Ермишин А.П. Биотехнология. Биобезопасность. Биоэтика

Подождите немного. Документ загружается.

ГЛАВА ПЯТАЯ

106

генные микроорганизмы относятся к 4-му уровню риска, а наиболее опасные – к 1-му

уровню риска.

Группа риска организма-хозяина во многом определяет уровень патогенности

конечного ГИМ и соответствующие меры защиты в замкнутой системе. Например,

штамм К-12 кишечной бактерии Е. coli, который часто используется как организм-

хозяин для создания ГИМ, был специально получен на основе кишечной палочки ди-

кого типа. В нем не проявляются некоторые характерные для Е. coli признаки, обуслов-

ливающие ее патогенность (штамм К-12 стал после модификации авирулентным для

человека). Дикий тип Е. coli относился к группе риска 2, модифицированный – к груп-

пе риска 1 [Kinderlerer, 1997]. Оценка риска ГИМ, полученного вследствие переноса

трансгенов в Е. coli К-12, должна вскрыть те особенности ГИМ, которые уменьшают

или увеличивают уровень риска, характерного для исходного организма-хозяина, и ус-

тановить соответствующие меры защиты (обычно в случае генно-инженерной Е. coli К-

12 используют замкнутые системы второго уровня защиты из четырех возможных). К

бактериям третьей группы риска относятся, в частности, Bacillus anthracis, Chlamidia

psittaci, бактерии родов Brucella и Mycobacterium. К микроорганизмам четвертой группы

риска относятся только ряд опасных вирусов (например, вирусы геморрагической ли-

хорадки).

Генетическая модификация способна увеличить исходный уровень патогенности

организма-хозяина в том случае, если сами трансгены обусловливают признаки, спо-

собствующие патогенности ГИМ, или же в результате непреднамеренных эффектов

модификации. В первом случае оценка риска направлена на исследование природы

привносимого в геном хозяина генетического материала и продуктов его экспрессии.

При этом необходимо выяснить, имеют ли продукты трансгенов биологическую ак-

тивность, способную оказать неблагоприятное воздействие на здоровье человека (яв-

ляются ли они токсическими веществами, факторами вирулентности, цитокинами,

гормонами, аллергенами и пр.). Важно также оценить степень их экспрессии в ГИМ.

Если для трансформации использованы последовательности ДНК организма-донора,

экспрессия которых может существенно повысить патогенность ГИМ, он должен быть

отнесен в группу более высокого риска, чем та, к которой относился организм-хозяин

(реципиент).

Большинство производимых модификаций не включает использование генов,

продукты которых могут повысить исходный уровень патогенности организма-

хозяина. Однако исходные показатели патогенности могут быть изменены за счет не-

преднамеренных эффектов модификации. Оценка риска проявления непреднамерен-

ных эффектов генетической модификации подразумевает ответ на следующие вопро-

сы [ACGM, Part 2A, 2000]:

• Наблюдается ли увеличение уровня инфекционности и патогенности у ГИМ по

сравнению с исходным организмом?

• Может ли вставка трансгенов вернуть активность «удаленных», нежелательных

мутаций организма-хозяина?

• Кодируют ли трансгены детерминанты патогенности, характерные для близко-

родственных организмов? Примерами детерминант патогенности являются бактери-

альные токсины, бактериальные пили, капсулы и др.

• Если привносимые последовательности ДНК кодируют детерминанты патоген-

ности, возможно ли то, что они повысят патогенность ГИМ?

• Если вызываемые организмом-хозяином заболевания поддаются лечению, воз-

можно ли, что его эффективность (при случайном инфицировании людей) понизится

вследствие генетической модификации?

ОЦЕНКА РИСКА ДЛЯ ЗДОРОВЬЯ ЧЕЛОВЕКА

107

Чтобы оценить риск патогенности ГИМ, обусловленный уровнем патогенности

исходных организмов и генетической модификацией, заявитель ГИД и разрешающие

ГИД государственные органы собирают и анализируют обширную научную инфор-

мацию. Характер необходимой информации представлен, в частности, в Приложении

III Директивы 90/219/ЕЕС [EU, 1990]. В соответствии с требованиями Директивы на

первом этапе оценки риска патогенности ГИМ заявителем определяется следующее.

