與嬰幼兒配方奶粉相比,還是母乳喂養(yǎng)更好,但是媽媽們因?yàn)橐恍┰虿荒荛L(zhǎng)期母乳喂養(yǎng)寶寶,F(xiàn)在通過(guò)技術(shù)能夠培育出一種能產(chǎn)出“人乳”的奶牛,作為媽媽?zhuān)阍趺纯??huì)讓自己的寶寶喝奶牛產(chǎn)下的“人乳”嗎?
據(jù)調(diào)查,年輕媽媽工作壓力大是母乳喂養(yǎng)率低的最重要原因之一,也有的媽媽為了保持身材放棄母乳喂養(yǎng),另外有些媽媽因?yàn)榧膊 ⒃绠a(chǎn)等原因奶水不足。
但是,過(guò)去20年里,全球母乳喂養(yǎng)率并未顯著提高,其中中低收入國(guó)家目前只有37%的嬰兒得到6個(gè)月純母乳喂養(yǎng),而高收入國(guó)家則更低,如美國(guó)僅為20%。
據(jù)國(guó)家衛(wèi)生與計(jì)劃生育委員會(huì)統(tǒng)計(jì),目前我國(guó)純母乳喂養(yǎng)率也不到30%,而城市中母乳喂養(yǎng)率只有16%。
為了破局這項(xiàng)難題,全球科學(xué)家和科研機(jī)構(gòu)近十年都在研究一項(xiàng)課題:如何讓奶牛擠出人乳?
2002年,荷蘭法銘生物制藥公司研究人員利用顯微注射法培育出一種基因工程奶牛,其所產(chǎn)的牛奶中含有人乳鐵蛋白,約占乳蛋白的10%,這種人乳鐵蛋白與母乳中的乳鐵蛋白具有相同的結(jié)構(gòu)、理化性質(zhì)和生物功能。
荷蘭法銘公司在《自然·生物技術(shù)》公布其研究成果3年之后,中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)研究人員利用體細(xì)胞克隆技術(shù)相繼培育出了表達(dá)水平更高的人乳鐵蛋白、人α乳清白蛋白和人溶菌酶的基因工程奶牛,目前基因工程群體規(guī)模已達(dá)到三百多頭。
最近,中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)研究小組培育出新的基因工程奶牛,母乳大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)又從理論向?qū)嵺`邁進(jìn)了一步。
那么問(wèn)題來(lái)了:究竟什么是“人乳化牛奶”,如何實(shí)現(xiàn),喝著安全嗎?
6年前,中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)科研人員在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《公共科學(xué)圖書(shū)館·綜合》上發(fā)表了一篇人溶菌酶基因工程奶牛的研究論文,意外引起英國(guó)每日電訊、美國(guó)全國(guó)廣播公司、美國(guó)?怂剐侣劸W(wǎng)等數(shù)十家國(guó)際著名媒體的跟蹤報(bào)道,媒體驚呼“‘人乳化’牛奶來(lái)了”。
利用基因工程技術(shù)使得牛奶中含有一部分人乳成分,只是“人乳化”牛奶改造的開(kāi)始。未來(lái)還可能出現(xiàn)更加nearto母乳的“人乳化”牛奶,比如將主要的人乳蛋白等人乳成分引入牛奶中,同時(shí)去除牛奶中的所有g(shù)uomi源蛋白和大部分不適合人類(lèi)消化吸收的乳糖、酪蛋白等牛乳成分。
一場(chǎng)全球化的牛奶人乳化改造
世界衛(wèi)生組織和各國(guó)衛(wèi)生部門(mén)都在積極采取各種政策措施,爭(zhēng)取到2025年將純母乳喂養(yǎng)6個(gè)月的比率提高到50%以上。
針對(duì)很多嬰幼兒特別是早產(chǎn)兒無(wú)法攝入足夠的母乳,科學(xué)家們也在積極努力,希望利用基因工程技術(shù)培育出奶牛新品種,大規(guī)模生產(chǎn)富含人乳成分的“人乳化”牛奶。
在這一研究領(lǐng)域,走在最前面的是荷蘭科學(xué)家。2002年,荷蘭法銘生物制藥公司研究人員利用顯微注射法培育出一種基因工程奶牛,其所產(chǎn)的牛奶中含有人乳鐵蛋白,約占乳蛋白的10%,這種人乳鐵蛋白與母乳中的乳鐵蛋白具有相同的結(jié)構(gòu)、理化性質(zhì)和生物功能。
