轉基因，毒藥還是良藥？

出品：科普中國

製作：新浪網科技頻道 雪樹

監製：中國科學院計算機網路信息中心

2015年11月19日，在生物科技發展史上是一個值得銘記的日子。

就在這一天，美國食品藥品管理局（FDA）批准了將「轉基因三文魚」作為人類食用用途的方案，轉基因三文魚成為世界上第一例供食用轉基因動物。

而與國外轉基因食品已經被端上餐桌的進展相比，我國轉基因食品在走上餐桌的道路上卻格外顯得困難重重。

下面就以命途多舛的轉Bt基因抗蟲水稻為例，管窺中國轉基因食品的困局。

轉基因三文魚（上）與非轉基因三文魚（下）對比

「蟲都不吃的東西，人能吃嗎？」

簡單的一句話，不僅把轉基因抗蟲水稻推上了輿論風口浪尖，同時也大大遲滯了我國在發展轉基因作物方面所做出的努力。但這更反映了大眾對轉基因食品的擔憂。

而通常情況下,擔憂源於不了解。

轉Bt基因抗蟲水稻到底是什麼樣的水稻？為什麼科學家說轉Bt基因抗蟲水稻是可安全食用的？怎樣保證它是安全的？

轉基因的基本知識和技術優勢

一、Bt蛋白作為農藥防治害蟲安全使用已有近100年的歷史

Bt蛋白是蘇雲金芽胞桿菌（Bacillus thuringiensis，簡稱Bt）產生的一類蛋白質。其以安全高效等優點成為目前產量最大、應用最廣的一類微生物殺蟲劑，是當前轉基因抗蟲水稻主要的外源基因產物。

1901年，日本學者石渡繁胤最先從得猝倒病的家蠶中分離出一種細菌，這種細菌可以讓健康的家蠶生病並死亡。1911年，德國人柏林納（Ernst Berliner）在今德國圖林根州（舊譯蘇雲金省）的染病地中海粉螟中也分離出類似的病原細菌。該菌在1915年被命名為蘇雲金芽孢桿菌，也稱蘇雲金桿菌。

從上世紀20年代開始，人們就開始嘗試用蘇雲金桿菌防治田間害蟲。1938年，法國首先嘗試通過發酵的手段生產這種可高效殺滅部分害蟲卻對人類健康和環境無害的細菌產物，開創了「以菌治蟲」的先河。我國在1959年引進了Bt殺蟲劑，1965年在武漢建立了第一家生產企業。時至今日，我國有260多家生物農藥生產企業，約佔全國農藥生產企業的10%；生物農藥製劑年產量近13萬噸；年產值約30億元人民幣。

值得一提的是，在《中華人民共和國國家標準：有機產品》（GB/T 19630—2011）的《第一部分：生產》的附錄B中明確指出，有機作物種植允許使用的植物保護產品和措施中包含了「蘇雲金桿菌及其製劑，即Bt」。所以說受到部分人推崇的有機食品在生產的過程中，很大一部分都施用過Bt生物農藥。

未打農藥條件下轉基因抗蟲水稻與非轉基因抗蟲水稻對螟蟲抗性對比。在人工誘發條件下，非轉基因抗蟲水稻絕收。

二、Bt蛋白的毒理學研究已經比較透徹

已經進行的毒理學實驗認為，Bt蛋白對於哺乳動物沒有毒性。在中國農業大學出具的《轉基因水稻華恢1號食用安全檢測技術報告》中，依據國家標準《急性毒性試驗》（GB15193.3-2003）對Bt蛋白Cry1Ab/Ac做了小鼠經口急性毒性檢測，試驗認為，同試驗開始時相比，對照組及試驗組的體重及臟器重量均無顯著差異，解剖未發現明顯臟器變化。

在中國疾病預防控制中心營養與安全所出具的檢驗報告中，試驗結果指出，在轉Bt基因水稻華恢1號稻米摻入飼料餵養大鼠90天，「動物活動、生長未見異常，被毛濃密有光澤」。同對照相比，「未發現華恢1號對試驗大鼠體重、食物利用率、血液學指標、血生化指標、臟器重量、臟體比以及組織學病理學觀察有生物學意義的改變。」上述兩份報告均具有法律效力。

