254、【转基因】转基因技术的红与黑

　　2017-07-26 来源：高等教育出版社

　　近年来，舆论有关“转基因”的争论甚嚣尘上——利国利民还是祸国殃民，普罗大众莫衷一是。在这里，小编打算分两次跟大家讨论一下转基因技术的利与弊。今天首先说说到底什么是转基因？转基因技术在哪些领域有应用？以及转基因作物种植的现状。　　植物基因工程和转基因植物　　其实，早在约一万年前，人类便开始了植物驯化和选择的尝试，争取不断获得满足人类需要的植物品种。育种工作本质是对作物的遗传改良，而作物种质资源是获得作物新品种的基础。随着人们对新品种的需求越来越高以及作物种质资源的遗传背景越来越狭窄等原因，研究者迫切需要新的方法来创造新的种质资源和新品种，来满足育种和人们消费的需要。基因工程可以单基因改良作物性状，不仅可以创造新的种质资源，而且可以直接改良已有的品种，成为了常规育种的有力补充，将在一定程度上提升常规育种的水平和效率。　　植物基因工程指的是根据人们的需要，利用DNA 重组技术（包括克隆、剪接和转移DNA 等系列技术）将目的基因转化植物，并在植物中整合、表达和稳定遗传，进而改良目标植物性状的过程。通过基因工程所获得的转化外源基因的植物就是转基因植物（transgenic plants）又称为基因工程植物（genetically engineering plants）或遗传改良植物（genetically modified plants）。　　植物基因工程和转基因植物　　那么，我们到底为什么要用基因工程手段改良植物呢？通过转基因技术，人类可以得到哪些实实在在的好处？ 　　改良农产品品质：农产品品质一直是重要的育种目标，通过常规育种不能或很难获得的的品质性状可以利用基因工程来实现。例如，为了培育功能番茄和提高番茄抗氧化性功能（有研究表明，癌症、衰老，以及其他很多疾病都与过量自由基的产生有关联。因而，抗氧化功能即减少自由基的产生或加速其清除的功能），意大利科学家Butelli 等（2008）将克隆自金鱼草的转录因子基因Delila 和Rosea1 共转化番茄品种Micro-Tom，转基因番茄果实由红色（野生型）变成紫色，花青素累积高达2.83±0.46 mg/g（野生型番茄中低至无法检测到），随后用添加10% 转基因紫番茄粉的饲料喂饲Trp53-/- 小鼠（knockout mice），其寿命由142 天（仅喂饲标准饲料）延长至182 天。　　植物抗虫基因工程：目前在植物抗虫方面主要应用的基因是来自苏云金杆菌（Bacillus thuringiensis）的内毒素蛋白基因。苏云金杆菌是一种微生物杀虫剂，其能产生具有杀虫能力的杀虫晶体蛋白（insecticidal crystal proteins，ICPs）， 简称Cry 蛋白， 该蛋白为δ 内毒素蛋白， 已确认的Cry 蛋白包括Cry1～Cry23，每种Cry 蛋白对鳞翅目（Lepidoptera）（蝴蝶和飞蛾）、双翅目（Diptera）（苍蝇和蚊子）、鞘翅目（Coleoptera）（甲壳虫和象鼻虫）和膜翅目（Hymenoptera）（黄蜂和蜜蜂）均有特异毒害作用。植物抗虫基因工程以转Bt 基因的棉花、玉米和油菜等研究最为深入。截止目前所分离的Cry 蛋白仅有很少几种对线虫类有杀虫作用，尚未发现对同翅目的吸汁液的昆虫有毒害作用的Cry 蛋白。活性毒素分子由于可以特异、高亲和性地结合至昆虫中肠的表皮细胞，并将成孔区域的α 螺旋插入膜内，使胶体渗透溶解、细胞死亡，最后导致昆虫死亡。因此，通过在作物中表达苏云金杆菌的Bt 杀虫蛋白基因而提高作物的抗虫性。目前，转Bt 基因的棉花和玉米在全球种植面积已达2.03 千万公顷。　　抗除草剂基因工程：杂草因与作物竞争生存空间、营养和光而表现出顽强的生命力，导致作物减产或品质下降，是全球粮食安全的重大隐患。草甘膦是（glyphosate）一种广谱性除草剂，它通过抑制5- 烯醇丙酮酰莽草酸-3- 磷酸合成酶（5-enolpyruvyl shikimate-3-phosphate synthase，EPSPS）而干扰芳香族氨基酸（苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸等）合成而使植物致死。