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轉基因技術的理論基礎來源於進化論衍生來的分子生物學。基因片段的來源可以是提取特定生物體基因組中所需要的目的基因,也可以是人工合成指定序列的DNA片段。DNA片段被轉入特定生物中,與其本身的基因組進行重組,再從重組體中進行數代的人工選育,從而獲得具有穩定表現特定的遺傳性狀的個體。該技術可以使重組生物增加人們所期望的新性狀,培育出新品種。
「轉基因」這個在全球承受無盡爭議的詞彙,成為2014年「科學美國人」中文版《環球科學》雜誌年度十大科技熱詞之一。而爭議的關鍵在於人類是否像自己所認為的那樣,已經可以代替上帝改造自然。畢竟人類曾經認為地球是宇宙的中心。
2015年1月13日,歐洲議會全體會議通過一項法令,允許歐盟成員國根據各自情況選擇批准、禁止或限制在本國種植轉基因作物。該法令還將提交歐洲理事會,如一切順利將於今春生效。
目錄
發展歷史
1974年,波蘭遺傳學家斯吉巴爾斯基(Waclaw Szybalski)稱基因重組技術為合成生物學概念,1978年,諾貝爾醫學獎頒給發現DNA限制酶的納森斯(Daniel Nathans)、亞伯(Werner Arber)與史密斯(Hamilton Smith)時,斯吉巴爾斯基在《基因》期刊中寫道:限制酶將帶領我們進入合成生物學的新時代。轉基因技術,包括外源基因的克隆、表達載體、受體細胞,以及轉基因途徑等,外源基因的人工合成技術、基因調控網絡的人工設計發展,導致了21世紀的轉基因技術將走向轉基因系統生物技術 2000年國際上重新提出合成生物學概念,並定義為基於系統生物學原理的基因工程與轉基因技術。
2016年7月4日,俄羅斯總統普京當天簽署法令,禁止在俄境內種植轉基因作物、養殖轉基因動物、生產轉基因食品,並禁止俄羅斯進口轉基因食品,違者將處以罰款。
截至2017年1月18日,在「挺轉」請願網站supportprecisionagriculture.org上公開署名支持轉基因技術應用於農業領域、支持轉基因農作物的諾貝爾獎獲得者人數,上升至123人。
2019年7月1日,歐洲食品安全局發布《2030食品安全管理研究需求》,提出了為滿足未來的消費需求,應開發新型食品和飼料並確保其安全,包括安全的轉基因植物和動物產品,並研究評價新技術對環境影響的方法。
2019年7月26日,歐盟委員會宣布批准10種轉基因產品在歐盟上市,其中9種用作食品或飼料,另一種用作觀賞性切花。
技術概述
轉基因技術的理論基礎來源於進化論衍生來的分子生物學。基因片段的來源可以是提取特定生物體基因組中所需要的目的基因,也可以是人工合成指定序列的基因片段。基因片段被轉入特定生物中,與其本身的基因組進行重組,再從重組體中進行數代的人工選育,從而獲得具有穩定表現特定的遺傳性狀的個體。該技術可以使重組生物增加人們所期望的新性狀,培育出新品種。
人們常說的"遺傳工程"、"基因工程"、"遺傳轉化"均為轉基因的同義詞。[1]
技術原理
轉基因技術的原理是將人工分離和修飾過的優質基因,導入到生物體基因組中,從而達到改造生物的目的。由於導入基因的表達,引起生物體的性狀,可遺傳的修飾改變,這一技術稱之為人工轉基因技術(Transgene technology)。
人工轉基因技術就是把一個生物體的基因轉移到另一個生物體DNA中的生物技術。具有不確定性。常用的方法和工具包括顯微注射、基因槍、電破法、脂質體等。轉基因最初用於研究基因的功能,即把外源基因導入受體生物體基因組內(一般為模式生物,如擬南芥或斑馬魚等),觀察生物體表現出的性狀,達到揭示基因功能的目的。
植物 轉基因植物是基因組中含有外源基因的植物。通過原生質體融合、細胞重組、遺傳物質轉移、染色體工程技術獲得,改變植物的某些遺傳特性,培育優質新品種,或生產外源基因的表達產物,如胰島素等。
在過去的二十年裡,隨着分子生物學各領域的不斷發展,植物基因的分離、基因工程載體的構建、細胞的基因轉化、轉化細胞的組織培養、植株再生及外源基因表達的檢測等各項技術日趨成熟和完善,有關植物基因工程的研究日新月異,許多以前根本不可能的基因轉化工作在越來越多的植物上獲得成功。
研究轉基因植物的主要目的是提高多肽或工業用酶的產量,改善食品質量,提高農作物對蟲害及病原體的抵抗力。常規的藥用蛋白大部分是利用生化的方法提取或微生物發酵獲得的,這類活性物質一般在活細胞中含量甚微,且提取過程複雜,成本高,遠遠滿足不了社會的需要。應用轉基因植物來生產這些藥用蛋白,包括疫苗、抗體、干擾素等細胞因子,可以利用植物大田栽種的方式大量生產,大幅度降低生產成本,提高產量,還可以獲得常規手段無法獲得的藥物。
利用植物來生產疫苗的最大優點是他可以作為食品直接口服。通過各種植物轉基因技術將多肽疫苗基因轉入植物,從而得到表達多肽疫苗的轉基因植物。隨着抗體基因工程能將抗體基因(從小的活性單位到完整抗體的重、輕鏈基因)從單抗雜交瘤中分離出來,人們就開始想辦法利用轉基因植物來表達這些抗體。
1989年Hiatt將鼠雜交瘤細胞產生的抗體基因轉入煙草細胞獲得了植物抗體,並且發現植物抗體具有雜交瘤來源抗體同樣的抗原結合能力,既有功能性。在這之後,全長抗體、單域抗體和單鏈抗體在轉基因植物中均獲得成功表達。用植物抗體進行局部免疫治療將是一個引人矚目的領域,應用高親和性抗體進行局部治療可以治癒齲齒及其它一些常見病。植物轉基因可獲得更多的新品種,蔬菜,水果,花卉都能夠在保留其優良品質的情況下優化。[2]
動物 人工轉基因動物就是基因組中含有外源基因的動物。
它是按照預先的設計,融合重組細胞、遺傳物質轉移、染色體工程和基因工程技術將外源基因導入精子、卵細胞或受精卵,再以生殖工程技術,有可能育成轉基因動物。
通過生長素基因、多產基因、促卵素基因、高泌乳量基因、瘦肉精基因、角蛋白基因、抗寄生蟲基因、抗病毒基因等基因轉移,可能育成優良的可養殖品種。
基因動物是指用實驗導入的方法將外源基因在染色體基因內穩定整合併能穩定表達的一類動物。1974年,Jaenisch應用顯微注射法,在世界上首次成功地獲得了SV40DNA轉基因小鼠。其後,Costantini將兔-珠蛋白基因注入小鼠的受精卵,使受精卵發育成小鼠,表達出了兔β-珠蛋白;Palmiter等把大鼠的生長激素基因導人小鼠受精卵內,獲得「超級」小鼠;Church獲得了首例轉基因牛。現人們已經成功地獲得了轉基因鼠、雞、山羊、豬、綿羊、牛、蛙以及多種轉基因魚。
還可將轉基因動物作為生物工廠(Biofactories),包括,乳腺生物反應器和輸卵管生物反應器等,如以轉基因小鼠生產凝血因子IX、組織型血纖維溶酶原激活因子(t-PA)、白細胞介素2、α1-抗胰蛋白酶,以轉基因綿羊生產人的α1-抗胰蛋白酶,以轉基因山羊、奶牛生產LAt-PA,以轉基因豬生產人血紅蛋白等,這些基因產品具有高效、優質、廉價與相應的人體蛋白具有同樣的生物活性,且多隨乳汁分泌,便於分離純化,基於系統生物學的發展,轉基因系統生物技術-合成生物學成為不僅單基因而且多基因乃至基因組設計、合成與轉基因的新一代生物技術。
