賈士榮

（中國農業(yè)科學院生物技術研究所，北京 100081）

20世紀70年代，分子生物學的飛速發(fā)展迎來一場新的育種技術革命，在傳統(tǒng)育種技術的基礎上，基因工程（GE）作物應運而生。1984年第一例轉基因植物問世，1986年進入田間試驗，1996年開始商業(yè)化種植。30年中GE作物發(fā)展迅猛，勢不可擋。據ISAAA（2016）統(tǒng)計[1]，全球有26個國家種植，面積達1.851×109hm2，比1996年商業(yè)化初期的1.90×107hm2增加了近100倍，成為農業(yè)史上發(fā)展最快的技術，產生了巨大的社會、經濟和環(huán)境效益。

近年來，基因組編輯技術的興起，包括用ZFNs、TALENs及CRISPR-Cas9等工具對基因組中的內源基因進行定位修飾、突變、敲除或外源基因的插入[2-4]，小到幾個堿基或氨基酸的改變，大到245 kb大片段染色體缺失[5]。在GE技術基礎上發(fā)展出來的這一新技術，與GE技術一起，并稱為精準育種技術（precise breeding），在育種史上真正做到了基因和蛋白序列、功能和插入位點四精準。預計未來5—10年內各種全新的技術還將不斷涌現[6]。因此，提出一個需要認真思考并交出答卷的問題，即回顧過去30年對GE作物的安評監(jiān)管是否科學合理？對不斷出現的新技術由誰來監(jiān)管、又如何評估監(jiān)管[7-9]，包括監(jiān)管框架、程序、內容如何深化改革的問題，以適應技術創(chuàng)新發(fā)展和國家社會對農產品數量和質量不斷增長的需求。有鑒于此，各國政府都在研究和出臺相應的改革措施。如美國奧巴馬政府于2015年7月2日動議，下令讓3個監(jiān)管機構即農部（USDA）、環(huán)保署（EPA）及食品藥品監(jiān)管局（FDA）更新其對生物技術產品的協同監(jiān)管框架，啟動長遠戰(zhàn)略，制訂出對未來生物技術產品的監(jiān)管體系，同時要求美國科學院對未來生物技術產品的發(fā)展脈絡做出預測。2017年6月和7月，更新的協同監(jiān)管框架[10]及美國科學工程醫(yī)學科學院的報告[6]已相繼出臺。

風險評估是分析潛在危害的大小和可能出現的概率。GE作物風險的大小，要由科學數據來回答。安評必須堅持以科學為基礎。本文擬從科學角度對 GE作物的安評和改革進行分析探討，批準商業(yè)化及監(jiān)管過程中涉及的政治、社會、經濟、貿易、文化、宗教、輿情等考量不屬于本文討論的范圍。

1 GE技術是否增加新的風險或有特殊風險

回答這個問題，一是要從物種進化角度分析；二是要與傳統(tǒng)育種技術相比較。

物種在長期進化中經歷了億萬年的自然選擇和人為選擇。達爾文在其經典著作《物種起源》中，明確提出了“物競天擇，適者生存”的概念?，F代栽培小麥（Triticum aestivum）的ABD 3個基因組，來源于2次雜交和基因重組，第二次雜交是野生型的 Emmer小麥（T. dicoccoides）與野生的山羊草（Aegilops tauschii）雜交[11-12]。四倍體的歐洲型油菜（AACC基因組）則由白菜（AA）和甘藍（CC）基因組復合而成。甘藍和花椰菜雖是同一物種（Brassica oleracea），但它們的表型均與其野生祖先有很大差異。

自孟德爾發(fā)現遺傳因子以來，各種育種技術相繼涌現，如系譜選擇、種內雜交或遠緣雜交、物理或化學誘變、組織培養(yǎng)和體細胞融合、胚胎搶救、染色體工程等等，基本原理都是發(fā)現和創(chuàng)造變異、選擇和利用變異，使栽培作物的遺傳基礎更加豐富多樣，性狀更符合人類需求。絕大多數農作物經過成百上千年的改良，農藝性狀得到了極大提高，玉米由原來籽粒很小的野生祖先 teosinte改良成現在富含碳水化合物、脂肪和蛋白質的大粒玉米[11]。隨著育種資源的匱乏，育種家采用遠緣雜交及理化誘變等手段，產生的遺傳變異從簡單的點突變直至染色體的改變（如染色體加倍系、附加系和易位系等），使野生種的基因、等位基因或染色體片段引入栽培品種成為可能。20世紀中葉，X-、γ-射線等誘變育種育成了3 000個以上的植物品種（FAO/IAEA數據庫，2015）[13]。

