轉(zhuǎn)基因生物的安全性上課課件

生物技術(shù)的安全性和倫理問題專題44.1轉(zhuǎn)基因生物的安全性4.2關(guān)注生物技術(shù)的倫理問題4.3禁止生物武器4.1轉(zhuǎn)基因生物的安全性一、轉(zhuǎn)基因成果令人嘆為觀止一、轉(zhuǎn)基因成果令人嘆為觀止二、對轉(zhuǎn)基因生物安全性的爭論1、轉(zhuǎn)基因生物與食品安全2、轉(zhuǎn)基因生物與生物安全3、轉(zhuǎn)基因生物與環(huán)境安全三、理性看待轉(zhuǎn)基因技術(shù)一、轉(zhuǎn)基因成果1、微生物方面把某些重組DNA轉(zhuǎn)移到細菌中表達獲得成功，隨后，使出現(xiàn)了具有重要經(jīng)濟價值的各種重組微生物，如可清除石油污染的假單孢桿菌等。2、基因制藥方面：生物制藥已經(jīng)成為21世紀的朝陽產(chǎn)業(yè)近十幾年來，在利用生物技術(shù)制取新藥方面取得了驚人的成就，已有不少藥物應(yīng)用于臨床。例如人胰島素、人生長激素、干擾素、乙肝疫苗、人促紅細胞生成素(Epo)、GM-集落刺激因子(GM-CSF)、組織溶纖酶原激活素、白細胞介素等。一、轉(zhuǎn)基因成果3、轉(zhuǎn)基因動物方面受到轉(zhuǎn)基因巨型小鼠獲得成功的鼓舞，科學家又在培育生長迅速、營養(yǎng)品質(zhì)優(yōu)良的轉(zhuǎn)基因家畜、家禽方面，不斷取得輝煌成就。同時，科學家還把轉(zhuǎn)基因動物變成生物反應(yīng)器。生長激素基因通過顯微注射等途徑已導入魚的受精卵，并得到表達的魚，生長速度明顯提高。一、轉(zhuǎn)基因成果4、轉(zhuǎn)基因植物方面轉(zhuǎn)基因大豆可以抵抗殺草劑——草甘膦。草甘膦會把普通大豆植株與雜草一起殺死。這種大豆被成為轉(zhuǎn)基因大豆。而這種轉(zhuǎn)基因技術(shù)終于走出實驗室和試驗田，進入像玉米、大豆和棉花作物的日常耕作。：抗蟲、抗病、抗除草劑、抗逆等利用基因工程技術(shù)，將某些生物的基因轉(zhuǎn)移到其他物種中去，改造生物的遺傳物質(zhì)，使其在形狀、營養(yǎng)品質(zhì)、消費品質(zhì)等方面向人們所需要的目標轉(zhuǎn)變。（定向改造）一、轉(zhuǎn)基因成果4、轉(zhuǎn)基因植物方面把蘇云金桿菌的Bt毒蛋白基因插入棉花植株獲得了轉(zhuǎn)基因棉花植株，經(jīng)與農(nóng)業(yè)研究局和一些大學科學家連續(xù)兩年的田間試驗，防治蟲害效果良好?？刂品压麑嵆墒斓幕?qū)敕眩狗涯蛢Υ妗?972年美國斯坦福大學的伯格第一次重組DNA獲得成功現(xiàn)代基因工程的創(chuàng)始人P·伯格(美國,1926－)在1960年以敏銳的科學預(yù)見力提出一個大膽的設(shè)想：是否可以創(chuàng)造出一種人工方法，把外界遺傳基因引入動物體內(nèi)，以達到改變遺傳性狀和治療某些疾病的需要呢？1972年，伯格把兩種病毒的DNA用同一種限制性內(nèi)切酶切割后，再用DNA連接酶把這兩種DNA分子連接起來，于是產(chǎn)生了一種新的重組DNA分子，首次實現(xiàn)兩種不同生物的DNA體外連接，獲得了第一批重組DNA分子，這標志著基因工程技術(shù)的誕生。伯格因此獲得了1980年諾貝爾化學獎。知識背景二、轉(zhuǎn)基因安全性的爭論轉(zhuǎn)基因生物安全嗎？1、食用后會不會對人體健康造成隱性傷害？2、重組DNA會不會侵入環(huán)境中的微生物體內(nèi)，使之變成新的致病菌？3、會不會對生態(tài)環(huán)境造成破壞？4、會不會造成前所未有的“外來物種入侵”？

