引用: 郭華仁 2017 RNA干擾技術與新基改玉米的風險。觀點種子網20170717。
http://seed.agron.ntu.edu.tw/publication/article20170717.html

觀點種子網        回文章                                                            a05.gif (1361 bytes)台大種子研究室

RNA干擾技術與新基改玉米的風險

上個月美國環保署在公告開放公眾評論,僅15天後就悄悄地核准SmartStax Pro基改玉米的上市,還違反慣例地沒有刊印在聯邦公報上,讓民間團體措手不及,無法展開討論。這個基改玉米會產生雙股RNA來殺死玉米切根蟲。

這種技術已經用來研發基改馬鈴薯,其可能風險另見[1]

********************************************************
全文分幾個段落來討論這個新基改玉米SmartStax Pro:
5. 後語
********************************************************

1. SmartStax Pro的歷史背景

美國在1996年開始種抗蟲基改玉米,全株含有可殺死玉米螟的毒蛋白,2001年開始種含cry3Bb1毒蛋白,可殺死玉米切根蟲的Mon863玉米。但經過若干年以後,切根蟲逐漸演化出抗Cry3Bb1毒蛋白的能力,切根蟲對Mon863逐漸產生抗。

其後道禮公司也在2004年推出基改玉米DAS-59122,可生產Cry34Ab1、Cry35Ab1兩種其他毒蛋白來殺切根蟲。

孟山都與道禮兩公司合作,在2008年推出很有名的SmartStax基改玉米。這個基改玉米結合九個外來基因,除了能忍受嘉磷塞與固殺草兩種除草劑之外,還可以在玉米全身,包括玉米粒裡面產生六種毒蛋白,用來殺死玉米螟、切根蟲、鱗翅目害蟲、秋行軍蟲。

其中用來殺切根蟲的就有前述Cry3Bb1、Cry34Ab1、Cry35Ab1等三種來自細菌的基因[2]

不過在2008年推出之後三年,就發現切根蟲再度進化,SmartStax的三種Bt毒蛋白聯合起來,已經殺不死切根蟲了[3]

因此孟山都就採用RNA干擾(RNAi)新科技,研發出可以產生DvSnf7 雙股RNA,以及Cry3Bb1毒蛋白、可忍受嘉磷塞的新基改玉米MON87411,要透過RNAi來殺蟲。

這個MON87411玉米於2014年首先通過美國的允許食用,2015年美國允許種植。我國於2015年也通過供食用,日、韓兩國於2016年通過,歐盟迄今尚未核准作為食用。(不過看起來好像沒有實際生產?)

有了可以產生生DvSnf7 雙股RNA的MON87411作為基礎,緊接著孟山都與道禮再度合作,拿SmartStax來進一步作基改,使得該玉米除了原來的六種毒蛋白,還額外可以產生DvSnf7 雙股RNA,把這新基改玉米稱為SmartStax Pro,預計2020年(之前)上市。

2. 雙股RNA的秘訣

那麼,雙股RNA為何可以殺蟲?

過去都認為RNA就是單股的mRNA,承接DNA的密碼,轉譯出蛋白質(酵素),只有訊息傳遞者的任務,吃下去很容易分解。

後來發現雙股RNA的存在,不少病毒就具有雙股RNA。這個雙股RNA進入其他生物體,會找到宿主體內特定基因所轉譯出來的mRNA,讓這個mRNA無法轉譯成蛋白質(酵素),因此使該特定基因無法再作用,形同被關掉。

雙股RNA的具干擾作用在1998年被發現,八年後發現者就獲得諾貝爾生理醫學獎。

一開始醫學界很興奮,因為RNAi技術很可能具有醫療上的用途,例如當作標靶藥物來處理腫瘤,或者關掉某基因來治療某疾病等。

概念簡單,實際上的應用還蠻複雜的,因此用雙股RNA來做醫療用途的方法,迄今尚未能合法上市,倒是醫學院用RNAi來進行研究,還相當普遍。

不過基改/農藥企業倒是手腳很快,已經用基改技術來製造雙股RNA,用來作為殺切根蟲的新利器。

孟山都的MON87411所轉殖的個基因中有一叫做dvsnf7,可以讓玉米全身細胞都會產生一個約僅240個鹼基的雙股RNA,切根蟲吃到MON87411的根,就會把這特定的雙股RNA吃進去。切根蟲吃到這雙股RNA,會以為是病毒入侵,因此產生自衛反應,要把虛擬的病毒消滅,方法是自行把snf7基因給關掉,結果不是關掉病毒基因,而是關掉切根蟲的重要基因snf7,因此切根蟲就會死掉。