誘變育種中大量基因發(fā)生突變，遠緣雜交中，并無安全食用歷史的野生種基因被引入栽培品種，同時也引入了無法計數、功能未知的基因，但這些“非重組 DNA轉基因品種”已在全球安全商業(yè)化超過半個世紀，無需市場前的評估與監(jiān)管[14]。一個重要原因是育種家在選擇過程中將大量不利性狀淘汰出局。歷史也已證明，植物育種（即使用相對粗放的育種技術）也是最安全的技術之一。以重組 DNA為基礎的現代生物技術，是傳統(tǒng)育種技術的繼承、延伸和發(fā)展。傳統(tǒng)育種作物的長期安全應用，為GE作物的安全性評估奠定了堅實的基礎。

事實上，從20世紀80年代開始，即已有權威機構的科學報告指出：GE與傳統(tǒng)育種技術相比，并無特有的風險（unique risk）或新增的風險（incremental risk）[15-21]。特別是最近英國[22-24]和加拿大[25]的權威報告更肯定了這一結論。GE作物誕生后的30年中，并沒有違背這一結論的事件發(fā)生，大規(guī)模商業(yè)化后迄今未發(fā)現對生態(tài)系統(tǒng)的非預期效應，也沒有一例對人類和動物健康有負面影響的報告[26-29]。與不受任何監(jiān)管的、轉移或改變了無數基因的遠緣雜交或突變品種相比，用重組 DNA技術只轉移了一個或幾個序列和功能十分清楚的基因，卻要進行最嚴格昂貴的個案監(jiān)管，這顯然在科學認知上出了問題，需要認真思考。重組DNA技術之所以觸發(fā)監(jiān)管，最初的考慮是因為它可以打破物種之間隔離的天然屏障，實現有性不可交配物種之間的基因轉移，即一個基因在轉入新的遺傳背景后是否會引發(fā)新的風險。遺憾的是，迄今的評估監(jiān)管卻偏離了初衷，凡是重組 DNA操作產生的所有生物體，不論其風險類別，都一律嚴格監(jiān)管。事實上，30年來只發(fā)現一例有性不可交配物種之間的基因轉移存在潛在風險：已知部分人群對巴西堅果過敏，將巴西堅果中的 2S清蛋白基因轉至大豆后，轉基因大豆仍對部分人群有過敏性。這一研發(fā)項目因此在早期自動終止。由此可見，安評監(jiān)管的重點應放在有性不可交配物種之間的基因轉移上，尤其要考察基因供體和受體是否有長期安全食用的歷史，是否有特殊的安全性考慮。GE育種技術只是一種工具或手段，本身并無固有的特殊風險，與常規(guī)育種技術相比，并不增加新的風險。

2 監(jiān)管失當及監(jiān)管過度

國際上對GE作物的監(jiān)管大體可分3類：歐盟以技術過程為基礎（process-based）的監(jiān)管、美國以產品為基礎（product-based）的監(jiān)管以及加拿大作為一個特例，凡是新性狀（novel trait）不管用何種技術育成都受監(jiān)管。歐盟首先假設重組DNA技術有風險，將其視為另類，即使美國以產品為基礎，安評中也存在不科學、有待改進的空間。事實上以往都沒有真正做到以風險為基礎的分類管理，監(jiān)管失當和過度監(jiān)管普遍存在?！白顕馈蔽幢刈詈?，也未必科學。

1997年美國斯坦福大學提出以風險為基礎的分類管理模型（Stanford Model）[30]。2016年又重提此事[31]，不僅認為歐盟以技術過程為基礎的監(jiān)管體系應當摒棄，而且分別批評了 EPA、USDA/APHIS和FDA[31]。

為將抗蟲作物納入植物保護法規(guī)管理，EPA發(fā)明了一個概念“植物內置式農藥”（plant integrated pesticides，PIPs）。批評 EPA“將種子貼上農藥標簽”，責疑苗圃出售抗蟲苗木是否也要標注為農藥？在南美冬季南繁制種的種子運回美國春播，因沒有“農藥入境許可”，2013年 2月，先鋒公司740 t玉米種子過海關時為此罰款 3.4萬美元。PIPs監(jiān)管應當淘汰[31]。

批評USDA-APHIS將GE作物列入“植物有害生物”審查，盡管GE作物中只有植物有害生物的DNA片段，如來自花椰菜花葉病毒CaMV35S的啟動子序列、土壤農桿菌的 T-DNA左、右邊界序列，因為這兩種生物都在植物有害生物名錄中[31]。當今植物基因組測序數據已十分明確：所有作物都或多或少天然地含有植物病原體的 DNA序列[32-33]。因此“這種監(jiān)管已經過時”。

