轉(zhuǎn)基因農(nóng)產(chǎn)品安全性評價(jià)研究進(jìn)展

邢福國 滑慧娟 劉陽

（中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所 農(nóng)業(yè)部農(nóng)產(chǎn)品加工重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100193）

轉(zhuǎn)基因農(nóng)產(chǎn)品安全性評價(jià)研究進(jìn)展

邢福國 滑慧娟 劉陽

（中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所 農(nóng)業(yè)部農(nóng)產(chǎn)品加工重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100193）

轉(zhuǎn)基因生物技術(shù)的迅速發(fā)展使其成為解決世界糧食短缺和農(nóng)業(yè)環(huán)境污染問題，以及提高糧食營養(yǎng)和加工品質(zhì)的主要手段。隨著轉(zhuǎn)基因作物商品化生產(chǎn)進(jìn)程不斷推進(jìn)，轉(zhuǎn)基因農(nóng)產(chǎn)品種類和數(shù)量急劇增加，但轉(zhuǎn)基因農(nóng)產(chǎn)品的安全性仍受到懷疑，引起了民眾的高度關(guān)注。就轉(zhuǎn)基因農(nóng)產(chǎn)品安全性評價(jià)的必要性，食用安全性評價(jià)、加工安全性評價(jià)和飼用安全性評價(jià)的內(nèi)容和國內(nèi)外研究進(jìn)展分別概述，并多角度探討了轉(zhuǎn)基因農(nóng)產(chǎn)品安全性評價(jià)的關(guān)鍵問題，包括新型轉(zhuǎn)基因農(nóng)產(chǎn)品的安全性評價(jià)、轉(zhuǎn)基因農(nóng)產(chǎn)品的食用安全標(biāo)準(zhǔn)化等，以期使民眾科學(xué)地認(rèn)知轉(zhuǎn)基因農(nóng)產(chǎn)品的安全性，并為轉(zhuǎn)基因農(nóng)產(chǎn)品安全性評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)體系的建設(shè)提供科學(xué)依據(jù)和支撐。

轉(zhuǎn)基因農(nóng)產(chǎn)品；安全性評價(jià)；食用安全性；加工安全性；飼用安全性

轉(zhuǎn)基因農(nóng)產(chǎn)品是指利用基因工程技術(shù)改變基因組構(gòu)成的植物、動物和微生物，以及由其生產(chǎn)、加工而成的糧食、食品、食品添加劑和飼料等。近年來，隨著轉(zhuǎn)基因生物技術(shù)的迅猛發(fā)展，轉(zhuǎn)基因作物的種類和數(shù)量不斷增多，轉(zhuǎn)基因作物的種植面積逐年增加。據(jù)國際農(nóng)業(yè)生物技術(shù)應(yīng)用服務(wù)組織（ISAAA）統(tǒng)計(jì)，2014年全球28個(gè)國家1 800萬農(nóng)民選擇種植轉(zhuǎn)基因作物，轉(zhuǎn)基因作物種植面積由1996年的170萬hm2急劇增加到1.81億hm2，增長了100倍以上。越來越多的轉(zhuǎn)基因作物用于食品、食品添加劑或飼料的生產(chǎn)加工，其轉(zhuǎn)基因成分也已直接或間接地進(jìn)入了人們的食物鏈。轉(zhuǎn)基因作物雖然在促進(jìn)糧食增產(chǎn)、增加農(nóng)民收入、減輕勞動強(qiáng)度、減輕貧困和饑餓、減少農(nóng)業(yè)環(huán)境污染等幾方面產(chǎn)生了巨大的效益，為保障糧食安全、可持續(xù)發(fā)展和氣候變化作出了貢獻(xiàn)，但是，由于普通民眾對轉(zhuǎn)基因技術(shù)的不了解，對轉(zhuǎn)基因作物及其加工產(chǎn)品（食品、飼料等）的安全性產(chǎn)生了懷疑和擔(dān)憂。

本文著重論述轉(zhuǎn)基因農(nóng)產(chǎn)品安全評價(jià)的必要性、食用安全性、加工安全性和飼用安全性評價(jià)的內(nèi)容和研究進(jìn)展。

1 轉(zhuǎn)基因農(nóng)產(chǎn)品的安全性及其評價(jià)必要性

自從轉(zhuǎn)基因作物問世以來，人們對轉(zhuǎn)基因農(nóng)產(chǎn)品的安全性就一直存在擔(dān)憂，主要有以下四個(gè)方面：

第一，轉(zhuǎn)基因農(nóng)產(chǎn)品的營養(yǎng)安全性。轉(zhuǎn)基因動植物中引入的新基因，可能導(dǎo)致原已存在受體基因的失活或表達(dá)變化，改變現(xiàn)有營養(yǎng)成分或者產(chǎn)生新的成分，影響農(nóng)產(chǎn)品的營養(yǎng)價(jià)值和人類的膳食平衡，例如，新鮮的轉(zhuǎn)基因番茄可以儲藏?cái)?shù)周，但其營養(yǎng)價(jià)值較低［1］。