一、普斯泰（Pusztai）事件1998年秋，英國蘇格蘭Rowett研究所的普斯泰（ArpadPusztai）在英國電視臺發(fā)表講話，聲稱他用轉(zhuǎn)雪花蓮凝集素基因的馬鈴薯喂大鼠，大鼠食用后“體重和器官重量嚴重減輕，免疫系統(tǒng)受到破壞”。此事引起轟動，從此引發(fā)了國際上對轉(zhuǎn)基因作物安全性的爭論。綠色和平組織、地球之友等反生物技術(shù)組織把這種馬鈴薯說成是“殺手”（killer），策劃了焚燒破壞轉(zhuǎn)基因作物試驗地、阻止轉(zhuǎn)基因作物產(chǎn)品進出口、示威游行等活動。印度兩塊大的轉(zhuǎn)基因作物試驗田被焚毀，美國加利福尼亞大學戴維斯分校的非轉(zhuǎn)基因試驗材料也遭破壞，以致研究生的畢業(yè)論文都無法答辯。英國皇家學會對此非常重視，組織了專門的同行評審，并于1999年5月發(fā)布報告，指出普斯泰的實驗有六方面的嚴重錯誤和缺陷，包括：不能確定轉(zhuǎn)基因和非轉(zhuǎn)基因馬鈴薯的化學成分有差異；對食用轉(zhuǎn)基因馬鈴薯的大鼠，未補充蛋白質(zhì)以防止饑餓；供試驗用的動物數(shù)量少，飼喂幾種不同的食物，且都不是大鼠的標準食物，很少具有統(tǒng)計學意義；試驗設(shè)計差，未作雙盲測定；統(tǒng)計方法不當；試驗結(jié)果無一致性。也就是說，他的實驗從設(shè)計、實施到分析都有缺陷，得到的結(jié)論是沒有意義的。普斯泰因此在國際科學界受到嚴厲批評。不久，Rowett研究所宣布普斯泰被勸提前退休，并不再對其言論負責。

二、帝王蝶（Monarchbutterfly）事件

1999年5月，美國康奈爾大學的洛希（Losey）在《Nature》雜志上發(fā)表文章，聲稱用拌有轉(zhuǎn)基因抗蟲玉米花粉的馬利筋雜草葉片飼喂美國大斑蝶（帝王蝶）的幼蟲，發(fā)現(xiàn)這些毛毛蟲生長變得很緩慢，死亡率高達44％。這一結(jié)果被解釋為抗蟲轉(zhuǎn)基因作物威脅非目標昆蟲。綠色和平組織等反生物技術(shù)組織據(jù)此提出應(yīng)限制轉(zhuǎn)基因玉米的生產(chǎn)與銷售。1999年夏天，美國環(huán)境保護局（EPA）組織昆蟲專家們對帝王蝶問題進行了專題研究。結(jié)論是，抗蟲玉米花粉在田間對帝王蝶并無威脅，其原因是：①玉米花粉大而重，擴散不遠，在田間所有花粉只落在9.1米以內(nèi)，在距玉米5米的馬利筋雜草上，每平方厘米葉子上只發(fā)現(xiàn)1粒玉米花粉。②帝王蝶通常并不吃玉米花粉，它們在玉米散完粉后才大量產(chǎn)卵。③在經(jīng)調(diào)查的美國中西部轉(zhuǎn)Bt基因玉米占玉米面積的25％，但田間的帝王蝶數(shù)量卻很大。美國環(huán)境保護局在最近的一個報告中指出，評價轉(zhuǎn)基因作物對非靶標昆蟲的影響，應(yīng)以野外實驗為準，而不能僅僅依靠試驗室的數(shù)據(jù)。四、墨西哥玉米事件

