轉(zhuǎn)基因食品與基因療法

1、 轉(zhuǎn)基因食品與基因療法摘要：在該調(diào)研報(bào)告中，主要講述轉(zhuǎn)基因食品的概念、發(fā)展?fàn)顩r、面臨的問題及對人類的危害、有效的應(yīng)對措施，基因療法的成績，及個人對于基因工程在轉(zhuǎn)基因作物和基因療法對人類的利與弊的看法。關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)基因食品 食品安全 基因療法生物技術(shù)：國際合作與發(fā)展組織定義：應(yīng)用自然科學(xué)及工程學(xué)的原理，依靠微生物、動物、植物體作為反應(yīng)器將物料進(jìn)行加工以提供產(chǎn)品為社會服務(wù)的技術(shù)。美國政府技術(shù)顧問委員會定義：應(yīng)用生物或來自生物體的物質(zhì)制造或改進(jìn)一種商品的技術(shù)，其中還包括改良有重要經(jīng)濟(jì)價(jià)值的植物與動物以及利用微生物改良環(huán)境的技術(shù)。生物技術(shù)包括基因工程、細(xì)胞工程、發(fā)酵工程和蛋白質(zhì)工程（包括酶工程）四大類。

2、基因工程：是指在分子水平，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)把一個生物體中有用的目的基因轉(zhuǎn)入另一個生物體中，使后者獲得新的遺傳醒轉(zhuǎn)或表達(dá)所需要的常務(wù)。轉(zhuǎn)基因作物：是利用基因工程技術(shù)將一種微生物、動物或植物的基因植入另一個微生物、動物或植物中，接受的一方由此獲得了一種它所不能自然擁有的品質(zhì)。轉(zhuǎn)基因作物是生物技術(shù)應(yīng)用的一個重要分支。轉(zhuǎn)基因技術(shù)的一般步驟：1、 目的基因的分離。利用特殊的剪切酶，在特定位點(diǎn)上將供體的DNA分離成含有目的基因的片段，然后分離、純化。2、 用載體將目的基因進(jìn)行轉(zhuǎn)移。典型的運(yùn)載體是質(zhì)粒。3、 目的基因的擴(kuò)大培養(yǎng)及整合到寄主細(xì)胞。通常含目的基因的載體在細(xì)菌細(xì)胞內(nèi)繁殖。從而獲得大量轉(zhuǎn)基因載體。4、 標(biāo)

3、記基因，通過載體上的標(biāo)記基因可以有效地提取只含有目的基因的細(xì)胞。5、 篩選和繁殖。經(jīng)過轉(zhuǎn)基因的宿主細(xì)胞必須經(jīng)嚴(yán)格多重篩選、測試才能用于食品生產(chǎn)。轉(zhuǎn)基因技術(shù)的研究進(jìn)展：自1983年世界上第一例轉(zhuǎn)基因作物含有抗生素類抗體的煙草植株問世以來，轉(zhuǎn)基因植物的研究和發(fā)展得到了迅速發(fā)展。1993年延熟保鮮轉(zhuǎn)基因番茄在美國批準(zhǔn)上市，從1996年開始，轉(zhuǎn)基因作物商品化應(yīng)用進(jìn)入迅猛發(fā)展時(shí)期。1998年全球轉(zhuǎn)基因作物種植面積達(dá)2780萬公頃，較1997年增加1680萬公頃，其中美國和加拿大種植面積高達(dá)2330萬公頃，占全球轉(zhuǎn)基因作物的84%。2000年全球種植面積達(dá)到4420萬公頃，2001年在有激烈爭議的情況下種

4、植面積仍比上年增加19%，達(dá)到5260萬公頃。其中，轉(zhuǎn)基因大豆種植面積為3330萬公頃，占轉(zhuǎn)基因作物總面積的63%；其次為玉米，980萬公頃，占轉(zhuǎn)基因作物總面積的19%；面積較大的還有棉花和油菜。2002年全球轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物種植面積為5870萬公頃，其中美國就占了68，達(dá)3990萬公頃。據(jù)預(yù)測，到2010年全球轉(zhuǎn)基因種子銷售額將達(dá)到3000億美元。目前，我國轉(zhuǎn)基因作物種植面積超過100萬畝，有6種轉(zhuǎn)基因植物已被批準(zhǔn)商品化，進(jìn)入市場的轉(zhuǎn)基因食品有柿子椒和西紅柿。但我國最主要的轉(zhuǎn)基因作物是棉花，除了偶爾用棉籽榨油，一般并不作為食品。2002年，中國轉(zhuǎn)基因棉花達(dá)到150萬公頃，已經(jīng)占到棉花產(chǎn)量的1/3

