生物安全復(fù)習(xí)

1、* 狹義的生物安全：是指現(xiàn)代生物技術(shù)的研究、開發(fā)、應(yīng)用以及轉(zhuǎn)基因生物的跨國越境轉(zhuǎn)移可能對生物多樣性、生態(tài)環(huán)境和人類健康產(chǎn)生潛在的不利影響。* 廣義的生物安全: 是國家安全問題的組成部分，是指與生物有關(guān)的各種因素對社會、經(jīng)濟(jì)、人類健康及生態(tài)環(huán)境所產(chǎn)生的危害或潛在風(fēng)險。“與生物有關(guān)的各種因素”1. 天然的生物因子，主要包括動物、植物和微生物。其中由微生物特別是致病性微生物所導(dǎo)致的安全問題，如生物武器、生物恐怖、重大傳染病的暴發(fā)流行等，是人類社會所面臨的最重要、最現(xiàn)實的生物安全問題。2. 轉(zhuǎn)基因生物，主要包括轉(zhuǎn)基因動物、轉(zhuǎn)基因植物和轉(zhuǎn)基因微生物。3. 生物技術(shù)。生物安全問題表現(xiàn)的幾個方面：1. 傳染

2、病的巨大危害2. 生物武器和生物恐怖的潛在威脅3. 生物技術(shù)的負(fù)面作用4. 生物資源及生物多樣性面臨的威脅5. 微生物學(xué)實驗室的安全隱患生物安全研究的必要性：1. 產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需要；2. 國際貿(mào)易、國際交流與對外合作的需要；3. 國家主權(quán)、執(zhí)法的需要；4. 提高國家地位的需要。生物安全的科學(xué)涵義就是要對生物技術(shù)活動本身及其產(chǎn)品可能對人類和環(huán)境的不利影響及其不確定性和潛在的危害風(fēng)險進(jìn)行評估，進(jìn)而采取必要的措施加以管理和控制，使之降低到可接受的程度，以保障人類的健康和環(huán)境的安全。第一章什么是生物入侵：是指某種生物從外地自然傳入或人為引種后成為野生狀態(tài)，并對本地生態(tài)系統(tǒng)造成一定危害的現(xiàn)象。外來物種入侵

3、物種* 外來物種的引入是柄“雙刃劍”，有利也有害。* 外來生物入侵的“1/10規(guī)律”：“所有被引入的外來物種中，大約有10在新的生態(tài)系統(tǒng)中可以自行繁殖，在可以自行繁殖的外來物種中又有大約10能夠造成生物災(zāi)害，成為有害物種?！蓖鈦砣肭治锓N的特征和表現(xiàn)：1. 借助人類活動越過隔離障礙，或能自然逾越空間障礙而入境；2. 可在當(dāng)?shù)氐淖匀换蛉藶樯鷳B(tài)環(huán)境中定居，建立可自我維持的種群，并自行繁殖與擴(kuò)散；3. 對當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)系統(tǒng)和景觀生態(tài)造成明顯的影響，并損害當(dāng)?shù)氐纳锒鄻有浴Ｉ锶肭值挠绊懀?. 引起廣泛的生物污染，從深層次上危及土著群落的生物多樣性，嚴(yán)重威脅生態(tài)系統(tǒng)安全第六次物種大滅絕；2. 危害人類健康；

4、3. 對社會經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生沖擊，造成巨大經(jīng)濟(jì)損失。生物入侵實例：1. 吃得苦中苦，方為人上人； 空心蓮子草（水花生）2. 多子多福； 鳳眼蓮（水葫蘆）3. 柿子要撿軟的捏； 天牛蟲害4. “聯(lián)合國軍”協(xié)同入侵； 松材線蟲松墨天牛5. 卑鄙的肉搏招術(shù)； 加拿大一支黃花6. 盡量避開天敵； 銅錘草7. 化敵為“友”-?生物入侵的機(jī)制：兩個因素:外來入侵物種的特點：生態(tài)適應(yīng)能力強(qiáng)；繁殖能力特強(qiáng)；傳播能力強(qiáng)。被入侵的生態(tài)環(huán)境的特點：具有可利用的資源條件；缺乏自然控制機(jī)制；人類進(jìn)入的頻率高。生物入侵的主要途徑1. 自然入侵：2. 人類輔助入侵：3. 屏障去除后的入侵：4. 人類運輸引起的意外入侵：5. 從動植