1985 年，Comai 等将鼠伤寒沙门氏杆菌中对草甘膦敏感性低的的EPSP 合成酶基因（aroA 基因）转移到烟草上首次获得了抗草甘膦的转基因作物。1996 年，转自农杆菌CP4 菌株EPSPS 酶的抗草甘膦转基因大豆Roundup Ready 由美国孟山都（Monsanto）公司开发并正式投入商业生产，由此拉开了抗除草剂转基因作物培育的序幕。科学家们还分离了吸水链霉菌的Bar 基因，该基因编码草丁膦乙酰转移酶，该酶通过乙酰化可以使草丁膦失去活性而产生抗草丁膦活性，目前已获得了包括马铃薯、大豆、小麦、水稻、油菜、棉花等多种转Bar 基因的抓基因作物。还有一些其他基因如从土壤细菌臭鼻杆菌（Klebsiella ozaenae）中分离出降解溴苯腈的腈水解酶bxn 基因，转化烟草后使烟草获得了溴苯腈抗性等等。　　改进逆境适应性：植物常常会遇到不良环境（如干旱、高温、低温、贫瘠、涝害和重金属等）的影响，称为非生物胁迫（abiotic stress），也称为非生物逆境。据不完全统计，非生物逆境在很大程度上影响着作物的产量，全球约70% 作物产量降低是由非生物逆境直接引起的。植物不能躲避不良环境，所以植物必须发展一套抵御不良环境的机制来适应逆境。通过基因工程可以改造植物的抗逆机制，增强植物对不良环境的适应性和抵抗能力。　　目前用来改造植物的抗逆性主要有两类基因，一种是直接参与抗逆的功能基因，如具有保护细胞作用、清除自由基的SOD 酶，改变生物膜流动性的脂肪酸去饱和酶等等；另外一种是在抗逆反应过程中起调节作用的蛋白质因子，如直接调控一系列抗冷基因表达的抗冷转录因子CBF 基因，在信号传导途径起传到信号的蛋白激酶基因如CBL（钙调磷酸酶B 亚基）基因等等。　　叶片衰老是植物逃避干旱的一种策略，干旱逆境下敏感植物的冠层迅速下降、叶片加速衰老与细胞致死和作物减产有关，因而干旱胁迫下抑制叶片衰老是提高植物抗旱能力的一种有效策略。Rivero等（2007）将细胞分裂素（叶片衰老抑制剂）合成关键酶基因IPT 导入烟草并进行15 天凋萎干旱逆境处理，转基因烟草叶片并未发生衰老，光合作用仍维持在较低水平，浇水后叶片完全恢复了膨胀状态，并表现出最大光合能力和重新生长，而非转基因烟草却不能恢复正常生长状态。其他一些基因如CBF 基因、AtNF-YB1 基因以及START 转录因子家族蛋白HDG11 基因，在一定程度上也可以提高作物的抗旱性。　　植物抗病基因工程：病原微生物（真菌、细菌、病毒、线虫、原生动物）作为另一类的生物逆境始终威胁着作物产量和存活。病原微生物因导致植物组织损伤、叶片和根数量减少、抑制种子生长或微管组织被阻塞而萎蔫，有时甚至症状不明显而影响作物产量形成；有时还会降低次生代谢物生产能力、产前或产后产品损伤。1845 年，马铃薯晚疫病（Phytophthora infestans）使马铃薯大面积减产所引起的爱尔兰大饥荒，有100 万人逃离家园和100 万人饿死，爱尔兰人口锐减1/4。1943 年水稻褐斑病（Pseudomonas syringae）导致的大饥荒，使400 万孟加拉人饿死或营养不良，导致第二次世界大战期间英国腹背受敌。病毒病是难防治的病害，每年均会对农作物造成大量损失。以马铃薯为例，每年X 病毒（PVX）造成产量损失可达10％，Y 病毒（PVY）造成的损失可达80％。而且有些病毒缺乏抗原材料，使得常规育种异常艰难。　　1988 年，Monsanto 公司获得了表达TMV外壳蛋白的转基因番茄植株，和对照相比具有很强的抗病毒能力。该公司还于1990 年将PVX 和PVY外壳蛋白基因同时导入马铃薯品种Russet Burbank，并获得了一个抗PVX 和PVY 的转基因株系。现已获得多种植物的转病毒外壳蛋白基因的植株，包括双子叶植物中的烟草、马铃薯、番茄、欧洲李和杏及单子叶植物中的水稻等。　　