转基因食品免疫安全研究进展.doc

题 目: 转基因食品免疫安全研究进展 院系名称： 粮油食品学院 专业班级：食品科学与工程2班 学生姓名： 王飞 学 号： 20139018 2013 年 12 月 01 日摘 要随着转基因生物技术的发展以及转基因作物商品化生产进程的推进，转基因食品的安全性评价工作已经迫在眉睫，而免疫安全性评价是其中必不可少的一个组成部分。本文分别概述转基因食品免疫安全性评价的必要性、内容和近几年国内外研究进展，以期建立系统的实用的转基因食品免疫安全性评价标准与规程，并为转基因食品安全性评价标准体系的建设提供科学依据和支撑。关键词：转基因食品；免疫安全；评价Title Research progression of genetically modified food immune and safety AbstractWith the development of transgenic biotechnology and the commercialization of genetically modified crops, safety assessment of genetically modified foods (GMF) is necessary and urgent. Immune safety assessment is one of its indispensable parts. In this paper, the necessity, methods and current research progresses of immune safety assessment of genetically modified foods are summarized with the aim of creating a systematic and practical standard and procedure for GMF immune safety assessment and providing references for the establishment of standards and systems for GMF safety assessment.Key words genetically modified food；immune safety；assessment转基因食品即基因修饰食品，是指利用基因工程技术改变基因组构成的动物、植物和微生物生产的食品和食品添加剂1。转基因生物技术的迅速发展极大地推动了全球转基因作物的商品化生产进程。然而，像任何一种新技术的出现一样，转基因生物技术也带来了新的挑战：转基因产品的安全问题2。人们对目前转基因食品的担忧基本可归为以下3类:转基因食品里加入的新基因在无意中对消费者造成健康威胁转基因作物中的新基因给食品链其他环节造成无疑的不良后果人为强化转基因作物的生存竞争性,对自然界多样性的影响。其中人们最为关心的是转基因食品对人体健康是否安全。转基因食品与市场销售的常规食品相比,有无不安全的成分?这样就需要对其主要营养成分、微量营养成分、抗营养因子的变化、有无毒性物质。有无过敏性蛋白以及转入基因的稳定性和插入突变等进行检测,重点是检测其特定差异。此外一个比较集中的问题是转基因产品标记基因的安全性评价。目前,国内外关于转基因食品和转基因食品成分安全性评价可概括为以下几点:转基因食品中基因修饰导致的”新”基因产物的营养学评价(比如营养促进活血法、抗营养因子的改变),毒理学评价(如免疫毒性、神经毒性、致癌性或反制度性)以及过敏效应(是否为过敏源)由于新基因的编码过程造成现有基因产物水平的改变新基因或已有基因产物水平法上改变后,对作物新陈代谢效应的间接影响,如导致新成分或已存在成分的改变基因改变可能导致突变,例如:基因编码或控制序列被中断,或沉默基因被激活而产生新的成分,或是现有成分的含量发生变化转基因食品和食品成分摄入后基因转移到肠道微生物引起的后果。遗传工程体的生活史及插入基因的稳定性。