除了透過基改作物,孟山都還在研發階段的另一種應用是大量製造雙股RNA,然後向農藥一樣地噴灑,用來殺掉害蟲。

對於嘉磷塞具有抗性的雜草,是因為體內突變後產生了可以忍受嘉磷賽的酵素。只要找到對的雙股RNA,就可以撒在抗性雜草上,這個抗性雜草就能夠用嘉磷賽來除掉。

把特定雙股RNA加在糖水,用來噴蜜蜂,就可以殺死寄生於蜜蜂的蟹蟎,而不會影響到蜜蜂本身。

打賭,孟山都將來會用「生物性農藥」的名義來賣雙股RNA製劑。其他基改企業如先正達也砸下重金來研發這個領域。

3. 雙股RNA的健康風險

那麼,雙股RNA有何健康風險?

首先,大自然中生物種類何其多,何其複雜,每個生物的基因又多如牛毛,因此就算用生物資訊庫來嚴挑獨特的雙股RNA序列,其應用仍然很可能傷及目標以外的其他生物。這是美國農部兩位昆蟲學者在2013年發表的論文所提出的警告。同年,就有學者指出,殺死玉米切根蟲的另一個雙股RNA也會殺死瓢蟲。

就算孟山都說的,他們選的雙股RNA序列沒有在瓢蟲出現,因此SmartStax Pro不會殺死瓢蟲。可是,他們真的這麼有把握把瓢蟲與其他生物所有的基因都比對過了嗎?

此外這兩位昆蟲專家也提到,外來的RNA小片段也有機會刺激到哺乳類動物的免疫反應[4]

這篇論文的首位作者Jonathan Lundgren還寫一篇論文討論RNAi與蜜蜂的關係,但美國農部不允許發表。再加上其他的迫害,Lundgren只好辭職到自己購買的農地繼續試驗工作[5]

他自稱並非反對RNAi,但是把無數的雙股RNA放到廣大的玉米田是另外一回事。這讓我想到俠醫林杰樑的學生,長庚大學顏宗海教授日前告訴我的話。他說醫界在研究RNA,那是把定量的RNA放在某個體,甚或某器官,可是用基改作物來產生雙股RNA,讓人類天天吃,他無法理解為何可以這樣。

針對RNAi的可能風險,Jonathan Latham與Allison Wilson兩位學者就指出,至少要釐清三件事:

1. RNAi對目標植物有無產生目標外的影響;

2. RNAi對無脊椎動物吃下該特定RNA有無影響;

3.對哺乳類動物有無潛在影響。

 

澳洲科技研究機構CSIRO在2012年用RNAi技術基改研發出具有較低的升糖指數,有利於控制血糖濃度。可是包括紐西蘭遺傳與分生學者Jack Heinemann等期期以為不可,認為該基改小麥被關閉的基因,與人類製造肝醣酵素的基因類似。因此若該基改小麥的特殊RNA傳到人體,可能導致肝醣製造功能受損,嚴重還可能讓孩童致死。倫敦國王學院分子遺傳學者Michael Antoniou認同這樣的說法[6]

美國生技公司Alnylam Pharmaceuticals專攻RNAi技術的應用於新藥開發,吸引多家大藥廠的投資。不過所研發的新藥revusiran在去年臨床二期試驗當中因治療組患者死亡率過高而被迫中止,羅氏、輝瑞和雅培等公司紛紛打退堂鼓。

(以上主要參考以下兩篇報導:[7][8] )

不是所有的雙股RNA都會有甚麼後遺症,但也不會是都沒有安全疑慮。對消費者而言,最佳方式是上市前應該做嚴格的環境、健康風險評估。而這樣的評估需要進行長期(一年以上)的動物餵養試驗,才能發現是否有慢性風險。

那麼我國是如何做審查的?