批評FDA的“自愿征詢”是“實質批準”。因為FDA有權召回市場上的不安全產品，所以研發(fā)者開發(fā)的任何GE作物產品都寧肯事先向FDA征詢，于是每一產品都需生成大量評價資料從頭評估，甚至風險極低或可忽略不計的產品，如：抗褐變的北極蘋果審查了34個月，其中只有蘋果自身的幾個多酚氧化酶基因發(fā)生了一些重排。低天冬酰胺、抗褐變的Innate馬鈴薯審查了12個月。即使已評估過多次的基因，還要按每一個轉化事件再次重新評估和審批[31]。

斯坦福模型2016文章的結論認為：“法規(guī)已在背離科學和農業(yè)創(chuàng)新的道路上漸行漸遠”[31]。

過度監(jiān)管產生了嚴重后果，高額安評監(jiān)管投入，使大企業(yè)難以為繼，小企業(yè)和公共研究機構不堪重負，小作物難以開發(fā)，嚴重影響創(chuàng)新。申報一個產品平均花3 500萬美元，還不包括產品溯源、標識、轉運費用[34]。尤其在發(fā)展中國家和欠發(fā)達國家，小米、高粱、木薯等雖進行了大量研究，但難以進入商業(yè)化開發(fā)，使90%以上的轉基因產品與市場無緣。結論是全球的監(jiān)管機制既不科學，又不合理，頻繁地讓風險最低的植物接受最高級別的審查，造成有限資源的極大浪費[31]。

3 GE作物安評監(jiān)管中的幾個科學問題

以下選擇5個方面，就環(huán)境和食品風險分析中已積累的科學數據和經驗，敘述在科學認知上需要轉變觀念、進行改革的內容。

3.1 評價對象、適用范圍及解除監(jiān)管

以什么為評價對象，是轉化事件（transformed event）、品種、還是物種？這是一個最基本的問題。目前，絕大多數國家以轉化事件為評價對象，中國則以品種為對象，即每個品種一律都要從頭評估和審批。遺傳轉化可產生大量轉基因個體，稱為獨立的轉化事件。因目標基因插入基因組的位點不同，可能產生不利的“非預期效應”，但經嚴格挑選，從成百上千個轉化體中挑出一個或幾個目標基因表達最佳、農藝性狀最好的轉化事件進行安全性評估，并隨后進入產業(yè)化，實際上已淘汰了生長發(fā)育不良或品質變劣等“非預期效應”。更重要的是，迄今沒有科學證據證明，同一基因插在同一物種基因組的不同位點，會產生新的有毒物質[35]。因此，應以物種為對象，若該物種原本不含有，且轉入的基因并不編碼毒蛋白、過敏原或抗營養(yǎng)因子，則該物種在轉基因后也不會產生新的有毒物質。據此，對多次評價過的物種和基因，不應再重復評價不同品種或不同的轉化事件。

中國GE作物的審批以省為單位，即使Bt抗蟲棉也以區(qū)域為單位審批。若該物種在各省都不存在有性可交配的近緣野生種或雜草、不會引發(fā)農業(yè)或生態(tài)風險，則批準后應全國通行。

第一代Bt抗蟲棉1996年開始在中國應用，據對北部棉區(qū)（6省）棉鈴蟲的長期跟蹤檢測，2010年棉鈴蟲對Bt產生抗性的種群頻率為0.93%，2013年棉鈴蟲抗性種群頻率急劇上升至5.5%[36]，說明為有效開展棉鈴蟲的抗性治理，除采用“庇護所”策略外，還急需有第二代雙價Bt抗蟲棉取代。中國現有安評監(jiān)管條例中尚無解除監(jiān)管和產品退出機制的條款，需要補充制訂。

3.2 對靶生物和非靶生物的影響

迄今為止，這類分析主要是針對抗蟲作物，特別是Bt抗蟲作物。Bt蛋白種類繁多，其殺蟲功能有明顯的專一性，如Cry1A蛋白專一性地殺鱗翅目昆蟲（棉鈴蟲、玉米螟、水稻螟蟲等），Cry3A專一性地殺鞘翅目昆蟲（如馬鈴薯甲蟲），稱為這兩種Bt蛋白的靶（標）生物，因為在這些昆蟲的腸道上皮細胞上具有可與Bt蛋白結合的受體蛋白，兩者相互作用，可破壞細胞膜結構、導致細胞內容物泄漏、最后腸道穿孔。非靶生物沒有Bt的受體蛋白，Bt蛋白對它們不起作用。這就是Cry1A蛋白能殺棉鈴蟲、玉米螟而對哺乳動物、人畜無害的根本原因。基于這種獨特的殺蟲機制，風險分析的重點應集中在 Bt蛋白對靶生物的影響，而不是對非靶生物的影響。家蠶、大斑蝶等同屬于鱗翅目，評價Cry1A對它們的影響是必要的，但仍屬于對靶生物的影響。就Cry1A蛋白而言，鱗翅目以外的生物均屬于非靶生物。

