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“黄金大米”卷土重来,争议之外您需要知道的真相

原标题:“黄金大米”卷土重来,争议之外您需要知道的真相

黄金大米在中国的实验曾引发舆论旋涡,正反双方针对黄金大米的优劣争得面红耳赤,互不相让,今天我们就抛开见分歧,单纯了解一下黄金大米本身的科学意义以及将会对人类带来的诸多影响。

黄金大米的研究之初是为了帮助贫困人口应对维生素A的缺乏。然而,由于绿色和平组织的强势干预,使公众对这一产品的信任度大大降低,严重干扰了该项技术的研发与商业化进程。本文基于美国Web of Science数据库所收录的相关论文,对“黄金大米”的研发历史、科学效果、社会效益和未来挑战进行了追踪,以厘清有关“黄金大米”的研究进展及其相应的科学证据,供大家参考。

为什么要发明黄金大米

维生素A的缺乏会导致营养不良、夜盲症等诸多健康问题。在亚非一些比较贫困的的地区,由于无法提供足够的肉类和蔬菜,而导致这些地区贫困人口的维生素A严重缺乏,甚至威胁到生命。据世界卫生组织估计,全世界有1.2亿~2.5亿人缺乏维生素A,每年有1百万~2百万儿童因维生素A缺乏失去生命。

大米中,不含有维生素A,而大米正是作为贫困地区人们主要食物来源。

由于胡萝卜素可以在人体内转换成维生素A,为此,科学家们希望利用基因工程将胡萝卜素转化酶系统转入到大米胚乳中从而得到了富含β-胡萝卜素的大米,可以借此补充贫困地区人们的营养不良以防止和减少维生素A缺乏症,这种大米就是黄金大米。第一代“黄金大米”诞生于2000年,后又经过5年的不断改进,科学家发明了胡萝卜素含量更高且更为有效的第二代“黄金大米”。

黄金大米将解决数千万贫困人口的维生素A缺乏问题

黄金大米最初源自两位科学家Ingo Potrykus和Peter Beyer的一个人道计划。这个计划针对的就是一些发展中国家贫困人群维生素A缺乏的状况,计划启动于1992年,他们决定合作将胡萝卜素转化酶从其他作物转入到水稻中。在洛克菲勒基金会、瑞士政府和欧盟等机构的资助下,经过7年多的尝试,他们终于成功实现这一构想,将水仙花的八氢番茄红素合成酶等基因成功转入水稻种子,这就是第一代黄金大米。

虽然这是一项巨大的成功,但是大米中胡萝卜素含量仅为1.6μg/g,也就是说一个婴儿每天需要食用约3公斤才能满足体内对维生素A的要求,因而不具有实际的推广使用价值。随后,经过科学家的不断努力,终于发现用玉米的八氢番茄红素合成酶代替原来来自水仙花的八氢番茄红素合成酶可以有效提高胡萝卜素含量,这种黄金大米胡萝卜素含量高达37μg/g,是第一代的23倍,这就是第二代黄金大米。这时,一个儿童每天只需要食用大约150g这种大米就可以基本满足人体对维生素A的需求,黄金大米有了实际价值。

黄金大米安全性几何

黄金大米的争议基本上都在安全问题上,科学家自然也要对其安全性进行研究。国际水稻研究所首先对黄金大米的安全性进行了评价研究。结果表明其遗传结构符合法规评价要求,基因表达试验显示,与亲本材料相比没有非预期改变;β-果胡萝卜素与其他食物中的β-萝胡萝卜素成分与功能相同,仅有微量碳转化成了类胡萝卜素,未发现其它营养成分有显著改变;转基因蛋白质没有致毒作用,通过生物信息学分析与检索,已排除过敏的可能性,模拟胃液中的高消化率进一步证明没有致敏可能;而且正常食用黄金大米不会导致胡萝卜素摄入过量。

