《生物安全与人类生活》 概论

第一章概论1一、生物安全问题的由来生物安全问题与现代生物技术的发展戚戚相关1953年Crick和Watson揭示了遗传物质——DNA的结构，极大促进了现代生物技术的发展。1967年Khorana和Nirenberg破译了遗传密码——氨基酸与密码子的对应。1968年美国斯坦福大学的PaulBerg成功地将两段没有遗传相关性的DNA片段连接起来，并因此获得了诺贝尔奖。1971年PaulBerg教授出于对基因工程安全性的考虑，暂时中止了用猴病毒SV40得到的重组DNA转染真核细胞的实验。1972年美国加州大学的Boyer实验室发现的限制性内切酶这项成果在广泛传播的同时，也引起了许多对重组DNA技术的潜在危害的关注。21973年6月在美国新罕布什尔州举行的Gordan会议上，许多生物学家表示了对即将到来的大量基因工程操作的安全性的担忧，建议成立专门的委员会来管理重组DNA的研究，并制定指导性法规。1974年Berg筹备的一个小型研讨会建立。1975年在美国加州的Asilomar举行了著名的Asilomar国际会议，讨论重组DNA的生物安全问题。会议发表的许多研究报告日后都成为了美国及其他国家生物安全工作的指导或参考性文件，是在世界上第一次正式提出转基因生物安全的会议，标志着人类开始正式关注转基因生物的安全性问题。Asilomar会议后不久，NIH制定了世界上第一部专门针对生物安全的规范性文件，即《NIH实验室操作规则》，第一次提到生物安全的概念。此处的生物安全是：“为了使病原微生物在实验室受到安全控制而采取的一系列措施”3《NIH实验室操作规则》对生物安全概念的界定，主要针对的是转基因生物，是一种狭义的生物安全，即将病源性微生物控制在实验室内的安全使用。转基因生物所带来的巨大利益和风险之间的冲突，大大促进生物安全概念的发展。不再仅是实验室内的一种安全操作规则，而是演变成为政治、经济、伦理、法律诸方面相胶合的综合性问题，深度和广度上都被极大地扩展了。1976年美国国立卫生院发布《重组DNA分子研究准则》；在此基础上，日本、德国、法国、英国及澳大利亚等20多国也相继制定了本国的重组DNA技术操作安全准则或指南；欧共体颁布了《关于控制使用基因修饰微生物的指令》、《关于基因修饰生物向环境释放的指令》等文件；经合组织也颁布了《生物技术管理条例》。41992年里约首脑会议上通过的《21世纪议程》，是一个将环境、经济和社会发展纳入到统一的政策框架的具有划时代意义的全球性可持续发展计划，在第16章“对生物技术的无害环境管理”中提出：“如果谨慎地发展和应用生物技术，就能从生物技术中获得最大惠益”，并建议对生物技术进行风险评估和风险管理。1992年联合国环发大会上通过了《生物多样性公约》，宗旨包括生物多样性的保护、生物资源的可持续性利用、以及基因资源既得利益的平等分享，同时也将生物安全列为其中的重点内容。从国际法的层面上来看，第一次提出生物安全问题1994年11月在巴哈马召开《生物多样性公约》第一次缔约国大会；1995年11月在印尼雅加达召开《生物多样性公约》第二次缔约国大会；其特设工作组于1996年7月在丹麦奥尔胡斯、1997年5月和10月在加拿大蒙特利尔召开了三次会议。52000年1月达成《卡塔赫纳生物安全议定书》最终文本。根据议定书，生物安全涉及到GMOs越境转移的程序、风险评估与风险管理、国家间生物安全信息资料交换、GMO损害的责任与赔偿等方面。目前国际法上对生物安全的概念界定，主要规范的还是与生物技术紧密相关的转基因生物。在这里，生物安全是一个系统的概念，即：

从实验室研究到产业化生产，

从技术研发

到经济活动，

从个人安全

到国家安全，都涉及到生物安全性问题。6二、生物安全的概念“生物安全”