Bt蛋白沒有毒性，那麼它是怎樣殺滅靶標昆蟲的呢？

其實殺滅靶標昆蟲的不是Bt蛋白本身，而是以Bt蛋白作為「原料」，經過加工得到的多肽。

從Bt蛋白到毒性蛋白再到產生殺蟲效果須經過兩個過程：

1.Bt蛋白在鹼性環境中被蛋白酶水解，產生有活性的毒素蛋白；

2.昆蟲中腸上皮細胞中存在的特異性受體（只存在於特定昆蟲體內）同毒素蛋白結合，從而使昆蟲腸道細胞膜穿孔，破壞細胞滲透平衡，細胞膨脹並溶解，最終導致昆蟲死亡。

那麼在人的消化道中，這一過程會是怎樣的呢？

在第一步就會遇到困難。昆蟲中腸pH在8-11之間，屬於鹼性環境。人類胃部的pH值在1.5-6之間，是酸性環境。水解Bt蛋白的蛋白酶在鹼性環境中能夠正常作用，但在酸性環境下生物活性被嚴重抑制，幾乎無法正常行使功能。

最為關鍵的一點是，人類消化道上皮細胞沒有可以同毒素蛋白結合的受體（該受體只存在於特定昆蟲體內），即使Bt蛋白順利水解，產生的毒素蛋白，沒有可以結合的受體，也無法發揮作用。

Bt蛋白作用機理示意圖 （來源：Bt mode of action）

三、我國對轉基因的研究和應用管理非常嚴格

我國對轉基因的研究和應用的管理之嚴格，完全可以說，即使不是世界上最嚴格的國家，也一定是最嚴格的國家之一。在法律法規建設上，早先在1996年，農業部就發布了《農業生物基因工程安全管理實施辦法》。後來在2001年，國務院頒布了《農業轉基因生物安全管理條例》，對在中國境內從事的農業轉基因生物研究、試驗、生產、加工、經營和進出口等活動進行全過程安全管理。依據該條例，農業部和國家質量監督檢驗檢疫總局先後制定了5個配套辦法來規範農業轉基因生物安全評價、進口安全管理、標識管理、加工審批、產品進出境檢驗檢疫工作。

在管理體系建設上，建立了各個相關部門間協作的四個層面的管理體系。按照要求，在中國境內從事轉基因生物研究，從實驗室內的轉化事件（即在實驗室中構建載體將外源基因轉入受體生物）開始就要向轉基因安全管理機構報備，此後還需要繼續進行中間試驗、環境釋放與生產試驗，以及環境安全和食用安全評價。以「華恢1號」和「Bt汕優63」為例，這兩種轉基因水稻從1999年進行中間試驗開始，至2009年拿到安全證書，經歷了整整11年的時間（不包括實驗室做轉化，以及在田間選育到遺傳穩定、農藝性狀優良品系的時間）。

現在，農業部每年還會組織各地方相關部門對科研單位和種子公司種植的試驗及繁殖材料取樣進行轉基因檢測，以杜絕轉基因材料的濫種和非法擴散。由此可見，我國對轉基因的審批和監管是非常謹慎和嚴格的。

我國轉基因作物管理大致流程

四、科學的安全評價體系保證轉基因食品安全

就像無法證明某個人永遠「絕對」不會犯錯一樣，轉基因水稻也無法被證明是「絕對」安全的。所謂「絕對」，在邏輯上就是錯誤的。因此，世界各國嘗試通過一套科學的評價體系來確保轉基因食品的安全性。

目前世界上有三種方法來評價轉基因食品的安全性：結果評價法、過程評價法和結果與過程評價法。

結果評價法的基礎是「實質等同性」（substantial equivalence）。聯合國經濟合作與發展組織（OECD）在1993年提出，如果某個新食品或食品成分與現有的食品或食品成分大體等同，那麼他們是同等安全的。這也是美國和加拿大在轉基因安全性評價中採用的評價原則。最早制訂生物技術研究和開發管理制度的美國政府認為，科學證據是安全管理的核心和基石，管制不能建立在「無端的猜測」和消費者「擔憂」的基礎之上。