由于动物模型不能完全模拟人类吸收和转化β-胡萝卜素的过程,所以动物模型对人体试验来说帮助并不是很大,这就意味着黄金大米的营养效果研究中,人体实验必不可少。Tang等学者曾于2009年和2012年发表两篇文献,在2009年,5名健康成年志愿者参与了试验,结果显示黄金大米中的β-胡萝卜素可以在人体内有效转换成维生素A;在2012年,一个6~8岁儿童参与了实验,结果显示,食用50g黄金大米便可获得中国国家推荐维生素A需求量的60%。这两次试验中,并未发现不良现象,也就是说黄金大米在现有的实验条件下是安全的,在营养吸收方面也是有效的。不过有一点需要指出的是,Tang 等学者2012年的这篇文献在研究过程由于涉及科研伦理等复杂因素于2015年被撤稿,这也提醒科研人员在进行相关科学研究时,一定要尊重和保障参与者的知情权,遵从相关伦理和道德。

除此之外,Li等学者也研究了黄金大米在生态安全方面的影响。他通过田间试验,比较了黄金大米和普通大米整个种植过程对土壤酶性和根际细菌群落的影响,结果显示二者并无显著的差异,也就是说黄金大米对土壤酶活性和根际小细菌群落的影响与传统大米基本上是相同的。

黄金大米商业化将带来什么

虽然离商业化的道路还有很远,但其商业化的价值不容忽视。

经济学家对黄金大米的健康效益和社会经济福利方面做出了全面的模拟研究。结果显示,在第一代黄金大米商业化的情景下,虽然不能完全解决维生素A缺乏问题,但作为一种补充而非替代,其商业化将给菲律宾带来每年1600万~8800万美元的健康收益,其研发投资回报率更高达66%~133%。

而在第二代“黄金大米”商业化的情景下,则能减少一半以上的维生素A缺乏病。从健康收益和花费成本看,有关印度研究的结果表明,黄金大米每年可防止40万儿童死亡。而在过去的10年内,因为延迟批转黄金大米,印度每年付出的可预见成本至少为1.99亿美元,十年来至少140万人失去了生命。

不过,尽管第二代黄金大米已经诞生10余年,迄今为止仍依然没有一个国家批准其商业化。这其中除了各国的法律法规和政策因素外,其政治上和技术上的障碍等仍是限制其商业化的最重要因素。

首先,黄金大米中下游的技术转化和商业化育种进程远远滞后于上游的基因克隆技术的进步(田间试验不比实验室,会有很多反对人士的干扰)。虽然黄金大米可以为使用者提供足够的胡萝卜素,但是其产量和传统水稻相比并不具有优势,而且稳定性也比较差,这种问题的可能性有很多种,比如基因插入点的位置、欧美水稻品种的地域性障碍等。

其次,由于黄金水稻的商业化迟迟得不到批准,一些高水平的公司为了规避风险均采取了观望的态度,资金支持无法到位,进而迟滞了选育与开发进程。

最后,作为一种生物技术产品,黄金大米在许多国家产生了争议,中国也不例外。

支持者认为黄金大米将有助于解决亿万贫困人口的维生素A缺乏,将造福人类;反对者则担心这些“非自然”的作物会造成健康和环境危害等在内的生物风险,这些反对的声音以一些环保组织为代表。争论撕裂了社会,从而对公众的认识甚至政府的决策都造成了一定的影响。

比如,当告诉那些维生素A缺乏的儿童家长有一种大米能缓解维生素A缺乏使孩子更健康时他们都很兴奋,但是当进一步说这是一种转基因大米时他们却犹豫了,这就是人们对转基因产品的不信任感。因此,必须在生物技术和其他方面寻求一定的平衡,通过研发的不断改进提供更好的产品,通过科普让公众减少误解和不必要的疑虑,通过依法严格监管和管理提高政府公信力,从而凝聚全社会共识,减少分歧,趋利避害。

作为一项新技术产品,在不增加生产和消费成本的条件下,为社会提供了高营养的食品,这一点本身是黄金大米的优势。其与消除贫困、丰富多样的食物和维生素A油胶囊等其他方式相比,成本较小,效果也较快,更可持续,是减少贫困的最有效和可持续的措施之一。

如果有一天所有商业化的条件都具备了,相信黄金大米一定会造福人类,不知道那时的你,会不会尝试一下呢?

注:部分资料源于网络

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