Оценка безопасности и пищевой ценности генетически модифицированных растений, а также полученных из них продуктов питания и кормов: роль исследований на животных

В настоящем докладе рассматриваются различные элементы процедуры оценки безопасности и пищевой ценности продуктов питания и кормов, полученных из генетически модифицированных (ГМ) растений, в частности возможности и ограничения исследований на животных при оценке безопасности и пищевой ценности цельных ГМ-продуктов и кормов. Общие принципы оценки риска для ГМ-растений, продуктов питания и кормов, полученных из них, соответствуют изложенным в руководстве Научной группы EFSA по генетически модифицированным организмам.

В разделе 1 рассматриваются мандат, область применения и общие принципы оценки риска для ГМ-растений, а также продуктов питания и кормов, полученных из них. К рассматриваемым продуктам относятся продукты питания и корма, полученные из таких ГМ-растений, как кукуруза, соя, рапс и хлопчатник, модифицированных путем введения одного или нескольких генов, кодирующих агрономические признаки, например устойчивость к гербицидам и/или насекомым. Кроме того, рассматриваются продукты питания и корма, полученные из ГМ-растений, подвергшихся значительной генетической модификации для целенаправленного изменения метаболических путей с целью улучшения пищевых и/или полезных для здоровья свойств, например рис, содержащий β-каротин, соя с повышенным содержанием олеиновой кислоты или томаты с увеличенной концентрацией флавоноидов.

Оценка безопасности ГМ-растений, а также продуктов питания и кормов, полученных из них, основана на сравнительном подходе: продукты питания и корма сравнивают с соответствующими продуктами и кормами, полученными из немодифицированных растений, чтобы выявить преднамеренные и непреднамеренные (неожиданные) различия, а затем оценить их потенциальное влияние на окружающую среду, безопасность для человека и животных и пищевую ценность. Ключевыми элементами процедуры оценки являются молекулярный, композиционный, фенотипический и агрономический анализ, позволяющие выявить сходства и различия между ГМ-растением и его близкой изогенной линией.

Оценка безопасности сосредоточена на (i) наличии и характеристиках вновь экспрессируемых белков и других новых компонентов, возможных изменениях уровня природных компонентов, выходящих за пределы нормальной вариабельности, а также характеристиках ГМ-продуктов питания и кормов и (ii) возможном возникновении непреднамеренных (неожиданных) эффектов в ГМ-растениях вследствие генетической модификации. Для выявления таких эффектов проводят сравнительный фенотипический и молекулярный анализ ГМ-растения и его близкой изогенной линии одновременно с целевым анализом отдельных специфических соединений, представляющих важные метаболические пути растения, включая макро- и микронутриенты, известные антинутриенты и токсины. Значимые различия могут указывать на наличие непреднамеренных эффектов, требующих дальнейшего изучения.

В разделе 2 приведён обзор исследований, выполненных для оценки безопасности и пищевой ценности цельных продуктов питания и кормов. За последние десятилетия накоплен значительный опыт оценки безопасности и пищевой ценности облучённых продуктов, новых продуктов питания, фруктов и овощей в исследованиях на животных. Эти подходы применимы и к оценке безопасности и пищевой ценности цельных ГМ-продуктов питания и кормов. Опубликовано множество исследований, в которых крысам или мышам в течение длительного времени скармливали ГМ-продукты, такие как кукуруза, картофель, рис, соя и томаты; оценивали массу тела, потребление корма, биохимические показатели крови, массу органов, результаты гистопатологического исследования и другие параметры. Продукты питания и корма в этих исследованиях были получены из ГМ-растений с улучшенными агрономическими характеристиками, такими как устойчивость к гербицидам и/или насекомым. В большинстве экспериментов клинических эффектов или гистопатологических изменений в органах и тканях подвергавшихся воздействию животных не выявлено. В некоторых случаях отмечались неблагоприятные эффекты, интерпретация которых была затруднена из-за недостатков дизайна исследований.

Проведено также множество исследований кормов, полученных из ГМ-растений с агрономическими признаками, у целевых видов животных для оценки пищевой ценности кормов и их влияния на продуктивность. В исследованиях на овцах, свиньях, цыплятах-бройлерах, лактирующих коровах и рыбах сравнивали биодоступность питательных веществ in vivo из различных ГМ-растений с биодоступностью из их близких изогенных линий и коммерческих сортов. Полученные показатели были сопоставимы с показателями для близких изогенных немодифицированных линий и коммерческих сортов.

В разделе 3 рассматриваются токсикологические методы исследования in vivo, in silico и in vitro, которые могут применяться для оценки безопасности и пищевой ценности отдельных соединений, присутствующих в продуктах питания и кормах, либо цельных продуктов питания и кормов, полученных из ГМ-растений. Кроме того, изучены цель, возможности и ограничения 90-дневного исследования на грызунах при оценке безопасности и пищевой ценности цельных продуктов питания и кормов.

