到了向全國人民公開轉(zhuǎn)基因大米真相的時刻了——呼吁兩會關(guān)注轉(zhuǎn)基因大米的問題

牧童 · 發(fā)表于 2010-3-4 16:11:51

到了向全國人民公開轉(zhuǎn)基因大米真相的時刻了——呼吁兩會關(guān)注轉(zhuǎn)基因大米的問題

/來自中華網(wǎng)社區(qū) club.china.com/

北京大學(xué)免疫學(xué)系王月丹博士

王月丹，男，1972年12月出生，醫(yī)學(xué)博士?，F(xiàn)任北京大學(xué)醫(yī)學(xué)部免疫學(xué)系副主任、北京大學(xué)醫(yī)學(xué)部生物醫(yī)學(xué)實驗教學(xué)中心副主任兼病原與免疫學(xué)綜合實驗室主任。自1996年起，開始從事免疫學(xué)的研究工作。先后從事過血液腫瘤的生長因子及其信號調(diào)控、免疫細胞的功能活化及其相關(guān)信號傳導(dǎo)、核輻射損傷與抗原提呈細胞損傷和胸腺細胞發(fā)育的研究等方面的研究工作，有關(guān)論文發(fā)表在《Oncogene》和《International Immunology》等專業(yè)雜志上。2002年8月開始，在北京大學(xué)醫(yī)學(xué)部任教，從事免疫學(xué)的科研與教學(xué)工作。2003年1月至7月，在香港科技大學(xué)生物系進行SARS的抗原肽疫苗研制和SARS傳播與環(huán)境因素的研究工作，首先報道了SARS感染后機體內(nèi)存在針對SARS抗原肽的特異性細胞免疫應(yīng)答，并通過表達重組SARS表面蛋白改良WESTERN BLOT法作為ELISA診斷SARS感染的補充，有關(guān)論文發(fā)表在《Journal of Virology》和《Clinical Immunology》等國內(nèi)外專業(yè)雜志上，并得到美國NIH臨床研究所學(xué)者的高度評價，有關(guān)的結(jié)果在第12屆國際免疫學(xué)聯(lián)盟學(xué)術(shù)大會上發(fā)表并發(fā)言。

近兩年來，在腫瘤免疫和腫瘤抗原肽疫苗的研究方法取得了進展，建立了免疫信息學(xué)、結(jié)構(gòu)化學(xué)計算、細胞生物學(xué)檢測與免疫反應(yīng)驗證的抗原肽疫苗篩選體系，先后發(fā)現(xiàn)了多種癌-睪丸（C-T）抗原的功能性抗原肽序列，有關(guān)結(jié)果被《British Journal Of Cancer》等雜志發(fā)表。目前，正在主持《SARS相關(guān)冠狀病毒抗原肽疫苗的基礎(chǔ)研究》等多項各級項目7項，同時參加《髓質(zhì)性胸腺細胞功能發(fā)育及誘導(dǎo)其發(fā)育的細胞與分子機理》等其它3項研究計劃。到目前為止，共在國內(nèi)外專業(yè)期刊上發(fā)表文章40余篇，其中SCI收錄10余篇，同時申請專利4項，其中國際專利1項。

前一段時間，有很多的網(wǎng)站都在攻擊我對轉(zhuǎn)基因食品安全的擔(dān)憂，我認為這是有關(guān)利益集團的行為，而不是科學(xué)的行為，所以我是不會在意，也不會害怕的。我用真名實姓就是為了能公開討論問題，而不像那些懦弱的人匿名搞什么人身攻擊。為了使我們的每一位公民都享有食品安全的保證，我希望有關(guān)部門，尤其是農(nóng)業(yè)管理部門和國務(wù)院，應(yīng)該開放大家討論轉(zhuǎn)基因作物安全的話題，而不要封鎖消息，搞一言堂。

作為這次最令人擔(dān)憂的轉(zhuǎn)基因大米中的BT蛋白，很多人認為BT蛋白很安全，他們的理由是BT蛋白農(nóng)藥用了上百年，而且其原理只對昆蟲致病，所以很安全。很多網(wǎng)站都這么介紹，“蘇云金桿菌簡稱B.t.，是包括許多變種的一類產(chǎn)晶體孢芽桿菌。可用于防治直翅目、鞘翅目、雙翅目、膜翅目，特別是鱗翅目的多種害蟲。蘇云金桿菌可產(chǎn)生兩大類毒素：內(nèi)毒素(即伴孢晶體)和外毒(α、β和γ外毒素)。伴孢晶體是主要的毒素。在昆蟲的堿性中腸中，可使腸道在幾分鐘內(nèi)麻痹，昆蟲停止取食，并很快破壞腸道內(nèi)膜，造成細菌的營養(yǎng)細胞易于侵襲和穿透腸道底膜進入血淋巴，最后昆蟲因饑餓和敗血癥而死亡。”有人還進行了人體試驗，“對18名志愿者每人每天吞服30億活芽孢，連服5天，4～5周后檢查，一切化驗結(jié)果正常，無毒性反應(yīng)?！?br />

但其實呢？我國有關(guān)的食品管理部門早就知道蘇云金桿菌對人體是有毒害的，決不是在18人試驗中那么安全的！那個自稱“打鬼”的匿名膽小鬼說，我的論文不能作為依據(jù)，好，那么看看國家官方雜志《食品科學(xué)》，早在2007年28卷第3期的357頁就已經(jīng)撰文，揭示出蘇云金桿菌其實與人體的致病菌蠟樣芽孢桿菌是一種菌，而后者被認為是可以引起致命性嘔吐和腸胃炎的病原體，其產(chǎn)生的熱穩(wěn)定性毒素可以在30分鐘內(nèi)引起人體發(fā)生嘔吐，并曾經(jīng)導(dǎo)致一名17歲的瑞士男孩由于嘔吐引起的肝衰竭和橫紋肌溶解而死亡。目前的研究發(fā)現(xiàn)，以前的所謂蠟樣芽孢桿菌中70%是蘇云金桿菌，而且目前商業(yè)用的蘇云金桿菌菌株（我們的農(nóng)藥菌株）含有嘔吐毒素和腸毒素基因。所以，目前我國的很多農(nóng)產(chǎn)品和畜牧產(chǎn)品都受到了這種農(nóng)藥菌的污染，有些人甚至說被污染的牛奶是特意添加了蘇云金桿菌益生菌的，很多人因此腹瀉，但都被歸結(jié)為了乳糖不耐受癥等疾病，從而掩蓋了BT致病的事實。

所以，BT是否安全是一目了然的，所以歐美國家不在本國推廣轉(zhuǎn)基因主糧是有原因的，所以我們?nèi)绻戕D(zhuǎn)基因小麥，美國一定會干涉我們的。有人說，BT危險不能說BT蛋白危險。我認為轉(zhuǎn)BT蛋白基因更危險，原因很簡單，我們即使用了再大劑量的BT農(nóng)藥，在吃米前，我們也要脫粒和淘米的，所以是有機會避免毒性的。但是，一旦轉(zhuǎn)到了內(nèi)部，我們怎么才能把它和米分開呢？其次，BT基因本身在大米細胞內(nèi)表達的量，我想是很難控制均一的，一旦產(chǎn)生了高表達的毒株，我們怎么才能鏟除它呢？再有就是，BT基因在大米細胞內(nèi)是否會發(fā)生變異，產(chǎn)生有毒的毒素呢？是否每次種稻子之前，我們都要對每粒種子進行基因鑒定呢？那么這些費用將遠遠超過其增產(chǎn)帶給我們的效益。當(dāng)然，上面的這些問題，我都不是本行，我也不懂它們的危害和解決辦法。但是，作為一名免疫學(xué)的研究人員，我認為我們最危險的是，目前的一切實驗都只是單用BT蛋白做過敏實驗，但是BT蛋白在植物體內(nèi)如果結(jié)合了其他蛋白，就可能引起新的過敏問題。這就好像是青霉素，其本身不是抗原，也不會引起過敏，但是其雜質(zhì)或體內(nèi)的降解產(chǎn)物，能與人血漿蛋白結(jié)合，激發(fā)機體產(chǎn)生IgE型的抗體，引起致命的哮喘和休克。BT蛋白也有這種潛在的危險。

