认识基因食品及其利弊分析与吾人的健康.doc

認識基因食品及其利弊分析與吾人的健康紀龍文 老師壹、基因食品定義 什麼是基因食物，其原文為genetically-modified foods簡稱G.M.foods或是genetically-modified organisms 簡稱G.M.organisms。是使用分子生物技術創造出作物，以做為人類或動物需要，這些作物是在實驗中修飾（modified）,以提高作物的某項特性（traits）。例如增加產量，增加除草劑的抵抗性，增加抗病蟲害能力或改變營養成分。事實上這些特性早已由傳統的育種方法去改善，但由於耗時又不準確，現在藉由基因工程可以非常迅速又準確的創造出吾人想要的特性的作物來。例如基因科學家將植物中專司耐旱（或耐寒）的基因分離出來，再嵌入（insert）一般的植物，則此新的G.M.植物會生長出具有耐旱（或耐寒）的植物來。又如使用一種桿菌基因（Bacillus thuringiensis），以下簡稱B.t. gene,經常使用在玉米和其他作物中，此菌含有結晶蛋白，會殺死病蟲的幼蟲，所以將此B.t.結晶蛋白移入玉米中，使玉米產生抑制病蟲害的能力（1）。這些經由類似電腦操作時“剪下” 想要的部分，再“貼上”另一個體，則此新個體會生長出我們想要的特性的個體來。這種經由基因工程的操作而產生具有吾人所要的特性的作物，都是基因作物，如為可食者即為基因食品。貳、基因食品生產現況 隨著世界人口的迅速成長，目前已達 60億左右，預測再20-30年食物必須增加一倍，要確定食物供給以因應未來人口遽增是一項嚴厲的挑戰（2）。因此科學家正不斷地思考、研究、試驗，目前正起步的基因食品正符合此項需 要。根據國際農業生物技術服務中心（ISAA）統計，全世界基因作物，在1996年其種植面積共1.8百萬公頃，1999年其種植面積增為39.9百萬公頃，2000年則增至44.2百萬公頃。就生產國而言以美國種植最多為30.3百萬公頃，阿根廷次之10百萬公頃，加拿大3百萬公頃，中國大陸0.5百萬公頃，其他、墨西哥、南非、澳洲亦有少量種植。如果以百分比而言，據美國USDA統計在1998年有74基因作物在美國種植，阿根廷佔15%，加拿大10%，澳洲1%。若單就在美國近年來各單項作物中，基因作物佔一般作物百分比分別為，玉米由1996年1.5%增至1999年30%，大豆由1996年7%驟增到1999年57%。近年來驟增的主要原因是農人覺得種植基因作物，除產量增加外，作物管理方面更方便，也更具彈性。同時因降低殺蟲劑使用量，而使環境更安全（3）。 就美國的基因玉米產量佔一般玉米的1/3，基因大豆產量佔一般大豆的一半以上，就可得知基因作物在美國的普遍性，而在台灣雖然沒有大量生產基因作物，但是我們早已直接或間接食用了大量的基因食品，或使用了基因作物的產品。因為台灣所有動物飼養所需的飼料及部分農產品原料，絕大部分都是由美國進口，而我們每天吃的乳肉蛋及素食類的豆腐、豆皮、豆乾，甚至衣服的原料棉花，都是和美國進口的基因農產品有關，而當時美國並未標籤基因與非基因作物。當然基因作物並非那麼可怕的東西，關於這方面的問題留後面再敘述。 參、基因作物的年代大事 -1985 第一個基因轉殖植物產生-1992 基因作物實質上認為等於雜交變異-1994 生產釋出特殊口味的蕃茄-1996 抗蟲、抗草作物獲准培育 - 種植4.3百萬公頃基因作物 -1998 英國電視報導基因食品具有危險性- 帝王蝴蝶的報告引起騷動 -1999 嬰兒食品公司排除基因食品- 綠色和平組織開始反抗基因食品運動- 已種植四千萬公頃基因作物-2000 培育出富含維他命A之黃金米- 麥當勞拒絕基因作物馬鈴薯 （4） 肆、基因食品有利方面1. 