人源明膠已經(jīng)過基因改良并不等于人體明膠

近日，一則消息在很多網(wǎng)絡(luò)媒體中熱炒，名為“科學(xué)家將利用人體DNA制成明膠食品”的新聞，標(biāo)題驚悚，引發(fā)熱議，人體DNA制成的明膠食品誰敢吃？實(shí)際上，探討一種新的生產(chǎn)明膠技術(shù)，利用經(jīng)過改造的人類基因“注入”一種酵母，從而生長出經(jīng)過基因改良的人源明膠。

明膠在日常生活中，廣泛應(yīng)用于工業(yè)、醫(yī)藥、食品行業(yè)當(dāng)中。人類基因看起來與明膠毫無關(guān)系，而科學(xué)家卻利用基因工程，將它們變成一體。通過人工手段獲得的人類膠原基因片段，搭上酶這趟順風(fēng)車，進(jìn)入一種叫做“畢赤”的酵母，大量繁殖，成為人源明膠。

人源明膠≠人體明膠 記者找到這項(xiàng)研究的團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人北京化工大學(xué)生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院教授陳勁春，但陳教授對于目前媒體過分的炒作表示十分無奈，拒絕了采訪。 實(shí)際上，人源明膠技術(shù)的zui基本原理就是基因重組技術(shù)。復(fù)旦大學(xué)生命科學(xué)院教授李瑤告訴《中國科學(xué)報(bào)》記者，基因重組技術(shù)已經(jīng)是一種非常成熟的基因工程手段。zui基本的原理就是，將需要重組的基因片段，通過克隆或者人工合成的方法獲得，之后插入某種載體，比如酶。這就是一種基因的重組方式。為了繁殖目標(biāo)產(chǎn)品，將重組基因在植入宿主進(jìn)行繁殖。由于實(shí)驗(yàn)或者生產(chǎn)的目的不同，宿主也是有選擇的，有些用酵母，也有可能使用某種細(xì)菌，比如大腸桿菌。 在人源明膠的實(shí)驗(yàn)中，需要重組的基因片段就是人源明膠基因，也就是人類自身產(chǎn)生膠原蛋白的基因，目前常用的是人類體內(nèi)產(chǎn)生I型膠原蛋白基因的一種。載體是一種羥化酶基因，宿主是畢赤酵母。 雖然源自人類基因，但所生產(chǎn)出的重組人源明膠并非人體明膠。目前，世界其他國家已經(jīng)有一些相關(guān)產(chǎn)品應(yīng)用在制藥領(lǐng)域。以色列以及美國各有一家公司。在以色列公司Prospec（http://www..com/goodsid/fenleiyi/3209858_prospec/1.html）的方面資料中，記者看到，他們所使用的是I型膠原蛋白基因片段，并非直接取自人體，更不是直接從人體組織提煉。這種基因片段通過從基因序列上的克隆，甚至人工合成就可以直接得到。 簡言之，就是通過人工手段獲得的人類基因片段只需要坐上酶的順風(fēng)車，進(jìn)入宿主畢赤酵母中去安營扎寨，進(jìn)行大量的產(chǎn)品繁殖。 李瑤告訴《中國科學(xué)報(bào)》記者，基因重組技術(shù)在制藥行業(yè)已經(jīng)是非常成熟的。與自然界獲得的材料的有限性和不穩(wěn)定性相比，通過基因重組技術(shù)生產(chǎn)的產(chǎn)品，由于其具有可控性，在工廠中可以大規(guī)模的穩(wěn)定生產(chǎn)。