我不信仰任何宗教，也不是天然的保守主義者，我支持轉(zhuǎn)基因，也進行轉(zhuǎn)基因的研究，我只是提醒對于食品安全這種關(guān)系人民健康和后代幸福的事情，不要輕率和盲目。很多人嘲笑英國的一位科學(xué)家反轉(zhuǎn)基因的實驗有缺陷，那么現(xiàn)在轉(zhuǎn)基因?qū)嶒炇易龅桨踩越Y(jié)論，卻沒有任何免疫學(xué)的證據(jù)或者證據(jù)不充分，也是很不科學(xué)的和沒有價值的。

所以，我呼吁有關(guān)部門開放關(guān)于轉(zhuǎn)基因大米安全性的討論，尤其是希望兩會的代表和管理部門的官員能關(guān)注這件事。

北京大學(xué)免疫學(xué)系王月丹博士

于學(xué)院路38號

附:《食品科學(xué)》的論文

點擊下載：蠟狀芽孢桿菌(Bacillus cereus)污染及其對食品安全的影響

《食品科學(xué)》2007, Vol. 28, No. 03

蠟狀芽孢桿菌(Bacillus cereus)污染及其對食品安全的影響

周幗萍1,2，袁志明1,*

(1.中國科學(xué)院武漢病毒研究所，湖北武漢 430071；2.武漢工業(yè)學(xué)院生物與制藥工程系，湖北武漢 430023)

收稿日期：2006-02-28

*通訊作者

作者簡介：周幗萍(1971-) ，女，副教授，博士研究生，主要從事食品微生物與發(fā)酵工程。

摘要：蠟狀芽孢桿菌是常見的食品污染菌，在工業(yè)化社會中正成為日益重要的食物病原菌。它能產(chǎn)生一種嘔吐毒素和多種腸毒素，主要引發(fā)嘔吐和腹瀉型食物中毒。與蠟狀芽孢桿菌同屬的蘇云金桿菌也能產(chǎn)生類似的腸毒素，近來發(fā)現(xiàn)它可能與食品中毒有關(guān)。我國應(yīng)當(dāng)加強對蠟狀芽孢桿菌的監(jiān)測和研究。

關(guān)鍵詞：蠟狀芽孢桿菌；蘇云金桿菌；食物安全；食物中毒；毒素

Review on Bacillus cereus Contamination Effects on Food Safety

ZHOU Guo-ping1,2，YUAN Zhi-ming1,*

(1.Wuhan Institute of Virology, Chinese Academy of Sciences, Wuhan 430071, China；

2.Department of Bioengineering and Pharmaceutical Engineering, Wuhan Polytechnic University, Wuhan 430023, China)

Abstracts ：As a ubiquitous soil microorganism, Bacillus cereus has become one of the important food-borne pathogens in the industrial societies. This bacterium can produce one emetic toxin and several enterotoxins to cause two distinct types of foodborne illnesses: emetic syndrome and diarrheal illness. Importantly, an entomopathogenic bacterium B.thuringiensis can also produce some enterotoxins similar to B.cereus. I it was recently found to be probably involved in food poisoning. It is necessary to strengthen the research and supervision of B.cereus. for guaranteeing food safety.

Key words：Bacillus cereus；Bacillus thuringiensis；food safety；food poisoning；toxins

中圖分類號：Q939.97 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1002-6630(2007)03-0357-05

蠟狀芽孢桿菌(Bacillus cereus)是一種在自然界中廣泛分布的好氣、中溫、產(chǎn)芽孢的桿菌，是食品和化妝品中常見的污染菌。它同昆蟲病原菌蘇云金桿菌( B.thuringiensis) ，人畜病原菌炭疽芽孢桿菌( B.anthracis)、蕈狀芽孢桿菌(B.mycoides)、韋氏芽孢桿菌(B. weihenstephanensis)組成芽孢桿菌屬蠟狀芽孢桿菌組(B.cereus group)，它們的形態(tài)特征、生理生化特征非常相似，并有著極高的D N A 同源性[ 1 ] 。

1 蠟狀芽孢桿菌污染及其影響

因為蠟狀芽孢桿菌廣泛存在于土壤、空氣、水和塵埃中，所以無法避免地會污染到食品中。幾乎所有種類的食品都曾被報道與蠟狀芽孢桿菌引發(fā)的食物中毒有關(guān)，主要有：乳品、米、蒸煮的米飯和炒飯、調(diào)料、干制品( 面粉、奶粉等) 、豆類和豆芽、肉制品、焙烤食品等。

除了個別案例外，由蠟狀芽孢桿菌引起的食物中毒通常癥狀較溫和而且不超過24h，而且各國并未要求報告零星發(fā)生的食物中毒，所以相當(dāng)多的這類食物中毒事件并未經(jīng)報道，導(dǎo)致其數(shù)量被大大低估了。目前只有北歐的少數(shù)國家公布了比較令人信服的數(shù)據(jù)：在挪威蠟狀芽孢桿菌引發(fā)的食物中毒占食物中毒總數(shù)(病毒引起的除外)的33%(1988～1993)，而在冰島為47%(1985～1992)，在芬蘭為22%(1992)，在荷蘭是8.5%，在丹麥為5% (1990～1992)，在法國為4%～5%(1998～2000)。其它國家以前曾報道的數(shù)量則遠遠低于此比例，例如英格蘭和威爾士(0.7%)，日本(0.8%)，美國(1.3%) 以及加拿大(2.2%)[2-3]。最近在挪威和荷蘭，通對蠟狀芽孢桿菌進行有效的監(jiān)控，已認定蠟狀芽孢桿菌是食品中最常檢出的病源微生物[4]。

蠟狀芽孢桿菌是條件致病菌，偶爾能導(dǎo)致人的眼部感染，甚至是心內(nèi)膜炎、腦膜炎和菌血癥等疾病，但最常見的是導(dǎo)致兩種不同類型的食物中毒：腹瀉型和嘔吐型。一般認為腸毒素在胃中會被破壞，所以腹瀉型食物中毒是由殘留下來的蠟狀芽孢桿菌(芽孢或菌體)在小腸中生長、產(chǎn)腸毒素引起的，具體過程尚未完全明了。多數(shù)情況下，引起該類食物中毒的食品中蠟狀芽孢桿菌的數(shù)量在105～108CFU/g，也有在數(shù)量較低的情況下(103～104CFU/g)導(dǎo)致食物中毒的。其癥狀類似于產(chǎn)氣莢膜梭狀芽孢桿菌(Clostridium perfringens)食物中毒：水樣腹瀉、腹部痙攣和疼痛，嘔吐很少見。常因食用肉類、海鮮、乳品和蔬菜等食物引起，潛伏期一般為6～15h，一般持續(xù)24h；而致嘔吐的毒素是該菌在食物中預(yù)先產(chǎn)生的，該毒素非常穩(wěn)定，進入人體后在胃中與其受體5-HT3 結(jié)合，導(dǎo)致嘔吐。所以盡管有時食物中檢出的蠟狀芽孢桿菌數(shù)量很低(102CFU/g)，卻仍能引發(fā)嘔吐中毒。嘔吐型食物中毒的潛伏期一般為0.5 ～6h，一般限于富含淀粉質(zhì)的食品，特別是炒飯和米飯。主要癥狀為惡心、嘔吐，有時有腹瀉、頭暈、發(fā)燒和四肢無力等癥狀，與金黃色葡萄球菌(Staphylococcusaureus)引發(fā)的食物中毒相似[3,5]。從目前的報道看，由蠟狀芽孢桿菌引起的食物中毒在亞洲以嘔吐型比較常見，而在歐洲和北美地區(qū)則以腹瀉型更常見[ 6 ]。