但由於人工轉基因動物,它們受遺傳鑲嵌性和雜合性的影響,其有性生殖後代變異較大,難以形成穩定遺傳的轉基因品系。因而,嘗試從受體動物細胞中分離出線粒體,以外源基因對其進行離體轉化,再將人工轉基因線粒體導入受精卵,所發育成的人工轉基因動物,雌性個體外培養的卵細胞與任一雄性個體交配或體外人工受精,由於線粒體的細胞質遺傳,其有性後代可能全都是人工轉基因個體。
轉化過程
(1)提取目的基因 從生物有機體複雜的基因組中,分離出帶有目的基因的DNA片段,或者人工合成目的基因,或從基因文庫中提取相應的基因片段和PCR技術進行目的基因的增殖。
(2)將目的基因與運載體結合 在細胞外, 將帶有目的基因的DNA片段通過剪切、粘合連接到能夠自我複製並具有多個選擇性標記的運輸載體分子(通常有質粒、T4噬菌體、動植物病毒等)上, 形成重組DNA分子。
(3)將目的基因導入受體細胞 將重組DNA分子注入到受體細胞(亦稱宿主細胞或寄主細胞) 。將帶有重組體的細胞擴增,獲得大量的細胞繁殖體。
(4)目的基因的篩選 從大量的細胞繁殖群體中,通過相應的試劑篩選出具有重組DNA分子的重組細胞。
(5)目的基因的表達 將得到的重組細胞,進行大量的增殖,得到相應表達的功能蛋白,表現出預想的特性,達到人們的要求。[3]
技術分類
轉基因過程按照途徑可分為人工轉基因和自然轉基因,按照對象可分為植物轉基因技術、動物轉基因技術和微生物基因重組技術。
人工轉基因 將人工分離和修飾過的基因導入到生物體基因組中,由於導入基因的表達,引起生物體的性狀的可遺傳的修飾,這一技術稱之為轉基因技術(Transgene technology)。人們常說的「遺傳工程」、「基因工程」、「遺傳轉化」均為轉基因的同義詞。如今,改變動植物性狀的人工技術往往被稱為轉基因技術(狹義),而對微生物的操作則一般被稱為遺傳工程技術(狹義)。
經轉基因技術修飾的生物體在媒體上常被稱為「遺傳修飾過的生物體」(Genetically modified organism,簡稱GMO)。
自然轉基因 不是人為導向的,自然界裡動物、植物或微生物自主形成的轉基因現象,例如慢病毒載體 里的乙型肝炎病毒DNA整合到人精子細胞染色體上、噬菌體將自己DNA的插入到溶源細胞DNA上,農桿菌 和 花椰菜花葉病毒(CMV)等。
植物轉基因 植物轉基因是基因組中含有外源基因的植物。它可通過原生質體融合、細胞重組、遺傳物質轉移、染色體工程技術獲得,有可能改變植物的某些遺傳特性,培育高產、優質、抗病毒、抗蟲、抗寒、抗旱、抗澇、抗鹽鹼、抗除草劑等的作物新品種,如玉米稻 、轉基因三倍體毛白楊。而且可用轉基因植物或離體培養的細胞,來生產外源基因的表達產物,如人的生長激素、胰島素、干擾素、白介素2、表皮生長因子、乙型肝炎疫苗等基因已在轉基因植物中得到表達。
動物轉基因 動物轉基因就是基因組中含有外源基因的動物。它是按照預先的設計,通過細胞融合、細胞重組、遺傳物質轉移、染色體工程和基因工程技術將外源基因導入精子、卵細胞或受精卵,再以生殖工程技術,有可能育成轉基因動物。
通過生長素基因、多產基因、促卵素基因、高泌乳量基因、瘦肉型基因、角蛋白基因、抗寄生蟲基因、抗病毒基因等基因轉移,可能育成生長周期短,產仔、生蛋多和泌乳量高,轉基因超級鼠比普通老鼠大約一倍。生產的肉類、皮毛品質與加工性能好,並具有抗病性,已在牛、羊、豬、雞、魚等家養動物中取得一定成果。
但由於轉基因動物受遺傳鑲嵌性和雜合性的影響,其有性生殖後代變異較大,難以形成穩定遺傳的轉基因品系。因而,嘗試將外源基因導入線粒體,再送入受精卵中,由於線粒體的細胞質遺傳,其有性後代可能全都是轉基因個體,從而解決這一問題。
微生物基因 在所有轉基因技術中,以微生物基因重組技術應用最為寬泛和常見。
與動植物不同的是,微生物重組技術通常需要用到專門的重組基因載體——質粒。質粒是一種細胞質遺傳因子,因此具有不穩定的遺傳特性。但相比於動植物,微生物重組技術具有周期短、效果顯著、控制性強的特點,因而廣泛應用於生物醫藥和酶製劑行業。經過多年的理論奠基,現已在微生物領域中開發出酵母表達系統、大腸桿菌表達系統和絲狀真菌表達系統,其中畢赤酵母表達系統和大腸桿菌表達系統最受歡迎,具有表達效率高(外源蛋白占細胞總蛋白的10%至40%)、生產成本低的特點,一般常見的諸如胰島素、白細胞介素、α-高溫澱粉酶、重組人p53腺病毒注射液、啤酒酵母乙肝疫苗、抗生素、飼料用木聚糖酶、殼聚糖酶等都由這兩種表達系統生產的。
技術特點
植物 轉基因植物是基因組中含有外源基因的植物。通過原生質體融合、細胞重組、遺傳物質轉移、染色體工程技術獲得,改變植物的某些遺傳特性,培育優質新品種,或生產外源基因的表達產物,如胰島素等。
在過去的二十年裡,隨着分子生物學各領域的不斷發展,植物基因的分離、基因工程載體的構建、細胞的基因轉化、轉化細胞的組織培養、植株再生及外源基因表達的檢測等各項技術日趨成熟和完善,有關植物基因工程的研究日新月異,許多以前根本不可能的基因轉化工作在越來越多的植物上獲得成功。
研究轉基因植物的主要目的是提高多肽或工業用酶的產量,改善食品質量,提高農作物對蟲害及病原體的抵抗力。常規的藥用蛋白大部分是利用生化的方法提取或微生物發酵獲得的,這類活性物質一般在活細胞中含量甚微,且提取過程複雜,成本高,遠遠滿足不了社會的需要。應用轉基因植物來生產這些藥用蛋白,包括疫苗、抗體、干擾素等細胞因子,可以利用植物大田栽種的方式大量生產,大幅度降低生產成本,提高產量,還可以獲得常規手段無法獲得的藥物。
利用植物來生產疫苗的最大優點是他可以作為食品直接口服。通過各種植物轉基因技術將多台疫苗基因轉入植物,從而得到表達多肽疫苗的轉基因植物。隨着抗體基因工程能將抗體基因(從小的活性單位到完整抗體的重、輕鏈基因)從單抗雜交瘤中分離出來,人們就開始想辦法利用轉基因植物來表達這些抗體。
1989年Hiatt將鼠雜交瘤細胞產生的抗體基因轉入煙草細胞獲得了植物抗體,並且發現植物抗體具有雜交瘤來源抗體同樣的抗原結合能力,既有功能性。在這之後,全長抗體、單域抗體和單鏈抗體在轉基因植物中均獲得成功表達。用植物抗體進行局部免疫治療將是一個引人矚目的領域,應用高親和性抗體進行局部治療可以治癒齲齒及其它一些常見病。植物轉基因可獲得更多的新品種,蔬菜,水果,花卉都能夠在保留其優良品質的情況下優化。
動物 人工轉基因動物就是基因組中含有外源基因的動物。它是按照預先的設計 ,融合重組細胞、遺傳物質轉移、染色體工程和基因工程技術將外源基因導入精子、卵細胞或受精卵,再以生殖工程技術,有可能育成轉基因動物。
通過生長素基因、多產基因、促卵素基因、高泌乳量基因、瘦肉精基因、角蛋白基因、抗寄生蟲基因、抗病毒基因等基因轉移,可能育成優良的可養殖品種。
基因動物是指用實驗導入的方法將外源基因在染色體基因內穩定整合併能穩定表達的一類動物。1974年,Jaenisch應用顯微注射法,在世界上首次成功地獲得了SV40DNA轉基因小鼠。其後,Costantini將兔-珠蛋白基因注入小鼠的受精卵,使受精卵發育成小鼠,表達出了兔β-珠蛋白;Palmiter等把大鼠的生長激素基因導人小鼠受精卵內,獲得「超級」小鼠;Church獲得了首例轉基因牛。到目前為止,人們已經成功地獲得了轉基因鼠、雞、山羊、豬、綿羊、牛、蛙以及多種轉基因魚。
