生物安全复习

狭义的生物安全：是指现代生物技术的研究、开发、应用以及转基因生物的跨国越境转移可能对生物多样性、生态环境和人类健康产生潜在的不利影响。广义的生物安全:是国家安全问题的组成部分，是指与生物有关的各种因素对社会、经济、人类健康及生态环境所产生的危害或潜在风险。“与生物有关的各种因素”天然的生物因子，主要包括动物、植物和微生物。其中由微生物特别是致病性微生物所导致的安全问题，如生物武器、生物恐怖、重大传染病的暴发流行等，是人类社会所面临的最重要、最现实的生物安全问题。转基因生物，主要包括转基因动物、转基因植物和转基因微生物。生物技术。生物安全问题表现的几个方面：传染病的巨大危害生物武器和生物恐怖的潜在威胁生物技术的负面作用生物资源及生物多样性面临的威胁微生物学实验室的安全隐患生物安全研究的必要性：产业发展的需要；国际贸易、国际交流与对外合作的需要；国家主权、执法的需要；提高国家地位的需要。生物安全的科学涵义就是要对生物技术活动本身及其产品可能对人类和环境的不利影响及其不确定性和潜在的危害风险进行评估，进而采取必要的措施加以管理和控制，使之降低到可接受的程度，以保障人类的健康和环境的安全。第一章什么是生物入侵：是指某种生物从外地自然传入或人为引种后成为野生状态，并对本地生态系统造成一定危害的现象。外来物种≠入侵物种外来物种的引入是柄“双刃剑”，有利也有害。外来生物入侵的“1/10规律”：“所有被引入的外来物种中，大约有10％在新的生态系统中可以自行繁殖，在可以自行繁殖的外来物种中又有大约10％能够造成生物灾害，成为有害物种。”外来入侵物种的特征和表现：借助人类活动越过隔离障碍，或能自然逾越空间障碍而入境；可在当地的自然或人为生态环境中定居，建立可自我维持的种群，并自行繁殖与扩散；对当地的生态系统和景观生态造成明显的影响，并损害当地的生物多样性。生物入侵的影响：引起广泛的生物污染，从深层次上危及土著群落的生物多样性，严重威胁生态系统安全——第六次物种大灭绝；危害人类健康；对社会经济产生冲击，造成巨大经济损失。生物入侵实例：吃得苦中苦，方为人上人；空心莲子草（水花生）多子多福；凤眼莲（水葫芦）柿子要捡软的捏；天牛虫害“联合国军”协同入侵；松材线虫\松墨天牛卑鄙的肉搏招术；加拿大一支黄花尽量避开天敌；铜锤草化敌为“友”------------------???生物入侵的机制：两个因素:外来入侵物种的特点：生态适应能力强；繁殖能力特强；传播能力强。被入侵的生态环境的特点：具有可利用的资源条件；缺乏自然控制机制；人类进入的频率高。生物入侵的主要途径自然入侵：人类辅助入侵：屏障去除后的入侵：人类运输引起的意外入侵：从动植物园或养殖场逃逸出去的入侵物种有意引入生物入侵的理论假说：多样性阻抗假说天敌逃避假说空生态位假说资源机遇假说干扰假说生态位机遇假说生态位（ecologicalniche）：是指一个种群在自然生态系统中，在时间、空间上所占据的位置及其与相关种群之间的功能关系与作用。生物入侵的危害导致生态系统多样性、生物物种和遗传资源多样性的丧失和破坏，甚至造成本地生物物种的灭绝。导致草场退化,畜牧业受损。导致农业、林业减产欠收。导致环境污染影响人类健康第二章20世纪80年代以来--------生物技术发展迅速1983年出现第一个转基因生物——烟草；1984年第一次进行转基因作物田间试验；1985年出现第一个未经批准而释放的转基因细菌；1987年Calgene公司获得可延长水果保鲜期基因序列的专利权；1990年出现第一个转基因谷物；1994年美国FDA批准第一个转基因食品；21世纪生物技术研究的热点：转基因技术克隆技术基因组学生物信息学转基因生物概述：是指利用现代生物技术或基因工程技术进行遗传基因修饰的生物体。