生命科技中之動物處境:經濟動物與實驗動物

 

作者: 洪明仕/新竹市立動物園園長
 
一、前言
  生命的本質在生物學家的眼中視為有機體,有著不同的解讀尺度。如果將生命當成個體,就物種而言,往上逐漸放大來看,依序為族群(地域內相同的種類)、群聚(包含地域內不同的種類)、生態系(含括非生物性的環境因子)到整個地球圈(不同的生態系),若將物種往下逐漸縮小來看,依序為系統、器官、組織、細胞、胞器、染色體、基因、DNA、分子及原子。所以說,所有的生命都由最小的原子構成,並應該與地球環境共存於整個世界內,方能表現出生命的生態角色和價值。
  如果要讓整個世界充滿生機,無疑地球內整個的生物環境及非生物環境要能夠達到很穩定的動態平衡,而具體而做法就是要讓地球充滿著林林總總的基因、物種及生態系(生物學家取生命中重要的三個組合階段),表現出來就是生物多樣性。相反地,如果基因科技被濫用、物種生存被威脅或是生態系被瓦解,那麼生命就再也不復存在。
以經濟動物而言,在生命的物種階段,有可能幾千年前就從野生被馴化成家畜,喪失野地存活的本能;有些出生可就是一種雜交的物種,失去傳宗接代的機會;在生命的基因階段,有些被基因轉殖,往後成為人工製造而自然界不會存在的基因改造生物;有些性別及個體成長大小也在基因階段被決定出來,成為為滿足人類經濟利益而活下來的生命;在生命的生態系階段,集體性的飼養環境及過高的飼養密度,成為暴露於疾病侵擾及過度用藥的生命危機。
  實驗動物的處境更為不堪,在生命的物種階段,許多的物種被當作教育性的解剖或研究性的操作,若方向偏差,生命價值就如同無生命的工具一般;在生命的基因階段,有些類刻意培養出具有免疫的缺陷或是顯微注射特殊基因等,大量製造出自然界從未有過或殘缺的生命;在生命的生態系階段,個體可能尚未和環境發生任何關係,就已經走向死亡,生命對牠們而言似乎未存在過意義。
  經濟動物及實驗動物同屬於人類為思考中心去大量飼養及利用的動物,牠們的生命處境拜科技之賜,卻有許多同為動物的人類必須去深思及反省之處。例如牠們的生命權利在哪裡?合理對待的動物福利又在哪裡?人類對經濟動物依賴性到底該有多強?動物實驗對人類的醫學幫助到底有多大?科技對牠們的生存及尊嚴所帶來的是好是壞?仔細想想看,這些都影響著牠們的生命處境。
 
二、生物科技的時代
  生物科技顧名思義,與從事生命有關的科學技術,而研發這些技術,乃於追求人類社會的健康與福祉。絕頂聰明的人類透過基因工程的種種技術鑰匙,開啟了超越傳統自然演化大門,儼然成為擁有主宰萬物的能力,但事實真如此嗎?全球環境的快速變遷、疫病的蔓延以及許多國家面臨飢餓的種種問題,恐怕生物科技對人類貢獻的評估過於樂觀了些。
  例如人類社會發展的歷程中,疫病一直被認為是威脅人類生存最大的敵人。西元六、七世紀,查士丁尼瘟疫發生讓一千萬人無法醫治而死亡;西元十四世紀,盛行的黑死病奪走二千萬人的性命;1918年爆發的西班牙流感在短時間內造四千萬人死亡;而1981年發現的愛滋病蔓延到現在,全世界已有將近二千萬人死亡。最近在2002年的SARS嚴重急性呼吸道症候群傳染病,人類防疫技術雖然快速地控制住新種病毒的擴散,但還是令人聞之色變。所以,人類尚須不斷地研究以求得生存,如果自詡成就了魔法般的生命科技,恣意改變基因或轉殖DNA,宛如可以製造生命或改變生命,而不考慮使用的目的與過程如何,或許會對人類製造新的問題,對生存產生極大的困境,這是值得深切去省思的。
