转基因食品（下）：安全性和风险的问题
薛 堃
过敏反应的研究
当基因来源于已知的有过敏反应的作物，很容易预测体外实验，如使用亲本作物致敏个体的血清进行的RAST或免疫印迹实验中，转基因食品是不是会发生过敏反应。这在表达巴西坚果2S蛋白的转基因大豆和表达cod蛋白的转基因马铃薯中已经证实了。评价遗传工程对内源性过敏源效力的影响也是相对简单的。暴露于Bt杀虫剂的农场工人发展出针对Bt孢子抽提物的易感皮肤和IgE抗体。因此，使用他们的血清来检测表达Bt毒素的转基因作物的致敏潜力成为可能。
基于如转基因表达蛋白的大小和稳定性等因子的间接方法并不可靠，特别是体外，而不是体内评估其对肠道水解稳定性。大多数过敏原是蛋白质的观念可能会产生一些误导，因为鳕鱼中的主要过敏原Gad c 1就不是蛋白质。然而，当过敏反应对应的基因已知时，如α-淀粉酶/胰蛋白酶抑制剂基因等已知过敏原，克隆和测序为通过反义RNA策略来降低其水平提供了便利。
众所周知，转基因食品对健康的负面影响主要关注点是抗生素抗性的转移、毒性和致敏性。从过敏性的角度来看，则具有两个主题，即已知过敏原从一种作物进入另一种非致敏作物的转移和种群中从头合成新的过敏原。对巴西坚果过敏，但是对大豆不过敏的病人表现出IgE介导的针对转基因大豆的过敏反应。有人认为可以通过进行IgE结合研究、考虑蛋白质的物理-化学特征以及参考已知过敏原数据库等方法阻止这类事情的发生。第二种可能性则很难直接进行风险评价。用于转基因食品生产技术产生过敏威胁的证据并不比食品工业中广泛使用的其他技术方法多。
风险和争论
关于转基因食品的争论有过个层次，包括其是否安全，是否应该标注及如何标注，农业生物技术是否可以解决世界粮食问题，转基因作物的知识产权、市场动态和环境影响问题，转基因作物在产业化农业中的作用。许多问题，特别是对自然有损害、消费者关心的健康问题应该被大众所知，正如抗虫和抗除草剂植物的重组技术的益处一样。被称为超级害虫和超级杂草的抗性害虫和抗性杂草的进化是另一个问题。只要选择压足够大，抗性问题就会解决。如果这些栽培种以商业化的尺度来进行种植，则会在栖息地产生强选择压，使得几年内抗性昆虫的进化抵消转基因的效果。如果更频繁的喷洒除草剂，周围的杂草将产生除草剂耐受性。这将会增加施用于作物植株上的除草剂的浓度或种类。具有讽刺意味的是，卖除草剂的化学公司是这类研究幕后的推动力量。
另一个问题是这些作物的抗虫性状可能会转移到其野生近缘杂草中导致抗性杂草的产生和扩散。还有一种可能，如果抗虫植物提高了一种特定害虫的死亡率，那么很可能会导致另外一种害虫变成主要问题。此外，也会导致害虫种群转移到另一种原本不受侵害的植物种群。这些问题都可以进一步扩展。Bt作物的研究表明，捕食作物害虫的益虫也暴露在了Bt的毒害之下。需要说明的是，这种效应可能随着食物网进一步上行影响人类食用的动植物。从毒理学的观点看，耐除草剂作物或抗虫作物的残留物是否会为害周围土壤中的关键功能群，如细菌、真菌、线虫或其他微生物，需要进一步的研究来说明。
抗病植物的潜在风险主要在于滤过性病毒抗性。滤过性病毒抗性会导致新病毒和新病症的出现。有报导称，天然病毒可以和制作转基因植物的滤过性病毒片段发生重组，产生新的病毒，这样产生的病毒的种类也非常多。
转基因食品的健康风险包括毒性、过敏性和遗传危险。食品危机的机制可以被分成三个主要类型，即外源基因及其表达产物、基因表达的次生效应和基因整合产生的插入突变。第一类中，不仅仅是转入基因本身会产生健康风险，基因表达和基因产物的影响都应该考虑进去。新蛋白质的合成可能产生非预期的过敏效应。例如，在被发现转入基因表达的蛋白具有高致敏性之后，为了增加半胱氨酸和甲硫氨酸含量而制造的转基因豆科植株被舍弃了。整合了过敏源食物，如牛奶、鸡蛋、坚果、小麦、豆类、鱼、软体动物和甲壳类动物基因的食品工程需要被特别关注。然而，转基因产物通常被鉴定过，所以转基因产物的总量和影响都可以在公众消费前进行评估。任何潜在的风险，免疫学的、致敏性的、毒性的或遗传学的，都可以被识别并评估。更多有关次生效应的关注逐渐出现，例如许多转基因编码的酶改变了生化途径。这可能引起某种生化物的增加或减少。同样，新的酶的出现可能引起底物的大量消耗和产物的积累。此外，新表达的酶可能导致代谢物从一个代谢路径进入另外一个通路。这样的代谢途径改变可能导致毒性成分的增加。评价毒性，因为动物模型的限制而难于进行。实验动物具有很高的多样性，可以达到相应的转基因食品浓度，使得动物实验结果可以类比人体实验。植物的生物化学和调控路径了解甚少。
