中科院和北大宣布轉基因有毒？又是一場假警報

圖片來源：pixabay.com

編者按：

關於轉基因是否有害的爭論從未停息，「美帝亡我大中華之心不死」、「反轉人士」賭咒發誓表達赤子之心同時誹謗科學共同體收了帝國主義的黑錢為其站台等等鬧劇層出不窮，明智的群眾自然能夠用雪亮的眼睛辨其真偽。只是當涉及專業的科學問題時，「隔行如隔山」，非專業領域的群眾們恐怕都會心生疑慮。

最近，一篇2014年發表於中文期刊《中國科學：化學》名為《基於手性D-氨基酸的毒理性對轉基因食品安全性的研究》的論文被反轉人士視若瑰寶，冠以《中科院與北京大學研究表明，轉基因確實有害》之名大肆傳播。很可惜，這次又讓「反轉人士」失望了。《知識分子》邀請了兩位專業領域內人士以同行評議的角度為大家解讀這篇文章不靠譜的地方，一篇通俗易懂，一篇較為專業，請讀者自取。

通俗易懂版

一項如同兒戲的研究

撰文｜唐騁（中國科學院上海神經科學研究所博士生）

責編｜程莉

知識分子為更好的智趣生活ID：The-Intellectual

最近，某一篇由「中科院科學家」撰寫的論文被人從故紙堆里翻了出來，這篇論文居然宣布轉基因食品有毒？咦？我印象當中只有「朋友圈裡的美國」會正式宣布轉基因有毒啊，沒想到我中科院這濃眉大眼的也「叛變革命」了？

新聞標題還是那種熟悉的感覺。圖片來源：烏有之鄉（http://www.wyzxwk.com/Article/shidai/2017/06/380682.html）

首先，這事還真不算謠傳，人家確實是發了學術論文的。這篇發表在《中國科學.化學》上的中文論文由中科院大氣化學與化工學院，蘭州化學物理研究院與北京大學共同發表，名頭確實挺大。不過也許是因為作者的專業不太對口，整篇論文各種不按套路出牌，也是槽點滿滿。

從發表時間來看，這篇論文也算是被人在故紙堆里翻出來的了。

從摘要和引言來看，他們的工作應該主要分成兩部分：一部分是分析轉基因大豆油當中的D-丙氨酸的含量，另一部分是討論經常和轉基因作物聯繫起來的一種除草劑——草甘膦的一些問題。

論文截圖

先說第一部分，為啥要檢測D-丙氨酸呢？那是因為作者認為D-氨基酸（也就是D-型氨基酸，以下統一為更為學術的名稱：D-型氨基酸）會破壞生物體DNA（我們人體需要的氨基酸主要是L-型氨基酸），還會破壞維生素C、維生素E等（其實這裡作者偷換了概念，不過鑒於後面槽點太多，相比之下這個真不算啥了）。為了驗證這個想法，作者直接把兩種D-型氨基酸、亞鐵離子、一種酶和DNA直接混在了一起，結果，DNA被降解了，轉基因食品果然好壞哦（認真臉）。

論文截圖

唔，這個倒是讓我想起了當年那個直接把精子丟進可樂來證明可樂殺精的經典實驗。好吧，可能是因為跨領域的關係，也許作者們剛好都不知道人體內的DNA是在細胞核裡面的，他們說的那種酶是存在於細胞質裡面的，而亞鐵離子則是絡合在血紅蛋白裡面的，總之人體不會像他們那樣努力營造出一個能讓D-型氨基酸破壞DNA的環境。

那麼轉基因大豆油當中D-型氨基酸，確切來說，D-丙氨酸到底多不多呢？作者做了一系列提取實驗，並且用一種變色反應來測定提取物中D-丙氨酸的含量，簡單來說，樣本當中D-丙氨酸含量越高，最後反應所得的溶液就會越紅。作者檢測了一種非轉基因食用油和兩種轉基因食用油，經過一堆吭哧吭哧的實驗，然後作者表示，根據他們目測，轉基因食用油的提取產物看起來更紅一些，嗯，看起來更紅一些！

論文截圖

也許化學家就是比較目光如炬，文章中有相當多數據都是「目測」出來的。不過如果說生物實驗你用目測我還能理解為是作者跨界做得不專業，這化學實驗也來個目測就有點過分了。我不信堂堂中科院和北京大學居然連一台分光光度計都搞不到，對最終結果作個準確點的定量分析都不行。不得不說這個中文學術期刊對於論文的審核令人堪憂啊。

