美國轉(zhuǎn)基因三文魚商業(yè)化的啟示

王大元

美國轉(zhuǎn)基因三文魚商業(yè)化的啟示

王大元

1　美國批準(zhǔn)轉(zhuǎn)基因三文魚

美國 FDA（食品藥品管理局）2015年11月16日發(fā)布公告確定水優(yōu)三文魚與非轉(zhuǎn)基因三文魚一樣安全可以食用。FDA是美國唯一一個(gè)審批轉(zhuǎn)全魚生長(zhǎng)激素基因三文魚（以下簡(jiǎn)稱轉(zhuǎn)基因三文魚）安全性的機(jī)構(gòu)，他們的決定是終決。所以轉(zhuǎn)基因三文魚在美國已經(jīng)獲得美國政府權(quán)威機(jī)構(gòu)的最終批準(zhǔn)，依法可以商業(yè)銷售和食用。

1.1轉(zhuǎn)基因食品可商業(yè)化食用具有重大影響

首先，轉(zhuǎn)基因三文魚不僅是世界上第一個(gè)獲批可直接食用的動(dòng)物來源轉(zhuǎn)基因的食品，而且相比來自轉(zhuǎn)基因作物玉米和大豆等食品，走得更前沿。已經(jīng)商業(yè)化19年的轉(zhuǎn)基因玉米和大豆主要用于飼料，用于食品添加劑（如淀粉、糖漿等），直接食用雖然是合法的，但至今供消費(fèi)者直接食用的轉(zhuǎn)基因甜玉米基本上尚未在美國超市銷售。轉(zhuǎn)基因大豆作為直接入口的食品是食用油。即19年前已獲批可以食用的轉(zhuǎn)基因玉米大豆等多數(shù)不是作為直接入口的食物。可以預(yù)測(cè)，轉(zhuǎn)基因三文魚被批直接食用，將推動(dòng)轉(zhuǎn)基因作物食品的直接食用。

其次，轉(zhuǎn)基因三文魚獲批可商業(yè)化食用的另一個(gè)重大影響，是將要促進(jìn)接踵而來的其他轉(zhuǎn)基因動(dòng)物性食品產(chǎn)業(yè)化。在水豐技術(shù)公司（AquaBounty Technologies）三文魚等待審批的十幾年中，其實(shí)已有20～家30種轉(zhuǎn)基因魚和轉(zhuǎn)基因動(dòng)物正在研究開發(fā)之中。其中有幾種已經(jīng)向FDA申請(qǐng)商業(yè)化，排隊(duì)等候FDA的審批。轉(zhuǎn)基因三文魚的審批歷盡千辛萬苦的原因之一，就是FDA意識(shí)到只要批準(zhǔn)了轉(zhuǎn)基因三文魚商業(yè)化，就會(huì)成為轉(zhuǎn)基因動(dòng)物產(chǎn)業(yè)化的突破口和范例，為后面一大批送審的其他轉(zhuǎn)基因食用動(dòng)物打開一扇大門，其影響不可估量。

轉(zhuǎn)基因“環(huán)境豬”（EnviroPig）是加拿大的一個(gè)研究組研發(fā)的。這種環(huán)境豬能夠高效率地利用磷，故飼料中不需另外添加富含磷的飼料（減少飼料成本），排出糞便中磷的含量比同類非轉(zhuǎn)基因豬少70%，減少了對(duì)環(huán)境的磷污染。“環(huán)境豬”已經(jīng)繁殖了8代，其遺傳穩(wěn)定，等候FDA批準(zhǔn)已達(dá)8年以上，下一個(gè)可能被FDA批準(zhǔn)的轉(zhuǎn)基因食用動(dòng)物就是“環(huán)境豬”了，實(shí)際上美國的反轉(zhuǎn)團(tuán)體意識(shí)到“環(huán)境豬”可能會(huì)被批準(zhǔn)食用，已經(jīng)在媒體上宣傳“我們不要吃轉(zhuǎn)基因的培根”。

