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转基因动物发展前景广阔——访中国工程院院士李宁

        李宁,教授,博士生导师,中国工程院院士。“国家杰出青年基金”获得者、“长江学者奖励计划”特聘教授、国家自然科学基金委员会“创新研究群体”学术带头人、国家“973”项目首席科学家、国家“863”计划重大专项总体专家组组长、欧盟第5框架计划PigBioP2计划负责人。主要从事动物分子遗传学研究,包括动物克隆与转基因动物生物反应器和畜禽功能基因组方面的应用与基础研究。先后主持国家“973”计划重大研究项目、“863”计划生物领域重大研究项目专题、国家自然科学基金项目、农业部重点攻关项目、美国USDA科技创新项目等。发表学术论文300多篇,其中SCI论文200余篇。

        《生物产业技术》:动物转基因技术一直是研究热点,请您简单介绍一下动物转基因技术及其应用。

        李宁院士:美国科学家John Gordon于1978年建立了完整的动物转基因技术平台,是动物转基因技术的开创者。1980年,Go r d o n 采用显微注射方法获得了转基因小鼠。1982年《Nature》封面上刊登了“超级小鼠”的研究成果,引起大众对动物转基因技术的认识和重视。这是将大鼠生长激素基因转到小鼠身上,使得实验组小鼠的生长速度比对照组小鼠快了1倍。
        动物转基因技术很快应用到家畜身上,从1985年开始陆续出现了转基因猪、转基因兔和转基因绵羊。起初该技术的研究重点为超级生长。举个例子,希望猪的生长速度非常快,体格像牛一样大,但是高等哺乳动物并不像小鼠那样,一个基因就可以解决这些问题。虽然转基因猪生长速度明显加快,个体也明显加大,但并不像转基因小鼠那样能够呈现几倍放大。当时显微注射技术的成功率很低,只有千分之一,这样转基因动物的生产成本就很高。科学界一直在追求新的转基因技术,这就导致了“多莉”的诞生。
        1997年,《Nature》封面上刊登了“多莉”, 却很少有人注意到同年在《Science》的封面也上刊登了一群羊,叫做“Polly”。Polly的诞生标志着动物转基因技术进入一个全新的领域,产生了新的革命,即依据体细胞克隆技术平台上的转基因技术。首先是把重要的基因导入到动物细胞中,保证100%的细胞都是转基因的,然后克隆这个细胞进而培育一个动物,大大提高了转基因的成功率。这就是克隆技术产生以后,与转基因技术的结合,极大地加快了转基因技术的研究步伐。

        《生物产业技术》:在国际上,我国动物转基因技术研发处于什么位置?我国对动物转基因育种技术研发的投入情况如何?动物转基因技术的未来发展前景如何?

        李宁院士:1987年,我国“863”项目就开始支持转基因大动物的研究,特别是转基因猪的研究,当时利用的就是显微注射技术。但是显微注射技术效率太低,成本太高,所以当时的研究规模并不大。克隆技术出现以后,科技部及时调整“863”项目中的研究内容,加入克隆技术。2001年以后,我国转基因动物的研究工作进入前所未有的高潮。我国有多个单位从事这项研究,取得很大的进展。
        目前,我国拥有很多优秀的研发团队,拥有很强的科研能力。与发达国家相比,在很多方面我们有自己的特色,某些方面甚至走在世界前列。比如,我国是世界上第一个利用基因组编辑技术培育出转基因猪和转基因羊的国家。尤其是在2006年转基因重大专项启动以后,我国研究的转基因动物的总量超过了其他国家的总和。我国原来在 “863”专项里设置了一个转基因动物项目。现在,转基因动物研究在转基因重大专项中占1/5~1/4的比重。这些都促进了我国转基因动物的研发,使得我国拥有强大的研究实力和显著的研究成果。
        我国转基因动物科研水平很高,拥有很多具有发展潜力的科研成果,提高肉质、提高动物抗病毒能力、改善牛奶品质、提高羊毛质量等转基因的猪、牛、羊都出现了,却缺少完善的技术转移平台,这需要企业继续跟进、深化,变成真正的可以生产的品种。同时,管理部门能够积极支持,将国家在转基因动物方面投入的资金转化成经济效益,带来更新的发展,我相信转基因动物的发展前景非常广阔。

        《生物产业技术》:动物转基因技术产品有什么优势?会为我们的生活带来哪些变化?

