雖然轉(zhuǎn)基因動物食品(包括藥品)炒得沸沸揚揚,但迄今為止,全世界還沒有任何一種轉(zhuǎn)基因動物食品批準上市,也沒有轉(zhuǎn)基因微生物批準進入市場。
不過,已經(jīng)成功或初見雛形的轉(zhuǎn)基因動物食物和藥品也有一些。
英國研究人員日前宣布已經(jīng)培育出了一些轉(zhuǎn)基因雞,它們下的蛋具有抗癌和抗病毒的特性,因而,人們可能借助于這些雞所生的蛋來抗御癌癥和其他疾病。蘇格蘭愛丁堡的羅斯林研究所的研究人員為了讓幾種母雞所生的雞蛋中包含可以用作抗癌藥物的蛋白質(zhì),向母雞的DNA中加入了人類的一些基因。最近的結(jié)果表明,一種母雞可以生出含有MIR24蛋白質(zhì)的雞蛋。MIK24是一種可以抗擊黑色素瘤(皮膚癌的一種)的抗體。另-一種母雞則可以生出含有干擾素B-1A的雞蛋。B-1A能夠抑制病毒在人體細胞中復(fù)制。目前研究人員成功地培育出500只這樣的神奇母雞,如果獲得批準,將來人們吃這樣的雞蛋就可以獲得抗癌和抗病的能力。
中國工程院院士、上海醫(yī)學(xué)遺傳研究所所長曾溢滔主持的轉(zhuǎn)基因牛、羊項目取得了較好的成績。幾年前曾溢滔等人在上海成功研制出5頭有靶基因整合的轉(zhuǎn)基因羊,其中一頭羊產(chǎn)下小羊進入泌乳期后,其乳汁中含有有活性的人凝血因子IX,表明這種凝血因子可以治療血友病。這些轉(zhuǎn)基因動物食品(藥品)都是通過實驗方法,把外源基因?qū)雱游锏氖芫眩雇庠椿蚺c動物本身的基因組整合在一起,因而外源基因能隨細胞的分裂而增殖,并能穩(wěn)定地遺傳給下一代。
運用同樣的技術(shù),曾溢滔等人又于1999年創(chuàng)造出了我國第一頭轉(zhuǎn)基因牛滔滔,它的體內(nèi)轉(zhuǎn)移進了人的白蛋白基因。滔滔出生后便從它的體內(nèi)檢測到了人血清白蛋白,這證明轉(zhuǎn)基因牛的培養(yǎng)也是成功的,以后可以從滔滔的乳汁中提取人的白蛋白。
我國目前已有動物轉(zhuǎn)基因所產(chǎn)生的乳鐵蛋白、白蛋白、凝血因子等進入臨床試驗階段。而首個轉(zhuǎn)基因動物生產(chǎn)的藥物有望在5年內(nèi)上市。
2000年中國科學(xué)院武漢水生生物研究所魚類基因工程研究組的朱作言院士等人就成功地研制出世界上第一批轉(zhuǎn)基因魚,隨后建立了轉(zhuǎn)基因魚理論模型,構(gòu)建了由鯉魚和草魚基因組件組成的轉(zhuǎn)基因魚,而且這種轉(zhuǎn)基因是“全魚”基因,稱為“轉(zhuǎn)全魚基因黃河鯉魚”。
所謂“轉(zhuǎn)全魚基因黃河鯉”,是指把為一個與鯉魚內(nèi)源生長激素基因十分相似的草魚生長激素全基因(外源基因)轉(zhuǎn)移到鯉魚身上,這對鯉魚來說是安全的。與傳統(tǒng)養(yǎng)殖鯉魚相比,“轉(zhuǎn)全魚基因黃河鯉”攜帶有非常微量的草魚生長激素。草魚生長激素和鯉魚生長激素一樣,是魚體內(nèi)本來就存在的一種極不穩(wěn)定的多肽,經(jīng)過加熱等物理處理后被分解為氨基酸,失去其激素的生理功能,和非轉(zhuǎn)基因鯉魚一樣具有食用的安全性。在營養(yǎng)成分上,轉(zhuǎn)基因鯉魚魚體干物質(zhì)和高蛋白質(zhì)含量提高、脂肪含量減低,因而是一種優(yōu)質(zhì)食用魚。在經(jīng)濟效益上初步估算,養(yǎng)轉(zhuǎn)基因黃河鯉比養(yǎng)對照黃河鯉增收提高125.66%。