2001年11月，美國加利福尼亞大學伯克利分校的DavidChapela和DavidQuist在Nature上發(fā)表文章，聲稱在墨西哥南部Oaxaca地區(qū)采集的6個玉米地方品種樣本中，發(fā)現(xiàn)有CaMV35S啟動子及NovartisBt11抗蟲玉米種的adh1基因相似序列。由于墨西哥為世界玉米的起源中心和多樣性中心，當時該消息引起了一些環(huán)保人士的關(guān)注。綠色和平組織借此大肆渲染，說墨西哥玉米已經(jīng)受到“基因污染”，甚至指責墨西哥小麥玉米改良中心的基因庫也可能受到“基因污染”。實際上，文章發(fā)表后受到很多科學家的批評，指出其在方法學上有很多錯誤。所謂測出的35S啟動子，經(jīng)反復(fù)查明是假陽性。所稱Bt11玉米中的adh1基因已經(jīng)轉(zhuǎn)到了墨西哥玉米的地方品種，則是張冠李戴。因為Bt11玉米中的基因是adh1-S，而作者檢測出的是常規(guī)玉米品種中本來就存在的adh1-F基因，兩者的基因序列完全不同，是兩碼事。顯然作者沒有比較這兩個序列，審稿人和Nature編輯部也沒有核實。對此，Nature于2002年4月11日載文2篇，批評該文的結(jié)論是對不可靠的實驗結(jié)果的錯誤解釋。同期發(fā)表編輯申明：該文所提供的證據(jù)不足以發(fā)表。墨西哥小麥玉米改良中心也發(fā)表聲明指出，經(jīng)對種質(zhì)資源庫和新近從田間收集的152份材料的檢測，在墨西哥任何地區(qū)都沒有發(fā)現(xiàn)35S啟動子。三、加拿大“轉(zhuǎn)基因油菜超級雜草”事件1995年，加拿大首次商業(yè)化種植了通過基因工程改造的轉(zhuǎn)基因油菜。但在種植后的幾年里，在加拿大的油菜地里發(fā)現(xiàn)了個別油菜植株可以抗1~3種除草劑，進而有人稱此為“超級雜草”。后經(jīng)調(diào)查了解到，產(chǎn)生這種油菜植株的原因，是由于農(nóng)民在收獲轉(zhuǎn)基因油菜種子時部分遺落到田間，第二年再種新的油菜品種時，原來的種子發(fā)芽成熟后與新的品種之間發(fā)生基因漂移所致。事實上，這種油菜在噴施另一種除草劑2，4-D后即被全部殺死?！俺夒s草”并不是一個科學術(shù)語，只是一個形象化的比喻，目前并沒有證據(jù)證明已經(jīng)有“超級雜草”存在。