引起這兩種食物中毒的食品通常都是經(jīng)過熱加工處理的，但蠟狀芽孢桿菌具有耐熱的芽孢，往往能在食品加工如巴氏消毒以及烹飪后，殘留下來，熱處理誘發(fā)芽孢的萌發(fā)，在沒有其它微生物與之競爭的條件下，大量生長繁殖，產(chǎn)生毒素并引起食品的腐敗。近十年來在乳品工業(yè)中，發(fā)現(xiàn)一些耐低溫的蠟狀芽孢桿菌和韋氏芽孢桿菌能在冷藏溫度下(6℃甚至更低)繁殖并產(chǎn)生腸毒素，導(dǎo)致食物中毒，這點引起了各國政府的關(guān)注[6-7]。目前美國、澳大利亞和歐盟幾個成員國都在其國內(nèi)法規(guī)和法令中對各類食品中的蠟狀芽孢桿菌數(shù)量有所限定。

2 蠟狀芽孢桿菌產(chǎn)生的毒素及其致病機制

2.1 嘔吐型毒素

在蠟狀芽孢桿菌產(chǎn)生的毒素中，嘔吐毒素較危險，攝入30min 后就可能出現(xiàn)嘔吐癥狀，曾經(jīng)有一位瑞士17歲男孩因食用含大量嘔吐毒素的食物引發(fā)急性肝衰和橫紋肌溶解而死亡[8]。動物試驗也證實它對肝臟有損害[9]。該毒素cereulide，1.2kD，是一種十二肽的熱穩(wěn)定性環(huán)狀毒素，分子式為 (D-O-Leu-D-Ala-L-O-Val-L-Val)3[10-11]。其結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和毒理與纈氨霉素很相似，是特異性的鉀離子載體，能將K+轉(zhuǎn)入線粒體內(nèi)，破壞線粒體的氧化還原能力。但cereulide 的毒性更強，因為在K+ 的生理濃度下，cereulide 比纈氨霉素對K+ 的親和力更強[12]。該毒素非常穩(wěn)定，目前的各種食品加工方法，包括滅菌，均無法使其失活(能耐受126℃ 90min)，而且還耐強酸(pH2.0)、耐蛋白酶水解[13]。

N. Agata等對多種食品中cereulide的產(chǎn)量進行了檢測，發(fā)現(xiàn)對B.cereus NC7401 來說，在煮熟后的米飯中其產(chǎn)毒量很高，在富含淀粉質(zhì)的食物中的產(chǎn)毒量也足以引起食物中毒；而在肉類、蛋品和密封的液體食品如牛奶和豆奶中雖可以檢測到該毒素，但其含量較低。還發(fā)現(xiàn)在與醋、蛋黃醬及醬類一起煮的食物中，該菌株的生長和產(chǎn)毒都受到抑制，推測這可能是醋導(dǎo)致pH 降低的緣故[14]。在12～15℃時該毒素的產(chǎn)量卻明顯高于30℃時的產(chǎn)量，而且該毒素的產(chǎn)生與芽孢的產(chǎn)生沒有相關(guān)性[13]。還有報道稱該毒素只有在有氧條件下才能產(chǎn)生，所以缺氧條件如：充氮包裝和真空包裝能有效地防止該毒素的產(chǎn)生和積累[15]。

因為該毒素的分子量很小，無抗原性，這使其檢測比較難，到目前為之尚缺乏一種快速可靠的檢測方法。最常用是采用HEp-2 細胞進行細胞培養(yǎng)分析[16]。此外，該毒素會導(dǎo)致精子運動能力的下降，可以目測到，也可用電腦輔助的精子動力分析儀(CASA)分析樣品對公豬精子的運動能力的抑制，進行定性和半定量檢測[17-19]。近年來用分子生物學(xué)手段(PCR)檢測產(chǎn)毒株的報道也較多[20-21]，如P F Horwood 等人根據(jù)NRPS 基因的兩個可變區(qū)的序列，針對產(chǎn)嘔吐毒素的菌株設(shè)計了特異性的引物，進行PCR 以檢測蠟狀芽孢桿菌是否是產(chǎn)毒菌株，取得了良好的效果。該法靈敏度更高，而且檢測速度更快。通過該試驗也證實了該毒素的確是通過一種有模板指導(dǎo)的，非核糖體機制合成的，即由多酶復(fù)合體－非核糖體多肽合成酶(non-ribosomal peptide synthetases，NRPS)所合成[21]。

在嘔吐食物中毒事件分離的蠟狀芽孢桿菌均產(chǎn)cereulide 毒素，而且有著共同的獨特表型特征，對其基因進行分析發(fā)現(xiàn)它們構(gòu)成了一個高度同源的進化系[3,22]。

2.2 腹瀉型毒素(腸毒素)

腹瀉可能涉及到多個腸毒素基因的產(chǎn)物，目前至少已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了5 種不同的腸毒素，包括2 個三元毒素：溶血素BL(Hbl)；非溶血性的腸毒素Nhe；3 個單一基因的產(chǎn)物：細胞毒素K(cytK)、腸毒素T(bceT)和腸毒素HlyII[23]。

Hbl 具有溶血性、細胞毒性和導(dǎo)致皮膚壞死及血管通透的活力，并會在兔腸段結(jié)扎試驗中導(dǎo)致出現(xiàn)液體積聚現(xiàn)象，所以有人認為Hbl 是蠟狀芽孢桿菌導(dǎo)致腹瀉和眼內(nèi)炎的主要毒力因子。它由結(jié)合亞基B(37kD)和兩個溶血亞基L1(38.5kD)和 L2(43.5kD)組成。L1有細胞毒性，但3 種組分的共同參與可使腸毒素毒力達到最大。編碼該毒素的3 個基因位于染色體上，是共轉(zhuǎn)錄的，組成了一個操縱子，有4 個不同的基因：hblC、hblD、hblA和hblB，如圖1 所示，其中hblb 的功能未知[2]。有研究顯示該基因在蠟狀芽孢桿菌菌株中分布廣泛而且其基因型和表型間有異質(zhì)性[24]。

   1995 年挪威爆發(fā)了一次大規(guī)模的食物中毒，其中一株蠟狀芽孢桿菌的非溶血性的三元腸毒素(Nhe)的3 個組分被純化出來。該毒素由45、39 和105kD 的蛋白組成[25]。Nhe 與Vero 細胞相互作用的研究表明105kD 蛋白是復(fù)合物的結(jié)合部位，而其它兩個組分是無法單獨結(jié)合到細胞上去。該1 0 5 k D 蛋白是一種金屬蛋白，具有分解明膠和膠原的活力[26]。與hbl 基因不同，編碼該毒素的基因位于質(zhì)粒上[27]。1999 年Granum 等給出了nhe 操縱子的序列，該操縱子有3 個開放式閱讀框與，相應(yīng)的3 個基因分別是：nheA、nheB 和nheC。前兩個基因的產(chǎn)物分別為上述的45kD 和39kD 蛋白，而nheC 的產(chǎn)物尚未純化出來，其功能未知。有趣的是Nhe 和Hbl 蛋白之間在氨基酸序列上具有很高的相似性。這不僅體現(xiàn)在序列比較上，而且其預(yù)期二級結(jié)構(gòu)如跨膜螺旋結(jié)構(gòu)域上也是如此，尤其是NheA 與HblC 、NheB 與HblD 、NheC 與HblA[28]。

