美國轉(zhuǎn)基因三文魚商業(yè)化的啟示

王大元

美國轉(zhuǎn)基因三文魚商業(yè)化的啟示

王大元

1　美國批準轉(zhuǎn)基因三文魚

美國 FDA（食品藥品管理局）2015年11月16日發(fā)布公告確定水優(yōu)三文魚與非轉(zhuǎn)基因三文魚一樣安全可以食用。FDA是美國唯一一個審批轉(zhuǎn)全魚生長激素基因三文魚（以下簡稱轉(zhuǎn)基因三文魚）安全性的機構(gòu)，他們的決定是終決。所以轉(zhuǎn)基因三文魚在美國已經(jīng)獲得美國政府權威機構(gòu)的最終批準，依法可以商業(yè)銷售和食用。

1.1轉(zhuǎn)基因食品可商業(yè)化食用具有重大影響

首先，轉(zhuǎn)基因三文魚不僅是世界上第一個獲批可直接食用的動物來源轉(zhuǎn)基因的食品，而且相比來自轉(zhuǎn)基因作物玉米和大豆等食品，走得更前沿。已經(jīng)商業(yè)化19年的轉(zhuǎn)基因玉米和大豆主要用于飼料，用于食品添加劑（如淀粉、糖漿等），直接食用雖然是合法的，但至今供消費者直接食用的轉(zhuǎn)基因甜玉米基本上尚未在美國超市銷售。轉(zhuǎn)基因大豆作為直接入口的食品是食用油。即19年前已獲批可以食用的轉(zhuǎn)基因玉米大豆等多數(shù)不是作為直接入口的食物。可以預測，轉(zhuǎn)基因三文魚被批直接食用，將推動轉(zhuǎn)基因作物食品的直接食用。

其次，轉(zhuǎn)基因三文魚獲批可商業(yè)化食用的另一個重大影響，是將要促進接踵而來的其他轉(zhuǎn)基因動物性食品產(chǎn)業(yè)化。在水豐技術公司（AquaBounty Technologies）三文魚等待審批的十幾年中，其實已有20～家30種轉(zhuǎn)基因魚和轉(zhuǎn)基因動物正在研究開發(fā)之中。其中有幾種已經(jīng)向FDA申請商業(yè)化，排隊等候FDA的審批。轉(zhuǎn)基因三文魚的審批歷盡千辛萬苦的原因之一，就是FDA意識到只要批準了轉(zhuǎn)基因三文魚商業(yè)化，就會成為轉(zhuǎn)基因動物產(chǎn)業(yè)化的突破口和范例，為后面一大批送審的其他轉(zhuǎn)基因食用動物打開一扇大門，其影響不可估量。

轉(zhuǎn)基因“環(huán)境豬”（EnviroPig）是加拿大的一個研究組研發(fā)的。這種環(huán)境豬能夠高效率地利用磷，故飼料中不需另外添加富含磷的飼料（減少飼料成本），排出糞便中磷的含量比同類非轉(zhuǎn)基因豬少70%，減少了對環(huán)境的磷污染?！碍h(huán)境豬”已經(jīng)繁殖了8代，其遺傳穩(wěn)定，等候FDA批準已達8年以上，下一個可能被FDA批準的轉(zhuǎn)基因食用動物就是“環(huán)境豬”了，實際上美國的反轉(zhuǎn)團體意識到“環(huán)境豬”可能會被批準食用，已經(jīng)在媒體上宣傳“我們不要吃轉(zhuǎn)基因的培根”。

另一個有潛力的通過遺傳操作獲得的轉(zhuǎn)基因（GMO）豬2015年6月發(fā)表于《Nature》，報道了我國科學家與韓國科學家合作，通過基因編輯技術（也是一種GMO技術）研制出來的瘦肉型。

