转基因食品的安全性浅谈
2018-02-18黄洁虹
◎ 黄洁虹
(佛山市质量和标准化研究院,广东 佛山 528000)
转基因食品是指利用生物技术,将某些目的基因转移到目标物种中,改造生物的遗传特性,使其在性状、营养品质等方面按照人类所需成为转基因生物,以转基因生物为直接食品或为原料、添加剂的食品即转基因食品。转基因生物本身具有很多不可控因素,将其作为食品,国内外对其安全性一直都存在激烈的争论。
1 转基因食品的发展
转基因作物的特点决定了其优势,其营养价值、产量、抗逆性、保鲜期、品质和口感等都可以通过基因工程技术满足人类的各种需求,可见其迅猛发展是一种必然的趋势。1983年,转基因烟草作为世界第一例转基因植物问世;1986年,抗除草剂、抗虫的转基因棉花首次进入田间试验;随后,转基因西红柿、马铃薯、油菜、杨树等植物陆续出现[1]。自从转基因番茄开始产业化大量种植,转基因作物的种植面积一直保持持续增长趋势。转基因作物种植由1996年的170万hm2扩增达2010年的1.48亿hm2(约占世界农田面积的10%),2015年增至1.797亿hm2(面积积累计增长了100倍)。1996—2002年的6年中,全球转基因食品的销售收入增长了接近60倍,2010年的销售收入更是估计高达到250亿美元[2]。
2 转基因食品的安全问题
转基因食品改变了传统食品的自然属性,特异性功能是其优点也可能是隐患,安全性有未知性。根据科学家和研究者多年的研究和分析判断,转基因食品主要可能存在以下安全问题。
2.1 潜在毒性问题
转基因食品中的外源基因与常规食品的DNA都是由4种碱基组成,在化学本质上没有什么差异,进入消化道都会被降解。但是,基因具有多效性,在目的基因表达的同时,也可能提高了传统食品中原有的天然毒素含量,或者诱导激活另一种新的毒素。梁利群等以转基因鲤鱼和非转基因鲤鱼肉喂养大鼠,检测急性经口毒性,结果显示转大麻哈鱼生长激素基因鲤鱼并没有对大鼠产生毒害作用[3]。到目前为止,并没有出现转基因食品引起中毒事件的有关报道,但也没有强有力的研究可以证明转基因食品一定不会存在潜在毒性。
2.2 潜在过敏反应问题
转基因食品的潜在过敏反应问题是很多学者的研究热点。Finamore等[4]通过对转基因玉米的研究表明:断奶幼鼠(出生21 d)和年迈鼠(出生540~570 d)在分别连续食用30 d和90 d以转基因玉米为原料的饲料后,淋巴细胞和血淋巴细胞都出现免疫表型异常。有报道表明,用巴西坚果基因工程化而得到的大豆同样会使那些原本对巴西坚果产生过敏的主体产生过敏;有研究证明,对巴西胡桃过敏的人食用转巴西胡桃特性的黄豆时也有过敏的可能[5]。
转基因食品可能使那些引起过敏反应的过敏原扩大存在范围,这可能出现食用者误食含有过敏的食品而产生过敏反应;插入转基因食品中的外源性基因有可能激活或抑制某些特定蛋白质基因,使其过度或过低表达,导致过敏反应加剧。
2.3 抗生素抗性风险问题
抗生素抗性标记基因主要被用于筛选已转入外源基因生物,目前还没有报道标记基因可以从植物转移或者影响肠道等消化系统微生物群,研究者可以因此认为基因水平转移的可能性极小,但可能性极小并不等于不存在,在评估任何潜在健康问题时,抗生素抗性标记基因可能引起的抗性影响都不容忽略[6]。有学者将大鼠作为试验对象,给其喂养转基因豆粕,然后检测大鼠血液、组织器官,都没有发现内源和外源基因片段的存在,检测大鼠的体重、血清等,都与对照组没有明显差别[7]。随着研究的进一步深入,研究者一直在寻找可以解决转基因食品中抗生素抗性风险的方法,有学者采用甘露糖作为选择剂进行标记基因,已经取得了突破性进展[8]。
2.4 转基因食品对生态环境的可能影响
2.4.1“超级杂草”问题
抗除草剂转基因作物可通过异花授粉以基因流形式“漂移”到杂草上,由基因污染而产生的具有强生命力恶性的杂草有可能打破自然界的生态平衡;或者,由于具有强抗逆性的转基因作物表现出超强的生存能力而演变为超级杂草。20世纪90年代中期,第一种耐孟山都农达除草剂的杂草在澳大利亚被发现了。随后,加利福尼亚被证实发现了耐草甘膦黑麦草,马来群岛发现了耐草甘膦鹅草,智利发现了耐革甘膦意大利黑麦草,南非也被报道发现了耐草甘膦多毛飞蓬[9]。
人们研究出了相应的控制转基因扩散的方法:设立间隔距离,相互避开开花期,种植同种非转基因作物作为缓冲区,用雄性不育品种阻转基因花粉的逃逸[10]。美国康涅狄格大学华人科学家李义教授领导的研究小组经过6年多的深入研究,提出了“外源基因清除”技术。通过该技术,可以把外源基因从宿主的花粉、种子和果实中彻底去除,从而有效阻断转基因植物中的外源基因向生态环境逃逸[11]。
2.4.2诱导生物抗性问题
在转基因植物中引入外源基因多数是为了抗虫或抗病,即外源基因的靶对象多数是细菌、病毒、昆虫等生物。这类转基因作物的长期大面积种植,增加了外源基因的靶对象和抗虫抗病因子接触的概率和时间,增大了产生抗性的可能性,诱导生物体发生变异,继而对现有的抗菌剂和农药等产生抗性使其失去作用。例如,转Bt基因抗虫棉的长时间大面积种植,使昆虫对Bt农药制剂产生抗性,Bt农药制剂降低或失去了原有效力。更严重的是,被外源基因诱变的靶对象如细菌或者病毒等,将抗性基因转移给某些与人类有关的微生物,则可能造成难以预测的后果。