4. 我國食藥署如何審查RNAi?

掌管基改食物健康風險的食藥署在2013年核准基改黃豆MON87705作為食用。這是一種含有低飽和脂肪及高油酸的基改黃豆,此外就是前面提到,2015年核准的基改玉米MON87411。這兩個轉殖項都用到RNAi技術。

該署對於這新技術是如何審查的呢?目前該署的審查是根據2010年公布的《基因改造食品安全性評估方法》。其內容是有提到廠商需要提供待審轉殖項的各種新的成分,包括未轉譯之RNA。若這個新物質(RNA)經評估結果與已知具食用歷史之物質非等同時,則須再依(六)之2.所列項目進行評估[9]

所以依照該準則,基改植物新產生的新RNA是需要進行安全性評估的。可是(六)之2.所列的各項安全性評估大多是針對轉殖植物所產生的新蛋白質,對於新RNA如何評估其可能的風險,並未有像蛋白質那樣明確的規定。因此該署對於RNAi的把關是否足夠嚴謹,令人好奇。

其他國家常會將基改作物審查結果報告於以公開,讓各界獲得,可是我果食藥署並未如此做,因此外人無法得知這兩項用RNAi技術得到的基改作物,到底是怎樣審查的。這樣的不公開,怎會讓消費者安心呢?

再者,這兩項基改作物有沒有進口上市,讓消費者吃到了呢?

根據《食品安全衛生管理法》,食藥署核准上市的基改食品,其輸入業者應建立基因改造食品原料供應來源及流向之追溯或追蹤系統。照道理,業者輸入時應該針對產品附上傳殖項的國際統一編碼,這樣才達到追蹤追溯的要求。

我們不曉得海關有沒有這樣的要求,但是海關進口統計資料上顯然是沒有詳列統一編碼,而市場上的標示當然也只指出是基因改造,可是到底是哪個基因改造項,那是無法得知。因此這兩項基改食品有沒有被消費者吃下肚,消費者當然就莫名其妙了。

要處理害蟲的問題,有機生態農法是仰賴生態平衡,讓農場上下的各種生物來平衡害蟲的危害,以期達到穩定的收成。

慣行農法的思維是見不得病蟲害的發生,沒發生期可能會施藥來預防,發生了一定要噴農藥,來達到最高產量。不過長年來慣行田也經常發生病蟲害,而且由於病原逐漸產生抗性,因此第二代的抗蟲方式就是採用基改技術,讓農作物產生毒素來殺蟲。可是沒多久,害蟲還是會產生抗性。

問題來了,用新的RNAi基改作物來殺蟲,看來一開始也會有效,可是能維持多久呢?今年三月份科學美國人有一篇文章就在探討這個問題,其中一個警句值得大家思考:「面對創意十足的敵人,對抗切根蟲的新科技可能只有短暫效果」[10]

**********************************************************

   引用:

[1] https://www.facebook.com/warren.kuo.5/posts/10154403057181008

[2] http://gmo.agron.ntu.edu.tw/GMOmain23.htm#14-12-21.2

[3] http://gmo.agron.ntu.edu.tw/GMOmain17.htm#11-12-10.3

[4] https://academic.oup.com/bioscience/article/63/8/657/266726/RNAi-Based-Insecticidal-Crops-Potential-Effects-on

[5] https://www.facebook.com/warren.kuo.5/posts/10153256658556008

[6] http://sustainablepulse.com/2012/09/10/world-scientists-warn-csiro-gm-wheat-threat/

[7] http://www.greenmedinfo.com/blog/gmo-agenda-takes-menacing-leap-forward-epa-s-silent-approval-monsantodow-s-rnai-0

[8] https://www.nytimes.com/2014/01/28/business/energy-environment/genetic-weapon-against-insects-raises-hope-and-fear-in-farming.html

[9] https://www.fda.gov.tw/tc/includes/GetFile.ashx?mID=133&id=12751

[10] http://www.nature.com/scientificamerican/journal/v316/n3/full/
scientificamerican0317-64.html