xiàn)象[31-32]。

事實上，隨著轉(zhuǎn)基因動物研究的深入和發(fā)展，以上問題目前均可得到控制，新近發(fā)展起來的基因打靶技術(shù) (也叫定點(diǎn)基因重組) 可實現(xiàn)基因的定點(diǎn)整合[33-36]，從而解決基因隨機(jī)整合帶來的問題；LOS主要是血清中的IGF2引起的，目前可通過使用無血清培養(yǎng)基來防范 LOS的發(fā)生[37]。

2) 插入基因表達(dá)對動物健康的影響有：① 插入基因突變會導(dǎo)致動物發(fā)育畸形甚至死亡[38-39]；② 外源基因插入可能會使動物體內(nèi)嚴(yán)格的基因表達(dá)調(diào)控發(fā)生變化，導(dǎo)致異位或異時表達(dá)，從而影響動物健康[40]；③ 轉(zhuǎn)基因的過表達(dá)可能會導(dǎo)致動物發(fā)育異常、行為異常、泌乳異常等現(xiàn)象。

3) 轉(zhuǎn)基因的非預(yù)期性效應(yīng)對動物健康的影響：非預(yù)期性效應(yīng) (Unintentional effect) 是指科學(xué)家難以預(yù)測的、不確定性因素和長期效應(yīng)。轉(zhuǎn)基因的這種非預(yù)期性效應(yīng)只能通過長期的實踐研究和統(tǒng)計觀察來反映。

綜上所述，只有徹底了解轉(zhuǎn)基因?qū)游锝】翟斐傻奈：?，才能開發(fā)出新的技術(shù)和方法來從根本上解決這些危害，比如新出現(xiàn)的基因打靶技術(shù)，可解決基因隨機(jī)整合對動物健康造成的危害。轉(zhuǎn)基因的非預(yù)期性效應(yīng)只能經(jīng)過生物安全的長期研究和分析來規(guī)避。

1.2.3 動物福利問題

動物福利概念由 5個基本要素組成：1) 生理福利，即無饑渴之憂慮；2) 環(huán)境福利，也就是要讓動物有適當(dāng)?shù)木铀?) 衛(wèi)生福利，主要是減少動物的傷病；4) 行為福利，應(yīng)保證動物表達(dá)天性的自由；5) 心理福利，即減少動物恐懼和焦慮的心情。

按照國際公認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)，動物被分為農(nóng)場動物、實驗動物、伴侶動物、工作動物、娛樂動物和野生動物六類。世界動物衛(wèi)生組織尤其強(qiáng)調(diào)了農(nóng)場動物和實驗動物的福利，指出農(nóng)場動物是供人吃的，但在成為食品之前，它們在飼養(yǎng)和運(yùn)輸過程中，或者因衛(wèi)生原因遭到宰殺時，其福利都不容忽視；實驗動物是供科研用的，但在科研過程中，要踐行善待動物的理念。

轉(zhuǎn)基因動物屬于實驗動物，在其福利問題上很難同時兌現(xiàn)以上5個基本要素，損害它們的健康往往是研究的必經(jīng)過程。

轉(zhuǎn)基因動物的福利研究是與轉(zhuǎn)基因動物的健康研究緊密相關(guān)的，任何影響轉(zhuǎn)基因動物健康的因素也是影響轉(zhuǎn)基因動物的福利狀況的重要原因 (比如插入突變、轉(zhuǎn)基因的過表達(dá)或異位表達(dá)、轉(zhuǎn)基因的操作技術(shù)等)[28]。

目前，各國都非常重視動物福利問題，尤其是轉(zhuǎn)基因技術(shù)對動物福利帶來的影響備受關(guān)注。在動物痛苦與科研需求之間，目前廣獲認(rèn)同的平衡點(diǎn)是3R原則，即替代 (Replacement：使用低等動物代替高等動物，或不使用活體脊椎動物進(jìn)行實驗)、減少 (Reduction：把使用動物的數(shù)量降低到實現(xiàn)科研所需的最小量)、優(yōu)化(Refinement，通過改善飼養(yǎng)、實驗條件等，盡量減少對動物機(jī)體的損傷，減輕它們的痛苦和應(yīng)激反應(yīng))。