提高农作物产量：用基因工程手段提高作物产量是一个复杂的生物学系统工程，因为作物产量本身是数量性状，而且作物因产品器官（根、茎、叶、花、果实和种子）差异，其产量构成要素也不同，同时还受环境、生命周期和生物产量的影响。产量是一个很难通过基因工程改造的性状，但是随着对产量构成机制的不断阐明，将会通过基因工程方法在一定程度上改善作物的产量。　　目前产量改良主要集中在改善光合作用方面。例如，蔗糖是光合作用中首先形成的游离糖，磷酸蔗糖合成酶是催化合成该糖的关键酶，Micallef 等获得了过量表达磷酸蔗糖合成酶基因的番茄植株，与对照相比，转基因植株果实产量提高了约20%。在我国，通过理想株型（ideal plant architecture，IPA）提高水稻（Oryza sativa）产量研究居于世界前列。　　植物生物反应器与产品开发：生物反应器（bioreactor）是利用生物体细胞、组织、器官或个体所具有的生物功能，生产目标产物（如蛋白质或化合物）的表达系统。植物基因工程生物反应器是利用植物基因工程技术将植物改造成生产目标产物如蛋白质或化合物的生物反应器。植物作为反应器除了全株/ 器官外，也有报道用叶绿体、油体等细胞器作为反应器。植物全株/ 器官作为表达系统生产生物制剂是植物学、遗传学、分子生物学、基因工程和医学等多学科的完美结合。目前，植物生物反应器主要应用在以下4 个方面：①生产药用蛋白；②表达抗体；③生产某些疫苗；④生产大量的药用次生代谢产物。　　美国学者Hiatt 等（1989）用烟草表达免疫球蛋白γ 链和κ 链，通过杂交成功获得表达具有生物活性抗体的转基因烟草，也开辟了人类利用基因工程手段在植物体中表达药用蛋白的新纪元。目前，全球用植物系统成功地表达了数以百计的植物重组蛋白，植物生物反应器作为具有重大科学意义和应用价值的新兴产业已引起各国科学家、生物技术公司和政府的关注。例如，Zhang 等（2007）利用番茄表达了人凝血因子IX；Chen 等（2009）用番茄成功地表达了胸腺素α1；Cui 等（2011）在生菜叶片中成功地表达了胸腺素α1，并获得无选择标记的转基因生菜；Cui 等（2012）在转基因烟草中成功地表达了靶向肝癌的双功能抗体（肝癌单克隆抗体HAb25 一个单链可变区片段和牛蛙细胞毒性核糖核酸酶）复合体，等等。 　　植物基因工程产品种植现状　　1983 年世界第一例转基因植物（烟草）问世，1994 年第一个转基因作物产品——延熟番茄Flavr Savr （ 也称为 CGN-89564-2; 发音为"flavor saver"）获得美国食品与药物管理局（FDA）批准进入市场，1996 年转基因作物（抗虫和抗除草剂棉花）进入田间试验开启了转基因作物商业化种植时代。　　国际农业生物技术应用服务组织（ISAAA）在北京发布的《2016年全球生物技术/转基因作物商业化发展态势》报告显示，2016年全球转基因作物种植面积达1.851亿公顷（截至2015年末，我国耕地面积约1.3亿公顷，且呈逐年缩减趋势），创历史新高。报告显示，转基因作物种植面积自1996年以来增长了110倍，累计达到21亿公顷（比两个中国还大）。2016年，全球共有26个国家种植了转基因作物，其中19个为发展中国家，7个为发达国家。发展中国家的转基因作物种植面积占全球转基因作物总种植面积的54%，发达国家则占46%。　　报告还显示，四大主要转基因作物大豆、玉米、棉花和油菜中，转基因大豆的种植面积最大，为9140万公顷，占全球转基因作物总种植面积的一半。种植面积占到全球91%的五大转基因作物种植国家中，3个为发展中国家（巴西、阿根廷和印度），2个为发达国家（美国和加拿大）。中国排在第8位，种植的转基因作物有棉花、木瓜、白杨。　　该组织还预计，随着越来越多的转基因作物品种获得批准并完成商业化，未来转基因作物的应用率将继续攀升。　　不争的事实是，迄今为止转基因作物已经在世界范围得到了广泛应用。而社会上针对转基因的质疑也同样激烈。目前尚没有科学证据表明转基因作物影响消费者健康，相反，转基因作物却使杀虫剂用量减少，降低了空气、水体和土壤污染，也使大量微生物和昆虫免遭灭杀。但是关于其安全问题也要给予充分的重视，转基因食品可能带来哪些安全隐患？如何保证转基因作物安全、健康地造福于人类。

