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重组DNA微生物食品安全评估准则

CAC/GL 46-2003

第1节 范围

1.本指导原则支持“现代生物技术食品风险分析原则”,讨论了经重组DNA微生物作用而生产的食品的安全和营养。[1]用于生产这些食品的重组DNA微生物一般都是运用现代生物技术,由那些过去就用于安全食品生产的系列中获得。然而,如果受体系列没有安全使用的历史,就需要确立他们的安全性。[2]此类食品及其成分中可能含有活性或非活性的重组DNA微生物,或者该产品的生产过程中重组DNA微生物发酵后已经不存在了。
2.认识到其它组织或文书可能已涵盖了下列问题,本文件将不再涉及:

·农业中的微生物安全(植物保护、生物化肥、动物饲料或是源于饲喂动物性饲料的食品等);
·与用于食品生产的重组DNA微生物环境释放有关的风险;
·微生物作为添加剂或加工扶助物生产的产品的安全,比如食品生产中使用的酶[3]
·会对食品中微生物的使用产生影响的特殊的健康功效或益生菌效果;或
·与接触重组DNA微生物食品生产工人的相关安全问题。

3.用于食品生产的很多微生物早在对其进行科学评估之前,就有很长的安全使用历史。对微生物进行的科学评估很少能够全面描述与微生物食品相关的所有潜在风险,包括一些情况下,消费活性微生物的潜在风险。而且,食品法典的风险分析原则,尤其是风险评估原则,主要适用于特定的化学个体,比如食品添加剂和农药残留,或是具有明显危害和风险的特殊化学污染物或微生物污染物;这些原则本不适用于进行食品加工的微生物或是发酵生产食品的微生物。已经进行的安全评估主要把注意力放在是否缺失与这些微生物相关的过敏性特性,以及是否有报告显示摄入这在微生物会产生负面影响,而不是评估指定研究的结果。而且,如果用传统方法进行安全测试的话,很多食品可能都会被认定含有有害物质。因此,在评估食品的全面安全时,需要采用更有针对性的方法。
4.制定这一方法时考虑的信息包括:

A)在食品生产中使用活的微生物;
B)考虑这些生物的基因修饰类型;
C)进行安全评估目前使用的不同方法;
D)与使用重组DNA微生物进行食品生产特别相关的问题,包括基因的稳定性、基因转移的可能性、胃肠道的适应和持续存在[4]、重组DNA微生物可能与胃肠细菌丛或是哺乳动物寄主之间发生相互影响以及重组DNA微生物对免疫系统可能产生的影响。

5.这一方法基于如下原则:重组DNA微生物食品的安全评估应参考拥有安全使用历史的传统对比物,不仅评估重组DNA微生物生产的食品,同时也评估微生物自身。这一方法同时考虑预期和非预期产生的效果。并不是要确定与该食品或微生物相关的所有危害,而是要确定相对于传统对比物而言是否会产生新的或其它危害。
6.这一安全评估方法契合“现代生物技术食品风险分析原则”3节中谈及的风险评估框架。如果安全评估中确实发现了新的或其它危害、营养或其它方面的食品安全考虑,应首先评估与之相关的风险,以确定其与人类健康之间的联系。安全评估之后,以及必要的进一步风险评估之后,根据“现代生物技术食品风险分析原则”,在考虑大规模推广之前,还需要对该食品或食品成分(比如生产中使用的微生物)实施风险管理。
7.风险管理措施包括售后监测对消费者的健康影响,这些措施可能会对风险评估程序有所帮助。“现代生物技术食品风险分析原则”的第20段论述了这一内容。
8.本指导原则阐述了对重组DNA微生物食品进行安全评估建议使用的方法,与传统对比物进行比较。安全评估将关注用于食品生产的重组DNA微生物的安全,以及如适当,还将关注重组DNA微生物作用于食品而产生的代谢物。本指导原则确定了一般可以适用于此类评估的数据和信息。将重组DNA微生物或其生产的食物与各自的传统对比物进行比较时,任何差别都应考虑在内,不论他们是有意还是无意产生的效果。应适当考虑重组DNA微生物与食品矩阵结构或菌群之间的相互影响,并考虑任何新表达蛋白和二级代谢产品的安全性。本指导原则专门针对重组DNA 微生物食品或此类食品的成分,一般而言,这里阐述的方法也可适用于经其它技术转变的微生物生产出的食品。

第2节 定义

9.以下定义适用于本指导原则:“重组DNA微生物”是指其基因材料已经体外核酸技术改变了的细菌、酶和线型真菌,体外核酸技术包括重组脱氧核糖核酸(DNA)以及将核酸直接注入细胞或细胞器中。“传统对比物” [5]是指:

·一种微生物/系列,已知曾安全用于生产和/或加工食品,并与重组DNA系列相关。这一微生物可能以活性状态出现在食物中,或在加工后不再存活或在加工过程中不再具有活性;或是
·使用传统食品生产微生物生产出的食品,且基于食品生产中的普遍应用对于这类微生物已有建立安全的经验。