1.2.4 食品安全評價

1991年，聯(lián)合國糧農(nóng)組織和世界衛(wèi)生組織聯(lián)合組織了專家討論會，專門討論轉(zhuǎn)基因動物的食品安全評價方法[41]。之后，有關(guān)食品安全評價問題在國外受到了系統(tǒng)的研究和探討，并建立了一套標(biāo)準(zhǔn)的評價體系[42]，以下對這種評價體系進(jìn)行概述。

1) 轉(zhuǎn)基因動物食品的來源：評價轉(zhuǎn)基因動物食品的首要任務(wù)是評價食品的來源和特性：① 受體動物的來源和特性；② 外源基因的來源和特性；③ 外源基因的結(jié)構(gòu)和遺傳修飾；④ 轉(zhuǎn)基因動物的安全性；⑤ 遺傳修飾特性；⑥ 關(guān)鍵成分分析；⑦ 轉(zhuǎn)基因動物的健康狀況。

2) 轉(zhuǎn)基因動物食品的致敏性評價：食品的致敏性是對食品成分的異常免疫反應(yīng)，其產(chǎn)生的負(fù)作用可從中度刺激到致死性過敏休克。食品的致敏性通常由免疫球蛋白E (Immunoglobulin E，IgE) 抗體家族介導(dǎo)[43-44]。轉(zhuǎn)基因動物食品致敏性評價的要點(diǎn)是：① 蛋白來源；② 氨基酸序列同源性；③ 免疫試驗；④ 生理生化特性；⑤ 其他。致敏性分析中除了以上要點(diǎn)外，還包括蛋白的安全使用史，未來新開發(fā)的方法和工具，動物模型的開發(fā)[45-48]，T細(xì)胞抗原決定部位預(yù)測，IgE交叉反應(yīng)預(yù)測，蛋白三維結(jié)構(gòu)信息預(yù)測致敏性等[49]。

事實上，很多傳統(tǒng)食品具有致敏性。目前人們已知的致敏性食物不少于160種，其中常見的有8種，即花生、大豆、牛奶、雞蛋、魚、甲殼類動物、小麥和堅果[50]，因為盡管多數(shù)人吃了這些食物沒事，一部分人吃了也還存在一定風(fēng)險，甚至致死。

3) 轉(zhuǎn)基因動物食品的毒性和生物活性評價：基因插入動物之前，首先要考慮插入基因中是否包含表達(dá)毒性或抗?fàn)I養(yǎng)因子的基因。大多化學(xué)因子誘導(dǎo)的毒性作用具有一個毒性域值，即實驗動物毒性研究中常見的無可測不利影響水平(No observed adverse effect level，NOAEL)。食品安全評價中會建立一個允許日攝入量(Acceptable daily intake，ADI) 水平，ADI是衍生于NOAEL的一種安全使用域值[49]。

傳統(tǒng)的食品因為經(jīng)過了幾千年的食用歷史，因此通常不會進(jìn)行毒性評價。轉(zhuǎn)基因動物食品的毒性和生物學(xué)活性研究中一般根據(jù)實質(zhì)等同性(Substantial equivalent) 原則，將其與傳統(tǒng)的同等產(chǎn)品進(jìn)行比較，如果其功能和生物學(xué)活性與傳統(tǒng)食品沒有差異則認(rèn)為是安全的。當(dāng)轉(zhuǎn)基因動物中外源基因表達(dá)的蛋白與傳統(tǒng)食品中的蛋白出現(xiàn)差異時，可進(jìn)一步通過實驗動物對其進(jìn)行口服毒性研究。對于非蛋白成分的潛在毒性可根據(jù)個案分析 (Case by case) 的原則進(jìn)行毒物動力學(xué)(Toxicokinetics)、急性/亞慢性/慢性毒性 (Acute/ Sub-chronic/Chronic toxicity) 和 致 癌 性(Carcinogenicity) 分析、免疫學(xué) (Immunological)分析、繁殖和發(fā)育毒性分析等[42,51]。

