轉(zhuǎn)基因食品檢測技術(shù)與安全性評(píng)價(jià)

石琳

摘 要：轉(zhuǎn)基因食品的分析檢測以蛋白質(zhì)和基因水平為基礎(chǔ)，蛋白質(zhì)檢測以酶聯(lián)免疫法為主，檢測食品中是否含有目標(biāo)蛋白;基因檢測以PCR技術(shù)、基因芯片為主，檢測食品中是否含有目標(biāo)基因。同時(shí)，一些新的食品分析技術(shù)正逐步應(yīng)用于轉(zhuǎn)基因食品的檢測中。

關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)基因;食品檢測技術(shù);安全性評(píng)價(jià)

Abstract：The analysis and determination of genetically modified foods is based on protein and gene levels. Protein determination is mainly based on the principle of immunity to determine food genetically modified proteins. Genetic determination is mainly based on PCR and gene chip determination to determine whether the food contains the target gene. At the same time， some new food analysis technologies are being gradually applied to the detection of genetically modified foods.

Key words：Genetic modification; Food testing technology; Safety evaluation

中圖分類號(hào)：TS207

基因工程技術(shù)是一門高新技術(shù)，通過將基因從一種生物體提取出來，在體外與載體拼接重組轉(zhuǎn)移到其他生物體來改變生物體的遺傳特征和性狀，從而達(dá)到改變基因組組成的目的。轉(zhuǎn)基因食品是利用基因工程技術(shù)，人為將基因或基因片段導(dǎo)入細(xì)胞DNA中以獲得良好性狀的生物制成的食品。

1 國內(nèi)外轉(zhuǎn)基因食品的發(fā)展?fàn)顩r

1.1 國外轉(zhuǎn)基因食品發(fā)展和現(xiàn)狀

1983年，第一個(gè)轉(zhuǎn)基因植物煙草在美國獲得成功，意味著人類開始使用轉(zhuǎn)基因技術(shù)改良作物[1]。1994年，美國食品和藥物管理局（FDA）批準(zhǔn)在美國種植銷售的酪蛋白纖維轉(zhuǎn)基因西紅柿，成為世界上首個(gè)商業(yè)化的轉(zhuǎn)基因（GM）食品。隨著轉(zhuǎn)基因生物技術(shù)的不斷發(fā)展，農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因生物產(chǎn)業(yè)技術(shù)正在迅速擴(kuò)大。就種植面積而言，2001年，美國轉(zhuǎn)基因作物種植面積達(dá)

3 570萬hm2。就市場份額而言，美國70%以上的零售食品含有轉(zhuǎn)基因，因此美國成為轉(zhuǎn)基因食品市場占有率最大的國家。轉(zhuǎn)基因技術(shù)給農(nóng)業(yè)帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

1.2 我國轉(zhuǎn)基因食品的發(fā)展和現(xiàn)狀

我國十分重視轉(zhuǎn)基因技術(shù)在食品中的應(yīng)用，在不同食品種類上取得了成功，中國水稻研究所的轉(zhuǎn)基因雜交水稻、北京大學(xué)的抗蟲番茄和青椒都是轉(zhuǎn)基因食品成功的代表。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，轉(zhuǎn)基因西紅柿、青椒等品種已獲得中國的商業(yè)化生產(chǎn)許可。我國1999年種植了約30萬hm2轉(zhuǎn)基因作物;2002年種植了210多萬hm2轉(zhuǎn)基因作物。2017年，轉(zhuǎn)基因作物產(chǎn)業(yè)化被正式列入國家“十三五”科技創(chuàng)新計(jì)劃。

2 轉(zhuǎn)基因食品的檢測方法

2.1 酶聯(lián)免疫法（ELISA）檢測技術(shù)

酶聯(lián)免疫法檢測技術(shù)從20世紀(jì)70年代開始廣泛應(yīng)用，其作用原理是特異性抗原與抗體有高度的親和力，利用抗原與抗體的結(jié)合可以進(jìn)行定性和定量檢測。測定方法分為雙抗體夾心法、雙位點(diǎn)一步法和間接法等，基本過程是待抗體或抗原與固相抗原或抗體結(jié)合后，加入酶標(biāo)抗體形成帶酶標(biāo)的固相抗原抗體結(jié)合物，再加入底物即可根據(jù)產(chǎn)物顏色對目標(biāo)蛋白進(jìn)行檢測。不同的抗原需要特異性抗體與之結(jié)合，這就使得ELISA檢測中的免疫吸附劑、結(jié)合物和酶的底物對不同的目標(biāo)蛋白具有特異性，從而導(dǎo)致一種ELISA檢測試劑只能針對性檢測部分外源性蛋白。此外，這種方法雖然靈敏度高、操作簡便，但只適用于生食，難以應(yīng)用于加工后的食品。加工后食品的外源性蛋白失活、分解或消失，無法有效與檢測試劑的抗體相結(jié)合，增加了檢測的不確定性，導(dǎo)致檢測的可重復(fù)率非常低，提高了檢測的假陽性和假陰性率，同時(shí)對于通過基因沉默來改變性狀的轉(zhuǎn)基因作物食品因無新蛋白表達(dá)而無法起到檢測作用。因此，ELISA檢測技術(shù)適用于檢測部分轉(zhuǎn)基因生食。