插入突变会影响或改变寄主植物中现有基因的表达。随机插入会引起内源基因失活，产生突变植株。此外，植物DNA和插入DNA会产生融合蛋白。许多这类基因产生无用产物，或因为产生错误表型而被选择淘汰。然而，大多数情况下，我们关注的是沉默基因或低表达基因的激活或上调，这是基于外源基因插入或表达可能激活编码产生有毒次生产物生化路径中的酶的基因这一事实。当植株的可食用部分表达新的蛋白或有毒成分时，也就是食品不再与传统产品实质等同时，这种关注会变成更大的问题。
涉及到转基因食品的风险的常常是未知数。有批评家宣称“从未出现在人类食物链中的外源蛋白会被很快消化掉”。过了很多年，我们才意识到DDT可能具有雌激素活性，会影响人类，“但是现在我们被要求相信转基因食品的一切都是没问题的，因为我们还没见到任何的死尸”。公众对转基因食品关注的提高的一个结构是政府开始管理转基因食品的生产和贸易。
有报告称转基因作物在29个国家种植，种植面积超过1.6亿公顷，即便不种植转基因作物的国家也在进口转基因作物。接近3亿美洲人、13.5亿中国人、2.8亿巴西人和数以百万计的其他地方的人正在直接或间接的食用转基因食品。尽管欧洲的主要声音是害怕转基因食品，但是他们允许种植转基因玉米，进口转基因大豆和转基因玉米作为动物饲料。数以百万计的欧洲人去美国和南美洲旅游并食用转基因食品。
大约三百万印度人成为美国公民，成百万的人去美国旅行或从事商务活动，他们会在美国食用转基因食品。印度的激进分子宣称转基因食品本来就是危险的，不应该在印度种植。激进分子强烈反对印度种植Bt棉，出版报告宣称这种作物在大田种植失败。与此同时，农民很快从有经验的人那里了解到种植Bt棉会赚钱，三千万农民争相种植。结果是，印度棉花产量翻番，出口剧增，同时使用的杀虫剂量更少了。旁遮普邦的农民以3万卢比/英亩的价格租用土地来种植Bt棉。
公众关注
在20世纪80年代末，有过关于转基因食品的大讨论，尽管当时转基因生物还没有进入市场，但是基因技术的产业化应用已经出现并市场化了。之后，欧盟协调欧洲各国出台了管理条例。社区角度对转基因生物的关注重点在于其审批，有关用于人类食品的转基因生物的市场化的管理框架是在1997年引入的，旨在管理心得食品成分（258/97/EC）。条例针对转基因生物制成的新食品的审批和标识，消费者的知情权利，和作为一种知情选择工具的标识。并没有完全按照条例进行标识的转基因玉米品种和转基因大豆品种依然受到该条例的管理。进一步的法律法规关注的是转基因生物的可追踪性和标识，以及食品与饲料中转基因生物的批准。
第一项欧洲法令的主要结果是解决了基因应用相关技术的争论。到1996年，第二个有关基因技术的国际层面的争论是由到达欧洲港口的转基因大豆引发的。孟山都的耐除草剂转基因大豆是欧洲第一个大规模上市的转基因食品。像转基因玉米和其他转基因物品的商业化这样的事件将公众的注意力吸引到了生物科学上，就像其他基因技术应用一样，如动物和人的克隆。公众有关转基因食品问题的争论催生了许多对此感兴趣的非政府组织。与此同时，公众参与到管理和科学策略的议题当中，通过购买决定或联合抵制表达接受和拒绝转基因产品，也有很大的需求。
多数研究致力于评价公众对转基因食品的态度。许多民意测验类的调查在国家或国际水平上进行。伦理学上的关注也很重要，特定技术在某种意义上是与自然相悖的，或具有无法预测或在科学上未知的非预期效应。
消费者对转基因食品的态度
消费者的接受是有条件的，受到通过难以理解的技术手段进入他们习惯消费的食品中的了解程度的限制。在西班牙进行的一项研究的主要结论是将转基因食品引入农业-食品市场应该有足够的政策保证消费者的安全。这些活动允许消费者通过对提供的健康相关信息的了解而降低对风险的理解。