　　基因工程产品中的转基因作物可以改善品质、提高抗旱或抗寒或抗病虫害能力、改变生长周期及其他特性，从而提高其经济价值或实用价值，以保障粮食供应，减轻饥饿和贫困，同时又可以减少杀虫剂的使用，利于保护环境，推动农业的可持续发展。因而，转基因作物具有广阔的应用前景。　　近年来，随着人们对转基因作物研究的深入和推广，转基因作物已在世界范围内广泛种植。在转基因作物能带来巨大的经济效益和生态效益的同时，其食品安全和环境安全的潜在风险受到广泛关注。 　　转基因作物的食品安全性　　自人类诞生以来，人们就以植物源和动物源的食物为主要食品来源，这些天然食品中同样含有各种基因，从生物学的角度看，转基因食品的外源基因与普通食品中所含有的基因一样，都是DNA 片段，能被人体消化吸收，因此，食用转基因食品是不可能改变人的遗传特性的。事实上，人们常吃的即使是最传统的任何一种动植物食品，也包含了上万种基因，不可能也没有必要担心食物中来自于动物、植物的基因会改变人的基因或遗传给后代。现代科学没有发现一例通过食物传递遗传物质整合进入人体的现象。归纳起来，转基因食品给人体带来的安全隐患主要表现在以下几个方面：　　潜在毒性问题 　　Q：转基因食品能产生不可预见的生物突变，有可能在食品中产生较高水平或增添新的毒素，有可能积累了食物中原有的微量毒素并且有可能同时唤醒人体内某些处于“沉睡”状态的毒素，对人体健康造成伤害？　　A：其实，一种食品会不会造成中毒主要是看它在人体内有没有受体和能不能被代谢掉，如果转化的基因是经过筛选的、作用明确的和经过严格检测和批准的，转基因成分不会在人体内积累，也就不会有害。 潜在过敏反应问题　　Q：转基因食品中由于转入外源基因的表达，食品成分中可能含有新的蛋白质。人体免疫系统对食品中特异性物质产生特异性的免疫球蛋白，也就是说，转基因食品中可能含使人体致敏的物质。对巴西坚果过敏的个体同样对该坚果基因进行转基因产生的大豆过敏。　　A：目的基因的产物如果是潜在的过敏原，那么该转基因食品就有可能引起人体的过敏反应，当然，非转基因食品对部分人群也会产生过敏反应。　　抗生素抗性问题　　Q：在转基因的过程中，所用的标记基因通常是一类抗生素基因，可能使进食了这种转基因植物食品的人在以后患病时，服用这种抗生素药物因体内存在的抗药性而不能治愈疾病。这种风险是否存在？其可能性到底有多大？　　A：标记基因水平转移给肠道微生物并表达的可能性极小，因为DNA 从植物细胞中释放出来后，很快被降解成小片段，甚至核苷酸，另外，DNA 转移并整合进入受体细胞是非常复杂的过程，成功率极低。并且，目前科学家们已经发展了无选择标记基因的转基因植物，避免了这种风险。 营养品质改变问题　　Q：在转基因食品中，插入基因的效应无法完全预测，外源基因对食品营养价值的改变也难以完全预料，如转基因食品中蛋白质组成发生了改变，是否由于基因突变而导致蛋白质产物的表达性状发生改变，降低了某些营养成分的水平？　　A：目前，还未见转基因食品对营养品质改变的负面报道，但这个安全隐患确实存在。有些转基因食品的营养价值存在着与非转基因食品不同营养机制的风险，长期食用可能对人体产生某些不利的影响。如果转基因食品中主要营养成分、微量营养成分及抗营养因子等发生改变，就有可能降低食品的营养价值，使营养结构失衡，并可能影响人体的抗病能力。　　不可预见的新功能和新特征　　转基因食品含有外源基因，并可能存在外源基因在受体内的表达产物。由于对这两种成分的不确定性以及由此引起的次级效应，对人类健康产生了潜在的危害，转基因生物会表现出一些不可预见的新功能和新特征。　　我们对转基因作物应报以科学的态度，充分肯定这一技术的广阔应用前景，在科学评价和严格管理下，转基因作物的研究、开发和商业化种植终将把农业带入一个优质高产、无病虫害、无污染、高效益、可持续发展的绿色生态农业的新时期。　　转基因作物的生态安全性　　对农业生态系统中生物多样性构成威胁：人为强化转基因作物的生存竞争性，对非靶标有益生物的种类和种群数量有直接或间接的影响甚至造成伤害，使生物多样性丧失。