對動物飼喂轉(zhuǎn)基因魚進行安全性檢查發(fā)現(xiàn),高強度飼喂轉(zhuǎn)全魚基因魚,對小鼠的生長、臟器發(fā)育、血液生理生化指標、繁殖能力及其后代的生長發(fā)育均無影響,證實轉(zhuǎn)全魚基因魚食品與非轉(zhuǎn)基因魚在安全上有本質(zhì)的相同。
當然,這種轉(zhuǎn)基因魚還要獲得批準才有可能成為人們餐桌上的食物。
ω-3脂肪酸一直被認為可以防止心臟病,因為它能減少心血管的炎癥而阻止血管硬化。它也可以降低血壓和以化學(xué)形式調(diào)整心臟的生物電流。ω-3脂肪酸對于大腦發(fā)育也十分有益,它可以減少老年性癡呆發(fā)生的危險。正因為如此,美國心臟協(xié)會一直推薦人們一周吃兩到三次魚,特別是像鮭魚和大馬哈魚等富含脂肪的魚,因為它們的脂肪中富含ω-3脂肪酸。
美國波士頓大學(xué)的研究人員利用轉(zhuǎn)基因生物技術(shù),開發(fā)了一種增加∞3脂肪酸的轉(zhuǎn)基因動物。他們從土壤中的一種優(yōu)雅線蟲提取了脂肪-1基因,然后把它裝載到一種無害的-病毒中,后者可以把這種基因轉(zhuǎn)移給實驗動物,如小鼠。最后再給這種轉(zhuǎn)基因小鼠和普通小鼠飼養(yǎng)富含ω-3脂肪酸較低的食物。結(jié)果,在轉(zhuǎn)基因小鼠身上發(fā)現(xiàn)了較高的ω-3脂肪酸,而且它們的后代在傳到三代后也富含ω-3脂肪酸,但普通小鼠身上的ω-3脂肪酸卻不高。因此,研究人員認為用這樣的方法也可以飼養(yǎng)富含ω-3脂肪酸的雞、牛、羊、豬等。但是,這只是一種希望,未來能否成功,還需要相當長的時間來證明。
富含ω-3脂肪酸的雞、牛、羊、豬等產(chǎn)品以及上面所述的其他轉(zhuǎn)基因動物產(chǎn)品無疑是今后轉(zhuǎn)基因動物食品占領(lǐng)市場的主打產(chǎn)品。當然,它們得經(jīng)過管理機構(gòu)的嚴格審查和消費者的挑剔,而且即使它們并不危害人體和環(huán)境,也可能要經(jīng)過較長時間才會被人們和市場接受。
遺傳工程食品進入千家萬戶要有生產(chǎn)者和銷售者的努力和推銷手法的巧妙,但根本原因還在于這類產(chǎn)品的生產(chǎn)和出現(xiàn)是市場和人們生活的所需。今天,繼遺傳工程的植物性食品已進入平常百姓家后,遺傳工程改造的動物(克隆動物)食品也離飯桌只有一步之遙了。
克隆動物的產(chǎn)品包括肉類和乳制品類。對于前者,科學(xué)家認為可以滿足人們“食不厭精,膾不厭細”的深層次需求。比如,克隆出肉質(zhì)細膩,精肉占多數(shù)或五花肉居多的肉類;而對于后者,可以讓乳品內(nèi)包含更多營養(yǎng)物質(zhì),如多種維生素、微量元素和高蛋白質(zhì)。