A. Характеристики доноров, реципиентов или родительских организмов, глав-

ными из которых являются: источники выделения организмов, информация об их ре-

продуктивных циклах, сведения о предшествующих генетических манипуляциях с

ними, природа патогенности и вирулентности; уровень заразности, токсичность и на-

личие векторов, переносящих заболевания; присутствие генов, которые определяют

устойчивость к медицинским препаратам; возможное взаимодействие с другими орга-

низмами в окружающей среде; способность к формированию структур для выживания

(спор, склероций) и ряд других.

Б. Характеристики ГИМ, главными из которых являются: описание природы мо-

дификации, включая методологию проведения модификации; функции новой конст-

рукции; природу и источник вектора; частоту мобилизации введенных векторов и спо-

собность к генетической трансформации; уровень экспрессии нового генетического

материала; активность продуцируемого белка и ряд других.

B. Характеристики ГИМ, представляющие вероятную угрозу здоровью человека,

в частности токсический и аллергенный эффект ГИМ и продуктов их метаболизма;

биологические особенности ГИМ по сравнению с донором и реципиентом относи-

тельно патогенности; способность к колонизации, вероятность патогенности для им-

мунокомпетентных людей, механизм переноса заболевания, возможность эффектив-

ной терапии, наличие носителей устойчивости к антибиотикам и прочее.

Г. Характеристики, связанные с окружающей средой, в частности факторы,

влияющие на размножение и распространение ГИМ в окружающей среде; методы

идентификации ГИМ и вероятных случаев передачи новой генетической информации

от ГИМ другим организмам; предполагаемые природные организмы – носители ГИМ;

вероятное воздействие ГИМ на растения и животные (патогенность, вирулентность,

токсичность, аллергенность); возможность и методы обеззараживания среды в случае

высвобождения ГИМ и ряд других.

Информация, рассматриваемая заявителем на первом этапе оценки риска ГИМ,

заключает в себе, таким образом, весьма подробную характеристику биологических

особенностей исходных организмов и ГИМ и определяет масштаб вероятных вредных

последствий контакта ГИМ с человеком и окружающей средой. В итоге первого этапа

процедуры оценки риска генетически модифицированный организм относят к одной

из четырех выше указанных групп риска. Биологические характеристики ГИМ (крите-

рии), которые позволяют отнести их в ту либо иную группу риска, представлены, в ча-

стности, в Директиве 90/219/ЕЕС. Например, совокупность критериев, определяющая

принадлежность ГИМ к первой группе риска (непатогенные организмы), следующая

[EU, 1990]:

• Ни родительские, ни реципиентные организмы при производстве ГИМ не

должны быть патогенными для человека и животных. К моменту осуществления ГИД

накоплен значительный опыт безопасной работы с ними; они имеют ограниченную

жизнеспособность в окружающей среде, вне реакторов и ферментеров.

• Векторы (молекулярные вставки) должны быть тщательно охарактеризованы и

не нести известных последовательностей, кодирующих вредные для здоровья человека

признаки. Векторы должны иметь ограниченные размеры, удовлетворяющие строго

намеченным целям ГИД, и не должны увеличивать стабильность ГИМ в окружающей

ГЛАВА ПЯТАЯ

108

среде. Векторы не должны передавать микроорганизмам никакие отсутствующе в при-

родных условиях генетические маркеры устойчивости к лекарственным препаратам.

• ГИМ должны быть непатогенными и такими же безопасными при работе с ними

в производственных и лабораторных условиях, как исходные организмы, но с ограни-

ченной способностью к размножению в окружающей среде и без вредных последствий

такого размножения.

Если итоговый ГИМ не удовлетворяет отдельным выше перечисленным критери-

ям или их совокупности, его относят в одну из групп риска, характеризующую пато-

генные организмы.

5.2.2. Определение вероятности неблагоприятного воздействия генно-

инженерных микроорганизмов на здоровье человека. Выявленный на первых этапах

процедуры оценки риска потенциал патогенности ГИМ может реализоваться в виде

того или иного неблагоприятного воздействия на здоровье человека с определенной

вероятностью. Если данная вероятность близка к нулю, итоговый риск ГИМ вряд ли

стоит рассматривать как существенный (см. раздел 4.2.8).

