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從醫學角度看基因改造食物

區大衛教授

自從1994年美國食品與藥物管理局(FDA)批准第一個基因改造的遲熟型蕃茄進入巿場以來,有關基因改造(以下簡稱基改 )食物對人體健康的安全性爭議就沒有停止過。2012年九月法國卡恩大學一組研究人員在科學期刊“食物與化學毒理學”發表了他們的一個研究報告,他們用大鼠所作的兩年研究證明,目前世界上最廣泛銷售的一種能夠對除雜草的除莠劑Roundup有抵抗力的基改玉米,名叫NK603,經餵養老鼠後,大大增加腫瘤發病率,造成包括肝腎等多器官損害,及未成年死亡率增加。這個報告立即引起軒然大波,法國政府命令有關部門立即基於本研究評價這個基因改造玉米的安全性。如果結論屬實,即會聯同歐洲共同體各國禁止入口這種玉米。加拿大衛生部指示屬下機構立即分析這種玉米對加拿大人健康的影響。基改玉米NK603於2001年得到加拿大衛生部批准在國內生產和食用,加拿大目前的法律規定,所有基改食物必須通過90天大鼠餵食實驗證明安全方可發出准許證。因此加拿大生物科技聯網組織發言人批評衛生部90天實驗的法規太寬鬆,應立即修訂為至少兩年實驗及觀察,並設計一個更完美的規範基改食物的方法去解決當前所暴露出來的問題。衛生部發言人表示,如證實NK603安全性有問題,會立即採取行動來保護加拿大人的健康,生產這種玉米的公司。Monsanto Canada也宣佈會全面認真跟進這個研究並採取相應行動。這個法國的研究無疑是對本來就爭論不休的基改食物安全問題更加火上加油。不到幾天,大量正反意見都爆發出來。一些自稱為科學家的人發表文章指出這個研究的實驗樣本數太少,實驗極粗糙不科學,反對基改食物的團體則反駁這些所謂科學家根本就是生產基改玉米的公司所雇用或背後支持的。弄得很多讀者也糊塗了,不知應該相信誰。

目前美國生產的玉米大部份是經基因改造過的,Monsanto公司是全球最大的基改玉米供應商,他們不但供應玉米棒子和玉米粒作食用,而且將這些玉米加工成玉米片、玉米小圈餅、玉米食用油及玉米釀的酒類,如果這些基改玉米會危害人體健康,那真是滋事體大。

為了協助讀者自我評價這個研究是否可信,我在此簡單介紹一下這個實驗。該實驗用了100隻雄性大鼠和100隻雌性大鼠,各分為10組。每組10隻老鼠,餵食不同比例(10%,22%,30%)基改玉米,除莠劑或兩者合餵。用餵食普遍非基改玉米或無玉米之水作為對照組,實驗歷時兩年。觀察指標為兩年後比較腫瘤發生率,器官功能和死亡率。結果顯示,食用基改玉米或除莠劑或兩者,均比普遍飲食的對照組明顯死得早。(50%雄性及70%雌性實驗大鼠死亡,而對照組死亡率分別為30%和20%)。另外,同時食用基改玉米和除莠劑與單餵基改玉米或除莠劑的死亡率結果類似。然而食用基改玉米者,腫瘤發病率大大增加,而且食用基改玉米大鼠有明顯的肝腎功能損害。

基於我多年從事實驗研究的經驗,這個研究所用的實驗的樣本數(每組10隻大鼠)是不足夠的。每個實驗至少應為30-50隻,而且基改玉米與除莠劑是兩種不同的東西,難以比較。為了精確地確定是否所植入被改造個體的基因結構有問題,應直接用純化的所插入的基因蛋白餵食實驗動物進行比較更為科學及准確。而且這個報告提及對照組也有20-30的死亡率也是偏高的。但這法國研究的確指出一個很好的問題,即為了證實基因食物是否安全,90天觀察是不夠的。因為90天的實驗很少會發現實驗動物會產生腫瘤或未成年死亡。然而腫瘤、肝腎損害卻都是性命攸關,人人關心的,所以各國政府應有更為嚴格的規範基改食物的政策和措施來維護國人健康。

為了幫助讀者明白基改食物有可能對人體健康安全帶來風險。我想在這裡介紹一下這些基改食物是怎樣產生出來的。我在以前的文章講過基因是人體基本遺傳單位,它是一種叫脫氧核糖核酸(DNA)的物質由四個不同的叫碱基的核酸單位的不同排列組合,構成了成千上萬種不同的基因。這些基因組成了遺傳密碼會在細胞裡作為模板,指導各種各樣相應的蛋白質合成。蛋白質和碳水化合物、脂肪及其他物質構成了人和生物的機體,具有新陳代謝的功能,使生物體如動植物與非生物體有了根本分別。1946年科學家們發現DNA可以在不同生物體之間轉移。那段時間讓我第一次在大學學習到DNA知識的關惠蓮教授,剛好從卑斯省大學畢業,為報效祖國回到中國中山醫學院教授生物化學課,主講她在卑斯大學學到的DNA結構與功能,現在她已退休,回到溫哥華,快90多歲了。1983   年當研究生的我才知道如何產生第一個基因改造的抗抗生素的煙草。1994年來到加拿大,我聽說美國食品與藥物管理局(FDA)批准了第一個基因改造的食物“遲熟型蕃茄”上巿銷售。2000年,科學家們成功地建立第一株目前在中國試用後備受爭議的“金黃色大米”。這種大米被加入一個胡蘿蔔素的基因。所以其米粒呈現胡蘿蔔一樣的顏色,故被稱為“金黃色大米”。目前共有25種基改莊稼已被美國FDA核准生產並作為商業用途,包括油菜、馬鈴薯、大豆、南瓜等。目前還沒有一種基改動物被正式批准成為人類肉食來源。但據報導,美國聖地亞哥的一個公司已成功地產生一種植入了生長激素基因的大西洋三文魚,比平常野生的三文魚成長快一倍,現正受FDA評估是否批准上巿中。