5、物園或養(yǎng)殖場逃逸出去的入侵物種6. 有意引入生物入侵的理論假說：多樣性阻抗假說 天敵逃避假說 空生態(tài)位假說 資源機(jī)遇假說 干擾假說 生態(tài)位機(jī)遇假說生態(tài)位（ecological niche）：是指一個種群在自然生態(tài)系統(tǒng)中，在時間、空間上所占據(jù)的位置及其與相關(guān)種群之間的功能關(guān)系與作用。生物入侵的危害1. 導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)多樣性、生物物種和遺傳資源多樣性的喪失和破壞，甚至造成本地生物物種的滅絕。2. 導(dǎo)致草場退化,畜牧業(yè)受損。3. 導(dǎo)致農(nóng)業(yè)、林業(yè)減產(chǎn)欠收。4. 導(dǎo)致環(huán)境污染5. 影響人類健康第二章20世紀(jì)80年代以來-生物技術(shù)發(fā)展迅速* 1983年出現(xiàn)第一個轉(zhuǎn)基因生物煙草；* 1984年第一次進(jìn)行轉(zhuǎn)基因

6、作物田間試驗；* 1985年出現(xiàn)第一個未經(jīng)批準(zhǔn)而釋放的轉(zhuǎn)基因細(xì)菌；* 1987年Calgene公司獲得可延長水果保鮮期基因序列的專利權(quán)；* 1990年出現(xiàn)第一個轉(zhuǎn)基因谷物；* 1994年美國FDA批準(zhǔn)第一個轉(zhuǎn)基因食品；21世紀(jì)生物技術(shù)研究的熱點：* 轉(zhuǎn)基因技術(shù)* 克隆技術(shù)* 基因組學(xué)* 生物信息學(xué)轉(zhuǎn)基因生物概述：是指利用現(xiàn)代生物技術(shù)或基因工程技術(shù)進(jìn)行遺傳基因修飾的生物體。轉(zhuǎn)基因生物的分類：按受體類型分：轉(zhuǎn)基因植物、轉(zhuǎn)基因動物、轉(zhuǎn)基因微生物按用途分：轉(zhuǎn)基因食品、基因工程藥物轉(zhuǎn)基因生物安全的起源：* 1992年6月314日聯(lián)合國環(huán)境與發(fā)展大會，在巴西里約熱內(nèi)盧舉行，通過和簽署了生物多樣性公約（CB

7、D）；* 2000年1月29日CBD的蒙特利爾會議通過了生物安全議定書（又稱生態(tài)安全協(xié)議 ）。生物安全議定書基本內(nèi)容：* “事先知情同意”原則；* 生物安全議定書的實施范圍；* 預(yù)防原則；* 關(guān)于改性活生物體（LMO）運輸?shù)蔫b定和標(biāo)識（跟蹤）；* 風(fēng)險評估；* 與世界貿(mào)易組織的關(guān)系。環(huán)境安全性評價的核心問題：轉(zhuǎn)基因植物釋放到田間后，是否會將所轉(zhuǎn)基因移到野生植物中，是否會破壞自然生態(tài)環(huán)境，打破原有生物種群的動態(tài)平衡。轉(zhuǎn)基因生物的生態(tài)安全性：* 可能誘發(fā)害蟲和野草的抗性問題；* 可能誘發(fā)基因轉(zhuǎn)移跨越物種屏障；* 可能誘發(fā)自然生物種群的改變問題；* “基因污染”問題；* 可能誘發(fā)食物鏈的破壞問題。轉(zhuǎn)