歐盟各國奉行的是過程評價法，即對轉基因食品的研究、發展、商業化和銷售以及消費的全過程進行動態的全面檢測和安全評估。這是基於預防原則的一種方法。

我國對轉基因食品的安全評價法是結果和過程評價法相結合，但更側重於使用過程評價法來評價轉基因食品的安全性。轉基因食品在上市前，需要由第三方機構對轉基因食品的營養學、毒理學和致敏性進行評價。結果與常規食品相一致，那麼就認為轉基因食品與常規食品是一樣安全的。

美國食品和藥品管理局（FDA，負責確保轉基因食品對人的安全性）在1992年做出結論：轉基因作物和非轉基因作物之間「沒有概念上的區別」。因此，沒有理由要求對含有轉基因作物成分的食品特別進行標籤，除非它們的營養成分不同於非轉基因作物，或者會引起過敏。

轉基因水稻的安全性評價

轉基因並不是什麼讓人亡國絕種的絕世毒藥，相反我們生活中經常用到許多轉基因產品，尤其是在醫藥領域。

如糖尿病病人使用的胰島素，抗病毒治療使用的干擾素等等，都是通過轉基因菌株發酵生產得到的。正是由於轉基因技術的使用，使得這些藥品的產量得到極大的提高，而價格卻大幅下降（如胰島素。最初胰島素需要從動物的胰臟提取，每克胰島素約需要450個豬的胰腺。將胰島素基因轉入大腸桿菌后，只需要20升轉基因大腸桿菌的發酵液就可以得到1克胰島素）。

當前我國農業生產面臨著化學農藥和肥料日益濫用的問題。農藥需求量更小的轉基因棉花，化肥需求量更少的轉基因玉米，甚至灌溉需求量更少的轉基因水稻……科學家們正是希望通過推廣這些轉基因農作物，為我國的食品安全、環境保護、以及對資源更加有效的利用，提供一劑良藥。

也許讀到這裡，您的心裡還是存在一些疑惑，所以筆者選取了一些轉基因食品相關的問題進行了回答，寫在最後。

Q1.轉Bt基因水稻會導致人過敏嗎？

科學家對Bt蛋白和已知過敏源蛋白的氨基酸序列進行了比對，Bt蛋白與已知致敏原蛋白無序列相似性，不會增加過敏風險。當然，正如有的人對雞蛋過敏，有的人對牛奶過敏一樣，科學家只能保證Bt蛋白對大多數人而言不存在過敏風險，而不能保證每一個人都不會過敏。

Q2.轉基因的專利是在國內還是在國外？國外會不會用專利卡我們脖子？

據筆者所知，目前唯一拿到拿到轉基因安全證書的轉Bt基因水稻華恢1號和Bt汕優63的核心知識產權是我們中國人的，在中國的生產和銷售是不受國外專利限制的。

Q3.傳聞轉基因是外國的陰謀，吃了轉基因食品會讓我們中國人亡國絕種，是這樣的嗎？

所有轉基因涉及到的基因序列及調控序列都是已知的，不存在所謂的「基因陷阱」。另外，請不要低估我們中國科學家的智商。

Q4.吃了轉基因食品，轉的基因會進入我的基因組嗎？

研究幹細胞的科學家也許會很希望發生這種事情，這樣他們的工作難度會降低不止一個數量級。但我想他們只能註定失望。所有轉基因所涉及到的基因都是自然存在，而不是人工創造的。我們吃了這麼多年的青菜也沒看見誰變綠。

Q5.在超市裡我應該買轉基因大豆油還是非轉基因大豆油？

社會上對轉基因的爭議也就是最近幾年興起的，在此之前我們差不多吃了10年轉基因大豆油，目前為止沒看見誰出什麼問題。

Q6.轉基因現在是沒出問題，你怎麼保證以後也沒有問題？

說能保證的是偽科學……具體請詳見正文。

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