李相，郭勝偉

（1.南京中醫(yī)藥大學(xué)藥學(xué)院，江蘇南京210046；2.南京中醫(yī)藥大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院，江蘇南京210046）

轉(zhuǎn)基因食品的安全性及其檢測(cè)評(píng)價(jià)

李相1，郭勝偉2，*

（1.南京中醫(yī)藥大學(xué)藥學(xué)院，江蘇南京210046；2.南京中醫(yī)藥大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院，江蘇南京210046）

轉(zhuǎn)基因食品發(fā)展迅速，但其安全仍然是人們關(guān)注的焦點(diǎn)。目前，通常從生態(tài)安全、健康安全、倫理安全的角度評(píng)價(jià)轉(zhuǎn)基因食品的安全，并據(jù)此制定國(guó)際評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。轉(zhuǎn)基因食品的分析檢測(cè)建立在蛋白質(zhì)和基因水平上，蛋白檢測(cè)主要基于免疫原理檢測(cè)粗加工食品的轉(zhuǎn)基因蛋白成分，基因檢測(cè)則基于PCR檢測(cè)食品是否含有目的基因。同時(shí)，一些新型食品檢測(cè)技術(shù)也逐步應(yīng)用于轉(zhuǎn)基因食品的檢測(cè)。

轉(zhuǎn)基因食品；安全性；檢測(cè)

1轉(zhuǎn)基因食品（GMF）的發(fā)展

GMF通常指含轉(zhuǎn)基因生物成分或利用轉(zhuǎn)基因生物加工的食品。1983年，在美國(guó)斯坦福大學(xué)的伯格實(shí)驗(yàn)成功的11年之后，第一例轉(zhuǎn)基因煙草誕生；1993年，美國(guó)市場(chǎng)上開始銷售首例GMF-晚熟番茄，標(biāo)志著GMF的正式誕生；1996年GMF開始進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)和商業(yè)化。此后，GMF迅速發(fā)展，成為世界上產(chǎn)量最大一類新食品。

1.1種植規(guī)模

1996年全球轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物的種植面積僅為170萬公頃，2011年短短15年，就達(dá)到1.6億公頃。與此同時(shí)，世界人口達(dá)70億，再創(chuàng)歷史記錄，其中饑餓人口居高不下。這種緊張的供求關(guān)系促使轉(zhuǎn)基因作物種植面積的快速增長(zhǎng)［1］。在2011到2012年的一年中，全球轉(zhuǎn)基因作物的種植面積增長(zhǎng)率達(dá)6%，有效地推動(dòng)了全球經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。目前，種植高產(chǎn)量轉(zhuǎn)基因作物，是解決全球饑餓、貧困問題的有效途徑之一［2］。

圖1　1996-2011世界轉(zhuǎn)基因作物種植面積Fig.11996-2011 world GM crop acreage.

1.2技術(shù)發(fā)展

轉(zhuǎn)基因技術(shù)由最初的導(dǎo)入單一基因生物，向著具備多種外源基因的多功能生物發(fā)展。從原始的抗蟲、抗病，求產(chǎn)量，向藥用、營(yíng)養(yǎng)，求質(zhì)量轉(zhuǎn)型。

第一代GMF旨在于增加農(nóng)作物的抗逆性，減少農(nóng)藥的使用量，減少農(nóng)藥對(duì)人類健康的損害。第二代GMF在保證產(chǎn)量的基礎(chǔ)上，進(jìn)行食品營(yíng)養(yǎng)的改良。第三代GMF主要以增加食品中的功能因子和免疫功能為目的，即：藥用食品［3］。

2GMF的安全性評(píng)價(jià)

1998年8月，英國(guó)的Pusztai實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)用轉(zhuǎn)基因馬鈴薯喂養(yǎng)的大鼠，出現(xiàn)體重減輕、器官生長(zhǎng)異常、免疫系統(tǒng)遭到破壞等一系列癥狀。雖然該實(shí)驗(yàn)的可信度低，但是自此GMF的安全性遭到質(zhì)疑。

GMF的安全性應(yīng)從生態(tài)安全、健康安全、倫理安全等3個(gè)角度進(jìn)行評(píng)價(jià)，并相應(yīng)建立起較為全面的、國(guó)際公認(rèn)的安全監(jiān)測(cè)體系［4］。

2.1生態(tài)安全

生態(tài)安全，即環(huán)境安全。是指轉(zhuǎn)基因動(dòng)植物在飼養(yǎng)和種植的過程中，對(duì)生態(tài)環(huán)境所造成的影響，主要包括：動(dòng)植物逃逸、基因水平轉(zhuǎn)移、木馬基因效應(yīng)。

