基改科技新產品 你不能不認識「合成生物學」 | 台灣環境資訊協會-環境資訊中心

基改科技新產品 你不能不認識「合成生物學」

建立於 2014/10/28
作者:郭華仁(台灣大學農藝學系)

DNA,圖片來源:Pixabay本月在韓國平昌舉行的第12屆生物多樣性公約締約方大會有一項關於「合成生物學」的重大決議;不過國內除了新頭殼以外,各方媒體好像都沒有報導。

極端基改:SynBio

當大家還在擔心基因改造生物(GMO,Genetically Modified Organism)安全與否之際,另一個新興科技已經悄悄地問世一陣子了,那就是合成生物學(Synthesis Biology,SynBio)。SynBio基本上也是基因改造技術;過去基因改造是把生物體的一段基因拿出來轉殖到另一種生物上,而SynBio是人類透過電腦的輔助,在實驗室合成一段基因,然後轉殖到某生物體上。這段基因序列是自然界所沒有的,因此可以說SynBio是GMO的極端型態

透過這項技術,自然界約有20萬種天然化合物都可以經由基因解序,對遺傳密碼進行人為加工,接者申請專利,然後利轉殖到微生物,培養這基改微生物大量合成化合物。此新技術除了人工合成DNA,還能夠用來大量存資訊,將來還可能人工合成生命。合成生物學產值在2011年已超過1億美元,在2016年預估高達6億美元。而目前除了醫療業之外,化妝企業與食品企業所用的高單價原料會是SynBio的主要開發對象。

不過,這些「工業產品」可能危及第三世界國的農業。

工業農產品讓小農更苦

合成生物學的樣板產品是青蒿素(artemesinin)。青蒿素又稱金蒿素、黃花蒿素,由中國女學者屠呦呦在1972年由黃花蒿成功萃取,已被世衛組織認可作為抗瘧疾的良藥。黃花蒿的學名是Artemisia annua,但根據本草綱目的記載,黃花蒿與青蒿都可作為藥材;青蒿葉背綠色,而黃花蒿葉色綠中帶黃,外觀上是有所不同的(所以稱為金蒿素會更好嗎?)。目前亞洲、非洲約有10萬小農栽培,提供藥廠提煉青蒿素,作為治療瘧疾的重要成分。筆者曾在1992年參訪北越南的河內大學,就見到其農場種植黃花蒿,採收後會送到瑞士藥廠提煉。

河內大學的農場在生產黃花蒿,1992。圖片提供:郭華仁

去年4月製藥公司Sanofi宣稱將引用加州柏克萊大學的技術,大規模生產半合成的青蒿素,用的是轉殖了十多個基因的酵母菌,其中有些基因來自黃花蒿,有些基因是經人工合成。Sanofi表示2013年會製作35噸,2014年約50-60噸提供80到150次的治療。據稱此合成生物學的方法可以便宜、穩定地供應治瘧藥物,而農民種植黃花蒿因氣候的關係,供應比較不穩定

不過論者認為實際上目前全球黃花蒿產量其實是足夠做為青蒿素的原料,而其生產成本也不會比半合成的青蒿素還貴。半人工合成青蒿素的推出,馬上就會影響到馬達加斯加、留尼旺島、大溪地與墨西哥約20萬農民的生計。藥品用作醫療當是是好事,但是若新科技製造藥材而危害到眾多農民,那麼是不是維持傳統種植方法更為人道呢?

除了青蒿素,企業界還會推出一序列的產品來與小農競爭,例如馬來西亞種香莢蘭萃取香草(vanilla)調味料;菲律賓、印尼、印度的可可椰子提供脂肪酸供洗潔劑原料;這兩種農產品現在已飽受合成生物學的威脅。此外還有台大農藝學系王裕文老師推廣作為水土保持用的培地茅。培地茅根部含有培地茅油,擦在身體維持時間長,因此許多香水都用來作為基質。全球培地茅油超過一半來自海地6萬個農民,萬一其市場被合成生物學拿走,這多災多難的國家會受到相當大的打擊 。