還可將轉基因動物作為生物工廠(Biofactories),包括,乳腺生物反應器和輸卵管生物反應器等,如以轉基因小鼠生產凝血因子IX、組織型血纖維溶酶原激活因子(t-PA)、白細胞介素2、α1-抗胰蛋白酶,以轉基因綿羊生產人的α1-抗胰蛋白酶,以轉基因山羊、奶牛生產LAt-PA,以轉基因豬生產人血紅蛋白等,這些基因產品具有高效、優質、廉價與相應的人體蛋白具有同樣的生物活性,且多隨乳汁分泌,便於分離純化,基於系統生物學的發展,轉基因系統生物技術-合成生物學成為不僅單基因而且多基因乃至基因組設計、合成與轉基因的新一代生物技術。
但由於人工轉基因動物,它們受遺傳鑲嵌性和雜合性的影響,其有性生殖後代變異較大,難以形成穩定遺傳的轉基因品系。因而,嘗試從受體動物細胞中分離出線粒體,以外源基因對其進行離體轉化,再將人工轉基因線粒體導入受精卵,所發育成的人工轉基因動物,雌性個體外培養的卵細胞與任一雄性個體交配或體外人工受精,由於線粒體的細胞質遺傳,其有性後代可能全都是人工轉基因個體。
轉化方法
遺傳轉化的方法按其是否需要通過組織培養、再生植株通常可分成兩大類,第一類需要通過組織培養再生植株,常用的方法有農桿菌介導轉化法、基因槍法;另一類方法不需要通過組織培養,比較成熟的主要有花粉管通道法,花粉管通道法是中國科學家提出的。
農桿菌介導轉化 農桿菌是普遍存在於土壤中的一種革蘭氏陰性細菌,它能在自然條件下趨化性地感染大多數雙子葉植物的受傷部位,並誘導產生冠癭瘤或髮狀根。根癌農桿菌和髮根農桿菌中細胞中分別含有Ti質粒和Ri質粒,其上有一段T-DNA,農桿菌通過侵染植物傷口進入細胞後,可將T-DNA插入到植物基因組中。
因此,農桿菌是一種天然的植物遺傳轉化體系。人們將目的基因插入到經過改造的T-DNA區,藉助農桿菌的感染實現外源基因向植物細胞的轉移與整合,然後通過細胞和組織培養技術,再生出轉基因植株。
農桿菌介導法起初只被用於雙子葉植物中,自從技術瓶頸被打破之後,農桿菌介導轉化在單子葉植物中也得到了廣泛應用,其中水稻已經被當作模式植物進行研究。
花粉管通道法 在授粉後向子房注射含目的基因的DNA溶液,利用植物在開花、受精過程中形成的花粉管通道,將外源DNA導入受精卵細胞,並進一步地被整合到受體細胞的基因組中,隨着受精卵的發育而成為帶轉基因的新個體。該方法於80年代初期由中國學者周光宇提出,中國目前推廣面積最大的轉基因抗蟲棉就是用花粉管通道法培育出來的。該法的最大優點是不依賴組織培養人工再生植株,技術簡單,不需要裝備精良的實驗室,常規育種工作者易於掌握。
核顯微注射法 核顯微注射法是動物轉基因技術中最常用的方法。它是在顯微鏡下將外源基因注射到受精卵細胞的原核內,注射的外源基因與胚胎基因組融合,然後進行體外培養,最後移植到受體母畜子宮內發育,這樣分娩的動物體內的每一個細胞都含有新的DNA片段。-這種方法的缺點是效率低、位置效應(外源基因插入位點隨機性)造成的表達結果的不確定性、動物利用率低等,在反芻動物還存在着繁殖周期長,有較強的時間限制、需要大量的供體和受體動物等特點。
詳細步驟:在顯微鏡下,用一根極細的玻璃針(直徑1-2微米)直接將DNA注射到胚胎的細胞核內,再把注射過DNA的胚胎移植到動物體內,使之發育成正常的幼仔。用這種方法生產的動物約有十分之一是整合外源基因的轉基因動物。
基因槍法 利用火藥爆炸或高壓氣體加速(這一加速設備被稱為基因槍),將包裹了帶目的基因的DNA溶液的高速微彈直接送入完整的植物組織和細胞中,然後通過細胞和組織培養技術,再生出植株,選出其中轉基因陽性植株即為轉基因植株。與農桿菌轉化相比,基因槍法轉化的一個主要優點是不受受體植物範圍的限制。而且其載體質粒的構建也相對簡單,因此也是轉基因研究中應用較為廣泛的一種方法
精子介導法 精子介導的基因轉移是把精子作適當處理後,使其具有攜帶外源基因的能力。然後,用攜帶有外源基因的精子給發情母畜授精。在母畜所生的後代中,就有一定比例的動物是整合外源基因的轉基因動物。
同顯微注射方法相比,精子介導的基因轉移有兩個優點:首先是它的成本很低,只有顯微注射法成本的1/10。其次,由於它不涉及對動物進行處理,因此,可以用生產牛群或羊群進行實驗,以保證每次實驗都能夠獲得成功。
核移植轉基因法 體細胞核移植是一種轉基因技術。該方法是先把外源基因與供體細胞在培養基中培養,使外源基因整合到供體細胞上,然後將供體細胞細胞核移植到受體細胞——去核卵母細胞,構成重建胚,再把其移植到假孕母體,待其妊娠、分娩,便可得到轉基因的克隆動物。
體細胞核移植法 先在體外培養的體細胞中進行基因導入,篩選獲得帶轉基因的細胞。然後,將帶轉基因體細胞核移植到去掉細胞核的卵細胞中,生產重構胚胎。重構胚胎經移植到母體中,產生的仔畜百分之百是轉基因動物。
區別雜交
植物雜交 指近緣種間的有性繁殖,嫁接不屬於此列。利用體細胞雜交技術可以做到遠緣的雜交(比如紫菜甘藍、番茄馬鈴薯)。
雜交畜牧 指兩個不同近交系之間,優質品種的雌雄畜牧進行有計劃的交配,雜交所產生的第一代動物,具有兩親本遺傳的優質特性,用於改良家畜品質,有着正常的生長周期和正常繁殖能力的畜牧品種。
主要區別 人工轉基因技術和人工雜交技術是兩個概念,植物雜交技術是自體基因重組過程,不改變繁殖特性,但有組合優質基因的幾率,基本不會產生變異基因,即沒有剝奪其基本特性的作物。它可通過原生質體之間的融合、細胞自體細胞重組、自體遺傳物質自由組合轉移、自體染色體工程技術獲得,不改變植物的遺傳特性,可以提高優質率水平,從而培育出高產、優質、抗病毒、抗蟲、抗寒、抗旱、抗澇、抗鹽鹼、等的作物新品種。
自從人類耕種作物以來,我們的祖先就從未停止過作物的遺傳改良。過去的幾千年裡農作物改良的方式主要是對自然突變產生的優良基因和重組體的選擇和利用,通過隨機和自然的方式來積累優良基因。遺傳學創立後近百年的動植物育種則是採用人工雜交的方法,進行優良基因的重組和外源基因的導入而實現遺傳改良。
因此,人工轉基因技術與傳統技術有着同樣的目的,其本質都是通過獲得優良基因進行遺傳改良。但在基因轉移的範圍和效率上,人工轉基因技術與傳統育種技術有兩點重要區別。
第一,傳統技術一般只能在生物種內個體間實現基因轉移,而人工轉基因技術所轉移的基因則不受生物體間親緣關係的限制。
第二,傳統的雜交和選擇技術一般是在生物個體水平上進行,操作對象是整個基因組,所轉移的是大量的基因,不可能準確地對某個基因進行操作和選擇,對後代的表現預見性較差。而人工轉基因技術所操作和轉移的一般是經過明確定義的基因,功能清楚,後代表現可準確預期。
因此,人工轉基因技術是對傳統技術的發展和補充。將兩者緊密結合,可相得益彰,大 大地提高動植物品種改良的效率。
技術現狀
基因工程藥物 目前已有基因工程疫苗、基因工程胰島素和基因工程干擾素等藥物。其使用基因拼接技術或DNA重組技術(即轉基因技術),指按照人們的意願,定向地改造生物的遺傳性狀,產生出人類需要的基因產物,以此生產出的藥物原料和藥品。
基因工程疫苗
使用DNA重組生物技術,把天然的或人工合成的遺傳物質定向插入細菌、酵母菌或哺乳動物細胞中,使之充分表達,經純化後而製得的疫苗。應用基因工程技術能制出不含感染性物質的亞單位疫苗、穩定的減毒疫苗及能預防多種疾病的多價疫苗。
