轉基因生物的安全性

1、專題專題4:4:生物技術安全性和倫理問題生物技術安全性和倫理問題轉基因轉基因生物的生物的安全性安全性一、轉基因成果令人嘆為觀止一、轉基因成果令人嘆為觀止 1.1972 1.1972年美國斯坦福大學的伯格第一次重組年美國斯坦福大學的伯格第一次重組DNADNA獲得成功獲得成功. . 現(xiàn)代基因工程的創(chuàng)始人現(xiàn)代基因工程的創(chuàng)始人PP伯格（美國伯格（美國,1926,1926）在）在19601960年以敏銳的科學預見力提出一個大膽年以敏銳的科學預見力提出一個大膽的設想：是否可以創(chuàng)造出一種人工方法，把外界的設想：是否可以創(chuàng)造出一種人工方法，把外界的遺傳基因引入動物體內，以達到改變遺傳性狀的遺傳基因引入動物體內

2、，以達到改變遺傳性狀和治療某些疾病的需要呢？和治療某些疾病的需要呢？19721972年，伯格把兩種年，伯格把兩種病毒的病毒的DNADNA用同一種限制性內切酶切割后，再用用同一種限制性內切酶切割后，再用DNADNA連接酶把這兩種連接酶把這兩種DNADNA分子連接起來，于是產分子連接起來，于是產生了一種新的重組生了一種新的重組DNADNA分子，首次實現(xiàn)兩種不同分子，首次實現(xiàn)兩種不同生物的生物的DNADNA體外連接，獲得了第一批重組體外連接，獲得了第一批重組DNADNA分分子，這標志著基因工程技術的誕生。伯格因此獲子，這標志著基因工程技術的誕生。伯格因此獲得了得了19801980年諾貝爾化學獎。年諾

3、貝爾化學獎。 2.2.轉基因的重要成果轉基因的重要成果 (1)(1)微生物方面微生物方面: :把某些重組DNA轉移到細菌中表達獲得成功,隨后,使出現(xiàn)了具有重要經濟價值的各種重組微生物,如可以清除石油污染的假單孢桿菌等. 利用轉基因細菌制造蛛絲利用轉基因細菌制造蛛絲多年來，科學家們一直試圖找到利用其他生物體來制造蛛絲的辦法。蛛絲多年來，科學家們一直試圖找到利用其他生物體來制造蛛絲的辦法。蛛絲是自然界最奇特的物質之一，它具有極強的韌度，其韌度是同樣直徑鋼材的好是自然界最奇特的物質之一，它具有極強的韌度，其韌度是同樣直徑鋼材的好幾倍。但與家蠶不同，蜘蛛不能家養(yǎng)，因為它們會互相吞食，所以不可能建立幾倍

4、。但與家蠶不同，蜘蛛不能家養(yǎng)，因為它們會互相吞食，所以不可能建立人工飼養(yǎng)蜘蛛的農場。沙伊貝爾說：人工飼養(yǎng)蜘蛛的農場。沙伊貝爾說：我們正在與各行業(yè)聯(lián)系，以檢測這種新絲我們正在與各行業(yè)聯(lián)系，以檢測這種新絲的品質，并進一步研發(fā)工業(yè)規(guī)模的生產技術。的品質，并進一步研發(fā)工業(yè)規(guī)模的生產技術。 蛛絲如果能實現(xiàn)大規(guī)模人工生產，將可以取代塑膠材料，用于眼部或神經蛛絲如果能實現(xiàn)大規(guī)模人工生產，將可以取代塑膠材料，用于眼部或神經外科手術的精細縫合，也可用來制造膠布等傷口包扎材料或者人造韌帶及肌腱外科手術的精細縫合，也可用來制造膠布等傷口包扎材料或者人造韌帶及肌腱等，應用前景極其廣闊。在轉基因細菌之前，曾有科學家嘗試

