導 語

　　轉基因食品的安全性問題一直是公眾關注的焦點，世界各地研究人員針對該議題進行了大量的研究。這篇文章所報告的動物喂養實驗研究結果非常簡單明了：轉基因抗蟲玉米會導致大鼠器官損傷和血液生化改變，并威脅雄性大鼠生育能力。

　　作者 | 米歇爾·佩羅（Michelle Perro），醫學博士、公共衛生碩士

　　譯者｜夢江南

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　　在一項大鼠（rat）喂養研究中[1,2]，轉基因Bt抗蟲玉米引起血液生化改變、器官損傷（包括肝臟和腎臟損傷）以及對男性生育能力的潛在影響。轉基因玉米與非轉基因玉米的唯一區別是基因修飾【編者注：原文為genetic modification，譯者將其翻譯成“基因改造”，似乎不妥。本文將其修改為“基因修飾”。特此說明。】。因此，被觀察到的對轉基因喂養大鼠的影響是由于轉基因過程而不是其他因素造成的，如培養條件的差異。

　　一  目  了  然

　　1、在一項中期老鼠喂養研究中，轉基因抗蟲玉米導致血液生化改變，多器官損傷，以及對雄性生育能力的潛在影響。

　　2、與人類相關的負面健康影響包括腎功能受損和肝損傷。

　　3、這項研究持續了45天和91天，不同的研究動物組有所不同。

　　4、世界各地的監管者都接受大鼠毒性研究作為對人類毒性的指標，因此人類相關性是毋庸置疑的。

　　5、對照組食用的非轉基因玉米與轉基因玉米是“同源的”(具有相同的遺傳背景，但沒有遺傳修飾)，并且生長在相同的環境和田間管理條件下，兩者都是同時收獲的。這意味著在轉基因飼養的動物身上看到的效果是由于基因改造過程引起的玉米變化，而不是環境因素。

　　6、這項研究應該延伸到長期和多代人的時期，以了解損害的全部程度。

　　7、這個實驗測試了單一性狀轉基因作物。然而，目前市場上的大多數轉基因作物都含有多重(“堆積”)轉基因特征。未來的動物飼養研究應該測試這些堆積性狀作物。

　　深  入  分  析

　　研究設計

　　埃及研究人員的這項研究發表在兩份獨立的出版物上：Gab Alla及其同事（2012年）[1]和El Salhi及其同事（2012年）[2]。在研究中，大鼠被喂食轉基因Bt抗蟲玉米MON810:Ajeeb YG（孟山都為埃及市場開發的一種品種）45天和91天。這種玉米被設計成它的組織含有一種Bt毒素殺蟲劑，可以殺死以作物為食的害蟲。

　　他們將30只雄性大鼠分為3組，每組10只。第一組被喂入標準的實驗室含玉米飲食。第二組——對照組——食用含30%非轉基因Ajeeb玉米的飲食。第三組食用30%的轉基因MON810:Ajeeb YG玉米。研究者將轉基因和非轉基因玉米粒磨成面粉，然后加入飼料中。

　　研究者每周記錄每只大鼠的體重。在喂食不同種類飼料的45天和91天后，他們處死動物并進行檢查。對器官進行稱重，取血樣，分析血清。研究結果在第一次發表時就被記錄下來了[1]。

　　研究者對兩個時間點處死的大鼠肝臟、腎臟、睪丸、脾臟和小腸進行組織病理學分析（組織顯微鏡檢查），以檢查是否有異常。這些結果被記錄在第二篇文章中[2]。

　　結果：體重和器官重量

　　與對照組大鼠相比，轉基因喂養大鼠的體重和器官重量存在差異（見參考文獻[1]中的表2和3）：

　　實驗第七周開始，轉基因飼料組大鼠的體重低于非轉基因飼料組和標準實驗室飼料組大鼠。91天后，轉基因喂養組的心臟重量明顯高于非轉基因喂養組。在這兩個研究期間，轉基因喂養組大鼠的腎臟重量明顯高于非轉基因喂養組和標準實驗室飲食組的大鼠。91天內，轉基因喂養組大鼠的肝臟重量明顯高于非轉基因喂養組和標準實驗室飲食組的大鼠。

　　對比兩個研究時期，轉基因喂養組的脾臟重量均有顯著差異（45天時，脾臟重量較高，91天時，脾臟重量較其他組低）。

　　45天后，轉基因飼料組的睪丸重量低于非轉基因飼料組和對照組，但91天后沒有發現差異 [1]。

　　這種體重和器官重量的差異可以表明轉基因飲食是有毒的。這在第二次出版的組織病理學發現中得到了證實[2]。

　　發現：血液生物化學的差異

　　與對照組大鼠相比，轉基因飼料喂養的大鼠顯示出血液生物化學的差異（見參考文獻[1]中的表4和5 ）：

　　與非轉基因喂養組和標準飲食組的大鼠相比，在45天和91天時，轉基因喂養組的大鼠在尿酸、尿素和肌酸酐（來自肌肉組織分解的廢物）的血清水平顯著更高。這些指標用于衡量腎功能。轉基因飼料喂養組大鼠具有較高的水平表明它們的腎功能受損。