1.2基于其安全性批準轉(zhuǎn)基因三文魚上市

安全性包括人直接食用的安全性和對環(huán)境是否有影響的生態(tài)安全性，這方面的文獻較多，簡單綜述如下。

（?。┤祟愂秤梅矫娴陌踩?。研制轉(zhuǎn)基因三文魚使用的轉(zhuǎn)植基因元件由大鱗大馬哈魚（王鮭）的生長激素基因的cNDA和美洲綿鳚抗凍蛋白基因的啟動子（promotor）組成。重組的全魚生長激素基因可讓三文魚在寒冷環(huán)境下仍然保持生長，使轉(zhuǎn)基因三文魚達到上市規(guī)格的生長周期從3年左右縮短到18個月。這2個基因元件本身就存在于天然的人類食用的魚體中，在理論上對人體健康是沒有毒副作用的，但是FDA還是按照其規(guī)定的食品安全評價條款評估轉(zhuǎn)基因三文魚食品安全性的全過程實驗，結(jié)果表明食用轉(zhuǎn)基因三文魚沒有毒副作用。也就是說，在食品安全性和營養(yǎng)成分上，轉(zhuǎn)基因三文魚與非轉(zhuǎn)基因三文魚實質(zhì)等同。FDA在批準轉(zhuǎn)基因三文魚商業(yè)化的文件上開宗明義第一句話就指出了這點，所以轉(zhuǎn)基因三文魚的食品安全性在審批過程中始終沒有很大爭議。

（ⅱ）環(huán)境是否影響其生態(tài)安全性。轉(zhuǎn)基因三文魚的生態(tài)安全性是被輿論考量較多的議題，人們擔心轉(zhuǎn)基因三文魚有可能與自然環(huán)境中的其他魚種發(fā)生有性交配，導致轉(zhuǎn)植基因漂移到自然魚中，影響物種的遺傳多樣性，或產(chǎn)生其他可能的未知風險。事實上，大量的研究結(jié)果表明，轉(zhuǎn)基因三文魚并不存在人們所擔心的生態(tài)風險。為了從根本上解決人們對轉(zhuǎn)基因三文魚生態(tài)風險的擔憂，申請者主要采取兩項防范措施：一是在封閉環(huán)境中飼養(yǎng)轉(zhuǎn)基因三文魚，不讓轉(zhuǎn)基因魚逃逸到自然環(huán)境中去；二是科學家培育出不孕不育的三倍體轉(zhuǎn)基因三文魚（香蕉和人工培育的無籽西瓜都是三倍體的），即使逃逸出去，也不可能通過有性交配把轉(zhuǎn)植基因釋放給自然界的野生魚種。

1.3轉(zhuǎn)基因三文魚的批準歷程

在2012年，美國FDA和EPA（環(huán)保局）已經(jīng)聯(lián)合批準了三文魚的安全性，按照美國轉(zhuǎn)基因食用動物管理法規(guī)，在網(wǎng)上公布批準文件3個月，收集各界的反映，主要是收集轉(zhuǎn)基因三文魚對環(huán)境影響方面的公眾反應。

美國FDA面臨著強大的輿論壓力，在收集公眾意見3個月后，長達3年沒有往前推動。原因是根據(jù)所收集的公眾意見中有300個環(huán)保組織反對，上百萬美國公眾聯(lián)名簽署反對批準轉(zhuǎn)基因三文魚商業(yè)化，還有40位國會議員口頭表示反對轉(zhuǎn)基因三文魚食用。甚至在2015年年初，加拿大漁業(yè)海洋部（Canadian Department of Fisheries and Oceans，DFO）公開發(fā)布了一個481頁的有關轉(zhuǎn)基因三文魚的安全實驗報告，其對轉(zhuǎn)基因三文魚的生態(tài)風險評估與美國FDA的結(jié)論相反，指出水豐技術公司的轉(zhuǎn)基因三文魚免疫力低，容易患病。同時還發(fā)現(xiàn)不同養(yǎng)殖條件下轉(zhuǎn)基因三文魚的生長速度不同等。國際上的主要環(huán)保公司Friends of the Earth也利用加拿大的實驗結(jié)果給FDA施壓，要求停止審批轉(zhuǎn)基因三文魚。