Выше мы уже отмечали, что патогенность ГИМ как таковая определяется целым

комплексом признаков. Точно так же сама вероятность неблагоприятного воздействия

фактора патогенности для человека зависит от проявления ряда биологических осо-

бенностей ГИМ в их взаимодействии. Прежде всего, она определяется возможностью

осуществления редких событий (таких, как горизонтальный перенос генов) и призна-

ками приспособленности ГИМ к условиям внешней среды (их потенциалом к выжива-

нию и распространению во внешней среде) [ACGM, Part 2А, 2000]. Точность оценки

вероятности воздействия патогенных ГИМ (даже на качественном уровне) существен-

но зависит при этом от полноты и качества полученной на предыдущем этапе оценки

риска соответствующей информации. В случае, когда нет достаточных научно обосно-

ванных доказательств низкой вероятности воздействия патогенных ГИМ на здоровье

человека (когда уровень неопределенности высокий), вероятность такого воздействия

не может быть проигнорирована. Тогда, согласно принципу принятия мер предосто-

рожности, до получения дополнительных сведений уровень «замкнутости» системы

осуществления ГИД должен соответствовать выявленным характеристикам патогенно-

сти при допущении, что вероятность ее реализации существенна.

Концепция приспособленности (fitness) трудна для точного определения. Ее ха-

рактеризует совокупность признаков, определяющих потенциал ГИМ к распростране-

нию в окружающей среде

(способность ГИМ проникать в организм человека и других

носителей, выживать в них и размножаться). К таким признакам относятся, например,

способность ГИМ к колонизации в организме человека, способность плазмид ГИМ (ав-

тономно реплицирующихся, экстрахромосомных фрагментов ДНК бактерии) к моби-

лизации хромосомы и др. Если генетическая модификация, повышая патогенность,

одновременно существенно снижает

жизнеспособность ГИМ вне оптимизированных

лабораторных условий культивирования, то маловероятно, что такой ГИМ будет рас-

пространяться и вызывать инфекцию, если произойдет его случайное высвобождение.

В отдельных случаях представляется возможным точно или в известном прибли-

жении рассчитать вероятность относительно редких событий, определяющих возмож-

ность неблагоприятного воздействия фактора патогенности. Хорошим примером при

этом является вероятность горизонтального переноса плазмид (от одной бактериаль-

ной клетки другой), несущих гены, существенные для проявления патогенности. Дан-

ные о частоте горизонтального переноса плазмид разного типа (конъюгативных и не-

конъюгативных) для различных видов микроорганизмов хорошо известны. Сходным

образом можно измерить частоту редких рекомбинационных событий, определяющих

возможность встраивания генов патогенности в ДНК бактериальной хромосомы (плаз-

ОЦЕНКА РИСКА ДЛЯ ЗДОРОВЬЯ ЧЕЛОВЕКА

109

миды) [Kinderlerer, 1997; ACGM, 2000]. С учетом этих показателей можно с достаточной

степенью точности оценить, например, вероятность горизонтального переноса генов,

обусловливающих патогенность ГИМ, непатогенным микроорганизмам в случае не-

преднамеренного высвобождения ГИМ в окружающую среду. В итоге полученные на

данном этапе показатели отдельных признаков, характеризующие потенциал размно-

жения, распространения, выживания ГИМ вне оптимальных лабораторных условий, в

совокупности определяют качественную оценку вероятности неблагоприятного воз-

действия ГИМ (вероятность инфекции).

5.2.3. Определение необходимых мер защиты в зависимости от уровня патоген-

ности генно-инженерных микроорганизмов. Конечная оценка риска патогенности

ГИМ для человека определяется по результатам исследований, проведенных на двух

предварительных этапах. Качественные оценки риска (высокий, средний, малый,

близкий к нулю) основаны на вероятности неблагоприятного воздействия на человека

генно-инженерных микроорганизмов, относящихся к определенной группе риска

(имеющих определенный уровень патогенности). При этом группа риска ГИМ факти-

чески указывает на природу факторов риска и масштаб последствий их воздействия.

Кумулятивная оценка риска ГИД учитывает также не рассмотренные нами в настоя-

щем разделе возможности воздействия ГИМ на окружающую среду в случае их не-

предвиденного высвобождения и характер самой генно-инженерной деятельности.

Исходя из полученной кумулятивной оценки риска ГИД для здоровья человека, заяви-

тель и разрешающие ГИД компетентные органы должны определить параметры ис-

пользуемой замкнутой системы и меры безопасности при работе с ГИМ (фактически

меры управления выявленным риском). Принято выделять четыре класса замкнутых

лабораторных систем для работы с патогенными организмами (не обязательно ГИМ)

[Kinderlerer, 1997; EU, 1990].

