基于“負責任創新”理念的探索
——以“培養肉”研究為例

張 雪，邊傳周，高雪琴，郝修振

（河南牧業經濟學院食品與生物工程學院，河南鄭州 450000）

0 引言

在實驗室采用從動物肌肉組織獲取的細胞合成肌肉供人類攝食，謂之培養肉[1]。再生醫學從患者細胞重建其惡損肌肉組織的方法獲得了啟發[2]。言而概之，少量干細胞可從未受傷害的活動物體獲取，而后在生長培養基中讓細胞分裂和增殖，從而獲取培養肉[3]。培養基中大規模增長的細胞先分化成肌細胞，再融聚成肌纖維[4]。第一個培養肉類漢堡誕生于2013 年，其含有5 盎司的培養肉餡餅，烹制和品嘗全程由倫敦Riverside Studios 的感官小組負責，干細胞從牛肩上搜集，耗時3 個多月，培育牛肉價格超33 萬美元。品嘗人員稱，味道和傳統漢堡相似。人們關注之余也盼望著未來數年內，可通過商超購買到該類培養肉制品[5-6]。隨著科技進步，培養肉的研發已經成為企業界、學術界和政策界等日益關注的話題，對人類思維及膳食的變化產生了巨大的影響。但對人類而言，培養肉究竟是“魔鬼”還是“天使”？除了擔憂與關注培養肉的發展，還需要思索如何將食品營養與安全植入其中，從而規避風險，造福人類。 “負責任創新” （Responsible Innovation，RI），作為近年來科技發展的重要戰略理念，可從理論思考及現實應對的角度為此提供參考。為引起人們更深層次的探討及關注，在闡明負責任創新的基礎上，就培養肉負責任創新的研發途徑進行思索，并對其負責任創新的迫切性進行商討與解析。

1 “負責任創新”之概念

“負責任創新”是指在全面考量適銷產品創新過程的基礎上，評價其倫理的可持續性、可接納度及社會期望值，社會行動者和創新者在此互動、透明的過程中彼此呼應，科技進步得以適當植入人們的社會生活[7]。各國政策部門高度關注科技界對負責任創新的研究，《從全球層面應對科研政策的倫理和監管挑戰》 （歐盟，2012） 報告中闡明，負責任創新的基本要素是風險管理、道德可接受性及人類利益[8]。目前，各國積極踐行創新項目及新興技術政策制定過程中的負責任創新。

荷蘭專家范·霍溫（Van Hoven） 將負責任創新定義為“在創新研究中，將所有利益相關者通過綜合的途徑參與進來，讓其明晰選擇范圍的影響和自身行動的后果，涉及道德觀念和社會需求的結果需合理評估，從而開發新的產品、研究和服務設計及功能性需求”[7]?；魷卣J為，社會價值是負責任的創新檢驗評估的主要準則，其通過設計來完成。在功能性需求，如速度、力、溫度等指標滿足的同時，還要考量責任、隱私、尊重等價值設計的非功能性需求。因此，以理性價值作為創新決策和選擇的原則，負責任創新既超越了傳統對創新的經濟學、管理學的理解，又將社會價值或道德倫理納入創新范疇，從而使創新活動在價值設計中彰顯出“責任”；此外，通過構建公眾利益相關者公平、民主、和諧的科技與社會關系，發揚公共協商的作用，從而應對創新的潛在風險及負效應[8]。基于此，可以發現，通過包容而前瞻的價值設計，再借助社會公眾的力量，負責任創新對科技創新開展負責任的治理與規范，人類整體利益得以可持續發展。

2 “負責任創新”研發培養肉

目前，制造培養肉最終產品的技術尚不明晰，且無來自動物新食品的指南及可采納的監管途徑。培養肉技術如何監管已被美國食品藥品監督管理局（FDA） 及加拿大衛生部納入考慮范疇[9]。培養肉制造和生產中涉及的多種因素應納入考慮范圍，且評估應在單獨基礎上進行，下述問題在培養肉的研發過程中主要存在：①研發培養肉過程中，所用動物細胞培養組分有無安全使用史和載體安全性[10-11]；②制備培養肉的工藝是否安全[12]；③培養肉之基因改良的潛在安全性[13]。除了感官這一要素，培養肉的研發涉及社會的多重因素，因其研發帶來的食品安全問題、營養問題、風味問題等給人類飲食帶來諸多的挑戰。上述問題表明了負責任創新研發培養肉的迫切性，對此進行了2 個方面的探討。