2.2 聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)技術(shù)（PCR技術(shù)）

PCR技術(shù)是常用于檢測轉(zhuǎn)基因食品的檢測方法。PCR技術(shù)的理論基礎(chǔ)是DNA的半保留復(fù)制方式，將特異性外源DNA序列擴(kuò)增到可以檢測的數(shù)值。這種方法比蛋白質(zhì)檢測更加敏感，有更好的熱穩(wěn)定性。傳統(tǒng)PCR技術(shù)是通過檢測轉(zhuǎn)基因食品基因中的CaMV35S啟動(dòng)子和NOS終止子兩個(gè)基因片段來定性檢測外源基因，快速簡單，但不能識(shí)別外源基因的種類和供體自然污染，如被煙草花葉病毒污染的自然生長的大豆和玉米。因此檢測時(shí)，必須對陽性結(jié)果做進(jìn)一步的鑒定來確保該外源基因是人為轉(zhuǎn)基因而非自然轉(zhuǎn)基因。現(xiàn)如今，一般采用實(shí)時(shí)定量PCR法，可根據(jù)熒光信號(hào)的強(qiáng)弱實(shí)時(shí)監(jiān)測PCR全過程，最后用標(biāo)準(zhǔn)曲線對目標(biāo)基因進(jìn)行量化。

2.3 基因芯片技術(shù)

基因芯片技術(shù)的基本原理與傳統(tǒng)的核酸雜交方法相似，但基因芯片在載體表面固定了大量不同的已知序列特異性核酸探針，使得一次操作可以檢測樣品中多個(gè)靶基因的相關(guān)信息，是一種高通量檢測方法。Motorola和GeneScan公司已聯(lián)合成功研制出轉(zhuǎn)基因食品檢測基因芯片[2]。目前，基因芯片技術(shù)尚未形成主流技術(shù)，但其高效、快速、低成本的特點(diǎn)非常具有發(fā)展前景。

3 轉(zhuǎn)基因食品的安全性評(píng)價(jià)

3.1 轉(zhuǎn)基因食品對人體健康的安全性問題

轉(zhuǎn)基因食品對人體健康的安全性影響基本可分為4類。①食物毒性。轉(zhuǎn)基因食品的外源基因來自與親本不同的物種，可能使得親本原生基因突變或促成有害基因的表達(dá)，導(dǎo)致轉(zhuǎn)基因食品毒性增加。②食物過敏。轉(zhuǎn)基因食品的外源基因表達(dá)的蛋白質(zhì)可能與致敏原有同源性或產(chǎn)生新的致敏原造成人體攝入轉(zhuǎn)基因食品后產(chǎn)生過敏反應(yīng)。③抗生素耐藥。微生物之間可以通過轉(zhuǎn)導(dǎo)、轉(zhuǎn)化、結(jié)合等方式進(jìn)行基因轉(zhuǎn)移，因此被大量應(yīng)用于轉(zhuǎn)基因食品中的抗生素抗性標(biāo)記基因可能發(fā)生“基因逃逸”，轉(zhuǎn)移入人和動(dòng)物腸道中的微生物，發(fā)展出對抗生素產(chǎn)生耐藥性的細(xì)菌，進(jìn)而影響人類抗生素治療的效果。④營養(yǎng)價(jià)值下降。轉(zhuǎn)基因食品的外源基因?qū)е碌鞍踪|(zhì)被人為改變，這些蛋白質(zhì)存在不能被人體吸收的可能性，但外源基因?qū)氩课浑S機(jī)基因的缺失、錯(cuò)碼等突變的可能性很高，但表達(dá)的蛋白質(zhì)的性狀表現(xiàn)、數(shù)量、部位的期待不同轉(zhuǎn)基因食品營養(yǎng)價(jià)值下降。

3.2 實(shí)質(zhì)等同性原則

實(shí)質(zhì)等同性原則，即轉(zhuǎn)基因食品成分與現(xiàn)有食品成分基本相同，則認(rèn)為它們是同等的安全。1996年食品安全委員會(huì)專家咨詢會(huì)議建議“以實(shí)質(zhì)等同性原則為依據(jù)的安全性評(píng)價(jià)可用于評(píng)價(jià)食品和食品轉(zhuǎn)基因生物來源的安全性”[3]。

