有关转基因食品风险评价的欧盟新法规:强制动物饲养实验没有科学依据
翻译:薛 堃
在科学家、管理者、非政府组织和政治人物之间存在着针对转基因植物来源的食物/饲料的(亚)慢性测试必要性的争论。特别是,最近发表的长期动物饲养研究报告了耐除草剂转基因玉米NK603的毒性,将这场争论推向了新的高度。为期2年的大鼠饲养实验中发现雄性和雌性动物中均出现了肿瘤,并伴随有肝脏和肾脏的负面病例效应和生化改变。作者建议农业食用转基因生物和配制杀虫剂必须经过长期的严格评估以确定它们的潜在毒理效应。
最近,欧盟食品链和动物健康标准委员会(the EU Standing Committee on the Food Chain and Animal Health,SCoFCAH)采用了一项关于在欧盟范围内应用转基因食品和饲料的委员会实施条例。条例的大部分内容遵循了欧洲食品安全局(European Food Safety Authority,EFSA)为转基因植物来源的食品/饲料的安全评估而发布的指南。然而,不同于EFSA的指南,新的条例要求每个单独的转化事件都要进行啮齿动物90天饲养实验,特殊情况下采用常规手段生产的包含转化事件的植物也要进行同样的实验。EFSA指南建议在特定情况下才推荐进行这类实验。
使用啮齿动物进行转基因食品的(亚)慢性实验以评估其安全性的潜在的附加价值和需求是值得关注的。这样的常规测试不应该成为强制性的,因为这样的测试在方法上具有明显的不足,并且不会对目前转基因食品的风险评价有所增益。更为敏感的分析——生物信息学和特异毒理学方法,可以用来评价转基因食品的短期、中期和长期效应。此外,常规测试中使用动物的要求与欧盟委员会减少动物实验的努力相悖。欧盟的管理机构被要求尊重用于转基因植物来源的食品的风险评价的可靠的科学原则,而不是通过引入额外的基于伪科学或政策考虑的要求而干扰风险评价过程。
目前的食品安全评价实践
传统食品一般不会进行系统的毒理学和营养学测试,因为这些食品具有很长的食用历史,并没有表现出负面的影响。然而,这里也有例外,生大豆粉对人有毒性效应,还有含高水平生物碱的马铃薯和含氰甙的木薯。这些组分会产生抗营养、毒性、生物活性和过敏等问题。1997年5月15日前欧盟内没有用于人类食用的所有的食品和食品成分都属于欧盟258/97法令的管辖范围。新食品的安全评价需遵循逐案原则,提交来源、组成、使用目的、以前的人体接触、潜在毒性和致敏性的数据。单一物质或简单混合物的测试类似食品添加剂,遵循指南建立一个可接受的每日摄入量(acceptable daily intake,ADI)。到目前为止,通常不需要进行整体食品测试,还没有新的植物品种按照新食品法规进行过评估。
整体食品毒性/营养测试的难点
整体食品进行安全性和营养测试的难点众所周知。整体食品包含上千种不同的生物活性成分(大量和微量营养素、抗氧化剂、抗营养因子和天然毒素),不可能像单一组分一样进行测试。而且,真正加入实验动物饲料的食品的量是有限的,很可能不到引起负面效应和评价受试食品潜在毒性的量。这些限制与受试食品的量和营养不均衡有关。毒理学研究者的共识是整体食品的动物饲养实验是很难进行的,很难发现负面效应,具有基质效应的固有风险,对整体食品的安全性评价的贡献很小。因此,应该尽量避免进行这类研究或对结果进行细致分析,应该使用分子和毒理学方法进行转基因食品的风险评估。这样的方法是可以鉴别植物育种,包括遗传修饰,产生的非预期效应。
转基因食品安全性的风险评估方法
转基因食品作物的市场化导致这类产品的安全性和营养评价方法的发展。生产者、食品安全专家、风险评估者和管理者的共识是这些作物的风险评估指南是健全的,一旦得到阳性评价结果就可以保证这些产品达到一个很高的安全水平。转基因植物及由此制造的食品和饲料的风险评估策略注重转基因植物及由此制造的食品和饲料与其对照之间的比较。这种比较方法的前提假定是长期使用的历史证明传统栽培作物对消费者和/或驯养动物是安全的。为了毒理测试的可靠和有效,新危害的潜在来源必须明确,对转基因产品来说,可能是转化过程产生的新的表达产物或植物成分的变化。为了解决这些危害,风险评估的主要内容是:1)分子特征;2)转基因植物及由此制造的食品/饲料与其对照的比较农艺学分析、表型和组成分析;3)遗传修饰导致的新表达成分和改变水平的原有成分的毒理学评估;4)新蛋白和转基因植物制造的整体食品的潜在致敏性评估;5)转基因植物制造的食品/饲料的营养评估。特殊的毒性测试,如可重复的使用实验室动物的浓度毒性研究对单一物质的特性和评价组分改变结果的研究是必需的。