與致敏性食物類似，很多傳統(tǒng)食品實際上對人類也有不同程度的毒性，如蘑菇、河豚、接骨木、蓖麻油、杏仁、櫻桃、李子、蘋果、大黃、土豆等等。這些食品的部分或組成均具有不同的毒性成分，比如人們常吃的蘋果，其種子含有氰化物，一個蘋果的種子不會毒死人，但是，只要吃得多完全有可能中毒死亡。

4) 轉(zhuǎn)基因動物食品的組成分析：根據(jù)實質(zhì)等同性原則，在相同的飼養(yǎng)環(huán)境下，比較其與傳統(tǒng)食品的關(guān)鍵成分[49]。

5) 轉(zhuǎn)基因動物食品安全評價中的其他要素：轉(zhuǎn)基因動物食品安全評價中要考慮的其他要素包括異源物質(zhì)或微生物的累積、抗性基因的使用、營養(yǎng)成分的改變、食品儲存和加工等[49]。

2 轉(zhuǎn)基因動物生物安全評價的主要原則

2.1 實 質(zhì) 等 同 性 原 則 (Substantial equivalence)

自從 1993年經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織(Organization for economic co-operation and development，OECD) 在轉(zhuǎn)基因食品安全中提出“實質(zhì)等同性”概念以來[42]，實質(zhì)等同性已被很多國家在轉(zhuǎn)基因生物安全評價上廣泛采納。實質(zhì)等同性的意思是指轉(zhuǎn)基因物種或其食物與傳統(tǒng)物種或食物具有同等安全性。對于轉(zhuǎn)基因動物來說，實質(zhì)等同性是指轉(zhuǎn)基因動物或轉(zhuǎn)基因動物食品與傳統(tǒng)的動物或食品在安全性上沒有差異。

轉(zhuǎn)基因動物生物安全評價中，實質(zhì)等同性要比較的主要內(nèi)容有：1) 生物學(xué)特性。包括各發(fā)育時期的生物學(xué)特性和生命周期食性、遺傳、繁殖方式和繁殖能力；遷移方式和能力；建群能力；泌乳能力；形態(tài)和健康狀況；對人畜的攻擊性、毒性等；在自然界中的存活能力；對生態(tài)環(huán)境影響的可能性。2) 營養(yǎng)成分。包括主要營養(yǎng)因子(脂肪、蛋白質(zhì)、碳水化合物、礦物質(zhì)、維生素等)、抗?fàn)I養(yǎng)因子 (影響人對食品中營養(yǎng)物質(zhì)吸收和對食物消化的物質(zhì))、毒素 (對人有毒害作用的物質(zhì))、過敏原 (造成某些人群食用后產(chǎn)生過敏反應(yīng)的一類物質(zhì)) 等。

總之，轉(zhuǎn)基因動物與傳統(tǒng)動物相比，除了目的基因外，其他指標(biāo)沒有顯著差別就是實質(zhì)等同性。然而，Millstone等于1999年對“實質(zhì)等同性”原則提出異議，他們認(rèn)為“實質(zhì)等同性”的概念不清楚，容易引起誤導(dǎo)[52]。Millstone等的觀點(diǎn)是：要用最終食品的化學(xué)成分來評價食品的安全性，而不管轉(zhuǎn)基因作物或轉(zhuǎn)基因食品的整個生產(chǎn)過程的安全性，包括人體健康安全和生態(tài)環(huán)境安全，只要某一轉(zhuǎn)基因食品成分與市場上銷售的傳統(tǒng)食品成分相似，則認(rèn)為該轉(zhuǎn)基因食品同傳統(tǒng)食品一樣安全，就沒有必要做毒理學(xué)、過敏性和免疫學(xué)試驗。但就目前的科學(xué)水平而言，科學(xué)家還不能通過轉(zhuǎn)基因食品的化學(xué)成分準(zhǔn)確地預(yù)測它的生化或毒理學(xué)影響。因此，實質(zhì)等同性依然被大家廣泛采用。目前，轉(zhuǎn)基因動物安全評價中將實質(zhì)等同性原則與其他評價原則結(jié)合起來使用。