　　在45天和91天后，與非轉基因喂養組和標準飲食組的大鼠相比，轉基因喂養組大鼠的血清甘油三酯（一種脂肪）水平顯著更高。高水平的血液甘油三酯可導致心臟病、高血壓、糖尿病、肥胖或非酒精性脂肪肝。

　　與非轉基因喂養組和標準飲食組大鼠相比，在兩個研究時期中，從肝臟產生的血清白蛋白在轉基因喂養組大鼠中顯著更低。這表明肝功能受損。

　　與非轉基因喂養組和標準飲食組大鼠相比，兩個研究時期的轉基因喂養組大鼠的肝酶ALP（堿性磷酸酶）血清水平顯著更高。與非轉基因喂養組和標準飲食組大鼠相比，轉基因喂養組大鼠在91天時肝酶ALT（丙氨酸轉氨酶）的血清水平顯著升高。ALP和ALT的這些變化意味著轉基因喂養組大鼠肝臟結構的損傷，因為當肝細胞死亡和分解時這些酶會滲入血液循環。

　　與非轉基因喂養組和標準飲食組大鼠相比，兩個研究時期的轉基因喂養組大鼠的VLDL（極低密度脂蛋白）和LDL（低密度脂蛋白）血清水平顯著更高。血脂（脂肪）水平的這種改變可導致多種疾病，包括心血管疾病[1]。

　　作者指出，這些變化可能表明 “潛在的不良健康/毒性影響”，需要進一步調查[1]。

　　結果：組織病理學異常

　　同一組研究人員對喂養45天和91天的大鼠進行了組織病理學（顯微鏡）研究，并在另一份出版物中報告了研究結果[2]。他們發現喂養轉基因玉米的大鼠的幾個器官中存在毒性作用。轉基因喂養大鼠（但非轉基因喂養或標準飲食喂養動物除外）中發現的異常包括：

　　肝細胞中的空泡化（形成儲存結構，例如脂肪化合物），表明肝臟受損；

　　肝細胞脂肪變性；

　　腎臟血管充血和腎小管囊性畸形——可能即將發生腎衰竭的跡象；

　　稱為絨毛的腸結構過度生長和壞死（死亡）；

　　睪丸的檢查顯示精原細胞的壞死和脫落，精原細胞是精子細胞的前體，因而是雄性生育的基礎。[2]

　　研究者得出結論，“基于這些觀察，我們認為轉基因作物的風險不能被忽視，需要進一步調查，以確定食用轉基因作物存在的可能性長期效應”[2]。

　　問  答  環  節

　　問題一

　　與人類健康有什么關系？

　　答：在轉基因喂養的大鼠中，與人類有關的負面健康影響包括肝臟損傷和腎功能受損。肝損害的征象包括血清甘油三酯升高（一種脂肪）和空泡化（由儲存結構的形成組成的異常）和肝細胞的脂肪變性。這些都是非酒精性脂肪性肝?。∟AFLD）的跡象，這是一種現代人類流行病，現在影響到三分之一的美國人。NAFLD是兒童最常見的肝病形式，在過去20年中幾乎翻了一番[3]，慢性腎病影響了14%的美國人[4]。

　　在轉基因喂養的大鼠身上發現的特定腸道異常與人類的相關性尚不清楚，只是說小腸絨毛的過度生長可能會使人在癌癥發病前死亡。目前還不清楚大鼠腸道絨毛中的壞死是否會轉化為人類的“腸漏”，這是一種涉及腸道通透性的疾病，一些醫生認為這種疾病與炎癥性疾病有關。

　　問題二

　　是什么導致了轉基因喂養大鼠出現的影響？

　　答：根據轉基因飼養試驗，非轉基因對照組玉米與轉基因玉米具有“等基因”（isogenic）特性。“等基因”是指與轉基因玉米具有相同的遺傳背景，但沒有遺傳修飾。此外，兩個玉米品種在相同的條件下同時生長，田間管理方法相同[5]。這意味著轉基因喂養大鼠的變化是由于基因改造引起的玉米變化，而不是由于不同的環境條件或栽培期間的田間管理方法。