5、利用轉基因山羊、等，應用前景極其廣闊。在轉基因細菌之前，曾有科學家嘗試利用轉基因山羊、轉基因煙草、轉基因土豆等制造蛛絲，但由于產量過低或絲質太差均未成功轉基因煙草、轉基因土豆等制造蛛絲，但由于產量過低或絲質太差均未成功轉基因細菌可治癌癥轉基因細菌可治癌癥轉基因細菌可治癌癥轉基因細菌可治癌癥 英國醫(yī)學專家日前將轉基因大腸桿菌英國醫(yī)學專家日前將轉基因大腸桿菌與一種抗癌藥相結合，成功殺死了實驗鼠與一種抗癌藥相結合，成功殺死了實驗鼠體內的癌細胞?？茖W家將轉基因大腸桿菌體內的癌細胞。科學家將轉基因大腸桿菌注射到實驗鼠的腫瘤內，再給實驗鼠注射注射到實驗鼠的腫瘤內，再給實驗鼠注射一種名叫一種名叫6MPDR的

6、抗癌藥。這種藥無的抗癌藥。這種藥無法單獨發(fā)揮作用，但是一種由轉基因大腸法單獨發(fā)揮作用，但是一種由轉基因大腸桿菌分泌的酶能將此藥物桿菌分泌的酶能將此藥物“激活激活”，形成，形成一種有效的毒素，將其周圍的癌細胞殺死，一種有效的毒素，將其周圍的癌細胞殺死，而不傷害其它組織器官而不傷害其它組織器官。 (2) (2)基因制藥方面基因制藥方面: :生物制藥已經成為生物制藥已經成為2121世紀的朝陽產世紀的朝陽產業(yè)業(yè). .1. 應用于臨床的藥物：應用于臨床的藥物：人胰島素、人生長激素、干擾素、乙肝疫苗、人胰島素、人生長激素、干擾素、乙肝疫苗、人促紅細胞生成素（人促紅細胞生成素（Epo）、）、GM集落刺激因子

7、（集落刺激因子（GMCSF）、組織）、組織溶纖酶原激活素、白細胞介素溶纖酶原激活素、白細胞介素2及白介素及白介素11等。等。2.正在研究的：正在研究的：降鈣素基因相關因子、腫瘤壞死因子、表皮生長因子等降鈣素基因相關因子、腫瘤壞死因子、表皮生長因子等140多種多種3.“多肽模擬多肽模擬”或或“多肽結構域多肽結構域”合成，又叫合成，又叫“小分子結構藥物小分子結構藥物設計設計”這類藥物可口服，有利于由皮膚、粘膜給藥，用于治療免疫缺這類藥物可口服，有利于由皮膚、粘膜給藥，用于治療免疫缺陷癥、陷癥、HIV感染、變態(tài)反應性疾病、風濕性關節(jié)炎等，其制造成本也更感染、變態(tài)反應性疾病、風濕性關節(jié)炎等，其制造成本

8、也更低。低。 近十幾年來，在利用生物技術制取新藥方面取得了驚人的成就，已近十幾年來，在利用生物技術制取新藥方面取得了驚人的成就，已有不少藥物應用于臨床。例如人胰島素、人生長激素、干擾素、乙肝疫苗、有不少藥物應用于臨床。例如人胰島素、人生長激素、干擾素、乙肝疫苗、人促紅細胞生成素（人促紅細胞生成素（Epo）、）、GM集落刺激因子（集落刺激因子（GMCSF）、組織）、組織溶纖酶原激活素、白細胞介素溶纖酶原激活素、白細胞介素2及白介素及白介素11等。正在研究的有降鈣素等。正在研究的有降鈣素基因相關因子、腫瘤壞死因子、表皮生長因子等基因相關因子、腫瘤壞死因子、表皮生長因子等140多種。隨著生物技術多種