Уровень 1 является наименее «замкнутым». На этом уровне при работе с ГИМ

достаточно соблюдать обычные меры безопасности и гигиены, характерные для «хо-

рошей микробиологической практики» [OECD, 1992]. При работе с ГИМ остальных

групп риска (патогенные) кроме обычных приемов работы, характерных для «хорошей

микробиологической практики», следует соблюдать дополнительные меры безопасно-

сти. В этом случае требуются специальные условия осуществления ГИД, предусматри-

вающие физические, биологические, химические приемы изоляции ГИМ от окру-

жающей среды (в том числе изоляцию от ГИМ персонала, осуществляющего ГИД). Не-

обходимые технические параметры замкнутых систем уровней защиты

2–4, порядок

работы и личной гигиены персонала при осуществлении ГИД с патогенными микро-

организмами изложены, в частности, в приложении IV к Директиве 90/219/ЕЕС [EU,

1990]. В таблице 5.1 представлены основные требования к замкнутым системам раз-

личного уровня защиты.

Кроме потенциальной патогенности другие существенные для здоровья человека

риски ГИД обусловлены прежде всего потенциальной токсичностью, аллергенностью

генно

-инженерных организмов, которые непосредственно являются продуктами пита-

ния или представляют исходное сырье для изготовления новых продуктов питания.

Поэтому особенности данных рисков для здоровья человека мы рассмотрим ниже в

рамках принятой процедуры оценки биобезопасности новых продуктов питания (яв-

ляющихся ГИО, изготовленных из ГИО, включающих ГИО).

ГЛАВА ПЯТАЯ

110

Таблица 5.1

Основные требования безопасности к лабораторным замкнутым системам различного уровня,

используемым для осуществления ГИД (EU, 1990)

Необходимые

требования

Уровень 1 Уровень 2 Уровень 3 Уровень 4

Изоляция лабораторных

помещений

Нет Нет Частичная Да

Возможность дезинфек-

ции горячим паром

Нет Нет Да Да

Поверхности, устойчи-

вые к воздействию воды,

кислот, растворителей,

дезинфицирующих

агентов и моющих

средств

Обязательны для

рабочих столов

Обязательны для

рабочих столов

Обязательны для

рабочих столов и

пола

Обязательны для

рабочих столов и

пола

Вход в лабораторное по-

мещение через «воздуш-

ный шлюз»

Нет Нет Желательно Да

Наличие отрицательного

атмосферного давления

в помещениях по срав-

нению с внешней средой

Нет Нет Да Да

Принудительная венти-

ляция через фильтры

НЕРА с высокой степе-

нью защиты

Нет Нет Да, в случае вы-

ведения воздуха

из лаборатории

Да, в случае за-

бора и выведе-

ния воздуха

Ламинар-боксы с прину-

дительным потоком воз-

духа

Нет Желательно Да Да

Специальные микробио-

логические помещения

(изолирующие боксы)

для безопасной работы

Нет Желательно

(первого класса

безопасности)

Да (1–3-го клас-

сов безопасно-

сти)

Да (третьего

класса безопас-

ности)

Автоклавы В лабораторном

комплексе

В лабораторном

помещении

В лабораторном

помещении

В лабораторном

помещении, от-

деленном двой-

ными дверями от

других помеще-

ний

Наличие душа Нет Нет Желательно Да

5.3. Сценка риска потенциальных вредных воздействий на здоровье

человека традиционного пищевого сырья продуктов питания

Оценка качества традиционных продуктов питания, длительное время присутст-

вующих на товарном рынке, и оценка безопасности новых продуктов питания (изго-

товленных по новым технологиям, с применением новых пищевых добавок и пр.) до

поступления их на товарный рынок является обычной практикой. В большинстве слу-

чаев такая оценка безопасности заключается в анализе возможных неблагоприятных

воздействий на здоровье человека пищевых добавок (красителей, эмульгаторов, кон-

сервантов и пр.), применяемых для изготовления продуктов питания, и пищевых за-

грязнителей (остатков пестицидов, лекарственных ветеринарных средств, гормональ-

ных препаратов, микотоксинов и пр.). Фактически речь идет об оценке потенциальной

токсичности пищевых ксенобиотиков (чужеродных компонентов продуктов питания)

химической и биологической природы [Козубова, 1990]. Риск в этом случае представ-

ляется как вероятность того, что ксенобиотик, присутствующий в продуктах питания,

ОЦЕНКА РИСКА ДЛЯ ЗДОРОВЬЯ ЧЕЛОВЕКА

111

окажет неблагоприятное воздействие на здоровье человека с определенной величиной

последствий этого воздействия, и выражается как

риск = токсичный агент × подверженность человека данному агенту [Kuiper et al., 2001].