1 转基因食品的安全性及安全性评价转基因食品的安全性问题一直存在着一定的争议。支持者认为以改良动物、植物品质为目标的转基因技术，可以带来食品风味的改善、营养成分的增加以及防腐能力的增强；还可以使人类食品更加多样化，并减少动植物特别是农作物在生长期间的化学农药使用率，提高了食品的安全性3。而反对者则认为转基因食品中引入的新基因表达的蛋白质可能具有潜在的致敏性，并可能导致原已存在的受体基因的失活或表达改变，进而可能表达具有毒性的非预期成分，导致食品中营养成分、抗营养因子和天然毒素的变化，降低食品的营养价值，使其营养结构失衡；还有担心转基因食品中基因水平传递和重组 DNA 会对人体健康带来危害，使肠道微生物产生抗药性4。因此，在转基因作物商品化以前对其进行安全性评价是十分必要的。2 免疫安全性评价及其必要性2.1 免疫安全性评价免疫毒理学是研究化学性、物理性和生物性等外来因素对机体免疫系统的不良影响及其作用机理的一门交叉学科5。免疫毒性即某化学物质作用于免疫系统后，造成免疫系统功能或结构的损害，或化学物作用于机体其他系统后引起免疫系统的损害6。免疫毒理学的主要任务就是要从分子细胞水平研究外来物(可以是转基因食品) 与免疫系统的相互作用，鉴定其对机体的免疫毒性，并对其提供出安全性评价依据7。免疫安全性评价一般是利用免疫毒理学方法，通过实验来评价外源性化学物对免疫系统的作用及细胞和分子水平上的作用机制8。主要包括组织病理学观察、免疫器官指数分析、常规非特异性免疫功能分析、特异性体液免疫分析、细胞免疫分析、肠道黏膜免疫分析 6个方面。2.2 免疫安全性评价的必要性环境中有毒化学物质对机体的损害往往是多系统多方面的，鉴于机体免疫系统结构与功能的多样性及系统内复杂的免疫调节网络，免疫系统对周围环境变化(包括环境化学物质的毒性作用)极为敏感9，使得机体对外来化合物的免疫反应要远早于组织、器官出现明确的病理损害之前。因此，免疫安全性评价是评价外来化合物毒性的敏感指标10-11，免疫安全性评价是转基因食品安全性评价必不可少的组成部分。3 免疫安全性评价的内容及其进展3.1 组织病理学观察常规病理观察对于评价化学物的免疫毒性是十分有用的，如果免疫器官出现病理改变，则表明免疫功能受到影响12。免疫器官的发育状况直接影响机体免疫应答水平和抵抗外来物感染和入侵的能力，其绝对质量和相对质量增加或降低，表明机体的细胞免疫和体液免疫机能增强或降低13。病理学观察主要观察胸腺、肾脏、淋巴结和骨髓等常见免疫器官与组织的结构。张珍誉14以小鼠为实验动物，对转 Bt 基因稻谷进行了安全性评价，切片观察转基因实验组小鼠除小肠腺细胞产生了病变性增生外，其他未见明显病理变化。Hammond 等15-16等以大鼠为实验动物，研究了两种转基因玉米对大鼠器官(肾上腺、肝脏、肾脏、脾脏)组织病理学的影响，也未发现大鼠器官发生明显的病理变化。另外，应奇才17、吴萍18、卓勤19、杨月欣20、杜红方21等也分别研究了转基因西瓜、番茄、大米和糙米对实验动物的组织病理学影响，均未发现明显病理变化。鉴于免疫病理检查对于评价化学物免疫毒性具有上述不可忽视的作用，许多学者将其列为免疫毒理学检测程序的首项12。同时，局部黏膜相关淋巴组织的病理学检查也应引起研究者的注意22。3.3 常规非特异性免疫分析3.3.1 全血及血清生化指标分析血液是动物体内一种极其重要的组织，与机体的代谢、营养状况及疾病有着密切的关系，血液学指标是生物重要的生化指标之一24，是判断健康动物状态的标准，也是病理学、毒理学研究的重要参考。正常健康的实验动物，其血常规值和血清生化指标均维持在一定的变化范围内，而病理状态时这些指标会发生显著变化。血液中参加机体免疫功能的成分，主要是白细胞中的粒细胞、单核细胞、淋巴细胞，以及血浆中的蛋白25。同时，反映机体肝脏、肾脏及血脂、血糖代谢等健康水平的转氨酶、磷酸酶、尿酸、葡萄糖、总胆固醇等指标也是血生化检查中对免疫功能评价极具意义的检测项目。关于全血及血液生化指标的相关分析，大部分集中在转基因稻谷的安全性评价上。