自然生態(tài)系統(tǒng)中的種群生存力與繁殖力是客觀評價轉(zhuǎn)基因魚生態(tài)風險最關鍵的指標，而轉(zhuǎn)基因魚的種群生存力與繁殖力受一系列適合度參數(shù)的綜合影響，單一因子的研究結(jié)果不能對轉(zhuǎn)基因魚的生態(tài)風險作出全面客觀的評價。研制轉(zhuǎn)全魚生長激素基因三文魚的目的是為了促進其快速生長，而不是為了增強其抗病能力。與加拿大DFO關于轉(zhuǎn)基因三文魚生態(tài)風險的結(jié)論剛好相反，容易患病的轉(zhuǎn)基因三文魚生存力低下，被人工選育淘汰；即或其逃逸到自然環(huán)境后，也不會形成優(yōu)勢種群而影響生態(tài)平衡，將不會導致生態(tài)風險。另一方面，轉(zhuǎn)基因三文魚的生長速度在不同養(yǎng)殖條件下不一致，與養(yǎng)殖模式有關，更與轉(zhuǎn)基因魚家系選育的純度有關，也就是說也可能與FDA和DFO評估所使用的轉(zhuǎn)基因三文魚家系不同有關。具體來說，轉(zhuǎn)植生長激素基因的促生長效應與其表達水平有關，既不能太低，也不能太高。表達水平太低就不能促進魚的生長，表達水平太高則會影響受體魚的內(nèi)穩(wěn)平衡。同時，轉(zhuǎn)植生長激素基因表達產(chǎn)物還需與受體魚相關基因表達協(xié)同才可能發(fā)揮促生長作用。所以在育種過程中，要從大量的轉(zhuǎn)基因魚群體中篩選出轉(zhuǎn)植生長激素基因表達水平與整合位置均合適的個體，并通過至少3代以上的遺傳穩(wěn)定性篩選實驗，才可能建立一個性狀優(yōu)良的轉(zhuǎn)基因魚家系?，F(xiàn)在情況表明，美國FDA對轉(zhuǎn)基因三文魚的生態(tài)風險作出了客觀的判斷，沒有采信加拿大FDO的相左意見。

美國政府批準轉(zhuǎn)基因三文魚的過程和決定是嚴格保密的，直到2015年11月份FDA才突然公開批準了轉(zhuǎn)基因三文魚商業(yè)化。連申報單位水豐技術公司事前也毫不知情。

從上面的介紹可以知道，美國批準轉(zhuǎn)基因三文魚的過程是一個維護科學的艱難歷程，以至于FDA最后的批準書中的第一句話是：經(jīng)歷了一個詳盡和苛刻的科學評估，F(xiàn)DA終于做出了轉(zhuǎn)基因三文魚在食用安全性和營養(yǎng)成分上與任何非遺傳操作的大西洋三文魚相同的結(jié)論。

美國批準轉(zhuǎn)基因三文魚商業(yè)化的決定還有另外2項主要內(nèi)容: 穩(wěn)步開發(fā)，無需標識。前者指目前只能在加拿大的封閉環(huán)境中生產(chǎn)不育的三倍體三文魚魚卵（每年可以生產(chǎn)10萬個魚卵），然后運到巴拿馬的封閉環(huán)境中將這些不育的三倍體魚卵喂養(yǎng)到1～2 kg，就地安樂宰殺后，運送到超市出售。后者規(guī)定，在標識問題上，終端銷售用戶出售的轉(zhuǎn)基因三文魚無需標識，但進貨的超市需要知道是轉(zhuǎn)基因的。

1.4獲批的轉(zhuǎn)基因三文魚的商業(yè)化前景

FDA公布批準水豐技術公司的轉(zhuǎn)基因三文魚商業(yè)化直接食用之后不到3周，美國、加拿大公眾的反對輿論在各大媒體均有報道。在加拿大，環(huán)保組織已經(jīng)起訴加拿大政府允許美國公司在加拿大生產(chǎn)轉(zhuǎn)基因三文魚魚卵，美國環(huán)保組織“食品安全中心”（Center for Food Safety）也開始起訴FDA，目的是阻止轉(zhuǎn)基因魚的銷售。另外還有一些環(huán)保專家也開始批評FDA批準轉(zhuǎn)基因三文魚安全上市食用的決定。在歐洲和日本還未見重要反對組織的活動，但歐洲食品局（EFSA）在8年前制定轉(zhuǎn)基因食品標識法時，就預計到轉(zhuǎn)基因三文魚有朝一日會被批準作為食品，所以已經(jīng)預留了轉(zhuǎn)基因三文魚一旦上市后如何做標識的規(guī)定。

