基因食物面面觀

※科學知識53期第25-33頁

　　近年來，由於基因轉殖作物與基因改造食品(簡稱基因食物)迅速進入消費市場，而引起全球關心此項新科技，是否會對人類健康及生態環境與生物多樣性帶來負面影響。目前我國大宗糧食作物，多半仍由北美地區主要基因轉殖作物生產國家進口，因此，大多數的糧食原料與加工產品，或多或少都含有部分基因改性生物體(Genetically Modified Organisms, GMOs)成分。另一方面，目前我國雖尚未有獲正式核准的GMOs商業種植，但一些基因轉殖作物已完成研究開發階段，等待上市許可評估辦法。因此，為我國日後的民生福祉、經貿與科技發展設想，我國亟需建立一套完整並合乎國際規範的基因改造食品管理辦法與標示制度。

基因轉殖作物及基因改造食品的定義

　　基因改造，是以人為的方法，改變物種的基因序列，通常涉及將某種生物的某個基因，從一連串的基因中分離，再植入另一種生物體內。藉由外來基因的表現(expression)，而達到改變生物的性狀，所得生物稱為基因改性生物體(GMOs)，此種農作物則被稱為基因轉殖作物(transgenic plants)。例如，科學家看中了一種北極魚的基因，認為它有防凍的作用，於是將其分離抽出，再植入蕃茄之內，育成新種的耐寒蕃茄。

　　各種生物都有其特殊的基因。基因決定了每個細胞要做什麼，並且代代相傳。基因確保了生物傳宗接代的穩定性。在自然界的規律下，交叉繁殖只會在相同的物種之內發生。但是，基因工程將抽取一物種(例如，北極魚)基因，轉移到不同物種(例如，蕃茄)，從而創造成前所未有的嶄新品種(例如，北極魚蕃茄)，它們不是透過大自然本身正常演化而產生的物種，將這些人造的生物體放在自然環境中，會帶來什麼後果，目前還是未知數。

　　食品所使用的原料如果含有基因轉殖作物，可被歸類為基因改造食品(Genetically Modified Food, GMF)。

作物育種與基因改造的目的

　　雖然在過去十年來，農作物單位面積的生產量明顯增加許多，但是面對未來愈來愈多的人口、水資源的減少以及土地利用的限制，全球農作物的生產力仍備受考驗。如果能適當的應用生物技術，則除了使農業耕作環境更符合生態需求之外，對於餵養全人類的目標，更是多一份機會。

　　人類應用育種技術改良生物特性，其最初目的，就是餵養全球人口，在1998年時全球人口約為58億人，但預估到了2025年時，全球人口將會增加到80億人，亦即在三十年間人口會增加38%。因此，未來三十年內人類最大的挑戰將是糧食安全供應問題。而單以傳統植物育種技術，已經無法使糧食生產加速符合未來2025年增加到80億人口的速度。因此，以生物技術來改良作物，增加農業生產力，已經是未來人類生存必須的趨勢。

　　近年來，全球生物技術快速發展，許多基因轉殖作物已成功開發出來。基因轉殖作物，從農民耕作上的需求及農產品市場上的要求，具有下列優點。

(1)	農民的需求：　　抗病蟲害，耐除草劑，改良農藝性狀(耐旱、耐鹽、耐低溫)，改良採後品質(延遲果實後熟、延遲花瓣老化；增加高固形物、高澱粉或高甜度)，輔助育種程序(雄不稔、雜交種子生產)，改良營養成分(如富含methionine、lysine、維生素A等)。
(2)	農產品市場的要求：　　市場導向，一致性，高品質，耐運輸，耐儲藏，新鮮，多樣化。

　　就正面的角度來看，利用現代農業生物技術生產基因食物，有下列幾項好處：

(1)	增加耕地產量，解決糧食短缺。
(2)	減少農藥使用，避免環境污染。
(3)	節省生產成本，降低食物售價。
(4)	增加食物種類，提升食物品質。
(5)	改進食物營養，提高附加價值。
(6)	促進生產效率，帶動相關產業發展。