傳統(tǒng)明膠直接來源于動(dòng)物組織 明膠在《中國藥典》中的定義為動(dòng)物的皮、骨、腱與韌帶中的膠原經(jīng)不*酸水解、堿水解或酶降解后純化得到的制品，或?yàn)樯鲜霾煌髂z制品的混合物。明膠是淺黃色的膠質(zhì)，主要成分為蛋白質(zhì)。按用途可分為食用、藥用、照相及工業(yè)四類。 中國日用化工協(xié)會(huì)明膠分會(huì)秘書長姚龍坤告訴《中國科學(xué)報(bào)》記者：“目前生產(chǎn)明膠的主要原料就是豬、牛的皮和骨，骨制的明膠多數(shù)用牛骨。目前還有一些地方在實(shí)驗(yàn)魚皮明膠。在生產(chǎn)過程中，需要經(jīng)酸或堿將皮或骨中的膠原水解，并在低溫水中（通常為50至60攝氏度）溶脹形成凝膠。” 目前的大生產(chǎn)工藝經(jīng)過長期的應(yīng)用已經(jīng)固定，現(xiàn)在已經(jīng)沒有太多變化。“通常不斷有技術(shù)革新的主要是生產(chǎn)明膠的后工序，”姚龍坤說，“精煉、提純、烘干等技術(shù)都在不斷的創(chuàng)新。尤其是對于食用和藥用的明膠。” 人類使用明膠的歷史可以追溯到8000年前，中東地區(qū)的穴居人就已經(jīng)可以從動(dòng)物組織中提取黏膠。3000年后，古埃及人把這種黏膠和木質(zhì)膠一起作為家具黏合劑。同時(shí)，當(dāng)時(shí)的人類已經(jīng)從中發(fā)現(xiàn)了明膠的食用性，冷卻后凝固的動(dòng)物提取物成為一種新的食品，也就是食用明膠的雛形。 從1845年，美國人發(fā)明了凝膠狀點(diǎn)心并且獲得了，食用明膠就開始在食品中占有一席之地。 姚龍坤告訴《中國科學(xué)報(bào)》記者，雖然明膠是純度較高的蛋白質(zhì)，含有85%～90%的蛋白質(zhì)，0.3%～2%的礦物質(zhì)，9%～12%的水分。但不論是食用還是醫(yī)用明膠主要都是利用它的物理性質(zhì)而非化學(xué)性質(zhì)。食用明膠在食物中主要都是為了調(diào)理產(chǎn)品的效果，比如定型，改善食物的口感。 如今明膠大量使用在生產(chǎn)點(diǎn)心、棉花糖、糖果、冰激凌和其他食品。藥用方面主要是膠囊，在藥用的針劑當(dāng)中也作為穩(wěn)定劑使用。“目前，在醫(yī)學(xué)方面，明膠也在用于代替血漿（即人造血漿）的制造中。”姚龍坤說。

人源明膠替代傳統(tǒng)明膠尚需時(shí)日 《中國科學(xué)報(bào)》記者在采訪《農(nóng)業(yè)與食品化學(xué)雜志》出版方美國化學(xué)協(xié)會(huì)科學(xué)聯(lián)絡(luò)負(fù)責(zé)人邁克爾·伍茲（Michael Woods）時(shí)，他說，在收到陳勁春的論文后，他們就*時(shí)間發(fā)布了新聞，并表示，人源明膠很有可能替代每年生產(chǎn)的30萬噸動(dòng)物明膠，取代所有產(chǎn)品中使用的動(dòng)物明膠，比如食品。 對人源明膠和動(dòng)物明膠的優(yōu)勢及劣勢，《中國科學(xué)報(bào)》記者在以色列公司Prospec的方面資料中了解到，傳統(tǒng)的明膠生產(chǎn)工藝，生產(chǎn)出的動(dòng)物膠中的蛋白由不同大小的多肽片段組成，并且呈現(xiàn)出不同的凝膠作用的性能，使其產(chǎn)生多變性。這些性質(zhì)往往都取決于這些明膠是通過何種方式提取出來的。 而且目前應(yīng)用在一些藥物針劑和液體生物制劑中的明膠，必須通過額外的工藝進(jìn)行提純，防止明膠在zui終的針劑或者生物制劑中發(fā)生不必要的凝膠作用。對于正在使用這種的明膠生產(chǎn)產(chǎn)品的廠商來說，這已經(jīng)成為一個(gè)明顯的挑戰(zhàn)。 研究人員通過重組技術(shù)，生產(chǎn)出了純度高、性質(zhì)穩(wěn)定的重組人源明膠，分為有凝膠作用和無凝膠作用兩種。這種明膠的分子可以預(yù)訂其特性，甚至可以到分子和蛋白多肽片段的重量，這樣就可以適用于不同的產(chǎn)品，包括藥品針劑等等。而其純度可以一直穩(wěn)定在99%。 此外，動(dòng)物明膠還有一些問題，比如一些人對于動(dòng)物蛋白的過敏，可能傳播動(dòng)物疾病，如瘋牛病、口蹄疫等等。 尤其是在藥用針劑中，美國已經(jīng)有少數(shù)患者過敏的報(bào)告。在實(shí)驗(yàn)中，人源明膠則不會(huì)存在這個(gè)問題。 基于這些優(yōu)勢，生產(chǎn)方認(rèn)為人源明膠可以在很大程度上替代動(dòng)物膠，尤其是在藥用方面。 不過，明膠協(xié)會(huì)秘書長姚龍坤告訴記者，在國內(nèi)，還沒有發(fā)生由于對明膠的動(dòng)物蛋白成分發(fā)生過敏或其他不良反應(yīng)的問題。 “而且在目前的生產(chǎn)工藝中，有疾病的動(dòng)物原料是不會(huì)被用于生產(chǎn)明膠的。”他說，“人源明膠可能成為部分替代品，但是由于分子結(jié)構(gòu)的一些區(qū)別，在一些產(chǎn)品中很難替代動(dòng)物明膠的作用，比如，食品中添加的動(dòng)物明膠對于口感的改善非常大，其他替代品目前還不能達(dá)到動(dòng)物明膠的效果。”