（1）等同于傳統(tǒng)食品和成分。這種轉(zhuǎn)基因食品和傳統(tǒng)食品具有相同的安全性。當(dāng)轉(zhuǎn)基因的受體和供體屬于同一種傳統(tǒng)食品，插入外源基因不會(huì)影響食物的成分和特性，沒有進(jìn)一步分析其安全性。這類轉(zhuǎn)基因食品代表是轉(zhuǎn)基因抗病毒植物食品，如跨病毒外源蛋白基因轉(zhuǎn)基因食品，由于傳統(tǒng)食品中含有此病毒，人們長期食用后沒有中毒史，因此無需對此類轉(zhuǎn)基因食品進(jìn)行進(jìn)一步的安全性評(píng)價(jià)。

（2）除了某些特定差異外，與傳統(tǒng)食品和食品成分等同。分析這一類的轉(zhuǎn)基因分析食品的安全性必須分析特定的主要差異，重點(diǎn)內(nèi)、外源基因產(chǎn)物和其他的物質(zhì)。有些內(nèi)源性基因被修飾產(chǎn)生新蛋白質(zhì)，盡管轉(zhuǎn)入的外源基因本身沒有安全問題，但對于外源基因的穩(wěn)定性、基因水平轉(zhuǎn)移的可能性、外源新蛋白質(zhì)的特性的分析仍然是必要的。例如，轉(zhuǎn)基因抗蟲或抗病植物食品，其安全性評(píng)價(jià)應(yīng)該集中于轉(zhuǎn)基因食品成分的營養(yǎng)素和抗?fàn)I養(yǎng)素及新蛋白。以有安全食用史的傳統(tǒng)食品為對應(yīng)物，驗(yàn)證轉(zhuǎn)基因食品的主要營養(yǎng)、抗?fàn)I養(yǎng)素等方面有無顯著區(qū)別，對新蛋白的毒性和過敏性進(jìn)行驗(yàn)證。

（3）和傳統(tǒng)食品和食品配料沒有實(shí)質(zhì)性的平等，在缺乏相應(yīng)的或類似的傳統(tǒng)食品時(shí)，應(yīng)綜合分析食品的營養(yǎng)成分和安全。例如，在傳統(tǒng)食品中轉(zhuǎn)入一個(gè)全新的基因，在很大程度上改變了傳統(tǒng)食品的特性。所以，不僅需要分析轉(zhuǎn)基因食品的受體生物學(xué)、基因操縱和DNA插入、表型、化學(xué)、營養(yǎng)特性的變化，還要考慮供體生物的基本信息對轉(zhuǎn)基因食品的影響。

4 展望

轉(zhuǎn)基因食品作為高科技產(chǎn)品，已經(jīng)產(chǎn)生了顯著的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。尤其是在人口眾多的國家，轉(zhuǎn)基因食品的開發(fā)已經(jīng)非常重要。一方面，必須積極持續(xù)地研究和發(fā)展轉(zhuǎn)基因食品，另一方面，需要嚴(yán)格把關(guān)，加強(qiáng)監(jiān)管，落實(shí)安全評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的制定、完善、安全運(yùn)行，對于相對落后的轉(zhuǎn)基因食品必須加強(qiáng)對檢查技術(shù)的研究，保護(hù)廣大人民群眾的利益。持續(xù)改進(jìn)轉(zhuǎn)基因食品檢測技術(shù)，迪歐轉(zhuǎn)基因食品安全評(píng)價(jià)體系和安全監(jiān)督管理措施進(jìn)行改善。轉(zhuǎn)基因食品有一個(gè)非常廣泛和光明的前景，并將成為21世紀(jì)人類重要途徑解決食品安全的問題[4]。

參考文獻(xiàn)：

[1]霍飛，江國虹，常改.轉(zhuǎn)基因食品的發(fā)展現(xiàn)狀及安全性評(píng)價(jià)[J].中國公共衛(wèi)生，2003，19（9）：1132-1134.

[2]周建嫦，楊杏芬，凌文華.轉(zhuǎn)基因食品檢驗(yàn)方法[J].中國衛(wèi)生檢驗(yàn)雜志，2002，12（4）：508.

[3]陳乃用.實(shí)質(zhì)等同性原則和轉(zhuǎn)基因食品的安全性評(píng)價(jià)[J].工業(yè)微生物，2003，33（9）：44-51.

[4]黃季焜，胡瑞法，王曉兵，等.農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)基因技術(shù)研發(fā)模式與科技改革的政策建議[J].農(nóng)業(yè)技術(shù)經(jīng)濟(jì)，2014（1）：4-10.