9、。隨著生物技術藥物的發(fā)展，多肽與蛋白質類藥物的研究與開發(fā)，已成為醫(yī)藥工業(yè)中一個藥物的發(fā)展，多肽與蛋白質類藥物的研究與開發(fā)，已成為醫(yī)藥工業(yè)中一個重要的領域，同時給生物制劑帶來了新的挑戰(zhàn)。在實際應用中，基因工程重要的領域，同時給生物制劑帶來了新的挑戰(zhàn)。在實際應用中，基因工程藥物受到一定限制，如口服應用時生物利用度低，會受到消化酶的破壞，藥物受到一定限制，如口服應用時生物利用度低，會受到消化酶的破壞，在胃酸作用下不穩(wěn)定，在體內半衰期較短等，因此只能注射給藥或局部用在胃酸作用下不穩(wěn)定，在體內半衰期較短等，因此只能注射給藥或局部用藥。為了克服這些缺陷，已開始改為合成這些天然蛋白質的較小活性片段，藥。為了

10、克服這些缺陷，已開始改為合成這些天然蛋白質的較小活性片段，即所謂即所謂“多肽模擬多肽模擬”或或“多肽結構域多肽結構域”合成，又叫合成，又叫“小分子結構藥物設小分子結構藥物設計計”。這類藥物可口服，有利于由皮膚、粘膜給藥，用于治療免疫缺陷癥、。這類藥物可口服，有利于由皮膚、粘膜給藥，用于治療免疫缺陷癥、HIV感染、變態(tài)反應性疾病、風濕性關節(jié)炎等，其制造成本也更低。這種感染、變態(tài)反應性疾病、風濕性關節(jié)炎等，其制造成本也更低。這種設計思想也已應用于多糖類藥物、核酸類藥物和模擬酶的有關研究。小分設計思想也已應用于多糖類藥物、核酸類藥物和模擬酶的有關研究。小分子藥物設計屬于第二代結構相關性藥物設計，所設

11、計的分子能替代原先天子藥物設計屬于第二代結構相關性藥物設計，所設計的分子能替代原先天然活性蛋白與特異靶相互作用。然活性蛋白與特異靶相互作用。 (3) (3)轉基因動物方面轉基因動物方面: :受到轉基因巨型小鼠獲得成功受到轉基因巨型小鼠獲得成功的鼓舞的鼓舞, ,科學家又在培育生長迅速科學家又在培育生長迅速、營養(yǎng)品質優(yōu)良的營養(yǎng)品質優(yōu)良的轉基因家畜轉基因家畜、家禽方面家禽方面, ,不斷取得輝煌成就不斷取得輝煌成就. .同時同時, ,科學科學家還把轉基因動物變成生物反應器家還把轉基因動物變成生物反應器(4)(4)轉基因植物方面轉基因植物方面: :目前目前, ,科學家已經培育出了大批科學家已經培育出了大

12、批具有抗蟲具有抗蟲、抗病抗病、抗除草劑抗除草劑、抗逆等全心形狀的農抗逆等全心形狀的農作物作物. .抗蟲棉抗蟲棉棉花所國家轉基因棉花中試基地棉花所國家轉基因棉花中試基地轉入熒光素酶蛋白轉入熒光素酶蛋白基因的發(fā)熒光煙草基因的發(fā)熒光煙草轉基因的重要成果展轉基因的重要成果展改變花色的轉基因矮牽牛花改變花色的轉基因矮牽?；ㄓ鴦蛳日_公司開發(fā)的富含胡蘿卜素的英國劍橋先正達公司開發(fā)的富含胡蘿卜素的“金大米金大米”。轉基因的重要成果展轉基因的重要成果展轉轉 基基 因因 甜甜 椒椒轉基因的重要成果展轉基因的重要成果展轉基因草在穴盆中生長良好轉基因草在穴盆中生長良好 . 轉基因的重要成果展轉基因的重要成果展轉