Таким образом, при оценке риска вредного воздействия на здоровье человека

продуктов питания речь идет в основном об оценке риска их отдельных, хорошо из-

вестных компонентов. Соответствующие факторы риска определяют как биологиче-

ские, химические или физические агенты, содержащиеся в продуктах питания, либо

состояние продуктов питания, которые потенциально могут причинить ущерб здоро-

вью человека [FAO/WHO, 2000а]. Целью оценки биобезопасности является предостав-

ление необходимой информации организациям, принимающим решение о поступле-

нии продуктов на товарный рынок, для адекватной защиты населения от неприемле-

мых рисков. К настоящему времени накоплен значительный опыт токсикологической

оценки пищевых продуктов, основанный как на лабораторных исследованиях с жи-

вотными, так и на анализе случаев неблагоприятного воздействия на человека токсич-

ных агентов различной природы.

Стратегия оценки безопасности отдельных пищевых компонентов разработана

рядом международных организаций и, прежде всего, Всемирной организацией здра-

воохранения [WHO, 1987, 1990]. Процедура оценки включает этапы: 1) идентификация

потенциально токсичных, антипитательных, аллергенных компонентов (факторов

риска) и их предварительная токсикологическая оценка; 2) токсикологические лабора-

торные исследования идентифицированных загрязнителей; оценка зависимости доза–

эффект; оценка подверженности людей токсичному воздействию (уровня потребления

загрязнителя); 3) собственно оценка риска токсичности, определение основных, харак-

теризующих токсичность параметров.

На первом (подготовительном) этапе проводится предварительная оценка потен-

циала токсичности загрязнителей. Оцениваемые потенциально опасные пищевые за-

грязнители идентифицируются аналитическими лабораторными методами; исследу-

ются их физико-химические свойства. Главной составляющей этого этапа оценки рис-

ка является первичная токсикологическая оценка исследуемых агентов в остром экспе-

рименте на модельных животных (в основном на грызунах). При изучении острой ток-

сичности экспериментатор

получает информацию о наличии токсических свойств у

испытуемого вещества, степени их выраженности, параметрах токсичности и клиниче-

ской картине острого отравления. Острая токсичность определяется неблагоприятны-

ми эффектами, регистрируемыми у лабораторных животных после однократного

принудительного скармливания им исследуемых загрязнителей. Для скармливания

используют химически чистые оцениваемые вещества в различных дозировках (мак-

симальные дозы могут

быть 2000–5000 мг/кг) [Лойт, 1992; OECD, 2001b]. По результатам

острого эксперимента определяются показатель токсичности загрязнителя («средне-

смертельная» доза LD

) и его доверительные статистические границы. Показатель LD

является статистически рассчитанной дозой вещества, которая при однократном

скармливании может вызвать гибель 50% животных. Он выражается в единицах массы

оцениваемого вещества в пересчете на массу тела животного (мг/кг) и определяет, спо-

собен ли оцениваемый пищевой компонент вызывать острую токсическую реакцию

организма. В ходе острого эксперимента устанавливается ориентировочная пороговая

(подпороговая) доза загрязнителя для последующего хронического испытания токсич-

ности. Кроме того, в тесте на острую токсичность вещества проводят обязательные на-

блюдения над животными (обычно в течение 48 ч после скармливания оцениваемого

вещества). Оценивают изменения веса тела, кожных покровов, шерсти, слизистых обо-

ГЛАВА ПЯТАЯ

112

лочек, состояния кровеносной, респираторной и центральной нервной систем, пове-

денческих реакций и соматомоторных реакций. Эти и целый ряд других наблюдений

позволяют уточнить механизм действия токсического вещества и определить характер

его неблагоприятного воздействия.

На втором (основном) этапе оценки безопасности традиционных продуктов пи-

тания устанавливается токсикологический профиль испытуемых веществ. При этом в

серии хорошо зарекомендовавших себя испытаний определяется характер токсикоди-

намики идентифицированных агентов (биологический механизм токсического воздей-

ствия) и их токсикокинетика (характер химического, биохимического превращения в

организме) [OECD, 2001а]. Экспериментально установленная на втором этапе исследо-

ваний зависимость доза–эффект определяет вероятность неблагоприятного воздейст-

вия исследуемого загрязнителя при обычном для данной популяции людей уровне его

потребления (т.е. токсикологический потенциал исследуемого агента). Оценка приня-

того уровня потребления продукта включает в себя измерение среднесуточного объе-

ма потребления, частоты потребления и продолжительности потребления. Учитывая

все вышеназванные параметры, оценивают риск неблагоприятного воздействия ток-

сичного агента.

