转基因食品接受检验

转基因作物的支持者表示,这项技术是养活一个日益变暖、人口不断增长的世界的唯一途径。批评者说,我们正在冒险篡改自然。谁是对的?

罗伯特·戈德堡颓然地坐在办公椅上,朝空中做了个手势。“弗兰肯斯坦怪物,从实验室爬出来的东西,”他说。“这是我处理过的最令人沮丧的事情。”

戈德堡是加州大学洛杉矶分校的植物分子生物学家,他不是在与精神病作斗争。他表达了他对不断需要面对他认为的关于转基因(GM)作物健康风险的虚假恐惧的绝望。他说,尤其令他沮丧的是,这场辩论本应在几十年前就结束了,当时研究人员提出了一系列开脱罪责的证据:“今天我们面临着与 40 年前相同的反对意见。”

在校园的另一边,专门研究视觉的细胞生物学家大卫·威廉姆斯提出了相反的抱怨。“许多幼稚的科学参与推动了这项技术,”他说。“三十年前我们不知道当你把任何基因扔进不同的基因组时,基因组会对此做出反应。但现在这个领域的任何人都知道基因组不是一个静态的环境。插入的基因可以通过几种不同的方式进行转化,并且可能发生在几代人之后。”他坚称,结果很可能是有潜在毒性的植物通过了测试。


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威廉姆斯承认,他只是极少数对转基因作物的安全性提出尖锐质疑的生物学家之一。但他认为这仅仅是因为植物分子生物学领域正在保护其利益。资金,其中大部分来自销售转基因种子的公司,严重偏向于探索进一步利用农业基因改造的研究人员。他说,指出与转基因作物相关的健康或其他风险的生物学家——仅仅报告或捍卫暗示可能存在风险的实验结果的生物学家——发现自己成为对其信誉的恶毒攻击的焦点,这导致那些看到转基因食品问题的科学家保持沉默。

无论威廉姆斯是对是错,有一件事是不可否认的:尽管有压倒性的证据表明转基因作物可以安全食用,但关于其用途的争论仍在继续,并且在世界某些地区,这种争论的声音越来越大。怀疑论者会争辩说,这种争议是一件好事——当我们在修改世界粮食供应的基因基础时,我们不能太谨慎。然而,对于像戈德堡这样的研究人员来说,对转基因食品的恐惧持续存在简直令人恼火。“尽管进行了数亿次涉及地球上每种生物的基因实验,”他说,“人们食用了数十亿顿饭却没有出现问题,但我们又回到了无知的状态。”

那么,谁是对的:转基因的支持者还是批评者?当我们仔细审视双方的证据并权衡风险和收益时,我们找到了走出这种困境的令人惊讶的清晰道路。

益处和担忧
关于转基因安全性的科学研究的大部分都指向一个方向。听取加州大学伯克利分校农业和环境经济学家大卫·齐尔伯曼的意见,他是少数被农业化学公司及其批评者都认为是可信的研究人员之一。他认为,转基因作物的益处远远超过健康风险,而健康风险到目前为止仍然是理论上的。齐尔伯曼说,转基因作物的使用“降低了食品价格”。“它通过允许农民减少农药的使用提高了农民的安全性。它使玉米、棉花和大豆的产量提高了 20% 到 30%,使一些本无法生存的人得以生存。如果它在世界范围内得到更广泛的采用,[食品]价格将会降低,死于饥饿的人也会减少。”

齐尔伯曼说,未来,这些优势将变得更加重要。联合国粮食及农业组织估计,到 2050 年,世界必须增产 70% 的粮食才能跟上人口增长的步伐。气候变化将使世界上大部分耕地更难耕种。齐尔伯曼断言,转基因作物可以产生更高的产量,在干燥和盐碱地中生长,承受高低温,并耐受昆虫、疾病和除草剂。

尽管有这样的前景,但世界上大部分地区都在忙于禁止、限制和以其他方式回避转基因食品。美国种植的玉米和大豆几乎都是转基因的,但在欧盟只接受一种转基因作物,即孟山都公司的 MON810 玉米。九个欧盟国家禁止种植转基因作物。在包括印度和中国在内的整个亚洲,政府尚未批准大多数转基因作物,包括一种抗虫水稻,它以更少的农药产生更高的产量。在数百万人挨饿的非洲,尽管转基因食品成本较低(产量较高且减少了对水和农药的需求),但一些国家仍拒绝进口转基因食品。肯尼亚已完全禁止它们,尽管营养不良现象普遍存在。只有孟加拉国和菲律宾这两个国家计划种植黄金水稻,这是一种经过基因改造的作物,可以提供比菠菜更多的维生素 A(水稻通常不含维生素 A),即使维生素 A 缺乏症每年在低收入国家造成超过一百万人死亡和五十万例不可逆转的失明。