转基因生物的分类：按受体类型分：转基因植物、转基因动物、转基因微生物按用途分：转基因食品、基因工程药物转基因生物安全的起源：1992年6月3~14日联合国环境与发展大会，在巴西里约热内卢举行，通过和签署了《生物多样性公约》（CBD）；2000年1月29日CBD的蒙特利尔会议通过了《生物安全议定书》（又称《生态安全协议》）。《生物安全议定书》基本内容：“事先知情同意”原则；《生物安全议定书》的实施范围；预防原则；关于改性活生物体（LMO）运输的鉴定和标识（跟踪）；风险评估；与世界贸易组织的关系。环境安全性评价的核心问题：转基因植物释放到田间后，是否会将所转基因移到野生植物中，是否会破坏自然生态环境，打破原有生物种群的动态平衡。转基因生物的生态安全性：可能诱发害虫和野草的抗性问题；可能诱发基因转移跨越物种屏障；可能诱发自然生物种群的改变问题；“基因污染”问题；可能诱发食物链的破坏问题。转基因生物的健康安全性：转基因食品的健康安全性毒性问题过敏性反应问题抗药性问题有益成分问题免疫力问题基因工程药物的健康安全性相关立法：《基因工程安全管理办法》---------（原国家科委，1993）《农业生物基因工程管理实施办法》---------（农业部，1996）《进口食品标签管理办法》---------（国家出入境检验检疫局，2000）《农业转基因生物安全管理条例》---------（国务院，2001）第三章转基因植物的分类：⑴抗除草剂转基因植物⑵抗虫转基因植物⑶抗病转基因植物⑷抗环境胁迫的转基因植物⑸植物发育调节基因工程⑹医药领域中的转基因植物转基因植物的安全性评价：主要包括三个方面：(1)导入的外源基因及其产物对受体植物是否有不利影响(2)有关转基因作物释放或使用带来的生态学上的安全性(3)有关毒理学方面的安全性问题①标记基因对植物的影响：选择基因：抗生素抗性除草剂抗性植物代谢报告基因：LacZ基因，Cat基因，GUS基因，GFP基因等。②外源基因的插入对植物的影响：在受体植物基因组中，外源基因的插入位置是随机的，其拷贝数也不确定，将产生两方面的影响：1)可能导致转基因失活或沉默；2)可能会使受体植物的基因表现插入失活。有关转基因作物释放或使用带来的生态学上的安全性：①转基因作物本身转变为杂草；②转入的基因可能转移至近缘物种，从而使其变为杂草。杂草：指非人为种植、对人类而言其不利性多于有利性的一类植物。杂草：对人类行为或利益构成有害或有干扰的任何植物。杂草风险评估Rissler和Mellon（1996）提出了一种三步式评估方法对转基因植物转变为杂草的潜在风险进行评估。第一步转基因作物的亲本作物是否具有杂草特性：亲本作物是否是杂草或在某一国家某一地区有其近缘杂草物种第二步转基因植物生态上的行为表现分析：转基因作物与亲本对照相比是否具有更高的生态上的行为表现第三步杂草化趋势是否增加？转基因植物通过基因流对近缘物种的潜在威胁基因流：转基因植物与非转基因植物一样，可与近缘植物杂交，产生杂种。因此，转基因作物的大规模释放，可能使转入的外源基因流向其近缘植物、野生种或杂草。这种形式的遗传物质的转移称为基因流。第四章转基因动物概述用实验方法把外源基因导入到动物体内，外源基因与动物本身的染色体整合，随细胞的分裂而增殖，在体内得到表达，并能传给后代。