據不完全統(tǒng)計，EPA已相繼批準Bt抗蟲作物16批次，包括不同的作物（棉花、玉米、大豆等）和不同的 Bt基因（Cry1Ab、Cry1Ac、Cry1F、Cry2A、Cry3A、Cry3B、Cry9C、vip3Aa等）[37]，并且明確這些產品豁免標容許殘留量，因為科學數據已證明，Bt蛋白的殘留量在所有食品和飼料中、即使在嬰幼兒食品及飲用水中都不會對人體健康有不利影響[38]（以Cry1F為例）。1996年是全球轉基因作物產業(yè)化的元年，在此之前和之后分別用非轉基因和轉基因飼料。美國對轉基因作物產業(yè)化前（1983—1995，13年）和產業(yè)化后（1996—2011，16年）的畜禽健康狀況做了調研，涉及1.0×1012頭畜禽，采集的數據包括畜禽產量、健康狀況、肉蛋奶中的營養(yǎng)成分等。報告表明，產業(yè)化前后實質等同，沒有區(qū)別[37]。

評估 Bt作物對非靶生物的潛在風險曾付出了巨大努力，分析過的物種包括空中飛的鵪鶉、蜜蜂，水里游的斑馬魚，試驗動物小鼠、大鼠，地上跑的雞、小型豬，土里鉆的線蟲、蚯蚓乃至微生物，以及農作物上棲息的各種節(jié)肢動物等等，結果都是沒有負面影響，因為它們都是非靶生物，符合科學原理。這是過度評估最典型的例子。當然，開始時沒有經驗，做多一點可以理解，但時至今日，重復評估便沒有必要。目前，中國安評中硬性要求做6種非靶生物，其恰當性值得推敲。如確有潛在風險考慮、科學上又有合理的假設，則建議借鑒國外經驗，采用事先咨詢磋商辦法確定該做的內容。

對非靶生物的影響，一是直接影響；二是通過食物鏈的間接影響。有些非靶生物是靶生物的捕食性天敵，如瓢蟲類、蜘蛛類等，研究Bt蛋白對它們的間接影響是必要的。已有的科學數據表明，Bt殺蟲蛋白能通過食物鏈從靶昆蟲傳遞至非靶標昆蟲，但不會在食物鏈中富集。轉基因水稻中的 Cry1Ab蛋白雖可通過食物鏈傳遞至捕食性天敵如擬水狼蛛，但對后者的生存、捕食、發(fā)育進度及繁殖力均無負面影響[39]。

Bt抗蟲棉，殺蟲效果非常明顯，棉鈴蟲、棉蚜等蟲口密度急劇下降，但同時因農藥使用量和打藥次數大大減少，次要害蟲盲蝽象上升為棉田中的主要害蟲，但這并不是Bt棉的過錯，更不是什么“超級害蟲”。自然界中，物種的此消彼長是一種十分常見的現象。

3.3 轉基因飄流

基因飄流的定義：目前，研究者對基因飄流這一術語尚沒有一個確切的科學定義。由此導致表述不盡一致，如：“基因飄流”、“基因漂流”、“基因漂移”、“基因污染（gene contamination）”等等。我們團隊經長期研究水稻轉基因飄流，認為基因飄流的狹義定義應為：“同種或異種有性可交配物種之間通過風媒或蟲媒、或風媒加蟲媒、供體的花粉擴散到受體植物的柱頭上授粉、受精結實，簡稱由花粉擴散介導的基因飄流（基因流）或有性雜交（異交）”。基因飄流在本質上即通常所說的異交結實。有性不可交配的植物種之間不存在狹義的基因飄流[40]。

花粉擴散和基因飄流顯然與“風”有關，而與“水”的關系較小，盡管空氣相對濕度會影響水稻穎殼和花藥開裂，進而影響散粉。臺風暴雨時水稻基因飄流率并不增大，因為雨天水稻穎殼、花藥不開裂，即使偶有散粉，花粉粒也會在吸水后膨脹爆裂，故用“基因漂流”或“基因漂移”表述不合適?；蝻h流不但在異交作物（如玉米）上發(fā)生，自交作物（如水稻）也有一定的異交率。說明這原本就是一種普遍的自然現象，歷來存在，并非從轉基因作物開始才有基因飄流[40-41]?！盎蛭廴尽备琴H低或妖魔化轉基因的一種說辭。應當指出，基因飄流既有引起混雜的負面影響，也有正面作用。在漫長的植物進化過程中，基因飄流或異交產生雙親之間的基因重組、修飾和變異，是物種進化的動力之一。沒有基因飄流就沒有現代海量的植物種。