另一個(gè)有潛力的通過遺傳操作獲得的轉(zhuǎn)基因（GMO）豬2015年6月發(fā)表于《Nature》，報(bào)道了我國科學(xué)家與韓國科學(xué)家合作，通過基因編輯技術(shù)（也是一種GMO技術(shù)）研制出來的瘦肉型。

1.2基于其安全性批準(zhǔn)轉(zhuǎn)基因三文魚上市

安全性包括人直接食用的安全性和對(duì)環(huán)境是否有影響的生態(tài)安全性，這方面的文獻(xiàn)較多，簡(jiǎn)單綜述如下。

（ⅰ）人類食用方面的安全性。研制轉(zhuǎn)基因三文魚使用的轉(zhuǎn)植基因元件由大鱗大馬哈魚（王鮭）的生長(zhǎng)激素基因的cNDA和美洲綿鳚抗凍蛋白基因的啟動(dòng)子（promotor）組成。重組的全魚生長(zhǎng)激素基因可讓三文魚在寒冷環(huán)境下仍然保持生長(zhǎng)，使轉(zhuǎn)基因三文魚達(dá)到上市規(guī)格的生長(zhǎng)周期從3年左右縮短到18個(gè)月。這2個(gè)基因元件本身就存在于天然的人類食用的魚體中，在理論上對(duì)人體健康是沒有毒副作用的，但是FDA還是按照其規(guī)定的食品安全評(píng)價(jià)條款評(píng)估轉(zhuǎn)基因三文魚食品安全性的全過程實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明食用轉(zhuǎn)基因三文魚沒有毒副作用。也就是說，在食品安全性和營養(yǎng)成分上，轉(zhuǎn)基因三文魚與非轉(zhuǎn)基因三文魚實(shí)質(zhì)等同。FDA在批準(zhǔn)轉(zhuǎn)基因三文魚商業(yè)化的文件上開宗明義第一句話就指出了這點(diǎn)，所以轉(zhuǎn)基因三文魚的食品安全性在審批過程中始終沒有很大爭(zhēng)議。

（ⅱ）環(huán)境是否影響其生態(tài)安全性。轉(zhuǎn)基因三文魚的生態(tài)安全性是被輿論考量較多的議題，人們擔(dān)心轉(zhuǎn)基因三文魚有可能與自然環(huán)境中的其他魚種發(fā)生有性交配，導(dǎo)致轉(zhuǎn)植基因漂移到自然魚中，影響物種的遺傳多樣性，或產(chǎn)生其他可能的未知風(fēng)險(xiǎn)。事實(shí)上，大量的研究結(jié)果表明，轉(zhuǎn)基因三文魚并不存在人們所擔(dān)心的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。為了從根本上解決人們對(duì)轉(zhuǎn)基因三文魚生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的擔(dān)憂，申請(qǐng)者主要采取兩項(xiàng)防范措施：一是在封閉環(huán)境中飼養(yǎng)轉(zhuǎn)基因三文魚，不讓轉(zhuǎn)基因魚逃逸到自然環(huán)境中去；二是科學(xué)家培育出不孕不育的三倍體轉(zhuǎn)基因三文魚（香蕉和人工培育的無籽西瓜都是三倍體的），即使逃逸出去，也不可能通過有性交配把轉(zhuǎn)植基因釋放給自然界的野生魚種。

1.3轉(zhuǎn)基因三文魚的批準(zhǔn)歷程

在2012年，美國FDA和EPA（環(huán)保局）已經(jīng)聯(lián)合批準(zhǔn)了三文魚的安全性，按照美國轉(zhuǎn)基因食用動(dòng)物管理法規(guī)，在網(wǎng)上公布批準(zhǔn)文件3個(gè)月，收集各界的反映，主要是收集轉(zhuǎn)基因三文魚對(duì)環(huán)境影響方面的公眾反應(yīng)。

