动物遗传学特性监测和基因操作

来源:《实验动物机构质量和能力的通用要求》 发布时间:2016年03月15日 浏览次数: 【字体: 收藏 打印文章

物遗传学特性监测和基因操作

6.5.1  如果适用,机构应建立明确的政策和程序以管理和监控动物的遗传学特性和涉及基因操作的活动。

6.5.2  应使用国际统一的命名方法和术语描述动物的遗传学特性。

6.5.3  应按公认的技术和程序定期监测动物的遗传学特性。

6.5.4  应建立系统和完整的遗传信息档案。 

6.5.5  应有资源、程序和技术以保证近交、突变、封闭或杂交系动物的遗传特性符合相关的技术标准,并可以验证。

6.5.6  如果涉及基因操作,实验目的和方案应经过伦理委员会、生物安全委员会和IACUC的审核,应符合国家法规和标准的规定,禁止从事不符合伦理和风险不可控的活动。

6.5.7  在基因操作的各阶段,应保证供体动物和受体动物的福利满足相关标准的要求。

6.5.8  如果发生了不可预测的事件或出现新的表型并影响到实验动物的健康,应及时向IACUC报告,进行系统的风险评估并采取措施。

16.5.9  应妥善保管实验材料,并按规定处置。在彻底灭活前,不得将有遗传活性的材料或动物释放到环境中。

理解要点

6.5.1~6.5.9是对动物遗传学特性监测和基因操作的要求,共9个条款。

动物的遗传学特性管理和基因操作,涉及动物的质量、生物安全、动物福利、伦理等一系列重要问题,机构应特别重视。

6.5.1规定,如果机构涉及相关的活动,应建立明确的政策和程序以管理和监控动物的遗传学特性和基因操作相关的活动,如实验动物生产供应机构(特别是种子中心和库)、从事基因操作的动物实验机构等需要建立相关的程序。

基因操作根据对象可以大致分为动物基因操作、植物基因操作和微生物基因操作。虽然本标准的主要适用范围是涉及实验动物相关的活动,但是对实验动物机构内从事细胞、病毒、细菌等基因操作的活动也应纳入管理。比如在微生物领域,用基因修饰操作技术对病原微生物进行改造,可能提高微生物毒力,改变抗原特性,改变组织嗜性、发病机制和传染性等生物学特性,甚至构建出“超级病原微生物”。如果释放出来此类微生物,很可能引起全球性的大流行,后果不堪设想。同理,也可能会产生“超级动物”和“超级植物",因此,国际上以及多个国家都对基因修饰操作技术有明确的规定和限制。

6.5.2~6.5.5规定,应使用国际统一的命名方法和术语描述动物的遗传学特性,按公认的技术和程序定期监测动物的遗传学特性,建立系统和完整的遗传信息档案;应有资源、程序和技术以保证近交、突变、封闭或杂交系动物的遗传特性符合相关的技术标准,并可以验证。实验动的基本属性是遗传学定义的(genetically difined),其涉及动物模型的特性、动物质量、实验质量等,应严加控制。涉及生物信息的检测尚缺乏计量学溯源途径,因此,一致化尤显重要。标准化是一致化的必由之路,涉及动物遗传信息的命名、检测、验证、建档等活动均应以国际公认的标准或指南为依据。对于基因修饰动物的基因检测,基本使用研发提供者建立的方法。

我国关于实验动物遗传学命名和遗传特性监测的标准有:GB 14923、GB/T 14927.1和GB/T 14927.2。

6.5.6~6.5.9是涉及基因操作的要求。所有关于基因操作的活动必须合法且风险可控,满足动物福利、伦理要求,经过审核与批准程序。如果发生了不可预测的事件、出现新表型等应及时向责任部门报告。毕竟人们对生命体的了解和认识尚不够,不能完全掌握经过改造的生命体的所有特征和其远期效应和转归,因此,对基因修饰操作风险评估工作的意义就特别重要,包括对基因修饰操作过程和产物进行有效的监控,是生物安全领域的新问题,也是持久的问题。应妥善保管实验材料,不得将有遗传活性的材料或动物释放到环境中。

以基因修饰操作为代表的现代生物技术一经出现,科学家们就呼吁要加强对现代生物技术的管理,旨在有效地控制其可能的负面影响。除国际公约外,多数生命科学发达的国家还通过立法来实现对基因修饰操作技术的管理和应用限制。