但从长远看，转基因作物将会增加作物的生产力，从而少用农田、化肥、农药，甚至不用后两者，在一定程度上也有助于保护生物多样性。因此，必须科学全面分析转基因植物对生态的影响，才能制定科学种植转基因作物的方案。　　转基因作物本身可能会变为其他生物的杂草：所谓杂草的定义是：“对人类行为或利益有害或有干扰的任何植物”。杂草常常给全球农业生产造成巨大损失，转基因作物均为人类有利的粮食作物或经济作物，一般来讲，成为杂草的可能性较低。　　转基因作物中外源基因的漂移（亦称新基因逃逸）：基因漂移（gene flow）是指一种生物的目标基因（或外源基因）通过天然杂交或异交向附近非转基因品种或其他野生近缘种进行自发转移，导致后两者发生内在的基因变化，具有目标基因的一些优势特征，形成新的物种，以致整个生态环境发生结构性的变化。转入植物的抗性基因可能通过花粉传播与授精扩散到可配野生近缘种或近缘杂草上，使杂草获得多种抗性，特别是在同一地区推广抗不同除草剂、抗病虫害和抗逆作物时，若多种抗性基因都转到同一杂草上，将产生难以控制的“超级杂草”，从而严重威胁其他作物的生存和正常生长。但是，仅就目前来说，不同种的植物一般杂交不亲和，然而为保险起见，转基因作物和当地杂草的杂交亲和性，在种植前应做出科学的评估。　　转基因的水平重组可能形成新的有毒细菌或新病毒或“超级病毒”：对于一些特定基因，如被植入转基因抗病毒作物中的病毒基因及其所编码的外壳蛋白可以与其他病毒的遗传物质和外壳蛋白重新组合，从而形成毒性更强的新病毒。　　有可能引起基因污染：基因污染（gene pollution）是指外源基因扩散到其他物种，造成自然界基因库的混杂或污染。　　使靶标生物产生杂草或害虫以及其他抗性的进化问题：转基因抗虫作物的大规模商业环境释放，将使目标害虫或病原体产生强大的选择压力，可能加快目标害虫或病原体突变和进化速度变化而产生抗性，从而增加农用化学品的使用量。导致产生新的病原生物种类，不仅给防治增加麻烦，而且将改变自然生物类群。　　转基因作物可能会成为自然界的外来品种：由于导入外源目的基因，转基因作物已经突破了传统的界、门概念，具有普通物种不具备的优势特征。作为外来品种进入自然生态系统，往往具有较强的“选择优势”，可能会影响植物基因库的遗传结构，导致野生种等位基因的丢失而淘汰原来栖息地上的物种和其他遗传资源。　　转基因植物对土壤生态系统的影响：如对土壤微生物群落和土壤肥力的影响等；另外，转基因植物可能会对土壤中的昆虫、软体动物等产生负面效应，从而对土壤环境的生态平衡产生长远的影响。　　该如何应对上述潜在的问题？政府和研究人员不得不对转基因作物进行评估和管理。时下转基因技术飞速发展，我们应抓住机遇，大力发展我国的农业生物技术产业，同时加强自我创新工作，加速转基因作物的商品化进程中对其安全性评估的重视程度。 　　转基因技术与伦理道德　　基因工程技术面临的伦理挑战：当前，基因工程技术面临的伦理问题主要有：基因隐私权、机会不均等、基因专利、基因歧视等。基因隐私权涉及每一个公民对自己身体及基因信息的隐私权与科学家们分享研究资料权利之间的冲突。基因工程技术的基础是要有独特的基因资源，若失去基因资源，基因工程技术手段将失去其存在的意义。基因资源是分离基因的基础物质，而基因资源的获得，既涉及基因的专利，对人群而言又关系到基因的隐私权问题。在人体的基因治疗技术实践的过程中其潜在的伦理问题是人类物质的纯洁性和神圣性是否受到亵渎。基因治疗是以获得患者的全部遗传信息为前提的，人类的疾病需要提供正常基因来治疗，如何采集DNA 样本，从伦理的角度讲必须做到让病人“知情同意”。否则，不论是谁、出于什么目的，都是违背道德原则的。基因资源的特异性，又使得不同种族和肤色的人种之间的基因受到不平等地对待，即存在着基因的歧视和机会的不均等。因而，要求技术实践的主体必须遵循安全、知情同意、保密和公正等道德原则。　　基因工程技术双重性及科技时代“新伦理”：国际上对基因工程存在着截然不同的观点。人们一方面热情赞誉它是人类的“梦想工具”，而另一方面忧虑“人类将在生命科学里终结”，对于任何技术所引起的社会伦理问题，从来没有象基因技术这样影响广泛而深刻。