基因食物的發展現況

　　世界上第一個獲准上市的基因食物是1993年美國FDA所准許的蕃茄。至今約有7～8年光景，各種類型的基因食物不斷推陳出新，大致上可分為下列幾種類型：

(1)	增產型：利用轉殖或修改相關基因，如分化、耐除草劑、抗逆境、抗蟲害基因而達到增產效果。
(2)	控熟型：藉由修改或植入與控制成熟有關的基因，以使作物成熟期提前或延遲，錯開盛產期，以供應市場需求。
(3)	營養型：植入糧食作物中所缺乏的營養素生產基因，而生產高營養價值的作物，以避免營養素的缺乏症。如黃金米(golden rice)即是含有維生素A的稻米。
(4)	保健型：例如轉殖病源體抗原基因或毒素基因至糧食作物或果樹中，藉由食物的攝取而獲得疫苗。或是將預防疾病(動脈粥狀硬化或骨質疏鬆症)的食物成分相關基因植入作物，以獲取保健上的功效。最近剛發展成功的無咖啡因茶與咖啡亦屬此類型。
(5)	新品種：利用基因重組技術形成新品種，改善原產品的品質、質地、風味或顏色，以適應或開拓市場。
(6)	加工型：為從事食品加工時所需而研發的基因改良食品。

　　由於美國政府寬鬆的態度與企業界的積極研發，北美地區自1990年代開始有計畫地大規模推出基因轉殖作物，迅速搶占全球市場。數年間幾已席捲全球農業生產態勢。在北美洲國家的強力推動與品種競爭的商業優勢下，基因轉殖作物的發展，已由1987年僅5種進行小規模田間試驗，擴展至1999年底時52種植物，5,375項與24,346區的田間試驗;商業栽培也擴展到1996年全球的430萬公頃，再迅速增加到1999年全球約1億公頃(美加8,100萬公頃，阿根廷1,600萬公頃，中國100萬公頃，澳洲100萬公頃;南非、墨西哥、西班牙、葡萄牙、羅馬尼亞、烏克蘭等國亦有小量栽培)。商業栽種基因轉殖作物的國家，也從1992年的1個國家(中國，但規模不大)，到1996年6個國家，1998年9個國家，1999年底增加至12個國家。其中美國栽種面積所佔比例(1999年)，基因轉殖玉米37%、黃豆47%、棉花48%、油菜35%。根據ISAAA(International Service for the Acquisition of Agri-biotech Applications)的統計，1995-1999年間，基因轉殖作物銷售金額迅速增加四倍達到22億美元，並估計到2001年時將達250億美元。並不出乎意料地，大部份GMOs商業栽種都在工業化國家，而且大多數基因轉殖作物掌握在少數大公司(如Monsanto，Novartis，AgrEvo，Dekalb Genetics Corp，Plant Genetic Systems，Rhone Poulanc，Zeneca等)。國際間現已警覺其嚴重性，因此，包括WTO, FAO, APEC, UNEP, UNIDO, OECD, CBD等重要國際組織，已著手規劃研擬規範制度。其目的與理由，並非僅單純就其產品安全性考量，其中並包含政治、經濟、貿易、環境影響等複雜因素。