   具有細胞毒性的CytK 是從導(dǎo)致壞死性腸炎的菌株中分離的。其氨基酸序列顯示它屬于β- 桶孔形成毒素，能在磷脂雙分子層中形成直徑至少為7 A °的孔，該孔具有微弱的離子選擇性，已證實它對人類腸道Caco-2 上皮細胞具有毒性[29]。

Budarina 等人的實驗室分離純化了一種溶血素II(HlyII)，分析其氨基酸序列發(fā)現(xiàn)它也屬于β-桶孔形成毒素家族，許多芽孢桿菌群的細菌均含有該毒素，如：蘇云金桿菌等。純化后的HlyII 顯示出對多種哺乳動物的紅細胞有著不同程度的裂解毒性，據(jù)推測該毒素可能無需特殊受體就能與細胞膜結(jié)合[30-32]。

1995 年有人克隆了一個2.9kb 的DNA，命名為bceT，其產(chǎn)物為41kD 的毒素T ，并認為其有細胞毒性，屬于腸毒素蛋白[33]。但是后來的研究證實了該毒素同Hbl 毒素?zé)o同源性，而且認為腸毒素T 不會導(dǎo)致食物中毒[34]。

3 蠟狀芽孢桿菌與蘇云金桿菌

蠟狀芽孢桿菌和蘇云金桿菌間的區(qū)別僅僅在于后者在芽胞形成時能產(chǎn)生位于芽孢孢外膜外的伴胞晶體，該性狀由殺蟲質(zhì)粒編碼。該質(zhì)粒的丟失可使蘇云金桿菌轉(zhuǎn)化成蠟狀芽孢桿菌，反之亦然[3,35]。基因組同源性分析也表明這兩種細菌在DNA 水平上無明顯的差別[1]，甚至有學(xué)者建議應(yīng)當(dāng)將兩者并入同一個種[36]。由于蘇云金桿菌和蠟狀芽孢桿菌間的高度同源性，蘇云金桿菌安全性問題越來越受到人們的重視。1995 年就有報道稱蘇云金桿菌殺蟲劑的生產(chǎn)菌株均能產(chǎn)生腹瀉型腸毒素[35]。此后的許多研究也證實腸毒素基因在蘇云金桿菌中是廣泛存在的，而且是有表達活性的[37-38]。2000 年一項研究調(diào)查了24 個血清型的74 個蘇云金桿菌菌株，包括各種商業(yè)化生產(chǎn)菌株，它們?nèi)亢琻heBC，65 株含hblCD 和63株含有bceT 基因。除一株外，其它菌株的發(fā)酵液對Vero細胞表現(xiàn)出的毒力均與引起食物中毒的蠟狀芽胞桿菌相當(dāng)[39]。還有報道稱來自食品[40]、并與食物中毒事件有關(guān)的部分蠟狀芽孢桿菌經(jīng)過仔細分析發(fā)現(xiàn)實際上是蘇云金桿菌[41]。2005 年對一些即食食物進行調(diào)查發(fā)現(xiàn)：用傳統(tǒng)方法檢測的蠟狀芽孢桿菌中有相當(dāng)數(shù)量的(70%)菌株實際上是蘇云金桿菌，而且某些菌株的表型及基因型特征與某商業(yè)化菌株相同，極可能是來自殺蟲劑的污染[42]。這可能成為一個很嚴重的問題，因為蘇云金桿菌生物殺蟲劑已經(jīng)在世界各國得到了非常廣泛的應(yīng)用。然而，常規(guī)蠟狀芽孢桿菌的鑒定方法是無法區(qū)分這兩種微生物的，可能有些食物中毒的爆發(fā)是由蘇云金桿菌引起的，但未被鑒定出來。

4 結(jié)束語

我國目前還沒有對由蠟狀芽孢桿菌引起的食物中毒進行比較系統(tǒng)的調(diào)查、分析和統(tǒng)計，但是從我國的飲食結(jié)構(gòu)、食品加工、保藏和運輸條件來推測：蠟狀芽孢桿菌的污染情況應(yīng)當(dāng)是比較嚴重的。隨著乳品工業(yè)、快餐食品、嬰兒食品、學(xué)生配餐和快餐業(yè)的迅速發(fā)展，蠟狀芽孢桿菌尤其是耐低溫菌株對這些食品的威脅是很大的，有可能導(dǎo)致大規(guī)模的食物中毒事件。特別是乳品行業(yè)，由蠟狀芽孢桿菌引起的食物中毒極可能被誤認為是乳糖不耐受癥狀而被忽視。因此從食品安全的角度來看，很有必要對我國食品中蠟狀芽孢桿菌的檢出率、分布情況和毒素基因的分布及毒素產(chǎn)生的情況進行調(diào)查，以查明污染源、污染途徑，制訂相應(yīng)的檢測標(biāo)準(zhǔn)和衛(wèi)生安全標(biāo)準(zhǔn)，提供消毒和殺菌的指導(dǎo)，并為應(yīng)對可能出現(xiàn)的突發(fā)食物中毒事件提供參考依據(jù)。

近年來，蠟狀芽孢桿菌也被認為是一種有益的微生物，部分菌株開始用作益生素添加到食品和飼料中，還有作為植物生長促進劑使用的[3]。有必要對這些菌株的安全性進行系統(tǒng)的分析和評價。

隨著人們環(huán)保意識的增強，生物農(nóng)藥的使用越來越普及，生物農(nóng)藥產(chǎn)業(yè)日益壯大。大量的蘇云金桿菌的施用可能會導(dǎo)致對人體和食品安全的潛在威脅。尤其是蠟狀芽孢桿菌和蘇云金桿菌之間產(chǎn)毒質(zhì)粒能進行水平轉(zhuǎn)移，以及許多蘇云金桿菌本身就攜帶腸毒素基因，要求我們對其安全性進行更深入、細致的評估。

2010-02-08 | 轉(zhuǎn)基因水稻安全性評估，正在制造又一個“三聚氰胺”——質(zhì)疑遺傳改良國家重點實驗室對安全性的評價

據(jù)瞭望周刊2月8日報道， “作為轉(zhuǎn)基因稻米的培育單位，華中農(nóng)業(yè)大學(xué)作物遺傳改良國家重點實驗室(下稱改良實驗室)完全肯定轉(zhuǎn)基因稻米的安全性。改良實驗室在給本刊記者的回復(fù)中介紹道，“我校轉(zhuǎn)基因水稻品系使用的是專一高效殺蟲Bt蛋白。目前發(fā)現(xiàn)，只在水稻二化螟、三化螟和稻縱卷葉螟等鱗翅目害蟲的腸壁上有這種蛋白質(zhì)的結(jié)合位點，因而該蛋白能選擇性地殺死該類害蟲。而人類腸道上沒有該蛋白質(zhì)的結(jié)合位點，故不會對人類造成危害。人類認識Bt蛋白的來源生物蘇云金芽桿菌已有100余年，安全使用Bt蛋白作生物殺蟲劑有70多年，大規(guī)模種植和應(yīng)用Bt作物已超過10年，目前沒有過敏性反應(yīng)的報告”，“實驗室和田間試驗分析結(jié)果表明，在生存能力競爭、基因漂移等方面，該品系對生態(tài)環(huán)境的影響是安全的”?；貜?fù)稱，有人擔(dān)心長期食用轉(zhuǎn)基因稻米的安全性，“小鼠灌胃實驗”的結(jié)論可供參考討論：該實驗按照大鼠體重，每千克用5克抗蟲BT蛋白每天兩次灌食。8天后，各組動物體重和臟器重量無生物學(xué)意義上的差異?！叭A恢1號”稻米中抗蟲蛋白含量≤2.5微克/克，要達到5克/千克(抗蟲蛋白與體重的比率)的接受試驗的劑量，體重60公斤的人需要吃120噸稻米?；貜?fù)稱，按照這個實驗結(jié)果推理，如果按照每天吃500克稻米計算，一個成年人即使吃“華恢1號”轉(zhuǎn)基因稻米657年也應(yīng)該是安全的。關(guān)于這樣的安全論證方式，回復(fù)表示：“這個推理可供大家討論?！辈⑾虮究浾呓榻B：“近年來，我們的科研人員長時間試吃了兩個品系的大米，口感良好，而且健康狀況良好。我們也愿意重申，一旦轉(zhuǎn)基因水稻商業(yè)化生產(chǎn)后，我們科研人員的米缸里全是轉(zhuǎn)基因水稻，到時候歡迎媒體監(jiān)督！””