8、基因生物的健康安全性：* 轉(zhuǎn)基因食品的健康安全性1. 毒性問題2. 過敏性反應(yīng)問題3. 抗藥性問題4. 有益成分問題5. 免疫力問題* 基因工程藥物的健康安全性相關(guān)立法：基因工程安全管理辦法-（原國家科委， 1993）農(nóng)業(yè)生物基因工程管理實施辦法-（農(nóng)業(yè)部，1996）進(jìn)口食品標(biāo)簽管理辦法-（國家出入境檢驗檢疫局，2000）農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物安全管理條例-（國務(wù)院，2001）第三章轉(zhuǎn)基因植物的分類： 抗除草劑轉(zhuǎn)基因植物 抗蟲轉(zhuǎn)基因植物 抗病轉(zhuǎn)基因植物 抗環(huán)境脅迫的轉(zhuǎn)基因植物 植物發(fā)育調(diào)節(jié)基因工程 醫(yī)藥領(lǐng)域中的轉(zhuǎn)基因植物轉(zhuǎn)基因植物的安全性評價：主要包括三個方面：(1) 導(dǎo)入的外源基因及其產(chǎn)物對受體植物

9、是否有不利影響(2) 有關(guān)轉(zhuǎn)基因作物釋放或使用帶來的生態(tài)學(xué)上的安全性(3) 有關(guān)毒理學(xué)方面的安全性問題 標(biāo)記基因?qū)χ参锏挠绊懀?. 選擇基因：抗生素抗性 除草劑抗性 植物代謝2. 報告基因：LacZ基因，Cat基因，GUS基因，GFP基因等。 外源基因的插入對植物的影響：在受體植物基因組中，外源基因的插入位置是隨機(jī)的，其拷貝數(shù)也不確定，將產(chǎn)生兩方面的影響：1) 可能導(dǎo)致轉(zhuǎn)基因失活或沉默；2) 可能會使受體植物的基因表現(xiàn)插入失活。有關(guān)轉(zhuǎn)基因作物釋放或使用帶來的生態(tài)學(xué)上的安全性：轉(zhuǎn)基因作物本身轉(zhuǎn)變?yōu)殡s草；轉(zhuǎn)入的基因可能轉(zhuǎn)移至近緣物種，從而使其變?yōu)殡s草。* 雜草：指非人為種植、對人類而言其不利性多于

10、有利性的一類植物。* 雜草：對人類行為或利益構(gòu)成有害或有干擾的任何植物。雜草風(fēng)險評估* Rissler和Mellon（1996）提出了一種三步式評估方法對轉(zhuǎn)基因植物轉(zhuǎn)變?yōu)殡s草的潛在風(fēng)險進(jìn)行評估。第一步 轉(zhuǎn)基因作物的親本作物是否具有雜草特性：親本作物是否是雜草或在某一國家某一地區(qū)有其近緣雜草物種第二步 轉(zhuǎn)基因植物生態(tài)上的行為表現(xiàn)分析：轉(zhuǎn)基因作物與親本對照相比是否具有更高的生態(tài)上的行為表現(xiàn)第三步 雜草化趨勢是否增加？轉(zhuǎn)基因植物通過基因流對近緣物種的潛在威脅基因流：轉(zhuǎn)基因植物與非轉(zhuǎn)基因植物一樣，可與近緣植物雜交，產(chǎn)生雜種。因此，轉(zhuǎn)基因作物的大規(guī)模釋放，可能使轉(zhuǎn)入的外源基因流向其近緣植物、野生種或雜草

