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基改,反什麼?5個基因改造的農業迷思

柴 幗馨
・2016/08/04 ・2158字 ・閱讀時間約 4 分鐘 ・SR值 575 ・九年級

隨著生物科技快速發展,「基因改造」不再是科幻小說裡的陌生情節,而就在你我的餐桌上。像是基改黃豆的豆干、豆腐;基改玉米製作的麥芽糊精、或是高果糖漿;基改大豆當飼料生產的雞、豬、和牛肉等,基改生物早已成為人類生活的一部分。

但在我們享受基改的帶來的好處時,也同時承受相當程度的風險,例如大面積種植基改作物,單一種類除草劑的大量施用,使得田間雜草開始產生抗藥性;又或者跨國企業壟斷基改種子,影響農民生計的案例。許多綜合了環境、政治以及社會的問題正不斷發生,因此民間一波波的反基改的聲浪也從不間斷。

無論支持與反對,我們都必須了解:「基改」是跨領域的議題,包含生命科學、農業科學、與社會科學。身為消費者除了認識基改技術之外,了解基改技術對人類的影響也是很重要的。以下列出常見基改農業迷思,希望能讓大眾對基改農作物有更清楚的認識。

台灣好吃的水果是基改水果嗎?

source:Roger Luo
source:Roger Luo

台灣好吃的水果絕對不是基改水果。

根據食藥署「食品衛生管理法」,基因改造生物的定義是:透過基因技術,而不是以自然增殖及或自然重組的方式產生的基因重組生物。然而,同科物種間的細胞及原生質體融合,或是傳統育種的雜交、誘變、體外受精、體細胞變異及染色體倍增等技術,不能算是基因改造

目前市面上的好吃水果,通常是從傳統育種方式產生基因重組,再經過選拔,加上純熟的栽培改良技術,才能生產出這麼好吃的商業品種。以生命科學角度而言,無論是傳統育種或是基因改造,這兩個技術都是讓生物產生基因重組的方式。

農民種植抗除草劑的基改大豆可以減少噴農藥?

雖然種子公司認為種植抗除草劑的大豆,能減少農藥使用,但效果並不如預期的好。雖然總施藥量減低,但只使用單一種類的藥劑(嘉磷賽)的結果,反而造成田間的雜草產生抗藥性必須使用更多劑量更高、或是更多種類的除草劑才能完全達到防除雜草的效果,這些「超級雜草」也是目前種子公司與農民面對的頭號敵人。

2016 年 2 月在歐洲環境科學的報告[註1]指出:嘉磷賽已經成為全球使用量最多、最廣泛的農藥,內文也提出了大量使用嘉磷賽可能增加腫瘤發生的風險。

此外,大面積種植同一種作物的結果,還可能導致田間生物多樣性下降,現今基改作物的栽培模式,遠遠背離農業永續發展的方向。

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有機磷除草劑——嘉磷賽(Glyphosate)。圖/Yikrazuul, CC0, wikimedia commons.

基改大豆可以減少除草劑的成本,因此較便宜?

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基改讓作物可以抗除草劑,並沒有減少農人噴灑除草劑的量,反而還衍伸出了不怕除草劑的超級雜草。圖/pixabay

基改作物的生產成本比較低,原因不是來自於農藥使用量減少(如前文所說),低成本來自於更簡單的田間管理。由於只需要施用一種農藥,因此降低大面積栽培的困難度,搭配機械化噴藥設施,大幅降低人力成本。比起一般大豆田的需要更多人力管理,基改大豆生產成本自然較低。

使用基改技術產生新品種作物比傳統育種有效率?

相較於傳統育種,需要等待更多時間讓來讓作物互相雜交,基改技術能夠直接將目標基因直接轉殖至作物中,得到人類想要的新品系。就技術層面而言,基改的效率比傳統育種快速。但是新品系要能成為商業化的品種,還需要當由地政府進行生物安全性評估,判斷這個新的作物是否對環境有不良影響,才能准許上市。以商業化角度而言,傳統育種的作物,通常經由自然產生的基因重組品系,其安全性試驗的所需要的時間遠比基改作物來的少。因此,生產基改商業品種沒有比傳統育種來的有效率。

為什麼那麼多科學家支持基改?