第3节 食品安全评估介绍

10.特意培植微生物生长而生产出来的食物,绝大多数都拥有很悠久的历史,早在有科学的安全评估办法之前就被认为是安全的。微生物具有的一些属性,比如生长速度很快,就使得不论采用常规技术还是现代生物技术都可以在很短的时间里完成基因修饰。源于常规基因技术的食品生产微生物,通常在进入市场之前,并没有从化学、毒理学、流行病学和医学的角度对其进行系统而大量的评估。但是,微生物学家、真菌学家和食品技术专家已经对细菌、酶和线型真菌的新品种进行了评估,寻求对食品生产有益的表型特性。
11.重组DNA微生物的安全评估应该记录食品中使用相关微生物的情况、重组DNA微生物或是用于组建重组DNA微生物的受体品种中是否具有已知过敏源的特性以及涉及受体和相关生物的已知的负面作用。除此之外,如果某种重组DNA微生物直接影响食品或存留在食品中,应该检查可能影响该食品安全的所有因素。
12.在毒性影响评估中使用动物模式是许多化合物(比如农药)风险评估中的重要因素。然而,在大多数情况下,我们都十分了解即将接受测试的物质的特性,已知它的纯净度,没有特别的营养价值,人类与之的直接暴露较少。因此,就可以比较直接地把此类化合物饲喂动物,饲喂量比人类可能的接触量大几倍,以确定是否会对人类的健康产生重要的负面影响。这样做,在大多数情况下,可以估计出不会出现负面影响的暴露水平,而且还可以通过适用恰当的安全因素设定摄入的安全水平。
13.动物研究不能直接适用于测试有机食品的风险,因为有机食品是化合物的复杂集合体,而且常常在组成和营养价值上存在很大区别。由于他们的量较大,容易吃饱,通常饲喂动物的量与人类饮食中可能出现的量相比高不了太多。除此之外,用动物做食物研究时还应该考虑的一个关键因素就是营养价值和饮食均衡,以避免引发并非与材料本身直接相关的负面影响。因此测试到任何可能的负面影响并把其归结到食品中的某一特性是十分困难的。如果食品的特性描述提供的数据不足以进行全面的安全评估,那么就需要对有机食品进行严格设计的动物试验。还有一点可以决定是否需要进行动物研究,即如果进行的试验不大可能产生有意义的信息,那么就没有必要用动物做这个试验。
14.在毒性评估中惯用的动物研究也不能直接适用于评估与食品生产中摄入微生物相关的潜在风险。微生物是活的物体,含有许多生化物质,具有复杂的结构,因此与纯化合物并不相同。在一些加工食品中,在加工和摄入后微生物也有可能存活下来,而且在一些情况下可以在肠道环境中存活很长一段时间。若供体、基因或基因产品没有安全使用历史,应该运用恰当的动物研究来评估重组DNA微生物的安全,应特别考虑到目前可得的供体信息及转基因材料和基因产品的特性。而且,在评估食物的营养价值或食物中新表达物质的生物利用率时,可以运用特别设计的动物试验。
15.由于无法对有机食品适用传统的毒性测试和风险评估程序,对于使用重组DNA微生物生产出的食品进行安全评估就需要采用更有针对性的方法。制定跨领域安全评估方法恰恰解决了这个问题,评估方法使用了实质等同性概念[6],考虑了预期的效果、修饰的实质以及微生物及其对食品的作用中可能产生的非预期影响。
16.如果安全评估的重点放在重组DNA微生物上,那么在适用实质等同性概念,这一安全评估程序中十分关键的一步时,应该考虑其与食品矩阵之间相互影响方面的附加信息。然而,实质等同性概念本身并不是安全评估。实际上,它代表着重组DNA微生物及其食品安全评估的起点,这里的安全评估都对重组DNA微生物与其传统对比物进行比较。这一概念可以确定用于食品加工的重组DNA微生物与重组DNA微生物食品以及第9段中定义的各自传统对比物之间的评估异同。实质等同性概念还有助于确定潜在的安全和营养问题,并且被认为是目前针对重组DNA微生物食品最合适的安全评估战略。采用这种方式进行了安全评估后并不意味着新产品绝对安全,它主要侧重于评估任何明显差别的安全,这样重组DNA微生物及其产品的安全就可以和各自的传统对比物进行比较。

非预期影响

17.为了实现将特定靶特征(预期产生的效果)转入微生物的目标,通过添加、替代、移除或重新安排指定DNA序列的方法,包括转移或维持受体生物的DNA,在一些情况下,可能会获得另外的特征或是丢失或修饰现有特征。并非只有使用体外核酸技术才会产生非预期影响。实际上,它是一种固有的、一般性的现象,使用传统基因技术和程序开发品种时,或是微生物接触了预期或非预期的特定压力。与其它微生物的竞争中,非预期效果可能会有损、有益或不影响该微生物的生态健康、人体摄入该微生物后的反应、或该微生物食品的安全。人为的DNA序列修饰或重组,或其它重组DNA微生物中的自然活动也可能造成重组DNA微生物中的非预期影响。安全评估中应该包括避免重组DNA微生物食品对人类健康产生非预期和负面效果的数据和信息。
18.将新DNA序列插入微生物基因组也会产生非预期影响;可能会与那些自然发生换位的基因元素活动后观察到的效果进行比较。插入DNA会引发受体基因组中的基因表达发生变化。异源插入DNA也可能会合成嵌合蛋白,也称为融和蛋白。而且还需要考虑基因的不稳定性及其后果。
19.生成新的或变化后的代谢物形式也可能产生非预期影响。比如,高水平时的酶表达或是新型酶表达都可能会引起二级生化反应、代谢途径调节方面的变化、或者代谢水平改变。
20.由于基因修饰而产生的非预期影响可以进一步分为两种:可以预期的和“不能预料”的。许多非预期影响在很大程度上都是根据添加的特征及其代谢结构或者插入位点进行估计的。由于微生物基因和生理学的知识日益扩展,而且与其它形式的基因操作相比重组DNA技术引入的基因材料的功能越来越精确,要估计某一特殊修饰的非预期影响就变得比较容易。分子生物技术和生化技术也可以用来分析转录和翻译水平的变化,这些变化可能会造成非预期的效果。
21.重组DNA微生物食品的安全评估涉及确定和检测非预期影响的方法,以及评估其生物关联性及其对食品安全潜在影响的程序。因为没有一项试验可以检测出所有可能的非预期影响或是确定与人类健康相关的非预期影响,评估非预期影响需要多种数据和信息。如果整体考虑这些数据和信息,可以保证该食品不太可能对人类健康产生负面影响。对非预期影响的评估应该考虑到微生物的生化和生理特性,那些通常选出用于改良大规模生产的食品或饮料系列的特征。这些就是对表现出非预期特证的微生物的初选。通过了筛选的重组DNA微生物应接受4节所述的安全评估。

