行業(yè)資訊

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)″兩個單詞合并而成。在歐盟,生物農(nóng)藥在學術上被定義為一種基于微生物或天然產(chǎn)品的植物保護產(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、針對作物敵人的預防性和治療性植物保護方法″。

《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)采用自然機制的制劑和產(chǎn)品″。

作用機理,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成的風險評估文件資料。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)將是說明中的關鍵點之一。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,必須進行思維轉(zhuǎn)換,僅側(cè)重關注代謝物。有一種中間情況：當關注的物質(zhì)存在于微生物的雙細胞膜中時,該物質(zhì)在田間的數(shù)量與所應用的細胞數(shù)量有關,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物質(zhì)獲得批準。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)學角度考慮,尋求獲得UVCB(未知或可變成分、復雜反應產(chǎn)物或生物材料)批準更有利。正如下文所介紹,盡管分析難度加大,但在農(nóng)藝學方面則有收獲。

其他需要考慮的方面

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

代謝途徑(例如水楊酸或茉莉酸途徑)對于預測效果十分必要。

通過受控田間試驗

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

實用之處在于納入防治方案

經(jīng)驗表明,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50~60年代以來的綜合保護理論已經(jīng)證明,可持續(xù)的植物檢疫控制是一種結合多種管理手段的策略,可持久地抵消作物敵人的抗性機制。這一點對很少能單獨提供全面控制的化學介質(zhì)來說更為重要。除了其內(nèi)在有效性外,在準備物質(zhì)批準文件資料時,必須對控制方案中最相關的部分進行審查(方案的開始、中間與結束,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用價值而非內(nèi)在有效性。所有這些工作也是確定最恰當?shù)氖袌龆ㄎ坏某醪焦ぷ?。與傳統(tǒng)植物保護產(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用細節(jié)的關注。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證,以及施用期間和施用后幾小時的濕度測定。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,紫外線可以在微生物或物質(zhì)到達靶標之前將其降解。如果期望產(chǎn)品有適度的功效,就必須在能夠達到最佳表達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,這一點可能會導致產(chǎn)品的效果與預期的不同。同樣,不同種類的蟲害在大小、新陳代謝和角質(zhì)層上的差異也會導致相對不同的功效結果。

這樣,我們就遇到了生物農(nóng)藥的一個悖論。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)管道試驗中。對于那些被判定為低風險的產(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標準)。因此,文件中要求的功效試驗數(shù)量少于具有更高風險的物質(zhì)或產(chǎn)品。這有悖于技術和實踐的要求：低風險產(chǎn)品在定位用于保護計劃以及使用時通常要求更高的精確度,需要更多的實驗來確定實現(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,存在一個難以掌握的平衡。

可靠和穩(wěn)健的研究是文件資料的關鍵點

規(guī)則和授權程序

 (EC)1107/2009號法規(guī)規(guī)定了活性物質(zhì)的批準和植物保護產(chǎn)品的授權規(guī)則和程序。歐洲法規(guī)和經(jīng)合組織(或其他機構)的一些指導文件指導和幫助申請人準備、匯編和提交批準所需的數(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)進行評估,起草DAR(評估報告草案)……其最終結果可能是SA生物農(nóng)藥被歸類為低風險物質(zhì)(無重大毒性作用、非持久性、非生物累積性等)。

為了評估和描述風險,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,還有強制性的特定要求(例如生物特性或?qū)ξ⑸锏闹虏⌒?；植物提取物的色度特?。這就是為什么每一類都有具體的指導文件,無論是微生物(從2022年秋季開始的新要求)、化學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)有的各種指導文件之間進行權衡,以制定出研究計劃。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。在這兩項法規(guī)中,A部分適用于化學物質(zhì),包括天然物質(zhì)和化學信息素, B部分則適用于微生物和病毒(正在修訂,將在2022年秋季實施)。

需要哪些數(shù)據(jù)？

需要的數(shù)據(jù)涵蓋不同領域：特性和特征；物理化學和分析；效率；人類毒理學(操作者)；殘留；環(huán)境中的反應以及生態(tài)毒理學。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)品的批準可能很困難。事實上,對于每個領域,所有數(shù)據(jù)都必須按照一定的質(zhì)量、可靠性和可比性標準生成。