转基因动物技术在1991年第一次国际基因定位会议上被公认是遗传学中继连锁分析、体细胞遗传和基因克隆之后的第四代技术，被列为生物学发展史上第14个转折点。1980年底Gordon等人首次将克隆的基因利用显微注射法注入小鼠受精卵原核，然后移植于假孕的母鼠输卵管，培育出第一个转基因动物。干细胞的分类：1胚胎干细胞2成体干细胞3造血干细胞4神经干细胞5肌肉干细胞动物生物反应器(bioreactor)是指利用转基因活体动物的某种能够高效表达外源蛋白的器官或组织来进行工业化生产活性功能蛋白的技术，这些蛋白一般是药用蛋白或营养保健蛋白。?用于表达的生物反应器包括动物血液、泌尿系统、精囊腺、乳腺等，还包括禽蛋和昆虫（例如家蚕）个体等。?国际上通常把目的基因在血液循环系统或乳腺中表达的转基因动物称为“动物生物反应器”。?其中动物乳腺生物反应器是目前国际上惟一证明可以达到商业化生产水平的生物反应器。2009年2月6日首次批准了用转基因山羊奶研制而成的抗血栓药物受体动物的安全性评价：①受体动物的背景资料②受体动物的生物学特性③受体动物病原体的状况及其潜在影响④受体动物的生态环境⑤受体动物的遗传变异⑥受体动物的监测方法和监控的可能性。⑦受体动物的其他资料。⑧根据上述评价，参照有关标准划分受体动物的安全等级。基因操作的安全性评价：①转基因动物中引入或修饰性状和特性的叙述。②实际插入或删除序列的以下资料：插入序列的大小和结构，确定其特性的分析方法；删除区域的大小和功能；目的基因的核苷酸序列和推导的氨基酸序列；插入序列在动物细胞中的定位(是否整合到染色体、线粒体，或以非整合形式存在)及其确定方法；插入序列的拷贝数。③目的基因与载体构建的图谱，载体的名称和来源，载体是否有致病性以及是否可能演变为有致病性。如是病毒载体，则应说明其作用和在受体动物中是否可以复制。④载体中插入区域各片段的资料：启动子和终止子的大小、功能及其供体生物的名称；标记基因和报告基因的大小、功能及其供体生物的名称；其他表达调控序列的名称及其来源（如人工合成或供体生物名称）。⑤转基因方法。⑥插入序列表达的资料：插入序列表达的资料及其分析方法，如Southern印迹杂交图、PCR－Southern杂交检测图等；插入序列表达的器官和组织、表达量。⑦根据上述评价，参照有关标准划分基因操作的安全类型。转基因动物的安全性评价：①与受体动物比较，转基因动物的如下特性是否改变：在自然界中的存活能力；经济性能；繁殖、遗传和其它生物学特性。②插入序列的遗传稳定性。③基因表达产物、产物的浓度及其在可食用组织中的分布。④转基因动物遗传物质转移到其它生物体的能力和可能后果。⑤由基因操作产生的对人体健康和环境的毒性或有害作用的资料。⑥是否存在不可预见的对人类健康或生态环境的危害。⑦转基因动物的转基因性状检测和鉴定技术。⑧根据上述评价和食品卫生的有关规定，参照有关标准划分转基因动物的安全等级。转基因动物产品的安全性评价：①转基因动物产品的稳定性。②生产、加工活动对转基因动物安全性的影响。③转基因动物产品与转基因动物在环境安全性方面的差异。④转基因动物产品与转基因动物在对人类健康影响方面的差异。⑤参照有关标准划分转基因动物产品的安全等级。第五章对生态环境的潜在危害：致病性和毒性生存竞争能力传播扩散能力遗传变异能力遗传转移能力受体微生物的安全性评价：（1）受体微生物的背景资料：（2）受体微生物的生物学特性：（3）受体微生物的生态环境：（4）受体微生物的遗传变异：（5）受体微生物的监测方法和监控的可能性。（6）?受体微生物的其他资料。