        李宁院士:转基因技术发展得越来越快,成本越来越低。现在科技水平已经进入到基因组编辑时代,基因可以像文字一样进行编辑,可以做到定点、定时地转基因,基因可以随时开放、关闭,这样转基因技术就会变得更安全、更有目标性。
        我在这里简单地举几个例子。目前已经有2个由转基因动物生产的药物上市,帮助病人恢复健康,保障他们的生命安全,转基因动物在这方面的应用不容置疑。我国也正在研发抗淋巴瘤药物以及通过转基因乳腺生物反应器研制的治疗恶性贫血药物,处在临床前阶段。还有对猪的改造,使红肉里的饱和脂肪酸含量变得越来越低,不饱和脂肪酸的含量越来越高。如果猪肉里面的不饱和脂肪酸含量超过金枪鱼,这样仅通过食用猪肉就可以满足人体对不饱和脂肪酸的需求,还可以降低心血管病的患病风险,有利于人类的身体健康。
        像牛奶,有人可能对牛奶中的β-乳球蛋白过敏,通过清除牛奶中的过敏蛋白,缓解过敏症状。牛奶中含有很多乳糖,通过清除乳糖,让糖尿病人也可以饮用。母乳中有很多蛋白质,如免疫球蛋白、乳铁蛋白、溶菌酶等,可以直接杀死病毒,提高机体免疫能力,增强体质。如果把母乳中这些蛋白质转移到奶牛体内,这样牛奶中的蛋白质和人体的亲和性就很高,可以提高免疫力。这些牛奶都在研发的过程中。
        此外,转基因技术可以提高动物自身的免疫能力,提高抗病能力,避免规模养殖中为减少家畜患病而大量使用抗生素的情况。
        根据农业部的规范,转基因产品必须经过实验室研究、中间试验、环境释放、生产性试验、安全证书申请等环节,如前面提到的某种牛奶已经在申请安全证书了,猪肉已经在进行生产性试验了。
        我相信如果转基因产品获得批准,一定会对老百姓的生活带来崭新的变化。以前,人类一直都是向自然界索取以满足生活需求;现在,我们可以依靠自己的力量生产食物,不再单纯依靠大自然,提高了生活质量;将来,我们借助先进科学技术,生产新的食物、营养品,势必会为我们的生活带来更大的变化。首先人类的寿命会延长,其次,农业摆脱了完全依靠大自然禀赋的时代,可以用更少的土地满足人类更多的衣食住需求,更多的土地可以恢复成草地、森林等,人类可以享受到更多与大自然的接触。现在,很多工业化技术都用到了农业技术上,但要生产更有营养、更有利于健康的产品,就要从本质上改造生物,也就是从农作物、农业生物本身入手,就必然涉及遗传工程,而转基因技术只是遗传工程的一个方向,所以我们应该鼓励这些先进技术的发展,这将引领人类进入一个全新的发展阶段。

        《生物产业技术》:目前我国动物转基因技术的产业化方面主要存在哪些问题?

        李宁院士:相比美国,我国在产业化方面还是存在较大的差距。美国所有的研究,基本上是第一篇论文是由科学界完成,其余的工作都是由企业完成或者在企业的支持下完成,前面提到的克隆技术也是在企业的资助下完成的。
        产业化主要依靠企业投入,需要企业不断地跟踪、深入、系统化。比如,培育新的品种,需要对产品活性、产品纯化、产品安全进行评估,高校和研究院所很难从事这些系统规范化的工作,这时企业应该接过接力棒来完成这些工作。而我国的企业在这方面所做的努力比较少,或者说没有这个实力从事前沿技术产业化的探索,这是我国动物转基因技术产业化面临的最大的一个问题。

        《生物产业技术》:目前社会中有相当一部分人对转基因技术持抵制态度,我们应该如何看待转基因产品的安全问题?请您介绍一下我国关于转基因技术的安全性评价。

        李宁院士:转基因只是一种技术、一种手段,不能笼统地说“转基因”安不安全,而要针对具体的产品进行安全性评估。17年来,经过安全性评估批准上市的转基因产品没有出现过生物学安全问题。有很多关于转基因产品安全问题的报道,比如转基因植物威胁蝴蝶生存、小鼠食用转基因玉米患癌等问题,事实证明这些都是对转基因产品的误解,都是不科学的。世界上几个转基因作物种植和消费大国,如美国、巴西、阿根廷等,对转基因产品都持欢迎、认可的态度。
        我国的转基因安全评价和审批制度非常严格,比美国严格得多,接近欧盟标准,在某些方面甚至比欧盟严格。欧盟规定,在产品中转基因成分不超过1%就可以不标识,我国是“零容忍”,只要含有转基因产品必须标明。美国不仅不标识转基因产品,而且禁止标识“非转基因”,保护前沿技术的应用,新兴产业的产生。20世纪90年代中期,美国的农业处在滑坡的阶段,而转基因技术的应用,使美国的农业重新蓬勃发展起来。


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