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稻米。圖/Yamanaka Tamaki@Flickr

基改技術最大的好處是:突破跨物種的基因交換限制,讓不同物種生物也能有互相交換基因的機會,甚至直接修改基因序列,創造人類想要的新品系。這些新品系是基礎科學研究非常好的材料,例如研究影響腫瘤發生的基因,研發可能的癌症治療方式。

此外,基改技術也能進行「生物健化」生產高營養成分的作物,比方高胡蘿蔔素含量的黃金稻米,或是可以預防貧血的高鐵鋅稻米[註2]。而 2015 年最熱門的基改鮭魚,就是突破了種間雜交的限制,讓原本生長速度緩慢的普通食用鮭魚變身成又肥又大的基改鮭魚,有效減低鮭魚的養殖成本。

基改對我們的影響,除了考慮生物技術本身,還牽涉如何應用在農業生產的學問,甚至對農業環境、農村經濟學等的影響。正確的了解基改技術帶給人類的利與弊之後,才能更堅定自己「餐桌上」的選擇。

 

參考資料

  1. Monsanto’s glyphosate now most heavily used weed-killer in history, Science Daily, 2016.2.2
  2. 柴幗馨編譯,〈高鋅鐵的基改超營養水稻,讓你遠離隱性飢餓〉,科技農報,2016.2.25

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柴 幗馨
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Paxlovid能有效降低死亡風險嗎?COVID-19口服藥現況

台灣科技媒體中心_96
・2022/05/17 ・2421字 ・閱讀時間約 5 分鐘
示意圖/envato elements

今年四月台灣宣布將走向「重症清零,輕症管控」:非放任病毒肆虐式「與病毒共存」(living with covid-19) 的控管疫情策略。 若需要達到「重症清零,輕症管控」的目標,醫療人員的支援與 COVID-19 藥物的使用,將是關鍵手段,對於感染後容易導致重症的個案,也需要有抗病毒藥物來治療或預防惡化

目前有哪些治療新冠肺癌的藥物?

目前首度獲得美國 FDA 許可的抗新冠藥物「Remdesivir」 (瑞德西韋),是透過抑制病毒的 RNA 合成酶達到藥效。美國 FDA 更在近期批准,注射液劑型的 Remdesivir 適用於「出生 28 天及以上、至少 3 公斤」的嬰幼兒染疫患者,成為首款嬰幼兒的新冠療法

然而注射液劑型需要專業的打針技術,並非一般民眾可居家自行使用,因此抗新冠口服藥物的開發,各國一直都很重視。現行已通過美國 FDA 緊急使用授權(EUA)的抗新冠口服藥物,有輝瑞公司研發的「Paxlovid」,以及默克(或稱默沙東)公司研發的「Molnupiravir」(莫納皮拉韋)

而 Paxlovid 是由 Nirmatrelvir(奈瑪特韋)和 Ritonavir(利托那韋)兩種藥物所搭配使用,其中 Nirmatrelvir 主要作用是抑制新冠病毒的 Mpro 蛋白酶活性,進而干擾病毒的複製,達到抗病毒的效果。而 Ritonavir 則是能延長 Nirmatrelvir 在人體內的血中濃度,透過抑制人體內正常酵素 CYP3A4 酵素活性,避免 CYP3A4 快速將 Nirmatrelvir 代謝掉,而失去 Nirmatrelvir 該有的藥效。

這兩個藥物所構成的 Paxlovid 好像一對好夥伴互相協助,成為具有高效力的口服抗新冠藥物

Paxlovid 能有效降低死亡風險?

Paxlovid。圖/ Kches16414 , CC BY-SA 4.0

根據文獻指出,Paxlovid 能降低 COVID-19 感染後的 85-89% 住院或死亡風險,是目前對抗新冠肺炎最佳的選項之一。《新英格蘭醫學期刊》(NEJM)期刊於上個月發表最新 Paxlovid 臨床試驗的研究報告:「Oral Nirmatrelvir for High-Risk, Nonhospitalized Adults with Covid-19」證實,使用 Paxlovid 治療未施打疫苗且有症狀的 Covid-19 患者,能將 Covid-19 的重症風險降低 89%,且藥物的安全性在臨床上可接受,且沒有明顯的安全問題。

不過,此研究個案限於未施打疫苗者,而目前大多數人已經接種過新冠肺炎疫苗,情況略有不同。已有將此藥使用於已施打過疫苗者的研究正進行中,但若在未施打者有幫助,對於施打過疫苗而可能具有部分保護力的人,推測仍應會有治療效果,此研究是在症狀出現三天內給藥得到良好的效果,至於再晚一些時後才給藥,就沒有數據可參考。

