一個瘋狂的想法是如何轉化為全球健康進步的

我們的食品供應有一個重要但鮮為人知的安全特徵——我們可以享受花生、堅果和玉米粉等食物，而不會接觸到 有毒 和 致癌天然化學物質“黃曲霉毒素” 它是由一種叫做 曲霉 可以感染這些作物。 在發達國家，我們受到保護，免受這種毒素的侵害，因為我們的農民在生長季節採用多種控制措施來最大限度地減少這種感染，並且在收穫後有檢測和分類方案，將受污染的批次排除在食品和飼料供應之外。 數百萬 非洲人民就沒那麼幸運了。 他們的玉米和花生等主糧作物經常受到黃曲霉毒素污染，導致肝硬化、癌症、兒童發育遲緩，甚至急性中毒死亡的高發病率。 發達國家糧食系統中使用的許多控制和排除策略對於非洲小農來說並不是可行的選擇。 因此，他們的農作物在家庭自用和在當地或出口市場銷售方面都受到影響。

不過，有一個解決方案。 六個國家的非洲小農最近通過使用一種名為“ 阿弗拉安全.® 該技術最初是為美國的農作物開發的，但後來經過調整，使其成為非洲農民可行的本地生產解決方案。

這一重大的健康進步是農業創新如何為公眾利益服務的一個顯著例子。 它由多種參與者實現，包括公共部門科學家、種植者組織、農民/合作者、監管機構、小公司、全球農業技術公司、國際發展機構、主要慈善基金會以及國家級研究人員和私營公司在非洲。 在許多方面，這已被證明是一個成功的故事，這是非常了不起的。 它花了三年時間，一路走來，涉及到一些嚴肅的“開箱即用”思維、農業社區的一些有遠見的投資以及未知的監管領域的導航。 最後，它需要農民採用和下游客戶的接受。 這個故事今天仍在繼續，因為這一新戰略已成為黃曲霉毒素緩解計劃的重要組成部分，為發達國家和發展中國家的農民和消費者帶來了好處。

背景故事

故事始於 1990 年一次科學會議上，美國農業部研究員彼得·科蒂 (Peter Cotty) 和加州大學戴維斯分校研究員泰米斯·米凱利德斯 (Themis Michailides) 進行的一場關於黃曲霉毒素問題的對話，前者在亞利桑那大學從事棉花研究，後者從事木本堅果研究。 這些是可能被稱為“土壤真菌”的土壤真菌感染的兩種作物。 曲霉 這可能會受到黃曲霉毒素的污染。 這對於棉花工業來說可能是一個大問題，因為它可能導致棉花受到毒素污染。 棉籽粕，纖維業務​​的富含蛋白質的副產品。 該餐通常用於餵養奶牛，如果它被黃曲霉毒素污染，毒物會進入牛奶中。 因此，任何受污染的種子粉批次都會被拒絕，從而損害棉花種植者的盈利能力。 對於樹堅果，真菌感染與昆蟲損害有關，因此控制這些害蟲至關重要。 如果感染的發生率很低，任何受污染的堅果都可以被檢測到，並在它們一次一個地沿著高吞吐量傳送系統移動時用一股空氣將它們清除。 如果感染過多，則整個批次都將被拒絕。 這些完全拒絕的情況很少見，但對農民來說代價很高。 這就是為什麼研究人員一直在尋找額外的控制方法。

科蒂發現的是麻煩的個體菌株， 曲霉 不產生任何黃曲霉毒素的病原體。 他和 Michailides 頭腦風暴了將足夠的這種“產毒”菌株的孢子引入田地或果園以在競爭中勝過危險菌株的可能性。 故意傳播植物病原體絕對是一個非常規的概念，但研究人員決定試一試。 他們煮熟穀物，然後用它來種植大量所需的真菌。 然後他們將其散佈在每種作物的試驗區的地面上，這樣孢子就可以隨風飄到植物身上。 在早期的結果是積極的之後，與一些冒險的棉花和堅果農民合作進行了更大規模的實驗，他們有足夠的信任讓研究人員做聽起來像是毀掉一些作物的方法。

這一公共資助的研究階段表明，產毒菌株確實可以成為主導並 大大降低黃曲霉毒素含量 在從處理過的地區收穫的作物中。 然後就是商業開發的時候了。 科蒂向聖地亞哥一家名為 Mycogen 的初創生物控制公司推銷了這個概念，但該公司不願意將其有限的資源投入到這樣一個不尋常的概念中。 相反，商業化的有遠見的資金來自一個名為“ 亞利桑那州棉花研究與保護委員會 (ACRPC) 於 36 年授權了美國農業部關於名為 AF1998 的產毒菌株的專利。政府機構為一項公共資助研究的技術申請專利似乎不符合直覺，但事實上這是一個合乎邏輯的步驟，因為它使得商業實體隨後更有可能願意對該技術的進一步開發進行投資。 ACRPC 最終投資了數百萬美元的項目，他們將其描述為 “為了種植者，由種植者創造。” 他們尋求美國環保局的註冊，這也具有挑戰性，因為該機構以前沒有處理過涉及使用害蟲作為“殺蟲劑”的產品。 即便如此，2003 年 EPA批准 AF36 在亞利桑那州和德克薩斯州棉花上的使用。 從 1998 年開始，ACRPC 開發了一個設施，現在能夠生產足夠的殖民穀物，每年可以處理 200,000 英畝的農作物。 在該計劃的歷史上，亞利桑那州和德克薩斯州已處理了近 XNUMX 萬英畝的棉花。 美國農業部繼續支持這一努力。