食品安全评估的框架

22.根据微生物使用安全的判定,对重组DNA微生物食品进行安全评估,在此之前应逐步地解决一系列相关要素,包括:

A)描述重组DNA微生物;
B)描述受体微生物及其在食品生产中的使用;
C)描述供体微生物;
D)描述基因修饰,包括载体和构成的描述;
E)特征鉴定基因修饰;
F)安全评估:

a)表达物质:评估潜在的毒性和其它与病源性相关的特征;
b)对关键部分进行成分分析;
c)评价代谢物;
d)食品加工的影响;
e)评估免疫影响;
f)评估微生物在人类胃肠道中的活性和滞留;
g)抗生素抗性和基因转移;以及
h)营养修饰。

23.在一些情况下,为了解决一些只与我们正在讨论的微生物和/或食品产品相关的问题,微生物和/或微生物生产/加工得到的食品的特征可能会需要更多的数据和信息。
24.应该根据合理的科学概念和原则以及,如适当的话,根据良好实验室操作规范,设计并实施试验,以得到安全评估所需的数据。如需要,立法机关应该能够获得主要的数据。应该使用合理的科学方法获取数据,并使用恰当的统计方法进行分析。应记录下所有分析方法的敏感性。
25.所有安全评估的目标都是要在目前可获得的科学知识范围内,保证该食品根据其用途进行处理或消费时不会造成危害,或者食品中存留的活性生物也不会造成危害。安全评估应该讨论整个人群的健康,包括免疫缺陷个体、婴儿和老年人。这种评估的预期结果是要得到一个结论,说明新食品和/或微生物是否同传统对比物一样安全,特别考虑到营养内容和价值方面的变化会对饮食产生影响。如果微生物在人体摄入时还可能具有活性,那么应该与传统对比物进行安全比较,特别考虑到重组DNA微生物在胃肠道中的滞留,而且如恰当,考虑重组DNA微生物与哺乳动物(尤其是人类)胃肠细菌丛之间的相互影响以及重组DNA微生物对免疫系统的影响。实质上,安全评估程序的结果是要这样界定一个产品,使得风险管理员可以确定是否需要采取任何措施以保护消费者的健康,而且一旦需要采取措施,就能够获得足够的信息做出恰当的决策。

第4节 总的考虑

描述重组DNA微生物

26.应该对安全评估中的细菌、酶和真菌系以及食物进行描述。这一描述应足以帮助我们了解该生物或使用该生物生产出的食物的实质。关于食品生产中使用的或含于食物中的重组DNA微生物,应使用分子方法进行适当的确认,将其作为原种进行保护,而且最好是在已经确立的培养物保藏中心中进行保护。这样做可能会促进对原始安全评估的回顾。根据需要,立法机关应该能够接触此类原种。

对受体微生物及在食品生产中使用的描述

27.需要对受体微生物或接受基因修饰的微生物有一个全面地描述。以前所有有关受体微生物在食品生产和消费中使用的记载都必须是安全的。能产生毒素、抗生素或其他不能存在于食品中物质的微生物、包含能导致遗传不稳定性、耐抗生素的遗传因子的微生物或是含有致病性遗传因子(也称为致病岛或毒力因子)的微生物都不能用作受体微生物。对受体微生物的描述必须包括但不仅限于以下几方面信息:

A)身份:指代微生物的学名、常用名及其他名称、品系、有关品系和来源的信息、有关能够获取此种微生物或其前期物质的培养库的信息及此种微生物在培养库中的索引编号,以及有关分类测定的信息,如果可以对这种微生物做分类测定;
B)微生物以前的培养和使用情况,目前已知的菌株培养情况(包括突变基因的分离及用于菌株构建的前期菌株),特别要指出那些会对人体健康产生不利影响的特征;
C)关系到受体微生物安全性的微生物遗传型和表现型的信息,包括已知的毒素,抗生素,抗生素抗性因子或其他有关致病性和免疫影响的因素,以及有关微生物遗传稳定性的信息;
D)微生物在食品生产和食品消费的安全使用情况;及E) 培养受体微生物的相关参数的信息。

28.不仅要提供受体微生物的表现型和遗传型的相关信息,同时也要提供相关品种和赋予受体微生物各种功能的染色体外遗传因子的表现型和遗传型信息,特别是在相关品种被用于食品或可能对人和动物造成致病性影响的情况下。有关受体微生物遗传稳定性的信息应该包括:可移动DNA因子的存在,即插入序列、转位子、细胞质基因,以及原噬菌体。
29.对受体微生物以前的使用情况的说明应该包括以下几方面信息:受体微生物培养,运输,贮存的典型方法、用于质量保证的典型方法包括品系鉴别方法,微生物及食品的生产说明,以及这些生物是否存活于加工后食品中,还是在加工过程中被除去或杀死。