作为科技时代的“新伦理”——“责任伦理”要求人们对道德观念从某种意义上重新加以定义：道德的正确性取决于对长远的、未来的责任性。　　基因技术发展的伦理困境：现代生命科学给人们带来的诸多便利和种种神奇效应，同时也使人类陷入了新的困惑之中：克隆技术、器官移植、试管婴儿、安乐死、代孕母亲、干细胞研究等都引起了许多伦理道德问题的争论。因此，在充分利用基因技术给人类带来巨大利益的同时，怎样才能做到既尊重人的权利、尊严，又能体现人的基本价值，使人类免除伤害以及更好地普及伦理知识等。所有这些问题的解决对基因科学技术的发展和人类的生活质量、生命健康起到决定性作用。　　基因工程引发的社会伦理问题：转基因技术的飞速发展在给人类带来巨大利益的同时，也产生众多的伦理问题。关于转基因技术的伦理争论主要涉及三类伦理问题：①代内伦理问题，关注的主要问题是如何在不同的利益主体（如跨国公司与消费者、跨国公司与发展中国家、跨国公司与规模较小的农业公司）之间公平地分配转基因技术所带来的利益与风险；②代际伦理问题, 即如何在当代人与后代人之间公平地分享和承担转基因技术所带来的利益和风险；③环境伦理问题, 即如何保证转基因技术的应用不损害生态系统的平衡与稳定。由此引发了一些社会伦理问题（注：社会伦理是指人与人之间符合民俗道德文明的理念，这种伦理会随着时代的发展产生变化，但其人性核心的理念不易改变，社会伦理与人们追求的高尚文明道德有较大差距，但其会受到众人普遍接受和遵从）。　　基因技术研究与应用应遵循的主要伦理原则：研究者为正确处理人类基因技术研究和应用的利弊提出了人类基因技术研究和运用应遵循的主要伦理道德原则：①仁慈原则 主张大规模推广转基因技术的一个重要理由是这种技术能够改善食品的品质，抗病虫害，抗除草剂，从而极大地提高粮食的产量。这一论据的伦理前提是伦理学所说的行善原则: 我们应当给人们提供充足的粮食，以减少他们的痛苦，促进他们的幸福。②正义原则 关注的是如何平衡相互冲突的各种权利，并确保不同利益主体的合理利益要求得到满足。③自主性原则 依据自己的独立判断对事关自己重大利益的问题做出自主、自由的选择，这是作为人的一项重要权利。④尊重自然原则 泰勒（P. W. Taylor）在《尊重自然：一种环境伦理学理论》一书中写道：“采取尊重自然的态度，就是把地球自然生态系统中的野生动植物看作是具有固有价值（inherentworth）的东西。”在基因技术研究中，只有坚持尊重自然原则，崇尚尊重生命，才能实现人与自然的和谐。全球环境意识的增长是人们如此关注转基因技术的环境影响的重要原因之一。⑤不伤害原则 不伤害就是身体组织或思想感情等免于受到损害。当前，为揭示人类生命的奥秘我们不可能停止、放弃研究，但我们又不能无理性，无节制地滥用技术，特别是在人类基因技术的研究和运用才刚刚开始，还需要进一步完善和发展的时候，更是如此。在涉及种属遗传基因改变的技术运用时，要充分考虑由此给人类总体造成的潜在危害。⑥平等原则 平等即人们在社会、政治、经济、法律等方面享有相等待遇。人类基因技术研究和使用中的平等原则指人与人之间的平等状态，又包含了技术的研究和使用的公平性。即使对基因检测中发现存在某些缺陷基因的特定人群也不能歧视。事实上，人类基因组研究表明人类基因99.9% 是相同的，至多有0.1% 是不同的，基因歧视只是对这0.1% 的态度问题。⑦规范性原则 规范是指约定俗成或明文规定的标准。人类基因技术研究和运用的规范性是指要用一定的社会道德，以一定的准则约束人类基因技术的研究和运用。即使基因技术的研究和运用有一定的准则以防备为研究而研究的不择手段或技术的滥用。为了避免基因技术研究和运用可能给人类带来的危害，减少技术的负面影响，就必然要通过规则规范其发展，使人类基因技术能沿着正确的方向前进。⑧知情同意原则。 　　动物福利最初是专指农场中的动物，现如今动物福利已扩展到实验动物、野生动物、伴侣动物等其他动物种类。动物的福利主要取决于人类是否善待动物，在发展基因工程技术的过程中应尽可能地给动物减少不必要的痛苦和应激。