我作為一名科研人員，對這樣的回答感到十分的震驚。我不明白，為什么我們的專家在討論食品安全的情況時，會這樣的不負責(zé)和不科學(xué)，這甚至讓我再次懷疑，我們的農(nóng)業(yè)科學(xué)家是否除了會發(fā)明（其實是“推廣”美國的專利），三聚氰胺飼料以外，就沒有別的能力了？只是用5g/kg的BT蛋白喂了8天大鼠，就認為安全，其實是很荒謬的。舉一個三聚氰胺的例子吧。在1945年，的一個實驗報道：將大劑量的三聚氰胺飼喂給大鼠、兔和狗后沒有觀察到明顯的中毒現(xiàn)象。大鼠口服三聚氰胺的半數(shù)致死量大于3克/公斤體重。如果據(jù)此認可BT蛋白安全，那么三聚氰胺也是安全的，可以摻在大米里吃了。如果按照每公斤奶粉添加不超過2.5mg的三聚氰胺，人類每天吃500克奶粉，一個成年人即使吃三鹿奶粉400年，也不應(yīng)該中毒，那么我們還制裁和查處三聚氰胺奶粉干什么呢？！可是，后來發(fā)現(xiàn)，動物長期攝入三聚氰胺會造成生殖、泌尿系統(tǒng)的損害，膀胱、腎部結(jié)石，并可進一步誘發(fā)膀胱癌。1994年國際化學(xué)品安全規(guī)劃署和歐洲聯(lián)盟委員會合編的《國際化學(xué)品安全手冊》第三卷和國際化學(xué)品安全卡片也只說明：長期或反復(fù)大量攝入三聚氰胺可能對腎與膀胱產(chǎn)生影響，導(dǎo)致產(chǎn)生結(jié)石。2007 年美國寵物食品污染事件的初步調(diào)查結(jié)果認為：摻雜了≤6.6%三聚氰胺的小麥蛋白色粉末是寵物食品導(dǎo)致中毒的原因。從1945年到2007年，經(jīng)過了整整52年，才證明了三聚氰胺的毒性。所以，我們?nèi)绻簧髦?，那么今天認可的BT蛋白，就可能是明天被后人唾罵的三聚氰胺了。所以，我們必須對自己和子孫負責(zé)。所以，這個所謂改良實驗室認可BT蛋白，不過就是認可了又一個三聚氰胺罷了。所以，認可轉(zhuǎn)基因作物的安全，必須要由專業(yè)的生物安全實驗室來認可。

而且，作為一個科研人員，我們的改良試驗科學(xué)家，竟然用賣大力丸的手段，現(xiàn)身說法地說：“近年來，我們的科研人員長時間試吃了兩個品系的大米，口感良好，而且健康狀況良好。我們也愿意重申，一旦轉(zhuǎn)基因水稻商業(yè)化生產(chǎn)后，我們科研人員的米缸里全是轉(zhuǎn)基因水稻，到時候歡迎媒體監(jiān)督！”這根本就不是科學(xué)的態(tài)度。我甚至質(zhì)疑，他們這樣用人體進行試驗，有沒有通過倫理委員會的論證，是否得到過批準(zhǔn)。而且，上次亨氏嬰兒米粉轉(zhuǎn)基因事件，是不是他們進行這種人體試驗的一部分。有關(guān)部門應(yīng)該對其進行立案調(diào)查。

還有就是，如我上一篇的博文中提到的，BT蛋白可以引起哺乳動物免疫器官損害和造血抑制，且可以與小鼠的腸道細胞結(jié)合。同時，BT蛋白可以引起哺乳動物產(chǎn)生IgG和IgE型的抗體，且可以引起皮膚試驗中的I型超敏反應(yīng)。這些鐵的事實竟然被改良實驗室的科學(xué)家否認了。所以，這樣的改良實驗室的食品安全試驗結(jié)果是不公正的，片面的和不科學(xué)的。所以，至少從免疫學(xué)的角度講，BT蛋白的安全性目前是不能肯定的，這也是歐美不用他們的主糧——小麥進行轉(zhuǎn)基因的主要原因。希望我們的有關(guān)部門能重新考慮批準(zhǔn)轉(zhuǎn)基因水稻，以免出現(xiàn)不可挽回的后果。

北京大學(xué)免疫學(xué)系王月丹博士

于學(xué)院路38號

2010-02-02 | 希望農(nóng)業(yè)部能重新考慮批準(zhǔn)轉(zhuǎn)基因大米——評“轉(zhuǎn)基因水稻安全性遭質(zhì)疑袁隆平稱不能預(yù)知危害”

   據(jù)中新網(wǎng)報道，“歐美科學(xué)家都不敢斷定這項技術(shù)一定是安全的，中國科學(xué)家在如此短的時間內(nèi)拿下安全證書似不穩(wěn)妥” ?！秶H先驅(qū)導(dǎo)報》記者金微發(fā)自北京 “中國成為國外轉(zhuǎn)基因糧的生死試驗場”“民族的噩夢”……已經(jīng)兩個月了，有關(guān)轉(zhuǎn)基因水稻商業(yè)化種植的各種擔(dān)憂仍然在網(wǎng)絡(luò)上持續(xù)發(fā)酵，并逐漸蔓延形成一種恐慌。有的論壇還發(fā)起“反轉(zhuǎn)基因主糧”的簽名活動。2009年11月27日，農(nóng)業(yè)部批準(zhǔn)了兩種轉(zhuǎn)基因水稻、一種轉(zhuǎn)基因玉米的安全證書，獲得兩個轉(zhuǎn)基因水稻安全證書的是華中農(nóng)業(yè)大學(xué)張啟發(fā)教授及其同事。這是中國首次為轉(zhuǎn)基因水稻頒發(fā)安全證書。在持續(xù)出現(xiàn)的質(zhì)疑聲中，轉(zhuǎn)基因水稻安全證書的獲得者——華中農(nóng)業(yè)大學(xué)教授張啟發(fā)一改低調(diào)，在1月6日宣布，“轉(zhuǎn)基因水稻最遲5年內(nèi)走上中國人的餐桌”。農(nóng)業(yè)部基因生物安全委員會三名委員近期做客人民網(wǎng)時，則批評媒體和公眾的負面輿論，阻礙了轉(zhuǎn)基因作物的商業(yè)化進程。他們宣傳的轉(zhuǎn)基因水稻的兩個好處，一是減少農(nóng)藥用量，二是會增加產(chǎn)量?！?br />

對此，“我個人認為，政府應(yīng)該特別慎重批準(zhǔn)轉(zhuǎn)基因植物商業(yè)化?？茖W(xué)家不能完全預(yù)知對生物進行轉(zhuǎn)基因改造有可能導(dǎo)致何種突變，而對環(huán)境和人造成危害。雖然實驗非常成熟，但其對人類可能造成的影響，或許要在未來幾代人后才顯現(xiàn)?！彼緦＜以∑秸f。據(jù)中國人民大學(xué)農(nóng)業(yè)與農(nóng)村發(fā)展學(xué)院副院長鄭風(fēng)田透露，轉(zhuǎn)委會里三分之二是轉(zhuǎn)基因科學(xué)家?！袄锩娴暮芏嗳耸钦谏暾垖＠蛏暾埻ㄟ^者，環(huán)保和食品安全方面的成員非常少，這其中包含的利益是更讓人擔(dān)心的問題。”