的概念最早出现于20世纪70年代1、狭义概念指防范由现代生物技术的开发和应用（主要指转基因技术）所产生的负面影响即对生物多样性、生态环境及人体健康可能构成的危险或潜在风险。2、广义概念国家安全问题的组成部分，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。大致分为三个方面：人类健康安全——实验室生物安全、生物恐怖人类赖以生存的农业生物安全——转基因生物安全与人类生存有关的环境生物安全——生物入侵7广义的生物安全概念涉及到多个学科和领域：预防医学、环境保护、植物保护、野生动物保护、生态、农业、林业焦点是生态安全和人类健康在生态学领域，主要指外来引进物种引发的生态安全问题；在农业领域，主要指降低外来病毒、转基因、疯牛病病毒等的危害；减少食物细菌污染的风险；在医药领域，指生物来源的器官或组织、基因治疗产品、病毒等相关产品的安全性问题；实验室防护的安全等级水平等；在化学领域，指水中的硝酸盐水平、影响生育能力的多氯联苯水平等相关的安全性问题；在外太空生物学领域，美国NASA对外太空可能存在的微生物样品定义了相应的生物安全等级，又称“生物安全水平第5级”8虽然国际上对此也还没有一个统一的认识，但一些发达国家，如澳大利亚、新西兰、英国等，在实际管理中已经应用了生物安全的广义内涵，并且将检疫作为保障国家生物安全的重要组成部分。国内对生物安全的认识很多还局限在狭义的概念里。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、重大传染病的爆发流行等，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。9生物技术人们在利用生物技术造福人类的同时，也可能带来意想不到的安全问题，特别是生物技术的滥用对人类健康、生态环境以及社会、经济都可能造成严重危害。具体说来，生物安全所受到的外来威胁主要来自以下几个方面：

外来物种导致当地生态系统的不良改变或破坏；人为活动造成的环境剧烈变化危及生物的多样性；经遗传修饰的生物体GMO和危险的病原体等可能对人类健康、生存环境造成的危害等。103、生物安全概念分类方法从生物安全的范围和关注领域出发——狭义论和广义论狭义：通过基因工程技术所产生的遗传工程体及其产品的安全性问题；广义：指自然生物、人工生物（包括其产品）对人类健康和生态环境产生的潜在风险和现实危害，具有普遍性。从生物安全管理和结果考虑——风险控制说和状态说风险控制说：生物安全是指现代“生物技术及其产品对人体和生态环境引发的安全问题，是对生物技术及其产生的转基因生物体的潜在的社会防范”；状态说：生物安全是生物的正常生存和发展、人类生命和健康不受人类生物技术活动和其他开发利用活动侵害和损害的状态。11生物安全又是一个动态的概念：所涉及的具体内容有一定的时空范围，又随自然界的演进、社会和经济活动的变化及科学技术的发展而变化。12三、几个相关的重要概念1、生物技术也称“生物工程”指人们以现代生命科学为基础，结合其他基础科学的科学原理，采用先进的科学技术手段，按照预先的设计改造生物体或加工生物原料，为人类生产出所需产品或达到某种目的。换言之，是人们利用微生物、动植物体对物质原料进行加工，以提供产品为社会服务的技术。主要包括发酵技术和现代生物技术。现代生物技术是指对生物有机体在分子、细胞或个体水平上通过一定的技术手段进行设计操作，为达到目的和需要，以改良物种质量和生命大分子特性或生产特殊用途的生命大分子物质等。包括：基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程

基因工程为核心技术

132、生物安全——见前一部分实验室安全、转基因安全、生态安全、军事目的的“生物战”、生物武器、基因武器。3、生物安保指防止和控制故意利用、滥用或盗用具有毒性的生物材料或其产物进行战争或恐怖活动。包括：微生物试剂、生物病原体、毒素、害虫等4、生物安全等级指疾病控制与预防中心确定的实验室处理或使用感染性材料时所采取的必要的生物预防措施的严格程度5、生物危害由生物因子（如在病原学和遗传学实验的废弃物中生长的微生物）对环境及生物体的健康所造成的危害。致病微生物、外来生物、转基因生物、生物恐怖14四、当前的生物安全形势

当今世界，国际贸易日益频繁，全球经济一体化步伐加快，以转基因技术为代表的现代生物技术及其产品产业化空前发展，自然生物和人工生物及其产品对全球生态环境和人类健康已产生新的较大影响，相关生物安全问题的潜在风险和现实危害不容忽视。转基因技术及其产品商品化影响增大