怎樣將目的基因轉入要被改造的植物呢?最常用的方法稱為微生物載體法。科學家們將一種叫土壤桿菌的Agrobacterium  tumefacious,一種天然存在的土壤微生物經加工除去其會引起植物疾病的部份,並將其DNA提純出來,然後用一種叫內切酶的酵素將其DNA鏈切開,進而將所需要轉入的基因DNA,用一種叫連接酶的酵素將這個基因植入粘結到這個桿菌DNA上成為一個新的DNA基因體。這種桿菌有一個很不尋常的特異功能,能夠把自己的DNA感染轉移到植物DNA上,那些接受了被轉移過來基因的植物可以識別,並可以用這些新的基因作為模板合成這種基因所代表的新蛋白質而成為自己的產品。目前,大部份商用作食用的基改植物都是用這種有天然基因工程能力的土壤桿菌產生的。對於那些不適用土壤桿菌作介體轉基因的糧食類作物,科學家葛莉Klin發現了一種顯微彈槍擊法(microprojectile bombardment )將目的基因DNA直接用物理方法射入植物的DNA中成為其一部份。現在巿場上銷售的基改玉米和大米等糧食多採用這個方法生產出來。此外還有一些方法如電脈沖DNA轉移法,或在電腦操作下用顯微鏡觀察指導直接用微注射器將基因DNA注入細胞中,因為需要特殊儀器和技術,十分複雜,在此就不詳述了。

其實,廣義的植物基因改造,即選取具有更適合人類所需要產品性質的基因的植物的實踐活動。有史以來(一萬多年前)已有記載,人類在種植糧食作物及飼養家畜禽就積累了大量選育種經驗。現在世界各種各樣產量大。產量穩定,味道好,營養價值高的動植物,都是我們祖先通過各種不同的雜交選種技術下發展出來的。古人用整個動植物雜交選出具有最好基因的動植物,是十分費時費力,需要多代人的不懈努力。現代的選育種科學家更採用了先進的動植物胚胎選擇法,細胞雜交融合法,細胞克隆法,更快更准確地培育出具有優良基因的動植物,大大加快了新動植物品種建立的過程。

基因工程改造動植物是一種隨著科學進步而產生的新事物,人們對基改食物的安全性有顧慮是因為基因改造過程中涉及新的DNA成份,或會使舊有DNA發生改變的東西(如土壤桿菌中某種有害的DNA)。如果沒有長時間的嚴格實驗研究,無法知道及排除這些對人類健康不利的影響。上述法國研究暴露出來的問題(致癌和早死)就是一個最好的證明。另外,基改食物是否十分有必要和有用呢?例如“金黃色大米”已產生達十年,因為美國政府對基因改造食物用於人類的要求十分嚴苛。美國科學家只好與其合作的中國科學家在沒有通過中國政府批准的情況下,在中國湖南、山東農村用小學生作為實驗對象,進行食用金黃色大米與普通大米進行比較和研究。直到實驗研究發表,才將這件事情暴露出來。立即引起中國上下譽論轟動。人們質疑為何不先在美國人身上試驗,而要在無嚴格政府制度監管的中國及無自我保護能力的小學生作如此重要的研究。而且金黃色稻米中所含有胡蘿蔔素(它可以轉為維生素A)在胡蘿蔔及很多有色蔬菜中就大量存在,在中國,尤其農村,這些蔬菜也不缺乏,是否有必要冒風險用小孩做實驗來證明這種大米的好處?

基因改造食物是人類科學技術進步的產物,如果嚴格控制得法,對人類社會進步是有意義的。如目前大量生產的基因改造玉米,很大一部份被用於製造酒精,作為汽車燃料的輔助劑,作為可以再生能源減少對地球的污染,但是若涉及使用基改食物作為動物飼料,甚至供人類食用,則應該十分小心驗證,步步為營,不可草率從事。不少國家政府已訂明含有基因改造動植物產品的食物,必須標明,而且詳細說明成份,可能的副作用和風險。政府檢測機構必須確保獲得准售證書的基改食物不會影響人體健康。

世界萬物包括我們食用的農作物,家畜家禽都是萬能的造物主神所創造的。牠們被創造如此繁多奇妙,都反映神的計劃和美意。科學家們用基因工程改造動植物好比,木匠們用神所造的樹本做成各種傢具,利用先進的生化技術方法將神所造的各種基因經過選擇,重新組合在一起,形成具有不同特質的新個體加以利用。正如木匠會做出醜陋的傢俱,工程師會建出容易崩塌的橋樑,基因改造重組過程也常常會出差錯,產生異想不到的災病,會造成違背神創造這些基因時的本意。所以我們人類應該對基因改造生物小心謹慎,為神管理好神所創造的動植物,愛護神所創造的我們身體健康,為神所用,為實現神造世界萬物的計劃而努力。

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