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赴美国考察报告:转基因产品检测标准物质的生产与应用

已有 4284 次阅读 2014-2-14 23:11 |个人分类:转基因检测技术|系统分类:海外观察

 

一. 概况:

1. 考察背景:

我国是转基因生物研发大国,建立转基因产品检测标准物质研制与生产技术平台是我国转基因生物安全监管的基本要求。转基因产品检测标准物质是一项多种学科和技术集成的产物,我国尚刚刚起步,借鉴国外先进经验,加速我国转基因生物检测标准物质技术体系建设具有重要的实际意义。

 

2. 考察目的:

l 与转基因产品研发公司交流转基因标准物质原材料制备技术;

l AOCS交流有证标准物质制备技术;

l 与美国GENESCAN公司技术人员交流转基因标准物质的应用;

l 实地参观了解美国转基因大豆安全管理。

美国是转基因产品研发大国。根据美国相关法律,研发商对自己研发的转基因产品负有安全责任。建立检测方法、研制检测用标准物质是研发商满足安全监管要求不可或缺的一环。为了满足各国转基因安全监管需要,美国的各个转基因产品研发公司都建立了成熟的转基因产品标准物质原材料制备技术平台,并根据需要委托有资质的机构生产有证标准物质。

本次考察计划与六大转基因研发公司(孟山都、拜耳、先正达、先锋、陶氏益农、巴斯夫)的转基因检测及标准物质研发相关技术人员交流转基因标准物质原材料的生产与供应,交流转基因成分检测标准物质制备的关键技术。 

美国的油脂化学协会(AOCS)是目前国际上仅有的两个可以生产转基因检测有证标准物质的机构之一。转基因研发公司对欧盟以外使用的转基因检测用有证标准物质都委托美国AOCS生产。AOCS是本次考察重点单位。计划考察内容是,转基因有证标准物质研制技术、流程、问题与进展。

GENESCAN公司是美国最大的转基因检测机构,是世界转基因检测行业的领头单位,在标准物质的应用方面积累了丰富的经验。GENESCAN公司是本次考察的重点单位之一。计划考察内容是,转基因检测方法及其标准物质在转基因检测实践中的应用。

美国海运码头Russell marine担负美国60%转基因产品出口和运输,其出口转基因产品的监管方式(抽样与检测等)在美国具有典型性。是本次考察的计划内容之一。

 

3.考察时间:

2010920日从北京出发,当天抵达美国印第安纳州首府Indianapolis2010925日从美国路易斯安娜州New Orleans市经北京回国。头尾历时5天。

 

4.地点:

第一天2010921日:

美国印第安纳州首府印第安那波利斯(Indianapolis)市,访问陶式益农公司总部;重点研讨转基因检测标准物质的原材料生产与质量控制;

第二天2010922日:

美国伊利挪易斯州Urbana市,访问美国油脂化学协会( AOCS)总部;访问Illinois州作物育种站;主要考察有证转基因标准物质的研制与加工;

第三天2010923日:

美国路易斯安娜州New Orleans市,访问海运码头Russell marine 及其GeneScan转基因检测实验室,主要考察标准物质在转基因检测工作中的应用。

 

5.参加考察人员:

1)中国考察团成员

 

 

姓名

职称

单位

专业

卢长明

研究员

中国农业科学院油料所

GMO检测

傅伯强

副研究员

中国计量科学院,生物能源与环境计量研究所

GMO检测

黄新

研究员

中国检科院,动植物检验检疫研究所

GMO检测

孟军

副研究员

中国环保部南京环境科学研究所

环境安全

曹应龙

助理研究员

中国农业科学院油料所

GMO检测


(2) 美国方面全程陪同人员

 

 

Angela McKean

巴士夫公司BASF

Ray Shillito 拜耳作物公司BayerCropSciences

Beth Rubin-Wilson 陶式亦农公司DowAgroSciences

Laura Tagliani 陶式亦农公司DowAgroSciences

Greg Dana 杜帮/先锋公司DuPont/Pioneer

Dave Grothaus 孟山都公司Monsanto

Jingwen Chen 先正达公司Syngenta

Shiping Zhang  先正达公司Syngenta

Craig Rickard 国际作物科学协会CropLife International  


二. 考察主要成果

转基因检测标准物质是在转基因成分检测时用作阴性和阳性对照以及定量对照的物质(包括种子粉末,DNA和质粒等类型),是转基因产品检测不可或缺的标尺和工具。为了加强转基因产品的监管,各国政府对每一种转基因产品都要求提供相应的标准物质,以便开展正常的检测和监管。