  生命的科技可分為幾個重要得時期:(一)西元1953年以前為發現期,包括1663年虎克發現細胞、1675年李文霍克發現細菌,1866年孟德爾發現遺傳定律,1911年莫根發現染色體中的基因,1928年亞歷山大、弗萊明發現盤尼西林抗生素等(二)西元1953年至1973年為理論期,包括1953年華生和克力克提出DNA雙股螺旋模型,1957年克力克與葛姆提出DNA 轉錄成RNA再轉譯合成蛋白質的中心理論等(三)西元1973年起為躍進期,包括伯雅和柯恩發明DNA 的重組技術等(四)1981年起為基因時代,包括1981年科學家將小牛胃中的凝乳基因轉移到細菌或真核微生物生產凝乳,讓乾酪凝乳用酵素成為第一個人工基因改造農產品,1996年第一隻完全複製動物陶莉羊誕生,2001複製人類胚胎技術形成,2003人類基因體完全解序。
  生物科技躍進到基因時代後,許許多多的經濟動物將大大改變了命運,因為經濟動物的物種可能複製,成為擁有相通遺傳因子而大量存在世界上的生命,也可能被複製出僅供人類使用其器官的生命,也可能物種帶有人工添加或改造的基因,成為肉質不同、抗病例強的生命,另一個可能,也是人類期望的目標,變成食用兼藥用兩相宜的生命。實驗動物的命運也好不到哪裡去,許許多多刻意被繁殖出來的生命,可能因為實驗模式的需求而有了先天上的基因改造或殘缺,被拿來進行藥物或毒物測試的結果確未必真正能運用在人體身上,也就是說,有很多證據顯示,有許多好的藥品未能通過實驗動物這一關卡而延遲上市,而許多通過實驗動物這關卡的藥物卻未必在人體臨床上出現成效。所以,人類利用基因的改造及轉殖技術試圖找到好的模式動物,確往往忽略了生命階段中應該有的外在自然環境或生態系因素。
 
三、經濟動物
  經濟動物在歐美國家通稱為農場動物,包括牛、羊、豬及馬等家畜,以及雞、鴨及鵝等家禽。這些家畜家禽被人類馴化後利用已經有數千年的歷史,成為人類生活中獲取肉、乳、蛋等蛋白質的來源。有些家畜還有不同的經濟利用價值,例如駱駝可用來載乘、驢可用來輸運而綿羊可利用皮毛等。
  因為經濟動物與人類生活文化的關係久遠,所以經濟動物的命運會和不同的民族信仰及食性偏好有很大的關係。為了滿足人口的快速成長,許多經濟動物的飼養逐漸規模起來,尤其是落後國家對於食物進口的能力較低,因而大量高密度或大面積飼養經濟動物,其結果可能因砍伐樹木增闢牧地而破壞自然環境,或是讓疫病容易散播而影響動物健康,成為人畜共通傳染病的可能來源,更可怕的是,人類為求經濟動物快速成長而使用不洽當的荷爾蒙飼料,或是讓動物體內殘留抗生素等,都會影響食用安全,對人體造成嚴重威脅。例如雞鴨的禽流感、豬隻的口蹄疫、羊的搔癢症、牛的狂牛症、馬的炭疽病等,都是近幾年來在世界各地發生的經濟動物病症,除影響到動物的健康外,也嚴重危害到人類自身的安全。
  近年來,在人類科學的進步中,從人類觀點出發,培育許許多多物種及其品系的經濟動物,提高了產能與產值的經濟利益,但由於這些動物多為高等的動物,具有感情上及情緒上的認知,也有著聰明智慧的行為表現,所以,牠們的生活品質與福祉也應該受到改善與確保,這個觀點已經成為世界文明社會的共識,在今日高生物科技的發展進步之下,如一味講求經濟利益而不能做好動物福祉,勢必受到社會道德譴責及法令的制裁。