第二，轉(zhuǎn)基因農(nóng)產(chǎn)品的毒性。轉(zhuǎn)基因農(nóng)產(chǎn)品中含有的殺蟲蛋白、蛋白酶抑制劑等，以及由于外源基因引入使得某些沉默基因表達(dá)產(chǎn)生有毒物質(zhì)，可能會對人畜健康造成毒性傷害。

第三，轉(zhuǎn)基因農(nóng)產(chǎn)品的潛在致敏性。轉(zhuǎn)基因動植物中引入的新基因表達(dá)的蛋白質(zhì)可能具有潛在致敏性，從而引起過敏人群的過敏反應(yīng)［2，3］。

第四，轉(zhuǎn)基因農(nóng)產(chǎn)品中外源基因的水平轉(zhuǎn)移。轉(zhuǎn)基因農(nóng)產(chǎn)品中的外源基因可能會發(fā)生基因水平轉(zhuǎn)移和重組DNA，給人體健康帶來危害。

由于轉(zhuǎn)基因農(nóng)產(chǎn)品存在上述潛在危害，所以在轉(zhuǎn)基因動植物新品種的研發(fā)和政府審批過程中，必須對轉(zhuǎn)基因農(nóng)產(chǎn)品進(jìn)行嚴(yán)格的安全性評價(jià)。我國政府高度重視轉(zhuǎn)基因農(nóng)產(chǎn)品安全，早在2001年，我國就頒布實(shí)施了《農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物安全管理?xiàng)l例》，要求在我國境內(nèi)種植和銷售的轉(zhuǎn)基因農(nóng)產(chǎn)品都要開展安全評價(jià)，并制定了相應(yīng)的轉(zhuǎn)基因農(nóng)產(chǎn)品安全評價(jià)指南，安全評價(jià)的內(nèi)容和指標(biāo)均等于或高于國際法規(guī)。轉(zhuǎn)基因農(nóng)產(chǎn)品安全性評價(jià)一般應(yīng)遵循個(gè)案分析原則和實(shí)質(zhì)等同性原則［4］。

2 轉(zhuǎn)基因農(nóng)產(chǎn)品食用安全性評價(jià)

目前，轉(zhuǎn)基因農(nóng)產(chǎn)品食用安全性評價(jià)的內(nèi)容主要包括：關(guān)鍵成分分析和營養(yǎng)學(xué)評價(jià)、新表達(dá)蛋白和全食品的毒理學(xué)評價(jià)、致敏性評價(jià)和免疫安全性評價(jià)，并結(jié)合期望效應(yīng)和非期望效應(yīng)進(jìn)行綜合性評價(jià)。

2.1 轉(zhuǎn)基因農(nóng)產(chǎn)品的關(guān)鍵成分分析和營養(yǎng)學(xué)評價(jià)

人們對食物的需求就在于它為人類提供生存必須的能量和各類營養(yǎng)物質(zhì)，因此對轉(zhuǎn)基因農(nóng)產(chǎn)品營養(yǎng)成分的分析是轉(zhuǎn)基因農(nóng)產(chǎn)品食用安全性評價(jià)的重要組成部分。評價(jià)的營養(yǎng)成分主要包括蛋白質(zhì)、淀粉、纖維素、脂肪、脂肪酸、氨基酸、礦物質(zhì)、維生素等營養(yǎng)素，棉酚、硫代葡萄糖、芥酸等天然毒素及有害物質(zhì)，大豆胰蛋白酶抑制劑、大豆凝集素、大豆寡糖、玉米植酸、油菜籽單寧等抗?fàn)I養(yǎng)因子，以及其他固有成分和非預(yù)期成分。轉(zhuǎn)基因農(nóng)產(chǎn)品的關(guān)鍵成分分析和營養(yǎng)安全性評價(jià)主要依據(jù)實(shí)質(zhì)等同性原則。目前，國內(nèi)外許多研究者已經(jīng)研究了轉(zhuǎn)基因大豆、玉米、水稻等轉(zhuǎn)基因農(nóng)產(chǎn)品的營養(yǎng)組成、含量及其營養(yǎng)價(jià)值，結(jié)果發(fā)現(xiàn)這些轉(zhuǎn)基因作物與其親本的主要營養(yǎng)成分無明顯差異，均具有實(shí)質(zhì)等同性［5-7］。國際上批準(zhǔn)生產(chǎn)的轉(zhuǎn)基因農(nóng)產(chǎn)品和我國頒發(fā)安全證書的轉(zhuǎn)Bt基因水稻和轉(zhuǎn)植酸酶玉米都經(jīng)過了系統(tǒng)的營養(yǎng)學(xué)評價(jià)，試驗(yàn)數(shù)據(jù)都證明了與非轉(zhuǎn)基因農(nóng)產(chǎn)品具有等同的營養(yǎng)功效。

2.2 轉(zhuǎn)基因農(nóng)產(chǎn)品的毒理學(xué)評價(jià)

轉(zhuǎn)基因農(nóng)產(chǎn)品的毒理學(xué)評價(jià)主要包括兩個(gè)方面：一是外源基因表達(dá)產(chǎn)物和外源基因?qū)肟赡墚a(chǎn)生的毒素［8］毒理學(xué)評價(jià)；二是轉(zhuǎn)基因農(nóng)產(chǎn)品的全食品毒理學(xué)評價(jià)。