原则上,研发公司必须提供转基因产品的检测方法和标准物质原材料,由有资质的单位制备和认证。欧盟由标准物质研究所(IRRM)负责转基因标准物质制备和认证,而美国则由美国油脂化学协会(AOCS)负责。通过考察了解到,AOCS实际上是认证机构,该机构受转基因产品研发公司的委托,负责转基因检测标准物质的生产与认证。AOCS从转基因研发单位获得原材料(阴性和阳性种子)后,即委托美国Illinois州作物育种站负责粉碎和装瓶,然后由从事基因检测的GENESCAN公司负责检测,AOCS公司根据检测结果进行有证标准物质的认定。由于AOCS负责生产和认证的标准物质主要是纯品阴性和阳性粉末或DNA,程序相对比较简单,生产成本也相对较低,目前越来越多的转基因研发单位和检测机构都认为,纯品的阴性和阳性粉末或DNA完全可以满足转基因成分定性和定量检测需要。

 

(一) 关于转基因标准物质原材料生产

标准物质原材料是生产转基因标准物质的关键性因素。目前,我国因为难以获得转基因标准物质的原材料,影响到标准物质研制工作的开展,也严重制约了我国转基因检测行业的正常运转。

转基因标准物质原材料是如何生产的?为什么转基因标准物质原材料非常难以获得?如何解决我国转基因标准物质原材料的供应问题?是本次考察的重点。本次考察与六家研发公司就以上问题进行了深入研讨。

以下是与六家转基因产品研发商开展交流的重要结果:

1.原材料生产技术

研发商负责转基因标准物质原材料生产。生产按照国际标准和指南进行,最后通过质量认证。合格的原材料交由有资质的第三方公司(例如AOCS或IRMM)制备有证标准物质。

每一个转化事件在全球范围内原则上指定一家研制有证标准物质。批准商业化的每种转化事件都必须研制有证标准物质。有证标准物质可以是粉碎的种子也可以是基因组DNA并只含单一转化事件。

陶氏益农公司Jim Bing博士详细介绍了转基因检测标准物质原材料生产技术与方法(详见PPT)。该公司的Barry W. Schafer博士介绍了转基因检测标准物质原材料种子灭活技术。陶氏益农公司转基因标准物质研制的质量控制建立了严格的流程和标准(详见PPT《Excellence Through Stewardship》)。

标准物质原材料的制备遵照相关国际标准执行:

ISO Guide 30:1992 Terms and definitions used in connection with reference materials

ISO Guide 31:2000 Reference materials -- Contents of certificates and labels

ISO Guide 33:2000 Uses of certified reference materials

ISO Guide 34:2000 General requirements for the competence of reference material producers

ISO Guide 35:2006 Reference materials -- General and statistical principles for certification

2、知识产权关系

目前,国际上转基因标准物质的研制都是由转基因品种研发单位负责提供转基因产品的原料,由具有资质的第三方机构研制有证标准物质。也就是说,转基因品种研发单位负责转基因产品原材料的制备。六大公司转基因产品有证标准物质的生产都是委托第三方公司(美国的AOCS和欧盟的IRMM)完成的。

原材料转交给第三方公司(例如AOCS或IRMM)制备有证标准物质需要签订知识产权转让协议:保证材料和信息不扩散。根据转基因标准物质是否用于商业化赢利目的,协议内容有别。非商业用途:与监管机构签订知识产权使用协议,限于政府官方实验室间分配和使用,也可以在政府实验室签约开展方法验证的其它实验室使用。商业使用:收费检测服务用,研发和销售试剂盒用,相关国家以外的实验室使用的情况下构成商业用途,需要另外签订知识产权协议。

开发商生产的转基因生物标准物质在认证前可以向外出售, 价格为每克纯品粉末50欧元,10μg纯品DNA价格100 欧元。

研发公司委托美国 AOCS 协会完成认证工作。10μg 有证DNA标准物质的销售价格为 175 美元,其中 110 美元属于开发商(如拜耳公司)收入,65 美 元属于AOCS的收入。转基因粉末标准物质价格为70美元/10克,非转基因粉末标准物质170美元/10克。

 