11、。這種形式的遺傳物質(zhì)的轉(zhuǎn)移稱為基因流。第四章轉(zhuǎn)基因動物概述* 用實驗方法把外源基因?qū)氲絼游矬w內(nèi)，外源基因與動物本身的染色體整合，隨細(xì)胞的分裂而增殖，在體內(nèi)得到表達(dá)，并能傳給后代。* 轉(zhuǎn)基因動物技術(shù)在1991年第一次國際基因定位會議上被公認(rèn)是遺傳學(xué)中繼連鎖分析、體細(xì)胞遺傳和基因克隆之后的第四代技術(shù)，被列為生物學(xué)發(fā)展史上第14個轉(zhuǎn)折點。* 1980年底Gordon等人首次將克隆的基因利用顯微注射法注入小鼠受精卵原核，然后移植于假孕的母鼠輸卵管，培育出第一個轉(zhuǎn)基因動物。干細(xì)胞的分類：1 胚胎干細(xì)胞2 成體干細(xì)胞3 造血干細(xì)胞4 神經(jīng)干細(xì)胞5 肌肉干細(xì)胞動物生物反應(yīng)器(bioreactor)是指利用

12、轉(zhuǎn)基因活體動物的某種能夠高效表達(dá)外源蛋白的器官或組織來進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)活性功能蛋白的技術(shù)，這些蛋白一般是藥用蛋白或營養(yǎng)保健蛋白。? 用于表達(dá)的生物反應(yīng)器包括動物血液、泌尿系統(tǒng)、精囊腺、乳腺等，還包括禽蛋和昆蟲（例如家蠶）個體等。? 國際上通常把目的基因在血液循環(huán)系統(tǒng)或乳腺中表達(dá)的轉(zhuǎn)基因動物稱為“動物生物反應(yīng)器”。? 其中動物乳腺生物反應(yīng)器是目前國際上惟一證明可以達(dá)到商業(yè)化生產(chǎn)水平的生物反應(yīng)器。2009年2月6日首次批準(zhǔn)了用轉(zhuǎn)基因山羊奶研制而成的抗血栓藥物受體動物的安全性評價：受體動物的背景資料受體動物的生物學(xué)特性 受體動物病原體的狀況及其潛在影響受體動物的生態(tài)環(huán)境受體動物的遺傳變異受體動物的監(jiān)測

13、方法和監(jiān)控的可能性。受體動物的其他資料。根據(jù)上述評價，參照有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)劃分受體動物的安全等級。基因操作的安全性評價：轉(zhuǎn)基因動物中引入或修飾性狀和特性的敘述。實際插入或刪除序列的以下資料：* 插入序列的大小和結(jié)構(gòu)，確定其特性的分析方法；* 刪除區(qū)域的大小和功能；* 目的基因的核苷酸序列和推導(dǎo)的氨基酸序列；* 插入序列在動物細(xì)胞中的定位(是否整合到染色體、線粒體，或以非整合形式存在)及其確定方法；* 插入序列的拷貝數(shù)。目的基因與載體構(gòu)建的圖譜，載體的名稱和來源，載體是否有致病性以及是否可能演變?yōu)橛兄虏⌒?。如是病毒載體，則應(yīng)說明其作用和在受體動物中是否可以復(fù)制。載體中插入?yún)^(qū)域各片段的資料：* 啟動子和終

14、止子的大小、功能及其供體生物的名稱；* 標(biāo)記基因和報告基因的大小、功能及其供體生物的名稱；* 其他表達(dá)調(diào)控序列的名稱及其來源（如人工合成或供體生物名稱）。 轉(zhuǎn)基因方法。 插入序列表達(dá)的資料：* 插入序列表達(dá)的資料及其分析方法，如Southern印跡雜交圖、PCRSouthern雜交檢測圖等；* 插入序列表達(dá)的器官和組織、表達(dá)量。 根據(jù)上述評價，參照有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)劃分基因操作的安全類型。轉(zhuǎn)基因動物的安全性評價： 與受體動物比較，轉(zhuǎn)基因動物的如下特性是否改變：在自然界中的存活能力；經(jīng)濟(jì)性能；繁殖、遺傳和其它生物學(xué)特性。插入序列的遺傳穩(wěn)定性?；虮磉_(dá)產(chǎn)物、產(chǎn)物的濃度及其在可食用組織中的分布。轉(zhuǎn)基因動物遺傳