　　一般上市的基因轉殖作物性狀包括：具抗蟲害、耐除草劑或抗疫病等植物保護性狀，具特殊功能或風味，以及具有改良營養性狀等三類，已商品化的基因轉殖作物有：

(1)	大豆：耐除草劑大豆「Roundup Ready」以及含高量油酸的大豆，不過此種含高量油酸的大豆栽種面積不大。目前市面上的基因轉殖大豆99%為耐除草劑大豆。
(2)	玉米：目前美國已商品化的基因轉殖玉米，有抗蟲害及耐除草劑兩種。前者約占三分之二，都是導入蘇力菌(BT)毒素基因的品種；耐除草劑的基因轉殖玉米則有三種品牌，分別是抗「Roundup」及「Liberty」兩種除草劑。
(3)	油菜：基因轉殖油菜都是耐除草劑品種，另外還有種子中含高量月桂酸的品種。
(4)	棉花：由於棉花是非常怕蟲害，栽培時所使用的農藥一半是在殺害蟲。基因轉殖棉花不但可達抗蟲害目的，且雜草管理較為方便，因此大受農民歡迎。目前有抗蟲害棉花「Bollgard」與耐除草劑棉花「Roundup Ready」、「BXN Cotton」等三種。
(5)	蕃茄：基因轉殖的「甜味蕃茄(Flavr Savr)」是最早研發成功的基因轉殖作物，1994年引進美國，目前已停止販賣，正進行品種改良，但由其製成的罐頭仍十分受到歡迎。由於導致蕃茄細胞軟化的酵素已透過基因轉殖技術受到抑制，所以不易腐爛；同時蕃茄的果膠含量增加，也可以減少加工殘渣量，降低加工成本。
(6)	稻米：由日本菸草產業公司與美國孟山多公司合作研發出蛋白質含量較低的基因轉殖水稻，其他公司所研發的目標則包括改良水稻的碳水化合物、蛋白質、油脂等成分，以及含高量維生素A等。
(7)	馬鈴薯：最早研發成功的基因轉殖馬鈴薯，具有抗蟲害及耐除草劑的特性，但目前正研究的項目則是水分含量少、硬度高、收穫後不變色、加工過程中可抑制油脂吸收的低熱值品種等。
(8)	果樹：由康乃爾大學及夏威夷大學共同研發成功的抗病毒木瓜，是第一件成功的基因轉殖果樹。
(9)	甜菜：目前有耐除草劑的基因轉殖甜菜，荷蘭也研發出高果糖含量的甜菜品種，預計基因轉殖甜菜的商品化栽種即將展開。
(10)	小麥：小麥以及大麥類的基因轉殖作物目前尚無成功上市案例出現，但已有耐除草劑及抗病毒的品種在美國進行田間試驗，研究方向為改變光合作用代謝路徑，以改進加工特性等，預料不久將來會有基因轉殖產品上市。

　　基因轉殖作物發展十多年來，至少有120種植物被轉殖成功。目前美國所生產的農產品中，約有三分之一的玉米、二分之一的大豆，及二分之一的棉花為基因轉殖作物。

　　對農民而言，基因轉殖作物有容易管理、單位面積產量高及減少殺蟲劑用量等優點，而基因轉殖作物也從早期的單一基因性狀修飾，如耐除草劑、抗蟲害、抗微生物等，發展到多基因性狀的修飾，如光合作用效率、天候耐性，乃至改變油脂組成、酵素活性、增進營養價值等。研究人員甚至利用基因轉殖作物作為生產高價值產品，如酵素、生技藥品、疫苗等的反應器。

消費者對基因食物的疑慮

　　為了供應全球越來越多的人口所需糧食及解決工業急速發展所帶來的生態環境問題，生物技術已被公認為二十一世紀的明星科技。但在發展生物技術之同時，人類也為了其可能衍生的後遺症傷透腦筋。

　　目前雖然尚無法直接證實基因食物是否對人體及環境有害，仍在爭論疑慮階段，但對基因轉殖作物潛在於環境的風險有(1)植物本身產生不想要的性狀，(2)來自基因轉殖作物的基因對其他農作物的衝擊，(3)影響生態環境的生物多樣性(新病毒、新種雜草、新種害蟲)。而食用基因改造食品時，(1)是否有毒？(2)是否會引起過敏性反應？(3)是否會增加微生物對抗生素的抗性等疑慮？

基因食物引起的爭議

　　近年來世界上生物技術進展神速，尤以植物方面，已有多種作物經由人為基因轉殖技術，將抗病蟲害、耐除草劑、提高品質等優良性狀的基因成功地轉移至目標作物上，並且已經商業化大規模生產;已引起世界性對於生態環保、食品安全、國際貿易與智慧財產權等議題的爭議。世界主要GMO產品進口國家乃紛表態要採取嚴格的上市審核與要求標示(labeling)等管理措施。這些限制性措施的實施，已直接衝擊GMO產品的國際貿易，也引起美國等GMO產品生產國的關切與抗議。

　　在安全的議題上，發展植物生物技術最關鍵性問題，在於基因轉殖作物及基因改造食品從研究發展到產品上市過程中的管理問題。目前各國都希望能找出一個可以兼顧科技發展與民眾消費安全性的管理措施。