3、六大公司是否能够向中国提供生产转基因标准物质的原材料

六大公司都认为,研制转基因产品标准物质是实施政府监管的重要环节,是合理的要求。研发商有责任配合政府解决好监管用转基因产品标准物质问题。

六大公司认为,标准物质应该有唯一来源,保证朔源性和国际可比性。目前,六大研发公司已委托IRRM和AOCS研制有证标准物质,他们可以根据中国政府的要求免费提供使用。

六大公司还承诺愿意为中国提供标准物质研制技术,帮助中国建立转基因产品标准物质研制平台。

国际生命科学协会为此撰写了意向书。

 

4、有证标准物质的生产与认证

考察团就转基因产品有证标准物质的生产与认证重点考察了美国油脂化学协会(AOCS)。

该协会现有职员37名,会员4400人,其中美国会员56%,年预算500万美金,主要任务有会员服务,基金、培训、出版、官方实验室、标准物质与方法认证等。

该协会的技术主任Richard Cantrill代表美国参与ISO系列标准ISO/TC 34/SC1-17 (食品)研制。参与了ISO 30 - 35有证标准物质认证指南的研制。他向我们介绍了生产有证标准物质的相关技术。有证标准物质的生产者必须取得资质,按照ISO有证标准物质认证指南(ISO Guides 31 and 35)的一般原理和统计学原理组织生产。

2004年10月,欧盟要求生物技术改良性状作物在欧洲商品化前要先开发出检测方法和相应的参考物质。2004年2月孟山都公司联系了AOCS。

      AOCS承接转基因产品标准物质研制任务后,需要做以下工作:

1)联系一个企业加工(粉碎、装瓶、包装等),目前全部委托给“伊利诺伊州作物改良中心”完成该环节;

2)组织检测方法验证;

3)组织对原材料质量验证(委托GENESCAN进行);

4)证书申请。

AOCS负责的转基因产品标准物质研制,只有两种类型,纯阳性和纯阴性。他们认为这种策略是最精确,最实用的,完全可以满足监管需要。生产标准物质的类型有种子、粉末和基因组DNA。除此之外,还要考虑使用目的(定性、定量、半定量)、所需样品量、样品粒度、成本(样品加工、包装材料、包装、原料及成品测试)、管理成本(项目管理、数据收集整理、报告与证书的准备、储存、保险、进口税)。

有证标准物质的证书要求包括以下内容:认证机构名称及地址,文件标题,标准物质名称,标准物质代号及批号,CRM描述,使用范围,正确使用标准物质的说明,注意事项(危险情况)。均匀性程度,标准值及其不确定度,可追溯性,个别实验室或方法获得的值,未经认证的值,认证日期,有效期,发证官员姓名与签名。标签举例:

标准物质

油菜种子100克

AOCS 0304 -A

样本号 1/400

实验室专用。

美国包装

 关于分析方法与定值:(1) 采用的标准方法:国家标准(如USDA, Canadian Grain)、区域标准(EU regulations, CEN, AOAC)、全球标准(ISO, ICC, AACC, AOCS)、政府间标准(Codex, OECD, BIPM)、其它(FOSFA, GAFTA);(2)方法评价标准:正确性、适用性、LOD、LOQ、精密度(室内重复性、室间再现性)、回收率、选择性、灵敏度、线性。(3)协作研究遵循AOAC/IUPAC 协议和ISO 5725 关于测量精确性(准确性和精密度) 的规定。IUPAC的建议:最少8家实验室参加(特殊情况下可为5家),每家最少5个测试样(某些情况下可为3个),采用水平稍有差别的样品或盲样。(4)协作研究数据处理:离群值检验(采用Cochran或Grubbs 测试),IUPAC去除97.5% 置信区间外的数据,IUPAC允许剔除的数据量最多可达总数据量的22.2%。而ISO 5725在95%置信区间进行检查,去除99%置信区间外的数据。不确定度评定可以逐个分析不确定度分量,或采用方法确认数据、内部质控数据或能力验证数据。总不确定度也可以依据IUPAC/AOAC Harmonized Protocol或ISO 5725 Protocols。通过多家实验室协作研究的数据进行分析。

 

