《Biology》：Genetically Modified and Gene-Edited Organisms—Objectives, Public Perception and Applications
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遗传修饰与基因组编辑已成为农业、动物生产、生物技术及人类医学领域的重要工具，但其安全性与社会接受度仍是争论焦点。本综述考察了转基因（GM）与基因编辑生物，区分了转基因技术（transgenesis）与精准基因组编辑技术，包括CRISPR/Cas9、碱基编辑（b
遗传修饰与基因组编辑已成为农业、动物生产、生物技术及人类医学领域的重要工具，但其安全性与社会接受度仍是争论焦点。本综述考察了转基因（GM）与基因编辑生物，区分了转基因技术（transgenesis）与精准基因组编辑技术，包括CRISPR/Cas9、碱基编辑（base editing）和先导编辑（prime editing）。本文讨论了其在作物、牲畜、药物生产及异种移植（xenotransplantation）中的代表性应用，以及相应的监管框架和公众认知。当前科学评估表明，经逐案评估后，已批准的转基因食品对人类健康的内在危害性并不高于其传统对应产品。潜在益处包括改善营养品质、生物强化（biofortification）、抗病性、提高农业效率、治疗性蛋白的生产，以及在动物健康与医学中的应用。潜在担忧包括致敏性、毒性、非预期的遗传或表型效应、营养成分改变、环境后果、动物福利问题，以及与长期或大规模应用相关的不确定性。公众接受度因地理区域、应用类型、文化与伦理考量、监管环境、科学素养和制度信任而存在显著差异。总体而言，转基因与基因编辑生物不应被视为同质类别。其益处、风险和社会可接受性取决于特定生物体、遗传修饰方式、目标性状及使用情境，这支持采取平衡、循证且逐案评估的方法。
1. 引言
遗传修饰并非新近发明。人类数千年来通过选择自然突变体改良作物和牲畜；约三万年前开始对狼进行人工选择，最早的作物选择证据可追溯至公元前7800年。现代语境中，转基因生物（GMO）特指通过基因工程改变遗传物质的生物。基因编辑生物是否在法律上被认定为GMO，决定了其是否受现有监管限制。2018年欧盟法院裁定，通过基因编辑技术获得的生物在法律上视为转基因生物。自1973年首个转基因细菌问世以来，遗传修饰已从基础分子生物学进入医学、农业和工业领域，产品涵盖重组人胰岛素、抗病作物和牲畜、转基因动物乳汁或蛋中生产的生物药物，以及用于异种移植的基因修饰猪。科学评估普遍表明已批准的转基因产品与传统对应物同样安全，但社会接受度因伦理、文化、监管和传播因素而差异显著。欧盟最近针对新基因组技术（NGT）采用风险分级监管框架，体现了监管格局随技术发展持续演变。
2. 遗传修饰方法
2.1 传统育种：依赖亲本杂交，通过选择和回交逐代分离目标性状，不引入外源DNA。
2.2 转基因生物（GMO）：通过基因工程改变自身基因组，如Flavr Savr番茄和Arctic苹果。
2.3 转基因生物（Transgenic Organisms）：含有来自不同物种的DNA，如黄金大米和Bt棉花。基因随机插入宿主基因组，需多年筛选确保正常功能。
2.4 基因组编辑：通过工程核酸酶在基因组特定位点产生双链断裂，由细胞内源机制修复。关键方法包括CRISPR-Cas9、TALENs和锌指核酸酶。CRISPR/Cas9源自细菌防御系统，其发明者Doudna和Charpentier获2020年诺贝尔奖。该方法精准、快速，模拟自然突变。但存在脱靶效应和非整倍体等局限性。贺建奎曾声称创造首例基因编辑婴儿，引发广泛批评，其行为被认定为非法行医。
2.5 碱基编辑：在不切断DNA双链的情况下改变单个DNA碱基，包括胞嘧啶碱基编辑器和腺嘌呤碱基编辑器，可修正与遗传病相关的点突变，降低随机错误风险。EFSA荟萃分析表明新基因组技术未发现新危害。
2.6 先导编辑：一种“搜索-替换”技术，通过Cas9切口酶融合逆转录酶和pegRNA实现精准插入、删除和碱基替换，无需双链断裂和外源DNA供体模板。