对供体生物的描述

30.应提供供体生物,中间生物及其它相关生物的信息。尤其重要的是要确定供体生物,中间生物或其他密切相关的生物是否显示出致病性特征,是否会产生毒素,或带有其他影响人体健康的特性。

A)身份:指微生物的学名、常用名及其他名称、品系、有关品系和来源的信息、有关能够获取此种微生物或其前期物质培养库的信息及微生物在培养库中的索引编号,如果可以对这种微生物做分类测定的话,提供有关分类测定的信息;
B)供体微生物和相关生物对食品安全影响的信息;
C)提供有关供体生物食用安全性的生物遗传型和表现型信息,包括已知的毒素,抗生素,抗生素抗性因子或其他有关致病性和免疫影响的因素。
D)除了预期食品的用途外, 提供食品在供应和暴露途径中过去和现在的利用情况(如在某些情况下此种生物可能会被看作污染物)。

对基因修饰的描述,包括载体和构建

31.应提供足够的基因修饰方面的信息,以便能够识别所有可能转入受体微生物或在受体微生物内接受修饰的遗传材料,同时还须提供必要的信息用于分析那些用来鉴定微生物染色体中增加的,插入的,被修改或删除的DNA的数据。
32.对菌株构建的描述应该包括:

A)基因修饰的具体方法;
B)有关用于修改微生物基因的DNA的信息,包括DNA的来源(例如来自于植物、微生物、病毒或合成物),识别和在重组DNA微生物中的功能,以及质粒的拷贝数,及
C)中间受体生物,包括用于培养和处理移入最终受体生物的DNA的生物(例如其他细菌或真菌)

33.提供有关增加的,插入的,被修改或删除的DNA的信息,包括:

A)对所有遗传成分的鉴定包括标志基因,载体基因,以及其他调节或影响DNA功能的因素;
B)大小和身份;
C)最终载体/构建中基因序列的位置和定向;及
D)功能。

对基因修饰的鉴定

34.为清楚地了解采用重组DNA微生物生产的食品,转基因对其构成和安全的影响,我们有必要对所使用的转基因技术做全面的分子与生物化学的鉴定。为了能对安全性做出准确的评估,插入的DNA最好仅限于用于完成所需功能的DNA序列。
35.需提供有关重组DNA微生物中DNA修改的信息,包括:

A)对增加的,被删除或修改了的遗传材料的鉴定和描述,包括质粒和其他用于转移基因序列载体DNA,对带动转移质粒和其他遗传因子的潜力的分析;增加的,插入的,被删除的或经过其他修饰的遗传材料的位置; 如果遗传材料的位置处于多拷贝质粒上,需给出质粒的拷贝数;
B)插入位点数量;
C)每个插入位点修饰后遗传材料的构成,包括插入的,被删除或修改的遗传材料,用于转移基因序列的载体DNA及周边基因序列的复制编码和序列数据。这些信息是用来识别任何由于遗传材料的插入,修改或删除而产生的新物质。
D)识别DNA插入片段内的,以及由于对染色体或质粒中的邻接DNA的修饰而产生的可读框,包括可能产生融合蛋白的可读框;及
E)任何已知的会对潜在有害功能的表达进行编码或产生影响的基因序列。

36.需提供有关重组DNA微生物中的已表达物质的信息,包括:

A)基因产品,(例如某种蛋白或未翻译的RNA)及其他信息,例如对转录物或表达产品的分析,这些分析的目的是用来鉴定食品中可能存在的新物质;
B)基因产物的功能;
C)新特性的表现型描述;
D)D)在作为表达基因产品的微生物中表达的程度和位置(细胞内、周质-革兰氏阴性细菌、细胞器-在真核微生物中 ,隐藏的),如果可能的话还需提供在微生物中的代谢程度;
E)如果已表达序列的功能是改变某种特定内源性信史RNA或蛋白的程度,那么需提供插入的基因产品的数目;及
F)我们对生物进行基因修饰从而使生物获得特定的功能,需说明由这种修饰带来的某种基因产品的缺少,或与基因产品有关的代谢物的变化。

37.此外,还需提供以下一些信息:

A)说明修饰后的遗传材料在进入新的细胞后是否保持[7]了它的排列顺序还是在被引入细胞后发生了重新排列,同时要指出重组菌株的繁殖数目,包括在储存过程(现有的技术条件下)中繁殖的数目,是否达到了其应用于食品生产所要求的水平;
B)展示对表达蛋白中氨基酸序列所作的人工修饰是否会引起翻译后修饰的变化,或是对其结构和功能的关键位置产生影响;
C)说明基因修饰是否达到了预期的效果,表达出来的特征在微生物繁殖过程中是否一直保持稳定直至繁殖出了足够多的微生物以达到其在食品生产应用上的目的,以及这些特征的遗传是否符合遗传规律。在不能直接对表型特征进行检测的情况下,可以对插入的、被修饰的DNA或相应RNA的表达的遗传状况作检测[8]
D)说明新表达的性状是否按预想的在恰当的细胞位置上表达出来了,还是以某种方式在某些层面上隐藏起来了,并与有关的推动相应基因表达的调节序列保持一致;
E)指出有无任何迹象表明受体微生物中的一个或多个基因受到了基因修饰或基因交换过程的影响;及
F)确认任何新的融合蛋白的身份和表达方式。