無法律規範的「未爆彈」

不過,除了衝擊農業外,更令人擔心的是這新科技竟然都沒有法律規範可言 。基本上合成生物學所創造出的新型微生物、藻類也算是基因改造生物活體,因此其越境運送也應該受到生物多樣性公約生物安全議定書的規範。然而實際上研究機構透過郵寄快遞,基本上很多都沒有按照規定進行,形同沒有法律的存在。而此既設的核心在於基因序列的數據,根本用不到實體就可以透過網路輸送。乃至於有所謂DIY生物學家的社群 ,在自家車庫就可以操作;低度儀器要求就可以操作,代表著低度安全管理,形同一顆未爆彈。

再者像麻省理工學院2004年開始舉辨國際遺傳工程機器設計競賽(International Genetically Engineered Machine Competition, iGEM),邀請全球高中生、大學生參與。我國陽明大學從2007年開始參賽,多次奪得金牌。把基因改造弄成競賽層次就可能低估基改生物的安全性。例如iGEM宣稱競賽所用的實驗室專用大腸菌是無法在人類腸道中生存;這或許是如此,可是卻忘掉了這個專用菌種可能與其他菌株產生基因交換,或者本身發生突變,將來還是有機會影響到人類。

因此民間團體如Friends of the Earth U.S., International Center for Technology Assessment, ETC Group等於2012年聯合提出《合成生物學監督原則(Principles for the Oversight of Synthetic Biology》,得到全球116個消費者、食品安全、環境、永續農業、公共衛生等團體的背書。7道原則是:

  1. 採取預警原則;
  2. 需要強制性法律規範;
  3. 維護公眾與工人安全;
  4. 維護環境;
  5. 確保知情權與民主式參與;
  6. 要求企業與製造商負責;
  7. 維護經濟與環境正義。

合成生物體關於安全方面是很需要考慮的。由於這些前所未有的微生物、藻類很容易在生產過程濺出而接觸到操作者,也很容易溢出環境或被人吸入身體;甚至於含有改造生物體大量廢棄物的處理也很費周章。因此在尚未能完全肯定其安全性之前,應該做最妥善的防護措施,冀能確保人類與環境的安全。

民間團體從2010年開始,就向生物多樣性公約組織提供意見,希望能在合成生物學的管制上有國際的共識。今年十月韓國平昌的會議中針對此議題展開熱烈討論,雖然遇到強烈反對,但終於在10月17日通過由Chair of Working Group II向大會提出的結論,也得到大會同意設置專門小組,以持續追蹤檢討

大會要求各會員國

  1. 對合成生物學採預警原則;
  2. 建立合成生物體或產品環境釋放的管制法規,並確保不會傷及其他國家的環境;
  3. 針對合成生物體、其組成份與產品進行科學評估,著眼於生物多樣性的永續使用,以及人體健康、糧食安全、社會經濟考慮等。
  4. 在尚未通過風險評估前不得進行田野試驗;
  5. 鼓勵提供研究經費評估合成生物體的風險,以及對社會經濟的衝突;
  6. 支持開發中國家發展評估合成生物學的能力。

台灣法規慢半拍 食安漏洞百出

回到我國,情況更令人擔憂。我國基改科技的法制本來就是人民有要求才回應。臺灣環境品質文教基金會在2000年8月29日公布檢驗結果,豆腐與豆漿100%驗出基改成分,之後當時的食品藥物管理局才於當年公告實施基改黃豆的審查上市辦法。前台北縣趙永清立委在2003年9月15日 指出基改木瓜違法偷種上市,食藥局2個月後才公告說基改木瓜、馬鈴薯、水稻也要比照辦理;不過後來也無聲無息。一直要等到台灣無基改聯盟等在2013年3月28日舉辦「小心基改就在你身邊」記者會,社會上開始正視基改的食安問題後,才會有2014年的食品安全衛生管理法修法把基改納入法律條文。

這樣的基改科技產品治理方式當然會離離落落,漏洞百出。例如至今大學、研究機構至今仍可能在毫無隔離的農場種植基改植物來進行試驗,但農委會與科技部就互相推託,形成三不管地帶。同樣的,試驗用基改菌種的進出口也不見管理方法;一般基改菌種用在食品的生產,根本無人理會。那就更不用說合成生物體了。

下次您在買香草冰淇淋的時候,會不會想知道,這香草是來自天然的香莢蘭,或者是工廠中的合成生物學菌種﹖