给出使用整体转基因食品/饲料进行的动物饲养实验的限制,这些实验应该在必要时和EFSA举例条件下才进行。这些包括:1)当遗传修饰产生多个和复杂成分变化时;2)当对非预期效应(如毒素/过敏原类似物产生了新的开放阅读框架,或扰乱了植物代谢路径)的可能发生有不确定的和安全考虑时;3)当单一事件间存在相互作用的迹象时。这个条件列表并不完全,决定应该在考虑对基因组混乱的潜在影响的理解程度的发展的基础上遵照逐案原则而做出。
在必要时,90天实验的目标需要明确说明,也就是说这个研究是验证性的,还是探索性的?研究的生物学的出发点是什么?研究鉴别某种负面效应的能力如何?EFSA最近签署了一项如何进行动物饲养实验的指南。
对亚慢性动物实验检测食品中出现的毒素的负面效应的预测能力进行了测试。据估计,作为遗传修饰的结果的毒素的浓度,以转基因玉米为例,需要达到至少4000mg/kg动物饲料才能引起负面效应。少量或低毒物质在这类饲养实验中是无法检测出来的,但是许多分析检测手段在检测和定量方面具有更高的敏感性。因此,90天啮齿动物饲养实验评价整体食品/饲料安全性的能力相对较低。啮齿动物饲养实验检测负面效应的理想时间长度也有说明。辐照食品的短期和长期安全性和营养测试获得的大量经验和这类研究都显示没有明显的毒理学风险。而且,长期的测试没有任何的益处。不同的和特别的物质,如杀虫剂、药品和污染物等,的3个月亚慢性研究和24个月研究表明在大多数情况下2年实验中观察到的负面效应在3个月实验中也可以观察到。在一些研究中,2年实验有一些新发现。然而,这些研究不能进行严格比较,因为是不同实验室在不同的时间完成的。这样说来,一般情况下,90天啮齿动物实验进行化学物质的测试时间是足够的。虽然在某些情况下需要进行进一步的慢性实验,但是这应该在逐案原则的基础上依靠物质的类型、特征和现有知识来决定。值得注意的是,一般认为转基因植物中的外源DNA都是经过基于其生物学功能和安全使用历史而筛选出来的,被认为是安全的靶标蛋白,而测试的化学物质在毒理学和药理学上比转基因植物更为多样。
转基因食品的亚慢性动物实验
已经有很多使用实验动物和靶标动物进行的短期(14-28天)和长期(90天、6个月直至2年)动物饲养实验及多代(2-5代)实验。受试材料包括由转基因玉米、马铃薯、稻米、大豆、番茄、油菜和黑小麦等制造的食品/饲料。实验选择的标准参数包括体重、饲料消耗、血液和临床化学、器官重和组织病理学。迄今为止,还没有遵循通用质量标准进行的转基因植物来源的食品/饲料的动物饲养实验鉴定出任何负面效应。可以说,动物饲养实验不可能提供任何额外的食品/饲料测试信息。而且,根据目前针对转基因植物制造的食品/饲料的慢性测试的讨论,应该强调的是这类研究没有任何科学必要性。
在一些已经出版的研究中,接触转基因受试材料和对照材料的动物在一些测试参数上表现出可观察的差异,但是许多这样的差异因为实验设计的缺陷而不能与转基因受试材料联系起来。这些缺陷包括缺少转基因受试材料来源和生产信息,缺少适当的对照,缺少饲料组分信息,使用营养不均衡的饲料,缺少自然变化信息等。需要这些信息的目的是将转基因受试材料及其对照间观察到的潜在差异置于恰当的生物学背景中。
最近的一个糟糕的实验设计例子是有关转基因耐除草剂玉米NK603的长期毒理学研究。欧盟国家和欧盟外国家的食品安全相关机构批评了该研究的实验设计和作者做出的关于NK603玉米导致大鼠负面效应的结论。这些影响包括雌性个体中乳腺癌的发生,雄性个体肾脏和皮肤肿瘤的发生。批评该研究的机构包括欧洲食品安全局(European Food Safety Authority,EFSA)、澳大利亚和新西兰食品标准局(Food Standards Australia and New Zealand,FSANZ)、加拿大卫生部和加拿大食品检验局(the Health Canada and Canadian Food Inspection Agency)和法国国家科学院(the French National Academies of Sciences)。该研究的关键问题在于:1)使用的大鼠品系的雌性个体具有较高的自发乳腺癌发病率;2)测试分组中使用动物的数量不足;3)缺少测试参数的自然变化参考对照和数据;4)缺少受试材料和对照的农学。组成和表型特征的数据;5)使用非传统的统计方法;6)缺少研究开始前的动力分析。上述的各项缺点使得作者关于转基因玉米长期负面效应的结论缺乏科学依据,很有争议。该研究提供的数据很令人惊讶,因为批准进入欧盟市场的NK603玉米已经在2003年和2007年经过了EFSA转基因小组的评估。评估表明NK603玉米(除了新表达的蛋白CP4 EPSPS和CP4 EPSPS L214P外)在组分上和农艺学上与非转基因对照玉米品种和其他常规玉米品种具有实质上的等同。此外,90天大鼠饲养实验表明在临床、生化和组织学参数上没有一致的差异,除了在高浓度下雌鼠的平均红细胞体积和血红蛋白略有上升,但是这个变化没有生物学意义。