閾值和隔離距離：1996年，中國發(fā)布農業(yè)轉基因生物安全管理辦法，規(guī)定轉基因水稻的安全隔離距離為100 m，并已沿用至今。辦法制定時，國際上既缺少轉基因飄流的研究報告，又無監(jiān)管實踐經驗，故當時將各種作物的隔離距離標明為“參考隔離距離”。經15年對水稻基因飄流系統(tǒng)研究，有理由認為，與時俱進地修改這100 m的隔離距離時機已經成熟，既符合按風險分類管理的原則，又利于增強可操作性，降低監(jiān)管成本。其他作物上30年中也積累了大量數據，我們團隊曾對國際上發(fā)表的主要農作物（水稻、小麥、玉米、棉花、油菜等）轉基因飄流頻率和距離數據進行調研分析，列出了各種作物 0.1%閾值基因飄流的最大距離，可作為設定有效隔離距離的參考[42-47]。歐盟[48]和澳大利亞[49]也發(fā)表了各種作物基因飄流的隔離距離。我們團隊還在玉米上建立了適于區(qū)域范圍應用的玉米基因飄流模型，分析了中國東北春玉米區(qū)歷史上最大的基因飄流閾值距離[50]。

在綜合“水稻轉基因飄流”專著[40]數據的基礎上，我們對GE水稻的安評監(jiān)管提出了建議，建議內容可概括為：“1個閾值標準；5個隔離距離；1個監(jiān)管重點區(qū)域；1個重要結論”。體現了以風險為基礎的分類管理和閾值管理原則。

閾值標準：以0.1%作為水稻轉基因飄流的閾值標準。分類管理和閾值管理是農產品質量監(jiān)管和國際貿易中普遍采用的原則。0.1%閾值是指在1 000株中因基因飄流產生的雜株小于1株，種子純度達99.9%以上，可滿足生產原原種的要求。

隔離距離：轉基因水稻與常規(guī)稻、雜交稻品種隔離10 m。常規(guī)稻、雜交稻品種因自花授粉，基因飄流距離較短。據用建立的水稻基因飄流模型計算，中國南方稻區(qū)17個?。ㄊ校? 128個水稻主產縣過去30年中，92%的縣最大基因飄流閾值距離（MTD0.1%）不超過5 m，最大極值為9.2 m（云南曲靖市馬龍縣，雙季早稻）。10 m隔離距離已經足夠。

與不育系繁殖、雜交稻制種隔離200 m。不育系因自身花粉不育，全靠接受外來花粉受精結實，轉基因飄流距離較遠，尤其是在沿海和河谷等風速較強的地區(qū)。

用于生產藥物和工業(yè)品的轉基因水稻與不育系隔離350 m，與栽培稻品種隔離50 m，以防止這些基因及其產物通過基因飄流進入食物鏈。在全部試驗中，檢測到的最大飄流距離是320 m（在風速較大的三亞，向異交結實率很高的不育系中 9A的基因飄流率在320 m處為0.009%）；用13個栽培稻品種在3個水稻生態(tài)區(qū)（杭州、廣州、三亞）3年試驗的結果，0.1%閾值的最大距離均小于50 m。

重點監(jiān)管區(qū)域：海南南繁區(qū)（三亞、陵水、樂東三縣）每年都有大量水稻（包括轉基因）材料加代繁殖或制種，若監(jiān)管失控，基因飄流材料運回大陸后會在各地產生“放大效應”，必須從源頭實施最嚴格的監(jiān)管。海南南繁區(qū)三縣以鄉(xiāng)鎮(zhèn)為單位的小尺度水稻基因飄流最大閾值距離可參見胡凝等[51]。

重要結論：在中國南方有普通野生稻（Oryza rufipogon，以下簡稱普野）分布的稻區(qū)，可以推廣種植獲得安全證書的轉基因水稻，與普野之間無需采取特別的隔離措施，生態(tài)風險極低或可忽略不計[40-41,52]。據長期跟蹤觀測，栽培稻中的轉基因飄流至普野后產生的雜種（飄流 F1），經 3—5代即逐漸消亡，人工模擬混栽群體中含 Bt（抗蟲）或 bar（抗除草劑）基因的植株數逐年減少直至消亡。究其原因有：（1）繁殖方式不同，飄流F1株型直立，通過稻蔸再生的能力遠低于普野匍匐莖的再生能力；（2）飄流 F1產生的種子因休眠期長，來年早春氣溫升高時，普野地下匍匐莖迅速再生新枝，覆蓋地面，嚴重郁閉和抑制了飄流雜種后代種子發(fā)芽產生的實生苗的生長；（3）受栽培稻遺傳背景的影響，飄流雜種的開花期比普野早，兩者花期很少重疊，難以通過連續(xù)回交產生基因漸滲使轉基因在群體中擴張。以上說明普野有極強的排他性和自我保護能力[40-41,52]。對普野居群原位保護點調查，在與栽培稻長期相鄰生長的匍匐型普野群體中很難找到直立型的雜種后代植株，也進一步佐證了上述結論。在ELLSTRAND等[53]撰寫的綜述中，曾將栽培稻/普野作為有等位基因漸滲、可能引起生態(tài)風險的個案提出，我們認為這僅是理論推導，并無詳實的實驗科學數據足以支持其結論。

