摘 要：生物育種新技術(new breeding techniques，NBTs)是指基于分子生物學工具進行作物分子育種的一類新技術，可以短期內使作物產生新的有利性狀，促進作物新品種的開發，如基因編輯技術、RNA干擾(RNA interference，RNAi)技術、同源轉基因技術等。這些新技術目前正在全球農業育種中廣泛應用，并且已有部分作物新品種獲準商業化生產。然而，針對生物育種新技術產生的作物新品種的安全性和安全管理政策，全球尚未達成統一共識，對其安全監管的思考也不盡相同，限制了這些作物新品種的研發和商業化應用進程。綜述了現階段全球主要發達國家對于生物育種新技術作物的安全性和監管方面實施的管理政策和法規，以期對我國生物育種新技術作物的安全性管理政策的制定提供一定的借鑒。

　　關鍵詞：育種新技術;基因編輯;RNAi;同源轉基因

　　1994 年，全球第一個轉基因延熟番茄 FlavrSavr 在美國商業化生產，標志著農作物轉基因育種技術新時代的到來[1]。1996 年，美國相繼批準了抗除草劑大豆、抗蟲棉花和抗蟲玉米等作物的商業化生產和應用，轉基因食品也隨之進入消費鏈。針對轉基因作物及其產品的商業化應用，全球圍繞其安全性展開了深入的討論，并頒布實施了一系列關于轉基因生物安全檢測、評價、管理和標識等方面的法律法規，以保障消費者的知情權和選擇權[2]。

　　近年來，隨著分子生物學技術的迅速發展，基因編輯、RNA干擾(RNA interference，RNAi)、同源轉基因技術等生物育種新技術(new breedingstechniques，NBTs)已經被逐步開發并應用于作物的育種研究，其中基因編輯技術由于其對特定位點的定向編輯功能，已經廣泛應用于基因功能研究和作物育種，并開發出了作物新品種，如防褐變的蘑菇[3]和蘋果[4 5]、品質改良的玉米[6]等。

　　目前報道的基因編輯系統主要包括：歸巢核酸酶(meganucleases，MN)、寡核苷酸定點誘變(oligonucleotidedirected mutagenesis，ODM)、鋅 指 核 酸 酶(Zinc finger nuclease，ZFN)、轉錄激活因子樣效應核酸酶(transcription activator like effector nucleases，TALENs)和成簇的規則間隔短回文重復系統(clustered regularly interspaced short palindromicrepeats/CRISPR associated protein，CRISPR/Cas)[7]。

　　其中，CRISPR/Cas系統因為效率高、操作簡便，已成為最主要的基因編輯工具，并在此基礎上開發出了大量針對不同前間隔序列鄰近基序(protospaceradjacent motif，PAM)和堿基的編輯系統。在基因編輯過程中，位點特異性核酸酶(site directednuclease，SDN)可以在基因組特定位點處進行剪切造成基因組DNA的斷裂，然后利用細胞內DNA 雙鏈斷裂(double strand break，DSB)修復機制實現對特定DNA序列的編輯，在靶位點實現核苷酸缺失、添加或替換。國際上將利用 SDN獲得的基因編輯產品分為3類：SDN 1、SDN 2、SDN 3。

　　SDN 1：不涉及同源重組修復，未引入外源DNA片段，僅在特定位點處產生雙鏈斷裂后，利用非同源末端連接(non homologous end joining，NHEJ)方式進行修復，最終在靶位點造成點突變或少量幾個堿基的插入或缺失;SDN 2：利用同源修復模板，使用同源定向重組修復(homology directed recombinationrepair，HDR)方式進行雙鏈斷裂后的修復，最終在靶位點造成少量堿基(一般少于20 bp)突變;SDN 3：使用HDR方式在雙鏈斷裂處插入外源基因片段(可多達幾千個 bp)，造成外源基因DNA 片段插入[8 9]。與傳統的轉基因技術相比，CRISPR/Cas 基因編輯技術對于基因組的編輯具有靶特異性、效率高、精確性高、周期短等優點[10]。自 2012 年以來，CRISPR/Cas9 迅速成為NBTs 中應用最廣泛的技術，在主要作物品種，如水稻、小麥、大豆、玉米、棉花、油菜、大麥等培育方面 取 得 了 巨 大 進 展[11]。