（7）?根据有关标准确定受体微生物的安全等级。基因操作的安全性评价：（1）转基因微生物中引入或修饰性状和特性的叙述。（2）实际插入或删除序列的资料：（3）目的基因与载体构建的图谱；载体的名称和来源，载体特性和安全性，能否向自然界中不含有该类基因的微生物转移。（4）载体中插入区域各片段的资料：（5）基因操作方法。（6）目的基因表达的稳定性。（7）目的基因的检测和鉴定技术。（8）重组ＤＮＡ分子的结构、复制特性和安全性。（9）根据有关标准确定基因操作的安全类型。转基因微生物的安全性评价：（1）转基因微生物的生物学特性；应用目的；在自然界的存活能力；遗传物质转移到其他生物体的能力和可能后果；监测方法和监控的可能性。（2）转基因微生物对人类的安全性。（3）转基因微生物对生态环境的安全性。（4）转基因微生物的检测和鉴定技术。（5）根据本办法第十三条有关标准确定转基因微生物的安全等级。转基因微生物产品的安全性评价：（1）转基因微生物产品的稳定性。（2）生产、加工活动对转基因微生物安全性的影响。（3）转基因微生物产品与转基因微生物在环境安全性方面的差异。（4）转基因微生物产品与转基因微生物在对人类健康影响方面的差异。（5）参照本办法第十四条有关标准划分其他转基因微生物产品的安全等级。第六章转基因食品概述：这种以转基因生物为食物或为原料加工生产的食品就是转基因食品。讨论转基因食品为什么并非简单的科学技术之争？转基因食品是传统食品在经济学意义上的“替代产品”，它们之间存在着对有限市场份额的竞争。欧盟是转基因食品的反对者，这与其政治、经济也是密不可分的。直接的禁止进口与WTO原则是相背的，还易引发贸易争端，为扶持本国产业，缓解进口产品对国内市场的压力，许多国家借助转基因食品安全性争论出台了转基因限量标准与标签制度。人们获得信息的渠道、科学的分辨能力、对新知识的认知程度和理解方式又是千差万别，都会使他们对转基因食品产生不同态度，从而引发争论。避免这种技术和产品垄断带来的利益损失和进口依赖性的产生，许多人加入了反对者的行列。转基因食品的安全评价：加强对转基因食品安全管理的核心和基础是安全性评价。目前国际上对转基因食品安全评价遵循以下四点原则：-----科学原则-----实质等同性-----个案原则-----逐步完善原则安全评价的主要内容：---------毒性、过敏性、营养成分、抗营养因子、标记基因转移和非期望效应等。安全评价的主要技术：-------食物成分营养评价技术、流行病学研究、生物信息学技术等。转基因食品安全性评价的技术：食物成分营养评价技术流行病学研究生物信息学技术分子生物学技术致敏性评价技术毒理学评价技术第七章医药生物技术概述：是生物技术与医学和制药工业相结合的产物，也是生物技术领域中研究最活跃、产业发展最迅速、效益最显著的领域。包括两方面内容：----------利用生物体作为生物反应器生产医药生物技术产品；----------利用生物技术来改造和创造出新的诊断、治疗、预防疾病的方法。基因治疗是指将人的正常基因或有治疗作用的基因通过一定方式导入人体靶细胞以纠正基因的缺陷或者发挥治疗作用，从而达到治疗疾病目的的生物医学新技术。生物医药行业特征：1高技术2高投入3长周期4高风险5高收益第八章生物恐怖是使用致病性微生物或毒素等作为恐怖袭击武器，通过一定的途径散布致病性细菌、病毒，造成烈性传染病的暴发、流行，导致人群失能和死亡，引发社会动荡生物恐怖的特征：恐怖分子使用的生物武器容易制造生物恐怖的影响面广、危害性大生物恐怖难于防范