2010-04-14 | 轉基因大米常識問答——我對轉基因大米安全性評估的最后建言

      轉基因大米常識問答

1. 什么是已獲我國安全認證的轉基因大米？

答：2009年10月，中國生物安全網公布的《2009年第二批農業轉基因生物安全證書批準清單》中，序號為第41的批準項目是名為“華恢1號”和“BT汕優63”的轉基因抗蟲水稻。

其中，“華恢1號”和“BT汕優63”轉入的抗蟲蛋白基因均是Bt融合型殺蟲蛋白基因Cry1Ac/Cry1Ab。

2. 什么是Bt？

答：很多人會誤解Bt就是殺蟲蛋白或者殺蟲毒蛋白，這其實是不準確的。Bt是蘇云金芽孢桿菌的英文Bacillust huringiensis的縮寫，即Bt。1901年日本人石渡從病蠶尸體中分離出一株所謂碎倒細菌(sotto. bacteria)。1911年Ernst Berliner在德國蘇云金(Thuringia)的一個面粉廠的地中海粉斑螟患病幼蟲中又分離到這種產伴孢晶體的芽孢桿菌。1915年Ernst Berliner將其定名為蘇云金芽孢桿菌，一般稱蘇云金桿菌(Bacillus thuringiensis Berliner)，并指明蘇云金桿菌含有伴胞晶體。

3.  什么是Bt殺蟲蛋白？

答：1956年Angus證實殺蟲活性物質位于伴孢晶體之中。他將伴孢晶體與孢子分開之后，單獨伴孢晶體仍然存在殺蟲活性，證明了蘇云金芽孢桿菌中的伴孢晶體蛋白是殺蟲活性的主要來源。蘇云金芽抱桿菌大多數菌株都能產生多種類型的伴胞晶體蛋白，即δ一內毒素或殺蟲晶體蛋白（即Bt殺蟲蛋白，簡稱為Bt蛋白）對鱗翅目、雙翅目、鞘翅目、膜翅目、同翅目、直翅目、食毛目等多種昆蟲，以及線蟲、蠟類和原生動物等具有特異性的殺蟲活性。

4. Bt蛋白有多少種？

答：迄今為止，已分離測定了100多個殺蟲晶體蛋白基因序列, 1989年Hofte和Whiteley根據晶體蛋白的氨基酸序列和殺蟲譜的不同，將已經發表的42種晶體蛋白分為5群14亞類。其中具有溶血溶細胞作用的27kDa晶體蛋白基因被命名為cyt基因，其他只有殺蟲活性的13亞類命名為狹義的晶體蛋白基因，即cry基因。cry基因可劃分四群，即cryI 為鱗翅目特異性，cryⅡ為鱗翅目和雙翅目特異性，cry Ⅲ為鞘翅目特異性，cryIV雙翅目特異性。目前，我國轉基因大米中使用的Cry1Ab/Ac為cryI群基因編碼，單體蛋白分子量分別為130，615Da和130，000Da，目標昆蟲主要是鱗翅目昆蟲。

5. Bt蛋白的作用是什么？

答：以Bt蛋白Cry1Ac（原毒素）為例，其130KD的單體可以在昆蟲的腸道消化液中，降解為40KD或者更小的毒素分子，發揮殺蟲作用。盡管，有人認為，原毒素本身沒有毒性，只有激活后的毒素才有毒性，但是，實驗表明，昆蟲對于原毒素的敏感性高于對于毒素本身的敏感性。有專家認為，Bt蛋白（原毒素）的單體和第一受體氨基肽酶N結合后，被某種蛋白酶做了進一步的切割修飾，然后形成四聚體再與第二受體鈣粘蛋白相結合。與鈣粘蛋白結合后，Bt的空間構象會發生變化，其結果是結構域I插入腸壁細胞膜內，造成非特異性穿孔，進而導致腸壁細胞破裂，并最終致使昆蟲死亡。（這個機制與人類補體分子殺傷細胞，造成細胞非特異性穿孔的機制是類似的，都是識別具有特異性，而最后的殺傷階段是非特異性的）。