論文截圖

前三個差不多算是色度標尺，不過後面所有樣品的「紅色程度」都遠沒達到標尺當中紅色最淺的那一個，真不知道作者是怎麼目測出具體濃度的。

接下去，作者還在繼續放飛自我。他不知怎麼的就靠著目測知道了轉基因大豆油當中D-型氨基酸的含量是1~10 μmol/L。而且更加駭人聽聞的是，這些D-型氨基酸也不知和DNA什麼仇什麼怨，作者直接假定他們進入人體以後就會全力投入到破壞DNA的事業之中，絕不幹別的，連平均一個D-型氨基酸分子能損傷多少DNA都給算了出來。於是得出結論「轉基因食用油中的D-型氨基酸對DNA的損傷度令人擔憂」。我不清楚他們目測出非轉基因大豆油當中的D-型氨基酸的含量是多少，也許非轉基因大豆油中的D-型氨基酸是經過社會主義核心價值觀改良的，根本不值得擔憂，所以作者提都不提。

論文截圖

後面證明D-型氨基酸可以破壞維生素C和E的實驗差不多也是這種套路，我就不多費唇舌了。

而文章寫到後面，感覺作者已經進入了一種不知道自己在幹啥的狀態。他做了一系列不同氨基酸對細胞生長影響的實驗，如果說前面作者展示的還是支持自己觀點的數據，實在不行就目測出實驗結果支持自己的觀點，到這裡，作者乾脆什麼數據都一股腦往上貼。從文中的數據來看，無論是作者批判的D-型氨基酸，還是生物能正常利用的L-型氨基酸，都是有時候對細胞有利，有時候又能對細胞不利，自由率性，全無章法（我個人覺得多半是因為作者實驗不穩定），但是作者就是可以從中得出只有D-型氨基酸不利於細胞生長，但是L-型氨基酸則不會的結論。

論文截圖

作者從頭到尾沒有任何一個實驗講了自己做了多少次重複，也沒有對任何一組數據做統計學分析（當然，好多都是目測的，確實不太好統計），但就是信誓旦旦地宣布了自己的結論。作者一個機制檢測都沒做，甚至在最後養細胞的階段連細胞的DNA是不是真的有損傷都不知道，但就是言之鑿鑿地說明了主要原因。反正到這裡，文章的主體部分就結束了。

咦？不是說好論文分兩部分嗎？關於草甘膦的那一大段邏輯跳躍我還沒搞明白是咋回事呢。對，作者在論文的摘要和引言部分對此大談特談了一番，讓我覺得這個怎麼也得佔到論文主體一半篇幅的樣子，但結果作者對此除了在結尾討論中拋出了幾個假設以外，啥實驗也沒做，啥結論也沒說，在結論匯總的部分甚至都沒提這茬。真的是處處都不按套路出牌呀。

實在抱歉，這可能是我寫過最不正經的論文評議了，但是面對這種視同兒戲的研究，我無論如何也嚴肅不起來啊。對於反對轉基因食品的群眾，我只希望諸位以後不要再把這種魔幻的論文甩出來當證據。

轉基因會提高D-型氨基酸含量進而對人類有害嗎？

撰文｜姜韜（中國科學院遺傳與發育生物學研究所高級工程師）

責編｜程莉

知識分子為更好的智趣生活ID：The-Intellectual

由於面對普通公眾解讀此文要涉及的知識較多，尤其是D-型氨基酸第一次進入公共視野，因此這裡先做背景介紹。

碳原子被稱為生命的元素，它的四個用於形成化合物的電子軌道呈四面體結構，從而造成有機物中每個碳原子可以有兩種構型，L-型和D-型，它們像我們的左右手一樣，互為鏡像而不能完全重疊，因此被稱為對映異構體。