動(dòng)植物逃逸是指轉(zhuǎn)基因動(dòng)植物在飼養(yǎng)過程中逃逸到自然環(huán)境里，與傳統(tǒng)動(dòng)植物進(jìn)行交配，將目的基因引入自然環(huán)境，從而對(duì)生物多樣性造成一定的影響［5］。

基因水平轉(zhuǎn)移（HGT）又稱側(cè)向基因轉(zhuǎn)移（HGL），是指不同生物個(gè)體或單個(gè)細(xì)胞內(nèi)部細(xì)胞器之間進(jìn)行的遺傳物質(zhì)交流。發(fā)生于微生物、植物和動(dòng)物之間，其中微生物之間的轉(zhuǎn)移最為常見?；蛩睫D(zhuǎn)移是相對(duì)于基因垂直轉(zhuǎn)移（親代傳遞給子代）而提出的，它打破了親緣關(guān)系的界限，使基因流動(dòng)的可能變得更為復(fù)雜，對(duì)生物多樣性造成不同程度的影響，甚至導(dǎo)致基因污染、擴(kuò)散等一系列嚴(yán)重的結(jié)果［6］。

木馬基因效應(yīng)是指目的基因散布到環(huán)境中所造成的毀滅性的影響。有研究表明轉(zhuǎn)基因生物后代的死亡率很高，可導(dǎo)致物種滅絕［7］。

轉(zhuǎn)基因生物進(jìn)入自然環(huán)境或生態(tài)系統(tǒng)后，可以通過雜交，將轉(zhuǎn)基因特性傳給其他生物，從而攪亂原有的生態(tài)平衡、生態(tài)秩序。但是通過人工隔離；用共轉(zhuǎn)化法、位點(diǎn)特異重組系統(tǒng)、轉(zhuǎn)座子介導(dǎo)和同源重組等技術(shù)剔除帶有安全隱患的抗性標(biāo)記基因；或利用PCR直接篩選轉(zhuǎn)化體，完全不使用標(biāo)記基因，可以有效避免［8-10］。

2.2健康安全

GMF健康安全，即GMF的食用安全評(píng)價(jià)。主要可以分為5個(gè)方面：

①GMF的毒性：GMF轉(zhuǎn)入的外源基因可能翻譯出隱性蛋白，產(chǎn)生毒性，危害人們健康。

②GMF的過敏性：GMF中的外源基因使食品中的沉默的基因被激活，翻譯出對(duì)人體存在過敏性的蛋白，使食品中的過敏成分增加。

③GMF抗性基因的安全性：GMF的大多數(shù)抗性基因?qū)儆诳股乜剐詷?biāo)記基因，長(zhǎng)期食用可導(dǎo)致人體對(duì)抗生素產(chǎn)生抗藥性，對(duì)人體健康產(chǎn)生危害。

④GMF的營(yíng)養(yǎng)安全性：GMF的轉(zhuǎn)基因成分可能會(huì)使食物本身的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)遭到破壞，使食物的營(yíng)養(yǎng)成分有所下降［11-13］。

⑤GMF的非期望效應(yīng)：GMF在原料的培育過程中常常會(huì)出現(xiàn)一些不同于傳統(tǒng)食品原料的新性狀、新組合，人們對(duì)這些新性狀、新組合所知甚少，同時(shí)又難以精確控制，所以GMF的生產(chǎn)極有可能導(dǎo)致一些非預(yù)期的負(fù)面后果［14-15］。

2.3倫理安全

GMF的倫理安全評(píng)價(jià)，即道德文化評(píng)價(jià)，關(guān)注人的心理健康與長(zhǎng)期的生態(tài)和諧。人們所需要的基因倫理不能僅憑專家們的“發(fā)明”，而應(yīng)當(dāng)是一種公開和集體討論過程的產(chǎn)物［16］。人類完全有理由把高尚的道德標(biāo)準(zhǔn)和價(jià)值觀的宣道士置于客觀真理的發(fā)現(xiàn)者之上［17］。因此，張新昌等［18］認(rèn)為GMF的倫理安全問題，在于倫理道德的嚴(yán)重滯后，而不是GMF本身。