抗病蟲害能力提高：使用現代生物技術可以生產出更具有抵抗病蟲害、細菌、病毒、黴菌等的作物來。根據學者統計，這些病蟲害已使全世界一年損失大約35%的作物產品，經濟損失估計約二千億美金（5）。而傳統上的大量農藥、殺蟲劑等，已漸漸造成第三世界飢荒和財政困難。消費者也不希望食用大量殺蟲劑處理之食物，同時過量殺蟲劑、化學藥劑也引起水土污染、破壞環境等。而基因食品除了抗病蟲害能力提高，也同時降低化學藥劑的使用，並減低作物生產成本。 2. 除草劑的忍受性：一般作物無法有效去除雜草，農夫會噴大量殺草劑，耗時又昂貴，同時又要注意殺草劑是否危害植物本身或環境污染，現在一種強有力的除草劑Monsanto，農人種植大豆，只需要使用一種殺草劑，代替多種殺草劑，以降低成本並減少環境污染。3. 耐旱耐寒作物：農人可以根據當地氣候狀態，培育適合當地作物，特別耐寒或耐旱的作物。例如運用基因工程將深水魚類中的抗凍基因，引入煙草或馬鈴薯中，使煙草或馬鈴薯免受霜害之苦。又如因人口遽增，更多的土地已蓋了房子，而非種植作物，所以只有找以前不適合種植的土地，以尋找耐旱耐寒的作物種植。4. 營養方面：根據世界銀行1999年統計，世界上有14億人口，其每天的生活費用少於一塊美元，而營養失衡是佔全球一半人口的貧窮第三世界人們，所面臨的實際問題。一般他們皆以穀類為主食，穀類中缺少維他命和礦物質，如果稻米含有維他命和礦物質，則可以解決營養失衡的現象，因此生物技術學家在2000年已創造了黃金米（golden rice）。此黃金米富含糊蘿蔔素，而胡蘿蔔素正是維他命A的先驅物，因此似乎稍可解決此問題（1）。5. 製藥方面：藥物或疫苗的製作昂貴，在第三世界由於條件不佳，儲存不易，科學家正研究將疫苗存於蕃茄或馬鈴薯中，第三世界人們只要食用特殊的蕃茄或馬鈴薯，既可獲得免疫能力，如此一次解決食物與疫苗的問題（6）。另外，例如胰島素對人類糖尿病患者是不可缺少的藥物，目前胰島素的生產，已經能將合成的人類基因，嵌入細菌，使其生產出大量的人類胰島素（7）。伍、基因食品有害方面 自從1998年英國電視報導，基因食品對人類健康具有危險性後，一些環保團體，宗教組織，政府官員，及有興趣的老百姓們漸漸關心基因食品，現將其歸納呈三方面敘述 。 1. 環境傷害：根據1999年5月自然雜誌報導含B.t.基因（一種桿菌）之玉米花粉，會引起帝王蝴蝶幼蟲極高的死亡率，此蝶幼蟲平日吸取野草汁液為生，但可能是B.t.玉米花粉，被風吹入鄰近野草汁液內，而此蝶幼蟲吸食野草汁液，引起死亡。 接著有人考慮，害蟲是否會對B.t.桿菌產生抗藥性，就如同部分蚊子，已發展出對目前已禁用的DDT產生抗藥性。另外有人擔心受自然風力的影響，基因轉殖會自然的移至非特定目標。例如基因工程會提高野草的忍受性，野草會雜交育種，導致抗野草基因，從植物傳至野草而產生超級野草（super weeds），對殺草劑的忍受度增加，讓人更頭痛 。 2. 對人體健康的危險性：外來基因引入食用植物，可能對人體健康產生未知和負面的衝擊，最近有報告顯示，以基因馬鈴薯餵食老鼠，結果發現，餵食基因食品與非基因食品，其腸道有明顯差異。但批評者認為如同帝王蝴蝶一樣，試驗有缺陷，並未得到普遍認同。 部分美國和歐洲小孩已因對花生或其他食物產生過敏反應，此可能是引入之基因產生過敏原，或在過敏性強的個體產生過敏反應。 3. 經濟上的麻煩：生產基因食品上市，是一個需要高度技術又昂貴的過程，農業生物技術公司當然希望投資能回收利益，所以所有新的基因工程食物都有專利，侵佔專利在農業商業行為是大問題。