  例如今年七月,人道對待動物協會(PETA)上網公佈美國西維吉尼亞州的某一雞肉供應商(美國第二大家禽飼養商)虐待雞隻:工人們將雞隻恣意亂摔及踢踏,扭斷活雞雞頸、雞嘴,或將菸草塞入雞的眼部或口部,讓雞隻死前飽受虐待。這個嚴重違反動物福祉的作法迫使肯德基停止採購該養雞場的雞隻,直至具體改善為止。這個事件對於許多人來說,可能響應發動抵制據買肯德基的商品,因為文明的社會中,無法想像手中的肯德基雞塊是死前遭受凝虐死亡雞隻的一部分,但也有些人仍會無動於衷地大啖肯德基的雞塊,其實,應該更在意的是,對於雞隻的處境來說,死亡前的福祉與尊嚴在世界各地到底會得到多大的改善?反觀台灣,許多市場雞販喜歡高密度活體運輸、裝入狹小的籠內並就地處決活體雞,在雞隻尚未斷氣前就丟進機器中燙水拔毛,雖然消費者也有這樣的購買偏向,但其活體現場宰殺的做法勢將逐漸為社會大眾所不容,在教化民眾及法令訂定上仍有很大的空間。
  由於生物科技的日新月異,許多基因改造的生物(GMO)由人類所研發出來,對於許多面臨糧食問題的國家而言,生產力的提升以及進口成本的降低相更是對重要。所以,基因改造的食品(GMF)(包括改造過的玉米、大豆及改造過的豬、牛、魚等)成為成本考量下的一項選擇。相對於糧食較不虞匱乏的國家而言,尤其是歐洲國家,基因改造的食品受到較多食用安全上的關心。某些基因改造的經濟動物,標榜著這些動物具有良好的瘦肉比例、油脂厚度、乳汁產量、成長速度及高抗疫病能力等。例如為了提高產競爭力,台灣動物科技研究所最近就發表一種抗熱緊迫基因轉殖豬。然而,這些基因改造的動物是否能歷代活得健康?或是食用到人體內的食物擁有非天然的基因,仍讓許多人是望而卻步。
  有些基因改造的作物,例如黃豆,被用來做經濟動物的飼料配方,大量的基因改造食物近年來被廣泛的栽種及商品化,已然成為全球糧食經濟重要的一環,所以,許多經濟動物的命運是被人類強迫吃下基因改造的食物以獲取能量,或是自身被基因改造成為人類的能量來源,這種超乎自然法則的食物鏈關係,是否應成為人類及動物社會生存發展的常態也令人質疑。
  然而,在歐洲的許多國家反對基因改造動物最力,理由是他們為了環境保護及農村風貌的保護,因為如果經過改造的作物或養殖的動物流入野地,許多由人工轉殖的基因片斷將流入野外,影響到野生族群的基因庫,或是進入食物鏈的體系,成為對於自然生態演替及生物多樣性的戕害。另一方面,許多農村傳統經營的風貌一但被過度科技化,都可能使農村文化快速流失,這些都是基因改造動物難以逆料的風險所在。
  時至今日,人們研發基因改造生物的腳步卻從未停歇,反而更加如火如荼。許多已開發或開發中國家已將「基因改造」視為重要的利益所在。例如美國部分生技公司開始研發複製雞量產的生物技術,期望藉由科技的力量將一隻雞變成一大群雞。我國研發生物科技也不遺餘力,例如2001年首度發表全球第一條全亮螢光魚,就是利用基因轉植技術將DNA片斷段注入魚的胚胎細胞中,使其具有外來基因特有的功能,成為一個帶有全新基因組合的魚體,應該可叫做「人工新種」。
  2002年,畜產試驗所的科學家們利用羊耳朵細胞的細胞核為來源,成功地複製出兩隻阿爾拜因乳羊;2003年則用同樣的方法複製出五隻乳牛。然而,過去以種或品系為單元的育種遺傳學,在生物科技發達的今日,以進步到DNA片斷的轉植技術,以人工的方式將物種變成一個未經過演化過程而前所未見的「人工新種」,或是讓無性生殖變成可能,複製出相同基因的個體,顛覆了世界上繽紛多樣的生命個體竟然等同於其他生命個體。