涉及基因操作(不限于动物)的法律法规简介如下:

一、国际规范

1991年联合国粮农组织制定《影响植物遗传资源保护和利用的植物生物技术行为守则草案》;1991年联合国工业发展组织制定《向环境释放生物体的自愿行为守则》;1992年里约热内卢联合国环境与发展大会第一次在国际范围内讨论了生物技术的安全使用和管理问题,通过了《生物多样性公约》;1995年联合国环境署制定了《国际生物技术安全准则》;2000年1月,《生物多样性公约——卡塔赫纳生物安全议定书》在蒙特利尔召开的缔约国大会特别会议上正式通过。

二、国外法规

(一)美国

美国是生物技术大国,其未进入《生物多样性公约》,不是《卡塔赫纳生物安全议定书》的缔约方。

1.美国爱国者法案(USA Patriot Act)

这是在“911”事件不久后颁布的一部联邦法。其中817条款禁止“受限制人员”进行运输、保藏和拥有生物剂清单内的微生物和毒素。1012条款则要求对希望获得运输生物剂清单范围内的生物材料安全许可证的人员进行背景审查。

2.《反生物恐怖主义法案》(Bioterrorism Preparedness Act)为了应对生物恐怖袭击,2002年6月12日,美国总统布什又签署了《公众健康安全与阻击生物恐怖主义法案》(The public Health Security and Bioterrorism Preparedness and Response Act of 2002),即《反生物恐怖主义法案》(BTA,公共法案107-188)。该法案的主要目的包括:一是评估和促进国家基础设施完整性,二是加强病原体安全,三是加强公共卫生能力。该法案包括五个章节,其主要内容涵盖了国家对生物恐怖和其他公共健康紧急事件的应对措施;加强对危害性生物制剂和毒素的控制;确保食品和药物供应的安全保障;饮用水的安全保障,以及其他相关规定。该法案要求国家健康与公众服务部(HHS)修订对公共卫生和安全有严重威胁的生物剂和毒素清单(PL 104-132);要求农业部(USDA)制定本部门的与植物、动物和动物疾病有关病原体和毒素的清单;要求拥有上述清单内生物剂和毒素的实验室加强安全措施以减少这些敏感生物材料被用于邪恶或违法目的;要求建立和加强上述生物剂清单运输、拥有、使用以及相关的安全保卫等的有关标准。个人拥有或使用这些生物剂必须进行注册,并必须对他们进行背景审查。

3.美国相关联邦法典(Codes of Federal Regulation,CFRs)为落实美国《爱国者法案》和《反生物恐怖主义法案》,美国健康与公众服务部(HHS)提出了最终版本的针对人和农业的生物剂和毒素清单共82种(7 CFR Part 331,9 CFR Part 121,和42 CFR Part 73,2005年4月18日),其中HHS仅针对人的生物剂和毒素清单有29种,针对家畜(人畜共患)的生物剂和毒素清单20种,美国农业部仅针对家畜的生物剂和毒素清单23种、仅针对植物的生物剂清单10种。除了上述清单所列的生物剂和毒素,对其基因重组产物也纳入控制范围。

4.美国《NIH涉及重组DNA分子研究的指南》

目前最新的是2002年修订版。根据该指南,禁止对烈性病原体进行DNA重组实验,其他病原体的重组实验必须进行危险评估,有2大类涉及重组DNA技术的实验研究需要监控。研究者必须先向NIH生物技术办公室(OBA)提交关于实验情况的申请资料,经过NIH生物安全委员会(IBCs)和审查团(IRBs)的批准、DNA重组咨询委员会(RAC)的审查和NIH院长的批准,然后才能开始任何“主要活动(major actions)”。这2类受控的研究活动为:①向微生物中转入某种抗药特性(drug resistance trait),这种特性在自然条件下无法获得,且可能危害到控制人类、动物和植物疾病的用药效果;②涉及对LD(median lethal dose,半致死剂量)小于100 ng/kg的毒素分子进行克隆的研究活动。该指南强调对不同类型的基因转移实验需要不同级别的生物安全实验室,对于在实验室进行基因重组的微生物,根据危害程度分为四类,并需要采取相应的安全措施。