在全球范围内,只有十分之一的世界耕地包含转基因植物。五个国家——美国、加拿大、巴西、印度和阿根廷——种植了地球上 90% 的转基因作物。其他拉丁美洲国家一直在远离这些植物。即使在美国,谴责转基因食品的声音也越来越大。超过 30 个州已经考虑了转基因标签或其他反转基因法案,其中六个州已经通过了这些法案。

为所有这些活动提供燃料的恐惧由来已久。自 20 世纪 70 年代华盛顿大学的科学家开发出第一批转基因烟草植物以来,公众一直担心转基因食品的安全性。在 20 世纪 90 年代中期,当第一批转基因作物上市时,绿色和平组织、塞拉俱乐部、拉尔夫·纳德、查尔斯王子和一些名人厨师公开反对它们。欧洲的消费者尤其感到震惊:例如,1997 年进行的一项调查发现,69% 的奥地利公众认为转基因食品存在严重风险,而美国公众仅为 14%。

在欧洲,对转基因食品的怀疑长期以来一直与其他担忧捆绑在一起,例如对美国农业综合企业的憎恨。然而,无论它基于什么,欧洲的态度都在世界范围内产生反响,影响着转基因作物可能具有巨大益处的国家的政策。“在非洲,他们不在乎我们美国野蛮人在做什么,”齐尔伯曼说。“他们关注欧洲,看到那里的国家拒绝转基因,所以他们不使用它。”欧洲反对基因改造的力量已经团结起来支持“预防原则”,该原则认为,鉴于世界上释放有毒的、侵入性的转基因作物会造成的灾难,转基因努力应该被停止,直到该技术被证明绝对安全。

但正如医学研究人员所知,没有什么可以真正被“证明安全”。人们只能在努力寻找重大风险但未果的情况下,才能证明是安全的——转基因作物就是这种情况。

清白的记录
人类已经有选择地培育作物,从而改变植物的基因组数千年了。普通小麦长期以来严格来说是人类生物工程的产物;它不可能在农场外生存,因为它的种子不会散落。大约 60 年来,科学家们一直在使用“诱变”技术,用辐射和化学物质扰乱植物的 DNA,创造出小麦、水稻、花生和梨的突变品种,这些品种后来成为农业的主流。这种做法很少引起科学家或公众的反对,也没有造成已知的健康问题。

不同之处在于,选择性育种或诱变技术往往会导致大片基因被交换或改变。相比之下,转基因技术使科学家能够将单个基因(或少数几个基因)插入植物的基因组中——包括从另一种植物物种甚至从细菌、病毒或动物中分离出来的基因。支持者认为,基因技术提供的精确控制使其不太可能产生意外。大多数植物分子生物学家也表示,在极不可能发生的新型转基因植物出现意外健康威胁的情况下,科学家将迅速识别并消除它。“我们知道基因的去向,并且可以测量其周围每个基因的活性,”戈德堡说。“我们可以准确地显示发生了哪些变化,哪些没有发生。” [有关如何分析转基因植物的健康安全性,请参阅 Karen Hopkin 的“摆在桌面上的风险”;《大众科学》,2001 年 4 月。]

尽管将病毒 DNA 添加到植物中可能看起来令人毛骨悚然,但支持者表示,实际上这没什么大不了的。数百万年来,病毒一直在将其 DNA 插入作物以及人类和所有其他生物的基因组中。它们经常在这样做时传递其他物种的基因,这就是为什么我们自己的基因组中加载了源自病毒和非人物种的基因序列。“当转基因批评者说基因在自然界中不会跨越物种屏障时,这只是简单的无知,”加州大学河滨分校的植物分子遗传学家艾伦·麦克休根说。豌豆蚜虫含有真菌基因。黑小麦是一种有一个多世纪历史的小麦和黑麦杂交种,存在于某些面粉和早餐谷物中。就此而言,小麦本身就是一种跨物种杂交种。“大自然母亲一直都在这样做,传统的植物育种者也是如此,”麦克休根说。

食用基因改变的植物是否会让新的 DNA 入侵我们自己的基因组?这在理论上是可能的,但可能性极低。除了少数几种众所周知的食源性疾病病毒中的 DNA 外,科学家们从未发现任何可以经受住人类肠道之旅并感染细胞的遗传物质。此外,我们经常暴露于——甚至食用——病毒和细菌,它们的基因最终会进入转基因食品。例如,产生对昆虫致命的蛋白质的苏云金芽孢杆菌有时被用作有机农业中的天然杀虫剂。“我们已经吃了这东西几千年了,”戈德堡说。

无论如何,支持者认为,在过去的几十年里,人们已经食用了数万亿顿含有转基因成分的食物。从未有过任何经过核实的疾病病例归因于基因改造。马克·莱纳斯是一位著名的反转基因活动家,他在 2012 年公开转变为强烈支持这项技术,他指出,有记录的每一场引起轰动的新闻食品灾难都归因于非转基因作物,例如 2011 年在欧洲造成 53 人死亡的大肠杆菌感染的有机豆芽。

