对于喜爱葡萄柚的人来说不幸的是，将这种略带苦味但令人愉悦的柑橘类水果与某些药物混合可能会导致危险的副作用。根据非营利性毒物控制组织国家首都毒物中心的数据，至少有 85 种药物——包括常用的抗抑郁药、他汀类药物和抗生素——已知或疑似与葡萄柚或葡萄柚汁存在相互作用。但植物研究人员目前正在研究一种可能的解决方案：基因工程改造一种对药物安全的葡萄柚品种。
在过去的几十年里，科学家们已经确定了导致葡萄柚臭名昭著的干扰效应的主要罪魁祸首：一类被称为呋喃香豆素的化学物质。这些分子可以结合并灭活肠道内一种名为 CYP3A4 的酶，这种酶有助于代谢某些药物。这会导致血液中药物浓度过高，从而带来有害的过量用药风险。（通过不同的机制，葡萄柚可能对某些药物产生相反的效果，例如某些抗组胺药。）许多流行的柑橘类水果——如葡萄柚、酸橙和柚子——都含有呋喃香豆素，但某些品种的橙子，包括瓦伦西亚橙、脐橙和橘子，这些化学物质的含量很低或可以忽略不计。
在最近发表于New Phytologist杂志上的一项研究中，以色列沃卡尼研究所的研究人员发现了一个基因，该基因在葡萄柚中产生呋喃香豆素方面起着关键作用。根据研究作者的说法，编辑掉这个基因可能产生一种不会以这种方式干扰药物的葡萄柚品种。
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“已经有人尝试用化学方法去除果汁中的呋喃香豆素。人们还杂交了橘子和柚子，产生了类似葡萄柚的产品，”沃卡尼中心教授兼论文合著者 Yoram Eyal 说。“但葡萄柚汁的商业生产受到非常严格的[监管]，因此你不能将类似葡萄柚的东西作为‘葡萄柚汁’出售。”
Eyal 和他的同事们想尝试一种新方法，即设计一种不含呋喃香豆素的葡萄柚——“现在我们知道要针对哪个基因了，”他说。
研究人员通过杂交葡萄柚和橘子，然后检查由此产生的植物的遗传物质，找到了该基因。“我们在后代中看到，其中 50% 产生呋喃香豆素，50% 不产生。这表明可能只有一个基因参与呋喃香豆素生物合成的途径，”沃卡尼研究所博士后研究员兼该研究的第一作者 Livnat Goldenberg 说。“然后我们检查了它的活性，我们看到它确实产生了呋喃香豆素途径的第一个成分。”
北卡罗来纳大学教堂山分校沃特金斯药物安全科学实验室主任 Paul Watkins 此前曾与佛罗里达州柑橘产业的利益相关者合作，以弄清葡萄柚如何干扰药物。他和他的同事进行了实验，发现从葡萄柚汁中去除呋喃香豆素后，主要的已知葡萄柚-药物相互作用不再发生。
但是，使用类似于制造无乳糖牛奶的工艺从果汁中去除这些化学物质既昂贵又影响口感。
“不幸的是，果汁也失去了原有的风味，因为在去除呋喃香豆素的过程中，[它]也去除了很多其他物质，”未参与New Phytologist研究的 Watkins 说。“如果可以使用像 CRISPR [一种基因编辑方法] 这样的技术，创造出一整系列没有药物相互作用潜力的葡萄柚……那么这在经济上、商业上以及对于真正喜欢葡萄柚汁的人来说都具有巨大的价值。”
识别出呋喃香豆素合成中常见的基因只是第一步，沃卡尼团队目前正在使用 CRISPR 技术培育一批真实世界的树木。“我们正在开发这种葡萄柚，”Eyal 说。但他指出，经过编辑的植物需要大约四年时间才能长成结果的树。
最终，研究人员的目标是生产出一种可行的葡萄柚树，它可以被归类为基因组编辑的，但不是转基因生物 (GMO)；在包括以色列和美国在内的一些国家，经过 CRISPR 编辑但不包含新基因的作物可以被指定为非转基因生物。Eyal 说，由于缺乏呋喃香豆素基因似乎不会使柑橘类植物（如橘子）更容易感染疾病或昆虫，他和他的同事们并不担心会对葡萄柚树的健康产生重大影响。他也不认为会对葡萄柚的营养益处产生重大影响。“呋喃香豆素被认为是抗氧化剂，”他补充说，“但还有很多其他抗氧化剂，[例如] 维生素 C 和类黄酮。”
如果其基因组编辑工作取得成果，沃卡尼团队计划与医学领域的研究人员合作，以测试改良后的果汁，首先在实验室进行，最终进行人体研究。
“长期目标是开发不含呋喃香豆素的葡萄柚品种，”Eyal 说，“并将它们提供给葡萄柚种植者。”