五、巴西堅果事件美國先鋒種子公司的科研人員在對大豆做品質(zhì)改良時，發(fā)現(xiàn)巴西堅果（Bertholletiaexcelsa）中有一種蛋白質(zhì)（2Salbumin）富含甲硫氨酸和半胱氨酸，并將這一基因轉(zhuǎn)到大豆中。在研究過程中，他們發(fā)現(xiàn)這種蛋白質(zhì)是過敏源。該公司于是取消了這項轉(zhuǎn)基因大豆的研發(fā)計劃。事實上，國際上早已有關(guān)于能產(chǎn)生過敏反應(yīng)的食品及有關(guān)基因的清單。研究人員在研究轉(zhuǎn)基因作物時，首先不會采用這些過敏性食物的基因。而且在研發(fā)前要查詢國際公認的過敏源庫，將轉(zhuǎn)基因作物產(chǎn)生的新蛋白質(zhì)與已知的過敏源做比較，如果相似度高，該研究將會停止。同時，按照國際食品法典委員會轉(zhuǎn)基因食品安全評價標準的要求，各國在轉(zhuǎn)基因安全評價時，均要求是否為過敏源的技術(shù)資料，對于有可能成為過敏源的轉(zhuǎn)基因食品會要求停止試驗，從管理上也有效地防止轉(zhuǎn)基因食品成為過敏源。六、歐洲轉(zhuǎn)基因玉米爭議事件（Ⅰ）2010年3月1日，某“旅美學者”在鳳凰網(wǎng)的評論版塊上發(fā)表了一篇題為《轉(zhuǎn)基因安全疑問須由專家自身試驗破解》的文章，說“國外正在被不斷證實轉(zhuǎn)基因食物不安全”。為了證明這個說法，他舉了歐洲幾個轉(zhuǎn)基因玉米爭議事件作為例子，包括法國人Seralini及其同事的論文、奧地利澤特克及其研究小組的論文等。這在網(wǎng)上引起了比較大的反響。這位“旅美學者”在文中說：“最近，《國際生物科學學報》2009年第7期上發(fā)表的4位法國科學家的研究結(jié)果表明，喂食3種孟山都公司的轉(zhuǎn)基因玉米，3個月后能讓老鼠的肝臟、腎臟和心臟受損”。事實上，Seralini及其同事的文章發(fā)表后，立即受到同行科學家及相關(guān)監(jiān)管機構(gòu)的廣泛質(zhì)疑和批評。澳大利亞新西蘭食品標準局獨立調(diào)查分析了Seralini等人論文中的數(shù)據(jù)，結(jié)果認為喂食轉(zhuǎn)基因玉米后，老鼠表現(xiàn)出的差異性是完全符合常態(tài)的。該機構(gòu)指出，Seralini及其同事的統(tǒng)計結(jié)果與其他病理學、組織病理學、組織化學等方面的相關(guān)數(shù)據(jù)之間缺乏一致性，并且沒能給予任何看似合理的科學解釋。Seralini及其同事歪曲了毒理學上的顯著性，忽略了其他相關(guān)因子對差異性的影響。該機構(gòu)強調(diào)，Seralini及其同事的論文中提到的差異性與老鼠性別及喂食劑量均無關(guān)系。七、歐洲轉(zhuǎn)基因玉米爭議事件（Ⅱ）其實早在2007年，法國人Seralini及其同事就曾對孟山都公司轉(zhuǎn)基因玉米的原始數(shù)據(jù)做出過統(tǒng)計分析，得出了與他們2009年公開發(fā)表的論文類似的結(jié)論。而且在文章發(fā)表后，他們同樣受到了國際同行和業(yè)界的廣泛質(zhì)疑和批評?？茖W家們（Doulletal.，2007;Mond，2007）和來自歐盟、德國、法國、澳大利亞-新西蘭、菲律賓的監(jiān)管機構(gòu)在審查后均宣布，該文對孟山都公司原始數(shù)據(jù)進行的重新統(tǒng)計分析中存在大量的錯誤和缺陷，不認同該文的結(jié)論，而支持最初的分析即轉(zhuǎn)基因玉米MON868是安全的。其中，國際期刊《食品與化學品毒理學》發(fā)表了同行評議專家組對Seralinietal.（2007）及孟山都公司的試驗研究（Hammondetal.，2006）的評價和復(fù)審結(jié)果。該專家組由國際上認可的來自美國、德國、英國和加拿大的6位毒理學及統(tǒng)計學家組成。專家組認為，Séralinietal.（2007）對孟山都公司原始數(shù)據(jù)的重新分析結(jié)果中，并沒有任何證據(jù)表明喂食轉(zhuǎn)基因玉米MON863會導致老鼠出現(xiàn)不良副作用。在各種情形下，Séralinietal.（2007）及孟山都公司Hammondetal.（2006）報告的統(tǒng)計結(jié)果，實際上均表明與處理無關(guān)，或者不具備生物學及臨床上的任何意義。這是因為結(jié)果并沒有顯示出劑量效應(yīng)，不具備重演性，與其他比如組織病理學上的相關(guān)變化沒有關(guān)聯(lián)，不在兩類性別間均發(fā)生，沒有發(fā)生超出正常范圍的差異，或者在生物學上不具有如因果聯(lián)系的合理性?？傊琒éralinietal.（2007）對孟山都公司原始數(shù)據(jù)的重新分析結(jié)果沒有產(chǎn)生任何有意義的新的科學數(shù)據(jù)來表明轉(zhuǎn)基因玉米MON863在90天的老鼠喂食研究中會導致不良副作用。八、歐洲轉(zhuǎn)基因玉米爭議事件（Ⅲ）前文提及的“旅美學者”在文中還提到，“2007年，在奧地利政府的資助下，澤特克教授及其研究小組對孟山都公司研發(fā)的轉(zhuǎn)基因玉米NK603（抗除草劑）和轉(zhuǎn)基因玉米MON810（Bt抗蟲）的雜交品種進行了實驗。在經(jīng)過長達20周的觀察之后，發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品影響了小鼠的生殖能力”。事實究竟是怎樣的呢？2007年，奧地利澤特克教授領(lǐng)導的研究小組確實對孟山都公司研發(fā)的兩個轉(zhuǎn)基因玉米雜交品種進行了動物實驗。關(guān)于轉(zhuǎn)基因玉米是否影響老鼠生殖，共進行了三項研究，其中，Zentek博士負責的一項發(fā)現(xiàn)了潛在問題。此事引起奧地利政府的高度關(guān)注，奧地利聯(lián)邦衛(wèi)生家庭及青年部對此展開了調(diào)查，并于2008年11月11日發(fā)布了一個報告，稱Zentek博士負責這一項研究被多方證明是科學依據(jù)不充分的。歐洲食品安全局評價轉(zhuǎn)基因安全性的專家組最近對該研究也發(fā)表了同行評議報告，認為根據(jù)Zentek博士提供的數(shù)據(jù)不可能得出任何科學的結(jié)論。兩位被國際同行認可的專家（Drs.JohnDeSessoandJamesLamb）事后專門審查和評議了Zentek博士的研究，并獨立地發(fā)表申明，認定在Zentek博士的研究中存在嚴重錯誤和缺陷，該研究并不能支持任何關(guān)于食用轉(zhuǎn)基因玉米可能對老鼠生殖產(chǎn)生不良影響的結(jié)論。二、轉(zhuǎn)基因安全性的爭論在轉(zhuǎn)基因生物中，有時候出現(xiàn)一些人們意想不到的后果為什么？a.對基因的____，基因間的_______及基因的_______都了解的相當有限;