雜草性：轉基因飄流會否影響GE作物的雜草性、從而產生“超級雜草”，是安全性討論中的另一個命題。需要指出的是，所謂“超級雜草”只不過是一種媒體語言，而非科學術語。迄今沒有證據證明“超級雜草”的存在。在加拿大農民的油菜地里發(fā)現個別植株可抗1—3種除草劑，但在噴2,4-D后即被全部殺死[54]。

雜草是在農田生態(tài)環(huán)境中，在不恰當的時間、不恰當的地點生長的植物。雜草的共同特性是，適應性和可逆性強、無限生長、連續(xù)開花結籽、種子休眠和種子擴散、在生態(tài)環(huán)境中具有定殖能力和入侵性[54]。栽培作物經長期馴化，轉入一個或幾個基因不可能退化為雜草[15,54]。CRAWLEY等[55]報告了4種作物（GE和非GE）在12種生境下10年的比較結果，抗草胺磷的油菜和玉米、抗草甘麟的甜菜及含Cry殺蟲蛋白或菜豆凝集素的馬鈴薯，均未發(fā)現GE比非GE的入侵性和長期定居性更強。

要關注的問題，一是GE作物種子散落后長出的自生苗，是否會成為下一季作物的雜草；二是GE作物中的抗除草劑基因飄流至雜草后，使雜草獲得除草劑抗性，在噴該種除草劑、具有選擇壓的情況下，使雜草的適合度增加，從而具有選擇優(yōu)勢。在水稻上，由于大面積機耕直播，雜草稻（紅稻）已在北美和中國一些地區(qū)成為嚴重問題，需要特別注意研究和評估GE水稻中的抗除草劑基因飄流至雜草稻后的風險。

3.4 毒性、過敏性及非預期效應

轉基因表達的蛋白必須經過嚴格的毒性和過敏性測試[56-58]，營養(yǎng)成分分析則保證營養(yǎng)的等同性[59-60]。

毒蛋白：STEINER等[61]的研究表明，常規(guī)育種中從未自發(fā)產生過屬（genus）內已知毒性物質之外的新的毒蛋白。傳統(tǒng)育種育成了成百上千個植物新品種，田間試驗中迄今只發(fā)現兩、三例有安全問題，而且都是作物中原來已知的毒蛋白，沒有新的毒蛋白形成，因此是可以預測的。尤其需要強調的是，這些都是常規(guī)育種中的事例，而不是由重組 DNA或基因組編輯技術產生的。這也是為什么已知含有毒性物質的作物，如馬鈴薯，在育成新品種后通常都要經過分析鑒定，以確保潛在有害物質的量維持在安全范圍內。甘草和肉豆蔻中通常含有較高水平的毒性物質，但常規(guī)食用量則相當安全。蕓豆、木薯中也含有毒性物質，但可用恰當的烹調技術將其降解。

過敏原：在過敏原評估中，已知唯一的例子是，將巴西堅果中的 2S清蛋白基因轉入大豆后，仍對一部分人群過敏，該項目自動終止。

營養(yǎng)成分：作物的化學成分隨品種而變，但遺傳修飾并不是唯一的變異源，即使在沒有遺傳修飾的情況下，作物的成分亦會受環(huán)境和農業(yè)措施的很大影響，因此，某一特定品種的成分也取決于它在何時、何地生長[62]。一句話，作物成分隨遺傳、品種、環(huán)境而變，只說明其變化范圍，并不觸發(fā)過度的安全性考慮[63]。只有當成分改變顯著超過該物種的變異范圍時，才引發(fā)特殊的安全性考慮。

非預期效應：通常作物成分的顯著變異被認為是非預期效應[64]。已知并非所有非預期改變都能引起可檢測出的成分改變，故有時用90 d全食物飼喂動物實驗，試圖檢測出非預期效應。但歐洲食品安全局（EFSA）和國際生命科學研究所（ILSI）報告的結論是，這種動物實驗缺乏檢出能力[65-66]。歐盟GMO風險分析與證據交流（European Union’s GMO Risk Assessment and Communication of Evidence，GRACE）項目的最新報告進一步強調：90 d動物喂養(yǎng)試驗并沒有提供任何新的信息，超過營養(yǎng)成分分析所能提供的信息[67]。這就提出了一個問題，中國安評中要求做的90 d全食物動物喂養(yǎng)試驗，是否可用營養(yǎng)成分分析替代，用ILSI的作物成分數據庫或建立中國自己的作物成分數據庫。

