蓬勃发展的人造肉领域正在竞相达到市场准入所需的最低标准。我们认为,必须把重点转移到基于透明度和集体进程的更高的、基于使命的标准上。
人工肉(CM)有可能改善动物福利,促进许多可持续发展目标的实现,减少疾病的传播,并提供比今天的集约化畜牧业更安全、更有保障的食品1,2.那些认真致力于建立CM技术和系统,以减轻现有粮食系统日益增加的风险的人,其首要任务是实现这一潜力。对它的成功如此高的期望,以及随之而来的对早期开发者的市场机遇,让人们期待它能迅速推向市场。私营部门的一些人通过宣布即将上市的原型或建造表明大规模生产和畜牧业的终结指日可待的设施,激起了公众和投资者的兴奋。
在这种日益激烈的市场竞争氛围中,随着联合国(UN)宣布“……细胞为基础的食品生产方法已得到很好的表征,(并)准备从实验室转移到生产设施”,各公司竞相在公众的想象中占据一席之地。1.这种情绪与以下事实形成了鲜明对比:越来越多的产品错过了上市日期、联合国自己关于CM知识缺口的报告,以及全球首个进入市场的CM产品未能不屠宰动物的事实1,2,3..CM领域不应忽视这种不一致或与过去的案例相似,在这些案例中,有前途的生物技术被急于商业化的产品所阻碍4,5.
在这里,我们探讨了我们认为构成实现CM潜力所必需的基本任务目标的五个参数,代表了在将产品推向市场之前应达到的最低技术准备状态。
创建slaughter-free解决方案
CM的内在承诺是用细胞培养技术取代食品价值链中对动物的需求,从而减少动物屠宰。在足够的规模上,这种替代可以减少导致动物痛苦、抗生素滥用和人畜共患疾病传播的集约化养殖方法。
然而,屠宰衍生材料(例如细胞、培养基、微载体和支架)在许多细胞培养研究中已经是现状,而竞争市场的心态会给开发者带来压力,让他们走捷径,在竞争对手之前使用屠宰衍生材料进入市场。以胎牛血清(FBS)为例,这是一种屠宰衍生的培养基成分,CM批评者经常指出,因为它在细胞培养中普遍存在。虽然有些开发者声称已经取代了FBS6第一个CM产品(自2020年12月以来在新加坡)在生产过程中使用FBS3.——证明获得市场准入并不能保证CM产品是或将是无屠宰的,这一点得到了联合国的承认1.
这种行为破坏了这项技术的主要伦理利益之一7也不符合使命驱动的思维模式。无屠宰细胞培养,包括其供应链,是任务准备的基本要求。透明的生产流程和最低行业标准的建立是实现使命的关键。
中心的健康和安全
CM安全要求确定和解决对人类健康的潜在负面影响,无论是来自污染物或残留物、细胞代谢物、细胞本身还是食品加工和制备的副产品1,8.“竞赛到市场”的压力可能会导致开发人员忽视或淡化将产品推向市场的风险,甚至只是品尝活动——并将安全评估仅仅视为监管障碍。
我们相信,在一场使命的竞赛中,安全性并不是假设的——在培养出来的细胞甚至可以被视为食物之前,它必须得到证明。通过严格监管审批程序的产品可以说已经达到了安全任务准备目标。然而,审批过程的严密性和透明度在不同司法管辖区之间可能并不一致。没有足够的透明度,与公开的、独立核实的研究提供的直接安全证据相比,任务准备情况将被认为是有限的——可靠,但不完全了解。
同样地,CM的营养成分对于那些想要达到或超过传统产品的开发人员、想要了解CM如何最适合他们的饮食的消费者以及监管机构要求将这一信息作为其任务的一部分的人来说都很重要。在一些司法管辖区,安全档案可能需要关于营养成分的数据,CM与传统肉类(或缺乏传统肉类)之间的平价可能影响CM产品的标签。
尽管CM已经进入了一个全国性的市场,但目前还没有关于这些或任何CM产品的安全性或营养含量的公开数据。联合国的一份报告1以及对CM安全性的全面审查8承认这方面的差距,而营养数据方面的差距已在其他方面得到承认9.开发安全和营养方面的分析能力和标准应该被视为竞争前的一个领域,CM开发者、监管机构、独立分析实验室和学术研究人员可以在此合作。这些努力的透明度对于发展能够刺激方法和战略创新的知识体系至关重要,并抵御诋毁者可能带来的错误信息。
追求可持续发展积极
鉴于预期的需求增长,畜牧业目前的状态是不可持续的1,2.CM的支持者可能会同意,市场压力造成了这种情况,CM提供了一个提高资源利用率的机会,以衡量,例如,生产一卡路里肉所需的植物卡路里。尽管“种族到市场”的论调假设CM的可持续性优于畜牧业(引用了私营部门提供的假设情景和无法验证的数据)10), CM仍然像传统肉类一样容易受到市场驱动的命运的影响。