  許多研究發明著眼於利用基因改造生物的可訂做性及可重複性,尤其生技藥物與基因改造生物的結合,藉由農場規模的大量生產,可將生產成本降低並大大提高產值。在科學家的眼中,經濟動物的複製技術,代表著在畜牧生產上、物種保育上及生物醫學上強大的應用價值。所以科技下的基因改造的植物與動物,人類的科技將要賦予他一個新的使命,就是除了傳統的食用價值外,也要在其基因裡加油添醋地,殖入外來的藥物蛋白質基因,而這些藥物蛋白質基因號稱具針對於某種人類疾病的治療療效,或是提高人類的免疫反應而間接預防人類疾病的發生。以經濟動物而言,在當今生物科技下,其生命處境將搖身一變成為生產醫藥用途的工廠。以人為中心出發,基因改造的生物好像是人類長壽的萬靈丹一樣,例如我們將來可能吃下某種基因改造的豬肉來治療心臟病,吃下某種基因改造的雞肉來治療癌症,彷彿神話一般,但許多國家優秀的人才還是孜孜不倦地要讓這種神話早日完成。
  當生命可以輕易複製的時代來臨,若這種複製技術如果只著眼於利益,不嚴加管理而被濫用,沒有仔細地評估和深切的道德反省,有朝一日,風險與危機可能也會接踵而至。例如食用的經濟動物很難從外觀去確認帶有哪些改造基因,將來某些人有可能誤食到帶有不適合自己體質狀況的基因改造動物,也有可能一些人造基因有突變的危險性,流入野外後人類可能再也無法控制得住,終究將毀掉自己及整個自然生態體系。終究,基因的管理層面比物種的管理層面更為複雜而精細,也不是一般人容易注意和了解的領域,就怕一個無法挽回的差錯。
  有鑑於此,國際上的「生物多樣性公約?中,「卡塔赫納生物安全議定書?內要求基因改造動物的出口國必須提供進口國一切必要的資訊,包括該動物株的完整身分證明文件,以及對於人體及環境危害的危害評估,如不提供或不確定性過高則可以禁止進口。以基因改造的經濟動物而言,環境風險與人體不安全仍然是世界眾多國家所擔心的課題。
  此外,有關全球對經濟動物熱門的話題,主要著眼於經濟動物的疾病與福利,列舉如下:(一)禽流感 (二)牛海綿狀腦病、傳播性海綿狀腦病及慢性消耗病 (三)鬥雞及可能的替代方案 (四)環境豐富化 (五)口蹄疫 (六)動物農產管理及防範外來的口蹄疫與新城病 及(七)西尼羅河病毒。
  國內動物保護團體也於今年九月發起公共論壇,提供對於農場動物處境關心的議題出來探討,內容包括:(一)神豬習俗:民間信仰及動物福祉的衝突與解決 (二)有機畜產 (三)人道運輸及屠宰 (四)傳統市場家禽屠宰問題 (五)家畜市場活體及屠體拍賣 (六)防疫撲殺及動物福利
國內外關心經濟動物的議題,包括了防疫專業領域、動物福利、法令層面及民眾習慣等面向的探討,均具有相當多的討論空間,值得我們深入思考及了解。
 
四、實驗動物
  實驗動物為科學研究與應用所需之動物。這些動物被人類繁殖飼養拿來當作非實驗目的使用(例如生物實驗課解剖青蛙,或是採取毒蛇的毒液製造血清等);以及將實驗動物當作真正實驗目的使用(例如試驗藥、毒物及移植器官等)。
  動物實驗首先要選取動物,選對動物方能對實驗結果有顯著性的影響,所以發展及運用動物模式來研究人類及其他動物,實驗動物模式的確立是一個重要的步驟。實驗動物的角色無法像自然界存在的其他動物一樣,因為這些人類豢養的實驗動物無法和周遭的自然環境發生關係,也無法在生態系上建立的角色,只被人類當作一種「模式」,甚至不被當作一個獨立的種類。然而,牠們被視為一種可用來犧牲生命,以換取瞭解及防止人類疾病發生的動物,並由人類給予動物模式的地位。例如實驗是常用的小鼠,其動物模式包括Scid、Xid、bg、nu, 被控制先天上有免疫缺陷,科學家們藉以研究人類免疫功能的模式。