外源基因表達(dá)產(chǎn)物的評價(jià)一般按照傳統(tǒng)化學(xué)物質(zhì)的安全性評價(jià)方法，對外源基因表達(dá)蛋白的安全評價(jià)一般有3項(xiàng)指標(biāo)：一是通過與國際權(quán)威大型公共數(shù)據(jù)庫中已知毒蛋白質(zhì)和抗?fàn)I養(yǎng)因子（如蛋白酶抑制劑、植物凝集素等）氨基酸序列同源性比較，分析是否具有潛在毒性；二是加熱條件下檢測分析外源基因表達(dá)蛋白質(zhì)的穩(wěn)定性，通過體外模擬胃液實(shí)驗(yàn)分析蛋白質(zhì)消化穩(wěn)定性；三是外源基因表達(dá)蛋白的急性經(jīng)口毒性實(shí)驗(yàn)。

轉(zhuǎn)基因農(nóng)產(chǎn)品的全食品毒理學(xué)評價(jià)，主要是進(jìn)行大鼠90 d喂養(yǎng)實(shí)驗(yàn)，根據(jù)個(gè)案分析原則，必要時(shí)進(jìn)行大鼠慢性毒性、生殖毒性及其他動物喂養(yǎng)實(shí)驗(yàn)。Sakamoto等［9］用轉(zhuǎn)基因大豆飼喂大鼠104周，觀察大鼠生長、血清指標(biāo)，發(fā)現(xiàn)長期飼喂轉(zhuǎn)基因大豆并未對大鼠產(chǎn)生明顯的不良影響。Zhou等［10］用轉(zhuǎn)基因大米喂養(yǎng)大鼠90 d，大鼠未出現(xiàn)不良反應(yīng)，證明其與傳統(tǒng)大米同樣安全營養(yǎng)。

國際和國內(nèi)批準(zhǔn)生產(chǎn)和頒發(fā)安全證書的轉(zhuǎn)基因農(nóng)產(chǎn)品經(jīng)外源基因表達(dá)產(chǎn)物和轉(zhuǎn)基因全食品毒理學(xué)評價(jià)，證明食用轉(zhuǎn)基因大豆、玉米、大米等與非轉(zhuǎn)基因?qū)φ胀瑯硬痪哂卸纠韺W(xué)意義上的安全風(fēng)險(xiǎn)。

2.3 轉(zhuǎn)基因農(nóng)產(chǎn)品的致敏性評價(jià)

致敏性不是轉(zhuǎn)基因農(nóng)產(chǎn)品所獨(dú)有的，但是由于轉(zhuǎn)基因技術(shù)打破了自然界中物種間的遺傳物質(zhì)不能相互轉(zhuǎn)移的生物屏障，為防范由轉(zhuǎn)基因技術(shù)造成的物種間過敏基因的轉(zhuǎn)移，對外源基因表達(dá)產(chǎn)物進(jìn)行致敏性評價(jià)是轉(zhuǎn)基因農(nóng)產(chǎn)品安全評價(jià)的必須環(huán)節(jié)。目前，世界各國均采用國際食品法典委員會（CAC）推薦的轉(zhuǎn)基因農(nóng)產(chǎn)品過敏分析原則和程序，主要從以下幾個(gè)方面評價(jià)轉(zhuǎn)基因農(nóng)產(chǎn)品的致敏性：

一是外源基因是否來源于含有過敏原的生物，外源基因是否編碼致敏原。二是通過與國際權(quán)威大型在線致敏原數(shù)據(jù)庫（www.allergenonline.com）中的過敏原進(jìn)行比較分析是否具有同源性，其中包括1 700余種致敏原的氨基酸序列。中國農(nóng)業(yè)大學(xué)食品科學(xué)與營養(yǎng)工程學(xué)院建成了中國食物過敏原數(shù)據(jù)庫，其中包含1 498條已知過敏原記錄，數(shù)據(jù)庫發(fā)布在http：//175.102.8.19：8001/site/index［11］。三是對于供體含有致敏原的，或新蛋白質(zhì)與已知過敏原具有序列同源性的，應(yīng)進(jìn)行與已知致敏原為抗體的血清實(shí)驗(yàn)，即特異血清篩選實(shí)驗(yàn)［12］。四是體外模擬胃液蛋白消化穩(wěn)定性試驗(yàn)分析。五是通過動物模型評估外源基因表達(dá)蛋白的致敏性。最常用的致敏動物模型有C3H/HeJ小鼠［13］和BN大鼠［14，15］，其中BN大鼠最適合作為轉(zhuǎn)基因農(nóng)產(chǎn)品蛋白致敏性評價(jià)的動物模型［16，17］。六是對于受體含有致敏原的，應(yīng)對致敏原成分含量進(jìn)行檢測分析。

2.4 轉(zhuǎn)基因農(nóng)產(chǎn)品的免疫安全性評價(jià)