例如,许多细胞培养基成分来自饲养牲畜的同样富含淀粉和蛋白质的作物。因此,上游CM供应链将包括这些作物所需的资源及其转化过程(土地、化肥、化学品、水和能源)。此外,下游的CM制造预计是能源密集型的,可能需要可再生能源来充分满足可持续性标准10.此外,重组发酵生产的高质量微量营养素(例如生长因子)和培养基杀菌和水净化的关键消耗品对资源的需求也增加了。其中一些资源的供应链将与其他生物技术和生物医学部门的供应链重叠,这构成了一个不容忽视的瓶颈,但很少有人讨论:未来的大流行应对工作是否会影响粮食的获取?(反之亦然?)
最后,CM制造过程产生的潜在废物流及其对人类健康和环境的影响仍未确定。工艺设计经验表明,以氨和未消耗氨基酸形式存在的过量氮可能对CM废水的处理构成挑战11.竞争市场思维倾向于将这些风险置于优先地位。
商业化前的市场批准并不能解决这些可持续性问题,而且一个产品或工艺的假定成功并不一定代表其他产品或工艺的成功12.联合国甚至提议,“……国家当局(可以)考虑,除了食品安全保证的明确需要外,还需要进行全面的环境影响评估和监测。”1.
从竞赛到任务的心态承认,可持续性并不是技术固有的,需要共同努力才能实现它。商业规模的CM工艺必须比传统肉类生产更具可持续性。它们必须提供更高的资源效率,减少对环境的影响,以及供应链上下的灵活性。我们认为,与那些能够快速进入市场的标准相比,按照这些标准设计的开发者会更好地服务于该领域。通过开发人员的透明度以及独立和学术研究人员的参与,可以构建一个高效和抗冲击的端到端系统,并具有应对可持续发展突发事件的能力——甚至在生产开始之前。
规模的影响
为了取代目前的动物密集型农业系统,开发商必须提供数量与当前动物产品消费水平相当或超过的具有成本竞争力的产品。普遍存在的“竞争市场”心态会导致开发商将资源转移到“波将金”(Potemkin)试验设施上,或者生产出远未做好任务准备的产品,以比竞争对手更接近实现技术目标。
尽管乐观但不透明的成本预测、大型廉价生物反应器的口头承诺,以及有限市场上的亏损领军产品,但CM生产尚未在任何规模或价格上与传统肉类有丝毫可比性。由于物理和成本的限制,关键的和透明的技术经济评估对配置管理的可伸缩性产生了怀疑13,14;在没有透明数据的情况下,对这些约束提出的反对意见并没有弥合这一知识差距。相比之下,任务竞赛优先考虑重要的研究。为了加速整个领域的发展,可扩展性和(最终的)置换问题应该在CM生产商、供应商和学术机构之间进行预先竞争和合作。
实践开放科学
把开放作为CM工作人员的技术任务目标,似乎有些挑衅。然而,在这个新阶段,正确和快速地开发和实施技术是至关重要的。这是贯穿于之前所有参数的核心理念,并为创造和追踪进展奠定了基础。
即使是最善意、最有使命的开发者也必须小心保护他们在潜在知识产权上的投资,限制他们的开放程度,这在这里是毋庸置疑的。问题是,当竞争市场思维阻止私营部门开发商承认竞争前的空间时,更不用说在内部合作了。这导致了数据竖井,开发者在其中为自己积累数据和专业知识,数据共享和审查的正常科学过程被削减,努力(包括失败的研究线)可能会重复。鉴于此时任何潜在的知识产权都将属于远未准备好执行任务的技术,这对进步是不必要的限制。
私营开发商也没有理由提供超出市场审批所需的信息,还有一些实际的理由不这样做。除了保护知识产权之外,在期刊上发表论文——数据共享和审查的一种常见方法——所需要的证据收集远远超出了做出实际商业决策所必需的,因此可能会成本或时间受限。以一种从种族到使命的心态,私营部门内外的利益相关者应该创新数据共享/审查方法,使开发者更容易,以及认证或其他奖励系统,以激励透明度。专利的性质也可以进行创新,以使它们不惩罚开放——团结和动员尖端领域的研究人员,而不是分裂和瘫痪。
呼吁为集体进步采取行动
“市场竞争”的思维模式并不是CM领域所独有的,随着时间的推移,在科学私有化方面也出现了更广泛的趋势。然而,CM可能是一个独特的偏重私营部门的领域,只有一小部分领域资金来自公共部门。在这种环境下,无论是单个组织还是个人都不应该因为优先竞争市场而受到指责,但这样做可能会违背使命目标,在某些情况下已经是这样了。因此,我们呼吁改变思维方式,鼓励该领域在考虑市场准入之前开发可执行任务的产品。