　　對於基因轉殖作物及基因改造食品的管理措施，目前各國所制定的各項措施以及法規尚有若干差異。

國際上對基因食物管制規範的發展趨勢

　　歷經5年的爭議，聯合國終於在蒙特婁召開的生物多樣性公約第一次臨時締約國會議(Conference of the Parties to the Convention on Biological Diversity)中，通過「生物安全議定書(Biosafety Protocol)」。該議定書全文計40條，並包含3個附錄。其目的係希望規範基因改性活生物體(Living Modified Organisms, LMOs)的國際間運輸安全問題，進而確保生物技術不至於對生物多樣性保育與永續利用有不利影響。雖然該議定書並未觸及是否針對GMO產品銷售進行標示，但一般認為國際間對於GMO產品實施銷售標示將是預料中之事，因此，GMO產品的定義與標準的規定相當重要。該議定書於2000年5月於肯亞奈諾比公開簽署，並將於50個會員國國會批准的三個月後生效。卡塔赫納生物安全議定書(Cartagena Protocol on Biosafety)的規範概念如下：

　　依循里約宣言，凡對生物多樣性保育及永續利用可能有不利影響，且考量對人體健康風險的所有LMOs(例外：醫藥用及科學研究用)的越境轉移、過境、裝卸及利用，應訂立預先防範措施。

(1)	預警原則(Precautionary Principle)：各國若擔心基因改造產品可能危害人體健康，或會破壞自然環境，即便無法執行評估或缺乏完整科學證據確實有害的情況下，仍有權限制此類基因改造產品的進口。LMOs的越境轉移著重在「事先告知同意程序(advance informed agreement procedure)」和「應用合適方法」，不再只限制於締約國間才可以進行轉移。
(2)	規定進口直接供作食物、飼料或加工用的LMOs應附有單據，明確說明其中「可能含有LMOs」，惟現階段並未強調原料或加工食品的標示。在議定書生效兩年後再討論是否需要更詳盡的標示。
(3)	保留WTO協議下締約國的權利與義務(該議定書所採行的貿易措施是否符合WTO的規範及二者間的調和問題，已引起國際間的注意與討論)。

基因改造食品的安全性及其標示問題

　　基因改造食品可能是基因轉殖作物本身，或者是作為食品配料用的基因轉殖作物的代謝產物。目前基因轉殖作物本身作為食用者爭議頗大，作為食品配料用者爭議性較低。基因轉殖作物已廣泛上市，且多為本身作為食用者，是目前爭議的焦點。作物以基因重組技術育種與傳統交配育種的差異，在於傳統交配育種的基因來源只限於同一物種間，但是利用基因重組技術導入作物的基因則無物種界限，可以是微生物、植物或動物來源的基因，這可能是造成大眾對基因轉殖作物的安全性多所疑慮的一個重要因素。世界各國亦非常重視GMO產品的安全性問題，並訂定相關的評估辦法及管理規範。安全性問題包括基因轉殖作物對生態環境的影響，及基因轉殖作物作為食品及飼料用的安全性。由於GMO產品的安全性目前並無有效的評估方法，且其對人體或環境的影響可能須長時間才會顯現。因此，現階段無法斷言GMO產品的安全性，須俟完整且具科學根據的評估方法建立後，才能解決GMO產品安全性的爭議。在GMO產品安全性尚無定論前，各國政府的立場依其商業利益、環保勢力與消費者認知而異。美、加兩國採取積極鼓勵態度，歐洲多數國家、日本及紐澳則持較嚴謹的立場，從而衍生各種經貿糾紛。目前世界各國執行基因改造食品標示制度的現況如下：

已制定標示法的國家	德國、丹麥、法國、芬蘭、希臘、英國、瑞典、荷蘭、挪威、瑞士、奧地利、義大利、西班牙、葡萄牙、比利時、盧森堡、愛爾蘭
即將執行標示制度的國家	韓國、日本、澳洲、紐西蘭、俄羅斯
其他各國的情況	巴西－憲法上已要求建立標示法，但制度仍未建立。美國－「食品藥物管理局」正考慮就基因改造食品進行公聽會，收集公眾意見，以決定是否訂定標示法。加拿大－國內仍對此議題有所爭議，未有任何進展。中國－將基因改造食品列為「新資源食品」，需通過委員會審核並貼上所屬標籤，但針對標示制度的相關法令，仍在研究中。
中華民國	衛生署對基因改造食品的管理，將依據2000年2月新修正的食品衛生管理法，公告「基因改良食品查驗登記辦法」，並依已研擬完成的「基因改良食品安全評估方法」進行申請案件的審查，同時亦將公告「基因改良食品標示辦法」，此三項法規來形成我國的管理體系。

