在談?wù)撧D(zhuǎn)基因水稻時，被問及最多的一個問題是，“殺蟲蛋白能殺蟲，難道就不會對人體有毒害嗎？”這個問題的由來可能與人們對化學(xué)農(nóng)藥的認(rèn)識有關(guān)，因?yàn)檗r(nóng)藥能夠殺蟲，也可以使人中毒。雖然已經(jīng)有許多專家通過闡明殺蟲蛋白的作用機(jī)理來解釋其為何對人體是安全的，在這里我們想直接通過比較化學(xué)農(nóng)藥與殺蟲蛋白的差異來分析“農(nóng)藥有毒，為何說轉(zhuǎn)基因水稻是安全的？”
從本質(zhì)上來說，化學(xué)農(nóng)藥主要是有機(jī)分子，進(jìn)入害蟲體內(nèi)后，與某種重要蛋白相結(jié)合，從而影響這種蛋白在害蟲體內(nèi)的正常功能。如果這種蛋白是害蟲生存必須的，那么就可以達(dá)到殺死害蟲的目的。
殺蟲蛋白（如Bt蛋白）本身就是一種蛋白質(zhì)，其進(jìn)入害蟲體內(nèi)，通過與害蟲體內(nèi)的另一種重要蛋白作用，影響蛋白的功能，從而影響害蟲的發(fā)育，達(dá)到殺死害蟲的目的。
無論是化學(xué)農(nóng)藥還是殺蟲蛋白，對于害蟲而言，都是毒藥。為何科學(xué)家一再聲稱，殺蟲蛋白對人體無害呢？這要從生物的器官系統(tǒng)說起。
生理學(xué)的基本知識告訴我們，人體共有八大系統(tǒng)：運(yùn)動系統(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)中的某個重要蛋白或基因。
比如，氨基甲酸酯和有機(jī)磷類殺蟲劑，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@類殺蟲劑。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過度興奮而導(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)識能力。
菊酯類農(nóng)藥主要作用于神經(jīng)系統(tǒng)中的鈉離子通道，這類殺蟲劑可能是人類直接接觸最多的，因?yàn)橄奶煸诔兄写罅夸N售的滅蚊劑的主要成分就是菊酯類農(nóng)藥。煙堿類殺蟲劑的作用靶標(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最大的問題在于其過于穩(wěn)定，在環(huán)境中不容易被降解，而且可以通過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，因殺蟲效果明顯而占據(jù)大量市場份額的化學(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、昆蟲等不同物種中的保守性很強(qiáng)。也就是說，雖然哺乳動物和昆蟲的外形差異很大，神經(jīng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)也大不相同，但神經(jīng)信號傳統(tǒng)機(jī)制基本上是相似的。因此，能夠作用于害蟲神經(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，也能使人中毒的原因。
那為什么說轉(zhuǎn)Bt基因的水稻不會呢？因?yàn)锽t殺蟲蛋白來源于一種叫蘇云金桿菌的細(xì)菌，其主要作用于害蟲的消化系統(tǒng)。相對來說，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，而害蟲的中腸環(huán)境是堿性的。眾所周知，Bt殺蟲蛋白需要堿性環(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殺蟲蛋白的環(huán)境安全性。
簡而言之，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，因此既能殺蟲也能使人中毒。而Bt殺蟲蛋白作用于分化度較大的消化系統(tǒng)，因此只能殺蟲，而對人體無毒。反對轉(zhuǎn)基因的人經(jīng)常問的一個問題，“既然能夠殺蟲為什么不能殺人？”道理就是這么簡單。
也有人曾強(qiáng)調(diào)Bt殺蟲蛋白可能是一種潛在的過敏源。事實(shí)上，任何一種外來物質(zhì)都可能是過敏源，有人吃花生醬也過敏，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敏源的氨基酸序列進(jìn)行比對，毫無同源性可言，而且從Bt蛋白70多年的應(yīng)用歷史來看，也未曾有過其導(dǎo)致人體過敏的記錄和報告�；蛟S可以這樣說，相對于人而言，來源于蘇云金桿菌的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，如果這種殺蟲蛋白能夠殺死人，那么人類早就被這種細(xì)菌消滅了。
