转基因生物的安全性

1、专题专题4:4:生物技术安全性和伦理问题生物技术安全性和伦理问题转基因转基因生物的生物的安全性安全性一、转基因成果令人叹为观止一、转基因成果令人叹为观止 1.1972 1.1972年美国斯坦福大学的伯格第一次重组年美国斯坦福大学的伯格第一次重组DNADNA获得成功获得成功. . 现代基因工程的创始人现代基因工程的创始人PP伯格（美国伯格（美国,1926,1926）在）在19601960年以敏锐的科学预见力提出一个大胆年以敏锐的科学预见力提出一个大胆的设想：是否可以创造出一种人工方法，把外界的设想：是否可以创造出一种人工方法，把外界的遗传基因引入动物体内，以达到改变遗传性状的遗传基因引入动物体内

2、，以达到改变遗传性状和治疗某些疾病的需要呢？和治疗某些疾病的需要呢？19721972年，伯格把两种年，伯格把两种病毒的病毒的DNADNA用同一种限制性内切酶切割后，再用用同一种限制性内切酶切割后，再用DNADNA连接酶把这两种连接酶把这两种DNADNA分子连接起来，于是产分子连接起来，于是产生了一种新的重组生了一种新的重组DNADNA分子，首次实现两种不同分子，首次实现两种不同生物的生物的DNADNA体外连接，获得了第一批重组体外连接，获得了第一批重组DNADNA分分子，这标志着基因工程技术的诞生。伯格因此获子，这标志着基因工程技术的诞生。伯格因此获得了得了19801980年诺贝尔化学奖。年诺

3、贝尔化学奖。 2.2.转基因的重要成果转基因的重要成果 (1)(1)微生物方面微生物方面: :把某些重组DNA转移到细菌中表达获得成功,随后,使出现了具有重要经济价值的各种重组微生物,如可以清除石油污染的假单孢杆菌等. 利用转基因细菌制造蛛丝利用转基因细菌制造蛛丝多年来，科学家们一直试图找到利用其他生物体来制造蛛丝的办法。蛛丝多年来，科学家们一直试图找到利用其他生物体来制造蛛丝的办法。蛛丝是自然界最奇特的物质之一，它具有极强的韧度，其韧度是同样直径钢材的好是自然界最奇特的物质之一，它具有极强的韧度，其韧度是同样直径钢材的好几倍。但与家蚕不同，蜘蛛不能家养，因为它们会互相吞食，所以不可能建立几倍

4、。但与家蚕不同，蜘蛛不能家养，因为它们会互相吞食，所以不可能建立人工饲养蜘蛛的农场。沙伊贝尔说：人工饲养蜘蛛的农场。沙伊贝尔说：我们正在与各行业联系，以检测这种新丝我们正在与各行业联系，以检测这种新丝的品质，并进一步研发工业规模的生产技术。的品质，并进一步研发工业规模的生产技术。 蛛丝如果能实现大规模人工生产，将可以取代塑胶材料，用于眼部或神经蛛丝如果能实现大规模人工生产，将可以取代塑胶材料，用于眼部或神经外科手术的精细缝合，也可用来制造胶布等伤口包扎材料或者人造韧带及肌腱外科手术的精细缝合，也可用来制造胶布等伤口包扎材料或者人造韧带及肌腱等，应用前景极其广阔。在转基因细菌之前，曾有科学家尝试

5、利用转基因山羊、等，应用前景极其广阔。在转基因细菌之前，曾有科学家尝试利用转基因山羊、转基因烟草、转基因土豆等制造蛛丝，但由于产量过低或丝质太差均未成功转基因烟草、转基因土豆等制造蛛丝，但由于产量过低或丝质太差均未成功转基因细菌可治癌症转基因细菌可治癌症转基因细菌可治癌症转基因细菌可治癌症 英国医学专家日前将转基因大肠杆菌英国医学专家日前将转基因大肠杆菌与一种抗癌药相结合，成功杀死了实验鼠与一种抗癌药相结合，成功杀死了实验鼠体内的癌细胞。科学家将转基因大肠杆菌体内的癌细胞。科学家将转基因大肠杆菌注射到实验鼠的肿瘤内，再给实验鼠注射注射到实验鼠的肿瘤内，再给实验鼠注射一种名叫一种名叫6MPDR的