批评者经常贬低美国对转基因食品安全性的研究,这些研究通常由转基因种子生产商(如孟山都公司)资助甚至进行。但关于这个主题的许多研究来自欧盟的行政机构欧盟委员会,它不能轻易地被视为行业工具。委员会资助了 130 多个研究项目,由 500 多个独立团队进行,研究转基因作物的安全性。这些研究均未发现转基因作物存在任何特殊风险。

许多其他可信的团体也得出了相同的结论。华盛顿特区科学公共利益中心(一个以科学为基础的消费者监督组织)的生物技术主任格雷戈里·贾菲特别指出,该中心对转基因食用植物没有官方立场,无论是赞成还是反对。然而,贾菲坚持认为科学记录是明确的。“目前的转基因作物可以安全食用,并且可以在环境中安全种植,”他说。美国科学促进会、美国医学协会和国家科学院都毫无保留地支持转基因作物。美国食品和药物管理局及其在其他几个国家的对口机构已多次审查了大量研究,并得出结论,转基因作物不会构成独特的健康威胁。学术研究人员进行的数十项审查研究也支持了这一观点。

转基因食品的反对者指出了一些表明可能存在安全问题的研究。但评论员几乎驳斥了所有这些报告。例如,1998 年,当时在苏格兰罗威特研究所的植物生物化学家阿帕德·普斯泰伊的一项研究发现,喂食转基因土豆的大鼠出现发育迟缓和免疫系统变化。但这种土豆并非供人类食用——事实上,它是为研究目的而设计的有毒物质。罗威特研究所后来认为该实验非常草率,以至于它驳斥了这些发现,并指控普斯泰伊行为不端。

类似的故事不胜枚举。2012 年,由法国卡昂下诺曼底大学的研究员吉尔斯-埃里克·塞拉利尼领导的一个团队发现,食用一种常见转基因玉米的大鼠以惊人的高比例患上癌症。但塞拉利尼长期以来一直是反转基因活动家,批评者指责他在他的研究中依赖于一种太容易发展出肿瘤的大鼠品系,使用的大鼠数量不足,没有包括适当的对照组,并且未能报告实验的许多细节,包括分析是如何进行的。经过审查,欧洲食品安全局驳回了该研究的发现。其他几个欧洲机构也得出了相同的结论。“如果转基因玉米有那么大的毒性,早就有人注意到了,”麦克休根说。“塞拉利尼已被所有关心评论的人驳斥。”

一些科学家表示,对转基因食品的反对源于政治而非科学——它们是出于反对大型跨国公司对食品供应拥有巨大影响力的动机。他们认为,援引基因改造的风险只是提供了一种方便的方式,煽动大众反对工业化农业。“这与科学无关,”戈德堡说。“这关乎意识形态。”前反转基因活动家莱纳斯对此表示赞同。他最近甚至将反转基因人群标记为“明确的反科学运动”。

持续的疑虑
然而,并非所有对转基因食品的反对意见都如此容易被驳斥。长期健康影响可能是微妙的,并且几乎不可能与环境中的特定变化联系起来。科学家们长期以来一直认为,阿尔茨海默病和许多癌症都具有环境成分,但很少有人会认为我们已经确定了所有这些成分。

反对者说,转基因过程不太可能引起问题,仅仅是因为更少、更明确识别的基因被转换,这并非事实。加利福尼亚州拉霍亚索尔克生物研究所细胞神经生物学实验室负责人、阿尔茨海默病研究员大卫·舒伯特断言,单个、特征明确的基因仍然可以以多种不同的方式在目标植物的基因组中定居。“它可以向前、向后、在不同的位置、以多个副本进入,并且它们都做不同的事情,”他说。正如加州大学洛杉矶分校的威廉姆斯指出的那样,基因组在插入后的后代中经常继续变化,使其具有与预期和最初测试的排列不同的排列。威廉姆斯补充说,还存在“插入诱变”现象,其中基因的插入最终会使附近基因的活性沉默。

诚然,转基因植物中受影响的基因数量很可能远远少于传统育种技术。然而,反对者坚持认为,由于整个基因包的批发交换或改变是一个自然过程,已经在植物中发生了 5 亿年,因此今天它往往很少产生可怕的意外。另一方面,改变单个基因可能最终成为一种更具颠覆性的行为,具有意想不到的连锁反应,包括产生可能是毒素或过敏原的新蛋白质。

反对者还指出,从其他物种插入基因引起的改变类型可能比传统育种的物种内基因交换引起的改变类型更具影响力、更复杂或更微妙。仅仅因为迄今为止没有证据表明来自转基因作物的遗传物质可以进入食用它的人的基因组,但这并不意味着这种转移永远不会发生——或者它尚未发生而我们尚未发现它。这些变化可能难以捕捉;它们对蛋白质生产的影响甚至可能不会在测试中显现出来。“如果结果是植物长势不好,你肯定会发现,”威廉姆斯说。“但是,如果它导致产生对食用它的人的健康有长期影响的蛋白质,你会发现这种变化吗?”