Оценка риска токсичности на данном этапе осуществляется в ходе субхрониче-

ского (хронического) эксперимента на

лабораторных животных. Он предоставляет ис-

следователю обширную информацию о точках приложения токсикантов (биологиче-

ских «мишенях»), характере их неблагоприятного воздействия. Хронический экспери-

мент моделирует реальную ситуацию потребления оцениваемого агента человеком и

потому имеет наибольшее значение среди других тестов. При необходимости иссле-

дуются также специфические неблагоприятные эффекты загрязнителей: их геноток-

сичность, канцерогенность и мутагенность, репродуктивная, онтогенетическая ток-

сичность и иммунотоксичность. В субхроническом испытании принудительное скарм-

ливание вещества проводят ежедневно в течение 28–90 дней. Используют ряд доз; каж-

дая группа животных получает только одну определенную дозу испытуемого вещест-

ва. Уровень доз выбирают по имеющимся предварительным данным его токсичности.

Наивысшая дозировка должна вызывать явный токсический эффект

, но не приводить

к массовой гибели животных. Понижая дозировку, в тесте определяют пороговую дозу

вещества, которая не вызывает регистрируемого неблагоприятного воздействия, – так

называемый показатель NOAEL (no adverse effect level), или Дмн (максимально не дей-

ствующая доза). Токсический эффект вещества определяют с помощью измерения

(ежедневного и периодического) целого ряда показателей, таких как изменение веса

тела животного

; уровень потребления пищи и воды; характер токсической реакции в

зависимости от дозы вещества; данные анализа крови и гистологических исследований;

уровень смертности и др. [Кузубова, 1990; Савченков, 1992; OECD, 2001b].

Результаты испытания токсичности пищевых компонентов в острых и хрониче-

ских тестах на животных экстраполируются далее на человека (условно третий этап

оценки). Оценка токсичности в итоге сфокусирована на определении уровня дневного

потребления исследуемого агента человеком (с учетом веса тела), которое не оказывает

вредного воздействия на здоровье (так называемая приемлемая доза дневного потреб-

ления, ADI; или, в русскоязычной литературе – допустимая суточная доза, ДСД). Пока-

затель ADI рассчитывают исходя из установленной в эксперименте величины NOAEL с

учетом коэффициента безопасности. В большинстве случаев в применении к человеку

для определения ADI используется коэффициент × 100 (ADI = NOAEL × 100), чтобы

учесть различия в чувствительности к токсичным агентам человека и животных

[Kuiper et al., 2001]. Схема стандартной процедуры оценки токсичности пищевых ксе-

нобиотиков представлена на рисунке 5.1.

ОЦЕНКА РИСКА ДЛЯ ЗДОРОВЬЯ ЧЕЛОВЕКА

113

Следует отметить, что риск, связанный с потреблением продуктов питания, не

определяется исключительно их загрязнением токсическими веществами или утратой

ими качества (например, вследствие неправильного хранения). Абсолютно безопасных

продуктов питания не существует. Даже традиционные продукты с продолжительной

историей употребления в пищу могут содержать те или иные естественные для них

компоненты, оказывающие неблагоприятные эффекты на здоровье человека (природ-

ные токсины, аллергены, антагонисты питательных веществ (антинутриенты), вещест-

ва с потенциальным мутагенным и канцерогенным действием и пр.). Вероятность их

неблагоприятного воздействия на человека определяется многими факторами: их со-

держанием в продуктах питания, взаимодействием с другими компонентами продук-

та, состоянием защитных систем индивида, экзогенными средовыми факторами, объе-

мом продукта в пищевом рационе и многими другими. К настоящему времени иден-

тифицированы и достаточно полно исследованы как экзогенные, так и многие естест-

венные компоненты пищевых продуктов, которые оказывают вредный или положи-

тельный эффекты на здоровье человека. Естественные для продуктов питания потен-

циально опасные для здоровья человека вещества также не могут игнорироваться при

оценке пищевой безопасности, как и эффекты различного рода контаминантов [Kuiper

et al., 2001].