在進(jìn)行了一系列安全評(píng)價(jià)之后,2005年該公司向美國(guó)FDA遞交了重組人乳鐵蛋白上市申請(qǐng),不過(guò)為了專(zhuān)注于基因工程家兔研究,不久主動(dòng)撤回了重組人乳鐵蛋白上市申請(qǐng),之后該公司開(kāi)發(fā)出了國(guó)際上個(gè)基因工程家兔生產(chǎn)的重組蛋白yaowu——重組人C1酯酶抑制劑(商品名:Ruconest),于2010年和2014年分別在歐盟和美國(guó)獲準(zhǔn)上市,目前也正在與中國(guó)醫(yī)藥集團(tuán)合作開(kāi)發(fā)新的基因工程動(dòng)物醫(yī)藥產(chǎn)品。
由于基因工程奶牛制作效率低、周期長(zhǎng)且成本高,國(guó)際上從事基因工程奶牛研發(fā)的機(jī)構(gòu)和科學(xué)家并不多,中國(guó)科學(xué)家后來(lái)居上,成為該領(lǐng)域的者。
荷蘭法銘公司在《自然·生物技術(shù)》公布其研究成果3年之后,中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)研究人員利用體細(xì)胞克隆技術(shù)相繼培育出了表達(dá)水平更高的人乳鐵蛋白、人α乳清白蛋白和人溶菌酶的基因工程奶牛,目前基因工程群體規(guī)模已達(dá)到三百多頭。
這些蛋白都是母乳中的重要蛋白質(zhì),含量也遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于牛奶中的同類(lèi)蛋白,其中人乳鐵蛋白具有促進(jìn)鐵吸收、抗菌、提高myil、預(yù)防癌癥等多種生理功能;人α乳清白蛋白則含有人體所需的全部必需氨基酸,能促進(jìn)睡眠和神經(jīng)發(fā)育,與油酸結(jié)合后還能殺死引起子宮瘤、尖銳濕疣等疾病的乳頭狀瘤病毒;人溶菌酶也是人乳中重要的防御因子,具有抑菌和增強(qiáng)myil等功能。
這些含有人乳蛋白的基因工程奶牛研究成果在《公共科學(xué)圖書(shū)館·綜合》等學(xué)術(shù)期刊公布后,英國(guó)每日電訊、美國(guó)全國(guó)廣播公司、美國(guó)?怂剐侣劸W(wǎng)等數(shù)十家國(guó)際媒體對(duì)這一研究成果進(jìn)行了跟蹤報(bào)道,這些媒體紛紛驚呼“人乳化”牛奶來(lái)了,在國(guó)際上引起巨大反響。
之后中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)研究人員對(duì)這些“人乳化”牛奶產(chǎn)品進(jìn)行深入的安全評(píng)價(jià)和功能評(píng)價(jià),并對(duì)一些前期表達(dá)水平不理想的品種進(jìn)行重新培育,其中新的人溶菌酶基因工程奶牛采用了新的全人源基因結(jié)構(gòu),重組人溶菌酶含量從原來(lái)每升牛奶中的不到1毫克提高到了3克,同樣具有天然人溶菌酶一樣的生物功能,更具產(chǎn)業(yè)化開(kāi)發(fā)價(jià)值。
該研究成果于2016年5月發(fā)表在英國(guó)《自然(Nature)》雜志子刊《科學(xué)報(bào)告(Scientific Report)》上。據(jù)中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)“人乳化”牛奶項(xiàng)目負(fù)責(zé)人戴蘊(yùn)平介紹,目前該研究團(tuán)隊(duì)正在進(jìn)行基因工程奶牛品種選育和“人乳化”牛奶產(chǎn)品開(kāi)發(fā)等工作,希望盡快推動(dòng)“人乳化”牛奶產(chǎn)品上市。
除了在牛奶中引入人乳蛋白和不飽和脂肪酸之外,牛奶中還存在很多guomi源,如β乳球蛋白、αs1酪蛋白等,這些guomi蛋白在人乳中不存在或非常微量,將這些guomi源去除或減少也是牛奶“人乳化”的重要步驟。
2011年中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)研究人員在《細(xì)胞研究》雜志發(fā)表論文,宣布首次利用鋅指酶技術(shù)將奶牛的兩個(gè)β乳球蛋白基因都刪除了,之后在這些奶牛所產(chǎn)牛奶中檢測(cè)不到β乳球蛋白,這也是國(guó)際上首次培育出基因編輯奶牛,目前這些牛已經(jīng)繁殖到第三代了。2012年新西蘭AgResearch研究中心的科學(xué)家們另辟蹊徑,利用RNA干涉技術(shù)使β乳球蛋白基因沉默而不能正常表達(dá),也基本實(shí)現(xiàn)了去除牛奶中β乳球蛋白的目的,還令人意外的使牛奶的酪蛋白含量提高了不少。
“人乳化”牛奶安全嗎?