6、抗癌药。这种药无的抗癌药。这种药无法单独发挥作用，但是一种由转基因大肠法单独发挥作用，但是一种由转基因大肠杆菌分泌的酶能将此药物杆菌分泌的酶能将此药物“激活激活”，形成，形成一种有效的毒素，将其周围的癌细胞杀死，一种有效的毒素，将其周围的癌细胞杀死，而不伤害其它组织器官而不伤害其它组织器官。 (2) (2)基因制药方面基因制药方面: :生物制药已经成为生物制药已经成为2121世纪的朝阳产世纪的朝阳产业业. .1. 应用于临床的药物：应用于临床的药物：人胰岛素、人生长激素、干扰素、乙肝疫苗、人胰岛素、人生长激素、干扰素、乙肝疫苗、人促红细胞生成素（人促红细胞生成素（Epo）、）、GM集落刺激因子

7、（集落刺激因子（GMCSF）、组织）、组织溶纤酶原激活素、白细胞介素溶纤酶原激活素、白细胞介素2及白介素及白介素11等。等。2.正在研究的：正在研究的：降钙素基因相关因子、肿瘤坏死因子、表皮生长因子等降钙素基因相关因子、肿瘤坏死因子、表皮生长因子等140多种多种3.“多肽模拟多肽模拟”或或“多肽结构域多肽结构域”合成，又叫合成，又叫“小分子结构药物小分子结构药物设计设计”这类药物可口服，有利于由皮肤、粘膜给药，用于治疗免疫缺这类药物可口服，有利于由皮肤、粘膜给药，用于治疗免疫缺陷症、陷症、HIV感染、变态反应性疾病、风湿性关节炎等，其制造成本也更感染、变态反应性疾病、风湿性关节炎等，其制造成本

8、也更低。低。 近十几年来，在利用生物技术制取新药方面取得了惊人的成就，已近十几年来，在利用生物技术制取新药方面取得了惊人的成就，已有不少药物应用于临床。例如人胰岛素、人生长激素、干扰素、乙肝疫苗、有不少药物应用于临床。例如人胰岛素、人生长激素、干扰素、乙肝疫苗、人促红细胞生成素（人促红细胞生成素（Epo）、）、GM集落刺激因子（集落刺激因子（GMCSF）、组织）、组织溶纤酶原激活素、白细胞介素溶纤酶原激活素、白细胞介素2及白介素及白介素11等。正在研究的有降钙素等。正在研究的有降钙素基因相关因子、肿瘤坏死因子、表皮生长因子等基因相关因子、肿瘤坏死因子、表皮生长因子等140多种。随着生物技术多种

9、。随着生物技术药物的发展，多肽与蛋白质类药物的研究与开发，已成为医药工业中一个药物的发展，多肽与蛋白质类药物的研究与开发，已成为医药工业中一个重要的领域，同时给生物制剂带来了新的挑战。在实际应用中，基因工程重要的领域，同时给生物制剂带来了新的挑战。在实际应用中，基因工程药物受到一定限制，如口服应用时生物利用度低，会受到消化酶的破坏，药物受到一定限制，如口服应用时生物利用度低，会受到消化酶的破坏，在胃酸作用下不稳定，在体内半衰期较短等，因此只能注射给药或局部用在胃酸作用下不稳定，在体内半衰期较短等，因此只能注射给药或局部用药。为了克服这些缺陷，已开始改为合成这些天然蛋白质的较小活性片段，药。为了

10、克服这些缺陷，已开始改为合成这些天然蛋白质的较小活性片段，即所谓即所谓“多肽模拟多肽模拟”或或“多肽结构域多肽结构域”合成，又叫合成，又叫“小分子结构药物设小分子结构药物设计计”。这类药物可口服，有利于由皮肤、粘膜给药，用于治疗免疫缺陷症、。这类药物可口服，有利于由皮肤、粘膜给药，用于治疗免疫缺陷症、HIV感染、变态反应性疾病、风湿性关节炎等，其制造成本也更低。这种感染、变态反应性疾病、风湿性关节炎等，其制造成本也更低。这种设计思想也已应用于多糖类药物、核酸类药物和模拟酶的有关研究。小分设计思想也已应用于多糖类药物、核酸类药物和模拟酶的有关研究。小分子药物设计属于第二代结构相关性药物设计，所设