機(jī)體對外來化學(xué)物的免疫反應(yīng)要遠(yuǎn)早于組織、器官出現(xiàn)明確的病理損害之前，因此免疫安全性評價(jià)是評價(jià)外來化合物毒性的敏感指標(biāo)［2］，成為科學(xué)家研究轉(zhuǎn)基因農(nóng)產(chǎn)品安全性的熱點(diǎn)之一；其主要內(nèi)容有組織病理學(xué)觀察、免疫器官指數(shù)分析、常規(guī)非特異性免疫分析、特異性體液免疫、特異性細(xì)胞免疫、腸道黏膜免疫分析等［18］。Hammond等［19，20］以大鼠為實(shí)驗(yàn)動物，研究了兩種轉(zhuǎn)基因玉米對大鼠器官（腎上腺、肝臟、腎臟、脾臟）組織病理學(xué)的影響，未發(fā)現(xiàn)大鼠器官發(fā)生明顯的病理變化。邢福國等［21］以小鼠為實(shí)驗(yàn)動物，研究了轉(zhuǎn)Cry1Ac/Sck基因大米對免疫器官指數(shù)、血常規(guī)、白細(xì)胞分類、血液淋巴細(xì)胞亞群、腹腔巨噬細(xì)胞吞噬率、血清抗體滴度等免疫指標(biāo)的影響，結(jié)果表明轉(zhuǎn)Cry1Ac/Sck基因大米對小鼠免疫功能的影響與非轉(zhuǎn)基因親本大米基本相同，未對小鼠免疫功能產(chǎn)生不良影響。Zhou等［22］發(fā)現(xiàn)重組人乳鐵蛋白（rhlF）與已知的牛乳過敏原氨基酸序列的相似度高達(dá)71.4%，而且未發(fā)現(xiàn)rhLF與雞蛋、牛奶過敏患者血清中的IgE發(fā)生特異性免疫結(jié)合。所以推測rhLF的潛在致敏性很低，可以添加到食品中作為食品添加劑使用。Teshima等［23］評價(jià)轉(zhuǎn)Cry9C基因玉米CBH351對BA大鼠和B10A小鼠免疫系統(tǒng)的影響發(fā)現(xiàn)，轉(zhuǎn)基因組和非轉(zhuǎn)基因組的生長指標(biāo)、飼料利用率、免疫器官組織學(xué)觀察均沒有顯著差異，大鼠和小鼠血清中均未檢測出Cry9C蛋白特異性的IgE和IgA抗體。含50%轉(zhuǎn)基因玉米飼料飼喂的BN大鼠血清中，Cry9C蛋白特異性的IgG和IgG1抗體輕微升高，而在含5%轉(zhuǎn)基因玉米飼料飼喂的BN大鼠血清中未檢出Cry9C蛋白特異性的IgG和IgG1抗體，表明轉(zhuǎn)基因玉米對大鼠和小鼠沒有免疫毒性。以上研究結(jié)果表明，轉(zhuǎn)基因農(nóng)產(chǎn)品均未對實(shí)驗(yàn)動物的免疫系統(tǒng)造成顯著影響，轉(zhuǎn)基因農(nóng)產(chǎn)品與非轉(zhuǎn)基因農(nóng)產(chǎn)品對照在免疫毒理學(xué)方面的評價(jià)具有實(shí)質(zhì)等同性，但是根據(jù)個(gè)案分析原則，針對不同轉(zhuǎn)基因農(nóng)產(chǎn)品需要根據(jù)轉(zhuǎn)入基因及表達(dá)產(chǎn)物的性質(zhì)開展免疫安全性評價(jià)。

2.5 轉(zhuǎn)基因農(nóng)產(chǎn)品的非預(yù)期效應(yīng)

非預(yù)期效應(yīng)是指通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)把新基因插入生物體時(shí)，除了目的基因外由其他基因插入產(chǎn)生的某種沒有預(yù)料到的效應(yīng)，在表型、反應(yīng)和成分上與非轉(zhuǎn)基因親本呈現(xiàn)出的統(tǒng)計(jì)學(xué)顯著性差異。據(jù)此，非預(yù)期效應(yīng)可分為“可預(yù)料的非預(yù)期效應(yīng)”和“不可預(yù)料的非預(yù)期效應(yīng)”。非預(yù)期效應(yīng)的產(chǎn)生由以下幾種機(jī)制引起：（1）外源基因插入內(nèi)源基因的“閱讀框”，使內(nèi)源基因的核酸序列破壞無法有效表達(dá)；（2）外源基因插入內(nèi)源基因調(diào)控元件的“功能區(qū)”，使調(diào)控基因功能改變，導(dǎo)致受其調(diào)控的內(nèi)源基因不能有效表達(dá)；（3）外源基因插入基因組的某個(gè)“敏感域”內(nèi)，使原本“沉默”的內(nèi)源基因被“激活”而高效表達(dá)；（4）外源基因的轉(zhuǎn)錄或表達(dá)產(chǎn)物能夠誘導(dǎo)或抑制內(nèi)源基因表達(dá)，直接或間接使這些內(nèi)源基因的表達(dá)發(fā)生質(zhì)或量的變化；（5）外源基因的表達(dá)產(chǎn)物是植物細(xì)胞某一代謝途徑的誘導(dǎo)或抑制因子，從而調(diào)節(jié)植物主要和次級代謝產(chǎn)物的量。這五種可能機(jī)制都將會產(chǎn)生非預(yù)期效應(yīng)，并可能產(chǎn)生有潛在毒性產(chǎn)物［2，24］。