科學數據表明，引起非預期效應的 DNA水平改變，與植物基因組中天然發(fā)生的DNA改變（如SNP）沒有什么區(qū)別[68]。這一結論后來被 SCHNELL等[25]的綜述進一步強調。GE作物中可能發(fā)生的非預期效應不會大于常規(guī)育種作物，而且在兩者中發(fā)生的頻率都極低。NRC的報告[17]早就指出，“常規(guī)育種中很難精確預測性狀和表型的改變，而現代分子育種技術則使人們能更好地預測表型的改變”。因此，食品和飼料安全性評估，重點應放在預期改變上，考察該物種中的已知毒性物質、過敏原和抗營養(yǎng)因子水平是否改變。

從基因系統(tǒng)樹（phylogenetic tree）考慮，不應對結構功能相關的蛋白作不同的安全性考量，因為蛋白要保持其功能，必須保持其結構特性[58]。例如，不同物種中抗草甘膦的 EPSPS蛋白，都有相似的三維結構。如果大豆的EPSPS無害，則來自農桿菌CP4或其他細菌或植物的EPSPS相似物也應該無害。由于迄今未發(fā)現EPSPS有負面效應，因此，所有EPSPS分子均應認為實質等同[31]。

酶類常不耐突變，已知氨基酸替代、插入和缺失都不會把一個無害的酶（蛋白）變成毒蛋白或過敏原[61]，因此，將這類基因轉入食品或飼料作物風險很低。

3.5 標記基因和植物病原的DNA序列

標記基因（包括選擇標記基因及報告基因）。目前使用的選擇標記基因主要有抗生素抗性和除草劑抗性兩大類。它們在遺傳轉化中起重要作用，非轉化的細胞由于沒有抗性被殺死，具有抗性的轉化細胞和植株則被篩選出來，簡單易行。報告基因包括 β-葡糖醛酸苷酶（gus）、熒光素酶（luc）、氯霉素乙酰轉移酶（cat）、以及綠色熒光蛋白（gfp）基因等。

早在1993年，FUCHS等[69]就已對卡那霉素抗性（KanR）基因nptⅡ作過詳細的風險分析，由于KanR基因已在土壤和腸道微生物中廣泛存在，以及卡那霉素作為一種抗生素在治療中的價值有限，目前，醫(yī)院中已很少使用，僅作為獸用，GE作物中nptⅡ的安全性已得到肯定。1996年北歐部長委員會發(fā)布“轉基因食用植物中標記基因的健康問題”報告，對現用的幾種標記基因作了詳盡分析，明確指出nptⅡ等標記基因可以安全使用[70-71]。事實上，迄今進入田間試驗和產業(yè)化的GE作物，絕大多數都含有這類標記基因，20年來并未發(fā)現任何安全問題。因此，“刪除一切外源DNA序列”的要求并無科學依據。

標記基因并無直接毒性。任何DNA都由4種堿基組合而成，目前，所用的標記基因在 DNA組成上并無特異。據計算,在24 h內進入消化道的真核DNA在小腸中有200—500 mg，在結腸中則為20—50 mg。食用轉基因番茄FLAVR SAVRTM（Calgene公司）后，在同樣時間內攝入的卡那霉素抗性基因 DNA估計為0.33—1.00 pg，因此，與消化道中持續(xù)存在的其他DNA相比是微不足道的。根據所有生物食品都含有大量 DNA，DNA在腸胃道中很快被降解，標記基因的DNA組成并無特異，WHO及FDA得出結論：食物中的轉基因DNA本身并無安全性問題[72-73]。

植物病原使植物致病，對農業(yè)生產有害。因病原感染，農產品中都或多或少含有植物病原物。轉化載體中用的植物病原 DNA序列，如土壤農桿菌的T-DNA和CaMV 35S啟動子，只是植物病原中的一小段DNA序列。這些序列既不可能使GE作物變?yōu)橹参锊≡秤煤笠矝]有直接毒性?，F代基因組測序已提供科學鐵證：所有作物中都含有天然的植物病原DNA序列[32-33]。過去30年中，幾乎所有在美國做田間試驗的GE作物，都含有T-DNA和CaMV35S啟動子序列。USDA/APHIS將這些序列作為監(jiān)管物（regulatory article）是不科學的[31]。

4 建立以風險為基礎的分類管理框架

科學評估必須以風險為基礎，監(jiān)管的松緊程度應與風險類別（低、中、高）相適應。必需區(qū)分“真實風險”和“臆想風險”，相似項要用相似方法監(jiān)管，提出的監(jiān)管內容要有理有據。若監(jiān)管內容不科學，則整個過程便不科學[19-20]。因此，建議建立以“風險為基礎”的分類管理框架。