6. Bt菌和Bt蛋白有什么用途？

答：蘇云金桿菌（Bt菌）殺蟲劑是利用蘇云金桿菌殺蟲菌經發酵培養生產的一種微生物制劑。害蟲只有把Bt細菌吃到肚子里，再經過一個發病過程，才能死掉，大約48小時方能達到殺滅害蟲的目的，而不象化學農藥作用那么快。從20世紀20年代起,Bt就得到大規模生產并被用來防治歐洲玉米螟,但直到1950年,人們才了解Bt殺蟲活性完全由它在芽孢形成時產生的晶體蛋白所決定。蘇云金桿菌的發現，為人們利用微生物消滅植物病蟲害提供了美好的前景。現在，人們已經用發酵罐大規模地生產蘇云金桿菌，經過過濾、干燥等過程制成粉劑或可濕劑、液劑，噴灑到莊稼上，對棉鈴蟲、菜青蟲、毒蛾、松毛蟲,以及玉米螟、高粱螟、三化螟等100多種害蟲有不同的致病和毒殺作用。 目前，殺蟲微生物中用量最大的是蘇云金桿菌。

7. Bt農藥使用安全嗎？

答：一般認為，Bt農藥作為用途最為廣泛的微生物農藥，其與化學農藥相比，對人畜低毒，選擇性強，不污染環境，沒有殘毒，和不易產生耐藥性的優點。不過，也有人認為，蘇云金桿菌對大鼠和家兔皮膚無刺激作用，對其眼睛無急性刺激作用，對豚鼠根據農藥毒性分級標準，為低毒。但是，其人類吞服了制劑可能引起胃腸炎等中毒癥狀。

8. 使用Bt農藥需要注意哪些問題？發生中毒，如何進行急救？

答：有人認為，Bt農藥對蜜蜂、家蠶有毒，施藥期間應避免對周圍蜂群的影響，蜜源作物花期、蠶室和桑園附近禁用；對魚類等水生生物有毒，遠離水產養殖區施藥，禁止在河塘等水體中清洗施藥器具。使用Bt農藥時應穿戴防護服和手套，避免吸入藥液。施藥期間不可吃東西和飲水。施藥后應及時洗手和洗臉。孕婦和哺乳期婦女避免接觸。對于Bt農藥濺到皮膚或眼內，應立即用清水沖洗15分鐘后就醫。吸入Bt農藥，應將病人移到通風處，就醫。誤服Bt農藥，應立即催吐，并送醫院對癥治療。

9. 人類食用被Bt污染的食物，可能會發生哪些急性中毒表現？

答：有研究表明，蘇云金桿菌（Bt）與條件致病菌蠟樣芽孢桿菌生物學形狀基本一致，在DNA水平上無法區分，唯一的區別在于前者產生伴孢晶體而后者沒有，現有的常見病原菌鑒定指標體系中，并無此項檢測，因此，無法區別二者感染導致的食物中毒，所以，有人傾向于把二者視為同一種。蠟樣芽孢桿菌可以通過產生嘔吐毒素和腸毒素等，導致人類患病，甚至死亡。在這些蠟樣芽孢桿菌中就有可以產生伴孢晶體的Bt，甚至是目前商業化生產的Bt菌株，因此一旦食用了被Bt污染的食物，可能會出現嘔吐、腹瀉等中毒癥狀。

10.Bt蛋白是否只殺死昆蟲細胞呢？

答：有人認為，Bt之所以被應用在轉基因作物上，最主要的原因就是其靶標生物體的范圍比較“窄”，即只針對鱗翅目和鞘翅目（甲蟲）的害蟲有效。當然，現在也有一些Bt的亞種被用于防治線蟲上。在農業上，蟲害是造成減產的最主要因素。從昆蟲分類的角度上來講，這些農業害蟲主要來自于鱗翅目（蛾子），鞘翅目（甲蟲），同翅目（蚜蟲，粉虱），半翅目（蝽象）和直翅目（蝗蟲）。在與蛾子和甲蟲的親緣關系上，蚜蟲，蝽象和蝗蟲肯定要比我們人類近得多。Bt對蛾子和甲蟲的這些“近親”都沒有毒力，更何況是對我們這些連八桿子都打不著的“遠親”呢？所以，“Bt毒蛋白”里的這個“毒”是具有針對性的。

然而，也有人認為，Bt蛋白可以非特異性的插入無任何昆蟲受體蛋白的磷脂雙分子層，導致細胞的溶解，研究還表明，Bt蛋白可以殺死人類的腫瘤細胞HL60，并且誘導人外周血白細胞的凋亡，且呈現一定的量效關系。

11.除昆蟲以外，其他細胞表面是否存在Bt蛋白的受體？

答：目前，人類只在昆蟲中，發現了Bt蛋白的受體。對于其他物種是否有相應的受體，目前還未發現。但從其可引發一些哺乳動物和魚類的生物學指標來看，是否存在著這樣的受體，還值得研究。

