转基因产品潜在致敏性评估 ：

胡鸢雷 倪挺 蒋炳军 曲红 朱先灿 林忠平

北京大学生命科学学院 100871

过敏原蛋白存在于花粉、成熟的孢子、动物皮屑、昆虫毒液等。它引发过敏者体内B淋巴细胞产生的特异性IgE，过敏原与黏附在肥大细胞和嗜碱白血球细胞表面的IgE结合，导致过敏反应相关的各种中间物质的释放，引起过敏反应的各种症状。由于转基因技术可以将编码蛋白的DNA从一个物种转入另一个物种，因此，有必要对引入的外源蛋白进行致敏性评估。若某个物种含有已知过敏原，那么来自它的一个基因就可能编码这个物种的过敏原，在生物技术研究中必须考虑这个可能性。即使一个基因没有过敏性的历史，对它所编码的蛋白也应进行致敏性评估。这可以通过与已知过敏原的氨基酸顺序比较，研究外源蛋白和对其它来源物种或相关物种过敏者的血清IgE间的结合作用，评估外源蛋白对消化酶类的抗性等方法来进行研究。通过一系列程序的就可以对外源基因改良食品进行合理而严格的过敏原性评估。

IgE介导的食物过敏影响越来越的人群。在世界范围内八类食物：奶、蛋、鱼、甲壳类动物（虾、蟹、贝类等）、花生、坚果、大豆及小麦引发的过敏反应可能占所有IgE介导的食物过敏反应的90％。因而FAO/WHO专家认为在进行潜在致敏性风险进行评估时，对来源于次八类食物的基因要采取更为慎密的态度。

外源基因所编码的氨基酸顺序与已知过敏原的氨基酸序列相似性的比对是一个初步的，却是十分有用的方法。我们实验室提供了大量的这方面的相关资料，所设立的网站http://ambl.pku.edu.cn提供了十分方便的序列比对的步骤。目前已研究确认了许多重要的过敏原的氨基酸排序。但仅有少数过敏原确定了其中的过敏原决定簇。免疫系统并不是识别过敏原蛋白的整体结构，而是对抗原决定簇的局部产生应答。因而，对过敏原决定簇的比对就十分重要。FAO/WHO的树状决策中关于序列比对显著性的标准是在过敏原决定簇中有6个连续氨基酸相同。或整体氨基酸排序相似性达到35％以上。

关于特异性血清学试验。当外源基因来自已知具有过敏原性的物种，或经过序列相似性比对发现与某物种中已知过敏原相匹配，必要时就可进行外源蛋白与过敏者血清IgE的免疫原性评估。在多数情况下，特异性血清反应显示阳性结果，就可认为外源蛋白很有可能具过敏性，它的商业化开发过程很可能被中止。所以建立数量足够的过敏患者的血清池是十分必要的。在这方面我们实验室已有一定的工作积累。

目标蛋白如果在胃肠系统中很快降解成为小片段，那么其潜在的致敏性就很低。一个标准化的模拟的胃肠系统对于致敏性评估十分重要。我们采用美国药典的模拟胃液和肠液进行试验。工作中，我们认为确定胃蛋白酶和胰蛋白酶的活力是十分重要的。

在某些情况下，获得过敏患者血清十分困难，在进行试验研究时可以建立挪威棕色鼠的试验模型进行研究，然而动物模型与人体中的情况不同，这种差别应当考虑。

由于目前人们所积累的关于过敏原蛋白序列和过敏原决定簇的资料还很少。而且在许多情况下获得大量的外源基因产物也十分困难。对某些蛋白质是否存在难于消化，而导致过敏的问题，进行可消化性试验存在困难。在这种情况下我们利用计算机模拟蛋白的结构，可以预测在食物进入胃肠系统的第一时间蛋白被切割的情况。也可以通过消化酶切割位点与降解过程的运算对新蛋白的可消化性作出预测。例如我们对Cry9C， Cry1Ab等蛋白的消化性问题都有采用computer biology的方法做过分析。