目前已經商業化使用的部分基因工程疫苗:
乙肝疫苗、丙肝疫苗、百日咳基因工程疫苗、狂犬病基因工程滅活疫苗、腸道病毒71型基因工程疫苗、產腸毒素大腸桿菌基因工程疫苗、輪狀病基因工程疫苗、Asia Ⅰ型口蹄疫病毒(FMDV)的感染表位重組蛋白疫苗、弓形蟲基因工程疫苗、腸出血性大腸桿菌基因工程疫苗等。
基因工程胰島素
在2013年舉辦的第七屆聯合國糖尿病日主題活動上,與會專家指出,中國目前糖尿病患者數達1.14億,全球的1/3。糖尿病的病因是胰島素分泌缺陷或其生物作用受損,所以最常用的治療方法就是以注射胰島素的方式補充人體內胰島素。要獲得胰島素,最初只能從牛和豬的胰臟中提取。但是,每100千克動物胰腺只能提取出4-5克胰島素,產量低,遠不能滿足患者的需求。
1980年代初,美國一家公司通過轉基因技術實現了人體胰島素的工業生產。其原理是,將人的基因中負責表達胰島素的那一段「剪切」下來,轉入大腸桿菌或者酵母菌里,通過後者的快速增殖達到人體胰島素的大量生產。全球大多數糖尿病人才得到了很好的胰島素治療。
基因工程藥物產業化 基因工程乙肝疫苗產業化案例:
國家衛計委2013年7月26日公布,全球3.5億乙肝病毒攜帶者中有近1億中國人,全球每年大約70萬病毒性肝炎相關死亡人群中中國占近半。中國乙肝報告病例多年來居所有法定傳染病的首位,約占總傳染病總數的1/3。
20世紀80年代,轉基因乙肝疫苗被研製成功。其原理是,將乙肝病毒基因中負責表達表面抗原的那一段「剪切」下來,轉入酵母菌里。被轉入乙肝病毒基因的酵母菌生長時,就會生產出乙肝表面抗原。而酵母菌是一種能快速生長繁殖的生物,於是乙肝表面抗原就被大量生產出來。這種疫苗技術1994年被引進中國,隨後建成了兩條生產線。1997年9月1日衛生部以衛藥發(1997)第57號文下達了《關於基因乙肝疫苗取代血源性乙肝疫苗有關問題的通知》,規定:1998年1月起停止陽性血漿的採集;已採集的陽性血漿1998年上半年允許投料生產;合格血源乙肝疫苗使用期限截止於2000年底。2001年以後全部使用高安全性的基因工程乙肝疫苗。
同年,利用酵母菌的轉基因乙肝疫苗被正式批准生產。從此,乙肝疫苗終於得以大量生產,中國政府也開始着手給兒童免費接種、甚至免費補種乙肝疫苗。2009至2011年,中國開展了15歲以下人群免費補種乙肝疫苗工作,共補種6800萬餘人。目前全面、免費疫苗接種的開展,使中國5歲以下兒童慢性乙肝感染率降至1%以下;中國每年乙肝新發感染者人數也降到了10萬。根據衛計委的數據,1992年至2009年,全國預防了8000萬人免受乙肝病毒感染,減少了近2000萬乙肝病毒表面抗原攜帶者,減少肝硬化、肝癌等引起的死亡430萬人。
轉基因食品 利用分子生物學技術,將某些生物的基因轉移到農作物中去,改造生物的遺傳物質,使其在性狀、營養品質、消費品質方面向人類所需要的目標轉變,從而得到轉基因農作物。以轉基因生物為直接食品,作為原料加工生產的食品,以及餵養家畜得到的衍生食品,在廣義上都可以稱為轉基因食品。因其安全性被廣泛質疑,國際社會對其尚存有很大爭議。
它的研究已有幾十年的歷史,但真正的商業化是近十年的事。90年代初,市場上第一個轉基因食品出現在美國,是一種保鮮番茄,這項研究成果本是在英國研究成功的,但英國人沒敢將其商業化,美國人便成了第一個吃螃蟹的人,讓保守的英國人後悔不迭。此後,轉基因食品一發不可收。據統計,美國食品和藥物管理局確定的轉基因品種已有43種。
如常見的農作物轉入Bt(蘇雲金芽孢桿菌)基因和Ht基因。Bt基因編碼的是蘇雲金芽胞桿菌分泌的一種對鱗翅目鞘翅目昆蟲(比如小菜蛾)有毒的蛋白質,攜帶有Bt基因的農作物在生長時亦能自己產生這種毒性蛋白,因此不需要使用農藥,靠農作物自身殺蟲。這種毒蛋白只對蟲子有效,尚未證據顯示其對人類或其他哺乳動物有致毒致敏作用;Ht基因又叫抗除草劑基因,它指導的蛋白質能夠在植物體內分解除草劑物質,使植物獲得抵抗高濃度除草劑的能力。因此在田間噴灑除草劑之後,雜草會因為對除草劑的抵抗力不足而被殺死,而農作物得以正常存活。相對於非轉基因農作物使用機械來除草,種植轉Ht基因的農作物更加經濟。
技術應用 自1996年首例轉基因農作物產業化應用以來,全球轉基因技術研究與產業應用快速發展。發達國家紛紛把發展轉基因技術作為搶占未來科技制高點和增強農業國際競爭力的戰略重點,發展中國家也積極跟進,並呈現以下發展態勢:
一是品種培育速度加快。隨着生命科學、基因組學、信息學等學科的發展,轉基因技術研究日新月異,研究手段、裝備水平不斷提高,基因克隆技術突飛猛進,一些新基因、新性狀和新產品不斷湧現。品種培育呈代際特徵,全球轉基因生物新品種已從抗蟲和抗除草劑等第一代產品,向改善營養品質和提高產量的第二代產品,以及工業、醫藥和生物反應器等第三代產品轉變,多基因聚合的複合性狀正成為轉基因技術研究與應用的重點。
二是產業化應用規模迅速擴大。截至2009年底,全球已有25個國家批准了24種轉基因作物的商業化應用。以轉基因大豆、棉花、玉米、油菜為代表的轉基因作物種植面積,由1996年的2550萬畝發展到2009年的20億畝,14年間增長了79倍。
美國仍然是最大的種植國,2009年種植面積9.6億畝;其次是巴西,3.21億畝;阿根廷,3.195億畝;印度,1.26億畝;加拿大,1.23億畝;中國,5550萬畝;巴拉圭,3300萬畝;南非,3150萬畝。值得一提的是,2000年以來,美國先後批准了6個抗除草劑和藥用轉基因水稻、伊朗批准了1個轉基因抗蟲水稻商業化種植;加拿大、墨西哥、澳大利亞、哥倫比亞4國批准了轉基因水稻進口,允許食用。
三是生態和經濟效益十分顯著。1996至2007年,全球轉基因作物的累計收益高達440億美元,累計減少殺蟲劑使用35.9萬噸。2008年,全球轉基因產品市場價值達到75億美元。
商業化 2009年11月27日,農業部批准了「華恢1號」、「Bt汕優63」兩種轉基因水稻,一種BVLA430101轉基因玉米的安全證書,兩個產品分別限在湖北省和山東省生產應用。獲得兩個轉基因水稻安全證書的是華中農業大學張啟發教授及其同事。這是中國首次為轉基因水稻頒發安全證書,也是全球首次為轉基因主糧發放安全證書。但是,有關轉基因水稻商業化種植的消息引來了各種擔憂,也引起了部分網民的強烈反對。
中國於2000年8月8日簽署了《國際生物多樣性公約》下的《卡塔赫納生物安全議定書》,國務院於2005年4月27日批准了該議定書,中國正式成為締約方。議定書的目標是保證轉基因生物及其產品的安全性,儘量減少其潛在的對生物多樣性和人體健康可能造成的損害,在缺乏足夠科學依據的情況下,可對他國試圖入境的轉基因生物及產品採取嚴格的限制與禁入措施。
該公約的第23條規定,對轉基因生物要進行嚴格的風險評估、風險管理和增加決策的透明度和公眾參與,應在決策過程中徵求公眾意見,向公眾通報結果。
隨着轉基因問題日益成為熱點,越來越多的人開始關注轉基因,但是同時也出現了關於轉基因的諸多爭議。
