科學不確定性下轉基因魚的風險管控

蔡荔萱 福建省淡水水產研究所 福州 350002

近年來，轉基因技術發(fā)展迅猛，被廣泛應用于棉花、大豆和玉米等農作物品種改良方面，在提高農作物產量、改良品質和增強抗蟲抗病力等方面發(fā)揮了至關重要的作用[1]，部分轉基因產品已被大規(guī)模商業(yè)化種植。轉基因農產品優(yōu)勢明顯，但其潛在的生態(tài)風險和可能給人類帶來的環(huán)境及健康問題仍然一直備受爭議。在水產動物中，相對于蝦類和貝類，雖然魚類的轉基因技術開展得最早且發(fā)展相對成熟，但是同樣存在制約因素，如目的基因的整合率及穩(wěn)定性、轉基因魚潛在的生態(tài)和遺傳風險等均制約了該技術的商業(yè)化應用[2]。為了進一步闡明轉基因技術的本質及應用前景與風險，本文簡要綜述我國魚類轉基因技術的研究進展和應用現狀，分析其科學不確定性導致的潛在生態(tài)風險的實質，比較歐美和我國現階段對轉基因魚應用開發(fā)的管理政策及方法，以期為我國進一步優(yōu)化轉基因魚應用開發(fā)在科學不確定性下的風險管控供參考。

1 我國魚類轉基因技術的發(fā)展及應用現狀

我國轉基因魚類研究起步較早，始于20世紀60年代。當著名的生物學家童第周院士完成了魚類核移植研究并培育出第一尾“核質”雜交魚時，便開啟了我國魚類轉基因技術研究的探索之路[3]；1977年，朱作言院士提取瓦氏雅羅魚的總DNA，并將其導入鯪魚的受精卵中，實現外援基因與受體物種基因的整合[4]。雖然該技術與現在的轉基因技術相比存在諸多缺陷，總DNA轉移結果、轉移效率和效果均存在盲目性和不確定性，但該試驗的成功為之后我國轉基因魚技術的快速發(fā)展奠定了基礎。隨后，朱作言院士團隊又嘗試將小鼠生長激素基因導入鯽魚的受精卵中，試驗獲得成功，從而誕生了世界上首例真正意義上的轉基因魚[5]，正式揭開了轉基因魚類研究的序幕。此后，許多研究機構也加入到轉基因魚的研發(fā)，并隨著顯微注射法、電脈沖法、精子攜帶法、基因槍注射法、逆轉錄病毒感染法、組織注射法、卵母細胞的基因轉移法、基因打靶法等轉基因技術[6]的開發(fā)和應用，轉基因魚研究取得一系列成果，研究對象涉及鮭鱒類、鯉、鯽、泥鰍、羅非魚、斑點叉尾、草魚、斑馬魚、青、唐魚和神仙魚等[7]。在轉生長激素（GH）基因魚的研發(fā)方面取得較好的進展，中科院水生生物研究所培育出能穩(wěn)定遺傳、具有快速生長效應和餌料利用率高的轉“全魚”GH基因黃河鯉（Cyprinuscarpios）5個家系[8]；黑龍江水產研究所培育出轉植鯉MT啟動子與大麻哈魚GH快速生長的轉基因黑龍江鯉核心群家系[9]。在轉熒光蛋白基因觀賞魚研發(fā)方面，珠江水產研究所培育出轉紅色熒光蛋白基因斑馬魚[10]。

魚類轉基因技術除了應用于魚類品種改良，進一步提高生長速度和飼料轉化率，增強抗逆、抗病性，還可以應用于發(fā)育生物學及人類疾病研究，作為生物反應器用于重要藥物或生物活性物質的研究[7]。轉基因魚是基因調控與表達研究的理想材料，利用熒光蛋白和骨骼形態(tài)發(fā)生蛋白的融合表達，研究轉基因斑馬魚胚胎發(fā)育時期骨形態(tài)發(fā)生蛋白的信號機制、組織修復和相關病變機理[11]；將胰島素基因和熒光蛋白重組，獲得轉基因斑馬魚，探索胰腺的發(fā)育、損傷和恢復[12]；以轉基因斑馬魚為模式生物開展阿爾茨海默病[13]、帕金森病[14]、心血管疾病[15]、腫瘤疾病[16]的相關研究，對于人類的疾病研究具有重要的意義。