11、计的分子能替代原先天子药物设计属于第二代结构相关性药物设计，所设计的分子能替代原先天然活性蛋白与特异靶相互作用。然活性蛋白与特异靶相互作用。 (3) (3)转基因动物方面转基因动物方面: :受到转基因巨型小鼠获得成功受到转基因巨型小鼠获得成功的鼓舞的鼓舞, ,科学家又在培育生长迅速科学家又在培育生长迅速、营养品质优良的营养品质优良的转基因家畜转基因家畜、家禽方面家禽方面, ,不断取得辉煌成就不断取得辉煌成就. .同时同时, ,科学科学家还把转基因动物变成生物反应器家还把转基因动物变成生物反应器(4)(4)转基因植物方面转基因植物方面: :目前目前, ,科学家已经培育出了大批科学家已经培育出了大

12、批具有抗虫具有抗虫、抗病抗病、抗除草剂抗除草剂、抗逆等全心形状的农抗逆等全心形状的农作物作物. .抗虫棉抗虫棉棉花所国家转基因棉花中试基地棉花所国家转基因棉花中试基地转入荧光素酶蛋白转入荧光素酶蛋白基因的发荧光烟草基因的发荧光烟草转基因的重要成果展转基因的重要成果展改变花色的转基因矮牵牛花改变花色的转基因矮牵牛花英国剑桥先正达公司开发的富含胡萝卜素的英国剑桥先正达公司开发的富含胡萝卜素的“金大米金大米”。转基因的重要成果展转基因的重要成果展转转 基基 因因 甜甜 椒椒转基因的重要成果展转基因的重要成果展转基因草在穴盆中生长良好转基因草在穴盆中生长良好 . 转基因的重要成果展转基因的重要成果展转

13、转 基基 因因 西西 红红 柿柿抗乙肝西红柿导入了转基因疫苗，人如果每抗乙肝西红柿导入了转基因疫苗，人如果每周生吃周生吃1-2个个,每年吃每年吃2-3个月就能达到去医个月就能达到去医院注射乙肝疫苗的效果。院注射乙肝疫苗的效果。(中国中国)紫西红柿紫西红柿英国研究人员培育成一种转基因英国研究人员培育成一种转基因紫番茄紫番茄转基因的重要成果展转基因的重要成果展 (3) (3)转基因植物方面转基因植物方面: : 预防乙肝不用打针，只要吃几个预防乙肝不用打针，只要吃几个西红柿就行。这可不是玩笑，中国农西红柿就行。这可不是玩笑，中国农科院生物技术研究中心经过十年研究，科院生物技术研究中心经过十年研究，培

14、育出的抗乙肝西红柿顺利通过前三培育出的抗乙肝西红柿顺利通过前三个阶段的测试，明年有望上市。个阶段的测试，明年有望上市。抗乙肝西红柿与普通西红柿口感抗乙肝西红柿与普通西红柿口感一样酸中带甜，不但可以直接食用，一样酸中带甜，不但可以直接食用，还可以榨成汁或炒菜吃，对人体没有还可以榨成汁或炒菜吃，对人体没有任何毒副作用。据该项目负责人刘德任何毒副作用。据该项目负责人刘德虎研究员介绍，食用抗乙肝西红柿，虎研究员介绍，食用抗乙肝西红柿，虽不能治愈乙肝，但一年只吃几个，虽不能治愈乙肝，但一年只吃几个，就完全能代替注射乙肝疫苗。抗乙肝就完全能代替注射乙肝疫苗。抗乙肝西红柿属于转基因食品，就是将乙肝西红柿属于

15、转基因食品，就是将乙肝疫苗植入西红柿内，经多代繁殖，使疫苗植入西红柿内，经多代繁殖，使转入的基因稳定化。这种西红柿上市转入的基因稳定化。这种西红柿上市后将论个出售，每个售价大概在元后将论个出售，每个售价大概在元左右左右抗乙肝西红柿导入了转基因疫抗乙肝西红柿导入了转基因疫苗，人如果每周生吃苗，人如果每周生吃1-2个个,每每年吃年吃2-3个月就能达到去医院个月就能达到去医院注射乙肝疫苗的效果。注射乙肝疫苗的效果。(中国中国)蓝色玫瑰一直是人类美丽的梦想蓝色玫瑰一直是人类美丽的梦想基因工程正在将它变为现实基因工程正在将它变为现实转基因的重要成果展转基因的重要成果展转基因的重要成果展转基因的重要成果展

