基改食品疫苗 靈丹?毒藥?

◎記者王永和整理報導  |2008.07.18
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▲ B型肝炎可說是國人的國病,在美國的實驗中,多數食用基因轉殖馬鈴薯的受試者,B肝免疫反應顯著性增加。本報資料照片

在農作物的基因動個手腳,不但可以增加產量,讓更多人以較低的價格填飽肚子,也可以讓作物搖身一變,成為治病的譗良方豃,或防止疾病的譗疫苗豃,近年來已成為風潮,但仍引起諸多疑慮,遭到不少人的反對。

大豆是基改作物的大宗,但也是國人重要的食品來源,尤其是宗教因素的素食者,能夠想像這樣的畫面嗎?當殖入豬基因的大豆,進入素食者的腹中……

自1983年以來,利用生物技術來生產農作物,即成了一種新興的科技。把重組的DNA轉殖至一特定的細胞中,改變細胞或分子的遺傳物質。

基因轉殖應用於食品生物技術上已行之多年,首先問世的產品有:容易保存的番茄、抗蟲害的玉米及抗除草劑的大豆。接著,含高量β胡蘿蔔素的譗黃金米豃,和低飽和度脂肪酸的油菜籽也引起一陣風潮。

目前產量最多的基改農作物包括大豆、玉米、油菜和棉花等4種,其他則有馬鈴薯、木瓜、稻米、番茄、小麥、甜菜、南瓜、亞麻、甜瓜、葵花等。美國是基改作物最多的國家,到2003年為止,全世界種植前述4大基改作物的總種植面積達6770萬公頃,超過這4樣作物全球總種植面積的4分之1。

食品疫苗 蔚然成風

近年來,利用基因轉殖作物生產人類醫療用之生技藥品則被認為是農業生技產業的下一波潮流,如食品疫苗。

食品疫苗以食物本身作為合成培養基和傳遞媒介,與傳統疫苗不同的是,食品疫苗不需冷凍或乾燥的保存環境。

在欠缺冷藏設備的情況下,如何為貧窮地區的民眾施打疫苗,一直是個惱人的問題,因為藥物若如果保存在低溫的環境下,常常會喪失效用。200年前的解決方法,是透過孤兒來繁衍疫苗,當然,這種方法在今天是行不通的。

基改番茄 抗阿滋海默症

最近,英國科學家針對番茄進行基因改造,製造出口服疫苗,可啟動免疫系統對抗疾病,對抗阿滋海默症。

科學家說,約40萬英國人罹患阿茲海默症,預計到了2050年將成為全球流行病,但目前藥物僅能減緩疾病惡化,無法完全治癒。而有毒的蛋白質譗乙型─澱粉樣蛋白(beta amyloid)豃,會破壞大腦細胞間的重要連結,引發阿茲海默症,如果能降低這種蛋白質的累積,便可防止或延緩疾病發生。

科學家為了創造疫苗,將構成譗乙型─澱粉樣蛋白豃的基因,與番茄的基因碼相結合。接著拿這種經過改造的番茄餵食老鼠,連續3周,每周餵食1次。老鼠血液檢體顯示,番茄引發免疫系統反應,釋出對抗疾病的抗體,但大腦中血小板的濃度並未降低。

南韓的生物科學暨生物科技研究院研究人員,也正努力加強疫苗的效力,以便譗增加豃免疫反應。他們說,食用番茄是讓疫苗進入體內的好方法,因為番茄好吃,也可以生吃。他們並稱,如果烹煮番茄,便會破壞疫苗。

蠶寶寶 培養豬隻疫苗

國內最近也有基因疫苗的研發成果。中研院、苗栗區農業改良場以蠶寶寶作為生物反應器,成功生產基因工程蛋白,可以用來製作豬隻疫苗,還能摻在家畜、寵物飼料中,用來取代抗生素。

中研院分子生物研究所研究員趙裕展表示,過去要生產疫苗,都是要在培養液裡繁殖細胞,而在發酵槽裡的培養液價格昂貴,又容易受污染。趙裕展說,家蠶就是天然的發酵槽,可以生產基因工程蛋白,其體液就變成培養液,效果比發酵槽還好。

趙裕展先把病毒的基因放到桿狀病毒之中,再放到家蠶裡感染家蠶,逼使家蠶產生大量蛋白,再將此蛋白從蠶身上抽出來純化,打進豬隻體內,豬就會產生抗體。

取代抗生素的抗菌蛋白也是循同樣原理製作。例如比目魚或青蛙等常在土裡爬來爬去的生物,身上本來就有抗菌蛋白,且是可食性的。利用基因工程將這些抗菌蛋白基因取出,加進桿狀病毒,再拿去感染家蠶,逼家蠶大量生產許多抗菌蛋白,再將這些蠶加進飼料使用,即可取代被歐盟禁止的抗生素,增加家畜或魚類的抵抗力。