然而,克隆動物食品要真正走向人們的餐桌還有兩個困難。一是現(xiàn)在生產(chǎn)克隆動物食品的成本還是高于傳統(tǒng)食品的成本,另一是公眾的心理。前者通過技術(shù)可以很快克服,但后者就很困難,因為迄今多數(shù)人對這樣的食品還心有抵觸或不安。美國皮尤研究中心2006年9月的調(diào)查表明,約64%美國人對克隆食品感到“不舒服”。所以,要讓公眾徹底接受這類克隆肉類和乳品恐怕還需要時日。具體到克隆動物食品的銷售,公眾認為至少應(yīng)標上標識,以便與傳統(tǒng)食品區(qū)別,讓公眾有選擇權(quán)。而FDA的做法卻迎合了生產(chǎn)者和銷售者的要求,認為出售克隆肉類和乳品時不需專門標注。另外,一些專家還認為克隆動物出生時的死亡率和致殘率比傳統(tǒng)飼養(yǎng)的動物要高,這會不會讓克隆動物食品充滿風(fēng)險也是一個未知數(shù)。
由于有這些原因,盡管美國FDA已經(jīng)解禁克隆動物,但克隆動物的肉類和乳品要進入普通百姓的餐桌恐怕還要有激烈的交鋒和艱難的過程。
遺傳工程改造的產(chǎn)品不易為人們所接受的確有原因,但今天它的突破口卻被研究者和生產(chǎn)者找準了,即生產(chǎn)安全的遺傳工程動物產(chǎn)品。而最大的突破口是針對今天困擾全球的瘋牛病,用遺傳工程生產(chǎn)出不含致病原普里昂蛋白的安全牛肉,這種產(chǎn)品將是所有人都歡迎和必然要選擇的。
包括美國和日本研究人員在內(nèi)的一個國際研究小組現(xiàn)在已經(jīng)培育出了12頭去除了引起瘋牛病的普里昂蛋白的克隆牛,這種牛由此具有抗御大腦受損病變的免疫機能,因此人們吃這樣的牛肉就不用擔(dān)心患類似于瘋牛病(牛海綿狀腦病BSE)的人變異克雅氏病(vCJD),后者俗稱人的瘋牛病,也就是大腦受普里昂蛋白破壞而引起癡呆、痛苦、不能運動、顫栗等一系列癥狀。而且,這種病最讓人擔(dān)心的是,致病的普里昂蛋白可以隱藏在牛、羊等動物體內(nèi)的所有組織、體液中,潛伏期很長。人吃下含變性普里昂(壞普里昂)的牛肉或牛乳后,有的可能迅速發(fā)病,有的則可能會遲至數(shù)十年后才發(fā)病。起初是大腦組織中的一個普里昂分子變性變壞,隨后其他普里昂分子也慢慢變壞,最后在大腦中造成損毀性空洞,普里昂病就產(chǎn)生了。而人吃了受到感染的瘋牛肉,就會患類似于瘋牛病的人變異克雅氏病。
研究人員的做法是,敲掉牛的一個負責(zé)制造(編碼)普里昂蛋白的基因,在實驗室觀察發(fā)現(xiàn),把兩只這種遺傳工程牛腦組織暴露于壞普里昂(致病普里),它們沒有患瘋牛病。對此結(jié)果,美國華盛頓支持這項研究的一個工業(yè)組織“生物技術(shù)工業(yè)組織”的巴巴拉·格林認為,這是讓消費者受益于動物生物技術(shù)的一項巨大的進步。這對全世界的消費者都是利好的消息。
當然,這項研究還在進行中。被敲掉了普里昂蛋白基因的其他牛進行了另外的瘋牛病感染試驗。研究人員把牛海綿狀腦病(BSE)的病原體直接注入克隆牛體內(nèi),以確認它們是否對瘋牛病有免疫力。不過這一結(jié)果最早也要在2007年的晚些時候才知道。因為感染了普里昂的動物至少要2年才能檢測是否患了瘋牛病。長期以來普里昂病(瘋牛病、人變異克雅氏病、羊瘙病等的總稱)一直讓研究人員困惑,因為普里昂有正常和異常(致病)之分。
一般認為,即使只有一個普里昂變壞,也可觸發(fā)永久性的致命而頭痛的大腦疾病,在人類就是變異克雅氏病(vCJD),動物中甚至鹿和麇也會得類似的大腦漸進性壞死疾病。