2.2 個案分析原則 (Case by case)

因為轉(zhuǎn)基因生物及其產(chǎn)品中導(dǎo)入的基因來源、功能各不相同，受體生物及基因操作也可能不同，所以必須有針對性地逐個進(jìn)行評價，即個案分析原則。目前世界各國大多數(shù)立法機(jī)構(gòu)都采取了個案分析原則。

2.3 預(yù)防原則 (Precautionary)

雖然尚未發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)基因生物及其產(chǎn)品對環(huán)境和人類健康產(chǎn)生危害的實例，但從生物安全角度考慮，必須將預(yù)先防范原則作為生物安全評價的指導(dǎo)原則，結(jié)合其他原則來對轉(zhuǎn)基因動物及其產(chǎn)品進(jìn)行風(fēng)險分析，提前防范。

2.4 逐步深入原則 (Step by step)

轉(zhuǎn)基因動物及其產(chǎn)品的開發(fā)過程需要經(jīng)過實驗研究、中間試驗、環(huán)境釋放和商業(yè)化生產(chǎn)等環(huán)節(jié)。因此，每個環(huán)節(jié)上都要進(jìn)行風(fēng)險評價和安全評價，并以上步實驗積累的相關(guān)數(shù)據(jù)和經(jīng)驗為基礎(chǔ)，層層遞進(jìn)，確保安全性。

2.5 科學(xué)基礎(chǔ)原則 (Science-based)

安全評價不是憑空想象的，必須以科學(xué)原理為基礎(chǔ)，采用合理的方法和手段，以嚴(yán)謹(jǐn)、科學(xué)的態(tài)度對待。

2.6 公正、透明原則 (Impartial and transparent)

安全評價要本著公正、透明的原則，讓公眾信服，讓消費(fèi)者放心。

3 各國現(xiàn)行的轉(zhuǎn)基因動物生物安全評價政策和程序

各國對于轉(zhuǎn)基因動物的研究和生產(chǎn)具有嚴(yán)格的管理政策和審批程序。以下分別就國外主要國家 (或組織聯(lián)盟) 和中國的政策與程序進(jìn)行闡述。

3.1 國際食品法典委員會

國際食品法典委員會 (Codex alimentarius commission，CAC) 是由聯(lián)合國糧農(nóng)組織和世界衛(wèi)生組織共同建立，以保障消費(fèi)者的健康和確保食品貿(mào)易公平為宗旨的一個制定國際食品標(biāo)準(zhǔn)的政府間組織。隨著生物技術(shù)的發(fā)展，CAC也相應(yīng)地制定了有關(guān)生物制品的食用安全評價標(biāo)準(zhǔn)[53]。2008年，CAC在瑞士的日內(nèi)瓦召開了第31屆CAC食品大會，對以上食品安全評價標(biāo)準(zhǔn)重新進(jìn)行了修正[54]，文件的附錄 II專門就轉(zhuǎn)基因動物源食品的安全評價進(jìn)行了規(guī)范[55]。

CAC對轉(zhuǎn)基因食品具有非常嚴(yán)格的評價程序，從開始文件提交到最后審批通過要經(jīng)過8個階段[56](圖1)，轉(zhuǎn)基因動物源食品也不例外。

3.2 歐盟

歐洲委員會 (European committee，EC) 委托歐洲食品安全署 (European food safety authority，EFSA) 就轉(zhuǎn)基因動物對于食品、飼料、環(huán)境、動物健康與人類安全等帶來的潛在風(fēng)險進(jìn)行評價。EFSA參照國際標(biāo)準(zhǔn) (比如CAC標(biāo)準(zhǔn))，發(fā)布了一系列有關(guān)轉(zhuǎn)基因動物及其產(chǎn)品風(fēng)險評價的初步指導(dǎo)文件，這些文件包括食品與飼料安全、環(huán)境安全、動物健康和人類安全等，其中轉(zhuǎn)基因動物 (魚類、鳥類及哺乳動物) 的環(huán)境安全評價最詳盡，預(yù)計將來會被正式采納實施。