一项为了鉴别影响消费者在欧洲购买非转基因食品行为因子的研究在希腊的Drama-Kavala-Xanthi地区进行。田野调查中随机选取了337名消费者，为了鉴别真正影响消费者购买非转基因产品的因子而是用了主成分分析（PCA）方法。研究结果表明，影响人们购买非转基因产品的因子是：a）产品被认证为非转基因或有机产品；b）环境和营养价值的保护；c）市场和d）价格和质量。此外，聚类和判别分析鉴定出了两组消费者：a）被产品价格、质量和市场观点影响的人群和b）对产品认证和环境保护有兴趣的人群。
分别考察12个包含转基因玉米、马铃薯、大豆、水稻和氚的食物对动物健康影响的长期研究（超过90天，最长达2年）和多代研究（2-5代）。这些长期或多代研究的数据均可获得。许多参数使用生化分析、特定器官的组织学检验、血液学分析和外源DNA检测等手段进行考查。24个研究的结果不支持转基因食品具有健康危险，所有的观测参数在统计上都没有显著差异。当然，也存在一些小的差别，不过这些差异是在品种差异的范围之内，也就是说并不存在生物学和毒理学差异。这些研究综述了目前的证据，表明转基因植物在营养上与它们的非转基因亲本等同，可以安全的应用于食品和饲料。
转基因食品：关于印度的问题
在建议将转基因技术应用于农业作物中的人看来，农业委员会2012年要求印度政府停止所有的大田试验并为转基因作物，如Bt茄子，设立一个限制，是一个大的倒退。在农业生产中提出转基因的道德维度，就如同长期的环境和慢性毒性研究一样，对农民没有明显的社会-经济效益。
像印度这样的国家有极大的安全问题，同时特定的问题也存在于小型和边缘的农户身上。印度可以在边际土地上种植无毒的品种，并供穷人消费。转基因芥菜是含有芽孢杆菌RNA基因复合物的品种，这种不稳定的基因可能产生不良效应，以便产生雄不育系用来制成杂交芥菜品系。在印度，我们拥有很好的非转基因替代品为杂交品系来制成雄不育系。作为一种食用作物，转基因芥菜必须进行严格的检查。即便是有效益，也不得不平衡其对人类健康和环境的风险。除此之外，芥菜是交叉授粉作物，携带外源基因的花粉必然会接触非转基因芥菜及其野生近缘种。我们不知道会发生什么。如果转基因技术在印度应用，应该使用印度农民有直接需求的，如豆类、油菜和草料，以及抗旱、耐盐性状等。巴斯马蒂大米和大吉岭茶可能是印度最容易识别的珍品。巴斯马蒂生产大米，其市场正在发育，在国际市场上巴斯马蒂大米是高端、昂贵的产品。像法国的香槟酒和松露一样，国际消费者认为巴斯马蒂大米是奢侈品。因为稻米被认为在营养学上有缺陷，所以通过遗传工程手段向其中加入铁离子和维生素A可以提高其营养质量。像Bt棉品系一样，培育转基因巴斯马蒂大米有意义么？好的酿酒人认为可减少宿醉，更加健康的以遗传工程手段酿造酒的思路不可行。好的产品，如好酒、松露和巴斯马蒂大米，需要用特殊的方法制造。
在食品生产链上追踪转基因生物
追踪系统记录了产品的历史，可以为市场和健康保护提供服务。在这个框架下，隔离和身份保持系统可以实现转基因和非转基因产品在“从农场到餐桌（from farm to fork）”的过程中分离。这些体系的使用有特殊的技术要求。此外，追踪系统的可行性依赖于多中因素，包括对每个转基因产品的统一鉴别，检测方法，允许的污染水平和经济成本。转基因产品的田间取样、检测和追踪都取得了很大的进步，但同时还有很多问题没有解决。很多问题依赖于法律设定的偶然污染的限制水平。
因为转基因生物的全球扩散和相关的社会-经济影响，转基因生物的检测和追踪相关的问题在全球范围都受到关注。同时，科学共同体对转基因生物的可追踪性的关注也在提升。取样和检测方法的决定性因素是转基因生物的数量和有关可追踪性的国际条约。实现可追踪策略的可行性非常重要，这可以提高转基因生物相关问题的透明度，提升公众的信任度。
高压和微波加热等热处理方法可以破坏DNA，降低DNA检测的水平。以PCR为基础的方法被确定为检测转基因大豆和玉米的标准方法。分子方法，如多种PCR和实时定量PCR，已经将检测转基因茄子当中的基因组DNA的最低浓度降至20pg。
以DNA和蛋白质为基础的方法被大量应用于转基因生物的检测与鉴定这一相对较新的诊断学领域。新的诊断方法也在不断的研发，特别是以芯片为基础的方法可以使用单一样品同时鉴别多种全球市场上的转基因生物成分。一些方法也被用来检测转基因生物的非预期效应。可追踪系统的应用要求的不仅仅是技术手段，更与强制标识密切相关。标识的要求越严苛，与这些要求相对应的可追踪策略的成本越高，也越难实现。