2.4.3影响生物多样性问题
人为嵌入转基因作物中的外源基因有可能扩散到亲缘野生植物中,造成基因污染,破坏生态中生物的多样性平衡。一个轰动一时的事例是J.E.Losey等在Nature发表的报告,他们在马利筋叶片加入含有苏云金芽孢杆菌基因玉米花粉并用于喂养大斑蝶幼虫,同时分别用加了普通玉米花粉和不加玉米花粉的马利筋叶片喂养大斑蝶幼虫作为对照。试验结果显示,以加有苏云金芽孢杆菌转基因玉米花粉的马利筋叶片为食物的大斑蝶幼虫第二天死亡超过10%,4 d后死亡率达到44%;而对照组那些被喂养加了普通玉米花粉和不加玉米花粉的马利筋叶片的大斑蝶幼虫全部存活。这个实验表明,人为嵌入的外源基因表达产物在达到人类想要的特性之外,还可能对非靶生物造成伤害,在人类计划之外对生物多样性造成一定程度的破坏,威胁生态系统的平衡。
3 转基因食品的安全性评价
各国对转基因食品的态度不同,决定了各国对转基因食品的安全性评价方法和制度法规都各不相同。目前,国际法典委员已经对转基因食品的食用安全性评价原则和指南作出了规定,指导各个国家对转基因食品的安全性进行评价。转基因食品的食用安全性评价原则和指南里面涉及的内容包括重组DNA的修饰过程、基因供体、基因受体、插入基因载体、预期产物以及外源性基因引起的预期之外的效应,还涉及转基因食品的营养与毒性、潜在的致敏性和可能产生的耐药菌株等。
3.1 评价原则
转基因食品安全性评价的主要原则包括实质等同原则、个案处理原则、逐步评估原则、科学评价原则和预防原则[12]。其中,实质等同性原则是被国际粮农组织、世界卫生组织和欧洲经济合作与发展组织等不同的国际机构认可并采用的。实质等同性原则是指,如果该转基因食品和传统食品是实质等同的,也就是说,如果两者除认为嵌入的外源基因所表达的性状特性外,在营养成分、毒性以及致敏性等食品安全方面都没有实质性差异,则认为改转基因食品是安全的;如果出现实质性差异,则应另外进行严格的安全性评价,包括对转基因产物的结构、功能和专一性的评价以及由转基因产物催化产生的其他物质的安全性评价[13]。使用实质等同性原则对转基因植物,转基因动物或者转基因微生物进行安全性评价的同时,依然需要进行食品营养价值的评价和毒理学相关的功能性评价[14]。
3.2 评价方法
3.2.1结果评价法
转基因食品安全评价的结果评价法是建立在“实质等同性”原则的基础之上的,即强调转基因食品及成分是否与传统食品具有实质等同性。这是最实际的方法,美国多采用该方法。
3.2.2过程评价法
过程评价法是对转基因食品的研究、发展、商业化以及销售和消费的全过程进行动态的全面检测和安全评估,主要包括实验室产品研究的严格的毒性、过敏性和抗性实验的安全评价,大田试验的环境影响的安全评估和生态评价,商业化的环境监测与评估,消费者食用转基因食品的人体健康效用(包括短期效用和长期累积效用)的安全评价。欧盟各国主要采用该方法[15]。
3.2.3结果评价法和过程评价法
我国对转基因食品的安全评价是采用结果评价法和过程评价法相结合的原则,即将“实质等同性”原则和严格的毒性、过敏性和抗性实验,大田试验、商业化和消费的全过程的安全评价及其监控有机结合起来评价转基因食品的安全性,但更侧重于使用过程评价法评价转基因食品的安全性。
4 转基因食品的安全管理
在转基因食品安全性问题上,世界各国所持态度各不相同,因此对转基因食品的安全管理各不相同,以欧盟各国、美国和发展中国家等为代表。
在转基因食品监管方面,欧盟态度非常严谨,采取的也是极为严格的方式,采用了“预防原则”作为管制转基因食品的理论基础。一种转基因食品要经过成员国和欧盟两个层次的批准才能在欧盟上市销售,并强制要求对转基因食品实行严格的标签制度和追踪制度。
作为转基因食品出口大国,美国对转基因食品的安全管理态度上与欧盟的截然不同。美国认为,只要没有充分的科学研究证据可以证明该转基因食品具有不安全因素的,那么就可以认为该转基因食品是安全的,并且没有必要对其商业化生产或者研究设置太多的限制[16]。美国现在对转基因食品实行上市自愿咨询程序和自愿标识制度[17]。
大部分的发展中国家对转基因食品的态度和监管原则是介于欧盟和美国之间,即采取了一种相对折中的态度。我国对转基因食品坚持“积极、谨慎”的基本态度。我国在1993—2004年期间出台了14条关于转基因技术、作物或产品的法律法规。2015年新修订的《中华人民共和国食品安全法》规定生产经营转基因食品应当按照规定显著标示[18]。
5 展望
民以食为先,食品行业的发展和新技术都与人们息息相关。为了使某些食品的产量或者特性满足人们的需求,转基因食品应运而生。转基因食品对人类的贡献现在是看得到的,其多是在缓解粮食短缺方面发挥了重大作用。转基因食品所潜在的安全问题虽然短时间内无法作出任何判断,但是也不容忽视。关于转基因食品安全性问题以及安全管理模式的研究将会一直进行下去,使转基因技术安全快速地发展。
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