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        對肉過敏只能食素?基因工程技術讓你可以放心吃肉

        2020年12月29日 07:37   來源:科技日報   本報記者 馬愛平

          由美國醫療公司Revivicor研發的基因編輯豬“GalSafe豬”12月14日獲得美國食品與藥物管理局(FDA)的批準,既可食用也可用來生產醫療產品。科學家通過基因工程手段,敲除了在豬細胞表面添加α-半乳糖(Alpha-gal)的蛋白酶,那些對肉類過敏的普通人群因此可以放心安全地食用這種基因編輯豬。

          此外,“GalSafe豬”還可以用來生產類似于肝素的藥物,它的組織和器官還可能潛在地解決患者接受異種器官移植后的免疫排斥問題。

          “‘GalSafe豬’獲準上市,標志著基因編輯動物首次實現食用和醫療雙重用途。”中科院遺傳與發育研究所生物學研究中心高級工程師姜韜在接受科技日報記者采訪時表示。

          已有多種基因編輯動物獲準上市

          首次批準一種基因改造過的動物既可用于食品,又可作為潛在的生物醫學用途,這是科學創新的一個巨大里程碑。FDA目前確定,這種基因編輯豬的肉可以安全地供一般人群食用。

          這是FDA首次批準用于人類食物消費和潛在治療用途的動物體內基因組改變,也是FDA繼2015年批準基因編輯三文魚后,再次批準一種基因編輯動物上市食用。

          美國等國家還批準過哪些基因編輯動物上市?姜韜指出,目前國外生物技術發達國家批準的基因編輯動物有幾種。2009年FDA批準一種價值在千萬美元的基因編輯山羊上市,但不是作為食用,而是作為生物反應器,用其乳腺生產一種預防血栓的蛋白質藥物,并跟著乳汁分泌出來,以治療人類遺傳性抗凝血酶缺乏癥。

          2014年,FDA批準了一種基因編輯兔子上市,用其可生產治療遺傳性血管水腫的藥物。

          “2015年,由英國劍橋羅斯林研究所研發的可以在雞蛋中制造重組蛋白質藥物的基因編輯雞獲得FDA批準,用于治療無法降解細胞中脂肪的人類遺傳疾病,同年,生長速度和飼料回報率明顯優于普通大西洋鮭魚的基因編輯三文魚成為第一個獲得FDA和加拿大相關部門批準食用的基因編輯動物。”姜韜說。

          去掉相應基因才能真正防過敏

          GalSafe是半乳糖安全的意思,“GalSafe豬”因身體細胞表面缺乏“α-半乳糖”分子而得名。

          α-半乳糖僅存在于哺乳動物體內,但不包括人類。日常生活中,部分人食用含有α-半乳糖的肉類后會引發過敏。“GalSafe豬”因不含α-半乳糖,不僅可以為過敏者提供安全食用的肉類,同時還可以用于為過敏者生產藥物,如不含α-半乳糖的血液稀釋劑——肝素。

          為什么只有敲除相關基因才能防過敏,通過烹調方式不能避免過敏嗎?對此,姜韜解釋,有的食物人類食用后引起過敏,表明食物中有過敏源分子或其部分與人類小腸表皮細胞特殊免疫受體結合,激發了一類急性應激反應。

          “這種過敏性結合物,往往已經經過了胃腸道各種消化酶及胃液胰液腸液等部分消化處理,仍然能夠保持必要的結構和足夠的數量,這往往也是一般性烹飪無法破壞或徹底消除的,因此最徹底的解決方法是完全去掉相應的基因,就是用基因組編輯的方法,敲除這個基因,讓相應的過敏源完全不會出現。”姜韜說。

          中國農業大學分子生物學博士湯波解釋,α-半乳糖全稱為α-1,3-半乳糖,廣泛存在于豬、牛、羊等哺乳動物細胞表面,但是在人類和非人靈長類動物細胞上卻沒有。有些人可能會對含有α-半乳糖的牛肉、豬肉和羊肉等紅肉產生輕度或嚴重的過敏反應,即α-半乳糖綜合征。一般的烹飪方法并不能讓所有α-半乳糖分解,患有α-半乳糖綜合征的人要盡量避免食用紅肉或含有紅肉的食品。

          “GalSafe豬”的飼養條件要比傳統豬飼養條件嚴格很多,除此之外,沒有發現“GalSafe豬”本身的安全問題。FDA還評估了基因組改變在“GalSafe豬”中出現危害人類健康的抗藥性細菌的風險,并得出結論,食用這種豬肉感染致病性細菌的風險很低,并且“GalSafe豬”在市場流通中的數量少,通過對耐藥性細菌的持續監控,可以減輕相關危害。

          醫用基因編輯動物無法替代

          自上個世紀80年代初期,第一只基因編輯小鼠降生以來,基因編輯技術發展很快,基因編輯的牛、羊、魚、昆蟲等紛紛出現。基因編輯動物打破了從自然繁殖中獲取基因的傳統遺傳學方法,成為生物學發展史上的又一個重要轉折點。基因編輯技術將為人類提供有特殊功效的食品和藥品。

          FDA也表示,任何機構或研究所在將“GalSafe豬”用于新藥或人體植入之前,都必須尋求FDA的進一步批準。

          “GalSafe豬”雖不是首次被批準上市的基因編輯動物,但是首次獲準將基因編輯動物用于食用和醫療兩種用途。那么,研究基因編輯動物,食用和醫用哪個更重要?

          “具體問題具體分析,不能簡單比較哪個更重要。目前醫用基因修飾動物研究的更多一些,主要用于生產重組蛋白藥物、人類疾病模型、異種器官供體等。基因修飾后的‘GalSafe豬’可用于生產對患有α-半乳糖綜合征的人不過敏的豬肉產品,更重要的用途則是生產不易產生免疫排斥反應的醫用產品,比如從豬身上提取藥物、異種移植器官、細胞等產品。”湯波說。

          因不含可檢測到的半乳糖,“GalSafe豬”可能被用作血液稀釋劑——肝素等醫療產品的生產原料。“GalSafe豬”的組織和器官還有可能解決異種移植患者的免疫排斥問題,因為α-半乳糖被認為是患者排斥的原因之一。

          姜韜指出,基因編輯動物,不管食用還是醫用都有重要價值,而醫用更是無法替代的全新用途。

          “因為我們的食用動物現在已經實現集約化飼養,成本接近天花板,目前的基因改造可提高飼料回報率、瘦肉率、抗病能力等。而醫用,尤其是把特殊基因編輯豬作為異種器官移植的供體,是前所未有的全新領域,一旦成功實現,則可望徹底扭轉用于治療人類器官衰竭導致死亡的器官短缺現狀,拯救大量患者生命。”姜韜說。

        (責任編輯:王婉瑩)

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