2.1 真實肉被培養肉取代之可能性

Winston Churchill 于1932 年提出了培養肉概念，但其進展緩慢，食品級組織培養肉的相關研發于2000 年在歐美等國家展開[14-15]。2013 年，荷蘭專家Mark Post 采用動物細胞組織研發出史無前例的人造肉[16-17]。含不同細胞的骨骼肌組成了動物細胞培養肉，其通過胚胎干細胞或肌衛星細胞的分化、增殖、融合形成了骨骼肌纖維[18]。研發人員通過添加富含脂肪、氨基酸、維生素的培養液，先分離出可分化生長的原始干細胞，加速其增殖分化，從而獲得大量牛肌肉組織細胞。細胞培養肉研發中不需進行垃圾廢物處理，不耗費水和飼料，既滿足了肉類的需求，又解決了傳統養殖業引發的環境問題，包括無抗生素和激素、動物福利、環境友好等。營養、風味和口感接近真實肉制品的細胞培養肉，是人造肉未來的主要研發方向，但大規模肌肉細胞食品化和低成本獲取層面，還存在諸多理論與技術的挑戰。

2.2 研發培養肉的潛在危害及主要問題

2.2.1 安全性規范與評價無安全使用史之動物細胞載體與培養組分

培養基、細胞培養支架和氧載體組成了培養肉生產系統3 個沒有安全使用歷史的組分[18-19]。應用支架技術研發出不像牛排一樣高度結構化的肉，而是具柔軟一致性、磨碎的無骨肉[20]。由于對支架在細胞培養過程完成后的人體降解途徑和可食用性，及細胞培養后移除并回收使用支架還存在疑慮，EDELMAN 將支架視為沒有安全使用歷史的產品，或在食品添加劑框架下對其進行安全評估，提出由可食用膠原蛋白制成的珠子作為基底，且其他可能的支架結構包括大彈性片或長細絲的陣列[21]。通常需補充10%～20%的生長培養基用于肌衛星細胞發育成骨骼細胞2 個階段的培養基[12-13，22]，其主要包括胎牛血清、馬氏血清或不含動物血清的新型品牌培養基，這些成分必須經過安全評估才能用于食品生產。諸如，大腸桿菌之類的微生物已被用于生產商業規模的食品添加劑和人類藥物，由轉基因植物和微生物生產的人血紅蛋白可用于培養肉生產[23]，且正在研發以確定它們是否可以生產血液替代品[24-25]?？扇芙獯罅垦鯕獾娜衔铮≒FCs），能發揮與血紅蛋白相同的功能，可參考其他食品添加劑進行安全評估。應根據培養肉制造的生產途徑對這些氧載體的來源、成分或生產方法進行安全性評價。

2.2.2 安全性規范與評價生產制備培養肉新工藝

培養肉研發體系中，培養細胞的過程得以簡化：使用生物反應器促使細胞以不間斷懸浮的狀態在培養基中生長，組織裝配過程可以輕松地懸浮，且在低水平保持著流體切變。理想的生物反應器是集成的封閉系統，潛在的污染風險減少，從而產生將培養細胞用于肉類生產過程的新方法[26]。相較于動物生長和肉類屠宰，生物反應器中培養細胞很新穎。生物反應器優選具有在線監測體系的組分培養細胞，從而實現培養基灌注的實時調節[27-28]。巨大的封閉表面區域用于培養和增殖細胞，組織生長得以促進，所以生物反應器應具有大容積、高自動化體系及高產量細胞得以產生。這類無食品安全使用史的生物反應器之前在食品生產過程從未使用過?；诖?，需綜合考慮培養肉新工藝風險評估的以下要素：試驗條件和設計；樣品采集制備全程的標準；全部樣品的原始數據及已發布數據；最終產品及預期用途等方面。