但需要注意的是,有在服用其他藥物的患者(如:降血脂、抗腫瘤藥或神經精神藥物等),若服用 Paxlovid 會影響 CYP3A4 的作用,可能也會改變其他藥物的作用效果,若藥物在血中濃度無法被安全控制,往往對病情有負面的影響。因此服用 Paxlovid 需要有專業醫師的評估並開立處方簽才能使用,民眾無法自由服用

Paxlovid 需要有專業醫師的評估並開立處方簽。圖/envato elements

Molnupiravir 口服藥的表現又是如何?

病毒在複製的過程當中,往往需要大量的核糖核苷(ribonucleoside),作為合成新的病毒所需要的材料。而 Molnupiravir 口服藥,是一種「核糖核苷類似物」,也就是病毒在複製所需要的「冒牌」材料,透過這樣的方式干擾病毒的複製過程,進而阻止病毒的繁殖

Molnupiravir 不會像 Paxlovid 去影響到其他藥物在體內的作用,然而這些核糖核苷類似物在人體細胞進行複製的時候也會使用,所以可能具有誘導基因突變的風險

雖然一般來說,口服 Molnupiravir 的療程只有 5 天,在這樣的時間周期來說,對一般成人造成基因突變的風險是很低。但是,Molnupiravir 對於胎兒或哺乳中的嬰兒,風險就顯得高出許多。所以,Molnupiravir 在默克公司的官方網站有聲明,不建議孕婦及哺乳中的女性服用

此外,根據新英格蘭醫學期刊在今年三月的報告中,發現將 Molnupiravir 用於非住院的新冠患者治療中,僅僅將高危新冠患者的住院和死亡風險降低了 30%,低於早前估計的 50%。

Molnupiravir 不建議孕婦及哺乳中的女性服用。圖/envato elements

「老藥新用」的開發策略

環顧目前的抗新冠藥物,大都是利用「老藥新用」(drug repurposing)的藥物開發策略,才能在這麼短的時間達到如此的成就。「老藥」是指已被核准做為臨床使用的藥物,「新用」則是指由原來已核准的藥物中發現新的適應症用途或是新的用法。

老藥的好處就是其藥物臨床前的數據都已經被建立,其中包含藥理實驗、藥物動力學、代謝途徑、副作用等,這些數據對藥物開發相當重要。

在目前這些新冠藥物中,瑞德西韋一開始是用來開發對抗伊波拉病毒,而 Paxlovid 中的 Nirmatrelvir 原先用以治療愛滋病,此外 Molnupiravir 則是為了治療流感。這樣的成功經驗相信能提供政府與學者參考,期望台灣開發新冠藥物有亮眼的成績,也讓我們未來在對抗 COVID-19 疫情當中有更好的手段。

引用文獻

  1. Hammond, Jennifer, et al. “Oral nirmatrelvir for high-risk, nonhospitalized adults with COVID-19.” New England Journal of Medicine 386.15 (2022): 1397-1408.
  2. Coronavirus (COVID-19) Update: FDA Approves First COVID-19 Treatment for Young Children
  3. Coronavirus (COVID-19) Update: FDA Authorizes First Oral Antiviral for Treatment of COVID-19
  4.  Coronavirus (COVID-19) Update: FDA Authorizes Additional Oral Antiviral for Treatment of COVID-19 in Certain Adults
  5. Hammond, Jennifer, et al. “Oral nirmatrelvir for high-risk, nonhospitalized adults with COVID-19.” New England Journal of Medicine 386.15 (2022): 1397-1408.
  6. Cox, Robert M., Josef D. Wolf, and Richard K. Plemper. “Therapeutically administered ribonucleoside analogue MK-4482/EIDD-2801 blocks SARS-CoV-2 transmission in ferrets.” Nature microbiology 6.1 (2021): 11-18.
  7. Jayk Bernal, Angélica, et al. “Molnupiravir for oral treatment of Covid-19 in nonhospitalized patients.” New England Journal of Medicine 386.6 (2022): 509-520.

臨床試驗

  • EPIC-HR: Study of Oral PF-07321332/Ritonavir Compared With Placebo in Nonhospitalized High Risk Adults With COVID-19(NCT04960202

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