安全性评估

38.在进行安全评估时,应根据每种转基因微生物的自然属性和对其改变的程度大小采取适当的方法。当一种物质或与它紧密相关的物质(从功能和暴露的角度来看)在食品中得到使用并且是安全的,那么可以不对这种物质作传统的毒理研究。在其他情况下,有必要对新物质进行适当的传统毒理研究或其他研究。同时重组DNA微生物对食品矩阵的影响也需考虑在内。如果对食品特征的描述不足以作出彻底的安全评估,那么应该进行适当的体外试验和动物试验来检测该种重组DNA微生物或用该种微生物生产的食品。

表达物质:对潜在毒性和其他与致病性有关的评估         

39.如果一种物质以前从未被应用于食品或食品加工中,那么有必要对其进行传统的毒理研究和其他适当的研究。这可能需要将该种新物质从重组DNA微生物或者食品中分离出来(如果这种物质处于隐藏状态),如有必要可以人工合成,或从别的来源获得该种物质,前提是通过这些途径得到的物质无论是从结构上,功能上还是生物化学的角度来讲,都必须与原来的物质完全一样。同时还需提供以下几方面的信息:可能暴露该物质的消费者,该物质的摄入量和对饮食的影响。
40.对表达物质的安全性评估应该把该物质在食品中的功能和浓度考虑在内。必须确定存活于食品中的微生物的数量,并与传统对比物进行比较。所有量化的测量都需使用合理的统计技术。同时,还需考虑该物质目前在饮食中存在的状况,以及可能对人口亚群产生的影响。

·如果表达物质是蛋白,在对其潜在毒性进行分析时应该考虑到它的结构和功能,而重点应该放在该蛋白与已知的有毒蛋白和抗营养因子(如蛋白酶、抑制剂、铁载体)在氨基酸序列方面的相似之处,以及在加热,加工过程中和在有代表性的肠胃系统的降解作用下该蛋白的稳定性。如果该蛋白以前未被安全地用于食品中,也不存在与它类似的一种蛋白在食品中安全的使用过,那么可以对该蛋白的口服毒性检验[9],检验时也需考虑到该蛋白在微生物中的生物功能。
·.非蛋白物质如未被安全的用于食品中,那么对该物质的潜在毒性的评估应该采取个案的方式,根据该物质的种类,浓度和生物学功能采取适当的方法。可以对它进行以下几方面的评估研究:新陈代谢、毒物动力学、慢性毒性/致癌性、对生殖能力的影响以及致畸性。

41.应表明新出现的或改变性状的与对人体健康有害的供体生物的特征没有任何联系。需提供足够的信息来表明供体微生物体内已知的有毒物质或抗营养因子的基因编码未被转移到重组DNA微生物中,这些重组DNA微生物正常情况下不表现出这些有毒或抗营养的特征。

·在对表达物质的毒性进行评估时,根据具体情况的不同,可能还需要开展其它体内或体外的研究,同时检测基因修饰可能带来的某些物质的累积,如有毒代谢物或抗生素等。

重要成分组成分析

42.对由重组DNA微生物生产的食品的重要成分[10]进行分析,同时也要对在同样条件下生产的一种传统对比物作同样的分析,并比较两次分析的结果。对于观察到的数字上的不同,我们应当根据该参数的自然变动范围来判定这一不同的生物学意义。用于比较和参考的食品最好是由近等基因系生产出来的。进行这种分析比较的目的,必要时结合暴露评估,是为了保证那些关系到食品的安全性的物质未发生变化,从而对人体不会产生不良影响。

对代谢物的评估

43.用重组DNA微生物生产的食品中可能会产生新的代谢物,或者原来各种代谢物的含量水平会发生变化。如果发现食品中发生了代谢物的变化,且为了这类代谢物的安全,应注意经传统程序确立这些代谢变化对人体健康的影响(如评估食品中的化学品对人的安全性)。
44.由重组DNA微生物带来的代谢物变化可能会引起各种微生物在混合培养物中的数量的改变,从而增加有害生物生长和其他有害物质积累的风险。当由不同微生物组成的混合培养物用于食品加工时,例如生产天然奶酪,日本豆酱,酱油等,必须就一种转基因微生物对其他微生物的影响作出评价。

食品加工的效果

45.食品加工,包括在家庭中对食品的加工也有可能会对由重组DNA微生物生产的食品造成影响。例如,经过加工后某种内源性毒物遇热的稳定性或某种重要营养素的生物利用率会发生改变。因此我们必须要给出各种食品的加工条件。例如就酸奶而言,必须提供生物生长和培养条件方面的信息。

对免疫效果的评估

46.如果食品中存在着由插入基因带来的蛋白,应评价这种蛋白引起过敏的可能性。必须考虑人体对该蛋白本身过敏的可能性以及该种蛋白应用于食品后是否会引起过敏反应。在指导原则的附件中已阐明了要考虑的所有问题。
47.由已知过敏源产生的基因都必须被看作是过敏原的基因编码,需避免使用此种基因除非有科学的证据证明它不是过敏原的基因编码。应避免使用那些从已知的能够引起过敏体质人群患谷物过敏性肠胃病的生物内提取基因,除非被转移的基因不是过敏原的基因编码,也不会产生与谷物过敏性肠胃病有关的蛋白。
48.存活于食品中的重组DNA微生物可能会在胃肠中与免疫系统产生反应。对这些反应的研究需根据重组微生物和传统对比物的不同之处的类型进行。

