「基因编辑」属於基改作物吗？看各国法规如何影响基因编辑产品的未来

2012年CRISPR-Cas9基因编辑技术（genome editing）的出现，让科学家可以更随心所欲的编辑基因。基因编辑技术有多种应用可能性，对各种生物产业包含医学、植物、畜牧、渔业的未来发展都有重大影响。有监於基因编辑技术的应用潜力，各国也纷纷制定相关法规。目前台湾还没有相关法规制定，因此本文将以植物作物为例，探讨传统育种到基因编辑的变化，讨论各国法规的制定如何影响农业经济发展，并探索未来台湾法规制定的可能性与潜在影响。

从传统育种到基因编辑，植物育种技术的演变

植物的各种性状如颜色、产量等，主要由遗传物质DNA所决定。细胞复制或产生後代的过程中，有一定机率会发生DNA的改变，称之为突变（mutation）。绝大部分突变都不会有明显的影响，只有极少部分的突变会造成明显的性状改变。传统的育种方法是人们会选择特定性状的植物作为育种材料培育後代，最终可能会成为新的商业品种。举例来说，如果想要培育出有蓝色叶子的观赏植物，传统育种就是在自然界中找到因自然突变而有蓝色叶片的植株，再反覆杂交培育出稳定且具有观赏价值的蓝叶植物。但是，要靠自然突变得到想要的蓝色叶片植株机率实在太低，因此人们也会利用药剂或放射线等方法增加DNA突变的量，一次处理可以在染色体上创造数百到数千个位置的突变，如果刚好有基因突变能让叶片变成蓝色就留下来育种，这种方法就称为「诱变育种」。目前许多市面上的水果或观赏花卉，都是利用诱变育种培育。
传统育种和诱变育种都需要找到特定性状的植株才有办法育种，但如果植物本身不存在蓝色叶片的突变株，那麽即使以诱变育种也没有办法得到蓝叶植物。这时，就要借助「基因转殖」（gene transformation）帮忙。基因转殖是把外来的一段DNA转殖到目标生物的染色体中，利用基因转殖直接获得目标性状，而转殖的成品就被称为基因改造生物（genetically modified organism, GMO），但过去的技术没办法控制转进去的基因该插在染色体的什麽位置。
而基因编辑技术则可以精准改变基因序列的特定位点，理论上不影响基因体的其他部分，且不含有外来DNA。 定点核酸酶技术（site-directed nuclease, SDN）类型的基因编辑，如锌指核酸酶（zinc finger nucleases, ZFNs）、类转录活化因子核酸酶（transcription activator-like effector nucleases, TALENs）、CRISPR-Cas9技术，可以精准地在基因的特定部位做变动，创造出所需的特定突变基因，获得SDN-1的植物〔注〕。基因编辑後育种所得到的SDN-1植物品系，与传统育种的成果在遗传物质上看起来是一样的。也就是说，如果今天市面上有一颗新品系的蓝叶植物，单从基因组成其实无法判断它是由天然突变产生，还是透过基因编辑培育而成。

〔注〕定点核酸酶切割後依据 DNA 修复的方式，还可区分为SDN-1、SDN-2、SDN-3 等三类，SDN-1 的产物完全不含外源插入的 DNA；SDN-2、SDN-3 的基因编辑仍牵涉外来的遗传物质模板。本文讨论到被认定为非 GMO 的基因编辑植物，以 SDN-1 植物为主。

各国基因编辑相关法规与对农业的影响

目前各国对於基因编辑产品适用的法规细节都不太一样，大部分国家如美国、英国、澳洲、巴西、阿根廷、 日本等国认定SDN-1植物不含外来DNA，基因体的突变情形与自然突变相似，因此不属於GMO；其中部分国家规定只要在产品上市前提供一些必要的资讯即可；其他国家则要求基因编辑产品需要做个案评估。在前述提到的国家中，基因编辑植物皆不需要进行属於GMO的评估审查。而欧盟（European Union, EU）与纽西兰 则将SDN-1产品视为GMO，需要进行GMO相关的评估审查。不过，欧盟理事会（Council of the European Union）後来要求欧盟委员会提交新基因体技术的研究报告，特别是将基因编辑技术视为基因转殖管理所造成的影响。2021年4月欧盟发布的研究报告指出，基因编辑作物的风险程度与传统育种相似，使用不同的管理方法可能不合理，而且基因编辑产品对永续农业的发展具有相当的贡献潜力。因此，欧盟委员会目前正在针对基因编辑植物拟定新的管理办法。

