Abstrakt

Tak dlouho, jak rizika pro lidské zdraví z transgenních rostlin zůstávají spíše potenciální než skutečné, a, v každém případě, se objeví nižší, než ty od tradičního šlechtění rostlin, posouzení nebezpečnosti nemusí být rozsáhlé. Vzhledem k současným postojům veřejnosti k transgenním rostlinám je však nezbytné, aby tyto testy, které jsou vyžadovány, byly založeny na logice, na zdravé vědě a v souladu s nejlepší vědeckou metodologií. To je zejména případ testování potravinové alergenicity. Současné testování je do značné míry nepřímé a vychází ze srovnání s jinými známými potravinovými alergeny. Vývoj přímých testů, které zahrnují interakci mezi skutečným transgenním proteinem a imunitním systémem, je nezbytný, pokud má být obnovena důvěra v regulační systém.

autor získal některé informace pro tento článek, když sloužil na Národní Rady pro Výzkum/National Academy of Science výbor, který produkoval zprávu s názvem „Geneticky Modifikované Pest-Chráněné Rostliny“ (NRC, 2000). Zatímco já jsem opravdu vděčný za příležitost, aby sloužil s to odlišit výboru, a pro všechny interakce s nimi, je třeba zdůraznit, že neexistuje žádná souvislost, formální nebo neformální, mezi tímto článkem a buď členy výboru nebo jeho produktu. Jakékoli názory, které jsou zde vyjádřeny, ať už se shodují s názory vyjádřenými ve výše uvedené zprávě, představují osobní znalosti a přesvědčení autorů.

stručná odpověď na otázku položenou v nadpisu by bylo, že to je v protikladu k vědecké filozofie se domnívají, že další výzkum bude snížit nejistotu, ale je také pravda, že důvěru veřejnosti, v současné klima, má to málo, pokud něco společného s vědou. Před podrobnějším prozkoumáním těchto odpovědí musí být stanoveny určité námitky o procesu. Za prvé, zatímco posouzení nebezpečnosti na své nejlepší je relativně vědeckých a přímočaré, posouzení rizik je nepřesné řízení zahrnující předpoklady, faktory nejistoty, a výchozí hodnoty v hojnosti. Tím pádem, v nejlepším případě, hodnocení rizik poskytuje rozumný odhad; v nejhorším případě sotva stoupá nad úroveň numerologie. Regulace potenciálně toxických materiálů se dále neprovádí pouze na základě posouzení rizik. Kromě toho, nařízení zahrnuje také politický proces, který vedl k relevantní právní předpisy, jakož i veřejné mínění vyjádřené veřejné zájmové skupiny s různými motivy a tvarované často i méně-než-mediální expert. Riziko je však relativní a tento rozhodně byzantský proces může představovat nejlepší možný způsob, jak společnost naznačit, jak velké riziko je ochotna v určitém časovém okamžiku podstoupit. Role toxikologa je jednodušší: analyzovat existující data tak jednoznačně, jak je to možné, provádět nejlepší experimentální posouzení nebezpečnosti, usilovat o více vědy založené na hodnocení rizik, a prezentovat výsledky v přehledné a nepředpojatě.

hodnocení rizik se obecně skládá ze 4 kroků (Hodgson a Levi, 1997; NRC, 1983): hodnocení rizik, hodnocení odpovědi na dávku, hodnocení expozice a charakterizace rizik. To se obvykle provádí tak, aby kvantitativní hodnocení se provádí na výrobku, spíše než proces, který vede k produktu, a to je základní úvod 2 další kroky: komunikace o riziku a řízení rizik.