許多文章和書籍(例如《生化超限戰:轉基因食品和疫苗的陰謀》)是反對轉基因的代表作之一。甚至有反對派把支持轉基因者說成了一種原教旨主義的歇斯底里。來自於支持和反對轉基因技術的聲音在科技原理、監控和意識形態範疇尚存在巨大紛爭。
造成影響
減少溫室氣體排量 農業生物技術應用國際服務組織(ISAAA)發布2012轉基因作物年度發展報告
《Global Status of Commercialized Biotech/GM Crops: 2012》,指出2012年發展中國家轉基因作物種植面積的增幅首次超過發達國家,並認為發展轉基因作物可減少溫室氣體排量。
ISAAA在年度報告中分析了轉基因作物對環境的影響。報告指出,2011年全球轉基因作物的種植節約了相當於47300公斤的殺蟲劑,高產的轉基因作物節省了相當於1.09億公頃的耕地,同時其效果相當於減少了約230億公斤的溫室氣體排放量。通常,種植轉基因作物不需要大面積野外田間耕作。減少耕作能使土壤中保留更多的殘留物,從而在土壤中捕獲更多的二氧化碳,降低溫室氣體排放量。此外,較少的田間作業也必然降低燃料消耗和隨之產生的二氧化碳排放。
社會質疑 2000年3月,克隆小豬「橫空出世」。隨之而來,歐美之間也為轉基因食品吃與不吃的問題爭論不休。轉基因食品有轉基因植物,如:西紅柿、土豆、玉米等,還有轉基因動物,如:魚、牛、羊等。雖然轉基因食品與普通食品在口感上沒有多大差別,但轉基因的植物、動物有明顯的優勢:優質高產、抗蟲、抗病毒、抗除草劑、改良品質、抗逆境生存等。
轉基因產品對現實生活的影響仍然還有諸多疑問:到目前為止,官方沒有公開轉基因產品成份的詳細成分列表和長期的安全跟蹤研究數據。從生態學的角度來說,轉基因後的作物本身已經是蟲害等自然生物的天敵,存在破壞生態系統平衡的可能。
對環境及生態系統 轉基因作物因為是人工製造的品種,我們可以把這些品種,看作為自然界原來不存在的外來種。一般說來,外來物種對環境或生物多樣性,造成威脅或危險會有一段較長的時間。有時需10年的時間,或更長的時間。轉基因作物商品化種植至今最長也就是5~6年的時間,一些潛在風險在這麼短的時間內,不一定能表現出來。可是有些風險在實驗室水平上已經證實。如Mikkelsen等證實抗除草劑轉基因油菜的抗除草劑基因可以通過基因流在一次雜交、一次回交的過程已轉到其野生近緣種中(Mikkelsen et al., 1996)。
對於農田生態系統(Agro-ecosystem),同樣存在各種風險,例如:
導致殺蟲劑用量增加(抗性的選擇和轉運到可相容的其它植物中)
產生新的農田雜草(基因流和雜交)
轉基因植物自身變為雜草(插入性狀的競爭)
產生新的病毒(不同病毒基因組和轉基因作物的病毒外殼蛋白的重組)
產生新的作物害蟲
對非目標生物的傷害(食草動物的誤食)
動物試驗 【真相】這個流言來源於2010年4月16日《俄羅斯之聲》(一個俄羅斯的電台網站)上的一篇文章:《俄羅斯科學家證實轉基因食物是有害的》。
此文主要介紹了俄羅斯科學院生態與進化研究所研究人員Alexey Surov的一項研究結果。在這項研究中,研究人員將坎貝爾倉鼠分為四組,都餵給它們常規的食物。不同的是,一組的食物不添加任何東西,一組添加非轉基因大豆,另一組添加轉基因大豆,最後一組則添加更多的轉基因大豆。結果發現,食用轉基因大豆的那些倉鼠,他們的後代相比對照組,在生長速度和性成熟速度上都要慢,並且部分倉鼠失去了生育能力;此外,在第三代的倉鼠中還發現了嘴裡長毛的畸形。
那麼,這個研究結論究竟有多可靠呢?
首先,這項研究結果並沒有正式發表在科學雜誌上。我們檢索了絕大部分重要的科學數據庫(涵蓋了幾乎所有的重要的科學文獻),都未能找到與Alexey Surov博士這項研究相關的論文。在著名的反轉基因專家、國際暢銷書《種子的欺騙》(這是一本關於轉基因食品的最暢銷的書籍。——《生態學雜誌》)的作者Jeffrey Smith發表於2010年4月20日的一篇網絡文章里,看到了關於這項研究更為詳細的描述。
Jeffrey Smith的文章特別提及Alexey Surov的這項研究預計將於3個月後(也就是7月份)發表。可惜的是,直到今天我們也沒有看到這項研究結果的論文。我們無法猜測論文沒有發表的原因,但可以肯定的是,沒有通過「同行評議」機制的論文結論是不足信的。同時,作為一位科學工作者,在實驗結果尚未發表時,就向媒體透露所謂的「科學結論」,也是極不負責任的行為。
Alexey Surov的另一篇文章《一種新的器官異位:一些齧齒動物口腔中的毛髮》 於2009年發表於俄國國內雜誌《Doklady Biological Sciences》。文章中描述了實驗室飼養的倉鼠口中長出毛髮的發現,並對毛髮的生長分布、成分等作了介紹。在文末,作者並沒有發現確切的原因,而是猜測說「可能是實驗室飼養倉鼠用的大豆等食物中的含有的轉基因成分或者是污染物質引起的」。事實上,這只是一個偶然的觀察結果,而文章也並沒有對產生這種畸形的原因進行考察,也就不能得出是轉基因食物導致這種畸形的結論。
社會反應
媒體報道 農業部批准發放了三個轉基因大豆進口安全證書,但並未說明進口的是哪些國家。此前,曾有消息稱中國政府已批准進口阿根廷和巴西的轉基因農作物。
進口品種已在國外獲批
國家農業轉基因生物安全委員會評審結果,農業部批准發放了巴斯夫農化有限公司申請的抗除草劑大豆CV127、孟山都遠東有限公司申請的抗蟲大豆MON87701和抗蟲耐除草劑大豆MON87701×MON89788三個可進口用作加工原料的農業轉基因生物安全證書。
上述三家公司均為跨國公司,新華社並未指出轉基因農作物的進口國。
此前,商務部援引阿根廷國家通訊社的報道稱,阿根廷農牧漁業部部長亞烏哈爾上周在北京舉行的首屆中國、拉美和加勒比國家農業部長論壇閉幕式上接受採訪時稱,中國政府批准了阿根廷三種轉基因大豆和一種轉基因玉米的對華出口許可。
據外媒報道,巴西農業部本周一也表示,中國已批准其三種轉基因大豆的進口。
據了解,抗除草劑大豆CV127已在美國、加拿大、日本、韓國等國家批准用於商業化種植或食用。抗蟲大豆MON87701已在美國、加拿大、日本、墨西哥等國家及歐盟批准用於商業化種植或食用。抗蟲耐除草劑大豆MON87701×MON89788已在韓國、墨西哥、阿根廷、巴西、巴拉圭等國家及歐盟批准用於商業化種植或食用。
國內大豆銷售或受衝擊
中國是全球最 大大豆進口國。根據國際最大的農作物種子企業孟山都公司的數據,中國每年進口的大豆中有約60%來自阿根廷和巴西。
孟山都巴西公司總裁羅德里格·桑托斯11日在聖保羅舉行的「巴西大豆之路」研討會上說,巴西大規模種植上述Intacta RR2的第二代轉基因大豆。這種大豆不僅抗除草劑,還抗多種主要大豆害蟲。
黑龍江大豆協會副秘書長王小語昨日稱,應建立非轉基因大豆保護區。「如果放任轉基因大豆及製品流入黑龍江,黑龍江的食品大豆銷售將受到影響和衝擊。」
編後語:對於美國農業生物科技巨頭孟山都來說,五月底的這一周極為難熬。大約有200萬人在美國等50多個國家舉行抗議集會,呼籲大家注意轉基因食品及生產商所造成的危險。在此之前,美國俄勒岡州的農田裡發現了一種由孟山都研發的轉基因品種小麥,而這種農作物並未獲得官方批准,這引發人們擔憂自己的麥田是否受到污染。事實上,對於轉基因農作物的爭議由來已久,而作為轉基因作物普遍使用的除草劑,草甘膦的未來也如同懸在半空中,喜憂參半。[4]
