人源明膠已經過基因改良并不等于人體明膠

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

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

人源明膠≠人體明膠 記者找到這項研究的團隊負責人北京化工大學生命科學與技術學院教授陳勁春，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。 實際上，人源明膠技術的zui基本原理就是基因重組技術。復旦大學生命科學院教授李瑤告訴《中國科學報》記者，基因重組技術已經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。為了繁殖目標產品，將重組基因在植入宿主進行繁殖。由于實驗或者生產的目的不同，宿主也是有選擇的，有些用酵母，也有可能使用某種細菌，比如大腸桿菌。 在人源明膠的實驗中，需要重組的基因片段就是人源明膠基因，也就是人類自身產生膠原蛋白的基因，目前常用的是人類體內產生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，但所生產出的重組人源明膠并非人體明膠。目前，世界其他國家已經有一些相關產品應用在制藥領域。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車，進入宿主畢赤酵母中去安營扎寨，進行大量的產品繁殖。 李瑤告訴《中國科學報》記者，基因重組技術在制藥行業(yè)已經是非常成熟的。與自然界獲得的材料的有限性和不穩(wěn)定性相比，通過基因重組技術生產的產品，由于其具有可控性，在工廠中可以大規(guī)模的穩(wěn)定生產。

傳統明膠直接來源于動物組織 明膠在《中國藥典》中的定義為動物的皮、骨、腱與韌帶中的膠原經不*酸水解、堿水解或酶降解后純化得到的制品，或為上述不同明膠制品的混合物。明膠是淺黃色的膠質，主要成分為蛋白質。按用途可分為食用、藥用、照相及工業(yè)四類。 中國日用化工協會明膠分會秘書長姚龍坤告訴《中國科學報》記者：“目前生產明膠的主要原料就是豬、牛的皮和骨，骨制的明膠多數用牛骨。目前還有一些地方在實驗魚皮明膠。在生產過程中，需要經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。” 目前的大生產工藝經過長期的應用已經固定，現在已經沒有太多變化。“通常不斷有技術革新的主要是生產明膠的后工序，”姚龍坤說，“精煉、提純、烘干等技術都在不斷的創(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)的穴居人就已經可以從動物組織中提取黏膠。3000年后，古埃及人把這種黏膠和木質膠一起作為家具黏合劑。同時，當時的人類已經從中發(fā)現了明膠的食用性，冷卻后凝固的動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《中國科學報》記者，雖然明膠是純度較高的蛋白質，含有85%～90%的蛋白質，0.3%～2%的礦物質，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而非化學性質。食用明膠在食物中主要都是為了調理產品的效果，比如定型，改善食物的口感。 如今明膠大量使用在生產點心、棉花糖、糖果、冰激凌和其他食品。藥用方面主要是膠囊，在藥用的針劑當中也作為穩(wěn)定劑使用。“目前，在醫(yī)學方面，明膠也在用于代替血漿（即人造血漿）的制造中。”姚龍坤說。

人源明膠替代傳統明膠尚需時日 《中國科學報》記者在采訪《農業(yè)與食品化學雜志》出版方美國化學協會科學聯絡負責人邁克爾·伍茲（Michael Woods）時，他說，在收到陳勁春的論文后，他們就*時間發(fā)布了新聞，并表示，人源明膠很有可能替代每年生產的30萬噸動物明膠，取代所有產品中使用的動物明膠，比如食品。 對人源明膠和動物明膠的優(yōu)勢及劣勢，《中國科學報》記者在以色列公司Prospec的方面資料中了解到，傳統的明膠生產工藝，生產出的動物膠中的蛋白由不同大小的多肽片段組成，并且呈現出不同的凝膠作用的性能，使其產生多變性。這些性質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產品的廠商來說，這已經成為一個明顯的挑戰(zhàn)。 研究人員通過重組技術，生產出了純度高、性質穩(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，動物明膠還有一些問題，比如一些人對于動物蛋白的過敏，可能傳播動物疾病，如瘋牛病、口蹄疫等等。 尤其是在藥用針劑中，美國已經有少數患者過敏的報告。在實驗中，人源明膠則不會存在這個問題。 基于這些優(yōu)勢，生產方認為人源明膠可以在很大程度上替代動物膠，尤其是在藥用方面。 不過，明膠協會秘書長姚龍坤告訴記者，在國內，還沒有發(fā)生由于對明膠的動物蛋白成分發(fā)生過敏或其他不良反應的問題。 “而且在目前的生產工藝中，有疾病的動物原料是不會被用于生產明膠的。”他說，“人源明膠可能成為部分替代品，但是由于分子結構的一些區(qū)別，在一些產品中很難替代動物明膠的作用，比如，食品中添加的動物明膠對于口感的改善非常大，其他替代品目前還不能達到動物明膠的效果。”