  依據國科會實驗動物研究及繁殖中心的建議,生物醫學專家們會以幾個必備條件為選擇,例如(一)可精確的控制疾病或病變的再現性 (二)可供眾人使用(三)可輸出國外(四)可選擇多胎動物用於育種遺傳研究(五)可從動物身上得到足夠檢測材料(六)可飼養於既有的飼育系統(七)可輕易保定及處理 (八) 可應用於其他動物(九)可使用的時間夠長(十)可以在不同品系進行不同的疾病研究。所以,適合的動物模式,依照研究的目標不同而選定,例如研究惡性腫瘤,以鴨、犬及小鼠為動物模式;動脈硬化,以兔、豬、犬、大鼠、鳥類及靈長類為動物模式等。
  至於使用何種動物為適當的動物模式,研究學者有自己的認定標準。例如大部分的研究喜歡用小白鼠及大白鼠,可能的理由在於對動物的瞭解、操作的熟稔、飼育管理方便及過去實驗累積的報告較多等。國內台大醫學院肝炎研究中心偏好進口北美土撥鼠當作動物模式,因為研究發現土撥鼠輩感染到肝炎的過程,與人類感染到B型肝炎的過程相當接近。豬隻也常被當作動物模式,理由是生理結構與人類相似較適合利用在心臟系統及皮膚移植的研究。另一方面,同屬於靈長動物的猿、猴類,則常用疾病的感染及新藥的試驗,例如愛滋病的動物模式,就科學家們就喜歡選擇黑猩猩進行。
  實驗動物為人類利用作為犧牲品的情形,根據一項報導,全世界每秒鐘至少有33隻動物死於實驗室;在英國每4秒鐘有1之死亡;此外據估計光是美國每年未研究而犧牲的白老鼠數量,約有三百四十萬至三百七十萬隻。至於為何要以動物作實驗,長久以來就是一個爭議的話題,主要是動物權觀念的興起以及實驗結果運用在人體的可靠性。
英國在十九世紀維多利亞時代出現了反對活體解剖運動以降,促成許多動物保護團前仆後繼的成立,並開始關心動物的種種議題,除了對於實驗動物的處理的合理性及研究價值性提出質疑外,有些團體及許多研究機構更提供了眾多動物實驗的替代方案。例如網路上出現虛擬解剖青蛙實驗,代替生物實驗室中真實解剖青蛙的殘忍性;又如德國的科學家成功製造出會發炎的物質,替代過去使用兔子眼球及皮膚的方式。
  綜合利用動物實驗的關鍵性爭議,包括(一)必要性(有沒有臨床價值)例如許多實驗只是對動物生理反應的好奇而已;(二)重複性(一而再的無謂重複)例如動物飢餓實驗已經做過頭了;(三)過度性(過度使用動物而非考慮到環境或外在環境)例如癌症的研究應考慮到環境因素的誘發而非只是過度使用動物;(四)受虐性(動物的痛苦與虐待)例如在毒物致死實驗中,為避免影響結果,動物經常不麻醉就的進行;(五)移轉性(實驗動物與人類的應用差異)例如黑猩猩身上所做的愛滋病疫苗研究完全不適用於人類;(六)殘忍性(人格罪惡的挑戰)例如將動物視為工具或模式而無罪惡感;以及(七)替代性(無需動物實驗的替代方案)例如至少有450種可以取代動物實驗的方法。
  然而,有些研究的實驗動物的來源是由本身所的複製,例如國內的台灣動物科技研究所就發表可例行產製並具高性腺遺傳能力之小鼠胚幹細胞株,復利用綠色螢光基因的胚胎顯微注射,培育出綠色螢光小鼠,宣稱不涉及宗教、倫理、道德及法律等爭議層面。但是,這些具有相同遺傳訊息的生命如何看待,仍然有很大的討論空間。
  有關全球對實驗動物熱門的話題,主要著眼於實驗動物的福利管理、醫療照顧與替代方案,列舉如下:(一)適當替代物和抗體生產:比較和替代技術 (二) 替代方案和實驗資料庫搜尋 (三) 獸醫照顧入門 (四)環境豐富化 (五) 災難計畫 (六) 食物及水匱乏的問題 (七) 立法政策、規則及操作步驟 (八) 痛苦管理及安樂死(九) 統計及動物數量 (十) 實驗動物政策 (十一) 痛苦及壓力製造的替代思考,以及(十二)單獨與群體福利管理。