學者批評 威廉·恩道爾(F. William Engdahl),旅德經濟學家、地緣政治學者,著有《石油戰爭:石油政治決定世界新秩序》、《糧食危機:一場不為人知的陰謀》等多部暢銷書。在《糧食危機》一書中,恩道爾表示少數人正圍繞糧食進行一場不為多數人所察覺的陰謀,他們以轉基因工程研究為手段,實現對大豆、水稻等大規模農作物和雞、奶牛等重要家禽家畜產品的控制 。他還說:「沒有證據表明轉基因種子及與其配套的農藥能夠提高產量,種植轉基因作物也不會減少農藥的使用量,實際上栽培轉基因作物一段時間以後,除草劑的使用量不是減少而是增多。
轉基因標識法案 全球已有歐盟、中國、俄羅斯、日本、巴西等64個國家出台法律規定轉基因食品標識,但美國聯邦政府對轉基因食品透明度還是持聽之任之的態度。受全食食品超市轉基因食品標識戰的影響,美國一些地方政府已將轉基因食品透明度提上了議程。2013年年中,美國佛蒙特州、康涅狄格州和緬因州分別通過了轉基因標識法案,而華盛頓州和伊利諾伊州等也相繼召開了轉基因食品標識法案的公眾討論會。
寫入中央一號文件 2015年2月2日,中央「一號文件」再次聚焦「三農」問題。中共中央、國務院印發的《關於加大改革創新力度加快農業現代化建設的若干意見》對外發布,首次明確提出要加強農業轉基因生物技術的「科學普及」。
2015年中央「一號文件」在「強化農業科技創新驅動作用」中提到,「加強農業轉基因生物技術研究、安全管理、科學普及」,其中加強轉基因科學普及首次寫入。
自2007年至今,中央一號文件已有6次明確提及轉基因。其中2007年提出要「加強對轉基因食品的標識管理」。2008年則強調「啟動研究」。2009年、2010年為「加快研究,加快商業化」。2012年為「繼續研究」。2011年、2013年,中央一號文件未提及轉基因問題。而2014年中央一號文件中的表述為「加強以分子育種為重點的基礎研究和生物技術開發」。
相關記錄片
法國拍攝記錄片《孟山都的轉基因世界》(另譯:孟山都公司眼中的世界,孟山都的首創:毒劑和基因)The World According To Monsanto (2008)
美國拍攝紀錄片《食品公司》Food Inc. (2008)
涉及事件
動物異常事件 美國的專利記錄顯示,中國大量種植的玉米種子「先玉335」的父本PH4CV的類別編號指示為轉基因農作物,「如果是這樣的話,山西、吉林等地的各種動物異常反應就有了比較合理的解釋」
「有專家告訴記者,先玉335在2004年正式推廣,之前轉基因也在不同地區推廣。轉基因棉的棉籽餅也是本地區家畜的添加飼料,2006年開始普及。5~6年的時間,老鼠可以傳遞20代以上,豬可以傳3代,而這個時長僅為人的生命周期的十分之一,因此,老鼠表現突出,人卻不會出現嚴重的反應。」
1、消失的大老鼠。在這個有300多戶的村莊做過一番調查後,劉旻了解到的情況大同小異:大老鼠基本絕跡,只有一些小老鼠。劉旻還發現,即使是小老鼠,也是呆頭呆腦,看上去還不會分辨方向,「我曾看到狗輕易逮住過這些小老鼠」。
2、豬的肚子裡都是水。母豬產子少了,不育、假育、流產的情況比較多。張健紅養了快十年豬,他說,以前他家養的20多頭母豬,一窩豬最多能生16隻,從來沒有低過10隻的。不久前他發現母豬生的小豬越來越少。蘇家村的養豬戶陳紅軍也遇到了類似的情況。由於出現了死胎、流產的現象較多,讓他至少損失了1/3的小豬。演武村另一位養豬戶稱,他曾把一頭母豬賣到屠宰場,屠宰場的人告訴他,這頭豬的卵巢里都是水。
而記者在採訪中發現,這些出現異常的動物,也幾乎都吃過棉籽餅 和一種玉米——先玉335。
記者在弓棚鎮新農村9村採訪時,發現了一家母豬沒有出現異常的養殖戶。她從開始養母豬,一直保持十幾頭的規模,她稱家裡的母豬一般都有12頭的產子率。記者特地問到了豬的飼料問題,這位養殖戶介紹,她餵的是自家種的玉米,主要是國產的「信譽1」,她沒有種過先玉335。
而在晉中地區收購玉米的老張介紹,他到烏金山鎮神堂溝村收玉米時,打開囤積玉米的囤子,意外地發現了10隻大老鼠。他已經好幾年沒有看到大老鼠出囤的景象了。而那戶人家種植的是普通玉米。該村距離晉中20多公里,處於丘陵山區,先玉335在該村的種植面積只有5%左右。
但經農業部門專家現場勘察,山西和吉林並沒有種植轉基因玉米,而且「先玉335」也不是轉基因品種。根據當地村民描述,當地老鼠數量較於往年確有所減少,可能是由于吉林省榆樹市和山西省晉中市多年禁用劇毒鼠藥,致使老鼠天敵增加;農戶糧倉多使用水泥地板,使老鼠不易打洞造成;而且2008年北京奧運會期間太原作為北京備用機場,曾經做過集中滅鼠措施。關於母豬流產現象,也與當地實際情況不符。
轉基因水稻爭議 轉基因水稻從實驗室走向田野
廣受世人關注的轉基因水稻研究正從實驗室走向田野,記者從中國水稻研究所獲悉,轉基因水稻已進入大田釋放階段,現正申請商品化生產。
1996年,中國水稻研究所以黃大年研究員為首的課題組,在世界上首次研究出了抗除草劑轉基因雜交稻,為解決長期以來困擾雜交稻制種純度問題提供了新方法。這項成果名列由中國500位兩院院士評選出的「1997年中國十大科技進展」榜首。之後,課題組又成功配製出抗除草劑轉基因直播水稻,可省工省時除盡稻田雜草。
中國水稻所與浙江錢江生物化學股份有限公司聯合組建了浙江金穗農業基因工程有限公司,正式拉開了將轉基因水稻推向產業化的序幕。
黃大年等人已選育出一批優良的轉基因水稻組合和新品系,經農業部基因產品安全委員會的安全審定和批准,這些新品種已開始在浙江的富陽、臨安、麗水等地進行繼實驗室研究和中間試驗後的大田釋放和試種示範,並正在向有關部門申請商品化生產。
巴西堅果事件 巴西堅果(Bertholletia excelsa)中有一種富含甲硫氨酸和半胱氨酸的蛋白質2S albumin。為提高大豆的營養品質,1994年1月,美國先鋒(Pioneer)種子公司的科研人員嘗試了將巴西堅果中編碼蛋白質2S albumin的基因轉入大豆中(文章摘要發表於《細胞生物化學雜誌》Journal of Cellular Biochemistry,1994,Suppl 18A: 78)。
但是,他們意識到一些人對巴西堅果有過敏反應,隨即對轉入編碼蛋白質2S albumin的基因的大豆進行了測試,發現對巴西堅果過敏的人同樣會對這種大豆過敏,蛋白質2S albumin可能正是巴西堅果中的主要過敏原(研究結果發表於《新英格蘭醫學雜誌》The New England Journal of Medicine,1996,334:688-692 )。
於是先鋒種子公司取消了這項研究計劃。此事卻被說成是「轉基因大豆引起食物過敏」。「巴西堅果事件」也是迄今所發現的唯一因過敏而未被商業化的轉基因食品案例。
其實,國際上已有關於產生過敏反應的食品及其有關基因的清單。在研究轉基因作物時,研究人員首先不能採用這些過敏性食品的基因;對轉基因作物製造的新蛋白質,需對其化學成分和結構與已知500多種過敏原作對比,如果具有相似性,也將會被放棄;另外,對外源基因形成的新蛋白要進行消化速度檢測,如果不能快速地被消化,也不能供食用。