　　Sun 等[8]運 用 CRISPR/Cas9 技術敲除水稻淀粉合成過程中的關鍵調控酶 SBEⅡ，得到高直鏈淀粉和抗性淀粉含量分別提高到 25.0% 和 9.8% 的新品種。Shi 等[12]通過CRISPR/Cas9 技術在玉米 ARGOS8 基因上游非編碼區插入玉米 GOS2 啟動子替代天然啟動子，產生了抗旱性增強的新品種。雖然以 CRISPR/Cas 為代表的基因編輯技術已經廣泛用于作物新品種的育種研究中，并開發了一些新的品種。但由于基因編輯過程中利用了農桿菌介導等轉基因技術手段，且產生了基因組特定 DNA 序列的非自然變異或者突變，因此，對于基因編輯等生物育種新技術產品的安全性仍然值得思考和研究。全球各國科學家對生物育種新技術產品的安全性非常關注，本文將其與傳統的轉基因技術進行比較，旨在科學和安全的前提下，推進生物育種新技術產品的研究和商業化應用。

　　1 各國對生物育種新技術產品管理的政策法規

　　各國對生物育種新技術產品的態度不同，管理 法 規 及 監 管 方 式 也 各 不 相 同。

　　1.1 美國

　　美國對生物技術產品的管理主要依據 1986年頒布的《現代生物技術法規協作框架》，框架指定了 3 個生物技術產品的管理機構，即農業部(United States Department of Agriculture，USDA)、環保署(Environmental Protection Agency，EPA)以及 食 品 藥 品 局(Food and Drug Administration，FDA)，3 個部門依據不同的法律，對生物技術產品分別進行管理，各自行使不同的職責[13]。在協作框架中，USDA和 FDA有著更重要的作用，EPA較為謹慎，發揮的作用有限，而3個部門對于基因編輯產品的監管意見基本一致。2018 年 3 月，USDA 宣稱對于沒有利用有害植物或植物害蟲開發的基因編輯植物，如果其終產品與傳統育種生產的產品無法區分，則不對其進行監管[14]。

　　2020 年 5 月，USDA 發布其對于生物技術產品的最終管理規則——可持續的、生態的、一致的、統一的、負責任的、有效的(sustainable，ecological，consistent，uniform，responsible，efficient)規則，該規則免除了大多數基因編輯植物的監管，并允許研發人員對照該規則確定他們的產品是否符合豁免監管的要求[15]。FDA 通過評估產品的純度、效力、安全性和標簽，以保障產品食用和飼用的安全性，其秉承自愿咨詢原則。首先，研發人員根據需要向 FDA 提交安全和監管評估報告，FDA 會向其反饋并協助解決安全問題。隨后，FDA 會向研發人員發送一份聲明，聲明該產品沒有安全問題，但研發人員有義務確保產品市場的安全。

　　2021年，FDA完成了對首個基因編輯植物品種——增加油酸含量的基因編輯大豆的咨詢，由于用該大豆榨取的豆油具有“使其與傳統同類產品有實質性不同”的成分差異，因此 FDA 將其大豆油標記為“高油酸大豆油”，但對其中所涉及的基因編輯過程沒有任何異議[16]。新型農藥在美國銷售和使用前，需 EPA 根據《聯邦殺蟲劑、殺菌劑和殺鼠劑法案》對其進行評估，以確保不會對人類健康和環境造成危害。植物內置式農藥(plant incorporated protectants，PIPs)即轉基因植物活體產生的具有農藥活性的物質屬于生物農藥，也在 EPA 的管理范圍內。2020 年，EPA 表示有意修改 PIPs的監管模式，旨在豁免一些由生物育種新技術，如基因編輯技術生產的、與通過常規育種產生的 PIPs 相似且對人類或環境不會造成風險的生物農藥[17]。

　　與 USDA 的 SECURE規則一樣，EPA擬修改其監管原則：研發人員若認為其產品可以免除監管，則可向 EPA 提出申請。綜上所述，美國對于生物育種新技術產品的監管遵循個案分析原則，研發人員自行評估產品是否符合免除監管的條件，并向監管機構提供產品信息進行佐證。監管機構根據各自程序及要求對該產品做出最終裁定。

　　1.2 阿根廷及南美洲國家阿根廷作為世界上轉基因生物安全性評估監管體系完備的國家之一，參與《卡塔赫納生物安全議定書》(Cartagena Protocol on Biosafety，CPB)的制定，由于最終產品的監管情況可能存在很大差異，因此很難達到最終產品監管的通用標準，只能通過產品個案分析確定某種 NBTs 作物是否為轉基因生物[18]。2015 年阿根廷成為首個公開發布NBTs監管決議的國家，制定了針對基因編輯植物的政策(第 173/2015號決議)，主要是通過個案分析來評價新品種，如果沒有遺傳物質的新組合，則該產品為非轉基因產品;如果在產品開發中使用了轉基因技術，而最終產品不含轉基因，則該產品也被歸類為非轉基因產品[19]。