转基因生物的标识和可追踪性是贸易和管理上考虑的问题。目前，包含可检测的转基因成分的转基因食品的标识是欧盟法令规定的。未来的法令体系将会扩展至不含转基因成分的食品中。新的法令仍然会在食品和饲料加工的全过程中利用基于文件的标识和追踪系统。这类法令的使用和维持需要取样程序和分析方法能够精确确定食品和饲料样品中转基因成分。目前转基因生物的分析方法着重于两种靶标之一，即转基因产品中插入的外源DNA或表达的新蛋白。大多数基于DNA的检测方法都是使用聚合酶链式反应，即PCR。使用基于DNA 的检测方法需要考虑的问题包括特异性、敏感性、基质效应、内参DNA、外参材料的选取、杂合子和纯合子、染色体外DNA和国际协作。
对大多数基于蛋白的方法，多是采用抗体与新蛋白结合的酶联免疫法，即ELISA。需要考虑的是抗体结合的抗原的选择、准确性和基质效应。新的方法正在研发，除了使用生物芯片，还有质谱和表面等离子共振等。转基因检测的最大挑战在于检测含有多种染色体的材料中的转基因成分。现有的和未来的欧盟法令要求转基因产品的可追踪性适用于较宽的范围，即普通食品的可追踪性和区别一种产品与其他产品。
志愿者的基因转移研究
直到2009年1月，只有一项关于转基因食品的人类食用研究。该研究对象为7名由于医学原因而切除大肠的志愿者。这些志愿者被要求食用转基因大豆，以观察转基因大豆的DNA是否会转移到肠道自然生长的细菌中。研究者发现食用实验开始前，7名志愿者中的3名的肠道中就有转基因大豆来源的转基因。因为在食用转基因大豆后，低频转移并不会增加，所以研究者得出了实验中基因转移没有发生的结论。在消化系统完好的志愿者当中，外源基因不能完整的通过胃肠道。其他研究发现M13病毒的DNA，绿色荧光蛋白GFP基因，甚至是1,5-二磷酸核酮糖Rubisco的DNA存在于动物的血液和组织中。
两项关于给定转基因饲料对动物的可能影响的研究发现，包含转基因植物材料的饲料在安全性和营养价值上没有明显的差别。特别的是，研究注意到在饲喂转基因植物的动物的组织和器官样品中并没有发现重组DNA或新的蛋白质的残留。
未来发展
转基因食品具有解决世界粮食不足和营养不良问题的潜力，可以通过提高产量，减少合成杀虫剂和除草剂的使用而保护环境。未来的挑战也是多方面的，尤其是在安全性测试、管理、政策和食品标识等方面。许多人感觉遗传工程是未来的大趋势，我们不能对这样一个拥有如此大潜力的技术视而不见。
将来，我们也要面对转基因生物的多样化应用，如利用香蕉生产人疫苗对抗感染性疾病，利用代谢工程让鱼成熟的更快，让果树尽早结果，食品中不再含有不耐受成分，以及利用职务生产新的生物降解塑料等。它们商业化生产的实用性或有效性尚未得到全面的测试，有关转基因产品研发的下一轮争论可能呈指数增长，因为研究者可以获得更多的基因组资源。事实上，有关转基因食品作物的潜在健康风险的稀有数据有许多不同的观点，即便这些安全性评价的内容应该在转基因生物引入之前就要进行检测和剔除。尽管转基因作物和非转基因作物之间的微小差异是否具有生物学意义还有争论，但是大多数转基因作物及其亲本品系的实质等同没有什么意义。在任何的案例中，如果我们想要将该技术置于合适的科学基础之上以消除一般公众的恐惧，则需要新方法和概念去探讨转基因和常规作物的组分、营养、独立和代谢差异，用来研发转基因作物的遗传技术的安全性。理解公众对基因技术的态度需要很大的努力。当务之急是要注意对涉及转基因生物的机构和机构行为信任的缺失，公众认为机构在风险管理活动中没有切实关注公众的忧虑。
Kuiper HA, Kok EJ, Davies HV, 2013.
New EU legislation for risk assessment of GM food: no scientific justification for mandatory animal feeding trials.
Plant Biotechnology Journal, 11: 781–784