普斯泰事件 「普斯泰(Pusztai)」事件,被認為是引爆轉基因農作物安全性激辯的輿論轉折點。
1998年秋天,蘇格蘭Rowett研究所的科學家阿帕得·普斯泰(Arpad Pusztai)通過電視台發表講話,稱他在實驗中用轉雪花蓮凝集素基因的馬鈴薯餵食大鼠,隨後,大鼠「體重和器官重量嚴重減輕,免疫系統受到破壞」。此言一出,即引起國際轟動,在綠色和平等環保NGO的推動下,歐洲掀起反轉基因食物熱潮。普斯泰的實驗遭到了質疑。據稱,他是在尚未完成實驗,並且沒有發表數據的情況下,就貿然通過媒體向公眾傳播其結論的。他研究的轉基因土豆是由他自己構建的,在當時根本沒有上市的可能,不存在宣傳實驗的任何緊迫性。
英國皇家學會對「普斯泰事件」高度重視,組織專家對該實驗展開同行評審。1999年5月,評審報告指出普斯泰的實驗包含6方面的失誤和缺陷:不能確定轉基因與非轉基因馬鈴薯的化學成分有差異;對食用轉基因馬鈴薯的大鼠,未補充蛋白質以防止飢餓;供實驗用的動物數量少,飼餵幾種不同的食物,且都不是大鼠的標準食物,欠缺統計學意義;實驗設計差,未作雙盲測定;統計方法不當;實驗結果無一致性。隨後Rowett研究所宣布普斯泰提前退休,並不再對其言論負責。
轉基因玉米事件 法國分子內分泌學家Seralini及其同事在2009年第7期《國際生物科學學報》上發表文章,討論給老鼠餵食三種孟山都(Monsanto)公司轉基因玉米的實驗和分析結論。文中指出,老鼠在食用轉基因玉米三個月後,其肝臟、腎臟和心臟功能均受到一定程度的不良影響。早在2007年,Seralini及其同事就曾對孟山都公司轉基因玉米的原始實驗數據作過統計分析(文章發表於《環境污染與毒物學文獻》Archives of Environmental Contamination and Toxicology,2007,52: 596-602),得出過與2009年那篇論文類似的結論。
來自美國、德國、英國和加拿大的6位毒理學及統計學專家組成同行評議組,對Seralini等人及孟山都公司的研究展開複審和評價,並在《食品與化學品毒理學》上發表評價結果。專家評議組認為,Seralini等人對孟山都公司原始實驗數據的重新分析,沒有產生有意義的新數據來表明轉基因玉米在三個月的老鼠餵食研究中導致了不良副作用。
2007年,奧地利維也納大學獸醫學教授約爾根·澤特克(Juergen Zentek)領導的研究小組,對孟山都公司研發的抗除草劑轉基因玉米NK603和轉基因Bt抗蟲玉米MON810的雜交品種進行了動物實驗。在經過長達20周的觀察之後,澤特克發現轉基因玉米對老鼠的生殖能力存有潛在危險。兩位被國際同行認可的專家(Drs. John DeSesso和James Lamb)事後專門審查及評議了澤特克博士的研究,並獨立地發表申明,認定其中存在嚴重錯誤和缺陷,該研究並不能支持任何關於食用轉基因玉米MON810和NK603可能對生殖產生不良影響的結論。孟山都公司的一名科學家在審查時也得出了相同的結論。
資料顯示,澤特克教授研究中所涉及的兩個轉基因玉米品種被世界上20餘家監管部門認定為是安全的。澤特克具有缺陷的研究造成了對轉基因玉米安全性的判斷失誤,而其研究結果的迅速、廣泛傳播,則可能造成了公眾對轉基因作物的誤解。
廣西迪卡玉米事件 從2010年2月起,一篇題為《廣西抽檢男生一半精液異常,傳言早已種植轉基因玉米》,署名為張宏良的帖子在網絡上傳播甚廣,引發了不少公眾對轉基因產品的恐慌。文章稱:「迄今為止,世界所有國家傳來的有關轉基因食品的負面消息,全都是小白鼠食用後的不良反應,唯獨中國傳來的是大學生精液質量異常的報告。」迪卡007/008為傳統的常規雜交玉米,而不是轉基因作物品種。
2010年2月9日,美國孟山都公司在其官方網站公布了「關於迪卡007/008玉米傳言的說明」。說明指出,迪卡007玉米是孟山都研發的傳統常規雜交玉米,於2000年春天通過了廣西壯族自治區的品種認定,2001年開始在廣西推廣種植;迪卡008是迪卡007玉米的升級品種雜交玉米,2008年通過了審定,同年開始在廣西地區推廣。廣西種子管理站在隨後的「關於迪卡007/008在廣西審定推廣情況的說明」中確認了這一說法,並介紹2009年迪卡007/008的種植面積分別占全區玉米種植總面積760萬畝的14.5%、3.5%。
帝王蝶事件 1999年5月,康奈爾大學昆蟲學教授洛希(Losey)在Nature雜誌發表文章,稱其用拌有轉基因抗蟲玉米花粉的馬利筋雜草葉片飼餵帝王蝶幼蟲,發現這些幼蟲生長緩慢,並且死亡率高達44%。洛希認為這一結果表明抗蟲轉基因作物同樣對非目標昆蟲產生威脅。不久之後,美國環境保護局(EPA)組織昆蟲專家對帝王蝶問題展開專題研究。結論認為轉基因抗蟲玉米花粉在田間對帝王蝶並無威脅,原因是:(1)玉米花粉大而重,因此擴散不遠。在田間,距玉米田5米遠的馬利筋雜草上,每平方厘米草葉上只發現有一粒玉米花粉。(2)帝王蝶通常不吃玉米花粉,它們在玉米散粉之後才會大量產卵。(3)在所調查的美國中西部田間,轉抗蟲基因玉米地占總玉米地面積的25%,但田間帝王蝶數量卻很大。
墨西哥玉米事件 2001年11月,美國加州大學伯克利分校的微生物生態學家David Chapela 和David Quist在Nature雜誌發表文章,指出在墨西哥南部Oaxaca地區採集的6個玉米品種樣本中,發現了一段可啟動基因轉錄的DNA序列——花椰菜花葉病毒(CMV) 「35S啟動子」,同時發現與諾華(Novartis)種子公司代號為「Bt11」的轉基因抗蟲玉米所含「adh1基因」相似的基因序列。墨西哥作為世界玉米的起源中心和多樣性中心,當時明文禁止種植轉基因玉米,只是進口轉基因玉米用作飼料。此消息一出,便引起了國際間的廣泛關注,綠色和平組織甚至稱墨西哥玉米已經受到了「基因污染」。
David Chapela 和David Quist的文章發表後受到了很多科學家的批評,指其實驗在方法學上有很多錯誤。經反覆查證,文中所言測出的「CaMV35S啟動子」為假陽性,並不能啟動基因轉錄。另外經比較發現,二人在墨西哥地方玉米品種中測出的「adh1基因」是玉米中本來就存在的「adh1-F基因」,與轉入「Bt玉米」中的「adh1-S基因」序列並不相同。另外,墨西哥小麥玉米改良中心也發表聲明指出,通過對其種質資源庫和新近從田間收集的152份材料進行檢測,並未在墨西哥任何地區發現「35S啟動子」。《科學時報》 (2011-01-04 第三版)
轉基因大米試驗 2012年8月30日,國際環保組織綠色和平向媒體披露說,美國塔夫茨大學的華裔女教授唐廣文領導的研究團隊,曾經利用湖南24名農村兒童進行了轉基因「黃金大米」的試驗,綠色和平組織表示說,此舉非常不負責任。這項試驗於2008年在湖南省一所小學進行,針對6到8歲的健康的在校小學生,比較兒童攝入「黃金大米」,菠菜和胡蘿蔔素、膠囊之後,對補充維生素A有何不同?試驗由美國塔夫茨大學湖南疾病預防控制中心,中國疾控中心營養與食品安全所,以及浙江醫學院等機構共同進行。目的是針對發展中國家非常嚴重的健康的問題尋找解決辦法。