vzhledem k tomu, že zlepšení některého ze 4 kroků by mělo snížit nejistotu a zvýšit rozsah, v jakém je hodnocení založeno na vědě, lze je individuálně řešit, pokud jde o současný stav a budoucí potřeby. Současně by měla být položena otázka, zda se genové produkty, které představují hrozbu pro lidské zdraví, vyskytnou častěji v transgenních rostlinách než v rostlinách produkovaných tradičním genetickým křížením. Na jedné straně, tradiční genetické kříže zapojit rekombinace velkých částí genomů, včetně mnoha neznámých genů, stejně jako geny důležité pro šlechtitelů rostlin, čímž dává vzniknout mnoho nových kombinací genů a potenciální genové produkty. Tradiční šlechtění rostlin bylo prováděno na základě pokusů a omylů po staletí, možná tisíciletí, a se značnou vědeckou přísností po celé století nebo více. Transgenní rostliny, v kontrastu, byly vyrobeny pouze v posledních 2 nebo 3 let a obvykle se liší o jeden, nebo nanejvýš malé číslo, genů od rodičovského kmene, umožňující argument, že jsou méně pravděpodobné, že ke vzniku nových, potenciálně nebezpečných genových produktů. Tento argument lze vyvrátit zjištění, že geny zájem transgenní rostliny mohou být čerpány z jakéhokoliv živého organismu, což vede ke genové kombinace, schopné produkovat nové a nepředvídatelné produkty s novými a nepředvídatelnými účinky. Je však pravda, že molekulární techniky pro výrobu nových odrůd plodin jsou ve skutečnosti pouze novými metodikami ve velmi staré lidské činnosti.

Navzdory skutečnosti, že nebezpečí z transgenních rostlin jsou spíše potenciální než reálná, a že rizika spojená s novými odrůdami rostlin byly primárně je jim přiřazen program tradiční non-transgenní metody šlechtění rostlin, několik zákonů, které navrhuje pozměnit Jídlo, Lék a Cosmetic Act byly zavedeny do obou komor Kongresu. Goldman (2000) podrobně diskutuje o těchto navrhovaných aktech a poukazuje na právní i ústavní problémy. Její závěr je následující: „GEFSA i GEFRKA jsou v rozporu se základními principy regulace potravin a současnými vědeckými poznatky o bioinženýrských potravinách. Zákony týkající se bezpečnosti a označování bioinženýrských potravin nebo regulace jakékoli nové technologie by měly být založeny na zdravé vědě.“

zdá se, že žádost o rozhodnutí založená na zvukové vědě padla na hluché uši v případě kukuřice Starlink. Tato kukuřice odrůdy byl schválen pro použití u zvířat, ale ne lidské jídlo, na základě přítomnosti Cry9C, Bacillus thuringiensis (Bt) protein považována za možný lidský alergen. Toto rozhodnutí bylo založeno především na bílkoviny stabilitu, a to bez jakékoliv přímé posouzení nebezpečnosti, a skutečnost, byl ignorován, že i podle nejhorších scénářů expozice člověka by bylo řádově méně, než je nutné pro citlivější jedince a vést k alergické reakce na následné expozice (Anon, 2000).

vzhledem k obtížím spojeným s dodržováním takového omezení by se zdálo nevyhnutelné, že vzniknou problémy. Na podzim roku 2000 byly objeveny důkazy o použití kukuřice StarLink v skořápkách taco a slovy Jocelyn Kaiser (Kaiser, 2000) „rozpoutalo se peklo.“Navzdory neúspěchu najít strukturální podobnosti mezi Cry9 bílkovin a známé potravinové alergeny a stanovisko EPA-jmenován expert panel, který poznamenal, že pravděpodobnost poškození citlivých lidí prostřednictvím alergické reakce byl nízký, masivní odvolání bylo zahájeno trestní propouštění byly provedeny, a veřejnost byla podrobena alarmující směs informací, dezinformací a dezinformace. Jasně, vzhledem k této reakci veřejnosti, bude to již nebude možné pro EPA regulovat kukuřice nebo jiných potravin obsahujících Cry9 proteinů na základě spolehlivých vědeckých sám. Lze se jen divit, jaký by mohl být nový základ.