同样真实的是,该领域中许多支持转基因的科学家在对待批评者时过于苛刻——甚至不科学。转基因支持者有时会将每个提出安全问题的科学家与活动家和信誉扫地的研究人员混为一谈。即使是塞拉利尼,那位发现转基因喂养的大鼠患癌症率很高的科学家,也有他的捍卫者。他们中的大多数是非科学家,或来自不知名机构的退休研究人员,或非生物学家科学家,但索尔克研究所的舒伯特也坚持认为这项研究被不公平地驳回了。他说,作为一名运行药物安全研究的人,他精通构成高质量动物毒理学研究的要素,而塞拉利尼的研究符合标准。他坚称,该研究中使用的大鼠品种通常用于受人尊敬的药物研究,通常数量不大于塞拉利尼的研究;该方法是标准的;并且数据分析的细节是不相关的,因为结果非常引人注目。

舒伯特和威廉姆斯一样,是少数几位来自受人尊敬的机构的生物学家之一,他们愿意尖锐地挑战转基因食品是安全的多数观点。他们都指责,如果公开反对基因改造不会不可避免地导致在期刊和媒体上受到严厉批评,那么会有更多的科学家站出来反对。他们认为,这些攻击的动机是担心公开质疑可能会导致该领域的资金减少。威廉姆斯说:“无论是有意识还是无意识,推广这个领域符合他们的利益,而且他们并不客观。”

两位科学家都表示,在期刊上发表评论质疑转基因食品的安全性后,他们成为了对其声誉进行协调攻击的受害者。舒伯特说,研究人员如果发现可能引发安全问题的结果,就会避免发表他们的发现,因为害怕受到牵连。“如果结果不符合他们的意愿,”他说,“你就会被贬低。”

有证据支持这一指控。2009 年,《自然》杂志详细报道了对芝加哥洛约拉大学和圣母大学的研究人员发表在《美国国家科学院院刊》上的一项相当可靠的研究的反击。(《大众科学》是自然出版集团的一部分。)该论文表明,转基因玉米似乎正在从农场进入附近的河流,并且可能对那里的一些昆虫构成风险,因为根据研究人员的实验室研究,石蛾似乎在以转基因玉米花粉为食时会受到损害。许多科学家立即攻击了这项研究,其中一些人暗示研究人员马虎到有不端行为的地步。

前进的道路
这场辩论存在中间立场。许多温和的声音呼吁继续分发转基因食品,同时保持甚至加强对新型转基因作物的安全测试。他们提倡密切关注现有转基因作物对健康和环境的影响。但科学公共利益中心的贾菲指出,他们并没有单独挑出转基因作物进行特别审查:所有作物都应该进行更多测试。“我们应该在食品监管方面做得更好,”他说。

即使是舒伯特也同意。尽管他有担忧,但他认为,如果改进测试,未来的转基因作物可以安全引入。“我交谈过的科学家中有 90% 的人认为,新型转基因植物的安全测试与 FDA 对新药的测试方式相同,”他说。“它们绝对不是,而且绝对应该是。”

加强测试将给转基因研究人员带来负担,并可能减缓新作物的引入。“即使在目前转基因作物的测试标准下,大多数传统育种的作物也无法上市,”麦克休根说。“如果我们变得更加严格,会发生什么?”

这是一个合理的问题。但是,随着政府和消费者越来越反对转基因作物,额外的测试可能是使我们能够从这些作物的重要优势中获益的折衷方案。

更多探索

食品公司:从孟德尔到孟山都——生物技术收获的承诺与风险。彼得·普林格尔。西蒙与舒斯特出版社,2003 年。

来自黄金水稻的惨痛教训。马丁·恩瑟林克在《科学》杂志,第 320 卷,第 468–471 页;2008 年 4 月 25 日。

案例研究:认真审视转基因作物。娜塔莎·吉尔伯特在《自然》杂志,第 497 卷,第 24–26 页;2013 年 5 月 2 日。 www.nature.com/news/case-studies-a-hard-look-at-gm-crops-1.12907

大卫·H·弗里德曼是一位记者,从事科学、商业和技术报道超过 30 年。

更多作者:大卫·H·弗里德曼
SA Special Editions Vol 24 Issue 2s本文最初以“工程食品是邪恶的吗?”为标题发表于SA 特刊 第 24 卷第 2s 期 (), p. 90
doi:10.1038/scientificamericanfood0615-90
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