5、。迄今，世界轉(zhuǎn)基因生物已達(dá)120種左右，主要的4種轉(zhuǎn)基因作物是玉米、棉花、大豆和加拿大油菜籽。1998年，這4種轉(zhuǎn)基因作物的種植面積占世界轉(zhuǎn)基因作物總面積的99%。其他轉(zhuǎn)基因作物包括煙草、番木瓜、土豆、西紅柿、亞麻、向日葵、香蕉和瓜菜類等。轉(zhuǎn)基因作物帶來的巨大變革：1、 對傳統(tǒng)生產(chǎn)方式的沖擊：轉(zhuǎn)基因作物的快速發(fā)展，具有傳統(tǒng)生產(chǎn)方式無可比擬的優(yōu)點(diǎn)。首先，轉(zhuǎn)基因技術(shù)能將目標(biāo)基因單個分離并準(zhǔn)確轉(zhuǎn)移，能針對性地在抗蟲害、改善食品品質(zhì)、延長保鮮期以及增加產(chǎn)量等方面進(jìn)行完善。而傳統(tǒng)雜交培育法是成千上萬個不同種類基因一起經(jīng)過許多代的篩選擇優(yōu)，在時(shí)間、效果和成本上都明顯落后于前者；其次，轉(zhuǎn)基因技術(shù)能將目的基因

6、范圍擴(kuò)大到微生物、動物等群體，其基因源的范圍是傳統(tǒng)方法無可想象的。因而，轉(zhuǎn)基因食品是解決世界人口劇增帶來的天然物資短缺問題的良方。2、 環(huán)境問題以及食品安全的挑戰(zhàn)：環(huán)境問題：轉(zhuǎn)基因技術(shù)的發(fā)展對環(huán)境保護(hù)有利有弊?？瓜x作物的出現(xiàn)能夠有效的抑制農(nóng)藥的使用量，以往農(nóng)藥是除去田間害蟲的唯一方式。然而，農(nóng)藥的富集對于生態(tài)環(huán)境和人身的危害都是巨大的。但是抗病蟲害的轉(zhuǎn)基因作物會導(dǎo)致有害生物抗藥性的增強(qiáng)，從而加大了人類戰(zhàn)勝很多疾病的難度，同時(shí)抗病植株可能誘導(dǎo)害蟲變異，對人類的危害很大。轉(zhuǎn)基因?qū)κ秤谜叩臐撛谖：κ俏粗模K格蘭Rowett研究所（RR1）的研究表明，一種抗蟲轉(zhuǎn)基因馬鈴薯所產(chǎn)生的雪花蓮?fù)庠茨啬軌?/p>

7、對大鼠的內(nèi)臟器官和免疫系統(tǒng)產(chǎn)生損傷，而對于人類來講，類似的影響可能會導(dǎo)致癌癥發(fā)病率和死亡率的大幅上升。但是，在這方面的研究總是有很大爭議的。另外，轉(zhuǎn)基因作技術(shù)還可能無意中提高天然植物毒素。某些天然毒素基因，例如：馬鈴薯的茄堿、木薯和利馬豆的氰化物、豆科的蛋白酶抑制劑等，有可能被打開而增加這些毒素的含量，給消費(fèi)者造成傷害。轉(zhuǎn)基因作物對非目標(biāo)生物的傷害，美國康奈爾大學(xué)教授約翰羅西等人在Nature 上發(fā)表的有關(guān)轉(zhuǎn)基因玉米花粉傷害大斑蝶的報(bào)告以來，在各國引起很大反響。轉(zhuǎn)基因Bt玉米的花粉含吸毒素，大斑蝶幼蟲等農(nóng)田益蟲吃了撒有這種花粉的馬利筋葉片后死亡率很高，還伴有不良發(fā)育。但是部分科學(xué)家還是認(rèn)為，這

