在談?wù)撧D(zhuǎn)基因水稻時(shí)，被問(wèn)及最多的一個(gè)問(wèn)題是，“殺蟲(chóng)蛋白能殺蟲(chóng)，難道就不會(huì)對(duì)人體有毒害嗎？”這個(gè)問(wèn)題的由來(lái)可能與人們對(duì)化學(xué)農(nóng)藥的認(rèn)識(shí)有關(guān)，因?yàn)檗r(nóng)藥能夠殺蟲(chóng)，也可以使人中毒。雖然已經(jīng)有許多專(zhuān)家通過(guò)闡明殺蟲(chóng)蛋白的作用機(jī)理來(lái)解釋其為何對(duì)人體是安全的，在這里我們想直接通過(guò)比較化學(xué)農(nóng)藥與殺蟲(chóng)蛋白的差異來(lái)分析“農(nóng)藥有毒，為何說(shuō)轉(zhuǎn)基因水稻是安全的？”
從本質(zhì)上來(lái)說(shuō)，化學(xué)農(nóng)藥主要是有機(jī)分子，進(jìn)入害蟲(chóng)體內(nèi)后，與某種重要蛋白相結(jié)合，從而影響這種蛋白在害蟲(chóng)體內(nèi)的正常功能。如果這種蛋白是害蟲(chóng)生存必須的，那么就可以達(dá)到殺死害蟲(chóng)的目的。
殺蟲(chóng)蛋白（如Bt蛋白）本身就是一種蛋白質(zhì)，其進(jìn)入害蟲(chóng)體內(nèi)，通過(guò)與害蟲(chóng)體內(nèi)的另一種重要蛋白作用，影響蛋白的功能，從而影響害蟲(chóng)的發(fā)育，達(dá)到殺死害蟲(chóng)的目的。
無(wú)論是化學(xué)農(nóng)藥還是殺蟲(chóng)蛋白，對(duì)于害蟲(chóng)而言，都是毒藥。為何科學(xué)家一再聲稱(chēng)，殺蟲(chóng)蛋白對(duì)人體無(wú)害呢？這要從生物的器官系統(tǒng)說(shuō)起。
生理學(xué)的基本知識(shí)告訴我們，人體共有八大系統(tǒng)：運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)、內(nèi)分泌系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)、消化系統(tǒng)、泌尿系統(tǒng)、生殖系統(tǒng)。而害蟲(chóng)作為生命體，也有上述八大系統(tǒng)。
如果想要快速殺死一種生物，最好的毒劑應(yīng)該作用于哪種系統(tǒng)呢？人們幾乎可以不假思索就能給出答案：神經(jīng)系統(tǒng)。的確如此，目前大規(guī)模使用的化學(xué)農(nóng)藥的作用靶標(biāo)幾乎都是神經(jīng)系統(tǒng)中的某個(gè)重要蛋白或基因。
比如，氨基甲酸酯和有機(jī)磷類(lèi)殺蟲(chóng)劑，主要是攻擊神經(jīng)系統(tǒng)的乙酰膽堿酯酶。2008年的日本毒餃子事件的罪魁禍?zhǔn)准装妨拙褪沁@類(lèi)殺蟲(chóng)劑。乙酰膽堿酯酶負(fù)責(zé)清除突觸間隙的重要化學(xué)遞質(zhì)乙酰膽堿。如果乙酰膽堿酯酶被抑制，則可能導(dǎo)致生物在接受外界刺激時(shí)過(guò)度興奮而導(dǎo)致死亡。有意思的是，乙酰膽堿酯酶的弱抑制劑“他克林”在臨床上用于治療阿爾茨海默癥，提高學(xué)習(xí)和認(rèn)識(shí)能力。
菊酯類(lèi)農(nóng)藥主要作用于神經(jīng)系統(tǒng)中的鈉離子通道，這類(lèi)殺蟲(chóng)劑可能是人類(lèi)直接接觸最多的，因?yàn)橄奶煸诔兄写罅夸N(xiāo)售的滅蚊劑的主要成分就是菊酯類(lèi)農(nóng)藥。煙堿類(lèi)殺蟲(chóng)劑的作用靶標(biāo)是神經(jīng)系統(tǒng)的乙酰膽堿受體。著名的DDT屬于有機(jī)氯類(lèi)農(nóng)藥，其作用靶標(biāo)也是神經(jīng)系統(tǒng)中的鈉離子通道。DDT最大的問(wèn)題在于其過(guò)于穩(wěn)定，在環(huán)境中不容易被降解，而且可以通過(guò)食物鏈在不同的生物體內(nèi)富集，干擾人體內(nèi)分泌系統(tǒng)，也有生殖毒性和遺傳毒性。