3. 历史里程碑
1953年DNA双螺旋结构描述后，1973年Cohen和Boyer创建首个重组DNA生物。1982年Humulin成为FDA批准的首个消费级GMO产品。1974年首个转基因动物诞生，1983年首个转基因植物问世，1994年Flavr Savr番茄获批。1995/1996年Bt玉米和Roundup Ready大豆商业化种植，2000年黄金大米问世。2012年CRISPR-Cas9系统发表，2016年碱基编辑和2019年先导编辑相继引入。2015年AquAdvantage鲑鱼成为FDA批准的首个供人食用的转基因动物，2020年GalSafe猪获批。
4. 遗传修饰的应用
4.1 转基因微生物：1973年重组DNA技术发明后，含人胰岛素基因的工程大肠杆菌（E. coli）实现商业化。Humulin成为首个无副作用的胰岛素制剂。GM细菌还生产凝血因子、干扰素、促红细胞生成素等药物蛋白，以及食品加工用酶。
4.2 转基因作物：美国2020年约92%玉米、96%大豆、95%油菜、96%棉花和99.9%甜菜为转基因。Bt玉米（MON 810）自带杀虫蛋白，减少化学杀虫剂使用。草甘膦耐受作物通过插入CP4 EPSPS基因实现除草剂耐受。黄金大米通过添加水仙和土壤细菌来源基因合成β-胡萝卜素，缓解维生素A缺乏症（VAD）。
4.3 转基因动物：PRRS抗性猪通过删除CD163基因外显子7获得抗病性，2025年获FDA批准。禽流感抗性鸡通过CRISPR/Cas9编辑ANP32A基因，90%编辑鸡在常规攻毒剂量下未感染。非洲猪瘟（ASF）抗性研究通过修改RELA基因探索抗病机制。基因制药领域，转基因山羊乳汁生产抗凝血酶（ATryn），转基因兔生产C1酯酶抑制剂（Ruconest），转基因鸡蛋白生产Kanuma。转基因牛可分泌人胰岛素原和胰岛素。蜘蛛丝蛋白生产方面，AMSilk公司实现商业化。生长增强型转基因鲤鱼和快速生长转基因鲑鱼（AquAdvantage）用于水产养殖。环保猪（Enviropig）通过唾液分泌植酸酶减少磷排放。异种移植领域，基因编辑猪器官已进入临床阶段，2024年活体患者接受基因编辑猪肾移植，2025年中国完成六基因编辑猪肝连接脑死亡患者手术。
5. 监管格局
5.1 全球监管现状与标签法：各国对转基因食品的法律地位差异显著。美国、加拿大实行自愿标签，欧盟对含0.9%以上转基因成分的饲料和食品强制标签。少数国家完全禁止种植和进口GMO。欧盟通过EFSA进行逐案科学风险评估。过程导向标签体系（巴西、中国、欧盟）与产品导向标签体系（澳大利亚、日本、新西兰）并存。
5.2 欧盟新基因组技术新立法：2026年6月17日欧洲议会通过新法规，2028年中起实施。基因编辑植物分为NGT-1（视为传统植物）和NGT-2（适用现有严格GMO规则）两类，两类均不允许用于有机生产。
6. 公众认知与接受-拒绝之争
6.1 科学共识与公众意见：科学共识认为现有转基因作物食品对人类健康的风险不高于传统食品，但公众对转基因食品的安全认知显著低于科学家。基因编辑的接受度高于传统转基因技术。
6.2 黄金大米案例：尽管获多国监管机构认可，黄金大米仍面临环保组织反对。2021年菲律宾批准种植，2024年上诉法院发布停止令。133位诺贝尔奖得主呼吁绿色和平组织停止反对。
6.3 权衡潜在风险与收益：支持论点包括安全性经过广泛测试、提高产量、降低价格、增加营养、减少农药使用。反对论点包括缺乏长期人体临床试验、可能引入毒素或过敏原、增加除草剂使用。
6.4 总体讨论：转基因与基因编辑生物是应对农业、食品生产、动物健康、生物技术和人类医学挑战的重要工具。其潜在风险不能一概而论，需逐案评估。
7. 结论
科学共识表明遗传修饰本身既非固有有害也非根本无风险，其安全性、功效和效用严格取决于具体情境。公众和市场接受度仍高度分化，受地理、应用类型、制度信任和科学素养影响。北美优先将作物生物技术作为粮食安全机制，欧洲对转基因作物种植持谨慎态度，发展中国家面临粮食安全收益与公司垄断担忧之间的复杂困境。转基因生物引入野外环境存在不可逆生态威胁。未来需将遗传生物技术视为需要负责任开发、严格监测和深刻伦理监督的复杂生物工具。
