行政院國家科學委員會 National Science Council補助案植物分子農場當搖籃

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專題報導／特約記者陳雅婷 2012-01-27 10:00

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行政院國家科學委員會National Science Council補助案植物分子農場當搖籃

有研究團隊透過基改研發能耐除草劑的黃豆。圖／陳正興

專題報導／特約記者陳雅婷
每到冬日，流感便開始蠢蠢欲動，近日疫情更是不論死亡或併發症人數都持續上升；但一到夏天，隨之而來的則是讓家長聞之色變的「腸病毒」。不論是哪種病毒肆虐，官方都一再呼籲民眾盡可能地接種疫苗以防患未然，但疫苗高額的價格常使開發中國家無法負擔。不過，這樣的情況很有可能藉由「植物病毒表現系統」獲得改善，也就是「用吃的疫苗」。
有別於一般我們所熟知的農桿菌轉殖法，植物病毒表現系統是利用病毒能快速感染植物的特性加以改良而成。首先，科學家選擇一弱毒力或無毒性的植物病毒作為載體，並將「標的基因」—如特定抗原，插入病毒之基因組中，但並不破壞病毒的複製、移動蛋白和鞘蛋白等重要生合成基因。接著將承載有標的基因之病毒進一步大量感染植物，待植株體完全被感染後，即可自植物分離大量的蛋白質抗原，並經分離和純化後製成疫苗；甚者，可省略分離和純化，將植物或其特定部位直接作為口服疫苗。台灣大學農藝系副教授常玉強表示，約2公尺高的植株，病毒只需14天即可感染全株；且隨著病毒快速複製和移動的過程中，我們的標的產物亦跟著大量被製造，這正是這個系統能如此快速收穫產物的原因（見右圖流程）。
另一方面，伴隨著快速的優點，就是可進行「客製化」的要求。意即當我們需要不同的蛋白質時，只要將新的外源基因重新構築到病毒載體上，甚至可依需求選擇不同宿主進行感染，這比傳統基因轉殖需要另外產生新的轉殖株系多了許多彈性。但值得一提的是，植物病毒系統雖是目前生產植物疫苗的新趨勢，但配合不同案例交互使用各種策略絕對會有更好效果。研究人員認為，針對不同型態的病毒群找出共同的表面抗原後，即可利用農桿菌轉殖法建立長期穩定生產抗原的轉殖株來對抗大部分的病毒；但若遇到特殊變異病毒株時，就可採植物病毒感染法，使其可快速生產「個人化」疫苗。
不論是植物病毒表現系統、植物基因轉殖抑或是葉綠體轉殖法，都是目前科學家同步努力研發的方向。縱然方法不盡相同，但共同點都是以「植物」作為生物反應器，這全仰賴於植物生產方式簡便、成本低廉，且運輸途中不需冷藏和低溫等多重優點，故用來生產疫苗時，不但大幅降低成本，更便於製造者和使用者攜帶。或許有人對於「轉殖」或「病毒」等名詞有諸多疑慮和恐懼，但只要適當區分其用途，不論是食用作物、觀賞花卉、工業、環保、生態保護甚至是醫療等，配合制訂合理且安全之政策把關，就能免於過度的恐慌，並能用更正確的角度審視科學研究。

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