Trends in Food Science & Technology| 细胞培养肉中的过敏原与致敏性:研究现状与思考
近日,中国农业科学院李耘研究员及其团队在《Trends in Food Science & Technology》期刊(一区,IF:15.4)发表了题为Allergens and allergenicity in cell-cultured meat: Current status and reflections的综述论文。该研究围绕细胞培养肉生产全链条关键控制点,系统梳理了已报道的过敏原及其致敏性,评估了相关技术研发、消费者认知与监管体系现状,并从超加工特性、营养失衡、“老朋友假说”、细胞应激损伤相关分子模式及多过敏原联合效应等跨学科视角,挖掘了潜在的长期致敏风险。该综述为构建细胞培养肉致敏风险防控体系、平衡技术创新与安全监管提供了理论与实践指导。
随着细胞农业技术的快速发展,细胞培养肉作为解决传统畜牧业环境压力、动物福利与食品安全问题的新型蛋白来源,已成为食品科技领域的前沿方向。然而,作为一种新兴的 “超加工” 食品,其在细胞增殖、分化及生物加工过程中,可能引入或诱导新的过敏原,其致敏性风险尚未得到系统性梳理,已成为制约产业商业化落地的关键瓶颈之一。
传统肉类过敏原研究体系主要针对畜禽肉蛋白,而细胞培养肉的生产涉及细胞系选择、血清 / 无血清培养基、支架材料及生物反应器工艺等多环节,潜在致敏原的来源、结构修饰与致敏效应具有高度复杂性与不确定性。目前学界对细胞培养肉致敏性的研究多聚焦于单一成分的短期致敏评估,缺乏对全链条关键控制点、跨学科风险(如营养失衡、肠道菌群稳态改变)及长期联合致敏效应的系统性分析,消费者对其致敏风险的认知也存在明显偏差,亟需构建科学的风险评估框架。
此外,全球范围内针对细胞培养肉的监管体系仍在逐步完善中,致敏性相关的标准、检测方法与防控技术尚未统一,产业界也缺乏明确的风险防控指引。基于此,系统梳理细胞培养肉中已报道的过敏原及其致敏性特征,挖掘潜在的长期致敏风险,可为构建全链条致敏风险防控体系、平衡技术创新与安全监管提供重要理论支撑。
细胞培养肉全链条潜在过敏原与致敏性特征
细胞培养肉在种子细胞、培养基、支架材料、生物反应器及后加工等全生产环节均存在引入过敏原的可能,种子细胞携带传统肉类固有过敏原,永生化与基因编辑可能产生新致敏蛋白,培养基中的血清、重组蛋白及植物添加物、支架中的动物 / 植物源材料、生物反应器释放的小分子与金属离子、后加工引入的食品添加剂与美拉德反应产物均会带来致敏风险,且不同环节过敏原存在交叉致敏与协同致敏可能。
细胞培养肉致敏性评估技术与监管现状
当前细胞培养肉致敏性评估以生物信息学预测为核心,结合体外模拟、动物实验与临床数据的证据权重法开展,但存在数据库更新滞后、标准方法缺失、长期膳食暴露数据不足等问题,全球尚未形成统一的致敏性监管标准,各国多将其纳入新型食品管理,仅要求基础过敏原标识,缺乏针对细胞培养肉特有风险的专项管控要求。
细胞培养肉潜在长期致敏风险与不确定性
细胞培养肉的超加工属性、营养组分失衡、无菌生产导致微生物相关免疫刺激缺失、细胞应激产生的损伤相关分子模式释放,以及多过敏原联合效应,均会带来长期、间接且难以预测的致敏风险,这类风险无法通过传统致敏评估体系完全识别,是未来安全管控的重点与难点。
细胞培养肉致敏风险防控体系构建方向
细胞培养肉产业需建立基于 HACCP 的全链条致敏风险防控模式,以免疫安全为核心开展原料与工艺优化,结合 AI 与类器官芯片提升评估精准度,配套分级标识、全链条追溯与数字化监管工具,在推动技术创新的同时实现风险可控,为其安全市场化提供支撑。
Fig. 1. Potential allergens and substances with cross-sensitizing properties in cell-cultured meat were screened based on bioinformatics analysis methods, The results are as follows: (a) Among the potential sensitizing adjuvants screened by AllergyPred, inorganic compounds accounted for the highest proportion in quantity, followed by small organic molecules; (b) Among the proteins with strong allergenicity evidence screened by AllerCatPro 2.0, those meeting the Win80lin>35% criterion represented the highest proportion, followed by those conforming to the 3Depi>93% criterion, while proteins satisfying the 6-mer × 3 criterion were extremely rare.
Fig. 2. We propose a regulatory decision-making framework model for the management of allergenic risks associated with cell-cultured meat in China.
Fig. 3. Critical control points for the generation of major known and potential allergens throughout the entire industrial chain of cell-cultured meat.
Fig. 4. Conceptual Logic Diagram. When seed cells in the bioreactor are subjected to shear stress, they release EVs carrying DAMPs. Meanwhile, the seed cells adhere to or embed in scaffold materials (such as hydrogels) for growth. Subsequently, the cell-cultured meat biomass undergoes processes including washing, thermal processing, and gastrointestinal metabolism, which may trigger the expression of immunogenicity in the human body and induce allergenicity.
Fig. 5. The vision of establishing an integrated, mutually reinforcing multi-dimensional system to address allergenic risks associated with cell-cultured meat.
李耘
主要研究方向为基于体外细胞和动物活体实现农产品中污染物联合毒性效应研究;实现大尺度评价农产品中多种混合污染物风险建模与评估研究;联合用药对细菌耐药性影响研究领域。共主持和参与课题 48 项,其中主持国家自然科学基金面上项目 1 项,国家食品安全重点研发项目子课题 2 项、院级基本科研业务项目 1 项;还参与并主要承担了国家科技支撑项目、948 重大专项、院创新团队项目、院长基金等,在国内外学术期刊上公开发表论文 52 篇,SCI 收录 12 篇(单篇影响因子最高 10.62);出版专著 6 部,主编《农产品质量安全风险评估建模》、《农产品质量安全风险评估原理、方法和应用》、《农产品质量安全风险评估制度分析与比对研究》等 3 部,副主编 2 部;获软件著作权 3 项;第一发明人申请方法发明专利 8 项,授权 2 项;获省级技术成果鉴定 2 项等;获得省部级奖一等奖 1 项(排名第三);中国农科院院创新奖 1 项(排名第三)。
任中国毒理学会替代法与转化毒理学专业青年委员会委员,中国农业科学院 “农产品质量安全风险监测与风险评估技术研究” 创新团队研究骨干。
https://doi.org/10.1016/j.tifs.2026.105779
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