(二)欧盟

欧盟对于遗传修饰的管理是基于技术的管理模式。欧盟在1990年通过了《关于封闭使用遗传修饰微生物的90/219/EEC指令》和《关于向环境有意释放遗传修饰生物体的90/220/EEC指令》,欧共体各成员国分别按这些指令制定了相应的国内法规。德国1990年颁布了《基因工程法》,法国1992年颁布了《关于控制使用和传播遗传修饰生物体法》,英国1992年颁布了《遗传修饰生物体封闭使用法》和《遗传修饰生物体有意释放法》,挪威1993年颁布了《基因技术法》、瑞典1999年实施《环境法典》等对生物技术安全做了规定。

(三)澳大利亚

澳大利亚于2000年12月21日日颁布了有关基因技术法,这些法律分别是《基因技术法2000》《基因技术(相应修正案)法2000》《基因技术(许可证收费)法2000》。《基因技术法2000》通过鉴定基因技术产生的风险以及通过与转基因生物(GMO)有关的风险管理,来保护公众的健康与安全,保障环境。《基因技术法2000》规定,除非是已豁免(已经评估其风险是非常小的)、已告知其风险是非常小的、已获许可或注册,否则禁止所有与转基因组织(GMO)有关的活动。

(四)日本

日本主要通过非强制性行政指南对基因工程的操作程序(生物技术)本身进行安全管理。日本在1979年就制定了《重组DNA实验管理条例》开始对生物技术的安全进行管理。科学技术厅和厚生省相继颁布了有关重组DNA实验的准则,成立了有关生物技术委员会,负责对重组DNA技术生产药品和食品的管理,1992年以来先后制定了《重组DNA生物在农业、渔业、林业、食品工程和其他相关工业中的应用准则》《重组DNA生物在饲料中应用的评估安全准则》《重组DNA生物技术生产食物、食品添加剂准则》《重组DNA技术在制药等行业中的应用准则》和《重组DNA技术工业化标准》等,将重组DNA实验划分为7个物理控制等级和两个生物控制等级;在实验之前,从事该项工作的研究机构必须依据受体、外源DNA、载体和转基因生物的特性进行安全评估,并据此选择相应的物理和生物控制等级;研究机构主管人员负责实验计划的审批,并对该实验的安全性负责;所有重组DNA研究机构均须建立生物安全委员会,为机构负责人审批实验计划提供咨询;实验室及研究机构主管人员应了解相关的法规和安全技术,并负责人员培训工作;农林水产省负责重组DNA活动的审批;审批工作应在一至两个月内完成。

三、我国对遗传修饰操作的管理

我国非常重视生物技术安全与管理工作,我国有关生物技术安全管理的第一个部门规章,是1993年12月24日由当时的国家科学技术委员会第17号令发布的《基因工程安全管理办法》。明确对基因工程实验研究、中间实验、工业化生产以及遗传工程体释放和遗传工程体产品使用进行了统一规定。规定基因工程工作安全管理的安全等级控制和归口审批制度,规定了申报手续、安全控制措施和法律责任,并决定成立全国基因工程安全委员会,负责基因工程安全监督和协调。但由于该办法的操作性也不是很强,因此客观上并未真正实施。1996年7月10日国家农业部发布了《农业生物基因工程安全管理实施办法》,就科技部《基因工程安全管理办法》中涉及农业生物基因工程安全管理的内容做了具体规定,并特别规定了进行农业生物基因工程研究的登记和安全评价的具体程序和规则。该办法内容较为具体,针对性强,涉及面较广,对不同的遗传工程体及其产品的安全性评价都作了相对明确的说明,同时考虑到了外国研制的农业生物遗传工程体及其产品到我国境内进行中试、环境释放或商品化生产的问题,并做出了具体规定,具有比较强的可操作性。

1998年6月10日国务院转发科技部和卫生部《人类遗传资源管理暂行办法》,对含有人体基因组、基因及其产物的器官、组织、细胞、血液、制备物、重组DNA构建体等遗传材料及相关信息资料的采集、收集、研究、开发、买卖、出口、出境等活动的管理做出了明确规定,成立“中国人类遗传资源管理办公室”,负责起草有关文件,对主要遗传家系和特定地区遗传资源进行登记和管理,组织审核涉及人类遗传资源的国际合作项目,受理人类遗传资源出口、出境的申请,办理相关的出口、出境证明等。

