引言：

所有植物檢疫產(chǎn)品在投放市場之前,無論其屬于傳統(tǒng)農(nóng)藥還是生物農(nóng)藥,都需經(jīng)過一系列的步驟。對于生物農(nóng)藥,需要考慮到一些特殊性。在本文中,Staphyt的監(jiān)管專家Amélie Grimaldi和Geoffroy Moulin介紹了在歐洲登記生物農(nóng)藥的不同步驟和面臨的挑戰(zhàn)。

生物農(nóng)藥(biopesticide)由″生物的(biological)和農(nóng)藥(pesticide)″兩個(gè)單詞合并而成。在歐盟,生物農(nóng)藥在學(xué)術(shù)上被定義為一種基于微生物或天然產(chǎn)品的植物保護(hù)產(chǎn)品(DG ENV.18),因而含有植物提取物和成分、信息素等抗微生物特性。在法國,生物防治被定義為″一套基于生態(tài)系統(tǒng)中起作用的自然過程、針對作物敵人的預(yù)防性和治療性植物保護(hù)方法″。

《農(nóng)村和海洋漁業(yè)法》(L.253-6)則將生物防治產(chǎn)品定義為″在作物敵人綜合管理框架內(nèi)采用自然機(jī)制的制劑和產(chǎn)品″。

作用機(jī)理,上市許可的第一步

微生物及其代謝物

有必要了解微生物或次生代謝物是否能起到植物保護(hù)的作用。如果微生物通過空間競爭等方式直接對抗作物敵人,則有必要建立一份針對該微生物及其固有構(gòu)成的風(fēng)險(xiǎn)評估文件資料。因此,文件資料將側(cè)重于該微生物在被處理地塊上定植的能力,其在環(huán)境中的表現(xiàn)將是說明中的關(guān)鍵點(diǎn)之一。如果效率僅通過微生物產(chǎn)生的次生代謝物(執(zhí)行生物體的非必要功能,并通常參與生物體與其生物和非生物環(huán)境之間相互作用的分子)起作用,則主要問題是驗(yàn)證有活力的微生物是否真的在原位產(chǎn)生代謝物。否則,必須進(jìn)行思維轉(zhuǎn)換,僅側(cè)重關(guān)注代謝物。有一種中間情況：當(dāng)關(guān)注的物質(zhì)存在于微生物的雙細(xì)胞膜中時(shí),該物質(zhì)在田間的數(shù)量與所應(yīng)用的細(xì)胞數(shù)量有關(guān),而微生物的生存能力對產(chǎn)品的效率并不重要。

植物提取物或微生物溶解產(chǎn)物

對于植物提取物或微生物溶解產(chǎn)物,研發(fā)企業(yè)有兩種選擇。他們可以選擇精確地識別能夠產(chǎn)生效果的物質(zhì)并嘗試對其進(jìn)行純化。如果這樣做,研發(fā)企業(yè)就是在尋求對一種分離的化學(xué)物質(zhì)獲得批準(zhǔn)。如果純化后的物質(zhì)沒有呈現(xiàn)出用提取物觀察到的全部效果,那么從農(nóng)學(xué)角度考慮,尋求獲得UVCB(未知或可變成分、復(fù)雜反應(yīng)產(chǎn)物或生物材料)批準(zhǔn)更有利。正如下文所介紹,盡管分析難度加大,但在農(nóng)藝學(xué)方面則有收獲。

其他需要考慮的方面

除了上面提到的要素外,確保最相關(guān)的功效證明需要確定該物質(zhì)在某些情況下是否具有預(yù)防或治療活性,以及是否涉及植物防御刺激(PDS)。這是不可忽視的另一點(diǎn)。在這種情況下,強(qiáng)烈建議開展實(shí)驗(yàn)室工作,將最精確的知識帶到田間地頭。關(guān)于PDS,了解所引發(fā)的

代謝途徑(例如水楊酸或茉莉酸途徑)對于預(yù)測效果十分必要。

通過受控田間試驗(yàn)

在田間面臨的主要挑戰(zhàn)是找到在實(shí)驗(yàn)室確定的機(jī)制,并驗(yàn)證這些機(jī)制是否比試驗(yàn)田的固有變異性誘發(fā)了更大的效果。這項(xiàng)工作從來都不簡單；在受控條件下對植物進(jìn)行試驗(yàn)有助于經(jīng)驗(yàn)的遷移。