對于這個事件，我也感到很嚴重，甚至可以說是十分擔(dān)憂。由于上次，亨氏米粉轉(zhuǎn)基因事件，我對BT蛋白轉(zhuǎn)基因有了一些興趣，并進行了文獻研究（結(jié)果發(fā)表在《中國科技論文在線》這個網(wǎng)絡(luò)平臺上）。我簡要說一下：

1）BT蛋白對于昆蟲細胞的毒性可能并不特異。實驗證明，BT蛋白不僅可以溶解昆蟲動物的腸道細胞，而且可以溶解非昆蟲細胞來源的磷脂雙分子層，并且可以與哺乳動物的腸粘膜細胞發(fā)生結(jié)合。因此，在高濃度的時候，可能會對哺乳動物造成毒性。

2）BT蛋白在人體中能夠蓄積，其長期毒性不能低估。雖然，BT蛋白對于小鼠的LD50為20g/KG，但其蓄積系數(shù)大于6.24，長期攝入可造成肝、腎細胞空泡化，腎血管上皮細胞變性，等肝腎功能損害。

3）BT蛋白抑制機體的免疫功能和造血功能。動物實驗證明，長期大量攝入BT蛋白，可以造成機體紅細胞減少和造血抑制，同時導(dǎo)致白細胞數(shù)量減少。動物實驗還表明，攝入BT蛋白的小鼠，其脾臟和胸腺等免疫器官出現(xiàn)明顯的萎縮，T細胞的增殖能力明顯下降。

4）BT蛋白具有引起自身免疫性疾病的潛在危險。動物實驗證實，BT蛋白能激發(fā)機體產(chǎn)生特異性的免疫應(yīng)答，出現(xiàn)抗BT蛋白的抗體。這些抗體可能識別那些積蓄于自體細胞（如腎小球細胞）表面的BT蛋白，導(dǎo)致自身免疫性疾病，如溶血性貧血和腎臟炎癥。同時，在體內(nèi)存在的BT蛋白還可以與這些抗體形成循環(huán)的抗原-抗體復(fù)合物，導(dǎo)致腎炎或其它自身免疫性疾?。ㄈ缂t斑狼瘡和類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎等等）。

5）BT蛋白可以引起超敏反應(yīng)。研究證明，BT蛋白可以引起機體產(chǎn)生IgE型的特異性抗體，從而引發(fā)I型超敏反應(yīng)，導(dǎo)致蕁麻疹和哮喘發(fā)作等等。

以上都是別人的研究結(jié)果，對我來說，只是一個參考。為了探求真相，我也親自做了實驗。我從北京科技大學(xué)獲得了BT蛋白，請我們實驗室的一位老師制備了抗BT的特異性單抗。同時，在小鼠中，BT蛋白確實可以引起IgG和IgE型的特異性抗體應(yīng)答，但沒有檢測到IgA。在皮膚實驗中，BT蛋白還可以引起人體產(chǎn)生I型超敏反應(yīng)。此外，BT蛋白在體外還可以抑制巨噬細胞的吞噬功能。由于種種原因，我沒能繼續(xù)實驗和發(fā)表這些結(jié)果，而且有人也勸我，應(yīng)該相信政府的執(zhí)政能力，不會冒然推動BT轉(zhuǎn)基因大米。所以，我相信政府的專家，我希望農(nóng)業(yè)部能重新考慮對轉(zhuǎn)基因大米的批準(zhǔn)。至少，應(yīng)該對其免疫的安全性進行重新評估，我愿意義務(wù)為他們打工，做這個研究。因為這也關(guān)系到我自己和我家人今后的食品安全。如果，農(nóng)業(yè)部不能認真考慮這件事，我也愿意和袁隆平院士一道去阻止其上市。

北京大學(xué)免疫學(xué)系王月丹博士

于學(xué)院路38號

附文點擊下載：轉(zhuǎn)BT毒素蛋白基因作物食品對免疫系統(tǒng)及其功能潛在影響的研究進展

轉(zhuǎn)BT毒素蛋白基因作物食品對免疫系統(tǒng)及其功能潛在影響的研究進展

初明王月丹

1 北京大學(xué)醫(yī)學(xué)部基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院 100083

摘要: 為克服蟲災(zāi)對農(nóng)作物的威脅，含轉(zhuǎn)BT 毒素蛋白基因作物的食品進入了人類的生活。

轉(zhuǎn)BT 基因的作物可以通過裂解昆蟲的腸道上皮細胞而殺死昆蟲。但是有研究表明，BT 蛋白不僅可以引起機體產(chǎn)生IgE 和IgG 等抗體應(yīng)答和T 細胞應(yīng)答，具有引起超敏反應(yīng)的潛在可能，而且還可能造成免疫器官和免疫細胞發(fā)育障礙或免疫系統(tǒng)功能紊亂，這種對免疫系統(tǒng)及功能的潛在影響可能對某些人群或某些發(fā)育階段的人群更加顯著。所以，在評價轉(zhuǎn)BT 基因食品安全時，需要從免疫系統(tǒng)及其整體功能的角度進行評估，而不應(yīng)僅關(guān)注其引起超敏反應(yīng)的可能。

關(guān)鍵詞：轉(zhuǎn)基因食品免疫超敏反應(yīng) 蘇云金桿菌

目前，蟲害是世界農(nóng)作物減產(chǎn)的重要原因，每年因蟲害造成的減產(chǎn)高達全球農(nóng)作物產(chǎn)值的20-30%。為解除蟲害，人們大量使用化學(xué)農(nóng)藥，不僅污染環(huán)境，而且造成了化學(xué)毒劑在農(nóng)作物的積蓄，嚴重威脅著人類的健康。蘇云金桿菌（Bacillus thuringiensis，BT）是由日本科學(xué)家S Ishiwata于1901 年發(fā)現(xiàn),并由德國科學(xué)家Berliner在1915 年命名的一種非常重要的昆蟲病原菌，該菌可以導(dǎo)致昆蟲腸道細胞溶解從而殺死昆蟲[1]。根據(jù)營養(yǎng)細胞的鞭毛抗原的血清學(xué)反應(yīng)及其它特性，蘇云金芽孢桿菌可劃分為40 個血清種和54 個血清型亞種[2]。到目前為止，已發(fā)現(xiàn)蘇云金芽孢桿菌的伴孢晶體蛋白至少對脊椎動物中4 個門和節(jié)肢動物門中9 個目的有害生物有活性。1957 年，美國太平洋酵母公司生產(chǎn)出來第一種以BT為主要成分的商品化微生物制劑(Thuricide)。BT制劑作為一種對人體安全、低環(huán)境污染的微生物殺蟲劑, 在害蟲的防治中發(fā)揮了重要作用, 成為國內(nèi)外開發(fā)應(yīng)用最廣泛的生物農(nóng)藥之一。

1987 年Hilder等首次報道研制成功轉(zhuǎn)基因抗蟲植物[3]，1995 年前后轉(zhuǎn)基因抗蟲馬鈴薯、棉花和玉米先后進入商品化生產(chǎn)[4]。從此，轉(zhuǎn)基因抗蟲性作物不斷出現(xiàn)并得到推廣。截止2003年，轉(zhuǎn)基因作物的全球種植面積估計為6770 萬公頃，其中4970 萬hm2為耐除草劑的大豆、玉米、歐洲油菜和棉花，轉(zhuǎn)基因抗蟲性作物的種植面積為1220 萬公頃。在各類抗蟲作物中以BT殺蟲基因的應(yīng)用最早而且最為廣泛[5]。但是，在進行轉(zhuǎn)BT基因作物種植和推廣的問題上，有關(guān)專家紛紛對其安全性和局限性表示擔(dān)心[6-9]。本文擬從免疫學(xué)的角度對轉(zhuǎn)BT基因食物對免疫系統(tǒng)功能的潛在影響進行初步的分析。