歐盟對轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品 (包括轉(zhuǎn)基因動物產(chǎn)品)的評價程序基本遵循 CAC的程序，目前EFSA尚未接到任何有關(guān)轉(zhuǎn)基因動物及其產(chǎn)品的申請文件。

3.3 美國

美國食品和藥物管理局 (Food and drug administration，F(xiàn)DA) 出臺并頒發(fā)了一系列有關(guān)轉(zhuǎn)基因動物生物安全的管理措施和指導(dǎo)文件，其中最重要的是2009年1月15日發(fā)布的187號終稿文件[57]，是有關(guān)轉(zhuǎn)基因動物生物安全管理的指導(dǎo)性文件。

美國的轉(zhuǎn)基因動物及其產(chǎn)品上市前要經(jīng)歷從產(chǎn)品定義到批準(zhǔn)等一系列嚴(yán)格的審批程序[58](圖2)。

圖1 CAC對轉(zhuǎn)基因食品的評價程序Fig. 1 Evaluated process of CAC for food derived from biotechnology.

圖2 美國FDA對轉(zhuǎn)基因動物及其產(chǎn)品的審批程序Fig. 2 Approval process of FDA for genetically engineered animals and derived products.

3.4 日本

日本社會各界非常重視轉(zhuǎn)基因動物的研究與開發(fā)，同時也制定了相應(yīng)的法律文件來對其進(jìn)行規(guī)范。參照《卡塔赫拉生物安全議定書》的要求，日本于 2004年出臺了有關(guān)轉(zhuǎn)基因的法律文件，文件將轉(zhuǎn)基因分為1型和2型兩類，1型轉(zhuǎn)基因的環(huán)境釋放不受管制，2型轉(zhuǎn)基因的環(huán)境釋放受嚴(yán)格管理。其中有關(guān)轉(zhuǎn)基因動物尤其是轉(zhuǎn)基因家畜的研究受日本科教文體部 (Ministry of education，culture，sports，science and technology，MEXT) 的聯(lián)合管制，環(huán)境釋放受日本農(nóng)林漁業(yè)部 (Ministry of agriculture，forest and fisheries，MAFF) 管制，MEXT從實驗研究方面對轉(zhuǎn)基因家畜的研究與開發(fā)進(jìn)行嚴(yán)格規(guī)范，MAFF從環(huán)境風(fēng)險方面對轉(zhuǎn)基因家畜的環(huán)境釋放進(jìn)行嚴(yán)格管理[59]。

日本對轉(zhuǎn)基因食品所實行的是“垂直監(jiān)管為主、地方監(jiān)管為輔”的模式。在此種模式下，食品安全委員會、厚生勞動省、農(nóng)林漁業(yè)部(MAFF) 分別就各自職責(zé)對轉(zhuǎn)基因食品實行垂直管理，地方政府則負(fù)責(zé)本區(qū)域內(nèi)轉(zhuǎn)基因食品問題的綜合協(xié)調(diào)管理。日本有關(guān)轉(zhuǎn)基因動物及其產(chǎn)品的審批程序主要參照歐盟和美國FDA的標(biāo)準(zhǔn)，采取比較折中的措施來管理。

3.5 中國

中國自從 1979年起出臺了一系列有關(guān)生物安全的管理辦法，其中值得一提的是 2001年 5月 23日，國務(wù)院頒發(fā)了《農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物安全管理條例》，該條例涉及轉(zhuǎn)基因動物、植物和微生物的安全管理。

2002年1月5日，農(nóng)業(yè)部發(fā)布了第8號令，頒發(fā)了《農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物安全評價管理辦法》，自2002年3月20日起施行。該令的附錄2為《轉(zhuǎn)基因動物安全評價辦法》，專門對轉(zhuǎn)基因動物的生物安全評價進(jìn)行了規(guī)范和指導(dǎo)，該辦法明確規(guī)定中國的轉(zhuǎn)基因動物及其產(chǎn)品上市前要經(jīng)過實驗研究、中間試驗、環(huán)境釋放、生產(chǎn)性試驗、安全證書等審批程序。