nařízení omezující používání různých potravinářských rostlin tak všudypřítomných jako kukuřice ke krmení zvířat, ale nikoli k lidským potravinám, by se při zpětném pohledu mohlo zdát katastrofou. Obrovská katastrofa byla nedávno objasněna ve vynikajícím shrnutí současné situace (Thayer, 2001). Thayer poskytuje vynikající shrnutí povahy kukuřice Starlink, historie jejího vydání, a výsledné problémy. Projednávají se soudní spory a soudní spory, stejně jako názory odborné komise EPA na možnost účinků na lidské zdraví, konkrétně alergenicity.

Posouzení Nebezpečnosti

i když, v případě syntetických organických chemických látek, mnoho, ne-li všechny, z posouzení nebezpečnosti je odvozen od plánované pokusy s řízeným expozic; v případě geneticky modifikovaných a jiných rostlin, často je z evidence incidentů.

Sekundárních rostlinných látek (tzv. alelochemikálií), mohou být toxické pro savce, včetně člověka (Senti a Rizek, 1974) a změny koncentrací těchto sloučenin, zda přinesla transgenní nebo tradiční genetických modifikací, jsou vnímány jako potenciální nebezpečí. Ačkoli nebylo popsáno dost případů, které by umožňovaly zobecnění, zdá se, že nové odrůdy vyvinuté tradičním křížením vykazují poněkud vyšší toxicitu pro člověka než transgenní odrůdy. Například brambory obsahují toxické glykoalkaloidy, které jsou ve většině odrůd v hlízách relativně neškodné koncentrace (Friedman a McDonald, 1977). Nicméně, Lenape odrůdy Solanum tuberosum x S. chacoense kříž vyvinut tradičních metod (Sturckow a Nízké, 1961) pro rezistenci škůdců, nebyl propuštěn pro všeobecné výsadbu z důvodu nemoci způsobené požitím hlíz s vysokým obsah alkaloidů (Zitnack a Johnson, 1970). Další odrůda brambor (Magnum Bonum) populární ve Švédsku byla z podobných důvodů stažena z trhu (Hellenas et al., 1995).

je také možné spojit enzym a substrát tak, aby vznikly nové a případně toxické sekundární rostlinné chemikálie. Opět u brambor, a tradiční křížení. S. brevidens, a. S. tuberosum, potomstvo bylo zjištěno, že obsahují demissine, toxické steroidní alkaloid. Zdá se, hydrogenase nalezen v S. brevidens, že produkuje tomatidine z teinamine, vyrobené demissine z solanidine, sloučeniny nalezené v S. tuberosum, ale ne v S. brevidens (Laurila et al., 1996).

nová odrůda celeru, vyvinutá tradičním genetickým křížením a selekcí rezistence na Fusarium, byla téměř připravena ke komerčnímu použití, když se ukázalo, že způsobuje těžkou kontaktní dermatitidu u terénních pracovníků. Příčinou dermatitidy, a pravděpodobně Fusarium odpor, byl vysoký obsah lineární furanocoumarins (Diawara a Trumble, 1997; Trumble et al., 1990).

přestože se zdá, že hlavním problémem transgenních rostlin je možnost zavedení alergenních proteinů do potravinářských rostlin, zdá se, že bylo učiněno jen málo pokusů definovat nebo vyžadovat přísné testovací protokoly. Potenciální alergenita je určována převážně homologií a srovnáváním stability s jinými potravinovými alergeny. Protein použitý v těchto testech je často ten, vyjádřené v organismu, který je zdrojem genu, a ne bílkovin vyjádřena v hostitelské rostliny, a to i přesto, že protein může být změněn na základě sekundárních procesů (např., glykosylace) po expresi. Tak Bt toxiny Cry1Ab a Cry3A (EPA, 1995, 1998a) jsou považována za non-alergenní, na základě toho, že nejsou přítomny ve vysokých koncentracích v potravinách, není glykosylovaný rostliny, a jsou náchylné na žaludeční trávení. Naproti tomu Cry9C je regulován jako potenciální potravinový alergen, protože se rychle nerozkládá v žaludečních tekutinách a je tepelně stabilní (EPA, 1998b).