實(shí)用之處在于納入防治方案

經(jīng)驗(yàn)表明,生物農(nóng)藥往往不夠有效,不足以成為植物檢疫問題的單一解決方案。即使它們具有這種功效,自20世紀(jì)50~60年代以來的綜合保護(hù)理論已經(jīng)證明,可持續(xù)的植物檢疫控制是一種結(jié)合多種管理手段的策略,可持久地抵消作物敵人的抗性機(jī)制。這一點(diǎn)對很少能單獨(dú)提供全面控制的化學(xué)介質(zhì)來說更為重要。除了其內(nèi)在有效性外,在準(zhǔn)備物質(zhì)批準(zhǔn)文件資料時(shí),必須對控制方案中最相關(guān)的部分進(jìn)行審查(方案的開始、中間與結(jié)束,與其他控制方法交替使用)。

對于大多數(shù)生物農(nóng)藥來說,最重要的是證明其實(shí)用價(jià)值而非內(nèi)在有效性。所有這些工作也是確定最恰當(dāng)?shù)氖袌龆ㄎ坏某醪焦ぷ鳌Ｅc傳統(tǒng)植物保護(hù)產(chǎn)品相比,生物農(nóng)藥的使用需要具備更高的技能水平的操作者和對應(yīng)用細(xì)節(jié)的關(guān)注。影響功效的因素包括(但并不詳盡)：施用水量的選擇,噴嘴的選擇,地面和地上溫度的驗(yàn)證,以及施用期間和施用后幾小時(shí)的濕度測定。在某些情況下,pH值和水的硬度也會產(chǎn)生影響。制劑類型也會影響物質(zhì)的釋放速度和長期保存。有時(shí),紫外線可以在微生物或物質(zhì)到達(dá)靶標(biāo)之前將其降解。如果期望產(chǎn)品有適度的功效,就必須在能夠達(dá)到最佳表達(dá)效果的最佳情況下施用,例如用于對作物敵人具有中等或低敏感性的品種。

為了能將在特定作物敵人身上獲得的結(jié)果外推到其他生物,有必要評估該解決方案的特異性。隱花植物病害并不都是由同一種微生物引起的,這一點(diǎn)可能會導(dǎo)致產(chǎn)品的效果與預(yù)期的不同。同樣,不同種類的蟲害在大小、新陳代謝和角質(zhì)層上的差異也會導(dǎo)致相對不同的功效結(jié)果。

這樣,我們就遇到了生物農(nóng)藥的一個(gè)悖論。只有那些對環(huán)境或人類危害為零或較低的生物農(nóng)藥才會出現(xiàn)在開發(fā)管道試驗(yàn)中。對于那些被判定為低風(fēng)險(xiǎn)的產(chǎn)品,法規(guī)可接受基于比傳統(tǒng)產(chǎn)品更小的資料包的功效證明(PP 1/296_1標(biāo)準(zhǔn))。因此,文件中要求的功效試驗(yàn)數(shù)量少于具有更高風(fēng)險(xiǎn)的物質(zhì)或產(chǎn)品。這有悖于技術(shù)和實(shí)踐的要求：低風(fēng)險(xiǎn)產(chǎn)品在定位用于保護(hù)計(jì)劃以及使用時(shí)通常要求更高的精確度,需要更多的實(shí)驗(yàn)來確定實(shí)現(xiàn)有效性的最佳條件。在提供最低限度的信息和知識優(yōu)化之間,存在一個(gè)難以掌握的平衡。

可靠和穩(wěn)健的研究是文件資料的關(guān)鍵點(diǎn)

規(guī)則和授權(quán)程序

 (EC)1107/2009號法規(guī)規(guī)定了活性物質(zhì)的批準(zhǔn)和植物保護(hù)產(chǎn)品的授權(quán)規(guī)則和程序。歐洲法規(guī)和經(jīng)合組織(或其他機(jī)構(gòu))的一些指導(dǎo)文件指導(dǎo)和幫助申請人準(zhǔn)備、匯編和提交批準(zhǔn)所需的數(shù)據(jù)。生物農(nóng)藥的評估與歐洲層面的其他活性物質(zhì)(AS)遵循相同的程序：由主評審國(RM)進(jìn)行評估,起草DAR(評估報(bào)告草案)……其最終結(jié)果可能是SA生物農(nóng)藥被歸類為低風(fēng)險(xiǎn)物質(zhì)(無重大毒性作用、非持久性、非生物累積性等)。