非預(yù)期效應(yīng)的研究方法主要有：轉(zhuǎn)錄組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)和代謝組學(xué)［25］。轉(zhuǎn)錄組學(xué)是研究非預(yù)期效應(yīng)應(yīng)用最廣泛的技術(shù)［26］，在整體水平上研究細(xì)胞中基因轉(zhuǎn)錄情況及轉(zhuǎn)錄調(diào)控規(guī)律，Cheng等［27］研究了溫室種植的轉(zhuǎn)CP4-epsps基因大豆與非轉(zhuǎn)基因?qū)φ杖~期幼苗葉子的基因表達(dá)譜發(fā)現(xiàn)，在37 583個(gè)基因中，兩個(gè)轉(zhuǎn)基因株系2601R和PS46RR與非轉(zhuǎn)基因大豆品系OAC Bayfield相比，差異表達(dá)基因個(gè)數(shù)分別為44個(gè)和109個(gè)；與非轉(zhuǎn)基因品系S03-W4相比，差異表達(dá)基因個(gè)數(shù)分別為248和290個(gè)；然而，非轉(zhuǎn)基因大豆品系Mandarin與其他5個(gè)品系相比，差異表達(dá)基因個(gè)數(shù)超過1 000個(gè)，是任何組合間差異的兩倍多。表明在轉(zhuǎn)錄組學(xué)水平上，常規(guī)大豆品系間基因表達(dá)差異水平要顯著高于轉(zhuǎn)基因大豆與非轉(zhuǎn)基因?qū)φ臻g的差異。Coll等［28］應(yīng)用微陣列技術(shù)研究自然變異對轉(zhuǎn)基因玉米MON810及其對照品系轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物的影響，結(jié)果表明轉(zhuǎn)基因玉米與非轉(zhuǎn)基因?qū)φ罩g表達(dá)差異的轉(zhuǎn)錄序列只占分析序列的 0.14%，而常規(guī)育種、施肥方式、轉(zhuǎn)基因?qū)D(zhuǎn)錄序列變異的貢獻(xiàn)分別占37.4%、31.9%、9.7%?？梢?，自然變異對玉米轉(zhuǎn)錄組有較大的影響，而基因轉(zhuǎn)化的影響較小。蛋白質(zhì)組學(xué)的方法完善了其他組學(xué)的方法，是高分辨雙向電泳分離組織蛋白質(zhì)、圖像分析幫助比較分離結(jié)果和質(zhì)譜確定感興趣蛋白質(zhì)的性質(zhì)三大技術(shù)的融合。Coll等［29］發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)基因玉米MON810與其對照株系的籽粒蛋白質(zhì)組幾乎一致，只有幾個(gè)蛋白質(zhì)點(diǎn)有1-1.8倍的變化，表明轉(zhuǎn)基因玉米與其非轉(zhuǎn)基因?qū)φ站哂袑?shí)質(zhì)等同性。Wang 等［30］應(yīng)用蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)研究了基因插入和生長環(huán)境對轉(zhuǎn)基因水稻的影響發(fā)現(xiàn)，不同地點(diǎn)種植的非轉(zhuǎn)基因水稻親本對照有21種蛋白質(zhì)表達(dá)量不同，而在相同地點(diǎn)種植的轉(zhuǎn)基因水稻與非轉(zhuǎn)基因親本有20-22種蛋白質(zhì)水平發(fā)生上調(diào)或下調(diào)，結(jié)果表明轉(zhuǎn)基因水稻和常規(guī)水稻在營養(yǎng)成分具有實(shí)質(zhì)等同性，而且環(huán)境條件對水稻蛋白質(zhì)組變異的影響并不比單基因插入的影響小。Xue等［31］比較了攜帶Bt和磷酸烯醇式丙酮酸激酶（PEPC）轉(zhuǎn)基因的兩個(gè)水稻品系與其非轉(zhuǎn)基因?qū)φ盏牡鞍踪|(zhì)組圖譜，兩個(gè)轉(zhuǎn)基因水稻株系中的 1，6-二磷酸果糖醛縮酶表達(dá)量均增加，轉(zhuǎn)Bt基因水稻中5-甲基四氫葉酸三谷氨酸-高半胱氨酸甲基轉(zhuǎn)移酶表達(dá)量升高，檸檬酸裂合酶表達(dá)量下調(diào)；轉(zhuǎn)pepc基因水稻的細(xì)胞周期蛋白依賴激酶B2-1和絲氨酸蛋白酶抑制劑Z2B表達(dá)量增加。代謝組學(xué)以生物系統(tǒng)中的代謝產(chǎn)物為分析對象，采用高通量、高靈敏度的現(xiàn)代儀器分析技術(shù)，對代謝化合物進(jìn)行定性和定量分析，Kim等［32］比較轉(zhuǎn)基因水稻與非轉(zhuǎn)基因?qū)φ盏?2種極性化合物發(fā)現(xiàn)，二者代謝物圖譜基本等同；Zhou等［33］研究抗蟲水稻的代謝輪廓譜發(fā)現(xiàn)，組織培養(yǎng)對轉(zhuǎn)基因水稻的代謝物輪廓譜的改變比基因插入的影響更顯著；Chang等［34］對轉(zhuǎn)雙價(jià)抗蟲基因稻米代謝圖譜的研究發(fā)現(xiàn)環(huán)境引起代謝物的變化比轉(zhuǎn)基因的影響更顯著。