遵循一定的倫理原則，可對(duì)GMF作出合理的評(píng)價(jià)。預(yù)先防范原則，在GMF的隱患缺乏科學(xué)的初步驗(yàn)證時(shí)，即采取防范措施；無害利用原則，作為制定轉(zhuǎn)基因技術(shù)政策的指導(dǎo)原則，要求GMF在研發(fā)、生產(chǎn)過程中盡量避免對(duì)生態(tài)環(huán)境和人體健康的危害；事先知情同意原則，事先了解GMF隱患和可能導(dǎo)致的長(zhǎng)期的不良后果，做出自主、獨(dú)立的判斷；尊重原則，包括尊重消費(fèi)者知情權(quán)和遵循生態(tài)價(jià)值規(guī)律；公正原則，用于處理GMF的國(guó)際問題，實(shí)現(xiàn)GMF的發(fā)展和國(guó)際利益最大化；有利原則，即GMF利益最大化［19］。

2.4國(guó)際安全評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)

面對(duì)日益嚴(yán)峻的GMF安全形勢(shì)，世界各國(guó)采取一系列科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)脑u(píng)估手段作為GMF的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。目前普遍采用的是1993年由經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織（OECD）提出的“實(shí)質(zhì)等同性原則”，其基本概念是指轉(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［20］。其次是用于應(yīng)對(duì)GMF多樣性個(gè)案分析原則，以及預(yù)防原則、逐步深入原則、科學(xué)基礎(chǔ)原則、公正透明原則。

3GMF的檢測(cè)技術(shù)及體系

GMF檢測(cè)基于基因與蛋白?；驒z測(cè)依賴于1985年，美國(guó)科學(xué)家Kary Mullis的PCR技術(shù)，可檢測(cè)精加工GMF；蛋白檢測(cè)基于1971年Engvall和Perlmann發(fā)明的酶聯(lián)免疫吸附劑測(cè)定（ELISA），主要檢測(cè)粗加工GMF。當(dāng)下建立一個(gè)科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)、快速經(jīng)濟(jì)的GMF檢測(cè)體系是證明其安全性、促進(jìn)GMF發(fā)展的關(guān)鍵。GMF檢測(cè)屬于食品檢測(cè)的范疇，要了解GMF的檢測(cè)，就要從食品檢測(cè)入手。食品安全檢測(cè)的重點(diǎn)為食品原料質(zhì)量的控制，防止食品包裝的污染，和食品中微生物的檢測(cè)［21-22］。

3.1光譜分析檢測(cè)技術(shù)

光譜分析檢測(cè)是一種新型無損檢測(cè)技術(shù)，可以有效、精確的檢測(cè)食品的成分與各組分含量，常用于果蔬的質(zhì)量檢測(cè)［23］。對(duì)于轉(zhuǎn)基因食品，光譜分析檢測(cè)技術(shù)尚未普及，謝麗娟［24-26］等將近紅外光譜分析技術(shù)成功地應(yīng)用于轉(zhuǎn)基因番茄的鑒別，準(zhǔn)確率高。

3.2生物傳感器檢測(cè)

生物傳感器由生物接受器、換能器和測(cè)量系統(tǒng)組成［27］。Wayne等［28］用表面等離子體共振免疫傳感器檢測(cè)玉米抽提物中的FB1濃度；Liu等［29］用光學(xué)免疫傳感器實(shí)現(xiàn)了鼠傷寒沙門菌的快速檢測(cè)。生物傳感器還可以用于食品鮮度的測(cè)定［30］?？蔀镚MF的檢測(cè)提供可靠的事實(shí)依據(jù)。

3.3生物芯片檢測(cè)

是集分子生物學(xué)、分析化學(xué)和基因資訊于一體，進(jìn)行高通量快速運(yùn)算的集成芯片［31］。常見的生物芯片有基因芯片、蛋白芯片和微流控芯片。其中基因芯片、蛋白芯片已廣泛應(yīng)用于GMF的快速檢測(cè)。Bai等［32］建立了一套基于可視基因芯片技術(shù)的轉(zhuǎn)基因作物檢測(cè)和植物基因組SNP突變鑒別的方法，并將其應(yīng)用于真假植物油的檢測(cè)［33］。成曉維等［34］則利用可視芯片成功地檢測(cè)出大豆、水稻和玉米中的轉(zhuǎn)基因成分。

3.4免疫分析檢測(cè)

利用抗體-抗原特異性結(jié)合的原理，對(duì)樣品中的化合物、酶或蛋白質(zhì)進(jìn)行定性、定量檢測(cè)。顧煒煒等［35］在酶標(biāo)抗原和多克隆抗體的基礎(chǔ)上，研制的直接競(jìng)爭(zhēng)ELISA試劑盒，可用于GMF的快速、大批量檢測(cè)，并且可以對(duì)轉(zhuǎn)基因表達(dá)產(chǎn)物進(jìn)行定量分析；白衛(wèi)濱等［36］則建立了ELISA法定量檢測(cè)抗草甘膦轉(zhuǎn)基因大豆CP4EP-SPS蛋白的方法，成功檢測(cè)出不同轉(zhuǎn)基因大豆中的CP4EP-SPS蛋白含量。