13、轉 基基 因因 西西 紅紅 柿柿抗乙肝西紅柿導入了轉基因疫苗，人如果每抗乙肝西紅柿導入了轉基因疫苗，人如果每周生吃周生吃1-2個個,每年吃每年吃2-3個月就能達到去醫(yī)個月就能達到去醫(yī)院注射乙肝疫苗的效果。院注射乙肝疫苗的效果。(中國中國)紫西紅柿紫西紅柿英國研究人員培育成一種轉基因英國研究人員培育成一種轉基因紫番茄紫番茄轉基因的重要成果展轉基因的重要成果展 (3) (3)轉基因植物方面轉基因植物方面: : 預防乙肝不用打針，只要吃幾個預防乙肝不用打針，只要吃幾個西紅柿就行。這可不是玩笑，中國農西紅柿就行。這可不是玩笑，中國農科院生物技術研究中心經過十年研究，科院生物技術研究中心經過十年研究，培

14、育出的抗乙肝西紅柿順利通過前三培育出的抗乙肝西紅柿順利通過前三個階段的測試，明年有望上市。個階段的測試，明年有望上市?？挂腋挝骷t柿與普通西紅柿口感抗乙肝西紅柿與普通西紅柿口感一樣酸中帶甜，不但可以直接食用，一樣酸中帶甜，不但可以直接食用，還可以榨成汁或炒菜吃，對人體沒有還可以榨成汁或炒菜吃，對人體沒有任何毒副作用。據(jù)該項目負責人劉德任何毒副作用。據(jù)該項目負責人劉德虎研究員介紹，食用抗乙肝西紅柿，虎研究員介紹，食用抗乙肝西紅柿，雖不能治愈乙肝，但一年只吃幾個，雖不能治愈乙肝，但一年只吃幾個，就完全能代替注射乙肝疫苗?？挂腋尉屯耆艽孀⑸湟腋我呙?。抗乙肝西紅柿屬于轉基因食品，就是將乙肝西紅柿屬于

15、轉基因食品，就是將乙肝疫苗植入西紅柿內，經多代繁殖，使疫苗植入西紅柿內，經多代繁殖，使轉入的基因穩(wěn)定化。這種西紅柿上市轉入的基因穩(wěn)定化。這種西紅柿上市后將論個出售，每個售價大概在元后將論個出售，每個售價大概在元左右左右抗乙肝西紅柿導入了轉基因疫抗乙肝西紅柿導入了轉基因疫苗，人如果每周生吃苗，人如果每周生吃1-2個個,每每年吃年吃2-3個月就能達到去醫(yī)院個月就能達到去醫(yī)院注射乙肝疫苗的效果。注射乙肝疫苗的效果。(中國中國)藍色玫瑰一直是人類美麗的夢想藍色玫瑰一直是人類美麗的夢想基因工程正在將它變?yōu)楝F(xiàn)實基因工程正在將它變?yōu)楝F(xiàn)實轉基因的重要成果展轉基因的重要成果展轉基因的重要成果展轉基因的重要成果展

16、-美國研制轉基因高蛋白棉花美國研制轉基因高蛋白棉花 將將解決人類糧食饑荒解決人類糧食饑荒 圖：德克薩斯州試種的轉基因棉花德克薩斯州試種的轉基因棉花德克薩斯州試種的轉基因棉花 基因一旦被改動，一方面可能引起生物體內一系列未知的結構與功能的變化；另一方面，轉基因操作對生物體的影響會通過遺傳傳遞。n 轉基因技術的安全性問題M 外源基因引入后，是否會影響其他重要的調節(jié)基因，甚至會外源基因引入后，是否會影響其他重要的調節(jié)基因，甚至會激活原癌基因？激活原癌基因？M 轉基因技術廣泛應用是否會導致難以消滅的新病原物出現(xiàn)？轉基因技術廣泛應用是否會導致難以消滅的新病原物出現(xiàn)？M 是否會造成生態(tài)學災難？是否會造成生