3 轉(zhuǎn)基因農(nóng)產(chǎn)品加工安全性評價(jià)

農(nóng)產(chǎn)品加工過程是一個(gè)復(fù)雜的過程，包括物理變化（機(jī)械處理、高壓和高溫）、化學(xué)變化（酸和堿）和生物反應(yīng)（發(fā)酵和酶促反應(yīng)）等多種復(fù)雜的反應(yīng)［35］。王林等［36-38］發(fā)現(xiàn)干熱和濕熱處理對內(nèi)、外源基因均具有顯著的降解作用，且濕熱處理的降解作用更強(qiáng)。Ballari等［39］研究發(fā)現(xiàn)高壓滅菌和紫外輻射處理對轉(zhuǎn)基因食品中DNA的降解作用很強(qiáng)。Fernandes等［40］研究發(fā)現(xiàn)發(fā)酵和焙烤過程都會導(dǎo)致轉(zhuǎn)基因玉米DNA的降解。張偉和邢福國等［41-43］研究發(fā)現(xiàn)米飯和米粉的加工對外源基因的降解作用較??；米果加工過程中，油炸處理對各基因的降解最嚴(yán)重；其次是微波、焙烤；與其他3種加工工藝相比，米酒加工過程對內(nèi)、外源基因的降解效果最為顯著。各種農(nóng)產(chǎn)品加工過程都會對轉(zhuǎn)基因農(nóng)產(chǎn)品內(nèi)、外源基因有不同程度的降解作用，從而大大降低了水平轉(zhuǎn)移完整功能基因的風(fēng)險(xiǎn)，提高轉(zhuǎn)基因農(nóng)產(chǎn)品的安全性。

4 轉(zhuǎn)基因農(nóng)產(chǎn)品飼用安全性評價(jià)

我國是全球飼料生產(chǎn)第一大國，占全球飼料產(chǎn)量的20%左右，2014年我國飼料產(chǎn)量為1.93億噸。飼料蛋白的主要來源是豆粕，而國內(nèi)豆粕飼料的原材料主要是來自美國、巴西、阿根廷等地進(jìn)口的轉(zhuǎn)基因大豆，2014年我國進(jìn)口轉(zhuǎn)基因大豆7 017萬t，轉(zhuǎn)基因豆粕產(chǎn)量超過5 600萬t。我國每年還要進(jìn)口部分轉(zhuǎn)基因豆粕和轉(zhuǎn)基因玉米、轉(zhuǎn)基因棉籽粕和油菜粕，也都是直接用于飼料生產(chǎn)，因此，我國畜禽飼料基本上都含有轉(zhuǎn)基因成分，開展轉(zhuǎn)基因農(nóng)產(chǎn)品飼用安全性評價(jià)是非常必要的。

轉(zhuǎn)基因農(nóng)產(chǎn)品飼用安全性評價(jià)的主要內(nèi)容包括：營養(yǎng)學(xué)評價(jià)、免疫安全性評價(jià)、動物腸道微生態(tài)安全性評價(jià)、外源基因和蛋白殘留安全性評價(jià)等。秦海峰、徐志遠(yuǎn)等［44-46］以Cry1Ac/Sck基因糙米作為肉仔雞和鯉魚日糧原料評價(jià)了其飼用安全性，結(jié)果表明飼喂轉(zhuǎn)基因糙米對肉仔雞和鯉魚營養(yǎng)性能、免疫性能、腸道微生物區(qū)系等均未產(chǎn)生不良影響，是安全的，轉(zhuǎn)基因糙米中的外源基因及其表達(dá)蛋白在肉仔雞和鯉魚的器官、肌肉、腸道和糞便中未檢出。以轉(zhuǎn)基因農(nóng)產(chǎn)品作為動物日糧原料，在養(yǎng)殖期內(nèi)未發(fā)現(xiàn)對動物生長和屠宰性能、免疫性能、腸道微生物菌群等指標(biāo)造成不良影響，外源基因及其表達(dá)蛋白也沒有發(fā)生轉(zhuǎn)移和累積，是安全的。

5 新型轉(zhuǎn)基因農(nóng)產(chǎn)品安全性評價(jià)