je třeba si uvědomit, že nedostatek přímého testování a regulace analogicky je dvojsečný meč. I když se lze vyhnout potravinovým alergiím, je také pravděpodobné, že dojde ke ztrátě prospěšných potravin. Alergenicita představuje velkou obtíž v analýze rizik. Zatímco v ideálním případě by testy měly zahrnovat imunitní systém nebo zahrnovat alergický koncový bod, pro alergickou reakci je nutná předchozí expozice. Sot workshop (Kimber et al., 1999) objasňuje některé otázky týkající se testování alergenicity. Za prvé, potravinová alergie je relativně častá a může mít nejen závažné klinické projevy, ale také může být život ohrožující. Nicméně, potravinové alergeny jsou běžné v mnoha nemodifikované rostliny jídla tak, že, bez ohledu na to, jaké testy jsou vyvíjeny a používány pro transgenní rostliny jídla, bude nezbytné odlišit alergii vyplývající z transgenního proteinu z tohoto vyplývající z proteinů hostitelské rostliny.

stupňová testy v současné době používá regulační agentury pro vyšetření na potravinové alergeny patří bílkoviny homologie a stabilitu srovnání s známé potravinové alergeny, a imunotesty pro některé třídy protilátek (Kimber et al., 1999). Nicméně, jak je uvedeno ve zprávě NAS / NRC (NRC, 2000):

Nicméně, testy na obrázku 2.1* buď jsou nepřímé, nezahrnují nežádoucí účinky, nebo jsou jinak problematické pro testování nových proteinů, které předtím nebyly součástí dodávky potravin. Obrázek 2.1 * začíná rozhodnutím založeným na tom, zda je protein odvozen ze zdroje, o kterém je známo, že je alergenní. Toto rozhodnutí lze obvykle učinit jasně, pokud je zdrojem potravinářská rostlina. U transgenních proteinů, jako jsou Bt endotoxiny, by bylo takové srovnání komplikované. Pokud jsme konzervativně vyberte „ano“ rozhodnutí, pak by bylo velmi obtížné dokončit všechny testy uvedeny, protože testovací materiály a dříve vystavených lidských subjektů nejsou snadno dostupné.

význam potravinové alergie a potenciál transgenních rostlin přinést potravinové alergeny do dodávek potravin, by neměly být minimalizovány. Vyjádření brazílie matice bílkovin v sóji vyústila v potravinách alergen je vyjádřeno v široce používaných rostlinných potravin, i když byla odrůda není komerčně (Nordlee et al., 1996). Z účinků pozorovaných u pracovníků používajících Bt spreje je možné, že Bt endotoxiny mohou mít potenciál interagovat s lidským imunitním systémem (Bernstein et al ., 1999) ačkoli, i když je to pravda, vztah k transgenním rostlinám a potravinové alergii nelze snadno zjistit.

je zřejmé, že stanovení alergenicity transgenní proteiny analogicky pro jiné potravinové alergeny je nedostatečné, a že testy musí být vyvinuty, které se týkají interakce transgenního proteinu v otázce s imunitním systémem. Vzhledem k rozsáhlému nedávnému nárůstu našich znalostí o tomto důležitém systému (Selgrade et al., 2001), vývoj takových testů by se jevil dobře v rámci možností vědecké komunity.