3.5蛋白質(zhì)印跡法（Western blot）

Western blot適用于復(fù)雜混合、不可溶、低于或超過預(yù)定限值水平的目的蛋白質(zhì)的分離檢測(cè)，并可以消除蛋白溶解、蛋白凝聚和非目標(biāo)蛋白與靶蛋白共沉淀等問題［37-38］，令Westernblot在GMF的檢測(cè)中廣泛運(yùn)用。

王靜等［39］采用黃瓜花葉病毒外殼蛋白單克隆抗體，通過Western雜交檢測(cè)轉(zhuǎn)CMVCP基因番茄中外源基因的表達(dá)情況，成功檢測(cè)出PCR擴(kuò)增產(chǎn)物的轉(zhuǎn)基因植株中有相關(guān)表達(dá)蛋白；Van Duijin等［40］將Western blot運(yùn)用于抗草甘膦大豆中的CP4合成酶的檢測(cè)，檢測(cè)限達(dá)到0.5%～1.0%。

3.6免疫PCR（immuno-PCR）

免疫PCR是一種將蛋白檢測(cè)和基因檢測(cè)有機(jī)結(jié)合的GMF檢測(cè)技術(shù)。具備抗原-抗體反應(yīng)特異性和PCR擴(kuò)增技術(shù)的高效性。免疫PCR基于ELISA，用一段可擴(kuò)增DNA為標(biāo)記物替代酶，以PCR擴(kuò)增后產(chǎn)物替代酶催化底物顯色，檢測(cè)目的蛋白［41］。這種技術(shù)還在探索階段，尚未成熟，僅在實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)中應(yīng)用。

Maia等［42］采用雙位點(diǎn)法建立的血清HBsAg免疫PCR法，可檢測(cè)檢出含量?jī)H為0.5 pg的HBsAg，比放免法敏感性提高102倍；吳自榮等［43］構(gòu)建的Ab-DNA基因探針免疫PCR檢測(cè)系統(tǒng)，檢測(cè)HSA抗原靈敏度比ELISA高106倍；陳茹等［44］應(yīng)用地高辛標(biāo)記的免疫PCR法，針對(duì)轉(zhuǎn)基因水稻中的CaMV-35S啟動(dòng)子、NOS終止子、潮霉素磷酸轉(zhuǎn)移酶基因、β-葡萄糖苷酸酶基因、抗草丁膦除草劑基因進(jìn)行定性檢測(cè)與半定量分析，結(jié)果表明免疫PCR檢測(cè)比常規(guī)電泳檢測(cè)的靈敏度高1 000倍，檢出限達(dá)0.1%；劉光明等［45］建立并優(yōu)化了轉(zhuǎn)基因大豆與玉米的DNA提取方法，針對(duì)CaMV35S啟動(dòng)子和NOS終止子的序列特點(diǎn)設(shè)計(jì)了特異性引物與探針，結(jié)合免疫PCR檢測(cè)技術(shù)，建立了轉(zhuǎn)基因大豆與玉米中常用外源基因的快速檢測(cè)體系。

3.7多重PCR法（Multiplex PCR）

多重PCR法可以在一個(gè)試管中檢測(cè)多個(gè)外源基因，適用于復(fù)合性狀的GMF的檢測(cè)，相對(duì)于常規(guī)PCR更為快速、簡(jiǎn)便、精確。

楊冬燕等［46］以番木瓜管家基因（papain）、抗環(huán)斑病毒轉(zhuǎn)基因番木瓜55-1品系的外源結(jié)構(gòu)基因（35SGUS）和調(diào)控基因（NOS）序列為特異性檢測(cè)引物，構(gòu)建雙重PCR方法和可三重PCR方法，實(shí)現(xiàn)了對(duì)抗環(huán)斑病毒轉(zhuǎn)基因番木瓜55-1的高效準(zhǔn)確的鑒定。魏霜等［47］根據(jù)水稻內(nèi)源基因SPS、外源抗蟲基因Cry1Ab、外源抗蟲基因Cry1Ab/Ac、外源抗蟲基因Btc、報(bào)告基因GUS、NOS終止子和CaMV35S啟動(dòng)子設(shè)計(jì)7對(duì)引物，構(gòu)建水稻轉(zhuǎn)基因成分的七重PCR檢測(cè)體系，檢測(cè)結(jié)果與檢驗(yàn)檢疫行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)方法檢測(cè)結(jié)果一致，表明七重PCR檢測(cè)系統(tǒng)具有較好的可靠性和準(zhǔn)確性。Zhou等［48］將多重PCR技術(shù)和毛細(xì)管電泳結(jié)合應(yīng)用于轉(zhuǎn)基因大豆Roundup Ready的快速檢測(cè)。