天然蛋白質都是由20種L-型氨基酸建造的。自然界中有500種不同氨基酸，除了上述20種L-型氨基酸外，其他都不是蛋白質的構造成分。

D-型氨基酸，就是L-型氨基酸的對映異構體，海洋無脊椎動物含量較高，細菌的細胞壁、脊椎動物及植物都含有D-型氨基酸。

L-型氨基酸轉化為D-型氨基酸的主要方式有酶促反應、加熱和鹼處理。L-型氨基酸轉變為D-型氨基酸則稱為消旋化。

天然食物中廣泛含有D-型氨基酸

早期相關研究的測定表明：紅酒、醋、啤酒、果汁、蜂蜜都含有D-型氨基酸，尚未烘烤的生麵糰也含有來自酵母發酵產生的D-型氨基酸。其中紅酒和醋中的D-型氨基酸占相應氨基酸的比例可以用來測算儲存時間。

反芻動物（牛，山羊，綿羊）的乳汁中，含有較高比例的遊離的D-型氨基酸：D-丙氨酸，D-天門冬氨酸，D-谷氨酸，D-絲氨酸，D-賴氨酸。而D-丙氨酸，D-天門冬氨酸，D-精氨酸和D-谷氨酸存在於水果，如蘋果、葡萄、柑橘中，以及蔬菜胡蘿蔔、番茄、捲心菜及其蔬菜汁中。

中國的特色食品——皮蛋（松花蛋）由於經過20天的4.2% 氫氧化鈉和 5% 氯化鈉處理（台灣工藝），卵清的蛋白中的L-型氨基酸相當比例轉變成了D-型氨基酸，併產生非常見的賴丙氨酸。

台灣科學家1998年的工作顯示皮蛋中的消旋化很高，鹼性處理20天後，卵清中的絲氨酸，天門冬氨酸，谷氨酸和苯丙氨酸中消旋值分別為41.84%，35.74%，19.92%，和16.44%。

早在1994年，就有文章報道了食品中D-型氨基酸佔總量的1-10%是常見情形。尤其是酸乳酪和乾酪，100克瑞士乳酪含有70毫克D-型氨基酸。100毫升的速溶咖啡含有20毫克，100毫升的液體調味品可以含有高達600毫克的D-型氨基酸。其中乳酪是微生物作用，速溶咖啡是烘培導致，調味品是酵母提取物的水解過程產生。

在食用大豆後，人體內D-谷氨酸含量比較高，起因於腸道微生物的轉化作用。

D-型氨基酸的廣泛生物學功能

1986年鄧祿普等報道了哺乳動物體內組織含有D-天門冬氨酸，1992年橋本等發表里程碑工作，發現大鼠腦中含有豐富的D-型氨基酸。含量最高的是D-絲氨酸，D-天門冬氨酸。前者主要存在大腦中，與神經傳遞活動有關，後者主要存在神經內分泌和內分泌組織以及睾丸中，調控激素合成和精子發生。

體內合成D-型絲氨酸的是絲氨酸消旋酶，代謝是D-型氨基酸氧化酶；合成D-天門冬氨酸是天門冬氨酸消旋酶，代謝是D-天門冬氨酸氧化酶。通過結合N-甲基D-天門冬氨酸亞型谷氨酸受體起作用，D-絲氨酸是激動劑，D-天門冬氨酸作為拮抗劑。參與許多生理和病理過程，包括突觸可塑性、學習、記憶、神經元細胞遷移與神經疾病。

人類、大鼠、和小鼠的絲氨酸消旋酶（serine racemase）是一個分子量大小為36000–37000道爾頓的蛋白，分別由340、333和339個氨基酸組成，屬於小蛋白質分子，主要存在神經元中。

研究表明，與健康對照組比較，精神分裂症患者的D-絲氨酸濃度在血清和腦脊液下降。因為精神分裂症是一種複雜的疾病，很多因素可能在疾病的表現發揮作用，D-型氨基酸氧化酶可能只是一個危險因素，而不是病因。

高等動物針對D-型氨基酸的代謝酶類：D-絲氨酸消旋酶，D-型氨基酸氧化酶核黃素（也稱B2）為輔酶，氧化中性和鹼性D-型氨基酸。生物體內以維生素B2 為輔酶的生化反應都會產生過氧化物。生物體對過氧化物嚴格控制，機制很多。D-天門冬氨酸氧化酶是誘導酶，隨著D-天門冬氨酸量的提高而提高。D-谷氨酸則經過線粒體中的D-谷氨酸氧化酶消除。

由於錯義突變導致的D-型氨基酸氧化酶缺失的小鼠已經建立，這個小鼠的組織和體液中含有較高含量的D-型氨基酸，儘管看上去沒有任何明顯異常。由於NMDA受體活性的增加，這個小鼠的水迷宮測試表現的要更好。