　　亞洲地區，日本在1999年即立法規定包括豆腐、毛豆、玉米澱粉等三十項食品以科學方式檢驗是否為基因改造食品作為義務標示對象；過去厚生省雖不同意基因改造食品須特別標示，但受到來自消費者強大壓力，於去年初提出基因食品標示規範，並自2001年4月起實施，要求攙混GMO的比例達5%以上者即須標示。韓國對基因改造食品的管理規範也預計於今年實施；馬來西亞目前也緊密研擬相關法規。

　　歐盟自1997年即規定基因轉殖作物必須標示;1998年進一步規定利用GMO產品製造的食品也應標示;去年更規定所有食品若含1%以上的GMO成分就必須標示。英國自去年九月起所有餐廳、咖啡廳及外賣點，若有使用基因改造食品就必須標示於菜單上，否則將受重罰。

　　美國專家並不太擔心現在市面上的基因轉殖作物會對人體產生不良影響，因為這些所謂第一代的基因轉殖作物，只是改良一些性狀，包括成長速度、抗病、抗蟲、耐旱等特性，這些只需改變簡單少數基因即可做到，不致影響食品成分。第二代是改良主要成分，也就是改變作物的澱粉、糖質、蛋自質、維生素等成分的含量，此種改變的路徑很複雜，牽涉到很多基因。美國人通常不會刻意分辨第一代基因轉殖作物與非基因轉殖作物，因為他們認為那些根本不是新東西(實質等同)，不需強制標示，但對於第二代基因轉殖作物，例如，一種提高維生素含量的黃金米，就要求必須標示。

　　至於我國，衛生署已草擬「基因改良食品之安全性評估方法」，並邀集學者專家研商，現階段正積極邀請相關業者對基因改造食品標示規範的對象(如原料或所有含基因改造成分的食品)及不同的標示方法(如「強制性正面標示」或「自願性負面標示」)，分別估算所增加成本。經過多次研商，GMO容許量暫定為5%，超過該容許量的食品即定位為基因改造食品。由於對高層次加工產品在檢測上的困難度高，所以，對於基因改造食品的管理究竟該對那些項目、產品、加工層次進行標示，以及標示方法、含量標準等，目前衛生署食品衛生處仍聽取各方意見，預計於今年初公告實施。

我國對基因食物的管理現況及因應措施

　　目前國內有關食品安全的法規為「食品衛生管理法」，該法明定中央主管機關為衛生署，在農產品方面的分工，田間試驗階段的管理為農委會權責，上市後或製成加工品的食品安全管理則為衛生署權責，至於進口大豆及玉米供為飼料用的管理，依據「飼料管理法」亦為農委會權責。有關國內對GMO產品的管理，目前僅農委會分別對植物及動物訂有田間試驗管理規範。此外，近來衛生署已著手研訂「重組DNA技術衍生食品的安全性評估準則」，預定於近期內完成法規，以規範GMO食品的消費安全性評估及標示事宜。

　　鑒於目前有關GMO產品的安全性與貿易等相關議題尚無定論，同時國際間對GMO產品貿易及管理規範的意見仍甚分歧，有關GMO產品的管理應朝下列原則進行：

(1)	目前國內有關GMO產品從研發到商品化相關管理法規尚未完備，應加速制定。
(2)	衡諸國際間各國對GMO產品的關切與爭端，採行GMO產品標示制度為大勢所趨。標示制度可施行的方式甚多，究竟係採用強制性或志願性標示，宜考量國內外情勢，以科學根據為基礎，及早研擬兼顧消費者認知及生技產業發展的GMO標示規範。
(3)	有關GMO產品的生物安全性、對生態環境及生物多樣性等層面的影響等相關資料仍甚缺乏，應加緊蒐集相關資訊。
(4)	加強有關GMO產品的正確資訊宣導，將GMO產品的研發、安全性評估及相關知識，經由資訊傳播教育廣大的消費者。

　　又鑒於GMO產品管理所涉及的層面甚廣，包括國際經貿、食品衛生、環境保護、智慧財產權、產業安全等議題，與經濟部、衛生署、環保署及農委會等相關部會均有關聯。農業生技相關產業應加強蒐集相關資料並進行研析，以妥為因應GMO產品議題在國際間的發展情勢。

（九十年春季大眾科學講座90.3.17）