湖南省衡南縣疾控中心副主任吳建橋表示說,他們與2008年所進行的課題為植物中類胡蘿蔔素在兒童體內轉化成為維生素A的效率的研究,屬於國家自然基金研究項目。湖南省衡陽市政府在進行調查之後稱,參加試驗的學生所食用的宣布的食品均在當地採購,並未涉及到轉基因大米,以及其他轉基因食品。
美國塔夫茨大學類胡蘿蔔素和健康研究所(Carotenoids and Health Laboratory)的主任唐廣文教授將詢問郵件轉給了塔夫茨大學校方。隨後校方發言人克羅斯曼(Andrea Grossman)以書面形式回覆說,塔夫茨大學在各種以人為對象的試驗中,均遵循最高的道德標準。
「黃金大米」的試驗目的是針對發展中國家一個非常嚴重的健康問題尋找解決方法。根據世界衛生組織的統計,維生素A的缺乏影響着全世界2億5000萬的兒童,其中每年有25萬兒童因此失明,這些人中的半數都在失明後死亡。儘管目前有各種維生素A的補充方式和社會項目,但仍無法解決維生素A的缺乏問題,本試驗的目的就是進一步證實「黃金大米」在補充維生素A不足方面的有效性。克羅斯曼強調,這次在中國的臨床試驗經過了中美雙方有關機構的批准,並且獲得了所有參與試驗的兒童及他們家長的同意。該項目的一部分資金來自美國國家健康研究院(NIH)。
報道指出,克羅斯曼同時附上了研究報告的全文。根據該報告,試驗共對湖南某農村地區(一說為衡陽)的112名6至8歲的兒童進行了篩選,最終確定72人入選,並對一部分兒童進行了寄生蟲感染等方面的先期治療,以防止這些健康問題影響試驗結果。這些兒童在35天的時間裡,分別被餵以「黃金大米」、菠菜和胡蘿蔔素膠囊,最終結果顯示,「黃金大米」在補充維生素A方面同膠囊一樣有效,同時優於富含胡蘿蔔素的菠菜。
實驗鼠致癌事件 北京時間2012年9月24日消息,據國外媒體報道,法國卡昂大學科學家研究發現,長期食用轉基因玉米可導致實驗鼠易患腫瘤及多種器官損害。這一研究結果引起了人們的廣泛關注和激烈爭論。研究人員認為,實驗結果讓人們對轉基因食品的安全性提出了質疑,並對生物科技公司及政府的公信力發起了挑戰。不過,也有科學家對此項研究結果的有效性和合理性提出質疑。
歐洲食品安全局在12年11月28日做出結論,即其結論不能被其數據支持。歐洲食品安全局的結論包括,對於這一實驗而言:
①鼠種存在問題,選用的本身就容易患癌症;
②樣本量太少,每種性別只設置9個實驗組和1個對照組這種做法缺乏可信性;
③塞教授公布的資料有限,特別是有關實驗鼠的餵養細節不得而知(言下之意就是餵養方式不同也可能導致結果不同)且塞教授在論文發表後沒有應要求提供這些數據;
④塞教授的統計方法有問題;
⑤統計過程中一些數據欠缺。
獼猴餵養實驗 華中農業大學教授、國家重大科技專項「抗蟲轉基因水稻新品種培育」項目負責人林擁軍表示,農業部委託中國農業大學做轉基因大米的小型豬90天餵養實驗,還委託中國醫學科學院做獼猴餵養實驗。2009年,張啟發領銜的華中農業大學研究團隊獲得農業部頒發的兩張轉基因水稻安全證書,是中國至今僅有的兩張。這兩張安全證書的取得非常嚴格,不僅對白鼠做了90天餵養實驗,還做了三代繁殖實驗,結論都顯示食用轉基因大米與普通大米並無差別,鑑定方或農業部應如實公布一些基本的實驗結果以打消老百姓的疑慮有。
食品與藥品不同,上市前無需做人體實驗,但林擁軍表示自己從1999年來已連續14年吃轉基因大米,至今身體無恙。
申請公開遭拒 在2013年6月至8月間,北京律師黃樂平先後致函農業部,就關於轉基因農產品的5個問題分別提起信息公開申請和行政複議申請。2013年10月24日,他收到了農業部駁回其轉基因信息公開申請行政複議決定書。2013年10月31日黃樂平表示,將在15個工作日內向農業部提起行政訴訟。
麥當勞飼料門 2014年4月,為了降低成本,麥當勞承認在麥樂雞和雞肉漢堡中使用了以轉基因飼料餵養的肉雞,引發 「唯利是圖」的批評。但麥當勞中國至今並未回應,中國所售的產品是否使用了轉基因飼料餵養的肉雞。
永和豆漿 2014年5月,國家質檢總局公布新一批不合格進口食品化妝品黑榜,共183批進口食品、6批化妝品上榜。其中,台灣永和豆漿,檢出轉基因成分。
嚴防轉基因材料惡意擴散 農業部向中國各轉基因研發單位下發紅頭文件,要求嚴防轉基因試驗材料流失。該紅頭文件明確針對近期發生的某境外環保組織「盜竊」轉基因研發水稻之事,稱轉基因材料為「科研核心機密」,如發生育種材料失竊和遺失,需立即報案,「依法對當事人嚴肅處理」。
轉基因糧油不得進入軍糧供應領域 湖北襄陽市糧食局網站近日發布消息稱,從5月6日起,襄陽市所有軍供站點一律不得向轄區駐軍供應轉基因成品糧和食用油。襄陽糧食局稱,隨着中國糧油市場的不斷發展,一批轉基因糧油產品進入市場流通。鑑於中國對轉基因糧油產品是否存在安全隱患尚未定論,為全面保障我市駐軍官兵健康和飲食安全,根據廣州軍區聯勤部和湖北省軍糧供應中心要求,從5月6日起襄陽市所有軍供站點一律按要求從軍供糧油定點加工企業採購非轉基因糧油供應駐軍。一律不得向轄區駐軍供應轉基因成品糧和食用油。
批准作物
截至2013年9月,中國批准了轉基因生產應用安全證書,並在有效期內的作物有棉花、水稻、玉米和番木瓜。只有棉花、番木瓜批准商業化種植。證書的發放是根據研發人的申請和農業轉基因生物安全委員會的評審,經部級聯席會議討論通過後批准的,有效期一般為五年。證書的批准信息已經在農業部相關網站上公布,各批次的批准情況都可以查詢。
取得了轉基因生產應用安全證書,一般只用於科研,並不能馬上進行商業化種植。按照《中華人民共和國種子法》的要求,轉基因作物還需要取得品種審定證書、生產許可證和經營許可證,才能進入商業化種植。截至2013年9月,轉基因水稻和轉基因玉米尚未完成種子法規定的審批,沒有商業化種植。而之前獲得生產應用安全證書的番茄和甜椒的轉基因品種,已因為無明顯優勢而被市場淘汰,現證書已過期。
中國批准進口用作加工原料的轉基因作物有大豆、玉米、油菜、棉花和甜菜。這些食品必須獲得中國的安全證書。
而在美國,轉基因食品無所不在,充斥着美國 大大小小的超市與農產品購物中心。當地媒體列出了前十大轉基因食品,包括玉米、大豆、棉花、木瓜、大米、西紅柿、油菜籽、乳製品、土豆和豌豆。
美國自產的玉米、大豆等轉基因食品出口量占總產量的約40%,最大部分是在美國國內出售。就玉米而言,美國食品藥品管理局曾表示,市面上出售給消費者的玉米幾乎都是轉基因玉米,而美國知名的農業科技公司孟山都公司也承認,美國半數農場使用轉基因玉米種籽。
2016年11月,農業部發布《關於開展第一批農業轉基因生物試驗基地認定工作的通知》,旨在加強農業轉基因生物試驗的可追溯管理,提高試驗基地的標準化、集約化和規模化水平,提升農業轉基因試驗的源頭監管能力。通知決定,第一批農業轉基因生物試驗基地認定範圍界定為在海南省南部的三亞市、陵水縣、樂東縣開展農業轉基因作物試驗的現有育制種基地。通知提出農業轉基因生物試驗基地申報的三方麵條件,包括設施條件、組織管理、制度建設。
參考文獻
- ↑ 論述你對轉基因的看法~搜狗問問
- ↑ 轉基因技術既然那麼多優點為什麼不用在人身上?知乎
- ↑ 如何正確看待轉基因?知乎
- ↑ 轉基因技術真的可怕嗎?別再被謠言忽悠了!微信