引言：科学家预言下一轮全球粮食危机将在四年内卷土重来，饥饿问题将愈演愈烈，使用基因改造能否使我们避免粮食危机，而其又有哪些潜在的风险？
关键词：基因编辑；食物；发展中国家；监管
科学能否帮助发展中国家避开粮食危机？（图片来源： UNAMID）
据世界粮食计划署表明，全球约7.95亿人——地球上九分之一的人口——没有足够的食物来过上健康积极的生活。当下一个粮食危机到来时，这一切只会变得更糟，在近期有关全球变暖和食物安全的第三次国际会议上，专家预测下一个粮食危机将在四年之内发生。
前所未有的人口增长，冲突和难民的增加，自然灾害和重大疫情的出现，都是一些在未来几年里会加剧全球粮食安全问题复杂程度的因素。同时近几年发生在亚洲和非洲一些粮食出口国的自然灾害，以及美国加州等地区的自然灾害，也有可能会加剧危机。
面对这些事实，任何可以用来提高粮食产量的技术都是受发展中国家欢迎的。为了解决即将面临的问题，当务之急是在农业食物链中尝试创新且大胆的解决方案，作物的基因改造就是其中的一个方案。虽然转基因（GM）作物可能是喂养这个越来越饥饿的星球的最好办法，但它们的发展也需要一个能将其潜在风险考虑在内，同时能保护农民、消费者以及自然环境的监管机制。
甘薯是西非的主食。（图片来源：国际热带农业研究所）
发展中国家的转基因作物
基因改造可以产生全球小规模种植户需要的各种营养丰富，产量高，耐旱和抗虫害的农作物。例如，生物科技公司Cellectis的科学家们已经通过阻止某单个基因促进块茎内甜糖的积累，延长了马铃薯的保质期。使用这种技术，它们还降低了其致癌物的产生，如丙烯酰胺，一种在油炸马铃薯的时候往往会产生的致癌物。
可以想象这些改造技术在现实中受到非洲农户和那些依赖于玉米、水稻、马铃薯和大豆等主要农作物的发展中国家的追捧。伴随着转基因棉花的推广，转基因水稻和大豆目前已经开始在布基纳法索、埃及和南非这些非洲国家种植。
但在大多数的非洲国家，转基因水稻依旧是一个不靠谱的想法。尽管经济取得了显著进步，农业方面也获得了大量成功，但据联合国粮食和农业组织表明，非洲依旧是世界上粮食安全问题最大的区域。在这个大洲上有三分之一的人口长期营养不良。慢性营养不良，或者叫“隐性饥饿”虽然经常被忽视，但后果却是灾难性且致命的。倘若儿童能够获取有营养的食物，全球儿童的死亡率将减少一半。
TELEN是一项可以改造农作物基因组的基因编辑技术（图片来源：Erudicus）
基因编辑如何实现？
以往，生产转基因生物涉及将所需的外源基因导入植物或动物的基因组中。但基因编辑技术与此不同，无需引入外源遗传材料，它就能对植物，动物，人类及基因组进行修改。
基因编辑使用称为转录活化剂样效应核酸酶（TALENS）的生物催化剂，这种催化剂可以与任何DNA序列结合。科学家们在活细胞中引入这些酶，让它们切出细胞中多余的DNA片段，从而编辑基因组。这项技术被称为TALEN介导的基因组工程，也被称为酶介导的基因组编辑。
基因组编辑并不是一个新的想法。它已被用于编辑人类干细胞基因及蠕虫，鱼，小鼠和牛体的基因，并获得了不同程度的成功。在实验室中，TALENS也已成功地用于纠正因遗传错误而存在的基础疾病，如镰状细胞性贫血。
在作物学上，基因改造已经被用于制造Cellectis公司的含糖分较少的马铃薯，同时生产出了含omega-3水平更高的大豆。今年春天，美国一家名为Cibus的公司推出了一款基因改良版的菜籽油canola，成为将该项技术用于人类食用的植物的首例商业应用。即使农民使用了控制抗草甘膦杂草的特定除草剂，这种新品种的油菜花依旧能长的很好。现在有传闻说可以使用这种技术来控制光合作用，从而产生更多的食物。菲律宾国际水稻研究所的研究人员已经制造出一种比目前的天然水稻更能有效获得太阳能量的水稻品种。
风险与希望同在
基因工程的技术并非完美无缺。对于常用的基因改造技术，包括TALENs，都发生过一些重大的基因事故。在实验室样本里，脱靶事件会导致有害突变，甚至产生致命的结果，而这些都曾在用于试验的植物、鱼类和人类细胞中发生过。
到目前为止，基因编辑生物对环境和健康的影响仍有许多不确定性。虽然基因编辑不会引入外界的基因材料，但这项技术无疑改变了生物最基本的组成结构。目前人们还在研究改善这项技术的方法，以减少有害突变的出现频率，使基因编辑更安全。
DNA中添加了合成β胡萝卜素基因的金色的大米（图片来源：IRRI）
虽然转基因农作物覆盖全球170万公顷的土地，约占全球可耕地面积的11%，但它们的存在依旧备受争议。举个例子，金色大米，许诺每年可拯救一百万儿童的生命，避免其因缺乏维他命A而死亡。但尽管Sygenta生物技术公司为人道主义援助提供免费种植金色大米的许可，但在很多情况下却并未得到认同。
当然，最好的办法是我们既能增加食物量，又不含任何风险，但这几乎是不可能的，即使存在能如此大幅地提高粮食产量的方法，它们也并非是零风险的。
在农民自杀后印度的抗议者集会（图片来源：Adnan Abidi）
监管保护
由于包括基因改造在内的转基因技术缺乏严格管理，可以想象生物技术公司或许会在发展中国家实验和发展基因编辑作物，因为在这里国家对食物的需求度比用政治保护民众的意愿更为强烈。
印度的转基因作物就是这样一个例子。虽然这是一个多方面的问题，但印度农民自杀事件的增加被普遍认为是印度对于基因工程缺乏管理的未预见结果。积进分子认为债务和种植失败是印度农民自杀的主要原因——同时也是将工业化农业的商业模式引进印度不可避免的结果。
有趣的是，作为基因工程青睐的方法，这一个针对基因编辑的举措可以，或者说至少在某种程度上可以，给生物技术公司提供了一些逃避监管的余地。采用TALENs或者其他类似方法的基因编辑已经超出了美国农业部门的管辖范围或者说是创造现行法规时没有预想到的。
美国农业部目前依赖的基于产品的监管制度，较少关注作物开发所采用的技术，而是更多的关注最终产物存在的潜在风险。其重点是引入植物的新特性可能对公众或环境带来的潜在风险。但想想用于食物生产的新技术存在的不可预见性及争议性，如欧盟，阿根廷，巴西和其他一些国家一样采用基于流程的法规对于美国农业部来说似乎是更好的选择。在上述这些国家，监管部门把重点放在粮食作物的开发过程上，而非仅仅关注最终产物。
这个世界需要更多营养丰富而又环保的食品生产。存在更多基因编辑的粮食作物是有道理的，但需要审慎的监管机制，以确保这些新的粮食供应方法的安全性。我们不希望看到在我们寻求解决全球粮食安全问题时，出现弊大于利的结果。
作者：
Utibe Effiong
圣玛丽慈善医院的主治医师，同时也是密歇根大学放射研究实验室的研究科学家
Ramadhani Noor
哈佛大学营养流行病学博士生
原文地址：
https://theconversation.com/can-gene-editing-provide-a-solution-to-global-hunger-43444
（翻译：曾梓浩；审校：海带丝）
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