這些“人乳化”基因工程奶牛轉(zhuǎn)入了人乳蛋白基因,在牛奶中分泌出重組人乳蛋白,與母乳中的蛋白結(jié)構(gòu)和功能都是基本一致的,其安全性是不言自明的。
自有人類(lèi)以來(lái),大多數(shù)嬰幼兒都必須攝入富含人乳蛋白的母乳才能存活下來(lái),可以說(shuō)人類(lèi)至少已有數(shù)十萬(wàn)年的人乳蛋白食用歷史,因此食用含有人乳蛋白的“人乳化”牛奶也基本不存在安全性問(wèn)題。
當(dāng)然,嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)家并不能依賴(lài)推理來(lái)確定“人乳化”牛奶是否可以安全食用,還需要按照相關(guān)法律法規(guī)的要求進(jìn)行嚴(yán)格的安全檢測(cè)和評(píng)價(jià),并獲得相關(guān)部門(mén)的批準(zhǔn)才能上市銷(xiāo)售。
據(jù)介紹,“人乳化”牛奶經(jīng)過(guò)了長(zhǎng)期嚴(yán)格的安全評(píng)價(jià),而且這些安全檢測(cè)工作都是通過(guò)政府指定的權(quán)威檢測(cè)機(jī)構(gòu)進(jìn)行,檢測(cè)內(nèi)容包括重組人乳蛋白會(huì)不會(huì)引起guomi,會(huì)不會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的遺傳性能造成傷害,實(shí)驗(yàn)動(dòng)物食用一個(gè)月和三個(gè)月后會(huì)不會(huì)引起中毒反應(yīng)或其它不良反應(yīng)。通過(guò)嚴(yán)格的檢測(cè),不同機(jī)構(gòu)的檢測(cè)結(jié)果都一致證明,含有重組人乳蛋白的“人乳化”牛奶與普通牛奶一樣可以安全食用。
與此同時(shí),中國(guó)疾病預(yù)防控制中心和國(guó)家食品風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估中心等機(jī)構(gòu)的研究人員還對(duì)“人乳化”牛奶進(jìn)行了功能檢測(cè),相繼在英國(guó)《食品與功能》、《分子生物學(xué)報(bào)告》、《北京大學(xué)學(xué)報(bào)》等雜志上發(fā)表研究論文,揭示了含有人乳鐵蛋白的“人乳化”牛奶或重組人乳鐵蛋白能促進(jìn)小鼠的生長(zhǎng)發(fā)育,緩解小鼠的沙門(mén)氏菌感染癥狀,增強(qiáng)新生小豬的免疫能力,減少腹瀉和改善缺鐵性貧血。
值得關(guān)注的是,這些基因工程奶牛由于基因工程技術(shù)引入人乳中的功能蛋白,如人乳鐵蛋白、人α乳清白蛋白和人溶菌酶等單一功能成分,或者采用基因編輯技術(shù)刪除β乳球蛋白等guomi蛋白,使得這些牛奶含有一部分人乳成分,但是這只是“人乳化”牛奶改造的開(kāi)始,未來(lái)還可能出現(xiàn)更加nearto母乳的“人乳化”牛奶,比如通過(guò)基因工程技術(shù)將主要的人乳蛋白等人乳成分引入牛奶中,同時(shí)去除牛奶中的所有g(shù)uomi源蛋白和大部分不適合人類(lèi)消化吸收的乳糖、酪蛋白等牛乳成分,將奶牛改造成“母乳”生產(chǎn)工廠,有望為那些早產(chǎn)兒甚至是癌癥病人提供巨大的幫助。