轉(zhuǎn)基因三文魚最終能否規(guī)模性的商業(yè)化，這取決于在推廣的過程中是否會出現(xiàn)安全性的問題和價格是否具有競爭力。美國FDA只批準局限的安全性養(yǎng)殖范圍，實際上限制了轉(zhuǎn)基因三文魚的產(chǎn)量。我們僅分析轉(zhuǎn)基因三文魚的價格競爭力。人工飼養(yǎng)三文魚的早期階段，曾遇到有機食品領域的利益集團反對，但由于人工飼養(yǎng)三文魚的生長速度比野生三文魚快，現(xiàn)在美國市場上的價格是，野生三文魚的市場價格約14美元/磅，人工飼養(yǎng)三文魚的市場價格約7美元/磅。美國三文魚70%以上來自于人工飼養(yǎng)，供應主要來自進口，中國是美國進口人工飼養(yǎng)三文魚的第6位供應國。USDA統(tǒng)計2014年進口的三文魚為24.3萬噸，價值24億美元，進口價約4.5美元/磅。可見，轉(zhuǎn)基因三文魚將來是否能在商業(yè)市場上站穩(wěn)腳跟，主取決于其價格。由于轉(zhuǎn)基因三文魚的生長周期比非轉(zhuǎn)基因三文魚短一倍，所以其超市價格降到4美元/磅是很可能的，到了接近于雞的這種價格，想要阻止轉(zhuǎn)基因三文魚大規(guī)模商業(yè)化幾乎是不可能的了。

2　中國的遺憾

中國科學院水生生物所的朱作言團隊首次把農(nóng)藝性狀基因轉(zhuǎn)到魚的工作，結(jié)果發(fā)表于1985年的德國應用魚類學雜志《Journal of Applied Ichthyology Zeitschrift für Angewandte Ichthyology》。1990年11月，美國《New York Times》用了半版介紹朱作言的轉(zhuǎn)基因魚研究，指出他的研究比美國同行的轉(zhuǎn)基因魚領先了3年。實際上朱作言的這項工作不僅在國際上開辟了轉(zhuǎn)基因魚研究新領域，而且也是農(nóng)業(yè)動物轉(zhuǎn)基因育種的首次試水。

許多人以為中國科學院水生生物研究所的轉(zhuǎn)基因魚研究雖然國際上首報，但以后就沒有多少進展，被美國超越了。實際情況并非如此。中國的轉(zhuǎn)基因魚研究至今仍然走在國際前列。

1991年，中國科學院水生生物研究所的研究團隊就已構(gòu)建了全部由中國鯉科魚類基因元件組成的驅(qū)動的草魚生長激素基因（不帶任何質(zhì)粒載體和篩選標記序列，他們稱之為“全魚基因”）導入黃河鯉受精卵，研制出轉(zhuǎn)“全魚生長激素基因”黃河鯉（以下簡稱轉(zhuǎn)基因鯉）。在同等養(yǎng)殖條件下，轉(zhuǎn)基因鯉平均生長速度比對照黃河鯉快52.3%～114.92%，餌料轉(zhuǎn)化效率提高約18.2%，當年就可以達到上市規(guī)格，縮短了一半的養(yǎng)殖周期，降低了養(yǎng)殖成本和風險，同時大大降低了勞動強度。

查閱水豐技術公司向美國FDA申報轉(zhuǎn)基因三文魚的4個文件和世界衛(wèi)生組織（WHO）與糧農(nóng)組織共同合辦的GODEX有關審批轉(zhuǎn)基因動物的法規(guī)，比較中國科學院水生生物研究所的轉(zhuǎn)基因鯉和美國的轉(zhuǎn)基因三文魚研發(fā)進展，發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)基因鯉的食品安全和生態(tài)安全評價研究不僅完全符合FDA和CODEX的要求，而且部署更為超前，實驗更為充分，數(shù)據(jù)更為詳盡。