b.轉(zhuǎn)移的基因雖然是功能_____的基因，但不少是異種生物的基因;

c.外源基因插入宿主基因組的______往往是隨機的。結(jié)構(gòu)調(diào)控機制相互作用已知部位二、轉(zhuǎn)基因安全性的爭論食物安全生物安全環(huán)境安全轉(zhuǎn)基因與爭論最開始是1999年的轉(zhuǎn)基因馬鈴薯事件，英國的一位研究人員公布的實驗結(jié)果說：用含有轉(zhuǎn)基因的馬鈴薯飼養(yǎng)大鼠，引起了大鼠器官生長異常、體重減輕、免疫系統(tǒng)遭到破壞。這一實驗結(jié)果立即引起轟動，導致了世界范圍的對轉(zhuǎn)基因食品安全性的懷疑。隨后爭議事件接踵而至：1999年美國斑蝶事件，1999年加拿大轉(zhuǎn)基因油菜事件，2001年墨西哥玉米基因污染事件，2002年轉(zhuǎn)基因食品的DNA在人體內(nèi)殘留的試驗……中國科學院的《科學新聞》最近發(fā)表的一篇文章，將轉(zhuǎn)基因食物“可能”對人類健康的危害總結(jié)為3點：某些毒素可引起人類急、慢性中毒，某些轉(zhuǎn)基因作物可引起人的過敏反應(yīng)，轉(zhuǎn)基因產(chǎn)品營養(yǎng)成分變化，使人的營養(yǎng)結(jié)構(gòu)失衡。轉(zhuǎn)基因食物導致倉鼠不孕？

流言：科學家已經(jīng)證明，食用轉(zhuǎn)基因食物會導致后代的生育能力喪失！并且發(fā)現(xiàn)實驗中食用轉(zhuǎn)基因食物的第三代倉鼠有畸形，嘴里竟然長毛了！轉(zhuǎn)基因食物絕對有害！