8、一實(shí)驗(yàn)的結(jié)果是否有代表性及普遍性尚需進(jìn)一步驗(yàn)證。不能排除目的基因意外的轉(zhuǎn)移或蔓延，造成的有害基因的泛濫而無法控制。帶有抗除草劑和抗蟲性的GM作物可以和野生品種雜交，意外的產(chǎn)生難以鏟除的惡性雜草。這些惡性雜草可以變成侵襲性植物，使作物減產(chǎn)和破壞生態(tài)環(huán)境。食品安全：科學(xué)家通過轉(zhuǎn)變或是轉(zhuǎn)移某些能表達(dá)某種特性的基因，從而改善食品的口味、營養(yǎng)成分和反腐功能。甚至可以將一些動物的基因轉(zhuǎn)移到植物中，使植物性食品帶有動物性的營養(yǎng)成分和口味。這些可有有效地代替反腐劑和農(nóng)藥帶來的人身危害。但是在改善農(nóng)作物其它性狀的同時(shí)，也可能造成口味的變化，使得消費(fèi)者不適應(yīng)改變后的口味。轉(zhuǎn)基因作物的過敏性，人體免疫系統(tǒng)可對食品中

9、特意性物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生抗原特異性的免疫球蛋白IgE的反應(yīng)。供體的過敏性狀轉(zhuǎn)移到受體植物中例子如，1996年Hi-Bred國際公司為提高動物飼料的蛋白質(zhì)含量，將巴西堅(jiān)果的基因引入大豆，結(jié)果使一些對巴西堅(jiān)果過敏的消費(fèi)者產(chǎn)生過敏反應(yīng)，公司已及時(shí)將產(chǎn)品收回。引入的外源基因是否有毒，在轉(zhuǎn)基因過程中用作大量復(fù)制DNA的細(xì)菌或病毒細(xì)胞是否對人體有害，引入的抗蟲基因?qū)θ梭w是否有害等等。有一種觀點(diǎn)認(rèn)為，轉(zhuǎn)基因油可能與人類基因組發(fā)生重組。轉(zhuǎn)基因中的DNA是被包裹在植物組織的細(xì)胞內(nèi)的，因此，它們在認(rèn)的消化系統(tǒng)中可以存在很長時(shí)間，有以牲畜為研究對象，發(fā)現(xiàn)飼料中的DNA能夠進(jìn)入牲畜的血液中；另外，在人、畜的腸胃中，存

10、在著大量的微生物群體，轉(zhuǎn)基因分子能夠比較容易的進(jìn)入微生物的細(xì)胞之中，很可能與腸胃中微生物基因組整合。假如這種基因重組存在，那么轉(zhuǎn)基因就能夠在人體能長時(shí)間存在，在一定條件下，就可能與人類的基因組發(fā)生重組。這對人類的影響是未知的。3、轉(zhuǎn)基因食品的檢測和評估：轉(zhuǎn)基因食品的檢測：主要是基于分子生物學(xué)原理的，主要步驟是DNA的提取，PCR反應(yīng)并觀測其產(chǎn)物，從而確定目的基因的基本序列，其它方法還有凝膠電泳、測序儀和酶聯(lián)免疫法等。實(shí)質(zhì)等同性原則：即如果一種轉(zhuǎn)基因食品與顯存的傳統(tǒng)同類食品相比較，其特性、化學(xué)成分、營養(yǎng)成分、所含毒素以及人和動物食用和飼用情況是類似的，那么它們就是具有實(shí)質(zhì)等同性。實(shí)質(zhì)等同性原則是

11、參考，并非是解決問題的辦法。評價(jià)內(nèi)容分為3個方面：1、 插入基因所表達(dá)蛋白的安全性評價(jià)；2、 用選擇性和特異性的分析檢驗(yàn)來進(jìn)行非預(yù)期影響，轉(zhuǎn)基因食品的重要營養(yǎng)成分與相應(yīng)的非轉(zhuǎn)基因品系以及其親本的進(jìn)行比較，分析結(jié)果要與現(xiàn)有數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，以確定其營養(yǎng)水平在正常的范圍內(nèi)，抗?fàn)I養(yǎng)成分也要與現(xiàn)有數(shù)據(jù)對照比較一確認(rèn)內(nèi)源毒素沒有發(fā)生意義的變化。3、 健康顯示測試的選擇性應(yīng)用。基因療法：是指將異常基因恢復(fù)正常來治療基因異常所致疾病的方法。20世紀(jì)80年代初，隨著分子遺傳學(xué)的研究深入，特別是醫(yī)學(xué)分子遺傳學(xué)研究進(jìn)展和應(yīng)用，許多遺傳病的發(fā)生機(jī)理在基因水平上被揭示，這樣就有可能從基因水平上去診斷和醫(yī)治遺傳病。檢測表明