　　然而，尚不清楚食用轉基因玉米所發現的毒性是由于引入的Bt毒素的存在還是由于轉基因過程帶來的一些意想不到的變化。這是大多數從轉基因生物身上發現危害的動物喂養研究的共同局限。例如，轉基因Bt作物的動物喂養研究并不是為了區分Bt毒素產生的毒性和轉基因作物的其他成分，這些成分在轉基因轉化過程中被無意地改變了。

　　為了區分觀察到的毒性是由Bt毒素引起還是由轉基因過程引起的變化，需要設計食用添加了Bt毒素的非轉基因玉米喂養的動物作為對照組，并保證Bt毒素添加量與轉基因玉米中發現的水平相同。此外，為了確保等同于轉基因飲食，這需要從轉基因玉米中分離出bt毒素，然后將其添加到非轉基因玉米中。這種對轉基因bt毒素的分離是困難的，這就是為什么該種對照組不包括在動物喂養研究中的原因。

　　問題三

　　這些發現與其他研究有何關聯？

　　答：轉基因動物腸道絨毛異常與其他研究結果一致。例如，在一項研究中，食用轉基因Bt土豆的小鼠（mice）小腸絨毛細胞過度生長和細胞異常[6]。在另一項研究中，食用表達不同殺蟲蛋白（galanthus nivalis electin或gna）的轉基因土豆的小鼠的小腸和小腸絨毛細胞過度生長[7]，暗示了癌前狀態。

　　在對兩個轉基因Bt玉米品種的90天行業贊助的大鼠喂養研究的綜述研究中，研究者還發現了肝和腎毒性的跡象[8]。在一項三代研究中，喂養轉基因Bt玉米的大鼠顯示肝和腎受損，且血液生化發生了變化[9]。

　　問題四

　　歐盟資助的GMO90+研究是否與本研究的結果相矛盾？

　　答：一項由歐盟資助的研究稱，轉基因MON810玉米在6個月的時間內在Wistar大鼠體內進行了轉基因MON810試驗，與非轉基因的等基因品種相比，轉基因飲食沒有對該大鼠表現出“不利影響”。[10]然而，該研究[10]在設計和解釋上與研究[1]和[2]不同，因此不具有可比性。

　　首先在設計上，盡管兩項研究使用相同的轉基因轉化“事件”（MON810）評估轉基因玉米，但這一點在玉米品種的不同背景遺傳學中存在，意味著它們不具有可比性。因此，從一項研究中獲得的結果不會“抵消”另一項研究的結果。

　　第二，最關鍵的是，解釋上的差異在于：在歐盟資助的研究中，轉基因喂養的大鼠發現了一些統計學意義上的顯著差異，但作者認為這些差異與生物學無關，沒有科學依據[10]。事實上，了解這些變化是否與生物學有關的唯一方法是將研究時間延長至6個月以上至兩年以上，這將給任何長期健康影響的充分顯現留出時間。相比之下，研究[1]和[2]并沒有忽略轉基因喂養大鼠的顯著差異，而是對此進行仔細對待。

　　此外，在歐盟資助的研究中，所有使用的飼料（包括對照飼料）均受到除草劑成分草甘膦殘留的污染[10]。這可能會給結果帶來“數據噪音”，意味著由于飲食中的轉基因成分而產生的任何變化都可能被掩蓋。

　　問題五

　　研究時間的限制是什么？

　　答：本研究對大鼠的健康狀況進行了兩個階段的調查：45天和91天。后者僅相當于人類9年左右[11]。即使在這個相對較短的時期內，研究亦發現轉基因喂養大鼠的器官受到了嚴重損害。然而，人們一生中都可能吃轉基因食品，因此，應該進行長期（2年）的動物喂養研究，看看在這個實驗中轉基因喂養的大鼠中發現的變化是否會發展成更嚴重的疾病或導致壽命縮短。

　　問題六

　　研究中是否有足夠數量的老鼠？

　　答：在轉基因飼料喂養研究中，對于每組應包括的大鼠數量，沒有商定的標準。然而，本實驗中使用的數字（每組10個）與通常用于聲稱轉基因生物是安全的研究中使用的數字相當 [12]，它也與轉基因公司在支持監管批準的研究中使用的數字（通常在5到20之間變化）相當[13]。

　　經濟合作與發展組織（OECD）制定了國際化學品動物試驗標準，以支持監管部門的批準，該組織建議對每種性別的動物進行20只中期毒性研究。然而，每組只有10只動物（50%）需要進行血液和尿液化學分析[14]——與本研究中分析的數量相同。因此，這項研究收集了與OECD標準相同數量的老鼠的數據，但與其建議不同，100%的動物被分析。這是一種僅分析50%動物的優越方法，因為“選擇偏差”（選擇要分析或記錄數據的動物）是不可能的。