  實驗動物在利用前,應先審慎評估該不該進行實驗,相信有許多實驗根本不必要進行,或是已經有充分的報告可以參考,或是有替代方案。也有很多證據顯示並令人相信,不需藉由動物實驗,人類的醫學仍可能進步,理由是生命科技應該將重點回歸到人的身上,方有可能對症下藥。
 
五、結語
  注重經濟動物與實驗動物的福祉觀念的歷史久遠,而今日的觀念更為盛行。在科技中的生命處境中,這些動物表現出人類可以操控(非自然演化操控)的多樣性,提供人類追求生存與福祉,但是生命的各個階段除了充滿多樣性外,還存在著共通性。例如人類和老鼠的外觀明顯不同,但超過九成的DNA是相同的,且都由細胞所構成;雖有天壤之別的生活方式,但小孩都必須哺乳才得以成長;且都必須要仰賴外在能源。仔細思考共通性之下,人之異於禽獸其實真的不多。所以,而經濟動物與實驗動物的權利與福祉,包括個別性的營養權、安居權、健康權、生理權及心理權等,以及群體性的福祉都應該受到更多的重視。
  當生命科技進入了基因的時代後,人們對於當作食物來源的經濟動物,以及當作研究藥物的實驗動物應該更加謙卑和小心。因為從過去的經驗法則中,人們也曾經相信清潔劑和農藥是可以安全使用的,但事實上流入大自然無法分解的化合物終究殘留在生物體內,終至累積於人體。同樣地,經過基因改造的動物看來好像沒什麼問題,因為DNA合成的蛋白質在大自然中是可以分解的,複製技術好像也可以幫助人類一些忙,解決落後國家糧食問題,但是這些改造過的物種牠們也有自己的生命處境,也可能擁有下一代或更多的世代,而牠們身上遺傳因子的訊息在大自然中仍然可能生生不息,讓人類再也無法控制。
  國內對於經濟動物及實驗動物飼養管理,於1998年公布的動物保護法有較為明確的管理規範。以經濟動物而言,應提供適當之食物、飲水及充足的活動空間,並應避免不必要之騷擾、虐待或傷害;運送時亦應注意工具及方式的使用。實驗動物方面,應儘量減少其使用的機會;進行動物科學應用的機構應成立動物實驗管理小組,以監督實驗動物的科學應用;實驗後的動物失去部分肢體器官或仍持續承受痛苦,而足以影響生存品質者,應立即以產生最少痛苦的方式宰殺等。儘管動物保護法令的訂定有助於提升經濟及實驗動物的福利,然而除了法令本身的更周延外,還有許多討論的空間,例如道德面及教育面等等,值得人們省思:經濟動物及實驗動物給了人類什麼?而人類可以給牠們什麼?
 
 
【參考資料】
中內光昭著、沈立仙譯,《生命劇本DNA》,新與出版社,1988。
牟敦剛著,《生物科技快易通》,商周出版,2003。
葉力森著,《動物與法律》,中華民國保護動物協會,2002。
胡雅文、洪千惠、王思蕙譯,⟨動物實驗對人類醫學有益嗎?⟩,《台灣動物之聲》34期,關懷生命協會,2003。
行政院農業委員會動植物防疫檢疫局、國立台灣大學,⟨動物疫病/動植物疾病害蟲診斷鑑定作業流程⟩,2003。
行政院農業委員會畜產試驗所,⟨畜產生物科技專題報導⟩,《科學發展》273期,2003。
動物福利資訊中心 www.nal.usda.gov
關懷生命協會 www.lca.org.tw
台灣動物社會研究會www.east.org.tw
行政院農業委員會www.coa.gov.tw
本系統已提升網路傳輸加密等級,IE8及以下版本將無法支援。為維護網路交易安全性,請升級或更換至右列其他瀏覽器。