綜上所述，因殺蟲(chóng)效果明顯而占據(jù)大量市場(chǎng)份額的化學(xué)農(nóng)藥主要作用于神經(jīng)系統(tǒng)的重要蛋白或基因，包括乙酰膽堿受體、乙酰膽堿酯酶和鈉離子通道等。不幸的是，這些神經(jīng)系統(tǒng)的基因在人、小鼠、昆蟲(chóng)等不同物種中的保守性很強(qiáng)。也就是說(shuō)，雖然哺乳動(dòng)物和昆蟲(chóng)的外形差異很大，神經(jīng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)也大不相同，但神經(jīng)信號(hào)傳統(tǒng)機(jī)制基本上是相似的。因此，能夠作用于害蟲(chóng)神經(jīng)系統(tǒng)的化學(xué)農(nóng)藥，也能夠作用于人和其他生物的神經(jīng)系統(tǒng)。這就是農(nóng)藥殺蟲(chóng)，也能使人中毒的原因。
那為什么說(shuō)轉(zhuǎn)Bt基因的水稻不會(huì)呢？因?yàn)锽t殺蟲(chóng)蛋白來(lái)源于一種叫蘇云金桿菌的細(xì)菌，其主要作用于害蟲(chóng)的消化系統(tǒng)。相對(duì)來(lái)說(shuō)，消化系統(tǒng)具有更大的分化度。因?yàn)椴煌纳�，取食的�?xí)慣明顯不同，進(jìn)而導(dǎo)致中腸的環(huán)境大不相同。比如，人的胃腸環(huán)境是酸性的，而害蟲(chóng)的中腸環(huán)境是堿性的。眾所周知，Bt殺蟲(chóng)蛋白需要堿性環(huán)境（pH為10左右最佳）才能被加工成具有殺蟲(chóng)活性的晶體蛋白。另外，蛋白在環(huán)境中很容易被破壞變性，尤其是經(jīng)不起紫外線的照射，不像農(nóng)藥化學(xué)分子那樣穩(wěn)定。這就大大地提高了Bt殺蟲(chóng)蛋白的環(huán)境安全性。
簡(jiǎn)而言之，化學(xué)農(nóng)藥主要作用于神經(jīng)系統(tǒng)中保守的重要基因，因此既能殺蟲(chóng)也能使人中毒。而B(niǎo)t殺蟲(chóng)蛋白作用于分化度較大的消化系統(tǒng)，因此只能殺蟲(chóng)，而對(duì)人體無(wú)毒。反對(duì)轉(zhuǎn)基因的人經(jīng)常問(wèn)的一個(gè)問(wèn)題，“既然能夠殺蟲(chóng)為什么不能殺人？”道理就是這么簡(jiǎn)單。
也有人曾強(qiáng)調(diào)Bt殺蟲(chóng)蛋白可能是一種潛在的過(guò)敏源。事實(shí)上，任何一種外來(lái)物質(zhì)都可能是過(guò)敏源，有人吃花生醬也過(guò)敏，甚至危及生命安全�？茖W(xué)家們將Bt蛋白的氨基酸序列與已知過(guò)敏源的氨基酸序列進(jìn)行比對(duì)，毫無(wú)同源性可言，而且從Bt蛋白70多年的應(yīng)用歷史來(lái)看，也未曾有過(guò)其導(dǎo)致人體過(guò)敏的記錄和報(bào)告�；蛟S可以這樣說(shuō)，相對(duì)于人而言，來(lái)源于蘇云金桿菌的Bt蛋白的安全性要遠(yuǎn)高于化學(xué)農(nóng)藥。
需要注意的是，這種產(chǎn)生Bt蛋白的細(xì)菌最早是從面粉廠發(fā)現(xiàn)的，如果這種殺蟲(chóng)蛋白能夠殺死人，那么人類(lèi)早就被這種細(xì)菌消滅了。
來(lái)源：《百名專(zhuān)家談轉(zhuǎn)基因》原標(biāo)題《農(nóng)藥有毒，為何說(shuō)轉(zhuǎn)基因水稻是安全的》，作者：李飛 林克劍 南京農(nóng)業(yè)大學(xué)、中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院
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