图一：植物育种方法与染色体 DNA 突变的关系。（作者提供）

法规的认定会如何影响基因编辑技术於植物育种的运用？由於基因编辑技术使用於植物育种的技术与成本门槛并不高，大部分中小型企业就有能力可以进行基因编辑作物的研发。但如果将基因编辑产品视为GMO，就代表产品上市前需要提供和GMO相同的安全性评估资料。过往GMO产品从研发到商业化，平均需400个月的时间以及1.15亿美元的研究经费，其中有50％的时间跟38％的经费被用於评估资料的准备与审查。因此当基因编辑产品在法规上被认定属於GMO时，即使产品研发 前期的技术与成本门槛较低，产品研发完成後仍需花上近200个月及5800万美元的时间及成本进行GMO的资料跟审查，才能让产品成功上市。这样的审核对一般中小型企业而言是个沉重的负担，这也是为何目前的GMO多半是跨国大企业的产品。
根据欧盟种子公司调查，在欧盟尚未决定基因编辑商品的规范时，有八成的欧盟传统育种公司投入基因编辑技术的开发跟应用。但在2018年欧盟法院判定基因编辑植 物属於GMO後，有三成公司放弃进行基因编辑育种研究。从阿根廷的案例更可以明显看出，基因编辑作物是否被视为GMO，对於中小企业的研发意愿影响很大。
在阿根廷国内的GMO申请案中，只有8％来自国内中小企业，跨国企业则占了90％。而阿根廷认定基因编辑植物不被视为GMO，因此有56％的基因编辑申请案由在地中小企业和公家单位提出，外国企业则仅占41％。显示法规对基因编辑产品是否属於GMO的认定，直接影响了国内企业开发产品的花费与时间，也会影响一个国家投入产业的研发能量，甚至可能影响未来农业产品的竞争力与外销能力。

台湾的农业优势与对基因编辑作物的展望

台湾地形高山与丘陵占比非常高，地小人稠且农地不集中，造成机械化困难、人工需求高，使生产成本比外国高，价格无法与国外大规模生产类型的农产品竞争。例 如台湾有95％大豆来自进口，而全世界的大豆有74％是GMO。台湾法规尚未开放大规模种植GMO作物，因而造成国内不能生产GMO大豆，却又向国外进口GMO大 豆的现象。
虽然大规模生产农产品有许多限制，但在高价作物方 面，台湾农业的育种与栽培技术都非常成熟，如需要精致栽培的蝴蝶兰、芒果、释迦等作物皆世界知名，也是 台湾重要的出口品项。基因编辑可以精准创造类似天然突变性状的技术，能大幅度缩短育种时间、获得目标性状，有效率的改良高单价作物品质、提高竞争力。从世 界各国的专利布局也可以发现，过往GMO产品多半为粮食作物的专利，但目前世界各国的基因编辑专利已经开始大量应用在高单价作物。大部分国家规定SDN-1植 株不属於GMO，因此可以进行大规模的研究、种植与商品化。如目前日本的GABA番茄或美国的抗褐化蘑菇等高机能性或耐储运基因编辑产品皆已经上市，相信在 不久後的未来，国际高单价农产品的市场上将会出现很多强势的基因编辑商品，有可能会对台湾目前的出口品项造成冲击。

（123RF）

台湾因为特殊的原因无法加入各种国际关系贸易协定， 农产品外销状况受关税谈判结果影响。目前世界上大部分国家规定SDN-1植物不需进行GMO相关审查，台湾 相关法规状况也将成为与各国进行国际关系贸易谈判的重要影响因子。
台湾目前尚未正式制定基因编辑相关法规，在此建议除了站在科学的基础上，更需考量国情需求，将国内产业 发展、未来国际竞争力，以及未来国际贸易规画列入考 虑，才能制定适用而有前瞻性的法规（图二）。

图二：基因编辑法规对台湾农业研发与产业的影响。（作者提供）

新闻来源
1. 朱文深等（2019年7月5日）。国内外基因体工程相关法规扫描与探讨。农业科技决策资讯平台。https://reurl.cc/KXv77g
2. AgbioInvestor. (2022 April). Time and Cost to Develop a New GM Trait (A Study on Behalf of Crop Life International). AgbioInvestor. https:// reurl.cc/qZ37yp
3. Buchholzer, M., & Frommer, W. B. (2022). An increasing number of countries regulate genome editing in crops. New Phytologist.