杜红方以肉仔鸡为实验动物，研究了转基因糙米对健康状况、免疫功能的影响，通过测定肉仔鸡血清中 4 种酶(谷丙转氨酶、谷转氨酶、碱性磷酸酶和- 谷氨酰转移酶)活性，尿酸、甲状腺素和三碘甲状腺原氨酸含量，结果表明转基因组与常规对照组的血清生化指标均无显著差异。3.4 特异性体液免疫特异性体液免疫因子一般多为抗体IgA、IgE、IgM。抗体是脊椎动物在对抗原刺激的免疫应答中，由淋巴细胞产生的一类能与相应抗原特异性结台的免疫球蛋白，抗体主要以分泌形式存在于血液和其他体液中介导体液免疫42。体液免疫功能评价主要通过观察抗体形成细胞数或抗体生成量来评价体液免疫功能，检验方法有空斑形成细胞(PFC)实验、酶联免疫吸附法(ELISA)、免疫电泳法、血凝法等直接测定血清抗体浓度。其中 PFC 实验又称抗体生成细胞的检测，是常见的体外检查和计数产生 IgM 及其他类型 Ig 抗体生成细胞的一种法34。李英华30、陈小萍43等分别通过抗体生成实验和血清抗体滴度等实验评价转基因大米的免疫安全性，发现转基因组、非转基因组和正常饲料组之间均无显著性差异。Teshima 等44用大鼠和小鼠为实验动物，评价转基因玉米对实验动物机体免疫力的影响，结果发现转基因玉米组除血清中目的蛋白 IgA 和 IgE 未被检出，并且目的蛋白 IgG 轻度升高外，其他指标均未发现异常。3.5 特异性细胞免疫特异性细胞免疫分析一般包括迟发型变态反应(DTH)、淋巴细胞转化实验和CD4+/CD8+比值的测定。DTH的组织损伤机制是由特异性致敏T细胞所介导，后者与特异性抗原结合而被激活，分裂并释放出多种淋巴因子，导致反应局部组织发生以单个核细胞浸润为主的炎症反应和组织坏死，体现了机体的细胞免疫功能45。淋巴细胞转化实验是体外检测T 淋巴细胞功能的一种方法，也是评价机体细胞免疫功能的一个重要指标，转化率的高低反映机体的细胞免疫水平22。CD4+(辅助性T淋巴细胞)和CD8+(抑制性 T 淋巴细胞)是细胞免疫的两类重要效应细胞46，CD4+与CD8+合适的比例是维持机体健康的重要因素，其中，CD4+/CD8+比值的降低是免疫缺陷的重要特征，可直接反应出细胞免疫的状况，CD4+/CD8+比值的测定也是免疫毒性实验的首选指标之一47。赵岚等32以小鼠为实验动物，采用迟发型变态反应实验、淋巴细胞转化实验研究了转基因豆油的免疫安全性，结果均显示除免疫低下组外，其余组之间无显著差异。而李英华30、陈小萍43等分别通过采用绵羊红细胞诱导小鼠足趾增厚法进行迟发性变态反应、刀豆蛋白(ConA)诱导淋巴细胞转化实验；通过比较淋巴细胞分类、迟发型皮肤过敏反应评价了转抗水稻白叶枯病(Xa21)基因大米和转豇豆胰蛋白酶抑制剂(CpTI)基因大米的细胞免疫安全性，均未发现异常。而Finamore 等48通过对转基因玉米的研究表明：在食用含50% 转基因玉米(Mon810)饲料后，发现断奶幼鼠(出生21d)在连续30d 食用含转基因玉米饲料后，淋巴细胞、脾和血淋巴细胞的免疫表型都出现异常；年迈鼠(出生1819个月)也在连续90d食用含转基因玉米的饲料后，淋巴细胞和血淋巴细胞的免疫表型也出现异常。3.6 肠道黏膜免疫肠道黏膜免疫在抵抗感染方面起着极其重要的作用，黏膜表面和外界抗原直接接触，是机体防止感染的第一道防线。肠道的黏膜免疫系统由肠相关淋巴组织(GALT)组成49。观察肠道黏膜相关免疫细胞(肠上皮内淋巴细胞和杯状细胞)的形态和数量变化以及对肠道黏膜免疫功能的影响(分析机体内T淋巴细胞CD3、CD4及CD8亚群的变化，小肠IL-2、IL-10、TNF-及 IgM 表达的变化)也是分析机体非特异性免疫功能的重要方面。4 展望目前在世界许多国家及地区，转基因作物已经成为常规农业的一部分，我国面对人口压力和自然资源限制等问题，发展转基因作物已经成为必然趋势!当然，转基因食品作为利用生物技术改造的非传统食品具有一定的风险性，所以想要更加顺利的发展转基因作物，就必须加强食用安全性评价!迄今为止，转基因食品经历了最严格的食品安全评价，比传统食品更安全，所以转基因食品只要经过安全评价，获得了政府发放的安全证书，就无需担心它的安全性!