　　問題七

　　所有實驗鼠均為雄性，這是限制嗎？

　　答：理想情況下，應該包括兩性，因為轉基因玉米已經在工業資助的喂養研究中被發現以不同的方式影響男性和女性[8]。然而，這項研究針對雄性的研究仍然提供了有價值的信息。

　　問題八

　　這項試驗中測試的轉基因作物是目前市場上典型的轉基因作物嗎？

　　答：這項實驗測試了一種單一性狀的轉基因作物，但目前市場上的大多數轉基因作物都含有多種（“堆積”）性狀，例如，幾種不同的Bt毒素和具有除草劑耐受性的基因。未來的動物喂養研究應該集中在新的堆疊性狀作物，與除草劑和其他化學物質一起種植，這些化學物質通常用于種植周期。

　　參考文獻：

　　[1]Gab-Alla AA, El-Shamei ZS, Shatta AA, Moussa EA, Rayan AM. Morphological and biochemical changes in male rats fed on genetically modified corn (Ajeeb YG). J Am Sci. 2012;8(9):1117–1123. https://www.academia.edu/3138607/Morphological_and_Biochemical_Changes_in_Male_Rats_Fed_on_Genetically_Modified_Corn_Ajeeb_YG_. Accessed January 14, 2014.

　　[2]El-Shamei ZS, Gab-Alla AA, Shatta AA, Moussa EA, Rayan AM. Histopathological changes in some organs of male rats fed on genetically modified corn (Ajeeb YG). J Am Sci. 2012;8(10):684–696. https://www.academia.edu/3405345/Histopathological_Changes_in_Some_Organs_of_Male_Rats_Fed_on_Genetically_Modified_Corn_Ajeeb_YG_. Accessed January 14, 2014.

　　[3]American Liver Foundation. ALF NAFLD and NASH Overview 2018.; 2018. https://liverfoundation.org/for-patients/about-the-liver/diseases-of-the-liver/non-alcoholic-fatty-liver-disease/.

　　[4]National Institute of Diabetes and Digestive and Kidney Diseases. Kidney disease statistics for the United States. niddk.nih.gov. https://www.niddk.nih.gov/health-information/health-statistics/kidney-disease. Published 2016. Accessed February 18, 2019.

　　[5]Shatta AA, Rayan AM, El-Shamei ZS, Gab-Alla AA, Moussa EA. Comparative study of the physicochemical characteristics of oil from transgenic corn (Ajeeb YG) with its non-transgenic counterpart. Austin Food Sci. 2016;1(5):1023. http://austinpublishinggroup.com/food-sciences/fulltext/afs-v1-id1023.php. Accessed February 3, 2019.

　　[6]Fares NH, El-Sayed AK. Fine structural changes in the ileum of mice fed on delta-endotoxin-treated potatoes and transgenic potatoes. Nat Toxins. 1998;6(6):219-233. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/10441029.

　　[7]Ewen SW, Pusztai A. Effect of diets containing genetically modified potatoes expressing Galanthus nivalis lectin on rat small intestine. Lancet. 1999;354(9187):1353-1354. doi:10.1016/S0140-6736(98)05860-7

　　[8]De Vendomois JS, Roullier F, Cellier D, Séralini GE. A comparison of the effects of three GM corn varieties on mammalian health. Int J Biol Sci. 2009;5:706–26. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/20011136 http://www.biolsci.org/v05p0706.htm.

　　[9]Kilic A, Akay MT. A three generation study with genetically modified Bt corn in rats: Biochemical and histopathological investigation. Food Chem Toxicol. 2008;46:1164–70. doi:10.1016/j.fct.2007.11.016

　　[10]Coumoul X, Servien R, Juricek L, et al. The GMO90+ project: absence of evidence for biologically meaningful effects of genetically modified maize based-diets on Wistar rats after 6-months feeding comparative trial. Toxicol Sci. 2018. doi:10.1093/toxsci/kfy298

　　[11]Sengupta P. The laboratory rat: Relating its age with human’s. Int J Prev Med. 2013;4(6):624-630. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3733029/. Accessed January 13, 2019.

　　[12]Snell C, Aude B, Bergé J, et al. Assessment of the health impact of GM plant diets in long-term and multigenerational animal feeding trials: A literature review. Food Chem Toxicol. 2012;50(3–4):1134-1148. http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0278691511006399.

　　[13]Ricroch AE, Boisron A, Kuntz M. Looking back at safety assessment of GM food/feed: an exhaustive review of 90-day animal feeding studies. Int J Biotechnol. 2014;13(4):230-256. doi:10.1504/IJBT.2014.068940

　　[14]Organisation for Economic Cooperation and Development (OECD). OECD guideline no. 408 for the testing of chemicals: Repeated dose 90-day oral toxicity study in rodents: Adopted 21 September 1998. 1998.

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