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”牛奶改造的開始。未來還可能出現(xiàn)更加接近母乳的“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，同時去除牛奶中的所有過敏源蛋白和大部分不適合人類消化吸收的乳糖、酪蛋白等牛乳成分。
6年前，中國農(nóng)業(yè)大學(xué)科研人員在國際學(xué)術(shù)期刊《公共科學(xué)圖書館·綜合》（PLoS ONE）上發(fā)表了一篇人溶菌酶基因工程奶牛的研究論文，意外引起英國每日電訊、美國全國廣播公司、美國?？怂剐侣劸W(wǎng)等數(shù)十家國際著名媒體的跟蹤報道，媒體驚呼“‘人乳化’牛奶來了”。最近，同一個研究小組培育出新的基因工程奶牛，似乎向大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)“母乳”的時代又靠近了一步。
母乳好處伴隨終生 嬰兒純母乳喂養(yǎng)至少6個月
大多數(shù)嬰兒出生后，多少能吃到一些母乳，以至于人們將母乳看成很平常的一種食物，甚至沒有得到應(yīng)有的重視和珍惜。其實，媽媽的乳汁對于嬰幼兒來說，是最好的食物，除了提供嬰幼兒的身體發(fā)育所需的全部營養(yǎng)成分之外，其他好處則超乎想像，有些好處則伴隨一生。
研究顯示，母乳能顯著增強嬰幼兒的免疫力，大大降低兒童和青少年患上腹瀉、呼吸道疾病、肥胖和糖尿病等疾病的風(fēng)險，甚至能減少兒童罹患癌癥的風(fēng)險。據(jù)以色列海法大學(xué)的一項研究表明，母乳喂養(yǎng)可以將兒童罹患白血病和淋巴瘤的風(fēng)險減少64%。令人驚奇的是，母乳喂養(yǎng)還能降低媽媽們的乳腺癌、子宮癌和糖尿病患病風(fēng)險。據(jù)國際著名醫(yī)學(xué)期刊《柳葉刀》報告預(yù)測，如果能將母乳喂養(yǎng)完全普及，每年將可挽救82萬嬰幼兒的生命。
母乳之所以有這么多好處，主要在于，與牛奶相比，母乳更適合嬰幼兒食用和消化，還有豐富的活性成分，如多種免疫球蛋白、乳鐵蛋白、溶菌酶和多不飽和脂肪酸等。因此，世界衛(wèi)生組織推薦純母乳喂養(yǎng)時間至少6個月，并建議嬰兒應(yīng)當(dāng)在持續(xù)母乳喂養(yǎng)的基礎(chǔ)上接受補充食品直到2歲甚至更長時間。
母乳稀缺 全球母乳喂養(yǎng)率未顯著提高
據(jù)《柳葉刀》報告顯示，過去20年里，全球母乳喂養(yǎng)率并未顯著提高，其中中低收入國家目前只有37%的嬰兒得到6個月純母乳喂養(yǎng)，而高收入國家則更低，如美國僅為20%。據(jù)國家衛(wèi)生與計劃生育委員會統(tǒng)計，目前我國純母乳喂養(yǎng)率不到30%，而城市中母乳喂養(yǎng)率只有16%。
據(jù)調(diào)查，年輕媽媽工作壓力大是母乳喂養(yǎng)率低的重要原因之一，也有的媽媽為了保持身材放棄母乳喂養(yǎng)，另外有些媽媽因為疾病、早產(chǎn)等原因奶水不足。據(jù)世界衛(wèi)生組織估計，每年全球約有1500萬個早產(chǎn)兒出生，其中約有100萬個5歲以下的嬰幼兒死于早產(chǎn)相關(guān)問題，中低收入國家早產(chǎn)死亡率則更高，而無法獲得充足的母乳喂養(yǎng)是主要原因之一。
為了給這些早產(chǎn)兒等嬰幼兒提供母乳，很多國家設(shè)立了公益性的母乳銀行或母乳庫，將一些哺乳期年輕媽媽捐獻的母乳收集和儲存，以較低成本價格提供給需要母乳的嬰幼兒。美國是最早開設(shè)母乳銀行的國家，從1985年設(shè)立第一家母乳銀行，目前北美母乳銀行聯(lián)合會已有18家母乳銀行，服務(wù)對象遍布全美和加拿大。廣州市婦女兒童醫(yī)療中心也于2013年5月建立了中國第一家“母乳庫”。但是整體來說母乳還是非常稀缺，難以滿足需要。
基因工程奶牛 擠出“人乳化”牛奶
世界衛(wèi)生組織和各國衛(wèi)生部門都在積極采取各種政策措施，爭取到2025年將純母乳喂養(yǎng)6個月的比率提高到50%以上。針對很多嬰幼兒特別是早產(chǎn)兒無法攝入足夠的母乳，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，走在最前列的是荷蘭科學(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。
由于基因工程奶牛制作效率低、周期長且成本高，國際上從事基因工程奶牛研發(fā)的機構(gòu)和科學(xué)家并不多，中國科學(xué)家后來居上，成為該領(lǐng)域的領(lǐng)軍者。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)，含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于牛奶中的同類蛋白，其中人乳鐵蛋白具有促進鐵吸收、抗菌、提高免疫力、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，具有抑菌和增強免疫力等功能。