科学的安全评价手段可以有效的保障转基因作物的质量，促进转基因作物的发展!在转基因食品发展的过程中，要进一步加强监管，规避风险，让其为人类带来最大的价值!参 考 文 献1 中华人民共和国卫生部令(第28号).转基因食品卫生管理办法S.2001.2 卢宝荣.我国转基因水稻的环境生物安全评价及其关键问题分析J.农业生物技术学报, 2008, 16(4): 547-554.)3 王如平,马玉银.转基因产品的安全性评价J.安徽农业科学,2008,36(36): 16097-16098; 16139.4 李宁. 转基因食品的食用安全性评价J. 毒理学杂志, 2005, 19(2):163-165.5 薛彬. 我国免疫毒理学现状及展望J. 卫生毒理学杂志, 2000, 14(1):8-9.6 BLANK J A, LUSTER M I. Immunotoxicology-regulatory and risk assessment conceptsJ. International Journal of Toxicology, 2000, 9:95-106.7 邬楠,王爱平.免疫毒理学在新药安全评价中的应用J.中国临床药理学与治疗学, 2004, 9(8): 855-858.8 齐丽娟,李宁.免疫毒理学的评价方法及其研究进展J. 国外医学:卫生学分册, 2008, 35(3): 174-180.9曹来福,徐晋康.免疫毒理学在食品毒理学中的应用J.中国食品卫生杂志, 1989, 1(1): 46-49.10MOMMA K, HASHIMOTO W, YOON H J, et al. Safety assessment of rice genetically modified with soybean glycinin by feeding studies on ratsJ. Biosci Biotechnol Biochem, 2000, 64(9): 881-886.11HAMMOND B G, VICINI J L, HARTNELL G F, et al. The feeding value of soybeans fed to rats, chickens, catfish and dairy cattle is not altered by genetic incorporation of glyphosate toleranceJ. The Journalof Nutrition, 1996, 126(3): 717-727.12李云波, 乔赐彬.免疫毒理学常用方法及其评价J.国外医学:卫3002012, Vol. 33, No.09食品科学专题论述学分册, 1987(6): 329-324.13郭新华, 章世元, 刘巧泉,等. 转基因稻谷对肉仔鸡生产性能、免疫器官和生化指标的影响J. 河南农业科学, 2008(1): 102-106.14张珍誉. 转Bt 基因稻谷对小鼠健康的安全性评价D. 长沙: 湖南师范大学, 2010.15HAMMOND B, DUDEK R, LEMEN J, et al. Results of a 13 week safety assurance study with rats fed grain from glyphosate tolerant cornJ. Food and Chemical Toxicology, 2004, 42: 1003-1014.16HAMMOND B, LEMEN J, DUDEK R, et al. Results of 90-day safety assurance study with rats fed grain from corn rootworm-protected comJ.Food and ChemicaI Toxicology, 2006, 44: 147-160.17应奇才,薛大伟,徐祥彬,等.转WMV-2 CP 基因西瓜的安全性评价J.