3.8環(huán)介導(dǎo)等溫?cái)U(kuò)增技術(shù)（LAMP）

LAMP有著操作簡(jiǎn)單、快速、特異性高、成本低的特點(diǎn)。不同于常規(guī)PCR，LAMP可以在恒溫下擴(kuò)增待測(cè)DNA，其關(guān)鍵在于具備鏈置換活性的DNA聚合酶。

周琳華等［49］通過LAMP檢測(cè)技術(shù)，對(duì)轉(zhuǎn)基因大豆GTS40-3-2、轉(zhuǎn)基因玉米MON810、轉(zhuǎn)基因玉米BT176和轉(zhuǎn)基因水稻TT51-1 4個(gè)品系的外源插入基因、內(nèi)源參照基因、品系特異性基因進(jìn)行檢測(cè)，除轉(zhuǎn)基因水稻TT51-1品系特異性序列的最低檢出域值為：200 copies/μl外，其余各基因檢出的最低閾值均小于200 copies/μl，并符合熒光PCR或SYBR Green I直接染色法的檢測(cè)結(jié)果，證明LAMP檢測(cè)方法的可行性、準(zhǔn)確性、重復(fù)性、靈敏性和特異性，可用于GMF的檢測(cè)。張雋等［50］以MON89034外源插入片段與植物基因組序列設(shè)計(jì)特異性引物，并構(gòu)建轉(zhuǎn)基因玉米MON89034轉(zhuǎn)化體特異性LAMP檢測(cè)方法，其靈敏度達(dá)到1 pg。說明LAMP在GMF檢測(cè)中有很好的應(yīng)用前景。

4討論

基因水平的檢測(cè)結(jié)果鑒定外源基因是否成功導(dǎo)入，并不能有力的證明GMF的食用安全性，且不能確定外源基因所翻譯出的蛋白質(zhì)是否會(huì)和食物的原有成分反應(yīng)，產(chǎn)生對(duì)人體有害的代謝產(chǎn)物，所以從整體入手檢測(cè)GMF的安全性才是關(guān)鍵。

GMF的檢測(cè)應(yīng)該是一個(gè)具體的系統(tǒng)，而不僅僅是一個(gè)步驟。我們可以利用PCR技術(shù)檢測(cè)食品中的基因成分；在蛋白水平上分析其中的蛋白組成、含量，初步鑒定GMF的蛋白性質(zhì)；通過傳代動(dòng)物實(shí)驗(yàn)檢測(cè)其食用安全性，即，綜合運(yùn)用蛋白、基因檢測(cè)技術(shù)，及動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，使GMF取得人們的信賴，得以更好的發(fā)展。

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The Safety of Genetically Modified Food and Detection

LI Xiang1，GUO Sheng-wei2，*
（1.College of Pharmacy，Nanjing University of Chinese Medicine，Nanjing 210046，Jiangsu，China；2.College of Basic Medicine Nanjing University of Chinese Medicine Nanjing 210046，Jiangsu，China）

Genetically modified food has developed rapidly，but the safety of genetically modified food was still the focus of attention.Usually the safety of genetically modified food is assessed from the perspective of ecological，health and ethical safety on the basis of which formulated the international evaluation standards.The analysis of genetically modified food detection based on protein and gene level，and protein detection was mainly based on the transgenic protein composition of unfinished food is guided by immune principle，genetic testing was based on PCR to detect whether food contains the purpose gene.At the same time，some new food testing technologies are gradually applied in the detection of genetically modified food.

genetically modified food（GMF）；security；test

10.3969/j.issn.1005-6521.2015.12.038

2014-07-10

江蘇省大學(xué)生創(chuàng)新項(xiàng)目（201410315032Z）

李相（1993—），男（漢），本科在讀，研究方向：轉(zhuǎn)基因食品的檢測(cè)與構(gòu)建。

郭勝偉（1967—），男（漢），副研究員，碩士，研究方向：大學(xué)生教育、食品安全。