12、，遺傳病中的大多數(shù)是由于單個基因突變所引起的。隨著DNA體外重組技術(shù)的不斷完善，與遺傳病有關(guān)的基因不斷被分離、克隆、分析，同時(shí)又由于基因轉(zhuǎn)導(dǎo)效率的不斷提高，將這些技術(shù)和理論用于人類本身就必然成為廣大科學(xué)工作者所追求的目標(biāo)。但是基因治療學(xué)必須克服重重障礙，主要的障礙是：1、 首先，比不可少的是要讓載體達(dá)到足夠高的數(shù)量水平的特定細(xì)胞中，以產(chǎn)生所需的響應(yīng)，但沒有毒性問題。2、 一旦攜帶有編碼基因的載體到達(dá)所需細(xì)胞，載體就必須被內(nèi)化并到達(dá)細(xì)胞核，但細(xì)胞已天然設(shè)置了許多屏障來阻止新導(dǎo)入的DNA與現(xiàn)有的DNA相互作用。現(xiàn)已證明，克服這個困難要比以前預(yù)料的更加艱難。3、 一旦進(jìn)入細(xì)胞核，這個新導(dǎo)入的基因必須

13、能夠堅(jiān)持存在一段時(shí)間，至少要達(dá)到所需時(shí)間長度。細(xì)胞有時(shí)能切斷新基因，使其失效。4、 潛在的免疫反應(yīng)。如果這個基因產(chǎn)物被認(rèn)為是一個外來物，那么人體就會對這個載體或蛋白質(zhì)發(fā)動攻擊。以臨床應(yīng)用為目的的基因研究現(xiàn)在正日趨活躍，一些發(fā)達(dá)國家已經(jīng)將其用于臨床。最初人們采用的方法是將正常的基因?qū)牖虺霈F(xiàn)異常的患者體內(nèi)，使之制造出人體所缺乏的蛋白質(zhì)。目前這種基因治療的作用范圍不斷拓展，如人們利用它改變細(xì)胞的性質(zhì)使藥物發(fā)生作用，還有對出現(xiàn)異常的遺傳基因進(jìn)行“封閉”等。下表給出了部分已經(jīng)在進(jìn)行中的基因標(biāo)記計(jì)劃和治療計(jì)劃。疾病靶細(xì)胞基因執(zhí)行單位病例數(shù)1急性淋巴細(xì)胞白血病骨髓細(xì)胞Neo印第安納大學(xué)42腫瘤TILNe

14、o洛杉磯加利福利亞大學(xué)13腦瘤內(nèi)注射TKNLH84Ncuroblastoma2骨髓細(xì)胞Neo法國里昂LconB crard 中心65血友病B培養(yǎng)的自體或纖維細(xì)胞YIX復(fù)旦大學(xué) 長海醫(yī)院26嚴(yán)重聯(lián)合免疫缺陷SCID外周NIH7黑色素瘤腫瘤細(xì)胞1L2荷蘭LciDdcu大學(xué)108SCID淋巴細(xì)胞+骨髓細(xì)胞ADA意大利米蘭圣法利埃科學(xué)院29FH培養(yǎng)的自體肝細(xì)胞LDL受體密執(zhí)史大學(xué)310腫瘤TILNeo法國里昂LconB crard 中心4個人對轉(zhuǎn)基因技術(shù)的大范圍應(yīng)用以及基因治療的看法：一、 不宜制造轉(zhuǎn)基因食物用于食用：對于轉(zhuǎn)基因技術(shù)的應(yīng)用，其不確定因素要遠(yuǎn)多于確定性因素。當(dāng)前的轉(zhuǎn)基因食品的評估系統(tǒng)還是

15、很不完善的。導(dǎo)致當(dāng)前的一個現(xiàn)狀是很多轉(zhuǎn)基因食品在實(shí)驗(yàn)室階段被認(rèn)為是對人類和自然環(huán)境是沒有危害的，但是在作為商品成功上市一段時(shí)間后，會在消費(fèi)者中發(fā)現(xiàn)過敏反應(yīng)，或是在后繼的實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)其對于實(shí)驗(yàn)對象（白鼠等）存在很嚴(yán)重的傷害，或是有害于自然環(huán)境。正如前面提及的，1996年Hi-Bred國際公司為提高動物飼料的蛋白質(zhì)含量，將巴西堅(jiān)果的基因引入大豆，結(jié)果使一些對巴西堅(jiān)果過敏的消費(fèi)者產(chǎn)生過敏反應(yīng)，公司已及時(shí)將產(chǎn)品收回。如果總是在某種轉(zhuǎn)基因食物大量食用后才發(fā)現(xiàn)問題，那么如果真的發(fā)生了一次很嚴(yán)重的危害或是對環(huán)境的威脅，后果將是不堪設(shè)想的，眾所周知，人們對突發(fā)事件的應(yīng)對能力是很有限的，特別是新型的病毒危害，回想