2001年5月23日,国务院第304号令由总理签发了《农业转基因生物安全管理条例》,这是我国第一个国家级的生物技术法规。将农业转基因生物安全管理从研究阶段延伸到生产、加工、经营和进出口,明确规定了农业转基因生物的安全评价制度,标识管理制度及进口安全审批制度等。设立农业转基因生物安全委员会,负责农业转基因生物的安全评价工作。2001年7月11日,农业部第五次常务会议又通过了《农业转基因生物安全评价管理办法》《农业转基因生物进口安全管理办法》和《农业转基因生物标志管理办法》等规章,分别对农业转基因生物安全管理的安全评价制度、进口安全审批制度和标志管理制度做了更具体的规定。2002年4月25日,卫生部又颁布《转基因食品安全条例》,对转基因食品安全做了全面规定,要求来自或含有转基因成分的食品必须进行标识,以保障消费者的知情选择权。

可以看出,我国对于动物转基因操作尚无具体的法规,可以参考相关的政策或征询主管部门的建议。在病原微生物管理方面,卫生部发布的《人间传染的病原微生物名录》中规定:在卫生管理部门发布有关的管理规定之前,对于人类病毒的重组体(包括对病毒的基因缺失、插入、突变等修饰以及将病毒作为外源基因的表达载体)暂时遵循以下原则:(1)严禁两个不同病原体之间进行完整基因组的重组;(2)对于对人类致病的病毒,如存在疫苗株,只允许用疫苗株为外源基因表达载体,如脊髓灰质炎病毒、麻疹病毒、乙型脑炎病毒等;(3)对于一般情况下即具有复制能力的重组活病毒(复制型重组病毒),其操作时的防护条件应不低于其母本病毒;对于条件复制型或复制缺陷型病毒可降低防护条件,但不得低于BSL-2的防护条件,例如来源于HIV的慢病毒载体,为双基因缺失载体,可在BSL-2实验室操作;(4)对于病毒作为表达载体,其防护水平总体上应根据其母本病毒的危害等级及防护要求进行操作,但是将高致病性病毒的基因重组人具有复制能力的同科低致病性病毒载体时,原则上应根据高致病性病原体的危害等级和防护条件进行操作,在证明重组体无危害后,可视情降低防护等级;(5)对于复制型重组病毒的制作事先要进行危险性评估,并得到所在单位生物安全委员会的批准。对于高致病性病原体重组体或有可能制造出高致病性病原体的操作应经国家病原微生物实验室生物安全专家委员会论证。

在操作规范方面,英国皇家防止虐待动物协会(The Royal Society for the Prevention 0f Cruelty to Animals,RSPCA)的《基因工程动物饲养和管理良好操作规范》(Projects Involving Genetically Modified Animals)和加拿大动物管理委员会(Canadian Council on Animal Care,CCAC)的政策和指南(Pollcies and Guidelines)的《转基因动物》(Transgenic Animals)章节中的内容可供参考。

《转基因动物》章节5“控制”中规定: 

(1)建立或使用转基因动物的所有提案必须向ACC(Animal Care Committee)保证,对人类健康和环境的风险都能降低到可接受的程度。由于构建转基因动物运用显微注射法或复制缺陷型病毒的方法,因此动物逃逸和与野生种群杂交相关的事件均因存在风险而受到限制。提案应包括如下内容:

在引进动物的运输过程中,动物设施的防护屏障及安全程序(如可用);

防护屏障发生破坏时的补救计划,和;

防护屏障失效后对人类以及其他野生种群产生的后果。

(2)对于常用的转基因品系,每个动物房都应有提案所需的SOPs。

(3)对于引起生物危害控制问题的每一个提案,ACC均须依照制度与生物安全委员会进行商讨。

其附录转基因信息表要求提供的信息:

(1)种类、背景品系、杂合子和/或纯合子。

(2)饲养动物的房号。

(3)来源群体的建康状况如何?提供最新的血清学报告。

(4)影响育种和寿命的已知特性是什么?

(5)这些动物中存在(或你期望)哪些已知异常情况?

(6)如果你预计这些异常会造成疼痛或痛苦,你将会如何最大程度地减少或减轻它们?

(7)检测预示疼痛和痛苦的生理或行为异常,并对你的监测和记录程序进行

描述。

(8)采用何种客观标准来判断从某个实验中取消一种动物是否过早?

(9)如果生物安全防护是必需的,说明此观点的理由和防护等级。描述你的控制和安全程序。你将如何处理从防护屏障逃逸?如果防护屏障失效,对人类健康,野生种群或环境是否带来风险?

(10)如果你正在创造一种新的转基因品系,提供了这一进程的时间表,并说明获得表型后你希望何时报告回到ACC。

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