　　對于 SDN 1 和 SDN 2 類型的產品，植物基因組中的修飾通常是刪除少量核苷酸，阿根廷一般不將其視為轉基因作物進行監管。然而，通常在新作物的中間世代含有 SDN 基因，在這種情況下，申請人必須出示證據，證明通過異源雜交從最終產品中去除 SDN基因，否則仍可能是轉基因生物[19]。SDN 3類型的基因編輯作物通常引入外源基因，在大多數情況下，該構建體可以編碼新蛋白質或功能元件，含有遺傳物質的新組合，因此將被視為轉基因作物[19]。

　　SDN 3中存在特殊情況——等位基因替換，該作物與傳統育種方法的結果完全沒有差異，已有觀點表明它可能不被視為轉基因生物，但是開發人員必須提供分子特征來證明該作物完全按預期獲得遺傳變化[18]。南美洲的幾個國家紛紛效仿阿根廷，智利(Resolucion 1523/2001，2017)、巴西(Normativa16，2018)和哥倫比亞(Resolucion 29299，2018)均 使 用 個 案 分 析 的 方 法 建 立 了 非 常 相 似 的流程[20]。

　　1.3 歐盟歐盟對生物技術/轉基因作物的接受程度不高，歐洲種植轉基因作物是由于歐洲玉米螟的侵擾，自 2016 年以來，只有西班牙和葡萄牙種植了轉基因Bt玉米。2019年，西班牙和葡萄牙分別種植了107 130 hm2和4 753 hm2的轉基因玉米，共計111 883 hm2，比2018年減少了7.5%[21]。歐盟對于轉基因作物的監管更注重過程而非結果。指令2001/18 / EC中，將轉基因生物定義為一種遺傳材料以非自然方式發生改變的生物，只有在指令制定 10 年前就已經上市的人工誘變品種免于限制[22]。根據食品法典，歐盟委員會實施法規(EU)503/2013 和指令(EU)2018/350(對指令 2001/18/EC 的修訂)，歐盟種植轉基因作物的組織必須提供有關植物物種及其所進行的基因改造的詳細信息。

　　每種作物均由歐洲食品安全局(EuropeanFood Safety Authority，EFSA)轉 基 因 生 物 小 組(Genetically Modified Organism，GMO)評估，評估內容包括對人體的潛在毒性、致敏性以及對環境構成的潛在風險，評估通過后還需要植物、動物、食品和飼料常務委員會(Committee on Plants，Animals，Foodand Feed，PAFF committees)的27個成員國代表投票表決，至少 55%的成員國贊成且支持的成員國至少代表歐盟總人口的 65%才能獲得批準。對于基因編輯生物，歐盟法院于 2018 年 7 月25日裁定，通過基因編輯獲得的生物屬于轉基因生物，且原則上受轉基因生物管理條例規定的約束。

　　歐洲科學院農業應用聯盟(Union of EuropeanAcademies for Sciences Applied to Agriculture，UEAA)發表聲明稱，隨著科學知識的進步和基因組編輯等技術的發展，歐盟應調整轉基因生物的相關法規以適應科學的進步。歐盟首席科學顧問小組(Chief Scientific Advisors，CSA)建議根據最終產品的特性而不是生產方法進行立法，它強調需要考慮“當前的知識和科學證據，特別是基因編輯和已建立的其他基因改造技術”，創造出一個有利于創新的監管環境，以便“社會可以從新技術中受益”。歐盟法規的制定必須考慮到生物技術在可持續農業以及在動物或植物健康方面發揮的重要作用，可能在不久的將來，歐盟對基因編輯等生物育種新技術作物會采取更利于其發展的監管政策。

　　1.4 日本

　　在日本，轉基因植物產品的商業化需要獲得食品安全、飼料安全和環境安全的批準。厚生勞動 省(Ministry of Health，Labour and Welfare，MHLW)、農林水產省(Ministry of Agriculture，Forestry，andFisheries，MAFF)、環境省(Ministry ofthe Environment，MOE)和文部科學省(Ministry ofEducation，Culture，Sports，Science and Technology，MEXT)4個部門共同參與了監管框架的建立[23]。