消費者擔心的是新的專利作物將提高種子的價錢，小農和第三世界國家將無法承擔種子價錢，以致加大世界上的貧富差距（1）。陸、討論 基因食品對環境的影響，到底是如贊同基因食品者所言，是正面的是助力的，還是如反對基因食品者所言，是負面的是阻力的，雖然目前仍無法平息爭論。但事實是基因食品已經快速成長，且由於基因作物的抗病蟲害能力提高，所以提高作物產量。這種因減少35%作物產品損失的直接獲利即達2000億美金， 再加上減少殺蟲劑及化學藥劑使用的間接獲利，更難以估計。 雖然含B.t.桿菌的玉米花粉，引起帝王蝴蝶幼蟲死亡的報告很令人吃驚，但是此試驗立刻被美國政府的USDA及美國環境保護機構（U.S. Environment Protection agency）和其他非政府的研究者，指出試驗證有缺失，所以目前仍無一致的結論 。 至於擔心基因轉殖會受自然風力的影響而移至非特定目標，如產生超級野草問題，科學家已想出解決避免此現象的方法，如製造出不會產生花粉的基因作物，則肯定非特定目標不會接收到此基因，或是製造出花粉不含有此特別基因，則雜交授粉即不再發生，即使帝王蝴蝶幼蟲吃了含基因作物的花粉，亦能存活。如果大面積耕作亦可嘗試建立緩衝區（Buffer zone），例如將非基因玉米（一般玉米）種植在B.t.基因玉米周圍，則讓此一般玉米順其自然減產，有利或有害的蟲皆可棲息在此一般玉米中。允許害蟲存在非基因玉米中，讓其破壞非基因玉米，也不會發展出B.t.殺蟲劑之抗藥性來，由於風吹花粉不會越過緩衝區，基因不至於傳至野草或其他植物，此緩衝區範圍約6公尺至30公尺（1）。 關於過敏反應的問題，對於少數敏感性強的個體，暫緩食用基因食品。為了避免此現象，應採取對基因食品標籤，以利消費者作選擇。 在基因食品仍有爭議的同時，在美國已有3兆5千億個基因植物體生長，對人體健康方面，數年來除了有少數過敏性反應外，並沒有立即或明顯的危險發生。如果和實施多年的雜交育種相比較，雜交育種包含數百或數千個基因，多重基因可能產生無法預期的後果，但是幾十年下來並沒有因雜交育種帶來困擾。相對的基因作物卻只有轉殖一個或數個已知的基因，其結果應該是更穩定而且可預測的，也更值得信賴的（4）。柒、結論 基因食品能夠解決世界上飢荒與營養失衡的問題，同時可以藉由減低除草劑、抗蟲劑及化學藥劑的使用，而提高作物產量，並達保護環境效果。當然對於政府的政策上，食物安全性的測試，標籤食物等，能儘速調整，以避免無意的傷害人體健康與破壞環境，我們更確信科學家們可以很快的完成這些挑戰，讓第二次綠色革命順利到來。 捌、後記 基因食品內容並非本人之專長項目，只因興趣乃整理最近數月來所閱讀的，和大家分享此新的知識，期盼這方面的專家先進，不吝予以指導，甚幸。玖、參考文獻1. /hottopics/gmfood/oview.html2. http:/www.AgBioV3. /whatsnew/issues/biotech/Table3.pdf4. C.neal Stewart,Jr.,Harold A.Richard, and Matthew D.Halfhill 2000 Transgenic plants and biosafety:Science , misconceptions and public perceptions Biotechniques 29 :832-843.5. Krattiger,A.F. 1997. Insect resistance in crops:A case study of Bacillus thuringiensi