12.Bt蛋白除了作用于昆蟲還對哪些動物有作用呢？

答：人們一直認為，Bt蛋白是目前對于害蟲殺傷比較特異性的物質，且屬于低毒范疇，且從基本原理講，應該對昆蟲以外的其他物種沒有影響。但研究表明，使用含Bt蛋白的飼料，可以使魚類的白細胞計數產生變化，其改為普通飼料后，作用消失。給小鼠喂食含Bt蛋白的飼料，其肝腎可出現病理改變，且血液中尿素氮含量會增加（可能提示腎功能的降低）。

13.為什么要給大米轉Bt基因？

答：由于Bt蛋白具有抗蟲作用，所以給大米轉基因以后，可以從本質上，殺死大米的害蟲，提高產量，有人認為，可以提高約8%的大米產量。

14.轉Bt基因大米中，究竟有多少Bt蛋白？

答：有人認為，在轉基因作物中，Bt蛋白的表達量會有很大的差異，甚至可以達到10倍以上的差異。不過，即使使用了生物技術，對基因的表達進行調控，實現所謂的胚乳無表達，其在大米中的含量還是可以達到15毫克/公斤。而目前的安全性評估，也都是以這個低水平的Bt蛋白含量進行的。

15. 轉BT基因大米對哺乳動物可能會有哪些影響？

答：目前，雖然我國通過了對轉基因大米的安全性認證，但是，其具體的實驗內容和指標并未公布，因此，無法判斷。所以，我們只能根據已公布的一種轉Bt基因大米的數據進行分析，該研究表明，在90天的安全性評估中，食用轉基因大米的雄性大鼠白細胞計數會下降，睪丸重量增加，腎上腺等器官的重量會發生變化，同時，血糖升高，尿素氮升高，且差別在統計學上有顯著性。雖然，作者一再強調，這種差異變化后的數值仍在正常范圍內，但并不能否認轉基因大米導致了這些指標的改變，因此，最終承認這個模型沒有達到完全認可轉基因大米實驗安全的設計目標。

此外，更為重要的是，Bt蛋白可以引起人類產生免疫應答，甚至可以引起人類產生IgE型的特異性抗體。所以，當它進入人類常規食物鏈后，是否可以引發超敏反應或者自身免疫病，都是值得關注的。

16.Bt菌和Bt蛋白的不良反應是否可以說明轉基因大米的不良反應？

答：有人認為，Bt菌對人體有毒性因為其是一種微生物，Bt蛋白有毒性，因為其實驗中用的是混合性毒素，而轉基因大米中Bt蛋白是單一的，所以，Bt的毒性不能成為質疑轉基因大米的理由。應該注意到，轉基因大米的安全性評估中，一再反復強調，Bt農藥使用百年安全性很高，并未關注和提示其毒性，這可能與轉基因人員過于期待Bt的安全性有關。同時，也應該注意到體外Bt蛋白可以導致人類細胞的凋亡，并呈現量效關系，在小鼠體內有白細胞減少和血液尿素氮含量增加的現象，并且在大鼠食用轉基因大米（只有cryIAb）的情況下，其白細胞數量和尿素氮含量還是增加了，雖然并未超出正常范圍，但這是應該值得關注的。所以，據此否認轉基因大米與Bt毒性的聯系，有些過于草率了。

17. 目前的評估體系，能證明轉基因大米的絕對安全性嗎？

答：從科學的角度講，我們目前的安全性評估還遠遠沒有做到科學與全面，指標遠遠不足，缺乏內分泌、免疫學和神經系統的關鍵指標，而且沒有高級靈長類的全面大規模實驗安全指標。同時，對于Bt蛋白的暴露途徑只有食用一種，沒有其他途徑的指標。還有最為重要的就是，大米作為一種全民食物，是沒有任何禁忌癥的，無論年齡性別，是否亞健康，甚至患病都是要食用的，且有些人還在服藥，這些之間的相互影響，都是沒有經過安全評估的。不僅如此，我們對于Bt蛋白在人體內的半衰期、具體代謝路線和排泄途徑也都還一無所知。所以，目前最為保險的做法還是，不種、不買和不吃轉基因大米。

18. 轉基因大米可能對哪些人群有哪些影響？

答：轉基因大米可能對食用、經營和種植者的健康造成影響。對于食用轉基因大米的安全性評估正在進行中。但是，應該注意到，在轉基因大米的種植地，農民本人不敢吃轉基因大米，認為只要自己不吃就不會被影響。其實，這是一種掩耳盜鈴的做法，因為水稻種植過程中，在其開花時，可以向外界釋放含Bt蛋白的花粉。至于其中Bt的含量，以及其對人類呼吸系統的傷害，都是目前安全評估沒有涉及的。但國外已有報道，Bt蛋白及其轉基因作物可以引起其種植者體內產生特異性的IgE型抗體，并可引發皮疹等過敏現象。還有，從Bt農業吸入性中毒來看，種植轉基因大米本身也是一種安全性不確定的行為。這也提示我們，應該避免在水稻開花季節到轉基因大米的種植區旅游。