GE作物的風險取決于物種、基因（性狀）、及釋放的環(huán)境[17-18,54]，應按物種、基因、環(huán)境三位一體，對風險進行分類。對低風險或風險可忽略不計的產品放松監(jiān)管，歸為高風險或特殊風險的則嚴格監(jiān)管。

按物種分，基因供體和受體植物若已有長期安全食用的歷史，則風險極低或可忽略不計；尚不太熟悉或尚無安全食用歷史的植物種，風險類別中等；已知含有毒性物質、過敏原或抗營養(yǎng)因子的植物，風險類別高。

按基因來源分，可分為：種內轉基因（intragenesis）、近緣轉基因（cisgenesis）和遠緣轉基因（transgenesis）。種內轉基因是指同種植物內的基因修飾和轉移，如大多數基因組編輯技術改良的作物，將種內的某個或某些基因沉默、敲除或插入、修飾，風險極低。近緣轉基因是在有性可交配物種之間轉基因，風險類別低。遠緣轉基因則是轉入有性不可交配物種的基因，風險類別中或高。

按照環(huán)境劃分，若GE作物釋放的環(huán)境中不存在有性可交配的近緣野生種或雜草，或雖存在有性可交配物種，但其雜種無生存競爭優(yōu)勢，無基因漸滲，則風險極低；若生態(tài)風險尚不確定、需待長期跟蹤觀察，則風險中等；釋放環(huán)境為該物種的起源中心，從野生資源保護考慮，風險類別高。

顯然，三者之間存在交叉。若每一類（物種、基因、環(huán)境）分為3個等級，均按1、2、3計分，將三類計分的乘積作為總分，則27個組合中，總分最小的為 1（1×1×1=1），最大為 27（3×3×3=27）。最后按總分可將它們分為3組：1—6為低風險組，8—12為中風險組，18—27為高風險組。當然，每一等級的計分還可按潛在風險的大小、對其權重做適當的調整。這樣既體現了分類管理，又便于量化。

根據現有科學知識和30年積累的經驗，綜合考慮物種、基因、環(huán)境3個因素，現將GE作物低、中、高風險分類如下：

（1）低風險或風險可忽略不計，包括：目前已批準大規(guī)模產業(yè)化的同類產品（作物和基因）；含有標記基因、報告基因、或調控元件（如35S啟動子、T-DNA序列等）的產品；RNAi或反義DNA抑制內源基因表達的產品；基因組編輯定位敲除內源基因的產品；少數堿基定位插入、缺失（indel）或突變（SNP）的產品；個別氨基酸定點突變的產品；寡核苷酸介導的突變產品；在封閉或控制條件下用GE植物生產的產品，如：酶制劑、糖類、脂類、燃料、塑料、食品添加劑、調味品、化合物及中間體等。

以上產品在接到申報后可一次性審核，明確是否屬于監(jiān)管范圍。條件是資料齊備，分子特征清楚，遺傳性穩(wěn)定，或純度極高，對人畜無害等。

（2）中等風險（過渡階段），包括：目前尚未經安全性驗證的新基因及其編碼蛋白；釋放環(huán)境中有可天然異交的近緣野生種，且生態(tài)風險尚未確定；未來5—10年的新產品，如合成生物/核酸、無細胞產品、基因驅動（gene drive）產品、基因工程藻類、不育昆蟲、RNA噴劑治蟲、生物固氮、生物治污、生物傳感器等等[6]。此類產品為臨時分類，研究清楚后可重新歸類。

（3）高風險，包括：已知毒蛋白、過敏原、在胃腸道內降解緩慢的蛋白；生產藥物和工業(yè)品的GE作物；積累重金屬（包括揮發(fā)性汞）的GE植物；釋放環(huán)境為該物種的起源中心，有可能引起潛在生態(tài)風險；轉化非熟知的受體生物，用多種生物的 DNA或用完全合成的 DNA改變多個生化途徑，沒有可參比的傳統(tǒng)非轉基因產品等。

展望未來，前途光明。隨著新技術、新產品層出不窮，科學數據和監(jiān)管經驗的積累，相信安評監(jiān)管將更加科學，重點將放在高風險類別。屆時科技創(chuàng)新和GE作物的產業(yè)化將進一步飛速發(fā)展。

注：基因驅動是指偏離遺傳的一種體系，其中的某一基因元件能通過有性繁殖由親本傳遞至下一代而得到大大加強。其結果是，某一特異基因型優(yōu)勢增加，使該物種的遺傳成分具有特定的基因型，從而決定其表型（性狀）代代相傳，并可能在整個群體中擴展。

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