　　隨著基因編輯技術的發展，日本監管機構也將目光聚焦于此，并于2020年初由MHLW為用作食品和食品添加劑的基因編輯產品制定指南，MAFF為用作飼料和飼料添加劑的基因編輯產品制定指南。指南首先對基因編輯產品進行了界定：通過基因編輯技術獲得的全部或部分活生物體和使用通過基因編輯技術獲得的微生物生產的產品，其不存在外源基因或外源基因的片段，只是在特定位點存在幾個堿基的刪除或一段堿基的插入或替換，或者一個或多個堿基的插入是由于酶切位點處修復失敗造成的。

　　2020 年 12 月 23 日，MHLW 發布了最終的基因編輯食品和食品添加劑安全處理指南。該指南將基因編輯食品分為兩類：第一類是利用基因編輯技術引入外源基因的食品屬于轉基因食品，必須進行相應的安全性審查并按照現行基因工程生物法規進行監管;第二類是通過基因編輯技術使生物失去原有基因功能，且在自然界中也可能發生，則此類基因編輯技術不屬于傳統轉基因技術，視為與利用傳統育種技術獲得的食品等同安全，只需要向政府提供相關信息即可。

　　此外，MHLW 還規定基因編輯品種與常規品種(包括：①常規育種獲得的品種;②厚生省已公開信息的基因編輯品種;③已通過安全審查的轉基因品種)的雜交后代的衍生食品，上市前 無 需 向 MHLW 通 報[24]。 2021 年 4 月 20 日 ，MAFF發布了最終的基因編輯飼料和飼料添加劑的安全處理指南，該指南中對基因編輯飼料的分類及處理方式與 MHLW 發布的對基因編輯食品的管理方式一致[25]。這為有意在日本進行商業化生產的研發者提供了商業化途徑，研發者可以根據其產品的最終目的來選擇不同的商業化途徑。

　　1.5 加拿大原則上

　　加拿大不存在轉基因作物的監管制度，因為沒有特定的法規來評估特定的生產過程。《植物保護法》(Plant Protection Act)規定“決定一種新植物是否對人類或環境構成危險僅基于其新的固有特性”[26]，加拿大食品檢驗局(CanadianFood Inspection Agency，CIFA)對新特性進行了定義：具有新特性的植物(plants with novel traits，PNT)是指一種植物其特征對于加拿大環境而言既是新的，又有可能影響環境和人類健康的安全性。可以使用生物技術、誘變或常規育種技術引入這些性狀[27]。

　　2016年，CIFA批準了100項涉及生物技術改造的不同植物事件，這些事件將記錄為指導文件資料庫中的決策文件[28]。加拿大不關注開發新品種的育種技術，而是根據性狀的新穎性進行監管，這意味著常規植物誘變育種、傳統生物技術基因插入或任何新育種技術都可以產生 PNT。CFIA 和加拿大衛生部沒有明確指出新性狀變異程度的范圍，通過收集植物育種單位的數據表明，如果一個性狀的變異程度超過 30%將被視為 PNT;相反，如果性狀變異程度低于 20%，則很可能不會被歸類為 PNT;在20%~30%范圍內，則要求開發者與監管機構聯系，以討論作物的品種和性狀再做定義[29]。

　　1.6 澳大利亞和新西蘭

　　澳大利亞和新西蘭在 NBTs 的監管上有著相似的結論，但是兩國都受其特定的法律和規則約束。新西蘭是 CPB 的締約國，而澳大利亞不是。在澳大利亞，基因技術監管辦公室(Office of theGene Technology Regulator，OGTR)根 據 2001 年《基因技術協定》管理轉基因生物的健康和環境風險[30]。澳大利亞新西蘭食品標準局(Food StandardsAustralia New Zealand，FSANZ)在 2012 年和 2013年召集了一個專家小組開展新植物育種技術研討會，針對如何規范不同的植物育種技術提出了建議。

　　小組將NBTs分為3類。第1類包括同源轉基因，SDN 3和轉基因作物嫁接，這些作物被視為轉基因作物;第2類包括ODM和SDN 1，它們的衍生產品不應視為轉基因作物;第 3 類包括在育種過程中與最終植物分離的早期基因技術，如反向育種，對于該類別的產品，專家組得出的結論是它們不是轉基因產品，但有必要確認選育過程的可靠性[31]。2019年12月，FSANZ發布公告將重新修訂《食品標準法規》中NBTs的定義，并從基于加工和非加工兩方面討論，最后FSANZ將確保與所有相關方面進行公開溝通[32]。由于受到新冠肺炎疫情的影響，原定于2020年開展的公開征求意見推遲到2021年，并于2021年12月3日前完成所有公眾意見的收集工作。