為了評估和描述風(fēng)險(xiǎn),除了對所有農(nóng)藥通用的一般要求外,根據(jù)生物農(nóng)藥的類別,還有強(qiáng)制性的特定要求(例如生物特性或?qū)ξ⑸锏闹虏⌒裕恢参锾崛∥锏纳忍卣?。這就是為什么每一類都有具體的指導(dǎo)文件,無論是微生物(從2022年秋季開始的新要求)、化學(xué)信息素還是植物提取物。對于其他天然物質(zhì)尚無具體規(guī)定,因此有必要在現(xiàn)有的各種指導(dǎo)文件之間進(jìn)行權(quán)衡,以制定出研究計(jì)劃。歐盟委員會的(EU) No 283/2013和 284/2013法規(guī)分別對活性物質(zhì)和產(chǎn)品的數(shù)據(jù)要求做了規(guī)定。在這兩項(xiàng)法規(guī)中,A部分適用于化學(xué)物質(zhì),包括天然物質(zhì)和化學(xué)信息素, B部分則適用于微生物和病毒(正在修訂,將在2022年秋季實(shí)施)。

需要哪些數(shù)據(jù)？

需要的數(shù)據(jù)涵蓋不同領(lǐng)域：特性和特征；物理化學(xué)和分析；效率；人類毒理學(xué)(操作者)；殘留；環(huán)境中的反應(yīng)以及生態(tài)毒理學(xué)。由于可靠數(shù)據(jù)的可獲得性低以及開展所需研究的能力(有限),活性物質(zhì)的登記和產(chǎn)品的批準(zhǔn)可能很困難。事實(shí)上,對于每個(gè)領(lǐng)域,所有數(shù)據(jù)都必須按照一定的質(zhì)量、可靠性和可比性標(biāo)準(zhǔn)生成。

因此,如同對任何物質(zhì)或產(chǎn)品的要求一樣,研究必須按照公認(rèn)的準(zhǔn)則(例如經(jīng)合組織的準(zhǔn)則)進(jìn)行,遵循GEP(良好實(shí)驗(yàn)規(guī)范)或GLP(良好實(shí)驗(yàn)室規(guī)范)規(guī)則。

就微生物而言,隨著新法規(guī)于2022年秋季生效,文件資料的設(shè)計(jì)、研究的目標(biāo)被完全修改。這些新法規(guī)允許采用一種適應(yīng)的科學(xué)方法,不同于被認(rèn)為不適合的化學(xué)物質(zhì)文件資料。這種新方法將強(qiáng)調(diào)需要了解微生物物質(zhì)的問題(要問哪些相關(guān)問題？),將按照分步方式(強(qiáng)制性要求和有條件的要求)進(jìn)行組織,有助于提高批準(zhǔn)文件資料的整體質(zhì)量。對生物農(nóng)藥物質(zhì)的精確表征可能很復(fù)雜。為此,制定適當(dāng)、可靠的規(guī)范可視為解決這一問題的關(guān)鍵。對于微生物,這包括對菌株的表征,以及擁有將突變體或轉(zhuǎn)基因微生物與親本菌株區(qū)分開來的方法；但也必須有能力了解可能產(chǎn)生影響的代謝物和次生毒素。

對于化學(xué)信息素,困難在于它們的揮發(fā)性。至于植物提取物和其他天然物質(zhì),障礙在于它們的自然變異性和特異性標(biāo)志物的可用性。

在實(shí)驗(yàn)研究過程中對活性物質(zhì)的表征以及跟蹤/追蹤的可能性非常重要和關(guān)鍵。事實(shí)上,其目的是為了確保：

- 在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中使用正確的物質(zhì)進(jìn)行研究

- 試驗(yàn)對象與活性物質(zhì)接觸良好,達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的暴露水平

例如,對于天然物質(zhì)(特別是植物或動(dòng)物提取物或微生物溶解產(chǎn)物),活性物質(zhì)通常是一種未知或可變成分物質(zhì)(UCVB)。