19.說轉基因大米，比我國飲用水的標準更安全是否科學？

答：這是不可比擬的，因為二者是不同性質的概念。舉個例子，如果可以這樣比擬的話，我國《原料乳與乳制品中三聚氰胺檢測方法》（GB/T 22388-2008）國家標準對于三聚氰胺在奶粉中的限定值為0.01毫克/千克（液相色譜-質譜/質譜法），而轉基因大米中的Bt蛋白含量為15毫克/千克，是前者的1500倍，應該是大大的不安全。所以，這種說法是不科學的，不值得提倡的。

20. 轉基因大米是否對所有的人都適合？

答：有人認為，蔥姜蒜也可以殺蟲，含有殺蟲蛋白，我們可以允許它們存在，還可以吃，為什么要對Bt這么謹慎呢？關鍵在于，我們還不知道轉Bt大米的合適人群，因為就算是蔥姜蒜也不是所有的人都適合吃的。極端的講，沒有任何一種食物對所有的人適合。例如，肥胖人群應該限制高熱量飲食，腎功能衰竭應該限制高蛋白飲食。因此，目前還不知道Bt蛋白的適合人群前，冒然食用確實有一定的不確定性。

21. 今后應該如何評價轉基因大米的安全性？

答：轉基因大米事關重大，應該由衛生部和有關的食品管理部門，根據現行的食品安全管理辦法，同時考慮到其對人類食物成分徹底改變的特點，增加群體性研究的指標，進行檢測，并在檢測中，不斷修改和完善。

22.需要多久才能完成對轉基因大米的安全性評估？

答：這是人們常問的一個問題，我認為，這是一個系統工程，要有正確的設計與規劃，以及完成的信心與決心，也要做好失敗的準備。現在的情形來看，我們沒有做好，包括歐美在內的國家也不愿意花錢來做這件事，所以，大家都在觀望，因為這是一個無底洞。不過，最省錢的方式，就是不顧一切地，不經過系統評估給人群食用，然后觀察群體效應，尋找安全性的關鍵指標，再有的放矢。所以，歐美等國以及國際組織，都是愿意支持我國進行轉基因大米推廣和食用的，這有利于節省研究資源和時間。

23.應該如何進行轉基因大米的管理？

答：目前，對于轉基因大米的安全性評估是一筆巨大的花費，而且時間會很長，短期難有結果。對于安全不確定的食物管理最大的問題在于管理和辨別。例如，蔥姜蒜，普通人可以很容易地從形態、氣味和味道上，進行區分和鑒別。對于轉基因大米，其研發人卻一再強調即使是農業專家也無法從外表上進行鑒別，只有吃了才知道。而普通人甚至吃了也不知道。這就導致了湖南湖北轉基因大米種植與銷售，發生了失控的局面，而政府卻無法進行處罰和管理的現象。

所以，對于轉基因大米必須進行標識。但是，我不認同進行外包裝的標示管理，這其實沒有任何的作用，因為換一個標簽太簡單了。只要有暴利，地溝油也可以成為非轉基因的優質油，劣質白酒可以成為茅臺、五糧液。我認為，應該強制要求轉基因的科研人員在轉Bt前，先轉一個標識基因（如胡蘿卜素），使轉基因大米出現顏色或形狀的改觀，讓普通人可以進行識別，以免誤食。

當然，從目前的形式看，轉基因專家是不愿意這樣做的，同時，也有人擔心轉了雙重基因會對人體造成更大的影響。所以，我們可以采取一個更加極端的做法，學習一下我國北魏時代的“立子殺母”，規定轉基因的母本品種范圍。一旦確定了轉基因，就要在全國范圍內禁止其母本的種植生產，并且將其母本也視為轉基因作物進行管理，并向社會公布如何鑒別這些母本的表觀方法，使普通人可以進行識別，以扭轉這種混亂的局面。例如，既然通過了“華恢1號”和“BT汕優63”的轉基因抗蟲水稻的安全性評估，就應該立即禁止種植其母本“明恢63”和“汕優63”，以保證公眾的安全，不再誤食轉基因大米。

北京大學免疫學系  王月丹  博士

于學院路38號