在這之前,英國愛丁堡羅斯林研究所實驗室,也製造出基因改造雞,所生雞蛋的蛋白含有特定基因的蛋白質,可用來提煉卵巢癌、乳癌的抗癌藥物。

基改馬鈴薯 也可防B肝

美國科學家利用基因修飾技術使馬鈴薯產生B型肝炎病毒抗原,食用這種馬鈴薯後,將可能促使人體免疫反應而達到對抗B型肝炎的效果。

Roswell Park癌症研究所從B型肝炎病毒中取出一段基因,植入馬鈴薯作物中,使馬鈴薯自行合成B型肝炎病毒抗原。在人體臨床試驗中,讓受試者分組食用基因轉殖馬鈴薯或一般馬鈴薯。結果顯示,將近60%食用基因轉殖馬鈴薯的受試者,在體內的B型肝炎免疫反應有顯著性增加。

生食 不如萃取作膠囊

即使如此,還是有不少科學家放棄譗食物疫苗豃的研發,一則是因為消費者對基因改造蔬果的恐懼,二則是醫療上的劑量考量,荷蘭阿姆斯特丹皇家熱帶研究所的公衛專家涂涅Jurrien Toonen指出,每顆番茄或每根香蕉從來不會一樣大,因此每個蔬果內含的疫苗劑量也不同。

因為劑量的關係,小兒麻痺活毒疫苗的發明人、美國湯瑪斯傑弗遜大學的柯普斯基(Hilary Koprowski)也不看好利用生鮮蔬果進行大規模免疫,即使對象是農場的牲口也一樣。

柯普斯基主張,口服疫苗應該是把農作物萃取物做成膠囊。其他科學家也認為,服用加工膠囊比從食物攝取疫苗合理。因為這樣一來,不管萃取物來自馬鈴薯、萵苣、玉米,甚至菸草,將更容易達到一致的劑量。

參與以基改馬鈴薯製造B型肝炎疫苗研究的美國亞利桑那州立大學生物設計研究所的亞琛說(Charles Arntzen):譗我們可以冷凍乾燥馬鈴薯,做成膠囊,讓疫苗的劑量一致。豃而且做成藥丸的成本更低。

據推估,80公頃土地所生產的B型肝炎抗原,即可滿足世界上所有嬰兒免疫的需要。

基改病毒 逼攝護腺癌現形

不只是農作物可透過基因改造成為疫苗,病毒本身也可以透過基改,成為治療另一項疾病的新利器。科學家就利用基改感冒病毒,逼使實驗老鼠體內的攝護腺癌細胞現形。

攝護腺癌細胞擴散初期,以及在骨盆淋巴結潛伏時期,很難運用傳統的電腦斷層掃瞄發現。美國洛杉磯加州大學的研究團隊,在感冒病毒上動手腳後,使其專門攻擊攝護腺癌細胞,一旦進入癌細胞,就會引誘細胞製造蛋白質,而這種蛋白質會在正子斷層掃描下現形。

研究人員說,假使這套技術在人的身上也管用,它可以讓攝護腺癌在開始擴散的階段,就能夠被早期發現,早期治療。

基改污染 進入食物鏈

即使基改作物有諸多好處,但仍有許多科學家提出警告,基改作物和非基改物種間的相互污染所造成的後果,將隨著新一代基改作物的出現更加惡化。

雖然到目前為止,商業基改作物大部分被限制用於改變除草劑耐性或抗蟲性,但科學家已針對新一代用於生產藥物、荷爾蒙、疫苗或是類似塑膠的工業化學物品,進行大規模的研究。以歐洲為例,雖然絕大多數的民意仍然堅決反對基改作物,但具有醫學用途的作物似乎頗受歡迎。但科學工作者關懷聯盟指出,如果這些作物與野生親緣種或較常見的同種作物交換基因,將會產生相當大的風險。

在美國或其他國家已出現少數案例,未通過人類食用標準的基改作物基因污染了鄰近的農作物,甚至進入人類的食物鏈。

周遭生態 抗藥性增加

農委會農業藥物試驗所羅致逑、陳淑娟表示,基因改造植物在田間種植後,其所攜帶的轉殖基因DNA就有可能因花粉的散布,或因作物的農事操作或收成而使轉殖的DNA進入與其相近的植物中,或隨部分植體進入土壤中,使得轉殖的基因在土壤中有機會進行水平移轉。

另一方面,基改植物本體的生長,也可能對其環境造成生態的改變,替換及對其他生物的影響。例如使物種得到新的特性,改變了基因表現與內生性基因活性等,使物種雜草化,增加環境中昆蟲抗藥性,或基因水平移轉,使土壤微生物增加對抗生素的抗藥性等,這些都可能對生態與人體健康造成影響。

例如真菌的演化,基因水平移轉的重要性也有可能更高於其他真核生物。基改作物使用的標示基因中,以具抗生素抗性的基因最常用,約有84%的基改作物使用可使抗生素卡那黴素、新黴素失效的nptⅡ基因(Neomycin phosphotransferase gene)。

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