对肉过敏只能吃素?基因工程技术让你放心吃肉

  • 2020-12-29 16:37
  • 科技日报

对肉过敏只能食素? 基因工程技术让你可以放心吃肉

美国医药公司Revivicor开发的基因编辑猪“GalSafe猪”于12月14日获得美国食品药品管理局(FDA)批准,可用于食用和医疗产品。通过基因工程的手段,科学家打掉了猪细胞表面添加了-半乳糖的蛋白酶,让对肉类过敏的普通人可以放心食用这种经过基因编辑的猪。

此外,“GalSafe猪”也可用于生产类似肝素的药物,其组织器官也可能潜在地解决接受异种移植后的免疫排斥问题。

“对‘GalSafe Pig’的批准标志着转基因动物首次实现了食品和医疗双重用途。中国科学院遗传与发展研究所生物研究中心高级工程师江涛在接受《科技日报》采访时表示。

已有多种基因编辑动物获准上市

首次批准转基因动物可用于食品和潜在的生物医学应用,这是科学创新的一个伟大里程碑。美国食品和药物管理局已经确定,这种转基因猪的肉可以被普通大众安全食用。

这是FDA第一次批准动物的基因组变化用于人类食用和潜在的治疗用途,也是FDA继2015年批准转基因鲑鱼后第二次批准转基因动物食用。

还有哪些经过基因编辑的动物被批准在美国等国家上市?江涛指出,有几种基因编辑动物得到了国外生物技术发达国家的批准。2009年,FDA批准了一只价值数千万美元的基因编辑山羊上市,但不是作为食品,而是作为生物反应器,利用其乳腺产生一种预防血栓形成的蛋白质药物,这种药物与牛奶一起分泌,用于治疗人类遗传性抗凝血酶缺乏症。

2014年,FDA批准一种基因编辑兔上市,可用于生产治疗遗传性血管性水肿的药物。

“2015年,英国剑桥罗斯林研究所(Roslin Institute)开发的可在鸡蛋中产生重组蛋白药物的基因编辑鸡,被FDA批准用于治疗不能降解细胞内脂肪的人类遗传病。同年,生长速度和饲料报酬率明显优于普通大西洋鲑鱼。转基因三文鱼成为第一种获得FDA和加拿大相关部门批准的转基因动物。”江涛说。

去掉相应基因才能真正防过敏

GalSafe的意思是半乳糖是安全的,而“GalSafe猪”是以身体细胞表面缺乏“-半乳糖”分子而得名。

-半乳糖只存在于哺乳动物中,但不包括人类。在日常生活中,有些人吃了含有-半乳糖的肉后会引起过敏。GalSafe猪不仅可以为过敏患者提供安全的肉类,还可以为过敏患者生产药物,如不含-半乳糖的血液稀释剂——肝素。

为什么敲除相关基因不能避免过敏?对此,江涛解释说,有些食物被人类食用后会引起过敏,这表明食物中存在过敏分子或其中一些与人类小肠表皮细胞的特殊免疫受体结合,刺激一种急性应激反应。

“这种过敏性结合物往往被胃肠道和胃液、胰液、肠液中的各种消化酶部分消化,仍能维持必要的结构和足够的数量,这在一般烹饪中往往是不可能破坏或完全消除的。所以,最彻底的解决办法就是彻底去除对应的基因,也就是用基因组编辑的方法敲除这个基因,这样对应的过敏原就根本不会出现。”江涛说。

中国农业大学分子生物学博士唐波解释说,-半乳糖被称为-1,3-半乳糖,广泛存在于猪、牛、羊等哺乳动物细胞表面,而不存在于人和非人灵长类细胞表面。有些人可能对含有-半乳糖的牛肉、猪肉、羊肉等红肉有轻度或重度过敏反应,即-半乳糖综合征。一般的烹饪方法不能分解所有的-半乳糖,患有-半乳糖综合征的人应尽量避免食用红肉或含有红肉的食物。

“GalSafe猪”的饲养条件比传统猪严格得多。况且不存在“GalSafe猪”的安全问题。FDA还评估了“GalSafe猪”因基因组改变而产生的对人体健康有害的耐药菌的风险,并得出结论,食用这类感染了致病菌的猪肉风险很低,市场流通的“GalSafe猪”数量较少,可以通过持续监测耐药菌来缓解相关危害。

医用基因编辑动物无法替代

自从80年代初第一只基因编辑鼠标诞生以来,基因编辑技术发展迅速,基因编辑出现了牛、羊、鱼、昆虫等。基因编辑动物打破了从自然繁殖中获取基因的传统遗传学方法,成为生物发展史上的又一个重要转折点。基因编辑技术将为人类提供特殊的食物和药物。

FDA还表示,任何机构或研究机构在使用“GalSafe猪”进行新药或人体植入之前,都必须获得FDA的进一步批准。

GalSafe猪并不是第一次获准上市的基因编辑动物,而是第一次获准将基因编辑动物用于食品和医疗用途。那么,研究转基因动物,食物和药物哪个更重要呢?

“对具体问题的具体分析不能简单地比较哪个更重要。目前对医学转基因动物的研究较多,主要用于生产重组蛋白药物、人类疾病模型、异种器官供体等。转基因“GalSafe猪”可用于生产对-半乳糖综合征患者不过敏的猪肉产品,更重要的是用于生产不易产生免疫排斥的医疗产品,如从猪体内提取药物和异种移植。器官、细胞和其他产品。”唐波说。

由于不含可检测的半乳糖,“GalSafe猪”可作为生产血液稀释剂——肝素等医疗产品的原料。“GalSafe猪”的组织器官也可能解决异种移植患者的免疫排斥问题,因为-半乳糖被认为是排斥的原因之一。

江涛指出,经过基因改造的动物在食品和医疗方面都有很大的价值,医疗用途是一种不可替代的新用途。

“因为我们的食用动物已经被集约化饲养,成本接近上限,目前的转基因可以提高饲料报酬率、瘦肉率和抗病能力。医学用途,尤其是利用特殊基因编辑猪作为异种移植供体,是一个前所未有的新领域。一旦成功实现,有望彻底扭转用于治疗人体器官衰竭的器官短缺,挽救大量患者生命。”江涛说。

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