美國FDA面臨著強(qiáng)大的輿論壓力，在收集公眾意見3個(gè)月后，長(zhǎng)達(dá)3年沒有往前推動(dòng)。原因是根據(jù)所收集的公眾意見中有300個(gè)環(huán)保組織反對(duì)，上百萬美國公眾聯(lián)名簽署反對(duì)批準(zhǔn)轉(zhuǎn)基因三文魚商業(yè)化，還有40位國會(huì)議員口頭表示反對(duì)轉(zhuǎn)基因三文魚食用。甚至在2015年年初，加拿大漁業(yè)海洋部（Canadian Department of Fisheries and Oceans，DFO）公開發(fā)布了一個(gè)481頁的有關(guān)轉(zhuǎn)基因三文魚的安全實(shí)驗(yàn)報(bào)告，其對(duì)轉(zhuǎn)基因三文魚的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估與美國FDA的結(jié)論相反，指出水豐技術(shù)公司的轉(zhuǎn)基因三文魚免疫力低，容易患病。同時(shí)還發(fā)現(xiàn)不同養(yǎng)殖條件下轉(zhuǎn)基因三文魚的生長(zhǎng)速度不同等。國際上的主要環(huán)保公司Friends of the Earth也利用加拿大的實(shí)驗(yàn)結(jié)果給FDA施壓，要求停止審批轉(zhuǎn)基因三文魚。

自然生態(tài)系統(tǒng)中的種群生存力與繁殖力是客觀評(píng)價(jià)轉(zhuǎn)基因魚生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)最關(guān)鍵的指標(biāo)，而轉(zhuǎn)基因魚的種群生存力與繁殖力受一系列適合度參數(shù)的綜合影響，單一因子的研究結(jié)果不能對(duì)轉(zhuǎn)基因魚的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)作出全面客觀的評(píng)價(jià)。研制轉(zhuǎn)全魚生長(zhǎng)激素基因三文魚的目的是為了促進(jìn)其快速生長(zhǎng)，而不是為了增強(qiáng)其抗病能力。與加拿大DFO關(guān)于轉(zhuǎn)基因三文魚生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的結(jié)論剛好相反，容易患病的轉(zhuǎn)基因三文魚生存力低下，被人工選育淘汰；即或其逃逸到自然環(huán)境后，也不會(huì)形成優(yōu)勢(shì)種群而影響生態(tài)平衡，將不會(huì)導(dǎo)致生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)。另一方面，轉(zhuǎn)基因三文魚的生長(zhǎng)速度在不同養(yǎng)殖條件下不一致，與養(yǎng)殖模式有關(guān)，更與轉(zhuǎn)基因魚家系選育的純度有關(guān)，也就是說也可能與FDA和DFO評(píng)估所使用的轉(zhuǎn)基因三文魚家系不同有關(guān)。具體來說，轉(zhuǎn)植生長(zhǎng)激素基因的促生長(zhǎng)效應(yīng)與其表達(dá)水平有關(guān)，既不能太低，也不能太高。表達(dá)水平太低就不能促進(jìn)魚的生長(zhǎng)，表達(dá)水平太高則會(huì)影響受體魚的內(nèi)穩(wěn)平衡。同時(shí)，轉(zhuǎn)植生長(zhǎng)激素基因表達(dá)產(chǎn)物還需與受體魚相關(guān)基因表達(dá)協(xié)同才可能發(fā)揮促生長(zhǎng)作用。所以在育種過程中，要從大量的轉(zhuǎn)基因魚群體中篩選出轉(zhuǎn)植生長(zhǎng)激素基因表達(dá)水平與整合位置均合適的個(gè)體，并通過至少3代以上的遺傳穩(wěn)定性篩選實(shí)驗(yàn)，才可能建立一個(gè)性狀優(yōu)良的轉(zhuǎn)基因魚家系。現(xiàn)在情況表明，美國FDA對(duì)轉(zhuǎn)基因三文魚的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)作出了客觀的判斷，沒有采信加拿大FDO的相左意見。

美國政府批準(zhǔn)轉(zhuǎn)基因三文魚的過程和決定是嚴(yán)格保密的，直到2015年11月份FDA才突然公開批準(zhǔn)了轉(zhuǎn)基因三文魚商業(yè)化。連申報(bào)單位水豐技術(shù)公司事前也毫不知情。