4 源于轉(zhuǎn)基因動物的市場化產(chǎn)品

4.1 已上市的轉(zhuǎn)基因動物制品

4.1.1 抗血栓素藥物-ATryn

美國GTC公司生產(chǎn)的一種抗血栓素的藥物(ATryn) 先后于2006年和2009年分別被歐盟和FDA批準(zhǔn)上市[60]，打開了新時代農(nóng)業(yè)與醫(yī)藥堡壘的大門[61]。

ATryn是通過轉(zhuǎn)基因山羊乳腺生物反應(yīng)器生產(chǎn)的一種抗血栓素藥物。截止藥物批準(zhǔn)之時，GTC公司已生產(chǎn)并擴(kuò)繁了200多頭轉(zhuǎn)基因山羊，可謂藥物的“活體工廠”。

4.1.2 遺傳性血管水腫治療藥物-Ruconest

2010年10月，荷蘭的Pharming公司生產(chǎn)的Ruconest成為第 2個獲得歐洲藥品管理局(European medicines agency，EMA) 批準(zhǔn)的轉(zhuǎn)基因動物生產(chǎn)藥物。

Ruconest是由轉(zhuǎn)基因兔生產(chǎn)的單克隆抗體藥物，是一種人C1酯酶抑制蛋白 (C1 inhibitor，C1INH) 的重組體，被批準(zhǔn)用于遺傳性血管水腫(Hereditary Angioedema，HAE) 的治療。HAE是一種人類遺傳缺陷病，患者缺乏一種功能性血漿C1酯酶抑制蛋白 (C1INH)，最終導(dǎo)致免疫系統(tǒng)的過度反應(yīng)，具有在面部、四肢、生殖器、腹腔和上呼吸道急性發(fā)作的特點(diǎn)[62]。因此，Ruconest為HAE患者帶來了福音。

Ruconest已于2010年12月首次在丹麥和挪威上市，瑞典的 Sobi公司 (Swedish Orphan Biovitrum) 負(fù)責(zé)歐洲市場的銷售和宣傳普及[63]。

4.2 有望上市的轉(zhuǎn)基因動物產(chǎn)品

4.2.1 熒光斑馬魚 (Glofish)

熒光斑馬魚 (Glofish) 是新加坡國立大學(xué)研制、美國約克鎮(zhèn)公司生產(chǎn)的一種會發(fā)熒光的觀賞魚，也可用于環(huán)境污染指示物[64]。Glofish已于2003年12月9日得到了FDA的初步認(rèn)可[65]，并在一些寵物店試賣[66]。

科學(xué)家將綠色熒光蛋白基因 (Green fluorescent protein，GFP)、紅色熒光蛋白基因(Red fluorescent protein，RFP) 和黃色熒光蛋白(Yellow fluorescent protein，YFP) 基因分別導(dǎo)入斑馬魚體內(nèi)，從而得到各種熒光閃閃，異彩紛呈的轉(zhuǎn)基因斑馬魚[64]。

4.2.2 環(huán)保豬 (Enviropig)

環(huán)保豬 (Enviropig) 是加拿大圭爾夫大學(xué)研發(fā)的，能更有效地利用植物性飼料中的磷元素(而普通豬種卻不能消化利用)，從而減輕磷對環(huán)境的污染問題[1]。磷元素一般與有機(jī)物結(jié)合存在于植物性飼料中，如果通過糞便大量排泄，就可能污染地表水和地下水。環(huán)保豬可以分泌植酸酶(肌醇六磷酸酶)，把磷元素釋放出來，用于豬的生長發(fā)育。這樣就不需要再額外添加昂貴的無機(jī)磷營養(yǎng)素或飼喂商品植酸酶，同時也降低了豬排泄物中的含磷水平。

4.2.3 轉(zhuǎn)基因鮭魚 (Aquadvantage salmon，AAS)

美國 Aquabounty公司生產(chǎn)的轉(zhuǎn)基因鮭魚(AAS) 生長迅速，體型巨大，飼養(yǎng)成本低，肉質(zhì)更健康，該公司2009年向美國FDA提出申請，目前7個審核部門中，已有5個通過了檢測，初步的分析報告中，F(xiàn)DA表示其維生素，礦物質(zhì)及脂肪酸含量和普通鮭魚并無區(qū)別。2010年 9月20日，F(xiàn)DA發(fā)布了有關(guān)AAS的概述，初步認(rèn)可了AAS的安全性[67]。轉(zhuǎn)基因鮭魚能否順利通過美國FDA的認(rèn)證，目前尚未可知。