对微生物在人体胃肠中活力和停留状况的评估

49.对于某些用重组DNA微生物生产的食品,这些微生物进入并停留[11]于人体体内可能会对人体肠道有影响。对这些微生物进行进一步研

究的必要取决于其传统对比物在食品中的存在情况以及基因修饰带来的预期和非预期效果的性质。如果食品加工过程杀灭了所有的微生物(如,面包的烤制过程中高温杀死了微生物),或者随着某些对微生物有毒的终端产品(如酒精或酸)的积累,食品中的微生物丧失了活性,那么就无需再检验微生物在消化道内的活力和停留状况了。
50.对于食品加工的终端产品中存在活的重组DNA微生物的情况,也许有必要检测这些微生物单独或以存在于食品矩阵内方式在消化道中的成活力,以及对肠道内微生物系统的影响。这类检测开展的程度取决于基因修饰带来的预期和非预期效果的性质和重组DNA微生物和类似传统微生物差别的大小。

耐抗生素和基因转移

51.一般来说, 我们不对用于食品加工中的传统微生物系列的抗生素耐药性做出评价。很多用于食品加工的微生物本身对某些特定的抗生素有抵抗性。作为构建重组DNA微生物受体,这种特性需要考虑这些系列。但是,如果微生物的抗生素耐药性有可传递遗传因子的编码,而且用它生产的终端食品中会存在此类微生物或那些可传递遗传因子,那么就不能使用这些微生物。任何可能含有此类抗性基因的质粒、转座子和整合子都需得到特别说明。
52.应该使用那些无需依赖于食品中活体微生物体内抗生素抗性标志基因的安全的替代技术来达到重组DNA微生物中的选择目的。一般来说,使用抗生素抗性基因构建中间生物时不能产生严重的对人体不利的影响,这些不利影响将排除末端菌株在食品生产中的利用,除非耐抗生素标识基因从终端构建中消除。
53.人体肠道内微生物系统和摄取的重组DNA微生物之间可能会发生质粒和基因的转移。必须考虑基因从重组DNA生物或由它生产的食品转移到肠道中的微生物体内或人体细胞内的可能性,以及这种基因转移的结果。在缺少选择性压力的情况下,转移的基因不太可能存活下去。但是也不能完全排除这种可能性。
54.为了将基因转移的可能性降到最低,应考虑采取以下几个步骤:

A)插入的遗传材料进行染色体整合要比在一个质粒上的定位更可取;
B)重组DNA生物可以存活于胃肠系统的情况下,我们应避免在基因构建中使用会给受体微生物带来选择有利性的基因,这些基因会在无意中会转移到受体微生物体内;及
C)在构建将要被转入其他微生物的遗传材料时,应避免中间插入其它染色体组的序列。

营养修饰

55.在上文“主要成分构成分析”一节中已经提到要对所有用重组DNA微生物生产的食品所含重要营养成分可能发生的改变做出评价。如果进行了这类营养修饰,那么就要对该种食品作进一步的检测,以评价该变化的结果以及这种食品的摄入是否会改变人们所摄取营养的状况。
56.应利用已知的某种食品的摄取和消费方式来估计人们摄取由重组DNA微生物生产的食品的情况。然后根据估计得出的一般摄入量和可能的最大摄入量,分别评价重组DNA微生物食品中营养素的变化带来的有关营养方面的影响。基于可能的最大摄入量做出的评价保证我们能够预见到可能产生的不良营养反应。同时还要对特殊人群的生理特点和新陈代谢需要给予特殊的关注,如幼儿,儿童,怀孕及哺乳期妇女,老人,慢性病患者及免疫功能失调等。根据分析得出的营养方面的影响和特定亚人群的饮食需要,有时还需作营养方面的额外分析与评价。同样重要的是要弄清经过改变的营养素的生物有效度如何,它在加工、储存的过程中稳定性如何,保持稳定的时间有多长。
57.在运用现代生物技术来改变使用微生物生产出来的食品的营养水平时,可能会引起该食品营养素的很大变化。对微生物进行的基因修饰可能会改变整个食品的营养素,并改变摄取该食品的人体的营养状况。因此,应确定哪些可能影响整个食品营养素的变化。
58.当新的食品与传统对比物相比发生了很大改变时,也许可以再使用其他常规食品或食品成分(如与重组DNA微生物生产的食品在营养构成上更为接近的食品)作为适当的比较器,评价对食品的营养方面的影响。
59.有些食品还需要做额外的试验。例如,在重组DNA微生物生产的食品中,营养素的生物有效度可能会改变或新的食品无法与传统的食品进行比较时,可能就需要进行动物饲养试验。就保健食品来说,除了遵照上述原则进行的评价外,还需进行额外的评价,如特定的营养、毒理及其他适当的研究。如果对食品的鉴定表明已知的数据还不足以对该食品做出彻底的安全性评价,那么可以要求用这种有机食品做适当的动物研究。

安全评估的审议

60.安全评估的目的是为了判定由重组DNA微生物生产的食品是否与其传统对比物同样的安全,在进行过程中需考虑到营养成分或价值的所有变化对人体的影响。但是当新的科学信息显示原来的安全评估所得结论可能不正确时,就要对食品重新进行安全评估。