由于不可能跟蹤提取物中包含的所有物質(zhì),我們將只關(guān)注一個(gè)或幾個(gè)關(guān)鍵的UVCB標(biāo)志物,從而有可能跟蹤物質(zhì)在培養(yǎng)基中的去向,并確保它們的濃度在整個(gè)試驗(yàn)過程中保持不變。此外,由于所研究的基質(zhì)中天然存在微生物或類似化合物,可能很難跟蹤該物質(zhì)在環(huán)境中的去向。解決這個(gè)問題的方法是對天然含量進(jìn)行分析,然后將現(xiàn)有水平與植物保護(hù)產(chǎn)品提供的水平進(jìn)行比較。

生物防治產(chǎn)品登記難題

共同監(jiān)管框架和具體要求

這些產(chǎn)品的多樣性以及現(xiàn)行法規(guī)導(dǎo)致申請人在準(zhǔn)備活性物質(zhì)的批準(zhǔn)文件及其參考產(chǎn)品或任何含有該物質(zhì)的新產(chǎn)品的登記文件時(shí)需要開展真正的″量身定制″工作。由于它們之間的差異,這些物質(zhì)的審批可能是一個(gè)真正令人頭痛的問題。

事實(shí)上,生物農(nóng)藥在幾個(gè)方面與傳統(tǒng)活性物質(zhì)不同：源自天然；通常對非靶標(biāo)生物和微生物的影響較小,對生物多樣性的負(fù)面影響(DG ENV.8)減小。天然提取物通常不太穩(wěn)定,可迅速降解；微生物對宿主具有高度特異性(如殺蟲劑),釋放后可以增殖。

然而,正如IBMA在其2022年3月30日的來文中指出的那樣(IBMA, 2022),歐洲沒有專門的立法來批準(zhǔn)生物防治物質(zhì)和產(chǎn)品的登記。因此,這些產(chǎn)品的上市許可(MA)遵循歐洲所有活性物質(zhì)的通用批準(zhǔn)程序：第一步是活性物質(zhì)在歐洲層面獲得批準(zhǔn),第二步是一旦該物質(zhì)在歐洲層面獲得批準(zhǔn),就在國家層面對產(chǎn)品進(jìn)行上市許可。因此,生物農(nóng)藥必須符合并不總是合適的通用監(jiān)管要求(例如,對于穩(wěn)定性,如果沒有找到特定的標(biāo)志物,將很難長期監(jiān)測。微生物溶解產(chǎn)物正是這種情況,其唯一的標(biāo)志物是非常常見的有機(jī)分子)和與特定指導(dǎo)文件有關(guān)的具體要求。此外,在歐洲評估期間,可能會以額外要求的形式提出各種關(guān)切：

- 對于化學(xué)物質(zhì)和植物提取物,涉及環(huán)境和生態(tài)毒理學(xué),以及生殖毒性和致癌作用；

- 對于活體生物,涉及環(huán)境繁殖、傳染性、次生代謝物,以及抗生素耐藥性。

微生物：需使用特定的文件資料模型

提交含有微生物的產(chǎn)品的授權(quán)文件資料必須使用特定的文件資料模板,而其他類型的生物農(nóng)藥(化學(xué)信息素和天然物質(zhì))只需采用傳統(tǒng)的格式。經(jīng)合組織還發(fā)布了關(guān)于提交或生成數(shù)據(jù)(研究、風(fēng)險(xiǎn)評估)的具體指導(dǎo)文件。所有這些文件可指導(dǎo)和幫助申請人準(zhǔn)備、匯編和提交要求的資料,從而為擬進(jìn)行的活性物質(zhì)的批準(zhǔn)和含有這些活性物質(zhì)的產(chǎn)品的登記提供支持。但另一方面,監(jiān)管工具的多樣化使要求的可讀性變得復(fù)雜。

適應(yīng)各國家規(guī)則的差異性

另一個(gè)困難在于各國家規(guī)則的差異性,因?yàn)槊總€(gè)國家都有自己區(qū)分生物農(nóng)藥的標(biāo)準(zhǔn),有時(shí)與歐盟層面的標(biāo)準(zhǔn)不同。