16、-美国研制转基因高蛋白棉花美国研制转基因高蛋白棉花 将将解决人类粮食饥荒解决人类粮食饥荒 图：德克萨斯州试种的转基因棉花德克萨斯州试种的转基因棉花德克萨斯州试种的转基因棉花 基因一旦被改动，一方面可能引起生物体内一系列未知的结构与功能的变化；另一方面，转基因操作对生物体的影响会通过遗传传递。n 转基因技术的安全性问题M 外源基因引入后，是否会影响其他重要的调节基因，甚至会外源基因引入后，是否会影响其他重要的调节基因，甚至会激活原癌基因？激活原癌基因？M 转基因技术广泛应用是否会导致难以消灭的新病原物出现？转基因技术广泛应用是否会导致难以消灭的新病原物出现？M 是否会造成生态学灾难？是否会造成生

17、态学灾难？M 人类摄食大量转基因食品是否会影响人类及其后代的健康？人类摄食大量转基因食品是否会影响人类及其后代的健康？二、对转基因生物安全性的争论二、对转基因生物安全性的争论 (1)在转基因生物中在转基因生物中,有时候会出现一些人们意想不有时候会出现一些人们意想不到的后果的原因到的后果的原因: a.对基因的结构对基因的结构,基因间的相互作用及基因的调空基因间的相互作用及基因的调空机制都了解的相当有限机制都了解的相当有限; b.转移的基因虽然是功能一直的基因转移的基因虽然是功能一直的基因,但不少是异但不少是异种生物的基因种生物的基因; c.外源基因插入宿主基因组的部分往往是随机的外源基因插入宿主

18、基因组的部分往往是随机的.(2)转基因生物与食物安全转基因生物与食物安全 a.转基因食物引起食物安全性问题的理由转基因食物引起食物安全性问题的理由:安安全性检测问题、滞后效应、担心出现新的过敏原、全性检测问题、滞后效应、担心出现新的过敏原、担心营养成分的改变担心营养成分的改变; b.不必担心转基因食物安全性的理由不必担心转基因食物安全性的理由:多环节、多环节、严谨的安全性评价严谨的安全性评价,可以保证转基因食物的安全可以保证转基因食物的安全;科学家的负责态度可以防止新过敏原的产生科学家的负责态度可以防止新过敏原的产生;至今至今尚未发现食用转基因食品而影响人体健康的事例尚未发现食用转基因食品而影

19、响人体健康的事例;没能足够的证据证明转基因食物有问题没能足够的证据证明转基因食物有问题;转基因食品的优点1. 1.解决粮食短缺问题。解决粮食短缺问题。2. 2.减少农药使用，避免环境污染。减少农药使用，避免环境污染。3. 3.节省生产成本，降低食物售价。节省生产成本，降低食物售价。4. 4.增加食物营养，提高附加价值。增加食物营养，提高附加价值。5. 5.增加食物种类，提升食物品质。增加食物种类，提升食物品质。6. 6.促进生产效率，带动相关产业发展促进生产效率，带动相关产业发展。转基因生物和食品可能引起的问题1. 1.食物内所产生的新毒素和过敏原食物内所产生的新毒素和过敏原2. 2.农作物的

20、生物多样化的损失，生态平衡的干农作物的生物多样化的损失，生态平衡的干扰扰3. 3.影响周边的植物的生长，抗除草剂的杂草会影响周边的植物的生长，抗除草剂的杂草会产生产生4. 4.疾病的散播跨越物种障碍疾病的散播跨越物种障碍5. 5.不是同一种类，甚至会将动物基因转到植物不是同一种类，甚至会将动物基因转到植物上上6. 6.对昆虫造成伤害对昆虫造成伤害7. 7.昆虫或病菌在演化中增加抵抗力，或产生新昆虫或病菌在演化中增加抵抗力，或产生新的物种，之后一样有可能会伤害作物的物种，之后一样有可能会伤害作物(3)(3)转基因生物与生物安全转基因生物与生物安全 a. a.引起生物安全的理由引起生物安全的理由:

21、 :可能会扩散到种植区以外可能会扩散到种植区以外, ,成为野生种类成为野生种类, ,可能成为可能成为”入侵的外入侵的外来干涉物种来干涉物种”, ,威胁生态系统中其他生物的生存可能重组出对人威胁生态系统中其他生物的生存可能重组出对人类或其他生物有害的细菌或病毒类或其他生物有害的细菌或病毒, ,有可能使杂草成为除草剂除不有可能使杂草成为除草剂除不掉的掉的”超级杂草超级杂草”; ; b.b.不引起生物安全的理由不引起生物安全的理由: : 扩散到种植区以外就很快死亡要表现出新性状扩散到种植区以外就很快死亡要表现出新性状, ,必须具有必须具有一定的水肥等条件一定的水肥等条件, ,以及配套的种植技术以及配

22、套的种植技术. .由于生殖隔离的存在由于生殖隔离的存在, ,使他们很难与其他植物杂交使他们很难与其他植物杂交, ,花粉传播的距离有限、存活时间有花粉传播的距离有限、存活时间有限限; ; (4)(4)转基因生物与环境安全转基因生物与环境安全 a .a .引起环境安全的理由引起环境安全的理由: : 打破自然物种的原有界限打破自然物种的原有界限, ,改变了生态系统中能量流动和改变了生态系统中能量流动和物质循环物质循环, ,重组微生物可能对人类的生活环境造成二次污染重组微生物可能对人类的生活环境造成二次污染, ,重重组组DNADNA与微生物杂交与微生物杂交, ,可能产生有害的病原微生物可能产生有害的病

23、原微生物; ;转基因植转基因植物花粉中的有毒物质可通过蜜蜂进入蜜蜂物花粉中的有毒物质可通过蜜蜂进入蜜蜂, ,再经过食物链传递再经过食物链传递; ; b.b.不引起环境安全的理由不引起环境安全的理由: : 转基因不会改变生物原有的分类地位转基因不会改变生物原有的分类地位, ,不会破坏生态系统不会破坏生态系统的稳定性的稳定性; ;转基因抗虫作物的种植转基因抗虫作物的种植, ,减少了农药的使用量减少了农药的使用量; ;抗除抗除草剂农作物的种植草剂农作物的种植, ,减轻了农田管理的负担减轻了农田管理的负担, ,保护了农田的土壤保护了农田的土壤环境环境; ;不是同一种类，甚至会将动物基因转到植物上不是同

24、一种类，甚至会将动物基因转到植物上I worry aboutI worry aboutI worry aboutI worry aboutI worry aboutI worry about警惕转基因食品系列之辣椒篇警惕转基因食品系列之辣椒篇创意阐释：创意阐释： 国际绿色和平组织认为转基因食品存在未知的健康国际绿色和平组织认为转基因食品存在未知的健康风险，本作品利用人们日常生活中常接触的普通蔬菜风险，本作品利用人们日常生活中常接触的普通蔬菜辣椒为主体，辣椒看起来新鲜健康，但细看起来里面辣椒为主体，辣椒看起来新鲜健康，但细看起来里面隐藏着吃人的牙齿，你吃它，它就咬你，这可能使转基隐藏着吃人的牙齿

25、，你吃它，它就咬你，这可能使转基因食品的结果。画面恐怖，冲击力强，使人感到不舒服，因食品的结果。画面恐怖，冲击力强，使人感到不舒服，以此让人们起到警惕、关注转基因食品系列的作用。以此让人们起到警惕、关注转基因食品系列的作用。Who made the lives of our marginalized！请勿滥造转基因产品请勿滥造转基因产品如果将人的基因与毛毛虫的基因相结合，结果就会像如果将人的基因与毛毛虫的基因相结合，结果就会像你所看到的一样恐怖，因此，转基因产品滥造不得！你所看到的一样恐怖，因此，转基因产品滥造不得！Who made the lives of our marginalized！GM Safety knows no borders a. a.趋