附录:对可能过敏的评估
第1节-介绍
1.必须对所有存在于食品加工终端产品中的由重组DNA微生物产生的新表达蛋白[12]做过敏性评价,看其是否有可能引起过敏反应。在做出评价时需要考虑:是否存在一些人对这些新表达的蛋白本身就是过敏的,以及这些蛋白一旦进入到人们的饮食中是否在某些人体内引起过敏反应。
2.目前,并不存在一种确定的检测方法可以准确预测人体对一种新表达的蛋白可能的过敏反应。因此在对新表达的蛋白的潜在过敏性进行评价时,应采用综合的、渐进的方法,具体情况具体分析,下文还将就这一点做进一步的阐述。这种方法采纳由不同类型的信息、数据得出的证据,因为任何一种单一的标准都无法作出准确的预测。
3.过敏性评价的最终目的是为了测出蛋白成为某种食用过敏原的可能性。
第2节 评估战略
4.对新表达的蛋白潜在过敏性进行评价的最初步骤应包括以下因素的判定:引入蛋白的来源、该蛋白的氨基酸序列是否与已知的过敏源之间存在某些明显的相似之处、结构特点,包括但不仅限于;对酶催降解的敏感性,遇热的稳定性,及酸处理和酶处理。
5.鉴于不存在一种单一的试验可以预测人体对口服物质IgE反应,鉴定新表达蛋白的第一步是要以证据权重的方式比较该蛋白和已知过敏源的氨基酸序列和其他一些理化特性。这需要将由重组DNA微生物产生的新表达的蛋白分离出来,或通过人工合成从别的来源获得该种物质,前提是通过这些途径得到的物质无论是从结构上,功能上还是生物化学的角度来讲,都必须与原来的物质完全一样。同时也要考虑到表达载体的选择,因为不同载体(如 真核生物和原核生物)所允许的翻译后修饰可能会对蛋白的潜在过敏性带来不同的影响。
6.十分重要的一点是要判定被移植基因是否来源于某些已知的会引起过敏反应的物质。来源于已知过敏源的基因应被假设为对过敏源编码,除非有科学根据能够证明此假设不成立。
第3节-最初评估
3.1节-蛋白来源
7.应给出任何与供体生物有关的过敏的信息,作为评估用重组DNA微生物生产的食品的安全性的数据的一部分。过敏性基因源是指有合理证据表明会产生IgE抗体从而引起口腔、呼吸道及接触过敏的生物。有关被移植蛋白的来源的信息可以使我们发现和确定用于过敏性评价的工具和有关数据。这些信息包括:获得用于筛选的血清的难易程度;记载类型;过敏反应的严重及频繁程度;结构特点及氨基酸序列;出自该过敏源的已知过敏性蛋白的理化特性和免疫特性(如能获得)。
3.2节氨基酸序列同源性
8.序列同源性比较的目的在于评价新表达的蛋白与某种已知过敏原结构上的相似程度。所得的结果可以表明该新表达的蛋白是否存在引起过敏的可能性。必须将所有新表达的蛋白的结构与所有已知过敏源的结构作比较,进行序列同源性搜索。须用各种不同的搜索工具如FASTA或BLASTP进行搜索以全面获得二者在结构上相似之处。同时也可以通过相邻且相同的氨基酸片段搜索来发现代表线性抗原表位的序列。相邻且相同的氨基酸片段搜索的规模应由科学根据来决定,其原则是要将得到错误的阴性或阳性结果[13]可能性降到最低。应使用经过验证的搜索和评估步骤以便得到生物学上有意义的结果。
9.当在有80个或更多氨基酸片段中相同氨基酸的比率达到35%以上时,新表达蛋白和已知过敏源之间就有可能存在IgE交叉反应性((FAO/WHO 2001)。除此之外也存在其他的一些科学的标准来判定这种可能性。对新表达的蛋白和已知过敏源之间的序列同源性比较所得的所有信息都要报告,从而对每一种新表达的蛋白都采用适当的方法进行科学的评估。
10.序列同源性的搜寻有一定局限性。尤其是,这种比较仅限于公共数据库和科学文献中的已知过敏源序列。同时,若非邻近抗原表位与IgE抗体结合,这种对比也不大可能发现非邻近抗原表位
11.序列同源性阴性就意味着新表达蛋白不是已知过敏源,而且也不太可能与已知过敏源发生交叉反应。如果结果显示不存在明显的序列同源性,该结果就应该和其它评估新表达蛋白策略中的数据一起考虑。如有必要,还应进一步研究(参见第4节和第5节)。序列同源性阳性则表明新表达蛋白有可能会引发过敏。应使用对已知过敏源过敏的人群的血清,进一步评价该产品。
3.3节 胃蛋白酶抗性
12.已经观察到几种食物过敏源对胃蛋白酶消化产生抗性,因而,我们认为胃蛋白酶消化抗性和过敏可能性之间存在一定的联系。[14]所以,在适当的条件下,如果存在胃蛋白酶且蛋白呈现降解抗性,就需要进一步分析,以确定新表达蛋白是否会引起过敏。建立前后一致、经过验证的胃蛋白酶降解规程可以促进这种方法的使用。然而,还应该考虑到,不存在胃蛋白酶抗性并不排除新表达蛋白是相关过敏源的可能。
13.虽然强烈推荐使用胃蛋白酶抗性规程,但是应该认识到还存在其它酶易感性规程。如果有足够理由,可以使用其它规程[15]
第4节 特殊血清筛选
14.如果蛋白的来源为已知过敏源,或者与某已知过敏源序列同源,如果可以获得所需血清,应该进行免疫化验。由临床验证对蛋白来源过敏的个体中抽取的血清可以用于体外化验蛋白对IgE抗体的特别结合。检验中的关键问题在于是否可以获得足够数量的人类血清[16]。除此之外,为了试验结果有效,还需规范血清的质量和化验程序。针对那些来源于非已知过敏源的蛋白和那些没有表现出与已知过敏源序列同源的蛋白,如要进行17段中谈及的试验,可以考虑进行目标血清筛选。
15..源于已知过敏源的新表达蛋白,仅有体外免疫化验的阴性结果还不够,还应进行其它试验,比如进行皮试和采用体内规程。[17]这些试验的阳性结果就意味着它是一个潜在的过敏源。
第5节 其它考虑
16.完全暴露新表达蛋白以及相关食品加工的影响将有助于我们就其对人类健康是否存在潜在威胁得出一个全面的结论。因此,在确定加工类型及其对终端产品中该种蛋白的影响时,应该考虑用于消费的食品产品的性质。
17.随着科学技术的发展,可以考虑使用其它方法和工具,作为评估战略的一部分来评估新表达蛋白的潜在过敏性。这些方法应该是科学可靠的,包括目标血清筛选(比如评估血清中是否存在蛋白与IgE的结合,试验中的 血清是从经临床验证对广泛相关范围内的食物发生过敏的个体中抽取的);开发国际血清库;使用动物模型;检查新表达蛋白与过敏源相联系的T细胞抗原表位和结构基元。
 