從上面的介紹可以知道，美國批準(zhǔn)轉(zhuǎn)基因三文魚的過程是一個(gè)維護(hù)科學(xué)的艱難歷程，以至于FDA最后的批準(zhǔn)書中的第一句話是：經(jīng)歷了一個(gè)詳盡和苛刻的科學(xué)評(píng)估，F(xiàn)DA終于做出了轉(zhuǎn)基因三文魚在食用安全性和營養(yǎng)成分上與任何非遺傳操作的大西洋三文魚相同的結(jié)論。

美國批準(zhǔn)轉(zhuǎn)基因三文魚商業(yè)化的決定還有另外2項(xiàng)主要內(nèi)容: 穩(wěn)步開發(fā)，無需標(biāo)識(shí)。前者指目前只能在加拿大的封閉環(huán)境中生產(chǎn)不育的三倍體三文魚魚卵（每年可以生產(chǎn)10萬個(gè)魚卵），然后運(yùn)到巴拿馬的封閉環(huán)境中將這些不育的三倍體魚卵喂養(yǎng)到1～2 kg，就地安樂宰殺后，運(yùn)送到超市出售。后者規(guī)定，在標(biāo)識(shí)問題上，終端銷售用戶出售的轉(zhuǎn)基因三文魚無需標(biāo)識(shí)，但進(jìn)貨的超市需要知道是轉(zhuǎn)基因的。

1.4獲批的轉(zhuǎn)基因三文魚的商業(yè)化前景

FDA公布批準(zhǔn)水豐技術(shù)公司的轉(zhuǎn)基因三文魚商業(yè)化直接食用之后不到3周，美國、加拿大公眾的反對(duì)輿論在各大媒體均有報(bào)道。在加拿大，環(huán)保組織已經(jīng)起訴加拿大政府允許美國公司在加拿大生產(chǎn)轉(zhuǎn)基因三文魚魚卵，美國環(huán)保組織“食品安全中心”（Center for Food Safety）也開始起訴FDA，目的是阻止轉(zhuǎn)基因魚的銷售。另外還有一些環(huán)保專家也開始批評(píng)FDA批準(zhǔn)轉(zhuǎn)基因三文魚安全上市食用的決定。在歐洲和日本還未見重要反對(duì)組織的活動(dòng)，但歐洲食品局（EFSA）在8年前制定轉(zhuǎn)基因食品標(biāo)識(shí)法時(shí)，就預(yù)計(jì)到轉(zhuǎn)基因三文魚有朝一日會(huì)被批準(zhǔn)作為食品，所以已經(jīng)預(yù)留了轉(zhuǎn)基因三文魚一旦上市后如何做標(biāo)識(shí)的規(guī)定。

轉(zhuǎn)基因三文魚最終能否規(guī)模性的商業(yè)化，這取決于在推廣的過程中是否會(huì)出現(xiàn)安全性的問題和價(jià)格是否具有競(jìng)爭(zhēng)力。美國FDA只批準(zhǔn)局限的安全性養(yǎng)殖范圍，實(shí)際上限制了轉(zhuǎn)基因三文魚的產(chǎn)量。我們僅分析轉(zhuǎn)基因三文魚的價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)力。人工飼養(yǎng)三文魚的早期階段，曾遇到有機(jī)食品領(lǐng)域的利益集團(tuán)反對(duì)，但由于人工飼養(yǎng)三文魚的生長(zhǎng)速度比野生三文魚快，現(xiàn)在美國市場(chǎng)上的價(jià)格是，野生三文魚的市場(chǎng)價(jià)格約14美元/磅，人工飼養(yǎng)三文魚的市場(chǎng)價(jià)格約7美元/磅。美國三文魚70%以上來自于人工飼養(yǎng)，供應(yīng)主要來自進(jìn)口，中國是美國進(jìn)口人工飼養(yǎng)三文魚的第6位供應(yīng)國。USDA統(tǒng)計(jì)2014年進(jìn)口的三文魚為24.3萬噸，價(jià)值24億美元，進(jìn)口價(jià)約4.5美元/磅。可見，轉(zhuǎn)基因三文魚將來是否能在商業(yè)市場(chǎng)上站穩(wěn)腳跟，主取決于其價(jià)格。由于轉(zhuǎn)基因三文魚的生長(zhǎng)周期比非轉(zhuǎn)基因三文魚短一倍，所以其超市價(jià)格降到4美元/磅是很可能的，到了接近于雞的這種價(jià)格，想要阻止轉(zhuǎn)基因三文魚大規(guī)模商業(yè)化幾乎是不可能的了。