中國科學院水生生物研究所團隊按國家Ⅰ類新藥的毒理學實驗規(guī)范，于1999年完成了轉(zhuǎn)基因鯉（吉鯉）的食品安全評價工作，比美國的類似實驗提前完成（1999年完成實驗，論文2000年2月發(fā)表）。隨后又完成了致敏性等評價，發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)基因鯉與對照鯉具有實質(zhì)等同性。2000年，我國的研究團隊完成了轉(zhuǎn)基因鯉中試，比美國的水豐公司的轉(zhuǎn)基因三文魚中試早了2年。2010年，轉(zhuǎn)基因鯉的生態(tài)風險評價研究已經(jīng)持續(xù)進行了8年，也比美國水豐公司轉(zhuǎn)基因三文魚完成得早，種群適合度評價研究的內(nèi)容基本相似。并且，他們還自行設計并構(gòu)建了一個面積為6.7 hm2、安全設施齊備的人工模擬實驗湖泊，從個體、種群和群落等不同層次上，對轉(zhuǎn)基因鯉與對照鯉在人工模擬的自然生態(tài)系統(tǒng)中的適合度，以及轉(zhuǎn)基因鯉對湖泊生物群落結(jié)構(gòu)及生態(tài)系統(tǒng)的影響等進行了全面評估，發(fā)現(xiàn)在野生鯉自然分布的水域，轉(zhuǎn)基因鯉的生態(tài)風險不會高于對照鯉，美國轉(zhuǎn)基因三文魚缺乏如此大的時間尺度和空間尺度的生態(tài)評估。

如果不是后來眾所周知的中國創(chuàng)新環(huán)境問題，中國不僅是全球第一個完成轉(zhuǎn)基因魚研究的國家，也會是全球第一個把轉(zhuǎn)基因魚商業(yè)化的國家。現(xiàn)在美國成了第一個轉(zhuǎn)基因魚商業(yè)化的國家，我們從中可以吸取許多有益的經(jīng)驗，推動我國的自主創(chuàng)新發(fā)展。

3　亡羊補牢，為時不晚

我國包括轉(zhuǎn)基因生物在內(nèi)的生物技術的研究工作在國際上并不落后。例如在中央領導的直接關注下，科技人員在阻擊美國轉(zhuǎn)基因棉花占領我國市場上取得重大成功。現(xiàn)在中國95%的棉花都是具有自主知識產(chǎn)權的轉(zhuǎn)基因抗蟲棉。15年來，僅種子產(chǎn)業(yè)和棉花產(chǎn)業(yè)的累計產(chǎn)值就達120～150億美元（未包括由棉花制作的衣服等二級產(chǎn)品的產(chǎn)值），大大超過了國家投資轉(zhuǎn)基因重點專項約30億美元的投資。但是另一方面，我國去年進口轉(zhuǎn)基因大豆7200萬噸，是我國自產(chǎn)大豆的6倍，進口金額為250億美元，過去10年累計進口的轉(zhuǎn)基因大豆費用約2500億美元（約1.6萬億人民幣）。因此，我國發(fā)展轉(zhuǎn)基因大豆的潛力是巨大的。

本文不分析討論轉(zhuǎn)基因作物和食品政策問題，如何調(diào)整我國生物技術產(chǎn)業(yè)的政策，需要有關領導部門統(tǒng)籌解決。美國政府認識到，為了適應新的生物技術的出現(xiàn)（主要是指基因編輯技術），必須修改現(xiàn)行的轉(zhuǎn)基因作物、食品法規(guī)。美國總統(tǒng)科技政策辦公室于2015年7月給美國農(nóng)業(yè)部、食品藥品管理局和美國環(huán)保局3個部委發(fā)了一個題為“制定生物技術產(chǎn)品的現(xiàn)代化法規(guī)體系”的備忘錄，要求這3個部委在一年內(nèi)拿出草案供進一步討論。我國政府有關領導部門是否應該召開一個有各領域科學、法律專家以及領導部門官員參加的會議，對生物技術領域的產(chǎn)業(yè)化做一個全面的討論和決策，值得認真考慮。

【作者單位：中國水稻研究所】

（摘自《科學通報》2016年第3期）