事實(shí)上,根據(jù)第1107號法規(guī),只有含有低風(fēng)險(xiǎn)物質(zhì)的植物保護(hù)產(chǎn)品(根據(jù)歐盟委員會法規(guī)(EU) 2017/1432)才能獲得某些優(yōu)勢：批準(zhǔn)時(shí)間長達(dá)15年(而不是10年)；成員國在120天內(nèi)做出決定(而不是1年)；數(shù)據(jù)保護(hù)期限長達(dá)13年... 對于大多數(shù)其他生物農(nóng)藥物質(zhì)來說,這些法律方面的優(yōu)勢并不適用。不過,大多數(shù)國家通過出臺專門的非協(xié)調(diào)規(guī)則來擴(kuò)大上述優(yōu)勢的適用范圍。

例如,在丹麥或瑞典(北部地區(qū)),通過收取低于傳統(tǒng)產(chǎn)品的評估費(fèi)推廣微生物。這項(xiàng)政策僅適用于微生物,其他類別則被認(rèn)為傳統(tǒng)產(chǎn)品。在奧地利(中部地區(qū)),降低收費(fèi)只適用于微生物和化學(xué)信息素的評估,植物產(chǎn)品不在其列。在荷蘭,如要提交生物農(nóng)藥,申請人必須遵循特定的評估手冊,其中包含特定的數(shù)據(jù)要求和風(fēng)險(xiǎn)評估。另外,收費(fèi)也相對降低。在法國(南部地區(qū)),已經(jīng)制定了全面的立法來促進(jìn)生物防治產(chǎn)品(《農(nóng)村和海洋漁業(yè)法》L.235-5、6、7條)。該立法根據(jù)第L.235-5條的標(biāo)準(zhǔn),降低了所有類別生物防治產(chǎn)品的收費(fèi),并縮短了評估期。在意大利,只有微生物、化學(xué)信息素和未經(jīng)化學(xué)定義的天然來源物質(zhì)才能降低收費(fèi)。

這些形形色色的規(guī)則顯示出歐洲生物農(nóng)藥登記的復(fù)雜性。不過,采取了專門措施的國家往往通過減稅和/或調(diào)整和加快流程來促進(jìn)和鼓勵(lì)物質(zhì)的批準(zhǔn)和產(chǎn)品的登記,這些激勵(lì)措施在鼓勵(lì)科學(xué)創(chuàng)新的同時(shí)還降低了企業(yè)的財(cái)務(wù)風(fēng)險(xiǎn)。

登記一款生物農(nóng)藥需要多少預(yù)算？

為了開發(fā)生物防治產(chǎn)品,如果數(shù)據(jù)可以從″物質(zhì)″數(shù)據(jù)中推斷出來,所需研究的預(yù)算可以大幅減少。因此,主要花銷將用于功效試驗(yàn)以及生態(tài)毒理學(xué)研究(對蜜蜂和非靶標(biāo)節(jié)肢動(dòng)物的影響)。對于對人類影響非常有限的低風(fēng)險(xiǎn)物質(zhì),通常不需要進(jìn)行大量的毒理學(xué)和殘留試驗(yàn),甚至不需要開展此類試驗(yàn)。最后,產(chǎn)品的理化表征以及資料起草和風(fēng)險(xiǎn)評估屬中等程度的成本(圖A)。

圖A：生物農(nóng)藥產(chǎn)品的監(jiān)管開發(fā)成本(不含登記費(fèi))

 

監(jiān)管方面的挑戰(zhàn)

生物農(nóng)藥的登記仍然是一項(xiàng)挑戰(zhàn),原因是缺乏適當(dāng)?shù)臏?zhǔn)則,各國家標(biāo)準(zhǔn)的差異性,難以對其進(jìn)行表征、證明其效率和評估其對人類、環(huán)境和非靶標(biāo)生物的風(fēng)險(xiǎn)。IBMA在其來文中還強(qiáng)調(diào),迫切需要給生物防治給出一個(gè)歐洲法律定義,并制定一個(gè)適當(dāng)?shù)臍W洲立法框架(大西洋彼岸可能已經(jīng)存在這一框架)。不過,由于申請人與國家和歐洲當(dāng)局之間進(jìn)行了富有成效的討論,這些困難并不妨礙這些替代作物處理方法的推廣。