因此,如同對任何物質(zhì)或產(chǎn)品的要求一樣,研究必須按照公認的準則(例如經(jīng)合組織的準則)進行,遵循GEP(良好實驗規(guī)范)或GLP(良好實驗室規(guī)范)規(guī)則。

就微生物而言,隨著新法規(guī)于2022年秋季生效,文件資料的設計、研究的目標被完全修改。這些新法規(guī)允許采用一種適應的科學方法,不同于被認為不適合的化學物質(zhì)文件資料。這種新方法將強調(diào)需要了解微生物物質(zhì)的問題(要問哪些相關問題？),將按照分步方式(強制性要求和有條件的要求)進行組織,有助于提高批準文件資料的整體質(zhì)量。對生物農(nóng)藥物質(zhì)的精確表征可能很復雜。為此,制定適當、可靠的規(guī)范可視為解決這一問題的關鍵。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志物的可用性。

在實驗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鍵。事實上,其目的是為了確保：

- 在整個實驗過程中使用正確的物質(zhì)進行研究

- 試驗對象與活性物質(zhì)接觸良好,達到標準規(guī)定的暴露水平

例如,對于天然物質(zhì)(特別是植物或動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),我們將只關注一個或幾個關鍵的UVCB標志物,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試驗過程中保持不變。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。解決這個問題的方法是對天然含量進行分析,然后將現(xiàn)有水平與植物保護產(chǎn)品提供的水平進行比較。

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)導致申請人在準備活性物質(zhì)的批準文件及其參考產(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)的審批可能是一個真正令人頭痛的問題。

事實上,生物農(nóng)藥在幾個方面與傳統(tǒng)活性物質(zhì)不同：源自天然；通常對非靶標生物和微生物的影響較小,對生物多樣性的負面影響(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)的通用批準程序：第一步是活性物質(zhì)在歐洲層面獲得批準,第二步是一旦該物質(zhì)在歐洲層面獲得批準,就在國家層面對產(chǎn)品進行上市許可。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,其唯一的標志物是非常常見的有機分子)和與特定指導文件有關的具體要求。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切：

- 對于化學物質(zhì)和植物提取物,涉及環(huán)境和生態(tài)毒理學,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)布了關于提交或生成數(shù)據(jù)(研究、風險評估)的具體指導文件。所有這些文件可指導和幫助申請人準備、匯編和提交要求的資料,從而為擬進行的活性物質(zhì)的批準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雜。

適應各國家規(guī)則的差異性

另一個困難在于各國家規(guī)則的差異性,因為每個國家都有自己區(qū)分生物農(nóng)藥的標準,有時與歐盟層面的標準不同。

事實上,根據(jù)第1107號法規(guī),只有含有低風險物質(zhì)的植物保護產(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：批準時間長達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)保護期限長達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)品的評估費推廣微生物。這項政策僅適用于微生物,其他類別則被認為傳統(tǒng)產(chǎn)品。在奧地利(中部地區(qū)),降低收費只適用于微生物和化學信息素的評估,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)要求和風險評估。另外,收費也相對降低。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條的標準,降低了所有類別生物防治產(chǎn)品的收費,并縮短了評估期。在意大利,只有微生物、化學信息素和未經(jīng)化學定義的天然來源物質(zhì)才能降低收費。

這些形形色色的規(guī)則顯示出歐洲生物農(nóng)藥登記的復雜性。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和鼓勵物質(zhì)的批準和產(chǎn)品的登記,這些激勵措施在鼓勵科學創(chuàng)新的同時還降低了企業(yè)的財務風險。

登記一款生物農(nóng)藥需要多少預算？

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,所需研究的預算可以大幅減少。因此,主要花銷將用于功效試驗以及生態(tài)毒理學研究(對蜜蜂和非靶標節(jié)肢動物的影響)。對于對人類影響非常有限的低風險物質(zhì),通常不需要進行大量的毒理學和殘留試驗,甚至不需要開展此類試驗。最后,產(chǎn)品的理化表征以及資料起草和風險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)

 

監(jiān)管方面的挑戰(zhàn)

生物農(nóng)藥的登記仍然是一項挑戰(zhàn),原因是缺乏適當?shù)臏蕜t,各國家標準的差異性,難以對其進行表征、證明其效率和評估其對人類、環(huán)境和非靶標生物的風險。IBMA在其來文中還強調(diào),迫切需要給生物防治給出一個歐洲法律定義,并制定一個適當?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局之間進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。