人畜共患病原体接连造成严重危害

迄今发现由各种病原体引起的人畜共患病已超过250种，包括：

细菌、病毒、衣原体、立克次体、真菌和寄生虫六大类病原体，可导致：结核病、鼠疫、狂犬病、血吸虫病等，给人类健康、经济发展带来了巨大威胁和严重危害。151、转基因作物安全性的代表性事件1）1996年，Nordlee等报道，含有巴西豆基因的转基因大豆含有巴西豆的过敏原，可能会引起部分人群发生过敏反应，导致该产品的市场投放计划终止。2）1998年秋，苏格兰Rowett研究所的Pusztai报道，用转雪莲凝集素的马铃薯饲料喂大鼠后，大鼠体重及器官重量明显减轻，免疫系统受损。1999年5月英国皇家学会公布评议报告，认为Pusztai的研究在实验设计、方法、研究结果及数据分析方面有严重缺陷，如试验动物数量太少、未使用大鼠标准饲料、未添加蛋白质而造成大鼠饥饿、未采用双盲法测定等，缺乏科学性。3）1999年，美国康奈尔大学的Losey等报道，将转Bt基因的玉米花粉撒在黑脉金斑蝶幼虫的食物milkweed的叶片上以饲喂该幼虫，结果发现，与对照相比，幼虫的生长缓慢，4天后幼虫死亡率为44%。16湖南衡阳否认当地儿童参与美国转基因大米试验衡阳市政府新闻办：据查，2008年3月，衡南县江口中心小学接受湖南省疾控中心和中国疾控中心营养与食品安全所委托的课题“植物中类胡萝卜素在儿童体内转化成为维生素A的效率研究”，选取了68名学生进行分组比较试验。湖南省疾病预防控制中心证实：“课题实施中没有使用转基因大米及任何转基因食品，所有原材料全部在当地采购，课题完成后，所有现场资料已上交课题负责方(中国疾控中心营养与食品安全所)。”4）最新事件171819在肯尼亚，作为主粮的木薯在被研究应用转基因技术对两种病毒产生抗性非洲数百万人的主粮作物，每两年开一次花。木薯花叶病与腐烂根系的褐条病病毒影响着整个非洲大陆的木薯作物。有些木薯品种能抵抗其中一种，但许多地方两种病毒都非常普遍。常规育种来获得同时拥有这两种病的抵抗力的木薯是巨大挑战。在乌干达和肯尼亚，研究人员目前正在研究相关的转基因方法。维生素A前体强化黄金大米

每天食用大米的贫民（每天生活费不足1.25美元）：4亿受维生素A缺乏症影响的学前儿童：2.5亿可通过提供维生素A避免的5岁以下儿童死亡数：>1百万维生素A缺乏症会引发严重的问题，比如增加儿童感染麻疹死亡的危险。节水玉米

依赖玉米作为主食的非洲人：3亿撒哈拉以南因干旱减产的玉米比例：10~25%种植耐旱品种的产量增加能力：20~30%20转基因采纳与否，需要理性权衡有时非转基因作物的经济效益会更好，使用转基因品种会让农民受制于专利种子或农用化学品使用转基因品种让他们无法出口到欧洲使用转基因品种意味着他们的作物只能作为动物饲料供应。例如欧盟目前高度控制转基因大豆和玉米的进口，进口的大豆和玉米多用做动物饲料。转入的基因会从一个物种进入到另一个物种，从而引发不可预见的后果。欧洲对转基因的反对，都号称仅出于安全的考量，但实际上是担心小规模农户被大规模耕种的欺压，以及生物技术公司形成垄断。组织培养、标记辅助育种等非转基因技术，也曾被欧洲的群众归为“无法接受”的范畴。小心提防转基因技术的政治化争论。欧洲是不存在广泛的粮食安全和营养不良问题的大陆。发展中国家政府应该从具体问题着手，把转基因作为一个可能的解决方案，评估所有可行方案的风险与收益，而不是简单的拿出一个支持或者反对转基因的态度。

212、人畜共患病原体1973年以来陆续发现30多种新病原，人群普遍易感，其中：

SARS、禽流感、疯牛病、甲型H1N1流感等

在全球范围流行，危害巨大。近年来，动物疫情也频繁爆发，其中不乏人畜共患疾病：据WHO报告，2003年世界范围内口蹄疫、高致病性禽流感和古典猪瘟等疫病肆虐，其中：报告 发生口蹄疫的国家（地区）为49个， 发生高致病性禽流感的国家（地区）为5个， 发生古典猪瘟的国家（地区）为34个，造成的各种损失巨大，对环境与生态系统影响不可忽视，且态势日趋严重。