一方面，转基因技术的发展对保障动物的福利起到了很大的作用；另一方面，动物福利如若得到了有效的保障，那么转基因技术就存在着继续发展的可能性，转基因技术所产生的巨大的经济效益与社会效益才会进一步地显露出来。 　　转基因产品的安全评价　　转基因产品的安全评价原则：其主要内容有：①科学性原则 对生物安全进行评价必须基于严谨的态度和科学的方法，应充分利用最先进的科学技术和公认的生物安全评价方法，认真实施和进行评价。②熟悉性原则 转基因生物及其产品的风险评价工作既可以在短期内完成，也可能需要长期监测。这主要取决于人们对转基因生物及其产品的有关状、同其他生物或环境的相互作用、预定用途等背景知识的熟悉程度等。③预先防范原则 为了确保转基因生物及其产品的环境安全，应广泛采用预先防范原则，即对于一些潜在的严重威胁或不可逆的危害，即使缺乏充分的科学证据来证明危害发生的可能性，也应该采取有效的措施来防止由于出现这种危害而对环境带来灾难性的后果。④个案分析原则 由于转基因生物及其产品中导入的基因来源、功能各不相同，受体生物及基因操作也可能不同，因此，必须针对性地逐个进行评价，即个案评价原则，目前世界各国大多数立法当局都采取个案评价的原则。⑤逐步深入原则 转基因生物及其产品的开发过程需要经过实验室研究、中间试验、环境释放和商业化生产等几个环节。通常对转基因生物的安全评价应该有如下4 个步骤：在完全可控的环境（如实验室和温室）下进行评价；在小规模和可控的环境下进行评价；在较大规模的环境条件下进行评价；进行商品化之前的生产性试验。⑥实质等同原则 1993 年国际经合组织（OEDC）提出：用“实质等同性”原则来评价转基因食品的安全性，这一基本原则得到了普遍认可。该原则主要针对转基因产物的食品安全问题，若转基因产物和非转基因对照产物在食品中各主要营养成分、营养拮抗物质、毒理学、和过敏因子等实验中没有表现显著差异，则可以认为转基因和非转基因产物在食品安全方面具有实质等同性。这一概念用来确定新食品与传统亲本食品之间的相似性与差别，有助于确定转基因食品的潜在安全性和营养问题。⑦遗传特性分析原则 对转基因食品评价首先要考虑的问题是对供体、受体和目的基因的特性分析，这样有利于判断某种新食品与现有食品是否有显著差异。⑧风险性评价原则 该原则是国际食品法典委员会（CAC）在1997年系统提出的用于评价食品、饮料、饲料中的杀虫剂、添加剂、污染物、毒素或病原菌对人或动物潜在危害的科学程序。现已成为制定标准、管理办法等风险管理工具的基础和依据。风险性评价是按照一定的程序，对已知的危害人类健康的因素在食品中的存在、含量、来源和危害性进行评价，为风险管理提供科学的数据和依据。风险性评价的主要内容包括危害识别、危害特征描述、暴露评价、危害特征描述等方面。⑨风险效益平衡原则 对转基因生物及其产品的效益和它可能给环境和人类健康带来的风险进行权衡，从而确定是否继续开发相关产品。在对转基因食品进行评估时，应该采用风险和效益平衡的原则，综合进行评估，以获得最大利益的同时，将风险降至最低。　　转基因食品的安全性评价：转基因食品的安全管理受到了世界各国的重视。其中，转基因食品的安全性评价是安全管理的核心和基础之一。我国政府也十分重视转基因生物的安全问题，目前我国已出台相关法规，例如，2002 年《转基因食品卫生管理办法》、2007 年《食品标识管理规定》和2009 年《食品安全法》。对转基因植物的食用安全性评价是转基因食品进入市场的前提条件，也是政府管理转基因产品的依据。一般来说，转基因食品在批准商业化生产前必须要进行营养学、毒理学、致敏性等方面的安全评估。①营养学评价 转基因食品的营养学评价需综合考虑所要测定的营养成分种类，主要针对蛋白质、淀粉、纤维素、脂肪、脂肪酸、氨基酸、矿质元素、维生素等与人类健康营养密切相关的物质，以及抗营养因子（如蛋白酶抑制剂、植酸和凝集素等）和天然毒素（如芥酸、棉酚和硫苷等）等，转基因食品和非转基因食品营养成分数据库，转基因食品对公众健康的长期影响。②毒理学评价 该项评价包括对食品中新表达物质的评价和全食品的评价。