真相：這個流言來源于2010年4月16日《俄羅斯之聲》（一個俄羅斯的電臺網(wǎng)站）上的一篇文章：《俄羅斯科學家證實轉(zhuǎn)基因食物是有害的》[1]。此文主要介紹了俄羅斯科學院生態(tài)與進化研究所研究人員AlexeySurov的一項研究結(jié)果。在這項研究中，研究人員將坎貝爾倉鼠分為四組，都喂給它們常規(guī)的食物。不同的是，一組的食物不添加任何東西，一組添加非轉(zhuǎn)基因大豆，另一組添加轉(zhuǎn)基因大豆，最后一組則添加更多的轉(zhuǎn)基因大豆。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，食用轉(zhuǎn)基因大豆的那些倉鼠，他們的后代相比對照組在生長速度和性成熟速度上都要慢，并且部分倉鼠失去了生育能力；此外，在第三代的倉鼠中還發(fā)現(xiàn)了嘴里長毛的畸形。

那么，這個研究結(jié)論究竟有多可靠呢？

首先，這項研究結(jié)果并沒有正式發(fā)表在科學雜志上。我們檢索了絕大部分重要的科學數(shù)據(jù)庫（涵蓋了幾乎所有的重要的科學文獻），都未能找到與AlexeySurov博士這項研究相關(guān)的論文。在著名的反轉(zhuǎn)基因磚家、國際暢銷書《種子的欺騙》（這是一本關(guān)于轉(zhuǎn)基因食品的最暢銷的書籍?！渡鷳B(tài)學雜志》）的作者JeffreySmith發(fā)表于2010年4月20日的一篇網(wǎng)絡(luò)文章里[2]，看到了關(guān)于這項研究更為詳細的描述。JeffreySmith的文章特別提及AlexeySurov的這項研究預(yù)計將于3個月后（也就是7月份）發(fā)表?？上У氖牵钡浇裉煳覀円矝]有看到這項研究結(jié)果的論文。我們無法猜測論文沒有發(fā)表的原因，但可以肯定的是，沒有通過“同行評議”機制的論文結(jié)論是不足信的。同時，作為一位科學工作者，在實驗結(jié)果尚未發(fā)表時，就向媒體透露所謂的“科學結(jié)論”，也是極不負責任的行為。AlexeySurov的另一篇文章《一種新的器官異位：一些嚙齒動物口腔中的毛發(fā)》[3]于2009年發(fā)表于俄國國內(nèi)雜志《DokladyBiologicalSciences》。文章中描述了實驗室飼養(yǎng)的倉鼠口中長出毛發(fā)的發(fā)現(xiàn)，并對毛發(fā)的生長分布、成分等作了介紹。在文末，作者并沒有發(fā)現(xiàn)確切的原因，而是猜測說“可能是實驗室飼養(yǎng)倉鼠用的大豆等食物中的含有的轉(zhuǎn)基因成分或者是污染物質(zhì)引起的”。事實上，這只是一個偶然的觀察結(jié)果，而文章也并沒有對產(chǎn)生這種畸形的原因進行考察，也就不能得出是轉(zhuǎn)基因食物導致這種畸形的結(jié)論。

結(jié)論：謠言破解。流言里的結(jié)論并沒有得到科學界同行的認可。對于這類出現(xiàn)在媒體上的所謂的“科學結(jié)論”，我們有理由保持懷疑的態(tài)度，冷靜看待。二、轉(zhuǎn)基因安全性的爭論轉(zhuǎn)基因生物與食物安全a.轉(zhuǎn)基因食物引起食物安全性問題的理由b.不必擔心轉(zhuǎn)基因食物安全性的理由★反對“實質(zhì)性等同”安全性檢測問題滯后效應(yīng)擔心出現(xiàn)新的過敏原擔心營養(yǎng)成分的改變把動物蛋白基因轉(zhuǎn)入農(nóng)作物，是否侵犯了宗教信仰或素食者的權(quán)益沒能足夠的證據(jù)證明轉(zhuǎn)基因食物有問題;多環(huán)節(jié)、嚴謹?shù)陌踩栽u價,可以保證轉(zhuǎn)基因食物的安全科學家的負責態(tài)度可以防止新過敏原的產(chǎn)生至今尚未發(fā)現(xiàn)食用轉(zhuǎn)基因食品而影響人體健康的事例轉(zhuǎn)基因生物與生物安全a.引起生