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基改作物爭議超過20年,誰說得有理?

PanSci_96
・2016/08/04 ・1955字 ・閱讀時間約 4 分鐘 ・SR值 595 ・九年級

文/彭琬馨|泛科學採訪編輯

今(2016)年 6 月 29 日,以新英格蘭生物實驗室首席科學家理查德羅伯茨爵士(Sir Richard J. Roberts)和麻省理工學院教授菲利普夏普(Phillip Sharp)為首的 109 位諾貝爾獎得主,聯名發出公開信,要求綠色和平組織終止抵制基因改造產品(特別是黃金米)的行動。

黃金米究竟是好是壞?

Golden Rice grain compared to white rice grain in screenhouse of Golden Rice plants.
一般稻米(左)與含有 β 胡蘿蔔素的黃金米(右)。圖/wiki

黃金米行動一開始是希望以基改方式,在水稻中加入能合成胡蘿蔔素的幾個酵素,以培養具有累積胡蘿蔔素的水稻胚胎,為的是希望解決全球各地因為缺乏胡蘿蔔素而導致大量痢疾、麻疹死亡率增加的問題。這個行動在 1999 年有了初步成果(參考:黃金米事件),不過相關論文發表從問世以來就不斷受到各種質疑批評,其中綠色和平是反對最劇烈的組織之一,龐大國際力量讓黃金米計畫進度逐漸延宕下來。

這次諾貝爾獎得主的公開信,又再一次掀起支持基改與反基改團體雙方一番論戰。為什麼會說是「又」?因為這樣的爭論自從 1996 年基改作物商業化後,二十多年來從沒停過。

事實上,這也不是科學界第一次公開替基改作物背書。今(2016)年五月,美國國家科學院、美國國家工程院和美國國家醫學院,就曾發布《基因改造作物:期待與展望》(Genetically Engineered Crops: Experiences and Prospects)報告,其中提到任何育種技術都有可能產生安全問題,不可能一概而論它所帶來的益處和風險。報告中認為,目前並沒有充足證據證明基改作物會讓人生病或危害環境。

台灣學者對基改利弊的辯論

基改作物對人體到底有沒有危害?類似爭論在台灣也不斷上演。

長期關注基改議題的台大農藝學系暨研究所教授郭華仁提到,目前學界對於基改作物的風險共識就是「沒有定論」。郭華仁認為,基改後的個體充滿各種變因,過去 1970 年代認為的「One-gene-one-protein」(一個基因只會轉譯一個蛋白質)理論被推翻,就證明了生物體變異性難以預測,將基因植入生物體,不只可能會產生新的蛋白質、更有可能造成原本蛋白質的改變。

對此,中研院植微所所長陳榮芳提出不同看法,他強調基改作物要釋出前,都需要通過一定流程的基本測試,也就是說,政府機關核可種植的基改作物,「基本上已經有某種程度的安全性」。雖然基改技術核心概念是在生物體內導入外來物,不過陳榮芳指出,這樣的導入「也需要讓生物體自然接受」,以目前的技術來說,作物的穩定性是產品上市前的重要評估指標,如果無法確定植入的基因對生物體產生的影響,產品也不會上市。

那麼,從對生態環境的層面來看呢?

除了對人體健康可能造成的危害,基改作物原本被設計來減少除草劑使用的特性,在實際操作上可能反而帶來反效果。郭華仁引用美國地質調查局(United States Geological Survey, USGS)的統計資料指出,正因為基改作物抗除草劑的特性,農民使用除草劑時才會毫無顧忌。從數據資料來看,郭華仁認為,至少在美國基改作物的出現並沒有達到當初宣稱,希望降低除草劑的目標。而農民過度使用除草劑的結果,也讓超級雜草成長速度超乎以往。不過陳榮芳卻抱持不同看法,他提到,即便沒有明確數據證明,除草劑主要是在作物幼小時、需要跟雜草競爭養分時使用,因此不會是長期性的狀態。

基因改造技術的一體兩面

如果你就此認為基改作物百害而無利的話,可能大錯特錯。

從學理上來說,以人工方法改變物種基因序列的方式,就可以被稱為基因改造。最常見的方法是分離某種生物的基因植入另一生物體,藉由這個外來基因,讓生物體表現出原本不具備的性狀特質。

GloFish
藉基因改造而培育成功的螢光魚,因為植入水母的螢光基因而能發出不同顏色的螢光。圖/By www.glofish.com, Attribution, wikimedia commons.

但其實這只是基因改造的其中一環。陳榮芳就提到,除了植入基因之外,讓生物體基因發生缺失、喪失某些原有功能;或是去除/增加某些基因控制因子,讓其足以改變生物特性/功能的表現程度,都可以被稱為基因改造。「大家對轉基因的理解太狹隘,最後很容易忽視它帶來的好處」,像是某些基改作物抗病蟲害的特性,能減少作物損失、提高產量,其實多少能解決糧食短缺問題;此外因為作物能有效抵抗除草劑和蟲害,理論上來說也能有效降低人力成本。研究分子生物技術十多年,陳榮芳忍不住替基改作物抱屈。

當然,基改作物長期以來的紛擾,不可能在短時間內說清楚。學界關於基改作物的風險認定,追根究柢其實是一種價值選擇,只是不知道下回有沒有可能在做出決定前,讓大家看清我們擁有的每個選擇,以及選擇背後所要負擔的不確定性成本,如此或許才能讓關注不同面向的研究者相互交流對話,激盪出更多不同的火花。


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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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