Обсуждаются методы оценки токсичности при однократном и повторном введении, репродуктивной и онтогенетической токсичности, а также иммунотоксичности, описанные в руководствах OECD для отдельных хорошо охарактеризованных химических веществ. Эти методы считаются адекватными для оценки безопасности отдельных веществ, включая новые продукты, присутствующие в ГМ-продуктах питания и кормах. Различные методы in silico и in vitro могут способствовать оценке безопасности продуктов питания и кормов, полученных из ГМ-растений, и их компонентов, включая: (i) поиск in silico гомологии последовательностей и/или структурного сходства новых белков или продуктов их распада с известными токсичными или аллергенными белками; (ii) использование моделируемых желудочного и кишечного соков для изучения устойчивости вновь экспрессируемых белков к пищеварению, а также систем in vitro для анализа стабильности нового белка при нагревании и других видах обработки; (iii) методы генотоксикологического исследования in vitro, выявляющие точечные мутации, хромосомные аберрации и повреждение/репарацию ДНК.

Современная оценка безопасности цельных продуктов питания в основном основывается на протоколах, разработанных для низкомолекулярных химических веществ, таких как лекарственные препараты, промышленные химикаты, пестициды, пищевые добавки и контаминанты. Однако без адаптации эти протоколы имеют ограничения при исследовании цельных продуктов питания и кормов. Прежде всего это связано с тем, что определённые отдельные вещества можно вводить лабораторным животным в дозах, во много раз превышающих ожидаемую экспозицию человека, что обеспечивает значительный запас безопасности. В отличие от них пищевые продукты имеют большой объём, вызывают насыщение и могут включаться в рацион лишь в значительно меньших количествах, кратных ожидаемому потреблению человеком. При исследовании цельных продуктов питания максимально возможная концентрация ГМ-продукта или корма в рационе лабораторного животного может быть ограничена дисбалансом питательных веществ либо наличием соединений с известным токсикологическим профилем.

Цель 90-дневного исследования на грызунах с использованием цельного ГМ-продукта питания или корма состоит в оценке возможных непреднамеренных эффектов, имеющих токсикологическое и/или пищевое значение, а также в установлении того, столь же ли безопасны и полноценны ГМ-продукт или корм, как традиционный аналог, а не в определении качественной и количественной внутренней токсичности отдельных компонентов продукта. Дизайн исследования следует адаптировать на основе 90-дневного токсикологического исследования на грызунах по руководству OECD. Конкретный дизайн должен учитывать характер продукта или корма, характеристики нового признака или признаков и их предполагаемую роль в ГМ-продукте или корме.

90-дневное исследование на животных обладает высокой чувствительностью и специфичностью для выявления потенциальных токсикологических эффектов отдельных хорошо охарактеризованных соединений. Это следует из данных о токсикологии широкого спектра промышленных химикатов, лекарственных препаратов, пищевых веществ, веществ окружающей среды и сельскохозяйственных химикатов. Можно моделировать чувствительность субхронического исследования на крысах к выявлению гипотетического увеличения количества таких соединений, как антинутриенты, токсиканты или вторичные метаболиты.

Что касается выявления возможных непреднамеренных эффектов цельных ГМ-продуктов питания и кормов, то маловероятно, что вещества, присутствующие в небольших количествах и обладающие низким токсическим потенциалом, вызовут наблюдаемые непреднамеренные эффекты в 90-дневном исследовании на грызунах: их концентрации будут ниже уровня, при котором эффект не наблюдается, и поэтому при обычном потреблении они, вероятно, не окажут существенного влияния на здоровье человека.

Исследования кормления лабораторных животных продолжительностью 90 дней, по-видимому, достаточны для выявления неблагоприятных эффектов различных соединений, которые проявлялись бы также при хроническом воздействии. Этот вывод основан на опубликованных данных исследований, в которых оценивали, адекватно ли выявляются токсикологические эффекты в трёхмесячных субхронических исследованиях на грызунах, сравнивая результаты через 3 и 24 месяца для различных химических веществ.

90-дневное исследование на грызунах не предназначено для выявления эффектов на репродукцию или развитие, за исключением влияния на массу и гистопатологию репродуктивных органов взрослых животных. Анализ доступных данных показывает, что для широкого спектра веществ эффекты на репродукцию и развитие, вероятно, не являются более чувствительными конечными точками, чем параметры, оцениваемые в субхронических токсикологических исследованиях. Если имеются структурные признаки возможного репродуктивного или онтогенетического воздействия либо другие указания, полученные из доступных данных о ГМ-продукте питания или корме, следует рассмотреть проведение соответствующих исследований.

Сопоставляя расчётное суточное потребление или теоретически максимальное суточное потребление на душу населения данного цельного продукта питания (либо суммы его отдельных коммерческих компонентов) со средним количеством, потребляемым крысой в сутки в субхроническом 90-дневном исследовании, можно установить диапазон воздействия (запас безопасности) для потребителей. Результаты исследований ГМ-продуктов питания и кормов на грызунах показывают, что между уровнями воздействия на животных, не вызывающими наблюдаемых неблагоприятных эффектов, и расчётным суточным потреблением человеком существует значительный, по меньшей мере стократный, «запас безопасности».

Обсуждаются результаты исследований кормов, полученных из ГМ-растений с улучшенными агрономическими свойствами, проведённых на широком спектре сельскохозяйственных животных. Исследования не выявили биологически значимых различий по изученным параметрам между контрольными и подвергавшимися воздействию животными. (АННОТАЦИЯ ОБРЕЗАНА)