kvůli obavám z příbuznosti B. thuringiensis S B. cereus, Tayabali a Seligy (2000) testovali účinek insekticidních přípravků Bt na řadu typů lidských buněk. Citovat autory, „Tyto údaje, včetně nedávné epidemiologické práce ukazují, že spore-obsahující Bt výrobky mají inherentní schopnost lyse lidských buňkách ve volné a interaktivní formy a může také působit jako imunitní senzibilátory.“Dále říkají, že“ pro kritický dopad na úroveň celého těla by výsledkem expozice musela být nekontrolovaná infekce vyplývající z příjmu spór Btk/Bti.“

je zřejmé, že tyto škodlivé účinky nemohou být ve vztahu k jedné bílkoviny, včetně Bt proteiny, které jsou předmětem přenosu genů při tvorbě pest-chráněné plodiny. Tyto výsledky však zdůrazňují potřebu přísného testování, aby se zmírnil veřejný poplach způsobený špatně informovanými pokusy o komunikaci s rizikem.

akutní, subchronická a chronická toxicita se v případě syntetických organických chemikálií běžně provádí krmením,inhalací nebo dermálními studiemi, i když převážně první z nich. Dietní testování transgenu produkty, nebo rostliny vyjádření transgenů, představuje některé jedinečné problémy, protože sloučeniny, které mají být testovány budou živiny a maximální tolerovaná dávka (MTD) je pravděpodobné, že bude velmi vysoká. To je případ, tam může být chutnost problémy, a odpovídající kontroly, může být nemožné vymyslet, nakolik kontrolní strava by měla mít stejné výživové vlastnosti jako experimentální strava. To bylo navrhl, že nejlepší alternativou by bylo, aby krmit transgenních rostlin na krmivo hospodářských zvířat, jejichž normální strava by měla obsahovat potraviny rostlinné, s použitím nejvíce úzce souvisí odrůdy rostlin jako kontrola. V mnoha případech by mohla být použita odrůda použitá při tvorbě transgenní rostliny. To je sice slibný přístup, značnou práci bude zapotřebí ověřit domestikovaných zvířat jako testovací organismy, s přihlédnutím k rozdílům v trávicím traktu struktura a fyziologie, atd. Další výhodou použití domestikovaných zvířat by mohlo být, že MTD není třeba stanovovat, neboť množství nutné pro normální růst a vývoj by být jasné a logické náhrada za MTD.

dosud nebyly zjištěny žádné škodlivé účinky na zdraví savců krmením komercializovaných transgenních plodin. Ewen a Pusztai (1999) tvrdili, že změny v gastrointestinálním traktu potkanů byly způsobeny krmením brambor obsahujících Galanthus nivalis aglutinin. Nicméně, jak Královská společnost (1999) a Kuiper et al., (1999) poukázal na značné problémy s experimentální design a interpretace, a zdálo se jasné, že nějaké rozdíly našel, i když následně ověřeny, může být přičítáno rozdíly mezi bramborovými řádky, spíše než genetické modifikace.

Dávka-Odpověď, Hodnocení, Posouzení Expozice, Charakterizace Rizika, Komunikace o Riziku a Řízení Rizik

Vzhledem k tomu adekvátní údaje nejsou k dispozici vhodná dávka-odezva a hodnocení expozice, to zatím není možné poskytnout vhodnou charakterizaci rizika, jak je tento pojem chápán ve vědecké komunitě. Při absenci jasně definovaných toxických cílových parametrů nelze získat údaje o odpovědi na dávku a problém získání údajů o expozici je skličující. Použití databází spotřeby potravin poskytne nepřiměřeně vysoké hodnoty, pokud se například spotřeba kukuřice rovná spotřebě transgenní kukuřice nebo pokud jsou všechny transgeny považovány za rovnocenné. Vzhledem k virtuální nemožnosti vyvinout zdravou charakterizaci rizik pomocí tradičních metod může být nutné vyvinout nová paradigmata rizik, která se budou zabývat hodnocením rizik pro lidské zdraví z transgenních potravinářských rostlin. Riziková komunikace byla ponechána z velké části v rukou nevědců, i když jak vědecké, tak chemické a inženýrské zprávy si vedly dobře, když přinesly nezaujaté zpravodajství k této sporné otázce.