农业转基因实验室生物危机研究

转基因作物的产生经历了实验室研究与商业化释放两个基本阶段。目前，对转基因作物商业化释放可能带来的生态或健康风险已经受到关注，并加以调控;而转基因作物获准进入商业化环境释放之前的科学研究阶段所涉及的生物安全问题却重视不足。转基因作物在获得商业化释放之前一般经历较长的研究阶段，包括试验研究(基因操作)、温室栽培、田间生产性小试和中试等过程。由于生物技术本身的不确定性，加之在科学研究阶段，伴随试验作物的生长，不可避免地涉及环境释放问题，因此在转基因作物的科学研究阶段就可能产生潜在的生物风险，并有可能对环境和健康造成危害。

近年来，以SARS病毒感染为代表的生物实验室获得性感染的例子时有发生，使得病原微生物实验室的生物安全问题受到重视［1－2］，同时也反映出生物实验室风险是生物安全研究中不容忽视的内容。早在2004年4月，我国就了《实验室生物安全通用要求GB19489-2004》强制性国家标准，这一标准是在2003年5月非典流行期间提出并制定的，对保障实验室生物安全和依法管理病原微生物实验室发挥了重大作用。2009年7月1日，在此基础上修订的《实验室生物安全通用要求GB19489-2008》正式实施，进一步规范了生物学实验室(尤其是病原微生物学实验室)的基本生物安全管理要求，但其中对于转基因作物实验室的生物安全问题并未特别涉及。由于国家在对转基因作物的风险调控中，研究阶段的风险控制是处于“自检自查”的水平，相关研究机构的监管缺位，将使转基因作物研究因缺乏有效的监管和约束而在研究之初就可能产生一系列生物风险。

1转基因实验室生物安全研究现状

转基因作物从研究到商业化释放一般需要经历较长时间。获准进入商业化释放的转基因作物品种需要经过较为严格的申报和风险评估过程。但大多数转基因作物的研究，及相应开展的小规模生产性试验(如温室或田间小试)，往往取决于研究人员或者研究团队的兴趣和条件，并不必须通过申报和相应的风险评估程序，从而出现生物风险管理的空白，并可能由此产生一系列生物风险。

以“转基因AND作物”为检索表达式，在中国全文期刊数据库(CNKI)中进行文献检索分析发现，我国转基因作物研究论文起步于1988年，至2009年共收录相关文献4289篇，2001年后进入较快增长时期，近年来年均数近600篇(图1)。进一步分析的研究单位发现，数量前60位的研究单位共2665篇，占总数的62．1%，其中发文数量超过50篇的研究单位有17家(图2)。在这60家研究单位中，发文数量最多的是华中农业大学，为200篇;最少的是厦门大学，为13篇。其余1600余篇论文涉及发文数量不超过10篇的几百家研究机构。由此可见，我国开展农业转基因相关研究工作的单位涉及面广，分布广泛，研究的转基因作物对象多样，研究水平和条件能力参差不齐。随着国家转基因专项的逐步启动和深入，相信将有更多的研究机构参与进来，这种局面将进一步复杂化。

由于我国农业转基因安全管理采取的是前审后批的原则，根据《农业转基因生物安全管理条例》(第6条)和《农业转基因生物安全评价管理办法》(第11条)的规定，审批前的安全管理应由从事农业转基因生物研究与试验的单位负责。通过文献调研和网络查询，到目前为止虽然各地各级农业管理部门都有制定相应的农业转基因生物安全管理方法，但具体到研究单位，目前仅有中国农业大学等少数研究机构制定了相应的管理措施。2009年10月，中国农业大学成立了农业转基因生物安全领导小组和农业转基因生物安全委员会，并起草了《中国农业大学农业转基因生物安全管理办法》，就学校农业转基因生物安全组织管理、安全评价的申报、安全管理、违规处理和处罚等内容作了明确规定;安全委员会还将定期对学校内开展的转基因中间试验、生产试验进行校内安全评价审核。

一方面，转基因作物研究方兴未艾，而另一方面，关于转基因作物试验研究阶段中的风险问题却并未得到足够重视，相关研究还很缺乏。通过分别以“实验室AND生物安全”“转基因AND生物安全”和“实验室AND实验室安全”为检索表达式，在中国全文期刊数据库(CNKI)中进行文献检索分析发现(图3)，我国的转基因生物安全研究起步于1999年，晚于转基因作物研究近10年的时间，在2002年达到高峰，之后回落至年均70篇论文左右水平。1999～2001年是国际上提出转基因作物安全性问题并爆发争议最为突出的一年，我国转基因生物安全研究的发展趋势符合这一时期的特殊性。通过关键词分析也发现，现阶段我国转基因生物安全性研究还处于初级阶段，尚以宏观背景研究为主(图4)，对病原微生物和疾病防控略有侧重(图5)。

此外，我国的实验室生物安全研究在2003年之后逐渐受到重视(图3)，这与2003年以来，我国以SARS病毒感染为代表的生物实验室获得性感染事件的时有发生有关。综上所述，目前我国关于转基因实验室生物安全的研究仍十分缺乏。由于现阶段国家在对转基因作物的风险调控中，研究阶段的风险控制是处于“自检自查”水平，相关研究的缺乏及研究机构的监管缺位，都可能使农业转基因研究在实验室阶段就因缺乏足够的重视和有效的监管与约束，而产生一系列生物风险。