需要在竞赛前阶段将资源集中用于共同目标。透明度和数据共享对于我们探索的每一个参数的进展都至关重要,而且开始需要脱离现有的孤立的研究模型进行协作创新。有能力为CM制定和执行明确的定义和高标准的领域实体,无论是技术上的还是道德上的,都可以提高工作质量,同时防止不合格的产品或研究破坏整个社区。最终,网络和制度建设可以在CM生态系统中升级这些系统的开发。
对于历史上的例子,我们可以考虑国际半导体技术路线图,该行业委员会“执行”摩尔定律缩放30年,以及美国可再生燃料标准计划,该计划协调美国燃料池中石油的置换与可用的生物燃料。对于CM,我们设想了一个类似的技术管理模型,它在这里概述的五个技术参数和CM实施的社会经济维度中激励协作和路线图进展12,15,16.建立一种协调的、合理的方法来扩大配置管理将加快进展,向投资者和政府机构发送强有力的、可验证的技术和市场准备信号,同时管理未来消费者的期望。
正如最近在美国、荷兰和其他地方看到的那样,政府对CM研究的投资也可能产生将系统重新设置为任务优先的方法的机会。如果以经济学家呼吁政府采取创业、创造价值、塑造市场的活动为蓝本,这些投资可以为加速新技术的发展创造条件17.让我们避免不切实际的“竞争市场”追求,开始一场一致的、认真的“竞争使命”——无论谁先越过底线,我们都将是赢家。
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确认
d .福尔摩斯Y.T.-S。,B.D. and I.D. would like to thank New Harvest’s donors for allowing us to focus on the long road to mission-driven impact. J.D. would like to thank the Swiss National Science Foundation for support for his research.
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d .福尔摩斯Y.T.-S。B.D.构思并设计了论文;d。霍姆斯,d。亨伯德和j。d。写了正文;和Y.T.-S。,B.D. and I.D. substantially edited the manuscript. All authors have read and agreed to the published version of the manuscript.
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d .福尔摩斯Y.T.-S。,B.D. and I.D. report that they are full-time employees of New Harvest, a donor-funded, 501(c)(3) research institute working to maximize the positive impact of cellular agriculture. D. Holmes was employed previously by Mosa Meat BV, from 2019 to 2021. D. Humbird and J.D. declare no competing interests.
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霍姆斯,D,亨伯德,D,杜凯维奇,J。et al。人工肉需要的是一场使命竞赛,而不是市场竞赛。Nat食物3., 785 - 787(2022)。https://doi.org/10.1038/s43016-022-00586-9
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DOI:https://doi.org/10.1038/s43016-022-00586-9