2015年報道75%的IgE與花生上的過敏原結合為D-天門冬氨酸和D-谷氨酸的共結合（各為4mg/ml）所抑制。

D-型氨基酸，如D-丙氨酸和D-絲氨酸已經用來治療神經性精神疾病（精神分裂症，阿爾茲海默症，抑鬱症，自閉症，注意力缺失症） 。還有，D-苯丙氨酸早已經作為溫血動物的一種鎮痛劑用於帕金森氏病的抗抑鬱治療。

哈佛醫學院2016年發表的工作定量測定了小鼠腸道內微生物產生的D-型氨基酸含量占內含物的比例，得出結論：小鼠腸道消化系統中的遊離D-型氨基酸是微生物來源的產物，而且這個外源D-型氨基酸水平可以調節小鼠和人的腸道分泌D-型氨基酸氧化酶的水平，從而穩定腸道內D-型氨基酸的低水平。

轉基因作物里含量更高嗎？並沒有

2007年西班牙科學家發表文章，給出測定的傳統玉米和轉基因玉米的D-型氨基酸含量：

其中D-型氨基酸在轉基因品種中比其對應的非轉基因品種高的為8個，比例為8/15，接近50%，也就是轉基因作物中的D-型氨基酸與其非轉基因母本對比沒有顯著性變化趨勢。D-型氨基酸含量最高的恰恰是一個非轉基因的Tietar中的D-丙氨酸，含量為7.00X10-5 ，也就是十萬分之七。D-型氨基酸佔總相應氨基酸含量比例在0.67-23.3%. 或者說玉米里天然就有一定比例的D-型氨基酸。而且數據沒有表明D-型氨基酸在轉基因玉米中明顯高於相應的非轉基因玉米。

所以，非轉基因食物中就含有D-型氨基酸，轉基因玉米的D-型氨基酸並不明顯高於非轉基因品種；從實驗小鼠看，D-型氨基酸主要是由腸道微生物群產生的，而並非食物原本的D-型氨基酸決定；D-型氨基酸在哺乳動物包括人類中神經系統中有重要作用；從實驗小鼠看，D-絲氨酸水平高，小鼠的表現的智力測試成績也高；部分D-型氨基酸已經作為治療神經性精神疾病的矯正藥物；人類腸道和細胞內都有穩定D-型氨基酸水平的分子機制。

關於草甘膦的必要背景知識補充：

草甘膦相關的毒性：農達中表面活性劑>農達>草甘膦酸>草甘膦丙胺鹽；其中表面活性劑主要成分跟洗髮水和沐浴液中的相應成分是同類，都是環氧乙烷與丙烯酸酯類的共聚物。

草甘膦具有較強的絡合金屬離子能力，最早合成出來就是草甘膦酸，是作為除銹劑使用的，後來才發現其除草劑性能，成為了著名產品。

結合了金屬離子後的草甘膦更難被植物吸收，因此生產廠商在說明中都建議不要用硬度較高（鈣鎂含量高的）的水來稀釋草甘膦母液。

《基於手性D-氨基酸的毒理性對轉基因食品安全性的研究》存在的問題

1. 文不對題

此論文題目是：基於「手性D-氨基酸的毒理性對轉基因食品安全性的研究」其相應的英文標題是Biosafety assessment of genetically modified foods based on the toxicology of the chiral D-amino acid，作者聲稱這是研究D-型氨基酸的毒理學工作，但通篇沒有任何動物活體實驗，都是試管實驗或細胞毒性試驗，因此不符合毒理學研究基本要求。表明作者對毒理學研究思想和方法的認識是錯誤的，其結論自然沒有毒理學意義。

2. 此文作者對於「實質等同」的理解和解讀有偏差。

實質等同是指轉基因作物與相應的非轉基因作物的安全性的等同，不是安全成分及非安全成分的完全一致。即使是非轉基因作物，因為種植過程和種植土地的等差異都會帶來一般成分的含量的變動和不同，完全正常，不影響安全性，不影響實質等同性。