15、物質(zhì)轉(zhuǎn)移到其它生物體的能力和可能后果。由基因操作產(chǎn)生的對人體健康和環(huán)境的毒性或有害作用的資料。 是否存在不可預(yù)見的對人類健康或生態(tài)環(huán)境的危害。 轉(zhuǎn)基因動物的轉(zhuǎn)基因性狀檢測和鑒定技術(shù)。 根據(jù)上述評價和食品衛(wèi)生的有關(guān)規(guī)定，參照有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)劃分轉(zhuǎn)基因動物的安全等級。轉(zhuǎn)基因動物產(chǎn)品的安全性評價：轉(zhuǎn)基因動物產(chǎn)品的穩(wěn)定性。生產(chǎn)、加工活動對轉(zhuǎn)基因動物安全性的影響。轉(zhuǎn)基因動物產(chǎn)品與轉(zhuǎn)基因動物在環(huán)境安全性方面的差異。轉(zhuǎn)基因動物產(chǎn)品與轉(zhuǎn)基因動物在對人類健康影響方面的差異。參照有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)劃分轉(zhuǎn)基因動物產(chǎn)品的安全等級。第五章對生態(tài)環(huán)境的潛在危害：致病性和毒性 生存競爭能力 傳播擴(kuò)散能力 遺傳變異能力 遺傳轉(zhuǎn)移能力受體微生物

16、的安全性評價：（1） 受體微生物的背景資料：（2） 受體微生物的生物學(xué)特性：（3） 受體微生物的生態(tài)環(huán)境：（4） 受體微生物的遺傳變異：（5） 受體微生物的監(jiān)測方法和監(jiān)控的可能性。（6）?受體微生物的其他資料。（7）?根據(jù)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)確定受體微生物的安全等級?；虿僮鞯陌踩栽u價：（1）轉(zhuǎn)基因微生物中引入或修飾性狀和特性的敘述。（2）實際插入或刪除序列的資料：（3）目的基因與載體構(gòu)建的圖譜；載體的名稱和來源，載體特性和安全性，能否向自然界中不含有該類基因的微生物轉(zhuǎn)移。（4）載體中插入?yún)^(qū)域各片段的資料：（5）基因操作方法。（6）目的基因表達(dá)的穩(wěn)定性。（7）目的基因的檢測和鑒定技術(shù)。（8）重組分子的結(jié)

17、構(gòu)、復(fù)制特性和安全性。（9）根據(jù)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)確定基因操作的安全類型。轉(zhuǎn)基因微生物的安全性評價：（1）轉(zhuǎn)基因微生物的生物學(xué)特性；應(yīng)用目的；在自然界的存活能力；遺傳物質(zhì)轉(zhuǎn)移到其他生物體的能力和可能后果；監(jiān)測方法和監(jiān)控的可能性。（2）轉(zhuǎn)基因微生物對人類的安全性。（3）轉(zhuǎn)基因微生物對生態(tài)環(huán)境的安全性。（4）轉(zhuǎn)基因微生物的檢測和鑒定技術(shù)。（5）根據(jù)本辦法第十三條有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)確定轉(zhuǎn)基因微生物的安全等級。轉(zhuǎn)基因微生物產(chǎn)品的安全性評價：（1）轉(zhuǎn)基因微生物產(chǎn)品的穩(wěn)定性。（2）生產(chǎn)、加工活動對轉(zhuǎn)基因微生物安全性的影響。（3）轉(zhuǎn)基因微生物產(chǎn)品與轉(zhuǎn)基因微生物在環(huán)境安全性方面的差異。（4）轉(zhuǎn)基因微生物產(chǎn)品與轉(zhuǎn)基因微生物在對人類