2　中國的遺憾

中國科學(xué)院水生生物所的朱作言團(tuán)隊(duì)首次把農(nóng)藝性狀基因轉(zhuǎn)到魚的工作，結(jié)果發(fā)表于1985年的德國應(yīng)用魚類學(xué)雜志《Journal of Applied Ichthyology Zeitschrift für Angewandte Ichthyology》。1990年11月，美國《New York Times》用了半版介紹朱作言的轉(zhuǎn)基因魚研究，指出他的研究比美國同行的轉(zhuǎn)基因魚領(lǐng)先了3年。實(shí)際上朱作言的這項(xiàng)工作不僅在國際上開辟了轉(zhuǎn)基因魚研究新領(lǐng)域，而且也是農(nóng)業(yè)動(dòng)物轉(zhuǎn)基因育種的首次試水。

許多人以為中國科學(xué)院水生生物研究所的轉(zhuǎn)基因魚研究雖然國際上首報(bào)，但以后就沒有多少進(jìn)展，被美國超越了。實(shí)際情況并非如此。中國的轉(zhuǎn)基因魚研究至今仍然走在國際前列。

1991年，中國科學(xué)院水生生物研究所的研究團(tuán)隊(duì)就已構(gòu)建了全部由中國鯉科魚類基因元件組成的驅(qū)動(dòng)的草魚生長(zhǎng)激素基因（不帶任何質(zhì)粒載體和篩選標(biāo)記序列，他們稱之為“全魚基因”）導(dǎo)入黃河鯉受精卵，研制出轉(zhuǎn)“全魚生長(zhǎng)激素基因”黃河鯉（以下簡(jiǎn)稱轉(zhuǎn)基因鯉）。在同等養(yǎng)殖條件下，轉(zhuǎn)基因鯉平均生長(zhǎng)速度比對(duì)照黃河鯉快52.3%～114.92%，餌料轉(zhuǎn)化效率提高約18.2%，當(dāng)年就可以達(dá)到上市規(guī)格，縮短了一半的養(yǎng)殖周期，降低了養(yǎng)殖成本和風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)大大降低了勞動(dòng)強(qiáng)度。

查閱水豐技術(shù)公司向美國FDA申報(bào)轉(zhuǎn)基因三文魚的4個(gè)文件和世界衛(wèi)生組織（WHO）與糧農(nóng)組織共同合辦的GODEX有關(guān)審批轉(zhuǎn)基因動(dòng)物的法規(guī)，比較中國科學(xué)院水生生物研究所的轉(zhuǎn)基因鯉和美國的轉(zhuǎn)基因三文魚研發(fā)進(jìn)展，發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)基因鯉的食品安全和生態(tài)安全評(píng)價(jià)研究不僅完全符合FDA和CODEX的要求，而且部署更為超前，實(shí)驗(yàn)更為充分，數(shù)據(jù)更為詳盡。