近年來，以藥用、工業(yè)用及復(fù)合性狀為代表的新一代轉(zhuǎn)基因植物成為轉(zhuǎn)基因技術(shù)開發(fā)和研究的熱點(diǎn)。利用轉(zhuǎn)基因植物作為生物反應(yīng)器能夠大量生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)外源藥用蛋白，如疫苗、人血清蛋白、抗體、酶和多肽等［47］，目前有30多種源自轉(zhuǎn)基因植物的醫(yī)藥產(chǎn)品已處于臨床實(shí)驗(yàn)，其中9種已進(jìn)入市場銷售［48］。在這類轉(zhuǎn)基因植物快速發(fā)展的同時(shí)，其食用安全性評價(jià)技術(shù)體系的建立卻明顯滯后。到目前為止，對于藥用轉(zhuǎn)基因植物的安全性評價(jià)一般是按照臨床醫(yī)學(xué)評價(jià)體系進(jìn)行評價(jià)，對于工業(yè)用轉(zhuǎn)基因植物還沒有建立其食用安全性評價(jià)體系，可是在存放或者使用的過程中，有摻入食品及動物飼料中的可能性，因此建立工業(yè)用轉(zhuǎn)基因植物的食用安全性評價(jià)技術(shù)體系勢在必行。

針對藥用和工業(yè)用轉(zhuǎn)基因植物及其產(chǎn)品，可對其外源蛋白與全食品進(jìn)行包括營養(yǎng)、毒理、過敏、免疫在內(nèi)的綜合食用安全評價(jià)。著重通過毒理學(xué)評價(jià)手段，評估非食用目的轉(zhuǎn)基因植物及其產(chǎn)品在食物鏈中的最大無作用劑量及允許存在閾值，并進(jìn)行非食用目的轉(zhuǎn)基因植物的代謝標(biāo)志物篩選，為轉(zhuǎn)基因農(nóng)產(chǎn)品預(yù)警體系的建立提供技術(shù)支撐。藥用植物的外源蛋白質(zhì)可能涉及到特殊用途過敏來源蛋白質(zhì)或具有特殊免疫功能的蛋白質(zhì)（如疫苗），因此在過敏和免疫評價(jià)中需結(jié)合其用途綜合考慮。與此同時(shí)，工業(yè)用轉(zhuǎn)基因植物的外源蛋白可能涉及耐熱、抗消化類的蛋白質(zhì)，需要結(jié)合其預(yù)期用途與其他評價(jià)結(jié)果綜合考慮。

復(fù)合性狀轉(zhuǎn)基因植物有多個(gè)基因轉(zhuǎn)入，基因之間可能存在非關(guān)聯(lián)、關(guān)聯(lián)、代謝等相互作用關(guān)系，引起的非期望效應(yīng)可能更為顯著。所以，對復(fù)合性狀轉(zhuǎn)基因植物的安全性評價(jià)應(yīng)將重點(diǎn)放在轉(zhuǎn)入基因的相互作用方面，對其進(jìn)行外源蛋白與植物全食品的食用安全綜合評價(jià)。還應(yīng)關(guān)注由性狀疊加造成的外源蛋白攝入量增加，以及對植物體內(nèi)主要營養(yǎng)成分的營養(yǎng)平衡與營養(yǎng)功能的影響，并利用代謝組學(xué)與蛋白質(zhì)組學(xué)技術(shù)分析實(shí)驗(yàn)動物體內(nèi)代謝成分的非期望效應(yīng)［49］。

隨著以藥用、工業(yè)用及復(fù)合性狀轉(zhuǎn)基因植物為代表的新一代轉(zhuǎn)基因作物的迅猛發(fā)展，建立適用于藥用、工業(yè)用及復(fù)合性狀轉(zhuǎn)基因植物的安全評價(jià)技術(shù)體系是今后該研究領(lǐng)域的必然發(fā)展趨勢，這必將有力推進(jìn)我國乃至全球轉(zhuǎn)基因技術(shù)的健康發(fā)展。

6 轉(zhuǎn)基因農(nóng)產(chǎn)品食用安全性標(biāo)準(zhǔn)體系的建立

隨著對轉(zhuǎn)基因生物食用安全性研究的深度和廣度的不斷拓展，科學(xué)界對農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物的食用安全問題有了更加全面和理性地認(rèn)識。為防范農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物對人類健康的危害或者潛在風(fēng)險(xiǎn)，各相關(guān)國際組織和各國政府專門制定了農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物及產(chǎn)品食用安全的管理法規(guī)。但迄今仍然缺乏較為統(tǒng)一、規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)體系，來規(guī)定農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物的食用安全性要求與評價(jià)的標(biāo)準(zhǔn)。每個(gè)國家以及不同的評價(jià)方案都有不同的標(biāo)準(zhǔn)，還在沿用每評價(jià)一個(gè)個(gè)案獨(dú)立制定一個(gè)評價(jià)方案的方法。為了更好地適應(yīng)全球農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物及其產(chǎn)品生產(chǎn)和貿(mào)易快速發(fā)展的要求，各相關(guān)的國際組織和國家都在致力于不斷充實(shí)和完善農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物及產(chǎn)品食用安全性的評價(jià)程序和方法，積極推進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)國際化的進(jìn)程。