一、 BT 毒素蛋白的殺蟲機制

BT在芽孢形成時可產(chǎn)生具有殺蟲活性的晶體蛋白質(zhì)，被稱為殺蟲晶體蛋白(insecticidalcrystal protein，ICP)或δ-內(nèi)毒素(δ-endotoxin)。晶體蛋白易溶于堿性溶液[10]或含有B2 巰基乙醇、DTT 等還原劑的偏堿性溶液中, 難溶于中性或偏酸性溶液。研究發(fā)現(xiàn)，殺蟲晶體蛋白是由分子量約為130kDa 的多肽分子即前毒素蛋白(protoxin) 通過分子間二硫鍵和氫鍵聚合而成。自Schnepf 等首次從BT中克隆cry 基因[11]，至今已有130 多種殺蟲晶體蛋白基因被報道。1989 年，Hofte 和Whiteley 根據(jù)當(dāng)時已報道的42 個殺蟲晶體蛋白基因核苷酸序列相

似性和編碼ICP 的殺蟲譜提出了基于功能的分類系統(tǒng)，將其劃歸為4 個晶體蛋白基因家族(crystal protein genes)，即cry 基因家族。cry Ⅰ基因編碼的毒性蛋白約81-138 kD，對鱗翅目害蟲有毒性；cry Ⅱ基因編碼的毒性蛋白約71-110 kD ,對鱗翅目和雙翅目害蟲有毒性；cry Ⅲ基因編碼的毒性蛋白約70～129 kD ，對鞘翅目害蟲有毒性; cry Ⅳ編碼的毒性蛋白約68～125 kD，對雙翅目害蟲有毒性[12，13]。晶體蛋白在昆蟲消化道的堿性環(huán)境中,被特定的蛋白酶水解, 產(chǎn)生分子量約為40-70 kD 不等的活性毒素?；钚远舅嘏c昆蟲中腸上皮細胞表面的特異受體發(fā)生結(jié)合，隨后快速而不可逆地插入質(zhì)膜。Cry 蛋白含有由多個疏水的和親水親脂的α2 螺旋組成的α2 螺旋束，數(shù)個毒素分子的螺旋一起插入磷脂雙分子膜形成細胞膜穿孔，引起細胞膜非極性化，破壞細胞滲透平衡，使昆蟲腸上皮細胞裂解[14-16]。在家蠶的研究中發(fā)現(xiàn)，BT毒素可以在數(shù)分鐘內(nèi)抑制腸道對葡萄糖的吸收，并迅速提高昆蟲血淋巴中鉀離子的濃度。繼而BT在昆蟲的血淋巴中迅速增殖引起昆蟲的敗血癥，導(dǎo)致昆蟲死亡。研究表明，在堿性條件下，BT蛋白更易裂解產(chǎn)生小分子的活性多肽而增加毒性，降低pH值可以導(dǎo)致BT蛋白的溶解性下降而抑制其激活。

二、 BT 毒素蛋白與機體的免疫應(yīng)答和超敏反應(yīng)

BT毒素蛋白為一種細菌蛋白，分子量達到130KDa，通過X2 光晶體衍射分析發(fā)現(xiàn)，其分子是由至少三個結(jié)構(gòu)域組成的具有一定空間結(jié)構(gòu)的蛋白質(zhì)。其中，結(jié)構(gòu)域Ⅰ由一個α2 螺旋束組成,可能與細胞膜穿孔有關(guān);結(jié)構(gòu)域Ⅱ由三組β2 折疊片層組成,可能參與了毒素與膜受體蛋白的識別和結(jié)合；位于毒素分子C2 端的結(jié)構(gòu)域Ⅲ，能夠防止昆蟲腸道蛋白酶對毒性肽分子的進一步降解[17]。所以，從理論上推測，BT毒素蛋白對于人及其它哺乳動物具有良好的免疫原性。動物試驗也證實，BT蛋白是一種有效的抗原分子?，F(xiàn)已證實，不僅可以通過免疫家兔或小鼠獲得特異性識別BT毒素蛋白的多克隆和單克隆抗體，用于BT蛋白含量的ELISA檢測，而且不同途徑（腹腔注射或消化道口服）接觸BT蛋白還可以引起全身性和黏膜局部免疫應(yīng)答[18-21]。這些特點表明，BT蛋白與其它外源性抗原的性質(zhì)和引起機體免疫應(yīng)答的規(guī)律是完全相同的。

因此，與自然界中存在的其它天然抗原性物質(zhì)一樣，BT蛋白也有可能引起機體的免疫應(yīng)答并可能通過一定的途徑，造成機體的免疫損傷，如炎癥和超敏反應(yīng)。研究表明，噴施BT毒素農(nóng)藥(含有Cry1Aa和Cry1Ab毒素)工人的體內(nèi)產(chǎn)生了特異性抗BT蛋白的IgG和IgE抗體。其中，IgE是介導(dǎo)I型（速發(fā)型）超敏反應(yīng)的重要抗體，IgG則可能參與II型及III型超敏反應(yīng)的發(fā)生。同時，研究還發(fā)現(xiàn)，大量接觸BT毒素農(nóng)藥的工人及通過皮膚接觸BT毒素的豚鼠，均產(chǎn)生了皮膚刺激癥狀[22，23]。這些證據(jù)表明， BT毒素引起的免疫應(yīng)答既包括B細胞及抗體為主參與和介導(dǎo)的體液免疫應(yīng)答，也包括T細胞（Th1 和Th2）為主介導(dǎo)的細胞免疫應(yīng)答。

所以，BT毒素蛋白存在引起人類發(fā)生超敏反應(yīng)的潛在可能（即致敏原性）。目前，雖然還未見BT毒素蛋白引起超敏反應(yīng)的病例的報道，且BT毒素與已知的致敏原無同源性，但是由于人類對于抗原性物質(zhì)的超敏反應(yīng)現(xiàn)象有明顯的個體差異，且目前僅有198 種致敏原(食物致敏原30 種) 的氨基酸序列是已知的，所以如果轉(zhuǎn)BT基因的食用作物一旦推廣，其相關(guān)的超敏反應(yīng)病例的出現(xiàn)只不過是一個時間問題。