22H7N9于2013年初首次被发现，目前已有130例确诊病例，其中包括36例死亡病例。H7N9和H5N1的区别：H5N1更容易追踪，因为它会导致家禽患上严重疾病，而H7N9对禽类影响微乎其微，甚至没有影响。H5N1十年来共导致628人感染、374人死亡，没有出现人际传播。《柳叶刀》上的一项研究显示，H7N9禽流感病毒对抗流感药物（Tamiflu，达菲）显示出抗药性。（2013.5.30）5月23日的《Science》杂志，汕头大学、香港大学和中国CDC的研究人员分析了H7N9禽流感病毒在雪貂和猪体内感染性、传播性和病理学，指出在适当的条件下，H7N9病毒人传人是可能的。2013年4月在《欧洲监控》期刊上发表论文称，有明确迹象显示H7N9型禽流感病毒正在适应哺乳动物，尤其是人类宿主。2013年8月国际知名病毒学家荣·弗切尔和川冈义弘在8日发行的《自然》和《科学》两大科学杂志上宣布，准备制造变异的H7N9禽流感病毒，以评估该病毒导致致命性全球大爆发的风险。这一题为《关于H7N9功能获得性突变实验》的公开信在科学界引起争议。一些专家对这种试图增强禽流感实验透明性的做法表示欢迎，但也有专家批评称这种研究很危险。美国卫生与公众服务部在同期《科学》与《自然》上刊登声明说，将加强对H7N9实验的监督。232011年底，荷兰的病毒学家RonFouchier发表了令人惊骇的消息：其研究组发现对病毒进行小小的基因调整（5个基因突变）将会使改造后的禽流感病毒在雪貂中更具传染性，而且更有效。而雪貂是研究病毒如何在人类中传播的标准动物标本，常常被在医学上用于流感病毒和其他呼吸道感染病理和毒理实验。2012年3月1日今年1月以来，越南已有4人感染禽流感，其中2人死亡。据官方报告，越南已有13个省份暴发新一轮禽流感疫情。2月29日香港渔农自然护理署证实早前发现的两只雀鸟尸体携带H5N1禽流感病毒，当局已经对有关地点加强清洁与消毒。荷兰政府24日发布新闻公报说，荷兰新食品安全局23日在东北部德伦特省一家鸟类贸易公司准备出口的160只野生天鹅身上发现禽流感病毒，但病毒具体类型目前尚不清楚。印尼卫生部21日称，印尼今年第3例禽流感患者上周已死亡。世卫组织17日在日内瓦决定，出于对公众安全的考虑，暂不允许美国、荷兰两个实验室公布对H5N1型高致病性禽流感变异病毒的研究结果。243、外来物种入侵困扰加剧据国际自然及自然资源保护联盟报告，近年来，外来入侵物种给

全球造成的直接经济损失每年超过4000亿美元

美国1380亿

印度1200亿

南非980亿

中国170亿亚洲鲤鱼（美国）大闸蟹（德国）福寿螺（中国）大猪草（欧洲）25世界自然基金会报告称，德国大闸蟹造成的损失已高达8000万欧元。中国大闸蟹早在1900年开始“移民”到欧洲1912年德国首次有官方报告说，发现了这种中国特有的大闸蟹。1933年，德国科学家调查后认为，大闸蟹是通过商船的压舱水“移民”到欧洲的。这种“什么都吃”的八脚猛士开始在欧陆江河横行，对本土物种构成严重的生存威胁，从而成为德国地区唯一的淡水蟹种。福寿螺，原产于南美洲亚马逊河流域。1981年作为食用螺引入中国，适应性强，繁殖迅速，成为危害巨大的外来入侵物种。中国南方各省市受其危害的水域（池、湖、水田等）不少于10万公顷。食用未充分加热的福寿螺，可能引起广州管圆线虫等寄生虫在人体内感染。4、一系列生物恐怖事件引起全球高度重视