图4我国转基因生物安全研究的关键词分析

Fig．4KeywordsanalysisonGMbio-safetyresearch

2转基因作物实验室的风险问题转基因生物实验室的生物风险既包含生物学实验室的一般风险，又因其研究对象和研究方法的特殊性，而存在其特有的风险。总体来说，转基因生物实验室的潜在风险源包括以下4个方面:生物学试验材料与对象;生物学试验操作;生物学实验室废弃物;生产性试验。

2．1生物材料、试剂风险在转基因作物研究中，涉及的试验材料与试剂包括:分子生物学和生物化学操作所必需的生物活性材料，包括组织、细胞和微生物菌种、质粒、载体以及病毒等;各种化学试剂，其中包括有毒、有腐蚀性的生化试剂，如氯仿等有机溶剂、溴化乙锭(EB)、丙烯酰氨及其结合物、各种酸碱溶液、染料、抗生素、细胞培养基(液)、洗脱液、抗体、放射性同位素等。转基因作物的试验对象主要包括烟草、拟南芥等模式植物以及玉米、大豆、棉花等经济作物。

2．2试验操作风险转基因生物试验中涉及的试验操作风险来自研究人员的操作失误和器材设备风险2个方面。其中，试验器械与耗材主要包括塑料制品，如各种吸头、吸管、离心管、注射器、手套、培养皿等一次性耗材;玻璃制品，如各种培养皿、试管、吸管、玻片、盖片、常用容器、过滤器皿等易损易碎材料;金属物品，如注射针头、刀片等器具;以及常用设备，如离心机、水浴锅、烘箱、灭菌锅、超净台、电转仪、电泳仪、扩增仪等，及其所涉及用电、用水及设备使用风险。

2．3废弃物风险由转基因生物试验产生的废弃物主要包括:①生物活性材料类，如组织、细胞和微生物(细菌、真菌和病毒等)及其培养物(如含有筛选药物、抗生素、有毒代谢物、外源基因残留物等)。②试验对象类，如转基因植物植株、花粉、果实、种子等。③生化试剂类，如有毒物品及其他试验废弃物，如重金属、氰化物、溴化乙锭(EB)、丙烯酰氨、甲酰氨及其结合物、酸碱溶液、有机溶剂、染料、抗生素、同位素、凝胶电泳、培养基(液)、洗脱液等;以及转基因操作中的残液、缓冲液等。④试验耗材类，如各种吸头、吸管、离心管、注射器、手套、培养皿等塑料用品;各种培养皿、试管、吸管、载玻片、盖玻片、常用容器、过滤器皿玻璃制品;注射针头及刀片等金属物品等。

2．4生产性试验意外释放风险在转基因植物研究过程中，处于目的基因克隆与功能研究、表达载体建立与功能鉴定、突变体构建等目标所进行小规模种植，及由此而产生的潜在释放风险，如实验室盆栽、温室种植，或田间小试过程中可能发生的基因逃逸、水平基因转移、以及种子散落或遗失等。例如，2005～2008年在我国湖北、湖南发生的转基因水稻非法种植事件［3－4］，据估算约有950～1200t未经国家商业化种植批准的转基因水稻种子和大米流入市场，而非法流入农田的转基因种子源头则来自转基因作物实验室。

3农业转基因实验室安全管理建议

转基因作物的实验室研究阶段，在多个环节上可能产生生物风险。其中，生物试剂风险和试验操作风险属于生物技术操作的一般风险;而转基因研究的生物材料、废弃物和生产性试验的意外释放风险则是转基因作物实验室研究阶段的特殊风险，需特别关注。根据农业转基因实验室的生物风险因素，提出以下管理建议:

(1)强化农业转基因实验室风险管理意识，重视源头管理。国家、地方和研究机构的生物安全管理部门应加大对农业转基因实验室生物安全问题的重视和研究，在转基因作物实验室研究之初即介入管理和风险控制。增加经费投入，加强法规法制建设和人员队伍的培训与储备，强化全社会范围内的风险交流和教育，在全过程实施有效监管，对转基因作物实验室研究过程实行实时监控，及时反馈和调控，可以做到对转基因生物实验室安全事故的及时发现和及时处理。高校、农科院、研究所以及农业生物技术公司的研发中心等转基因作物研究机构必须担负生物安全管理的责任，建立转基因作物研究申请申报制度，从源头上控制转基因作物生物风险因素。

(2)强化生物安全培训，重视废弃物管理。在转基因作物试验操作过程中，应加强安全教育和风险交流，对试验废弃物应专门处理，如专门地点存放、专人管理、严格分区、分类、对危害性高的试验废弃物的存放和处理应记录存档;废弃物集中处理站从设计上就要考虑防止集中存放后的二次污染，应适当考虑增设安全监控和排风系统。含有活性生物材料的废弃物应经过严格的灭活处理，且废弃物和高风险试剂、材料等应张贴安全警示标志，以避免转基因作物试验过程中其产品和废弃物对直接接触的操作人员、可能被动接触的非操作人员和野生生物的感染，以及由于直接倾倒或者随意丢弃等造成对环境水体、土壤等的污染，或由于不当操作而造成的菌种和基因的交叉污染。

(3)严格设置隔离措施，并进行有效监管。在转基因作物实验温室或田间进行生产性试验的全过程中，必须设置严格合理的隔离措施，如隔离区标志、隔离带、缓冲带、庇护所、清洗区、灭活处置区、隔离存储区等;了解转基因作物的生长发育性质;了解其花期、花粉传播及种子萌发特性;了解试验田区域内的生物多样性特征等，并据此制定适宜的隔离措施。