浙江农业科学, 2009(5): 966-970.18吴萍,苏忆兰,张杰,等转基因抗黄瓜花叶病毒蕃茄安全性评价研究J. 首都医科大学学报, 2003, 24(3): 254-258.19卓勤,陈小萍,朴建华,等.转豇豆胰蛋白酶抑制剂大90天喂养实验研究J.卫生研究, 2004, 33(2): 176-179.20杨月欣,陈淑蓉,韩军花,等转SCK基因大米的营养学评价:小型猪比较喂养研究J.营养学报, 2005, 27(1): 38-45.21杜红方.转基因水稻作为肉仔鸡日粮原料的安全性评价D.北京:中国农业科学院, 2006.22周宗灿. 毒理学教程M. 北京: 北京大学医学出版社, 2006: 383-392.23周联高. 高赖氨酸转基因稻谷对肉仔鸡饲用安全性的研究D. 江苏:扬州大学, 2009.24刘颖, 乔伟亮, 魏东等. 黑鲷血清生化指标研究J. 现代农业科技,2010(16): 307-308.25苗明三.实验动物和动物实验技术M.北京:中国中医药出版社,1997: 354-388.26刘雨芳, 刘文海, 李双. 转基因抗虫水稻MSA4 大米对大鼠脏器系数、血常规与血生化的影响J. 湘潭师范学院学报: 自然科学版,2007, 29(4): 112-116.27刘雨芳, 刘文海, 贺玲, 等. 转基因工程稻大米对小鼠的急性毒性与致突变研究J. 湖南科技大学学报: 自然科学版, 2008, 23(4): 111-117.28刘雨芳, 刘文海, 朱春花, 等. 转基因工程抗虫杂交稻大米的食品安全性评价J. 湖南科技大学学报:自然科学版, 2007, 22(4): 107-112.29王忠华, 王茵, 崔海瑞, 等. Bt水稻克螟稻稻米毒理性评价研究初报J. 中国农业科学, 2002, 35(12): 1487-1492.30李英华, 朴建华, 陈小萍, 等. 转基因大米的免疫毒理学评价J. 中国公共卫生, 2004, 20(4): 404-406.31刘雨芳, 刘文海, 贺玲, 等转基因抗虫杂交稻大米对SD 大鼠行为与生理的影响J.生命科学研究, 2008, 12(3): 257-261.32赵岚, 张雷, 张洪洋, 等. 转基因豆油的免疫毒理学评价J. 中国保健营养: 下半月, 2009(11): 5.33刘梅, 陶冉, 王雷, 等. 进口转基因大豆(Roundup Ready)对吉富罗非鱼生长和生理的影响J. 粮食与饲料工业, 2009(2): 43-45.34王枫, 史永亮, 叶琳, 等. 食品毒理学M. 西安: 第四军医大学出版社, 2003.35龚非力. 医学免疫学M. 2 版. 北京: 科学出版社, 2004: 87; 144-145;147; 158.36张艳芬, 许重洁, 杨保胜, 等. 环磷酰胺对小鼠腹腔巨噬细胞功能的影响J. 新乡医学院学报, 2008, 25(4): 366-368.37丁磊, 吴康, 张伟明, 等. 镉对鲫血清抗氧化酶的影响J. 水利渔业,2005, 25(6): 91-92.38李士平, 宋树豪, 范成浩, 等. 温度与饲粮维生素C 水平对后备蛋鸭血清免疫和抗氧化指标的影响J. 动物营养学报, 2010, 22(4): 923-928.39黄争荣, 王泳, 王榕平, 等. 参苓白术散对荷瘤小鼠血清IL-2、IFN、TNF的影响J. 光明中医, 2010, 25(9): 1584-1586.40任美玉, 吴欣怡. Toll 样受体的研究进展J. 现代免疫学, 2006, 26(4): 340-342.41周虎. SIRS 患者sTNF-R、TNF、iNOS 及NO 的测定及意义J.医学临床研究, 2010, 27(8): 1458-1463.42张永安，聂品. 鱼类体液免疫因子研究进展J. 水产学报, 2000, 24(4): 376-380.43陈小萍, 卓勤, 朴建华, 等. 转基因大米的免疫毒理学评价J. 卫生研究, 2004, 33(1): 77-79.44 TESHIMA R, WATANABE T, OKUNUKI H, et al. Effect of subchr