現(xiàn)在,普里昂病在歐洲最為嚴重,在美洲和亞洲也讓人擔(dān)心。目前對這種病還沒有治療的方法,患病后只有死亡。這種疾病對一個國家的食品養(yǎng)殖業(yè)和經(jīng)濟的打擊非常之大。比如,在瘋牛病最厲害的英國,1997年,英國全國的1200萬頭牛中有16.5萬頭牛死于瘋牛病,而且之后有被診斷患上了瘋牛病的病牛被陸續(xù)屠宰或銷毀。早在1996年4月3日,歐盟就決定暫時禁止英國向歐盟和其他國家出口活牛、牛肉和其他牛制品,而且在同年歐盟和法國開始禁止用動物骨粉飼養(yǎng)牛(動物骨粉被視為有壞普里昂)。歐盟還要求英國將30個月以上的所有肉牛全部殺掉和安全銷毀。這樣,英國每年靠出口牛肉可賺取的40億英鎊就化作烏有。
雖然歐盟于2000年撤銷了禁止進口英國牛肉的命令,但法國仍然禁止進口英國的牛肉。原因是法國也已發(fā)現(xiàn)了24例瘋牛病,而且認為這是由英國瘋牛病傳染上的。由于美國于2003年12月發(fā)現(xiàn)了3頭瘋牛,迄今,日本因擔(dān)心瘋牛病進入本國,一直在禁止美國的牛肉進口,由此造成兩國的芥蒂。而要滿足公眾的口福和促進經(jīng)濟的發(fā)展,就必須預(yù)防瘋牛病o
HEMATECH公司的首席科學(xué)家杰姆斯·羅貝爾主持了去除普里昂的克隆牛的生產(chǎn),實際上就是去除了病原體基因的牛。
5年前羅貝爾和美國農(nóng)業(yè)部的研究人員從健康母牛身上提取皮膚細胞,關(guān)閉(敲掉)了細胞中產(chǎn)生(編碼)普里昂的基因。然后用這種細胞作基礎(chǔ),把它們?nèi)诤系脚5穆鸭毎校ㄟ^克隆方式創(chuàng)造了12頭牛犢。除了用于直接普里昂感染研究的牛外,研究人員殺死了三頭克隆牛,提取它們的腦組織進行研究,結(jié)果發(fā)現(xiàn)壞普里昂不能感染腦組織。
克隆說起來簡單,但過程卻非常艱難和龐大。羅貝爾等人估計,在一年中HEMATECH公司移植了約15000個克隆胚胎到4000頭母牛子宮中。而大多數(shù)母牛的妊娠在公司提取牛胎兒組織研制人的藥物之前就中止了(自然流產(chǎn))。由于這些牛是沒有普里昂的,因而現(xiàn)在可以利用牛的血清進行很多生物學(xué)研究。美國在2003年也發(fā)現(xiàn)了瘋牛病,因此大量的生物學(xué)研究所需的正常牛血清就得從沒有發(fā)生瘋牛病的新西蘭進口。目前,美國通過遺傳工程產(chǎn)生的這種沒有普里昂的牛也成為了牛正常血清的來源。當然,HEMATECH公司的目標并不在于此,他們是要生產(chǎn)健康的沒有普里昂的放心牛,而且通過這樣的克隆牛生產(chǎn)用于人的多種抗生素和藥物。
在過去至今的20年間,全球有180人因吃牛肉感染上變異克雅氏病而死亡。盡管死亡人數(shù)較少,但人們對這種病的擔(dān)心是巨大的,因而健康的牛羊肉就是人們的選擇。而去除了壞普里昂的克隆牛則可以滿足人們的需求。現(xiàn)在HEMATECH公司生產(chǎn)的沒有普里昂的牛都很健康,但羅貝爾還是認為它們只出生了兩年,還需要更長的時間來驗證它們?nèi)狈ζ绽锇簳粫趯碓斐煽寺∨A硗獾慕】祮栴}。
此外,如果一切順利,也需要得到FDA的最后批準,這種無普里昂,也即無瘋牛病風(fēng)險的克隆牛肉才會走向人們的餐桌。
(作者系《百科知識>副主編,學(xué)者,有著作和文章若干)