3. 論文中稱，「轉基因作物體內殘留的除草劑（草甘膦、草銨膦等）和含有豐富酸性氨基酸的Bt蛋白具有較強的金屬絡合能力, 種植過程中在本質上會促使土壤中金屬離子較多地進入作物體內, 然後誘導D-海因酶的活性增加從而產生較多的D-氨基酸（DAA）」，這個說法不符合事實，恰恰是由於對金屬離子的絡合性，有機物會更加不容易被植物吸收。同時，蛋白質對金屬離子的絡合強度遠高於遊離的氨基酸，所以在體內不存在遊離鐵離子參與的D-型氨基酸反應。

4. 作者在試管里構建了一個酶促反應，這是此工作的全部意義所在。在構建的反應體系中，作者獲得相應的實驗結果，結果可靠，便於重複。但實驗結果的意義和解讀出了問題。

5. 作者的試管反應中的高達200uM的鐵離子不用進行任何氧化反應就足以破壞細胞導致細胞死亡。生物體內幾乎沒有遊離的鐵離子，都是結合狀態，遊離鐵離子粗略估計也是在nM（10-9 ）以下的水平，就是還要低十萬倍。所以僅就鐵離子濃度看，這個實驗沒有生理意義。

6. 作者的細胞培養實驗表明對癌細胞生長是抑制的，與作者在討論中試圖說明轉基因導致癌症的說法並不形成支持。

7. 作者沒有測定正常的L-型氨基酸的含量作為必要的對照分析。因此，沒有證據表明轉基因大豆油中的D-型氨基酸所佔總氨基酸的比例高於普通食品，轉基因大豆油是否顯著增加食品中D-型氨基酸比例沒有給出任何證據。

8. 作者沒有證據表明食用轉基因大豆油後人體內某部分——比如組織或體液中的D-型氨基酸濃度發生了變化。

9. 作者沒有數據表明D-型氨基酸可以與正常L-型氨基酸相同的主動跨越細胞膜運輸途徑，細胞膜內外L-型氨基酸和D-型氨基酸的比例是否保持或有確定比例等等。

10. 作者也沒有證據表明食用轉基因大豆油後，人體細胞中的D-型氨基酸濃度變化，特別是提高的數據。

11.作者沒有證據表明細胞核內過氧化氫的濃度是完全由D-型氨基酸的氧化反應導致的。

此工作沒有體內正常情況下過氧化氫濃度的任何數據，其採用的過氧化氫的濃度沒有生理意義，也沒有證據表明細胞內過氧化氫完全或主要由D-型氨基酸氧化產生。實際上細胞內的正常代謝活動隨時都在產生和消除過氧化物。比如，細胞質和細胞器中凡是有核黃素參與的生化反應，都是可能產生過氧化氫的。

從食物和生物體本身組成看，從來沒有純粹的遊離D-型氨基酸這個條件，永遠都是L-型氨基酸占絕對多數的情形，因此試管實驗結果對生理條件下的實際情況沒有參考價值。

12. 同樣道理，酵母和細胞的生長受到抑制是缺乏正常氨基酸的正常的結果，這兩個實驗沒有帶來任何新的信息。

鑒於上述理由，此論文設計的體外（試管）實驗，其中各種成分的濃度，都沒有來自活體數據的參考和依據，反應條件完全人為具有很大隨意性，也沒有考慮體內其他重要相關生化反應，整體工作不具備嚴密邏輯鏈條，結果也不具備生理學或病理學意義。

酵母和細胞生長抑制實驗，與以往D-型氨基酸不是構成蛋白質的必要氨基酸，而且代謝途徑和利用率都低於通常的L-型氨基酸的結果一致，沒有新意。由於沒有正常L-氨基酸作為必要背景，這個結果也沒有意義。

由於缺乏食用轉基因食品必然導致D-型氨基酸變高或變低的事實和數據支持，本文中對D-型氨基酸的試管研究不具備與轉基因事件的關聯性，更沒有因果性。對說明轉基因安全還是不安全的問題沒有任何意義。

至於文章中關於草甘膦的討論，沒有自己的實驗支持，屬於文不對題，草甘膦問題請參見其他評論文章和補充的背景知識，不再一一批評。

文章引用被學術界否定的塞拉利尼實驗，表明作者沒有對科學共同體的結論和這個存在大量缺陷的工作的辨別能力，做法缺乏必要嚴謹性和嚴肅性。

綜上，此文章不是毒理學研究，所做的實驗與生理和病理條件無關，與轉基因並無可靠關聯，因此不具備說明轉基因安全還是不安全的意義。

參考文獻

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