中國科學(xué)院水生生物研究所團(tuán)隊(duì)按國家Ⅰ類新藥的毒理學(xué)實(shí)驗(yàn)規(guī)范，于1999年完成了轉(zhuǎn)基因鯉（吉鯉）的食品安全評(píng)價(jià)工作，比美國的類似實(shí)驗(yàn)提前完成（1999年完成實(shí)驗(yàn)，論文2000年2月發(fā)表）。隨后又完成了致敏性等評(píng)價(jià)，發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)基因鯉與對(duì)照鯉具有實(shí)質(zhì)等同性。2000年，我國的研究團(tuán)隊(duì)完成了轉(zhuǎn)基因鯉中試，比美國的水豐公司的轉(zhuǎn)基因三文魚中試早了2年。2010年，轉(zhuǎn)基因鯉的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)研究已經(jīng)持續(xù)進(jìn)行了8年，也比美國水豐公司轉(zhuǎn)基因三文魚完成得早，種群適合度評(píng)價(jià)研究的內(nèi)容基本相似。并且，他們還自行設(shè)計(jì)并構(gòu)建了一個(gè)面積為6.7 hm2、安全設(shè)施齊備的人工模擬實(shí)驗(yàn)湖泊，從個(gè)體、種群和群落等不同層次上，對(duì)轉(zhuǎn)基因鯉與對(duì)照鯉在人工模擬的自然生態(tài)系統(tǒng)中的適合度，以及轉(zhuǎn)基因鯉對(duì)湖泊生物群落結(jié)構(gòu)及生態(tài)系統(tǒng)的影響等進(jìn)行了全面評(píng)估，發(fā)現(xiàn)在野生鯉自然分布的水域，轉(zhuǎn)基因鯉的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)不會(huì)高于對(duì)照鯉，美國轉(zhuǎn)基因三文魚缺乏如此大的時(shí)間尺度和空間尺度的生態(tài)評(píng)估。

如果不是后來眾所周知的中國創(chuàng)新環(huán)境問題，中國不僅是全球第一個(gè)完成轉(zhuǎn)基因魚研究的國家，也會(huì)是全球第一個(gè)把轉(zhuǎn)基因魚商業(yè)化的國家。現(xiàn)在美國成了第一個(gè)轉(zhuǎn)基因魚商業(yè)化的國家，我們從中可以吸取許多有益的經(jīng)驗(yàn)，推動(dòng)我國的自主創(chuàng)新發(fā)展。

3　亡羊補(bǔ)牢，為時(shí)不晚

我國包括轉(zhuǎn)基因生物在內(nèi)的生物技術(shù)的研究工作在國際上并不落后。例如在中央領(lǐng)導(dǎo)的直接關(guān)注下，科技人員在阻擊美國轉(zhuǎn)基因棉花占領(lǐng)我國市場(chǎng)上取得重大成功。現(xiàn)在中國95%的棉花都是具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的轉(zhuǎn)基因抗蟲棉。15年來，僅種子產(chǎn)業(yè)和棉花產(chǎn)業(yè)的累計(jì)產(chǎn)值就達(dá)120～150億美元（未包括由棉花制作的衣服等二級(jí)產(chǎn)品的產(chǎn)值），大大超過了國家投資轉(zhuǎn)基因重點(diǎn)專項(xiàng)約30億美元的投資。但是另一方面，我國去年進(jìn)口轉(zhuǎn)基因大豆7200萬噸，是我國自產(chǎn)大豆的6倍，進(jìn)口金額為250億美元，過去10年累計(jì)進(jìn)口的轉(zhuǎn)基因大豆費(fèi)用約2500億美元（約1.6萬億人民幣）。因此，我國發(fā)展轉(zhuǎn)基因大豆的潛力是巨大的。

本文不分析討論轉(zhuǎn)基因作物和食品政策問題，如何調(diào)整我國生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)的政策，需要有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)部門統(tǒng)籌解決。美國政府認(rèn)識(shí)到，為了適應(yīng)新的生物技術(shù)的出現(xiàn)（主要是指基因編輯技術(shù)），必須修改現(xiàn)行的轉(zhuǎn)基因作物、食品法規(guī)。美國總統(tǒng)科技政策辦公室于2015年7月給美國農(nóng)業(yè)部、食品藥品管理局和美國環(huán)保局3個(gè)部委發(fā)了一個(gè)題為“制定生物技術(shù)產(chǎn)品的現(xiàn)代化法規(guī)體系”的備忘錄，要求這3個(gè)部委在一年內(nèi)拿出草案供進(jìn)一步討論。我國政府有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)部門是否應(yīng)該召開一個(gè)有各領(lǐng)域科學(xué)、法律專家以及領(lǐng)導(dǎo)部門官員參加的會(huì)議，對(duì)生物技術(shù)領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)化做一個(gè)全面的討論和決策，值得認(rèn)真考慮。

【作者單位：中國水稻研究所】

（摘自《科學(xué)通報(bào)》2016年第3期）