　　2 各國對生物育種新技術作物的態度

　　根據對生物育種新技術作物監管側重點的不同，可將應用生物育種新技術的國家和地區分為兩類，一類是根據產品法規對 NBTs 進行監管，如阿根廷、加拿大、日本和美國;一類是基于過程法規對NBTs進行監管，如中國、澳大利亞、歐盟和新西蘭等[33]。根據對生物育種新技術作物的接受程度可分為：以美國、加拿大、日本和阿根廷為代表的持開放接受態度的國家，和以歐盟、烏克蘭和墨西哥為代表的持保守觀望態度的國家和地區[34]。

　　各國家和地區對生物育種新技術作物的態度并不是一成不變的，隨著生物育種新技術的不斷進步，態度也隨之改變。2019 年 5 月 14 日，荷蘭在歐盟農業和漁業理事會會議要求歐盟委員會在其工作計劃中增加對歐盟基因編輯等新興生物技術的轉基因生物立法的審查;2019年 9月 6日，歐盟理事會芬蘭主席要求歐盟委員會提交有關基因編輯監管情況的研究和建議;2019 年 11 月 8 日，歐盟理事會要求歐盟委員會在 2021 年 4 月 30 日之前提交1份有關歐盟基因編輯技術現狀的研究報告和提案，并附上影響評估。該研究報告于2021 年 4 月 29 日發布，將新基因技術定義為自2001 年 GMO 立法通過以來出現或發展起來的、能夠改變生物體遺傳物質的技術。

　　EFSA 考慮了歐洲成員國發布的 16 項科學意見以及 3 項 EFSAGMO專家組關于新基因技術的科學意見，并對其進行了評估和總結。由于沒有要求 EFSA 對通過特定新基因技術研發的植物提出新的意見，因此，并不會執行該研究報告中審查的科學意見[35]。盡管如此，依然可以從中看出，歐盟對于新技術及新技術作物態度的變化，其對該類技術及產品的監管要求可能會在近期做出調整。

　　3 對我國生物育種新技術作物安全管理的觀點和建議

　　基因編輯作為當下最具潛力的育種技術，其旨在最大程度減少對作物基因組非預期的改變，通過對特定序列的編輯以及隨后的回交和篩選步驟使得改變僅限于靶位點，而不會在基因組其他位置留下可遺傳的改變，最終其基因組序列與其親本的差異可能較小。該技術擁有成本較低、效率高、位點特異的特點。我國在基因編輯技術方面一直處在世界前沿，從2000—2018年基因編輯領域論文發表總數來看，我國在該領域的研究論文數呈指數型增長。這從側面表明，我國對于基因編輯技術的利用較為廣泛，也說明我國基因編輯技術的管理任務較繁重[36]。

　　目前，我國按照轉基因生物的安全管理體系和辦法來管理生物育種新技術作物，這是由生物育種新技術發展的進程和我國國情決定的。一方面生物育種新技術的發展雖然較為迅速，但仍然存在不足，如基因編輯的脫靶效應、非預期效應、無配套的檢測驗證方法等;另一方面由于公眾對轉基因作物的認可度不高、對研發商和監管機構缺乏信任，造成公眾對轉基因生物的態度較為消極，而這種消極態度極有可能會轉嫁到基因編輯作物上[37]。

　　要想改變此種局面，建議從以下幾個方面做出調整。首先，加大科普力度和產品信息透明度。對公眾進行有關生物育種新技術的科普教育，提高公眾的認識，使消費者能夠根據自己的理性判斷做出明智的決定，而非盲從謠言輿論[38]。要求研發人員如實提交申請材料，并盡可能將產品信息公開，讓產品消費者基于事實了解生物育種新技術作物的優缺點。其次，建議針對生物育種新技術作物建立或修訂法規及評價指南，可以借鑒阿根廷和日本的分類評價原則，也可以借鑒歐盟或者澳大利亞的做法，先將所有生物育種新技術進行分類，充分征求各界人士意見之后再采取進一步的措施。最后，考慮到生物育種新技術發展迅速，現有的檢測技術手段較難滿足評價需求，建議加大檢測技術方法的研究力度和資金投入，完善檢測體系，利于生物育種新技術作物的真正落地。

　　參 考 文 獻

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　　[5] TANUJA P, KUMAR A P. Transgenic fruit crops a review[J].Int. J. Curr. Microbiol., 2017, 6: 2030 2037.

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　　作者：黃耀輝1 ， 王藝潔2 ， 楊立桃2 ， 焦悅1* ， 付仲文1*