[1]包括的微生物有细菌、酶和线型真菌。(用于,但不仅限于,生产酸奶、奶酪、发酵香肠、纳豆、朝鲜泡菜、面包、啤酒和葡萄酒。)
[2]若用于食品生产的微生物没有安全使用的历史,则该微生物安全标准的确立不在本文件的讨论范围之内。
[3]粮农组织/世界卫生组织关于食品添加剂联合专家委员会(JECFA)正在修改食品加工中的“酶制剂的一般性规定和考虑”的指导原则。这些指导原则曾经用来评估源于转基因微生物的酶制剂。
[4]“持续存在”是指微生物在胃肠道中存活超过两个肠胃通行次数。(国际生命科学研究所,“作为食物的活性转基因微生物安全评估”,1999,布鲁塞尔;粮农组织/世界卫生组织关于生物技术食品联合专家磋商会―“转基因微生物食品安全评估”,2001年9月24-28日,瑞士日内瓦)
[5]已经认识到,在可预见的未来,现代生物技术微生物将不会作为常规对比物使用。
[6]粮农组织/世界卫生组织关于生物技术食品联合专家磋商会:转基因植物的安全问题(2000年5月29日-6月2日,瑞士日内瓦)以及粮农组织/世界卫生组织关于生物技术食品联合磋商会:转基因微生物食品安全评估(2001年9月24-28日,瑞士日内瓦)的第4.3节中对实质等同性概念进行了很好的阐述。
[7]微生物的染色体比高等真核生物的染色体流动性更好,这也就是说微生物生长的更快,更容易适应环境的变化,自身也更容易发生变化。染色体重排是一个普遍现象。微生物基因整体的可塑性可能会影响到微生物体内的重组DNA,因此在对重组DNA微生物的稳定性进行评估的时候必须把微生物的可塑性考虑在内。
[8]经过修饰的菌株必须以这样一种方式保存,使得我们可以对它的遗传稳定性进行检验。
[9]国际性论坛上已经确立了口服毒性研究的指导原则,例如经合发组织(OECD)化学品检测指导原则
[10]重要营养素和重要抗营养因子是指某种特定食品中会对人的整个饮食产生实质性影响的成分。它们可能是主要营养成分 (脂肪、蛋白、碳水化合物),作为抗营养素的酶抑制剂,或微量化合物(矿物质、维生素)。重要毒物是指由微生物产生的毒性明显的化合物,如那些毒性效力和水平会对人体健康产生重大影响的化合物。一贯被用于食品加工的微生物一般在生产条件下不会产生这些化合物。
[11]被摄入的微生物长期在食用者体内建群情况是非常少见的。有时会在停止进食含有某种微生物的食物的几星期后在粪便或结肠粘膜中发现该种微生物。无论转基因生物能否在胃肠系统中存活下来,它都有可能影响哺乳动物寄主(联合国粮农组织/世界卫生组织关于生物技术食品的联合专家磋商会-转基因微生物食品的安全评估,2001,9.24-28, 瑞士日内瓦。

[12]这一评估战略并不适用于评估新表达蛋白是否会诱导谷物过敏或其它肠病。在“重组DNA植物食品安全评估指导原则”的第42段—(蛋白)过敏可能性的评估中,已经就肠胃病这个问题进行了讨论。同时,这一战略也并不适用于评估那些出于低变应目的而下行调节的基因食品。
[13]我们认识到,2001年粮农组织和世界卫生组织召开的磋商会上建议,将搜寻中的8种相同氨基酸片断改为6种。在分步比较中使用的多肽序列越小,就越有可能得到错误的肯定结果;相反,如果使用的多肽序列越大,就越有可能得到错误的否定结果,从而降低比较的效用。
[14]运用《美国药典》(1995)中阐述的方法确立了这一相关性(Astwood及其他人,1996)。
[15]粮农组织/世界卫生组织关于生物技术食品过敏性的联合专家磋商会(2001)的报告:“6.4节胃蛋白酶抗性”。
[16]根据粮农组织/世界卫生组织关于生物食品过敏性的联合专家磋商会(2001年1月22-25日,意大利罗马),为实现99%的确定性至少需要8种相关血清,确保新蛋白不会是主要过敏源。同理,在确定是否为次要过敏源时,为达到相同水平的确定性至少需要24种相关血清。我们已经认识到可能无法获得所需数量的血清用于试验。
[17](粮农组织/世界卫生组织关于生物技术食品的联合专家磋商会报告中)提到了使用过敏人体细胞或组织培养进行过敏性试验的体内程序。

 


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