而轉基因魚作為生物反應器與哺乳動物相比具有受精卵量大易獲得、擴群速度快、研發(fā)周期短、研制成本低等優(yōu)勢，逐漸被生物工程和醫(yī)藥研制領域應用。例如利用斑馬魚卵成功生產了羅非魚的胰島素樣生長因子；構建攜帶人類運動神經元存活基因2的轉基因斑馬魚用于抗脊髓性肌肉萎縮癥藥物的篩選等。因此，轉基因魚在人類疾病研究及藥物篩選領域具有廣闊的應用前景。

2 魚類轉基因技術的科學不確定性

現代社會的發(fā)展離不開科學技術的支持，應對科學不確定性所導致的風險是當今時代的一個前沿核心議題,科技風險總是具有不確定性與未知性[17]。以轉基因技術為代表的科學不確定性下的安全性爭議，其潛在危害在科學上既難以被證實，又難以被完全排除。轉基因魚是20世紀人類重要的科研成就之一，具有許多優(yōu)良經濟性狀，但其商業(yè)化進程卻困難重重，究其根本原因在于人們對該技術科學不確定性的擔憂，即對轉基因魚的食用及生態(tài)安全性顧慮重重。

2.1 轉基因魚的食用安全性 食用轉基魚對人類可能存在潛在健康風險，相關學者對轉基因魚的安全性進行了大量研究，一系列試驗均已證實轉基因魚食品是非常安全的，與正常魚在食品安全性上具有實質等同性[18-21]，其食品安全風險極其微小，是可分析和可調控的。雖然轉基魚安全測試的動物模型沒有表現出異常，但依然有人質疑試驗測試動物選擇會影響其安全評價的準確性，畢竟實驗動物無法替代人類，而且涉及到致病性、營養(yǎng)學以及毒理學等諸多個方面，在這些方面的安全性評價和潛在風險評估的研究基礎仍然相對薄弱，甚至空白[22]。

2.2 轉基因魚的生態(tài)安全性 轉基因魚與其它轉基因生物體一樣，攜帶著外源基因，在環(huán)境中釋放，存在兩個方面潛在的生態(tài)風險[23]：一是轉基因魚具更好的優(yōu)良性狀和更強的競爭力，可能威脅到物種的遺傳多樣性，破壞種群平衡；二是與野生種交配導致外源基因擴散,造成“基因污染”。甚至有可能造成所謂的“特洛伊基因效應（Trojan gene effect）”，最終導致野生型群體和轉基因魚群體的共同滅絕[24]。由此可見，轉基因魚在自然水域環(huán)境中釋放的前提條件是要確保水域生態(tài)環(huán)境物種多樣性及其遺傳多樣性的安全，由于魚類本身存在可增殖、易擴散和難追蹤捕獲等特點，使得生態(tài)風險評估的工作難度進一步增加。

綜上所述，轉基因魚技術的科學不確定性是客觀存在的，人們對轉基因技術安全性問題的長期質疑和爭論，往往科學技術涉及的層面越廣、復雜性越高，其所產生的爭論越激烈，為科學的發(fā)展開辟了新的可能性和發(fā)展空間。因此，政策制定者需要更多的智慧和規(guī)范的管理機制對這些新興科學技術潛在的科學不確定性做出艱難的判斷和風險評估。