三、 BT 毒素蛋白對機體免疫系統(tǒng)的影響

雖然BT蛋白是潛在的致敏原，但是由于個體差異和BT在自然界中的廣泛分布，所以能夠?qū)T毒素產(chǎn)生強烈甚至致命性超敏反應(yīng)的個體比例并不高，甚至可能僅相當(dāng)于對谷蛋白過敏的人群比例。所以，盡管在對轉(zhuǎn)BT基因安全性進行評估時，有關(guān)專家對其致敏潛力十分關(guān)注，但是，也不應(yīng)忽視BT蛋白在體內(nèi)對免疫系統(tǒng)的直接作用。Vázquez-Padrón等證實在小鼠消化道內(nèi)BT蛋白能與動物腸黏膜細胞表面蛋白結(jié)合[24]。研究還表明，BT毒素蛋白可以在不含昆蟲特異性受體的人工雙層脂膜上形成陽離子通道, 并能形成穿孔[25]。這些證據(jù)表明，BT毒素蛋白可能并非如以前認識的那樣特異，高濃度的BT毒素可能對人及哺乳動物機體及功能發(fā)生影響。動物試驗表明，當(dāng)小鼠攝入的BT內(nèi)外毒素蛋白達到10mg/kg和100mg/kg時，動物的脾臟指數(shù)、T細胞ANAE陽性率及巨噬細胞的吞噬功能均可見明顯的抑制，隨著攝入劑量的增加，抑制作用更加明顯，且可與注射環(huán)磷酰胺的陽性對照組出現(xiàn)類似的抑制現(xiàn)象。在實驗中，BT毒素對于大鼠和小鼠的半數(shù)致死量（LD50）分別大于15g/kg和20g/kg，但是BT毒素在體內(nèi)的蓄積系數(shù)大于6.24，可以導(dǎo)致胃腸道、肝臟及腎臟損傷，其中肝臟和腎臟中可見細胞腫脹和空泡樣變性，且可見腎小球血管上皮細胞變性，不能排除是由免疫原因造成的。長期大劑量使用，動物的白細胞總數(shù)和血紅蛋白含量顯著下降，提示BT蛋白具有較明顯的免疫抑制毒性[23]。當(dāng)然由于一些原因，這方面的數(shù)據(jù)十分缺乏，且多為內(nèi)外毒素共同進行試驗，因而有人懷疑BT外毒素可能通過抑制哺乳動物的核酸代謝導(dǎo)致其細胞損傷，而轉(zhuǎn)BT基因作物一般只轉(zhuǎn)入BT的內(nèi)毒素基因，所以目前判斷攝入轉(zhuǎn)BT基因食物能否導(dǎo)致免疫系統(tǒng)及其功能的損傷與障礙還為時過早。但是，不能否認目前的動物研究結(jié)果提示我們在評估轉(zhuǎn)BT基因食物安全性的時候，更應(yīng)評價其對免疫系統(tǒng)整體的影響而并非只考慮其是否具有致敏原性，因為前者更具有普遍性和科學(xué)性，是推廣轉(zhuǎn)BT基因食物的關(guān)鍵問題。

四、轉(zhuǎn)BT 毒素基因食物的潛在免疫學(xué)危害及其應(yīng)對措施

同時，盡管BT毒素蛋白一直被認為是特異性的殺蟲蛋白，對人及其它脊椎動物無害，但是研究表明，通過基因改造，不僅可以改變BT毒素蛋白的靶生物和靶細胞范圍，而且可以大幅度提高BT毒素蛋白在植物總蛋白中的含量。多種常見的細菌毒素如大腸桿菌素A(ColicinA) 、白喉毒素(Diphtheria)等和BT毒素蛋白的一級結(jié)構(gòu)和作用機制雖然不同, 但它們都具共同的三維構(gòu)象特征，并且如前所述，在沒有特異性受體時，BT蛋白也表現(xiàn)出一定的造成生物膜穿孔的現(xiàn)象。同時，Perlak 等先后通過基因修飾和改造，分別在棉花和馬鈴薯等作物中，將BT蛋白表達的水平提高了數(shù)百倍，最高達到植物總蛋白的0.3%[26-28]。并且，我們在注意昆蟲對轉(zhuǎn)BT基因作物產(chǎn)生抗藥性的同時，也要看到抗藥昆蟲對轉(zhuǎn)BT基因作物的選擇可以導(dǎo)致植物表達更多BT蛋白的可能性。人工干預(yù)和自然選擇均可以對轉(zhuǎn)BT基因的植物造成壓力，從而擴展其特異性的靶細胞范圍或提高其表達的BT蛋白水平，從而對人體造成潛在的免疫系統(tǒng)及其功能的損傷。例如，一個兒童每天的蛋白攝入量應(yīng)達到2.5g/kg（嬰幼兒更多），如果其中的50%來自轉(zhuǎn)BT基因植物的蛋白（按總蛋白的0.3%計算），每天的BT蛋白攝入量將達到3.75mg/kg。如前所述，該BT蛋白的攝入量已經(jīng)十分接近可以引起免疫系統(tǒng)發(fā)育和功能障礙的水平，并可以通過抑制白細胞生成，造成進一步的免疫系統(tǒng)功能損傷。

研究還發(fā)現(xiàn)，盡管沒有致畸和致突變的現(xiàn)象，高劑量的BT蛋白對仔鼠的骨骼骨化有一定的延緩作用[23]。

由此可見，BT 毒素蛋白對機體的免疫系統(tǒng)及機體的免疫應(yīng)答存在著潛在的威脅，而不僅是我們原來預(yù)計的超敏反應(yīng)。所以，針對BT 毒素蛋白的潛在威脅，我們必須采取相應(yīng)的應(yīng)對策略。首先，BT 毒素蛋白無耐熱性, 在65℃超過1h 或80℃超過20min , 就能失去活性，且不溶于水或有機溶劑如氯防、丙酮、乙醚等, 僅溶于堿性溶液，經(jīng)三氯醋酸、氯化亞汞等處理引起蛋白質(zhì)變性而失去活性，在酸性或中性環(huán)境中容易降解，因此使用BT 蛋白為主的生物農(nóng)藥是安全的，其在土壤中的殘留僅為3ng，不會對人類的健康造成直接的威脅。但是，由于轉(zhuǎn)BT 基因作物中的BT 蛋白不易去除，必須經(jīng)過加工處理（如加熱和進行酸處理），使其失活才能保證安全；其次，BT 毒素蛋白對于特殊人群，如需要蛋白量大且正在骨骼發(fā)

育的兒童及胃酸分泌不足的人群，可能造成免疫系統(tǒng)發(fā)育及功能嚴重障礙，所以應(yīng)避免向這些人群提供含BT 毒素蛋白食物，由于轉(zhuǎn)BT 蛋白基因作物的遺傳物質(zhì)可能污染其它作物，因此必須嚴格限制和控制轉(zhuǎn)BT 基因作物的種植；最后，盡管目前還沒有轉(zhuǎn)BT 基因食物造成急性超敏反應(yīng)的臨床報道，但是加工轉(zhuǎn)基因稻米的工人可以對其產(chǎn)生IgE 型抗體，且在豚鼠試驗中，可見皮膚刺激癥狀。這些都提示BT 毒素蛋白可能引起超敏反應(yīng)，因此在使用轉(zhuǎn)BT 基因生物來源的制品（如轉(zhuǎn)BT 基因棉花的衣物）時，要考慮引起超敏反應(yīng)的可能，曾經(jīng)有超敏反應(yīng)病史的人群應(yīng)該避免接觸，所以對于這類產(chǎn)品也應(yīng)該進行標(biāo)識管理。

總之，轉(zhuǎn)BT基因殺蟲作物的出現(xiàn)可能對機體的免疫系統(tǒng)造成潛在的影響，由于轉(zhuǎn)基因蛋白可能在食物中占有很大含量，人們在認識這種影響時，應(yīng)該走出僅關(guān)心超敏反應(yīng)的誤區(qū)，而更要關(guān)注其對免疫系統(tǒng)的整體影響。而且，由于通常認為敏感的生育繁殖指標(biāo)在微生物農(nóng)藥或轉(zhuǎn)基因抗蟲作物的檢測中，遠遠沒有免疫指標(biāo)敏感和易于定量，因此，有專家早就呼吁增設(shè)有關(guān)的免疫監(jiān)控指標(biāo)進行試驗和安全性評價[23]。從目前情況來看，在未能確定轉(zhuǎn)BT基因食品安全的狀態(tài)下，還是應(yīng)該以使用和研發(fā)BT蛋白類的農(nóng)藥為主要方向，而不應(yīng)在轉(zhuǎn)基因的問題上過于冒進。

/來自中華網(wǎng)社區(qū) club.china.com/

　　作者簡介：初明，男，1984 年10 月出生。現(xiàn)為北京大學(xué)醫(yī)學(xué)部基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)專業(yè)八年制學(xué)生，目前從事基礎(chǔ)免疫學(xué)研究工作。