18、健康影響方面的差異。（5）參照本辦法第十四條有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)劃分其他轉(zhuǎn)基因微生物產(chǎn)品的安全等級。第六章轉(zhuǎn)基因食品概述：這種以轉(zhuǎn)基因生物為食物或為原料加工生產(chǎn)的食品就是轉(zhuǎn)基因食品。討論轉(zhuǎn)基因食品為什么并非簡單的科學(xué)技術(shù)之爭？* 轉(zhuǎn)基因食品是傳統(tǒng)食品在經(jīng)濟(jì)學(xué)意義上的 “ 替代產(chǎn)品 ” ，它們之間存在著對有限市場份額的競爭。* 歐盟是轉(zhuǎn)基因食品的反對者，這與其政治、經(jīng)濟(jì)也是密不可分的。* 直接的禁止進(jìn)口與 WTO 原則是相背的，還易引發(fā)貿(mào)易爭端，為扶持本國產(chǎn)業(yè)，緩解進(jìn)口產(chǎn)品對國內(nèi)市場的壓力，許多國家借助轉(zhuǎn)基因食品安全性爭論出臺了轉(zhuǎn)基因限量標(biāo)準(zhǔn)與標(biāo)簽制度。* 人們獲得信息的渠道、科學(xué)的分辨能力、對新知識的認(rèn)知

19、程度和理解方式又是千差萬別，都會使他們對轉(zhuǎn)基因食品產(chǎn)生不同態(tài)度，從而引發(fā)爭論。* 避免這種技術(shù)和產(chǎn)品壟斷帶來的利益損失和進(jìn)口依賴性的產(chǎn)生，許多人加入了反對者的行列。轉(zhuǎn)基因食品的安全評價：* 加強(qiáng)對轉(zhuǎn)基因食品安全管理的核心和基礎(chǔ)是安全性評價。目前國際上對轉(zhuǎn)基因食品安全評價遵循以下四點原則：-科學(xué)原則 -實質(zhì)等同性-個案原則 -逐步完善原則* 安全評價的主要內(nèi)容：-毒性、過敏性、營養(yǎng)成分、抗?fàn)I養(yǎng)因子、標(biāo)記基因轉(zhuǎn)移和非期望效應(yīng)等。* 安全評價的主要技術(shù)：-食物成分營養(yǎng)評價技術(shù)、流行病學(xué)研究、生物信息學(xué)技術(shù)等。轉(zhuǎn)基因食品安全性評價的技術(shù)：* 食物成分營養(yǎng)評價技術(shù)* 流行病學(xué)研究* 生物信息學(xué)技術(shù)* 分

20、子生物學(xué)技術(shù)* 致敏性評價技術(shù)* 毒理學(xué)評價技術(shù)第七章醫(yī)藥生物技術(shù)概述：是生物技術(shù)與醫(yī)學(xué)和制藥工業(yè)相結(jié)合的產(chǎn)物，也是生物技術(shù)領(lǐng)域中研究最活躍、產(chǎn)業(yè)發(fā)展最迅速、效益最顯著的領(lǐng)域。包括兩方面內(nèi)容：-利用生物體作為生物反應(yīng)器生產(chǎn)醫(yī)藥生物技術(shù)產(chǎn)品；-利用生物技術(shù)來改造和創(chuàng)造出新的診斷、治療、預(yù)防疾病的方法?；蛑委?是指將人的正?；蚧蛴兄委熥饔玫幕蛲ㄟ^一定方式導(dǎo)入人體靶細(xì)胞以糾正基因的缺陷或者發(fā)揮治療作用，從而達(dá)到治療疾病目的的生物醫(yī)學(xué)新技術(shù)。生物醫(yī)藥行業(yè)特征：1高技術(shù)2高投入3長周期4高風(fēng)險5高收益第八章生物恐怖是使用致病性微生物或毒素等作為恐怖襲擊武器，通過一定的途徑散布致病性細(xì)菌、病毒，造成烈性傳染病的暴發(fā)、流行，導(dǎo)致人群失能和死亡，引發(fā)社會動蕩生物恐怖的特征：1. 恐怖分子使用的生物武器容易制造2. 生物恐怖的影響面廣、危害性大3. 生物恐怖難于防范如何在技術(shù)上對生物武器進(jìn)行防護(hù)？1. 偵，即偵察易帶有病原體的傳染源。2. 檢，即檢測