4、转基因检测标准物质应用

孟山都公司David Grothaus博士介绍了转基因标准物质的来源与用途,GENESCAN公司介绍了转基因标准物质在检测中的应用。详见PPT。

转基因检测标准物质应用应区分以下概念:

l 有证标准物质(CRM):可溯源到国际计量单位,具有准确量值和不确定度;

l 标准物质(RM):用于校准仪器,评估测量方法,给材料赋值

l 工作标准(WR):日常使用的二级标准,如果与CRM进行过比较,就是RM。

在GENESCAN,转基因成分定量检测制作标准曲线时采用纯品DNA,也采用质粒。该公司没有很好回答质粒标准物质的可替代性问题。

5、转基因谷物的出口与转基因检测

考察团还参观了美国转基因产品出口口岸位于路易斯安那州新奥尔良市的港口。在美国各地种植的转基因大豆和玉米通过内陆河流运输运送到位于路易斯安那州新奥尔良市的港口Russell Marine海运码头。传送到工厂内经除杂、干燥等加工处理,储存在粮仓。

每年约有250艘船出港,平均1艘6000吨的货轮需要装船24小时。在装船前在港口的检测实验室进行检测,采样前目测,采样,封袋,贴标。检测项目:所有商业化的GMO转化体,重金属,农残(杀虫剂和除草剂),兽药,微生物毒素,营养成分(氨基酸、脂肪酸,糖),饲料补充剂等。        

 

6、考察体会

考察团成员来自中国农科院、中国检科院、中国计量院和中国环保部研究所,出发前都进行了问题的凝练和思考。美国方面给予了高度重视和配合,保证了本次考察的圆满成功。

通过考察,我们认为,转基因产品检测标准物质的研制,可以以纯阳性和纯阴性产品为主要目标,也可以发展阳性质粒分子作为转基因检测标准物质。国外的转基因产品可以考虑由国外研发单位直接提供有证标准物质解决在我国的监管问题,由国内专门机构统一认证和管理。对于国内研制的转基因品种,可以由国家指定专门机构进行统一收集和制备,统一认证和管理。

转基因标准物质是转基因产品安全管理不可或缺的战略性产品。国家必须培育一支稳定的研究队伍,培养有真才实学的学科带头人,建立稳定的设施,培育稳定的产品,在满足国家转基因安全监管需要的同时,积极参与国际市场竞争。

7.考察日程表

9月21日(星期二),地点陶式亦农公司总部(Indianapolis, Indiana),

8:45:如何开发新性状 Ray Shillito 博士 (拜耳) (45分钟)

9:30 标准物质的研制与开发Dave Grothaus博士 (孟山都) (1小时)

10:30 休息

10:45  CLI检测方法项目组工作介绍(30分钟)

11:15  中国转基因研发与安全管理  卢长明博士(1小时)

12:15  午餐(45分钟)

1:00   生产工艺和质量控制方法 Jim Bing博士(陶式亦农公司)(30分钟)

下午

13:30 转基因种子灭活方法 - Barry Schafer博士(陶式亦农公司)(30分钟)

14:00 转基因研究的生物安全管理 Jane Stautz博士(陶式亦农公司) (1小时)

15:00 总结

15:30出发,经香槟去Urbana, IL,访问AOCS

 

9月22日(星期三),地点:AOCS总部,Urbana, IL

9:15  AOCS介绍和欢迎 - Dr Jean Wills-Hinton

9:30  AOCS的主要工作内容 - Jeffery Newman与Dr. Richard Cantrill

9:50   标准物质认证(ISO指南30 - 34) - Ms Gina Clapper

10:10 休息

10:20  CRM的生产和认证 - Ms Gina Clapper

10:50  文件,报告和证书制备 - Ms Gina Clapper

11:20  采样和测试要求 - Ms Gina Clapper

12:00 问题与讨论

12:30 午餐

13:30  伊利诺伊州作物改良中心(地点:Champaign, IL)参观与研讨

l AOCS外包工作介绍 - Ms Gina Clapper

l 伊利诺伊州作物改良中心工作人员介绍并演示转基因标准物质的制作

15:00 讨论

15:30  离开伊利诺伊州作物改良中心

17:05  出发前往新奥尔良

 

9月23日(星期四),(地点:New Orleans, Louisiana)

10:00 开始 参观Russell Marine海运码头——讲解转基因种子的运输、抽样与检测

10:40 参观GeneScan检测实验室;

11:00 研讨会

 

Russell Marine海运码头转基因种子的运输、抽样与管理

出口转基因种子的检测——Frank S.博士(Eurofins GeneScan公司)。

转基因标准物质的应用研讨

13:00 中餐

13:30 参观海运码头监控室、传送带、设施

抽样演示

16 :30 离开海运码头



 




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2 刘旭霞 王秀玉

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