ОЦЕНИВАЕМОЕ ХИМИЧЕСКОЕ ВЕЩЕСТВО

Первичная токсикологическая

характеристика

(LD

, кумуляция,

трансформация в организме и

)

Токсикологические

исследования

Отдаленные

эффекты

Общетоксическое

действие в

хроническом

Фактическое

содержание в

продуктах

Физико-химические

свойства

Стабильность,

трансформация во

внешней среде

Обоснование

допустимой

суточной дозы (ADI)

Определение предельно

допустимой

концентрации в

пр

ду

тах

ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ТОКСИКОЛОГИЧЕСКОЙ

ХАРАКТЕРИСТИКИ ЧУЖЕРОДНЫХ ВЕЩЕСТВ

ЭТАП I

ЭТАП II

ЭТАП III

Рис. 5.1. Схема процедуры оценки риска потенциальной токсичности чужеродных веществ, содержа-

щихся в традиционных продуктах питания (модифицированная схема, представленная в работе Л.И.

Козубовой [1990])

Несмотря на это, продукты и пищевое сырье, которые получены с использовани-

ем традиционных технологий, имеющих длительную историю применения, не явля-

ются объектами скрупулезного и исчерпывающего исследования их безопасности и

питательной ценности. Например, сорта растений, созданные методами традицион-

ной селекции, не являются объектом испытаний острой и хронической токсичности в

тестах на лабораторных животных. Исключением служат продукты, предназначенные

для кормления грудных и малолетних детей. Относительная безопасность традицион-

ных продуктов питания гарантируется длительной историей их безопасного использо-

ГЛАВА ПЯТАЯ

114

вания человеком. Риски, обусловленные природными эндогенными компонентами

продуктов и их взаимодействием, могут быть адекватно оценены только при испыта-

нии продуктов питания как единого целого. Однако осуществление таких испытаний

и анализ полученных результатов связаны с определенными трудностями, указанны-

ми нами в следующем разделе.

5.4. Подходы к исследованию пищевой безопасности

генно-инженерных организмов

Генетическая модификация организмов, используемых для изготовления пище-

вых продуктов или непосредственно употребляемых в пишу, не обусловливает обяза-

тельного привнесения в продукты питания экзогенных, вредных для здоровья челове-

ка агентов. По сравнению с исходными, считающимися безопасными организмами

ГИО содержит лишь несколько (2–3) новых генов наряду с 25–35 тысячами уже сущест-

вующих, и соответственно в ГИО осуществляется синтез нескольких хорошо охаракте-

ризованных с точки зрения безопасности молекулярных продуктов трансгенов. Тем не

менее генетическая модификация может так или иначе изменить уровень безопасно-

сти исходных организмов и традиционных продуктов.

Токсический (аллергенный) потенциал исходного организма-хозяина может воз-

расти по ряду причин. Во-первых, в результате встраивания трансгена возможно уве-

личение уровня продуцируемых естественных токсических веществ и антагонистов

питательных веществ (эффект сверхпродукции), что в свою очередь может привести к

росту уровня их потребления и к возрастанию вероятности неблагоприятного воздей-

ствия на здоровье людей. Во-вторых, токсический потенциал исходного организма-

хозяина может вырасти вследствие изменения метаболизма и аккумуляции токсичных

метаболитов. В-третьих, токсичным (аллергенным) для человека может все-таки ока-

заться сам продукт трансгена (например, если он принадлежит к белкам, не являю-

щимся компонентами традиционных продовольственных организмов и не имеющим

истории безопасного потребления).

Таким образом, оценка риска ГИО и ГМ продуктов питания необходима. Ее цели

хорошо сформулированы в законодательстве государств ЕС, регулирующем поступле-

ние на рынок новых пищевых продуктов. В частности, в постановлении Европейской

комиссии (ЕС) 1829/2003 регламентируется поступление на рынок ГИО для пищевых

целей: продуктов питания, состоящих или включающих ГИО; продуктов питания, из-

готовленных из ГИО или содержащих ингредиенты, произведенные из ГИО. В соответ-

ствии с этим документом ГИО, предназначенные для потребления в пищу, не должны

представлять риска для здоровья человека и окружающей среды и не отличаться в

худшую сторону от ранее производимых продуктов по питательной ценности [EU,

2003].