2.2.3 潛在安全性規范與評價之基因改造培養肉

不同味道、質地和風味特征的肉制品通過基因工程的細胞培養得以產生[29]。理論上，無需收獲更多的胚胎，只使用胚胎干細胞，從而使細胞具有無限的再生潛力[30-31]。多個細胞分裂可形成培養肉體系的細胞培養物及肌肉組織，但隨著胚胎干細胞的分化，可隨著遺傳突變的緩慢積累而發生?？赏ㄟ^下述方法以解決此問題：①細胞培養過程中需定期補充；②使用永生細胞系；③將一個細胞系永生化。其中，后2 種可能需要采用轉基因技術，這會導致民眾擔憂?；谙率龇椒ㄟM行安全評估：在考量預期和非預期的影響基礎上，采用具安全使用史的傳統對應物作為參照，來評價新品的安全性。需特別關注的是，轉基因技術可能會無意中發展或增加生物體的致敏、毒性或致病性，需評價新型和常規肉類間任何顯著差異對健康的潛在不利影響。宿主和供體生物的歷史信息對培養肉的評價有相當重要的作用，安全性評價可不進行遺傳修飾，只是將來自動物的細胞系與遺傳修飾的細胞系進行比較，從而評價差異對健康的潛在不利影響。主要包括所使用生物體的來源、特性和預期功能，基因編輯方法；刪除、添加、插入或修改DNA 的信息；最終載體/構建體中序列的方向位置；目標細胞引入基因的功能等方面。

基于此，鑒于培養肉潛在的安全風險及對其風險防范與安全管理規范，完全有必要研究培養肉的負責任創新。隨著培養肉在人類飲食中的出現，具有安全責任的培養肉的需求將變得更加緊迫。人類無法在培養肉出現安全、營養等狀況之時再去找尋幫助，因此需高瞻遠矚、提前謀劃，進行“負責任創新”培養肉的研發。

3 “負責任創新”培養肉的必由之路

培養肉作為現代科技發展的產物，其研發對人類膳食產生了巨大的影響，為解決目前因培養肉研發引起的憂慮，及實現可持續發展食品的期望，需合理考量、科學規劃其定位與功能?！柏撠熑蝿撔隆迸囵B肉的研發是探尋其與人類膳食和諧共生的必由之路。

培養肉的安全管理規范與風險防范已開展相關研究工作，具體內容如下：

3.1 組分、載體及全程化學性風險預先防范及安全指標系統的建立

為防止長期培養物的感染，需在細胞培養物中加入抗有絲分裂劑或抗生素進行生產。為確保所用材料的安全使用，規范研發全程，需進行使用材料及研發周期安全性評估。因此，開展無安全使用史材料、遺傳修飾過程、新工藝，以及最終產品中增塑劑、抗生素、殘留化學污染物的檢測技術研究，以防止研發過程中使用載體污染物的引入；研發中存在的任何載體溶劑、抗結塊劑、固體稀釋劑或在食品制造過程中使用的沉淀助劑、過濾劑等，都需建立標識、純度規格、樣品標簽和使用說明。最后，形成化學性風險預先防范準則和技術規范標準，以建立培養肉載體和組分的化學性風險指標系統。

3.2 動物細胞培養及轉化全程生物風險防范和安全指標系統的建立

對于培養肉研發全程的基因修飾潛在風險，無安全使用史的食用培養肉及新組分，應逐案處理進行合適的毒理學試驗，建成培養肉全基因組的序列數據庫；培養肉研發全程會引入一定量非食品級的胞內蛋白，造成高風險的生物外源物質，以及轉基因后形成新的基因表達體，導致未知潛在毒性和致敏性?；诖?，建立安全防范技術準則，考量復雜研發系統中培養肉的潛在毒性和致敏性評價，明確培養肉的生物檢測指標體系很有必要。

3.3 營養素利用率比較、營養組分分析和膳食暴露量評價的建立

為了充分利用食物資源，了解培養肉研發過程中食品營養素的變化和損失，采用傳統肉制品作為營養物參照，評價培養肉中各種可食性天然組分，依據使用傳統工藝同種食物的預期營養價值變化，評估是否對消費者總體膳食營養量的攝入產生重大影響。測試細胞培養的最終產品，分析性質的差異。在此基礎上，明確培養肉的膳食攝入標準。

4 結語

作為新生的科技成果，培養肉的研發對人類產生了重要的沖擊和挑戰，其生產是一種預期可獲得大量關注與投資的新興技術，通過前沿且包容的方法對培養肉“負責任的創新”進行全方位評價很有必要。為了明確安全及合理的使用培養肉，在充分考量社會需求和食品安全的選擇的基礎上將社會價值植入其中，從而形成具安全管理規范和風險防范的決策與行動。將創新和負責任行為緊密結合進行培養肉“負責任的創新”，良性、開放、健康和包容地促進培養肉的研發，從而助推人類膳食與培養肉的和諧共生。