16、當(dāng)年SARS的威脅，仍可以讓全世界人感到恐慌。如果只是作為經(jīng)濟(jì)作物，像轉(zhuǎn)基因棉植株，可以有效的提高棉花的抗藥性、產(chǎn)量和質(zhì)量。至少這個不會直接威脅到人類的人身安全和種族的延續(xù)，但是有沒有其它的負(fù)面效應(yīng)，還是很難在較短的時(shí)間內(nèi)下定論的?！巴庠椿蚯宄夹g(shù)”的發(fā)現(xiàn)，是一個進(jìn)步?？梢杂行У姆乐够蛭廴尽＠?，一種帶有抗除草劑和抗蟲性的GM作物可以和野生品種雜交，意外地產(chǎn)生難以鏟除的惡性雜草。如果采用“外源基因清除技術(shù)”則能很好的防止這一點(diǎn)。二、 轉(zhuǎn)基因的研究比傳統(tǒng)的雜交實(shí)驗(yàn)應(yīng)該更難于成功：個人認(rèn)為健康的轉(zhuǎn)基因技術(shù)發(fā)展的情況應(yīng)該是比較緩慢的，至少在當(dāng)前未成熟時(shí)期，很多的公司都在不停地研發(fā)各種轉(zhuǎn)基因食品，

17、在沒有經(jīng)過細(xì)致的檢測和評估，就直接投放市場，謀取暴利。同時(shí)一些非法的散播轉(zhuǎn)基因種子的行為也時(shí)有發(fā)生。然而，真正培育出一個可靠的新品種的時(shí)間是很長的。袁隆平當(dāng)年花了很多的時(shí)間來培育雜交稻?，F(xiàn)在，隨著轉(zhuǎn)基因技術(shù)的發(fā)展，尋找需要的遠(yuǎn)源基因已經(jīng)不是難題。但是真正的難題是怎樣培育出可靠的、同時(shí)具有優(yōu)良性狀的植株，而不是像現(xiàn)在這樣莽撞前行。三、 在新的轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品不斷推出的同時(shí)，檢測和評估系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)不斷完善：隨著轉(zhuǎn)基因食品日益普遍，我國也要不斷加強(qiáng)對轉(zhuǎn)基因技術(shù)的規(guī)范化，這些需要從以下幾個方面來進(jìn)行：制定完備的生物安全法。轉(zhuǎn)基因食品的風(fēng)險(xiǎn)評估研究要不斷完善，例如建立標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫以及評估方法的改進(jìn)和完善。基因工程知

18、識的宣傳和普及，觀念的普及能夠防止農(nóng)民上當(dāng)受騙。同時(shí)也有利于消費(fèi)者接受新觀念。提高轉(zhuǎn)基因技術(shù)的透明度。讓人們了解其中的風(fēng)險(xiǎn)和危害，而不是讓人們處于一種不知情的狀態(tài)。有監(jiān)督，產(chǎn)業(yè)才能得到完善。四、 基因治療是一個很有發(fā)展空間的研究方向：基因治療是一項(xiàng)很有潛力的研究方向，雖然同樣是著手于基因?qū)用妫腔蛑委煷蠖嗍侵塾谌祟愐延械恼；颍粫胪鈦砘?。這樣就不存在很多問題。例如，基因治療的成功與失敗大多只涉及一個人，而對于其他人是沒有影響的。關(guān)鍵是在基因治療過程中有很多難點(diǎn)需要攻克。例如，有這樣一個案例，兩名患X-連鎖重癥聯(lián)合免疫缺陷病的兒童，1998年采用基因治療成功治愈，引起高度關(guān)注，但是后來還是患上了白血病。任何時(shí)候向一個細(xì)胞中插入新的DNA，都是存在很大風(fēng)險(xiǎn)的。會增加惡性腫瘤的幾率，或是某些正常基因表達(dá)被抑制以及一些被抑制基因被激活等。從某種程度上說，這些都需要積累很多的經(jīng)驗(yàn)才能讓這門技術(shù)真正成熟。另外，還有很