随着GMO致敏性评估的完善和标准化，评估农业生物技术产品中食用安全性，会让消费者和管理者有理由相信新食物潜在过敏性是相当低的。

北京大学林忠平实验室 ：
林忠平，北京大学生命科学学院教授、博士生导师

1963年毕业于北京大学并考取中科院植物所的研究生，在王伏雄教授指导下做植物胚胎学研究。毕业后留所工作，曾任基因工程中心实验室主任，中国植物学会分子生物学专业委员会主任。享受政府特殊津贴。1995年调入北京大学，在蛋白质工程及植物基因工程国家重点实验室从事植物生物技术和基因工程方面的研究。主要工作包括：（1）利用定位重组系统来控制外源基因的表达,可以借此获得雄性不育的植物和种子败育的果实。(2)极端环境下的植物抗旱抗寒基因的研究，并用以获得耐旱、耐寒的草类植物等。(3)关于GMO致敏性的评估的研究，建立相关的数据库和评估方法，用于转基因产品是否具有潜在的致敏性进行评估。（4）其它一些研究涉及利用植物做为一种生物反应器制造特殊的生物产品。

上述工作得到来自国家863计划、973计划、国家自然科学基金等的支持。也得到来自海内外一些企业的支持。这些工作多具有良好的应用前景。发表学术论著超过100篇，有多项成果经省部级鉴定。在跨入本世纪之时还编撰了《走向21世纪的植物分子生物学》一书。

作为一位责任心和使命感很强的学者，他努力使自己的研究成果尽快地应用于国家的经济建设。许多年前看到荒漠化的扩展，意识到水资源的匮乏的形势严峻，开始致力于植物抗旱基因研究。年为了获得具有强抗逆性的，有应用价值的转基因草坪草，他所领导的课题组得到数以千计的转基因株系，经常奔波于各处试验田，考察每个株系的抗寒、节水的情况。在04年末教育部组织的成果鉴定会上对该课题组所获的耐旱、耐寒草坪草培育的成果给予高度的评价。认为具有很好的推广应用前景。

林忠平教授肩负北大－新疆石河子大学对口支援的任务。近年来一到暑期就赴疆工作和新疆建设兵团建立了很好的合作关系。他对逆境下的野生植物资源有浓厚的兴趣。在京郊的试验地里有许多珍贵的草类资源。不久前，他和新疆的一些学者一起深入天山南北考察耐旱、耐寒、耐盐碱的植物。攀登高山雪线，深入荒漠地带。他说：虽然我国人均资源少，但是我国生物种类繁多，其中所蕴涵的基因资源是非常丰富的。开发这些特殊的基因资源，拥有这些基因的知识产权，是我们这一代人的责任。

对于转基因产品，林忠平认为这是科学进步的成果，生物技术的发展将会给人类带来巨大的利益。我们应当促进这种进步的潮流。同时对于每一项科技成果的应用，包括转基因技术的应用要采取科学的和严谨的态度。兴利除弊是我们经常要做的事情，对GMO产品的评价应该是科学的和严格的，因而也必须实事求是的。对转基因作物的评价和监控都应遵循科学的原则。转基因技术的进步对农业和其它生物产业都是十分重要的。

林忠平教授曾获中科院的优秀研究生导师，到北大后也两次获得奖教金。担任研究生课程《生命科学新思考》的主讲，和研究生们就生命科学的发展过程和生命科学当前的热点问题展开热烈的探讨。对年度《科学》、《自然》评出的十大科技成果进行深入的剖析、对全球变化与生命现象的分析、对人类行为的天性与教养的讨论、关于生物安全性问题的讨论......是同学们非常有兴趣的问题。也是他和同学经常通过电子邮件讨论的问题。这是研究生们喜欢的跨学科的选修课。他多次给公众做生物技术的科普演讲，给北京市的青少年科技活动做辅导。他认为这是科学家应有的社会职责，也是扩充自己知识的好机会。

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