4.2.4 “人乳化”牛奶及其相關(guān)產(chǎn)品

我們實驗室已將人α-乳清白蛋白、人乳鐵蛋白、人溶菌酶等基因轉(zhuǎn)入奶牛體內(nèi)，生產(chǎn)出了能在乳腺中穩(wěn)定表達(dá)人α-乳清白蛋白、人乳鐵蛋白和人溶菌酶的轉(zhuǎn)基因奶牛[13-15]，從而使牛奶中的人乳鐵蛋白、人溶菌酶和人α-乳清白蛋白等營養(yǎng)蛋白更接近母乳，使得牛奶“人乳化”，因此被稱為“人乳化”牛奶。

經(jīng)中國疾病預(yù)防控制中心食品研究所和中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品學(xué)院等權(quán)威機(jī)構(gòu)的安全性檢測表明[68-71]，這種“人乳化”牛奶與其他牛奶沒有差別，不存在任何安全性的問題；同時功能試驗表明，“人乳化”牛奶具有促進(jìn)鐵和鈣吸收、改善胃腸道功能、促進(jìn)機(jī)體生長發(fā)育、增強(qiáng)免疫力等重要功能。

目前，我們實驗室通過奶牛乳腺生物反應(yīng)器生產(chǎn)的這種“人乳化”牛奶已完成了初試、中試階段和大部分生物安全評價工作[24,68-70,72]，有關(guān)部門正在進(jìn)行“人乳化”牛奶制品進(jìn)入市場前的評審工作，目前我們實驗室已完成乳鐵胃康膠囊、生物補(bǔ)血口服液、抗非小細(xì)胞肺癌口服藥等產(chǎn)品臨床前研究及小規(guī)模試生產(chǎn)，但大規(guī)模的批量生產(chǎn)尚未開始。

5 展望

雖然轉(zhuǎn)基因動物具有潛在的風(fēng)險問題，但相比轉(zhuǎn)基因動物的優(yōu)勢來說，這種潛在風(fēng)險是阻擋不了轉(zhuǎn)基因動物研究和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展步伐的。此外，安全是個相對概念，即便是人們經(jīng)常食用的傳統(tǒng)食品以及不少藥品，也存在風(fēng)險，并不是絕對安全的，比如文中所述的花生、大豆、牛奶、雞蛋等致敏性食物和蘑菇、河豚、杏仁、土豆等毒性食物。因此，“零風(fēng)險”的食品是不存在的。事實上，生物安全是一種個案處理事件，這就是要評價的原則也是評價的基礎(chǔ)。隨著理論和技術(shù)的發(fā)展，轉(zhuǎn)基因安全問題也能夠得到解決和控制。

著名科學(xué)家Murray和Maga認(rèn)為[73]，轉(zhuǎn)基因動物研究的目的正是為了解決很多安全問題，如果停止轉(zhuǎn)基因動物的研究，安全隱患反而會更多。因為轉(zhuǎn)基因動物的利要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于弊，英國皇家學(xué)會從 2001年就開始呼吁：要生產(chǎn)更多的轉(zhuǎn)基因動物 (Bold call for more GE animals)[74]。相信隨著各國政府對轉(zhuǎn)基因動物研究的大力支持和正確引導(dǎo)，科普宣傳加深民眾對轉(zhuǎn)基因動物技術(shù)的理解，轉(zhuǎn)基因動物的研究及其產(chǎn)品的應(yīng)用必將為人們帶來更多福音。

未來，各國政府會形成一套明確的法規(guī)體系來約束和規(guī)范轉(zhuǎn)基因動物及其產(chǎn)品的研究、加工、運(yùn)輸、上市、進(jìn)出口等活動，保障轉(zhuǎn)基因動物及其產(chǎn)品的安全性，為人類、社會乃至動物本身帶來福利。

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