3 轉基因食品的安全管理現狀

生物技術的安全性管理是影響轉基因魚商品化進程的一個因素[24]。不同國家和組織對生物技術安全性管理的相關法規(guī)也不盡相同，美國對轉基因食品開發(fā)及應用的管理政策相對寬松，1997-2001年期間，美國食品藥品監(jiān)管局（FDA）頒布了《轉基因食品自愿標識指導性文件》和《轉基因食品上市前通告的提議》等轉基因食品管理法規(guī)，其批準商業(yè)化種植的轉基因糧食作物品種多達10余種[25]；2015年11月19日，批準了全球首例奇努克轉基因三文魚上市[26]，對其定義為“對環(huán)境和人類不構成重大或潛在已知危險的產品”，表示基于科學結論的分析，轉基因三文魚對于環(huán)境是安全的，可以安全食用。而歐盟堅持認為轉基因技術具有科學不確定性，對轉基因食品入市的把關非常嚴格，主張對轉基因產品應采取謹慎預防態(tài)度；歐盟共同體委員會1990-1997年分別發(fā)布了轉基因食品管理法規(guī)(220/90號指令)和新食品管理條例（258/97），并確立了轉基因食品標識管理的框架[25]，形成了一套具有自身特點的法律法規(guī)；目前種植的轉基因作物僅有MON810轉基因玉米這一品種，種植面積僅占全歐盟玉米種植面積的1.56%。

我國在農業(yè)轉基因安全管理上遵循國際食品法典委員會（CAC）、聯(lián)合國糧農組織（FAO）及世界衛(wèi)生組織（WHO）等轉基因安全管理的國際通行規(guī)則，逐步建立了一整套適合我國國情的農業(yè)轉基因安全管理的法律法規(guī)和管理辦法，對轉基因作物及其食品實施了較為嚴格的安全管理措施[26]。1996年，我國農業(yè)部頒布了《農業(yè)生物基因工程安全管理實施辦法》；2000年8月，簽署了《國際生物多樣性公約》下的《卡塔赫納生物安全議定書》；2001年，國務院頒布實施了《農業(yè)轉基因生物安全管理條例》，隨后又頒布了《農業(yè)轉基因生物安全評價管理程序》、《農業(yè)轉基因生物進口安全管理程序》和《農業(yè)轉基因生物標識審查認可程序》3個管理辦法；2002年，我國衛(wèi)生部頒布了 《轉基因食品衛(wèi)生管理辦法》；2004年，我國國家質量監(jiān)督檢驗檢疫總局頒布了《進出境轉基因產品檢驗檢疫管理辦法》；2005年，我國正式加入聯(lián)合國《卡塔赫納生物安全議定書》；2006年，農業(yè)部發(fā)布了《農業(yè)轉基因生物加工審批辦法》；2007年，衛(wèi)生部頒布實施《新資源食品管理辦法》；2009年通過《中華人民共和國食品安全法》[27]。2018-2021年，我國農業(yè)農村部制定并印發(fā)各年度農業(yè)轉基因生物監(jiān)管工作方案，旨在落實農業(yè)轉基因監(jiān)管職責，保障我國農業(yè)轉基因生物產業(yè)健康有序發(fā)展[28]。目前，我國批準了棉花、水稻、玉米和番木瓜等轉基因農作物的生產應用安全證書，其中轉基因棉花和番木瓜已獲批準商業(yè)化種植[29]。此外，進口的轉基因大豆、玉米、油菜、棉花和甜菜獲準用作加工原料。

4 展 望

與轉基因植物相比，轉基因動物的開發(fā)應用相對落后很多，目前只有轉基因三文魚在美國成功獲準上市[30]。雖然我國是轉基因魚育種研究的發(fā)源地，也取得了豐碩的成果，但由于我國的轉基因食品準入門檻較高，目前尚未有轉基因魚進入市場。這與我國目前對轉基因魚類的安全性評估體系不健全、管理制度不完善等因素有關。因此，筆者認為，要推進我國轉基因魚類的商業(yè)化應用，還需要做到以下三點：一是建立健全安全評價體系，降低轉基因魚類的科學不確定性，在轉基因魚進入商業(yè)化養(yǎng)殖之前，必須對轉基因魚進行科學、系統(tǒng)的安全性評估，充分考慮其食用安全和生態(tài)安全問題；二是明確規(guī)定轉基因魚類的養(yǎng)殖及產品應用范圍，并建立透明的監(jiān)督機制，實時管控轉基因魚類產品的市場流向；三是建立安全的轉基因類防逃措施，防止轉基因魚類逃逸，確保野生資源的遺傳多樣性，減少基因污染風險。只有建立了安全且科學的管理和評價體系，轉基因魚類的商業(yè)化應用方能實現。