据统计，1960~2000年，全世界发生生物恐怖事件120余起，其中利用生物因子直接预谋害人的近70起。2001年“炭疽粉末事件”后，发达国家纷纷将生物防御纳入国家安全战略，投入巨资进行反生物恐怖准备。美国、英国、德国、法国、意大利、日本、韩国、捷克等相继组建了国家分级管理的生物危害防御体系，将生物防御列入国防建设统筹规划之中。26五、生物安全性评价生物安全管理包括：安全性的研究、评价、检测、监测和控制措施等。安全性评价是安全管理的核心与基础，主要目的是：内容：从技术上分析生物技术及其产品的潜在危险，确定安全等级，制定防范措施，防止潜在危害，即对生物技术研究、开发、商品化生产和应用的各个环节的安全性进行科学、公正的评价。目标：以期为有关安全管理提供决策依据，使其在保障人类健康和生态环境安全的同时，也有助于促进生物技术的健康、有序和可持续发展，达到兴利避害的目的。1、生物安全性评价的程序和方法1）安全性的分级标准（基因工程工作安全等级的划分标准）27 安全等级 潜在危险程度

Ⅰ 对人类健康和生态环境尚不存在危险

Ⅱ 对人类健康和生态环境具有低度危险

Ⅲ 对人类健康和生态环境具有中度危险

Ⅳ 对人类健康和生态环境具有高度危险2）安全等级的划分程序程序目的结果第一步第二步第三步第四步第五步第六步第七步确定受体生物的安全等级确定基因操作对安全性的影响类型确定遗传工程体的安全等级确定遗传工程产品的安全等级确定接受环境对安全性的影响确定监控措施的有效性提出综合评价的结论和建议安全等级I、II、III或IV级安全等级I、II或III级安全等级I、II、III或IV级安全等级I、II、III或IV级282、生物安全性评价的主要内容《基因工程安全管理办法》受体生物的安全等级基因操作对受体生物安全性的影响遗传工程体的安全等级遗传工程产品的安全等级基因工程工作安全性的综合评价和建议3、生物安全性评价的重要影响因素熟悉程度和分析能力的影响预期用途和潜在接受环境的影响安全控制措施的影响风险评价的利弊平衡4、生物安全控制措施开展基因工程工作的实验研究、中间实验、环境释放和商品化生产之前，都应该通过安全性评价，并采取相应的安全措施29按措施性质分：类别方法含义举例物理控制措施化学控制措施生物控制措施环境控制措施规模控制措施指利用物理方法限制基因工程体及其产物在控制区外的存活和扩散指利用化学方法限制基因工程体及其产物在控制区外的存活和扩散指利用生物措施限制基因工程体及其产物在控制区外的生存、扩散或残留，并限制向其它生物转移指利用环境条件限制基因工程体及其产物在控制区外的繁殖指尽可能地减少用于实验的基因工程体及其产物的数量或减少实验区的面积以降低基因工程体及其产品迅速广泛扩散的可能性，在出现预想不到的后果时，能比较彻底地将基因工程体及其产物消除如设置栅栏、网罩、屏障等对生物材料、工具和有关设施进行化学药品消毒处理等设置有效的隔离区及监控区，消除试验区或控制区附近可与基因工程体杂交的物种以阻止基因工程体开花授粉或去除其繁殖器官如控制温度、水分、光周期等如控制其试验的个体数量或减少试验面积空间等30按工作阶段分类别措施要求试验室控制措施中间试验和环境释放控制措施商品贮运、销售及使用应急措施废弃物处理其他相应安全等级的实验室装备；相应安全等级的操作要求相应安全等级的安全控制措施相应安全等级的包装、运载工具、贮存条件、销售、使用具备符合公众要求的标签说明针对基因工程体及其产物的意外扩散、逃逸、转移，应采取的紧急措施，含报告制度、扑灭、销毁设施等相应安全等级，采取防污处置的操作要求长期或定期的监测记录及报告制度315、我国生物安全管理的原则研究开发和安全防范并重 贯彻预防为主有关部门协同合作 公正、科学公众参与 个案处理和逐步完善6、加强我国生物安全管理

我国必须高度重视经济社会发展中存在的生物安全现实危害和潜在风险，借鉴国外构建生物安全体系的经验，积极完善现有的国家生物安全与防御体系。1）建立长效机制，实现国家统一协调

生物安全问题涉及部门众多，设立统一的国家领导与协调机构，明确各部门的责任和权限，实现政令畅通，达到部门之间、地区之间的全方位协调。322）加强风险评估、管理与交流

生物安全管理包括三个方面：

风险评估、风险管理、风险交流我国生物安全风险评估已部分达到国际发展水平，但总体水平还有待继续提高。风险管理和风险交流明显不足。需逐步实现风险评估人员与队伍专职化，加强执法队伍建设、增加管理经费投入、推动信息公开与发布，保障生物安全管理工作