新表达的物质通常为蛋白，对新蛋白的评价包括与已知毒素和抗营养因子氨基酸序列相似性的比对、热稳定性试验、体外模拟胃肠液消化稳定性试验等。当新表达蛋白质无安全食用历史、安全性资料不足时，须进行急性经口毒性试验。③致敏性评价 许多传统食品对不同人群或个体具有过敏性。如果转基因食品仅含有与非转基因食品相同的过敏原，且过敏原含量等于或低于非转基因对照的过敏原，该转基因食品的过敏性是可以接受的。评价致敏性的目的是预防在食品中出现新的过敏原，保护敏感性人群。主要评价方法包括基因来源、与已知过敏原的序列相似性比较、过敏患者的血清特异IgE 抗体结合试验、定向筛选血清学试验、模拟胃肠液消化试验和动物模型试验等，最后综合判断该外源蛋白的潜在致敏性的高低。④非期望效应评价 非期望效应指转基因植物可能产生的超过预期效应之外的变化，不确定的非期望效应对推动转基因植物的发展产生了一定的阻碍。从研究对象来看，非期望效应包含两部分：食品本身营养成分中出现的非期望效应和食用了转基因食品后的动物生理上的非期望变化。从研究方法来看，非期望效应的研究主要包括三个领域：功能基因组、蛋白质组和代谢组。⑤肠道健康评价 肠道状态能反映人体健康，通过评价肠道健康可以了解转基因食品对人体健康造成的影响，这可以作为转基因食品安全评价的一个参考因素。肠道微生物是一个复杂的群体，它能够反映长期的饮食状态，并且肠道生态环境的变化能在某种程度上影响人体健康。还有抗生素抗性标记基因在肠道向微生物群传递的可能性等问题。⑥售后安全性评价 转基因食品进入市场后需要对其销售及消费状况进行跟踪，并对消费人群进行监测，以便了解转基因食品对消费者的长期效应和潜在作用。　　转基因技术的生态安全性评价：《农业转基因生物安全管理条例》及配套规章规定，我国对农业转基因生物实行分级、分阶段安全评价制度，农业转基因生物安全委员会负责农业转基因生物安全评价工作。安全评价按照实验研究、中间试验、环境释放、生产性试验和申请获取安全证书5个阶段进行。　　我国对农业转基因生物实行分级分阶段安全评价管理制度。研发人（申请人）通过本单位向上级主管生物安全管理部门、相关政府监管部门申报，提交书面申请和相关技术资料。管理部门组织专家依法开展技术审查并提出意见反馈申请人。监管部门定期开展监督检查。拟申请环境释放、生产性试验和申请领取安全证书的单位，以及中外合作、合资或者外方独资从事转基因研究和试验的单位，须按照安全评价指南的要求提交书面资料，经由本单位或上级主管农业转基因生物安全小组审查和试验所在省（自治区、直辖市）农业行政主管部门审核后，向农业部行政审批办公室提出行政许可申请。农业部组织农业转基因生物安全委员会（简称安委会）进行安全评审和审批。发放农业转基因生物安全证书的信息在农业部官方网站公布。申报单位在取得农业转基因生物安全证书后，还要办理与生产应用相关的其他手续，如转基因农作物还要在按照《中华人民共和国种子法》相关规定进行品种审定和取得种子生产、经营许可后，才能生产种植。　　总之，作为现代基因工程技术产物的转基因作物虽然可能存在一些安全性隐患，但它在解决全球饥饿问题和保障农业的可持续发展方面发挥着举足轻重的作用，并可通过转基因能源为缓解世界能源危机作出巨大的贡献。只要理智、客观、安全、科学地运用转基因技术，植物转基因生物技术必将成为21 世纪解决健康、环境和资源等重大社会与经济问题的有效手段。

　　【本文摘自】　　《基因工程原理与技术》

　　基因工程是生物技术、生物工程等专业的核心课程之一。本教材以基因工程的原理和技术为主线，重点介绍和分析了基因工程的基本理论、技术、方法及应用，兼顾该学科的新进展。考虑到本科生的课程学习容量，采用“纸质教材+数字课程”的出版形式进行课程的构建和教材编写，具有很强的实用性、针对性和可读性。全书共16章，从原理发现到技术基础、应用扩展、安全风险，基本涵盖了基因工程学科的主要内容。本书可为高等学校生物技术、生物工程类专业本科教学使用，也可供从事基因工程及相关学科教学、科研的工作人员和研究生参考。引自：转基因技术的红与黑（上）-中国农业新闻网

　　（2018.7.27）