加利福尼亞樹堅果行業的現場結果也令人鼓舞，隨後 2012 年 EPA 批准了這些作物。樹堅果行業現在從棉花委員會購買 AF36。 開心果行業是第一個大規模採用這項技術的行業，因為他們一直存在與黃曲霉毒素相關的發貨拒收問題，尤其是在歐盟。 當 AF36 商業化時，歐盟派出 12 名科學家前往美國了解這項技術及其使用方式。 一旦他們確信這種方法的安全性和有效性，它就為這個重要的出口市場打開了大門。 AF36 現在被應用於超過 40% 的開心果作物，並且已經可以記錄 整體轉變 ，在 曲霉 人口走向安全壓力。

加州杏仁行業對這種方法越來越感興趣，並且他們一直在資助更多的研究。 AF36也可以 用在無花果上. 一項研究 還表明 AF36 菌株是墨西哥特有的，這應該能夠獲得監管部門的批准，將其用於該國的農作物。

這個故事還有一個平行的“章節”，也是從公共部門研究人員開始的——在本例中 喬·多納和布魯斯·霍恩 誰曾在美國農業部工作 國家花生研究實驗室 在佐治亞州道森。 他們的目標是開發另一種產毒曲霉菌株，該菌株適用於美國東南部的花生和玉米作物，這些作物也可能存在黃曲霉毒素污染問題。 雖然 AF36 菌株涉及黃曲霉毒素產生的關鍵酶的單一突變，但這種新菌株缺少與製造黃曲霉毒素和另一種稱為環吡唑酸的黴菌毒素有關的兩個完整基因簇。 他們的 菌株獲得專利 NRRL 21882，很快就獲得了一家名為 環球一圈 隨後，該公司獲得了 EPA 的批准並建立了生產設施。 2004年，他們推出了一款名為 美國空軍警衛隊® 用於花生和玉米的商業用途。 2009年，全球作物保護公司先正達
SYT 專門為了這項技術收購了 Circle One，他們計劃在世界其他地區擴大這種菌株的商業化。

下圖總結了美國階段的流程。

第二階段：發展中國家

基於這項技術在美國市場的有效性和安全性，人們有興趣將其推廣到發展中國家的農民，那裡與黃曲霉毒素相關的健康問題非常普遍。 事實證明，這是一個由一組額外的參與者啟用的 15 年過程。 該項目是在國際糧食政策研究所（IFPRI）的領導下啟動的。 資金由比爾和梅琳達蓋茨基金會和美國國際開發署 (USAI) 提供美國人工智能協會
D）。 美國農業部以及每個國家的國家機構也參與其中。

早期，我們決定尋找非洲本土的非毒素形成物質 曲霉 菌株，以便它們能夠很好地適應每個目標國家的環境。 這一過程得到了兩種美國產品的菌株遺傳學知識的幫助。 一旦早期的田間試驗證實了這些菌株的功效，它們就必須得到每個國家的監管機構的批准。 對於這些機構來說，這再次是“未知領域”。 一旦跨越了這個障礙，就會將生產和分銷工作移交給當地公司。 然而，這些項目的國際支持者仍然參與教育小農及其客戶的努力。 作為 IITC 的摘要文件 指出，“解決重大但鮮為人知的公共衛生風險的全新產品領域的營銷策略不僅僅是銷售策略，它需要一種戰略性的協作方法。 與國家目標保持一致的對話至關重要。”

這些生物防治劑現已在非洲以商品名出售 阿弗拉安全®. 10 個國家批准用於玉米，9 個國家批准用於花生，2,000 個國家批准用於高粱。 在尼日利亞、肯尼亞、塞內加爾、岡比亞、布基納法索、加納和坦桑尼亞建立了商業夥伴關係。 正在努力擴展到三個南非國家和盧旺達。 已經有很多成功案例。 岡比亞能夠以未受污染的產品重新啟動其花生出口產業。 在肯尼亞，有一個 99 公頃的糧食安全項目，為糧食不安全的人口生產玉米； 處理區的玉米中 4% 的黃曲霉毒素含量低於十億分之四，而在鄰近地區，黃曲霉毒素的含量通常高於十億分之 1,000。 尼日利亞的 100,000 名農民能夠為未受污染的玉米獲得 5 萬美元的溢價。 Aflasafe 在非洲的總使用面積現在在 500,000 公頃的範圍內。 有一個詳細的圖表 CGIAR 網站 顯示參與本故事非洲章節的實體。

結論：

完全實施這種控制方法所花費的三個十年似乎很長，但必須記住，每個現場實驗都需要一年時間，並且在此過程中存在前所未有的概念、監管、製造和溝通挑戰。 最終結果是，我們在發達國家的食品中的致癌黃曲霉毒素繼續受到保護，種植者在此過程中遭受的損失更少。 發展中國家的人們現在可以更好地獲得質量更安全的花生和玉米供應。 在此過程中，公共和私營部門、監管機構、國際機構和慈善組織都發揮了關鍵作用。 最初是一個幾乎瘋狂的想法，結果證明是一個顯著的例子，說明瞭如何產生有益的進步。