Успешное применение указанной выше процедуры оценки риска в приложении

к ГИО и новым продуктам питания зависит во многом от возможности точно иденти-

фицировать фактор риска. Если установлено, что в результате генетической модифи-

кации произошли изменения лишь отдельных компонентов пищевого сырья (добави-

лись отдельные белки, изменилось содержание некоторых метаболитов), то традици-

онные подходы к исследованию токсичности полностью применимы для исследования

ГИО. Напротив, если выяснится, что генетическая модификация имела следствием

плейотропные эффекты, множественные изменения состава пищевых компонентов

(так называемые непреднамеренные эффекты модификации), то идентифицировать

отдельные потенциальные токсичные, аллергенные агенты затруднительно. Следова-

тельно, речь в данном случае должна идти не только об оценке риска отдельных хими-

ОЦЕНКА РИСКА ДЛЯ ЗДОРОВЬЯ ЧЕЛОВЕКА

115

ческих (биологических) агентов, но об оценке риска целого продукта как комплекса

важных для здоровья человека веществ.

Однако при оценке цельных пищевых продуктов традиционные подходы к оцен-

ке пищевой безопасности не всегда приемлемы. Во-первых, продукт является, как пра-

вило, сложным комплексом макро- и микропитательных веществ (макро- и микронут-

риентов), антагонистов питательных веществ, природных токсинов, характеризую-

щихся значительной вариацией состава и питательной ценности. При этом в тестах по

принудительному скармливанию цельного продукта животным невозможно оценить

количественные параметры токсичности, относящиеся к каждому отдельному его ком-

поненту. Во-вторых, пищевые продукты могут характеризоваться небольшими разли-

чиями между безопасным и очевидно опасным уровнем содержания природных ток-

сических веществ (например, гликоалкалоидов), что осложняет расчет параметров

NOAEL в опытах на животных и применение коэффициента «× 100» для определения

ADI. Для отдельных микропитательных веществ (например, витамина А) различие

между полезными для здоровья и токсичными дозами потребления также чрезвычайно

мало [Kuiper, 2001].

Таблица 5.2

Различия между оценкой риска отдельных химических веществ и цельных продуктов питания

в тестах на лабораторных животных

Оценка отдельных веществ Оценка цельных продуктов

Обычно это отдельные, химически идентифици-

рованные соединения

Сложная смесь многих соединений, большей ча-

стью не идентифицируемых

Наибольшая дозировка должна вызывать неблаго-

приятный эффект, относящийся исключительно к

оцениваемому агенту

Наибольшая дозировка, не нарушающая пищевой

рацион животных и не вызывающая питательного

дисбаланса, маловероятно приведет к проявлению

неблагоприятного эффекта

Низкие дозы обычно составляют менее 1% пище-

вого рациона

Высокие дозы обычно составляют более 10% пище-

вого рациона

Легко применять дозировки, достаточные для га-

рантированной безопасности (>100 × уровень по-

требления человеком)

Трудно или невозможно применять дозировки,

превышающие более чем в несколько раз обычный

уровень потребления. Поэтому нет коэффициента

безопасности «× 100»

Острый токсический эффект очевиден Острый эффект, иной, нежели вследствие несба-

лансированности питания, обычно отсутствует

Эффекты «питательности» обычно отсутствуют Эффекты «питательности» обычно присутствуют

Специфический порядок метаболизма обычно

может быть определен и оценен

Сложный метаболизм многих ингредиентов с

обычно не идентифицируемым характером

Причины эффектов обычно ясны Эффект обычно отсутствует; если он проявляется,

то может быть обусловлен рядом причин, выде-

лить из которых одну практически невозможно

Данные представлены в отчете Института по пищевым технологиям (IFT, 2000).

Более того, оценка продуктов питания как единого целого в тестах на животных

проблематична сама по себе с точки зрения методики ее проведения. Необходимую

минимальную дозу исследуемого продукта, сравнимую с дневным потреблением его

человеком, очевидно, далеко не всегда возможно использовать в длительных опытах по

скармливанию лабораторным животным (требуемая продолжительность субхрониче-

ского теста на токсичность ГИО – 90 дней [FAO/WHO, 2000b]). В данном случае небла-

гоприятные эффекты у лабораторных животных могут возникнуть не за счет воздейст-

вия потенциально вредных компонентов, а за счет нарушения баланса их пищевого

рациона (продолжительного кормления фактически одним и тем же продуктом). Био-

логическое усвоение отдельных компонентов продукта животными также зависит от

состава пищевого рациона в целом и может быть неестественным вследствие наруше-

ния его баланса. Кроме того, у человека и животных различна чувствительность к ряду

специфических токсинов [Kuiper, 2001]. В таблице 5.2 представлены основные разли-