目前，從事轉(zhuǎn)基因生物食用安全標(biāo)準(zhǔn)國際化的組織，主要是國際食品法典委員會（Codex alimentarius commission，CAC），負(fù)責(zé)制定國際通用的食品標(biāo)準(zhǔn)、食品加工指南和相關(guān)視頻生產(chǎn)操作手冊等。已經(jīng)發(fā)布的轉(zhuǎn)基因相關(guān)食用安全檢測指南（標(biāo)準(zhǔn)）有《現(xiàn)代轉(zhuǎn)基因食品的安全風(fēng)險(xiǎn)評估原則》、《重組DNA植物及其食品安全性檢測指南》以及《重組DNA微生物及其食品安全性檢測指南》。經(jīng)過多年的努力和發(fā)展，我國農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物安全標(biāo)準(zhǔn)體系也已初步形成，并取得了一定的成效，如頒布了《農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物安全評價(jià)管理辦法》、《農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物進(jìn)口安全管理辦法》和《農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物安全管理?xiàng)l例》等標(biāo)準(zhǔn)條例［50］，安全評價(jià)的內(nèi)容和指標(biāo)均等于或高于國際法規(guī)。

7 展望

2004-2014年，我國糧食總產(chǎn)量實(shí)現(xiàn)了“十一連增”，但是，人口、資源、生態(tài)問題突出，糧食安全面臨諸多挑戰(zhàn)。在耕地只會減少不會增加的情況下，要從根本上解決我國糧食安全問題，必須依靠科技創(chuàng)新，提高糧食單產(chǎn)，加大力量開展作物育種研究。轉(zhuǎn)基因育種技術(shù)與傳統(tǒng)育種技術(shù)是一脈相承的，轉(zhuǎn)基因技術(shù)是對傳統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展和補(bǔ)充，是農(nóng)業(yè)科技的發(fā)展方向和必然趨勢。將兩者緊密結(jié)合，可相得益彰，大大地提高農(nóng)產(chǎn)品品種改良的效率。我國各級政府和科研機(jī)構(gòu)都十分重視食品安全，為了維護(hù)人民身體健康，針對轉(zhuǎn)基因農(nóng)產(chǎn)品安全性問題，更是制定了一系列的轉(zhuǎn)基因農(nóng)產(chǎn)品安全評價(jià)、審批、標(biāo)識管理制度，安全評價(jià)指標(biāo)、審批程序等方面的要求均等于或高于國際法規(guī)。但是隨著轉(zhuǎn)基因技術(shù)的迅速發(fā)展，轉(zhuǎn)基因農(nóng)產(chǎn)品的種類和數(shù)量急劇增多，如復(fù)合性狀轉(zhuǎn)基因作物逐漸增多，在其安全評價(jià)方面，應(yīng)根據(jù)國際發(fā)展趨勢和國家綜合實(shí)力等多方面因素，制定適合我國國情的轉(zhuǎn)基因農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)發(fā)展和安全管理辦法，加強(qiáng)農(nóng)產(chǎn)品安全的科學(xué)技術(shù)研究，逐步完善轉(zhuǎn)基因農(nóng)產(chǎn)品安全評價(jià)技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)程，用科學(xué)的安全評價(jià)手段有效地保障轉(zhuǎn)基因農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量，更加有力推進(jìn)我國乃至全球轉(zhuǎn)基因技術(shù)的健康發(fā)展。

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The Safety Assessment of Genetically Modified Agro-Products

Xing Fuguo Hua Huijuan Liu Yang
（Institute of Agro-Products Processing Science and Technology，Chinese Academy of Agricultural Sciences /Key Laboratory of Agro-Products Processing，Ministry of Agriculture，Beijing 100193）

Transgenic biotechnology has become the main solution to food shortage, agricultural environmental pollution, improving of food nutrition and processing properties, with the rapid development of transgenic biotechnology. With the commercialization of transgenic crops is continuously promoted, the species and amounts of genetically modified（GM）agro-products have rapidly increased. However, there have been public concerns about the safety of GM agro-products. In this paper, the necessity of safety assessment of GM agro-products, and the research progresses of food safety assessment, food processing safety assessment and feed safety assessment are reviewed. Also, the key issues of transgenic food safety evaluation, including food safety assessment of new types of transgenic agro-products and safety standardization of GM agro-products, are discussed from different perspectives. It would make the public scientifically understand safety of GM agro-products, and provide scientific basis and support for the foundation of criterion system for safety assessment of GM agro-products.

genetically modified agro-products；safety assessment；food safety；food processing safety；feed safety

10.13560/j.cnki.biotech.bull.1985.2015.03.010

2015-02-02

國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（31000776），轉(zhuǎn)基因生物新品種培育科技重大專項(xiàng)（2014ZX08011-005）

邢福國，男，博士，副研究員，研究方向：轉(zhuǎn)基因農(nóng)產(chǎn)品安全評價(jià)；E-mail：xingfuguo@caas.cn

劉陽，男，博士，研究員，研究方向：農(nóng)產(chǎn)品真菌毒素防控和脫毒理論、技術(shù)及應(yīng)用研究、轉(zhuǎn)基因農(nóng)產(chǎn)品安全評價(jià)；E-mail：liuyang01@caas.cn