转基因技术对农产品安全的影响

(一)转基因农产品的概念

转基因农产品,特指那些通过转基因技术进行栽培、育种或改良的农作物产品,如转基因大豆,转基因木瓜、转基因玉米等。

从20世纪70年代发展起来的基因工程技术已能够对生物体进行精确的改造,创造出转基因生物,又称遗传改良生物或遗传饰变生物。 根据联合国粮农组织及世界卫生组织(FAO/WHO)、食品标准法典委员会(CAC)及《卡塔尔生物安全协议书》中的定义:转基因技术是指使用基于工程或分子生物学技术(不包括传统育种、细胞及原生质体融合、杂交、诱变、体外受精、体细胞变异及多倍体诱导等技术),将遗传物质导入活细胞或生物体中,产生基因重组现象,并使之表达并遗传的相关技术。 转基因生物是指遗传物质基因被改变的生物,其基因改变的方式是通过转基因技术,而不是自然增殖或自然重组的方式产生,包括转基因植物、转基因动物和转基因微生物三大类。

(二)转基因农产品质量安全问题

当前转基因农产品安全性争议范围之广,大概只有20世纪40年代的核技术能与之相比。 支持派认为如果转基因农业生物技术得不到社会支持,这一研究将被扼杀,并且强调,迄今为止并没有发现转基因农产品危害人体健康和环境的确切证据。 但环保组织认为这种违反自然的转基因作物及产品,未经长期安全测试,长期食用可能对人类及生态环境造成负面影响。 尤其是注重环境和生态保护的欧盟国家,对转基因作物更加排斥,因而抵制美国转基因生物产品的进口。

关于转基因生物安全性的争议主要在两个方面:一是通过食物链对人产生影响;二是通过生态链对环境产生影响。 转基因产品安全性因素主要考虑以下几点:

(1)转基因产物的直接影响是营养成分、毒性或增加食物过敏性物质的可能。

(2)转基因农产品间接影响是经遗传工程修饰的基因片段导入后,引发基因突变或改变代谢途径,致使其最终产物可能含有新的成分或改变现有成分的含量所造成的间接影响。

(3)植物经导入了具有抗除草剂或毒杀虫功能的基因后,它是否也像其他有害物质一样能通过食物链进入人体内。

(4)转基因农产品经胃肠道的吸收而将转基因移至胃肠道微生物中,从而对人体健康造成影响。

鉴于以上情况和现有的研究成果,当前人们关注的转基因农产品质量安全问题主要有以下几个方面。

1.可能产生的过敏性反应

食物过敏是人体对食物所含有害物质的反应,它涉及人体免疫系统对某种或某类特异蛋白的异常反应。 真正的食物过敏是指人对食物中存在的抗原分子的不良免疫介导反应。过敏反应是由免疫球蛋白E(LgE)与过敏原的相互作用引起的。 世界上由LgE介导引起过敏反应最常见的食物是鱼类、花生、大豆、牛奶、蛋、甲壳纲动物、小麦和核果类,约占过敏反应的90%,到目前为止已发现的引起过敏反应的蛋白质约有200种。 转基因作物通常插入特定的基因片段以表达特定的蛋白,而所表达蛋白如果是已知过敏原,则有可能引起人类的不良反应;即使表达蛋白为非已知过敏原,但只要是在转基因作物的食用部分表达,则也需对其进行评估。

有些农产品成分也可能成为半抗原,绝大多数生物过敏原都是蛋白质,上万种食物蛋白质中能作为过敏原的蛋白质的比例是很小的。 可以从以下方面考虑有食物过敏原的可能:①供体生物的基因来源是否含有已知的过敏原;②相对分子质量:大多数已知过敏原的相对分子质量为1×104~4×104;③序列同源性:许多过敏原的序列已知,可比较免疫作用明显的序列是否相似;④热和加工稳定性:熟制品和加工过的农产品;⑤pH和胃液作用:大多数过敏原抗酸和蛋白质水解酶的消化。

2.抗生素标记基因可能使人和动物产生抗药性

由于转基因农产品研发中使用了抗生素抗性标记基因,用于帮助在植物遗传转化筛选和鉴定转化的细胞、组织和再生植株。 标记基因本身并无安全性问题,有争议的一个问题是会有经验水平转移的可能性。 因此对抗生素抗性标记基因的安全性考虑之一是转基因植物中的标记基因是否会在肠道水平转移至微生物,从而影响抗生素治疗的有效性,进而影响人和动物的安全。

3.品质的改变

转基因营养学的变化也是值得引起重视的问题。 转基因产品在营养方面的变化可能包括营养成分构成的改变和不利营养成分的产生。 通过插入确定DNA序列可以为宿主生物提供一种特定的目的品质,称为预期效应,在理论上也有一些生物获得了额外的品质或使原有的品质丧失,这就是非预期效应。 对转基因农产品的评价应包括这类非预期效应。 许多研究致力于用基因工程技术改变作物以期获得更理想的营养组成,由此提高农产品的品质,如淀粉含量高、吸油性低的马铃薯,含β-胡萝卜素的金稻,有利于酿造的低蛋白水稻,不含芥子酸的卡诺那油菜等,但也出现了非预期的效应,如一种遗传工程大豆提高了赖氨酸含量,却降低了脂类的含量。

4.潜在毒性

遗传修饰在打开一种目的基因的同时,也可能会无意中提高天然植物毒素的含量。 如芥酸、龙葵素、棉酚、组胺、酪胶、番茄中的番茄毒素、马铃薯中的茄碱、葫芦科中的葫芦素、木薯和利马豆中的氰化物、豆科中的蛋白酶抑制剂、油菜中致甲状腺肿物质、香蕉中胺类前体物、神经毒素等。 生物进化过程中,生物自身的代谢途径在一定程度上抑制毒素表现,即所谓的沉默代谢。 但是在转基因农产品加工过程中由于基因的导入有可能使得毒素蛋白发生过量表现,增加这些毒素的含量,给消费者造成伤害。

5.影响人体肠道微生态环境

转基因农产品中的标记基因有可能传递给人体肠道内正常的微生物群,引起菌群谱和数量变化,通过菌群失调影响人的正常消化功能。

6.影响膳食营养平衡

转基因农产品的营养组成和抗营养因子变化幅度大,可能会对人群膳食营养产生影响,造成体内营养素平衡紊乱。 此外,有关食用植物和动物中营养成分改变对营养的相互作用、营养基因的相互作用、营养的生物利用率、营养的潜能和营养代谢等方面的作用,目前研究的资料很少。