17、態(tài)學災難？M 人類攝食大量轉基因食品是否會影響人類及其后代的健康？人類攝食大量轉基因食品是否會影響人類及其后代的健康？二、對轉基因生物安全性的爭論二、對轉基因生物安全性的爭論 (1)在轉基因生物中在轉基因生物中,有時候會出現(xiàn)一些人們意想不有時候會出現(xiàn)一些人們意想不到的后果的原因到的后果的原因: a.對基因的結構對基因的結構,基因間的相互作用及基因的調空基因間的相互作用及基因的調空機制都了解的相當有限機制都了解的相當有限; b.轉移的基因雖然是功能一直的基因轉移的基因雖然是功能一直的基因,但不少是異但不少是異種生物的基因種生物的基因; c.外源基因插入宿主基因組的部分往往是隨機的外源基因插入宿主

18、基因組的部分往往是隨機的.(2)轉基因生物與食物安全轉基因生物與食物安全 a.轉基因食物引起食物安全性問題的理由轉基因食物引起食物安全性問題的理由:安安全性檢測問題、滯后效應、擔心出現(xiàn)新的過敏原、全性檢測問題、滯后效應、擔心出現(xiàn)新的過敏原、擔心營養(yǎng)成分的改變擔心營養(yǎng)成分的改變; b.不必擔心轉基因食物安全性的理由不必擔心轉基因食物安全性的理由:多環(huán)節(jié)、多環(huán)節(jié)、嚴謹?shù)陌踩栽u價嚴謹?shù)陌踩栽u價,可以保證轉基因食物的安全可以保證轉基因食物的安全;科學家的負責態(tài)度可以防止新過敏原的產生科學家的負責態(tài)度可以防止新過敏原的產生;至今至今尚未發(fā)現(xiàn)食用轉基因食品而影響人體健康的事例尚未發(fā)現(xiàn)食用轉基因食品而影

19、響人體健康的事例;沒能足夠的證據(jù)證明轉基因食物有問題沒能足夠的證據(jù)證明轉基因食物有問題;轉基因食品的優(yōu)點1. 1.解決糧食短缺問題。解決糧食短缺問題。2. 2.減少農藥使用，避免環(huán)境污染。減少農藥使用，避免環(huán)境污染。3. 3.節(jié)省生產成本，降低食物售價。節(jié)省生產成本，降低食物售價。4. 4.增加食物營養(yǎng)，提高附加價值。增加食物營養(yǎng)，提高附加價值。5. 5.增加食物種類，提升食物品質。增加食物種類，提升食物品質。6. 6.促進生產效率，帶動相關產業(yè)發(fā)展促進生產效率，帶動相關產業(yè)發(fā)展。轉基因生物和食品可能引起的問題1. 1.食物內所產生的新毒素和過敏原食物內所產生的新毒素和過敏原2. 2.農作物的

20、生物多樣化的損失，生態(tài)平衡的干農作物的生物多樣化的損失，生態(tài)平衡的干擾擾3. 3.影響周邊的植物的生長，抗除草劑的雜草會影響周邊的植物的生長，抗除草劑的雜草會產生產生4. 4.疾病的散播跨越物種障礙疾病的散播跨越物種障礙5. 5.不是同一種類，甚至會將動物基因轉到植物不是同一種類，甚至會將動物基因轉到植物上上6. 6.對昆蟲造成傷害對昆蟲造成傷害7. 7.昆蟲或病菌在演化中增加抵抗力，或產生新昆蟲或病菌在演化中增加抵抗力，或產生新的物種，之后一樣有可能會傷害作物的物種，之后一樣有可能會傷害作物(3)(3)轉基因生物與生物安全轉基因生物與生物安全 a. a.引起生物安全的理由引起生物安全的理由:

21、 :可能會擴散到種植區(qū)以外可能會擴散到種植區(qū)以外, ,成為野生種類成為野生種類, ,可能成為可能成為”入侵的外入侵的外來干涉物種來干涉物種”, ,威脅生態(tài)系統(tǒng)中其他生物的生存可能重組出對人威脅生態(tài)系統(tǒng)中其他生物的生存可能重組出對人類或其他生物有害的細菌或病毒類或其他生物有害的細菌或病毒, ,有可能使雜草成為除草劑除不有可能使雜草成為除草劑除不掉的掉的”超級雜草超級雜草”; ; b.b.不引起生物安全的理由不引起生物安全的理由: : 擴散到種植區(qū)以外就很快死亡要表現(xiàn)出新性狀擴散到種植區(qū)以外就很快死亡要表現(xiàn)出新性狀, ,必須具有必須具有一定的水肥等條件一定的水肥等條件, ,以及配套的種植技術以及配

22、套的種植技術. .由于生殖隔離的存在由于生殖隔離的存在, ,使他們很難與其他植物雜交使他們很難與其他植物雜交, ,花粉傳播的距離有限、存活時間有花粉傳播的距離有限、存活時間有限限; ; (4)(4)轉基因生物與環(huán)境安全轉基因生物與環(huán)境安全 a .a .引起環(huán)境安全的理由引起環(huán)境安全的理由: : 打破自然物種的原有界限打破自然物種的原有界限, ,改變了生態(tài)系統(tǒng)中能量流動和改變了生態(tài)系統(tǒng)中能量流動和物質循環(huán)物質循環(huán), ,重組微生物可能對人類的生活環(huán)境造成二次污染重組微生物可能對人類的生活環(huán)境造成二次污染, ,重重組組DNADNA與微生物雜交與微生物雜交, ,可能產生有害的病原微生物可能產生有害的病

23、原微生物; ;轉基因植轉基因植物花粉中的有毒物質可通過蜜蜂進入蜜蜂物花粉中的有毒物質可通過蜜蜂進入蜜蜂, ,再經過食物鏈傳遞再經過食物鏈傳遞; ; b.b.不引起環(huán)境安全的理由不引起環(huán)境安全的理由: : 轉基因不會改變生物原有的分類地位轉基因不會改變生物原有的分類地位, ,不會破壞生態(tài)系統(tǒng)不會破壞生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性的穩(wěn)定性; ;轉基因抗蟲作物的種植轉基因抗蟲作物的種植, ,減少了農藥的使用量減少了農藥的使用量; ;抗除抗除草劑農作物的種植草劑農作物的種植, ,減輕了農田管理的負擔減輕了農田管理的負擔, ,保護了農田的土壤保護了農田的土壤環(huán)境環(huán)境; ;不是同一種類，甚至會將動物基因轉到植物上不是同

24、一種類，甚至會將動物基因轉到植物上I worry aboutI worry aboutI worry aboutI worry aboutI worry aboutI worry about警惕轉基因食品系列之辣椒篇警惕轉基因食品系列之辣椒篇創(chuàng)意闡釋：創(chuàng)意闡釋： 國際綠色和平組織認為轉基因食品存在未知的健康國際綠色和平組織認為轉基因食品存在未知的健康風險，本作品利用人們日常生活中常接觸的普通蔬菜風險，本作品利用人們日常生活中常接觸的普通蔬菜辣椒為主體，辣椒看起來新鮮健康，但細看起來里面辣椒為主體，辣椒看起來新鮮健康，但細看起來里面隱藏著吃人的牙齒，你吃它，它就咬你，這可能使轉基隱藏著吃人的牙齒

25、，你吃它，它就咬你，這可能使轉基因食品的結果。畫面恐怖，沖擊力強，使人感到不舒服，因食品的結果。畫面恐怖，沖擊力強，使人感到不舒服，以此讓人們起到警惕、關注轉基因食品系列的作用。以此讓人們起到警惕、關注轉基因食品系列的作用。Who made the lives of our marginalized！請勿濫造轉基因產品請勿濫造轉基因產品如果將人的基因與毛毛蟲的基因相結合，結果就會像如果將人的基因與毛毛蟲的基因相結合，結果就會像你所看到的一樣恐怖，因此，轉基因產品濫造不得！你所看到的一樣恐怖，因此，轉基因產品濫造不得！Who made the lives of our marginalized！GM Safety knows no borders a. a.趨