中國農(nóng)業(yè)大學(xué)研究人員對這些“人乳化”牛奶產(chǎn)品進行深入的安全評價和功能評價，并對一些前期表達(dá)水平不理想的品種進行重新培育，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)化開發(fā)價值。該研究成果于2016年5月發(fā)表在英國《自然》雜志子刊《科學(xué)報告》上。據(jù)中國農(nóng)業(yè)大學(xué)“人乳化”牛奶項目負(fù)責(zé)人戴蘊平介紹，目前該研究團隊正在進行基因工程奶牛品種選育和“人乳化”牛奶產(chǎn)品開發(fā)等工作，希望盡快推動“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，牛奶中還存在很多過敏源，如β乳球蛋白、αs1酪蛋白等，這些過敏蛋白在人乳中不存在或非常微量，將這些過敏源去除或減少也是牛奶“人乳化”的重要步驟。2011年中國農(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)牛奶中檢測不到β乳球蛋白，這也是國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年新西蘭農(nóng)業(yè)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。
安全檢測和評價顯示 “人乳化”牛奶可以安全食用
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，其安全性不言自明。自有人類以來，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，可以說人類至少已有數(shù)十萬年的人乳蛋白食用歷史，因此食用含有人乳蛋白的“人乳化”牛奶基本不存在安全性問題。
當(dāng)然，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)家并不能依賴推理來確定“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)要求進行嚴(yán)格的安全檢測和評價，并獲得相關(guān)部門的批準(zhǔn)才能上市銷售。據(jù)戴蘊平介紹，“人乳化”牛奶經(jīng)過了長期嚴(yán)格的安全評價，而且這些安全檢測工作都是通過政府指定的權(quán)威檢測機構(gòu)進行，檢測內(nèi)容包括重組人乳蛋白會不會引起過敏，會不會對實驗動物的遺傳性能造成傷害，實驗動物食用一個月和三個月后會不會引起中毒反應(yīng)或其他不良反應(yīng)。通過嚴(yán)格的檢測，不同機構(gòu)的檢測結(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。這些檢測結(jié)果也被公開發(fā)表在《藥物與化學(xué)毒理學(xué)》《食品和農(nóng)業(yè)免疫學(xué)》和《中國食品衛(wèi)生雜志》等國內(nèi)外學(xué)術(shù)期刊上，接受國內(nèi)外所有同行和讀者的公開監(jiān)督和評價。
與此同時，中國疾病預(yù)防控制中心和國家食品風(fēng)險評估中心等機構(gòu)的研究人員還對“人乳化”牛奶進行了功能檢測，相繼在英國《食品與功能》《分子生物學(xué)報告》《北京大學(xué)學(xué)報》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小鼠的生長發(fā)育，緩解小鼠的沙門氏菌感染癥狀，增強新生小豬的免疫能力，減少腹瀉和改善缺鐵性貧血。
值得一提的是，荷蘭法銘公司培育的人乳鐵蛋白基因工程奶牛并沒有銷聲匿跡，而是被委托給美國加州大學(xué)戴維斯分校進行后續(xù)安全評價和功能評價，據(jù)研究人員發(fā)表在英國《食品與功能》和美國《奶?？茖W(xué)雜志》等期刊上的論文顯示，重組人乳鐵蛋白能顯著增強胃腸道功能。
可以看出，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乳球蛋白等過敏蛋白，使得這些牛奶含有一部分人乳成分，但是這只是“人乳化”牛奶改造的開始，未來還可能出現(xiàn)更加接近母乳的“人乳化”牛奶，比如通過基因工程技術(shù)將主要的人乳蛋白等人乳成分引入牛奶中，同時去除牛奶中的所有過敏源蛋白和大部分不適合人類消化吸收的乳糖、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幫助。
（湯波）
