這是我在科學月刊355期看到的一篇文章,有關基因轉殖的,大家可以看一下,蠻多的
在過去二十年間,植物分子生物學的知識及研究技術不斷地步,使植物基因轉殖技術成為
研究基礎分子生物學與農業應用的重要工具.目前,利用植物基因工程技術,可將各種經過
特殊設計或改造的外源基因(包括來自人體,動物,植物,或微生物的基因)轉殖到植物的染色
體內,然後栽培抗病蟲害或品質與產量改良的農作物,或生產特殊蛋白質作為醫學,食品,飼
料,實驗用試劑等用途.能抗蟲及抗病的農作物,目前已在全球許多國家的田間推廣種植,
預期將可減少農藥的使用,降低農藥對人體健康及環境生態的危害.對農民而言,基因轉殖
作物可降低作物生產成本或提高農產品附加價值,對工商業界而言,則可創造廣大商機.
目前許多先進國家的研究機構及工業界,積極研發利用基因轉殖植物當生物反應器,取代
傳統的微生物及酵母菌系統,來產生具高價值的醫學或工業用蛋白.為何植物生物反應器能
夠吸引眾多的興趣與注意?原因是植物可以大量生產成本低廉,而品質甚為優良的基因工程
蛋白質.此外,利用植物種子生產的外源基因工程蛋白質的品質相當穩定,可降低儲藏及運輸
的費用.在某些用途之下,例如作為飼料添加物,或食品及製酒的原料,或口服疫苗等,基因轉
殖植物含有大量外源蛋白質的組織可直接使用,而不需高成本的純化過程.還有很重要的一
點是作物的栽培相當便宜,栽種面積也相當有彈性,可因市場需求量而隨時作調整.利用基因
轉殖植物生產外源蛋白質,用途級為廣泛,本文僅就利用植物生產醫學用途的抗源(俗稱為疫
苗)提出來討論,說明植物生產基因工程蛋白質特殊之處,及其前瞻性.
太多了~~下次繼續~~ㄜ~~~~
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作者: OneofPieces (心!!又再封鎖!!) 看板: Agronomy-88
標題: 食物疫苗.....續
時間: Mon Feb 14 21:40:48 2000
基因轉殖與食物疫苗
現行以基因工程方法所製造出來的疫苗,大都是利用細菌或昆蟲的系統.細菌系統雖然有
生產速度快且產量大的優點,但是生產的疫苗往往可溶性太低,需經過種種化學處理及純化
的過程,致使疫苗品質大為降低.另外細菌常會產生毒素,必須在純化疫苗過程中徹底去除
方可提供人體使用,以致提高純化成本.桿狀病毒感染昆蟲細胞的系統生產出來的疫苗,雖
然品質較佳,製造速度較快,但是生產及純化成本相當高,只適合小規模使用.利用基因轉殖
植物生產的疫苗,可溶性高,品質佳,價格低廉,可大量生產,而且安全性高,因此目前許多歐
美生物技術公司積極開發基因轉殖植物生產疫苗的方法.
許多病原菌致病的途徑是由侵犯表皮黏膜細胞開始,包括一些經由食物,飲用水或性接觸
所引起的細菌性或病毒性傳染病.有效防治這些傳染病的疫苗必須能夠像刺激腸道或消化
道這一類病原菌最常入侵的器官,產生黏膜免疫反應,也就是這些器官的表皮黏膜細胞產生
分泌性的抗體IgA,以達到免疫效果.通常較有效的黏膜免疫反應需經由口服接種疫苗,而非
經由注射接種疫苗,而目前許多可達到很好免疫的口服疫苗,是以活的或已被殺死的病原菌
作材料,有安全上的顧慮.如果是以病原菌的部分蛋白質作疫苗,安全性較高,但是與注射接
種的方式做比較,則口服接種通常需要較大量(約1000倍)的疫苗才能達到類似的免疫效果.
利用農作物可食用部位生產口服疫苗,也就是食物疫苗為一可行的方式,因為此法之產量
大,而且不需經過高成本的製造,純化,冷凍運輸,醫務人員協助接種等過程,理論上可提供
極為低廉且易使用的疫苗給開發中國家眾多的人口使用.此外,兒童對於口服疫苗的接受度
極高,可使用各種疾病的預防更易於堆廣.至於以植物製造哪些口服疫苗,需經何種疫苗可
經由口服而得到較佳免疫反應而定.由於開始中國家的腹瀉疾病極為嚴重,每年幾乎有三百
萬兒童死於痢疾,因此早期食物疫苗的研發著重在防治腸胃疾病的疫苗.另外也注重研究如
何利用植物製造出可組合成不具致病性的病毒顆粒的疫苗,較能在被消化液分解前激發黏
膜反應,並且此類疫苗具有較佳之免疫反應效果.此外,農作物種類的選擇也很重要,由於馬
零薯較易進行基因轉殖,而且可直接以生的薯塊餵食老鼠做實驗,因此基因轉殖馬玲薯在初
期的研究中被普遍使用.對於人類而言,香蕉果實是一個極佳的食物疫苗材料,也被用來作
研究題材.未來,隨著各種植物基因轉殖技術的進步,以及基因工程技術的靈活應用,相信各
式各樣的水果,穀類,果菜汁,生菜沙拉等都將是極佳的食物疫苗供應來源,使疫苗接種成為
一種享用飲食的愉快經驗.
好累ㄛ~~下次再來吧!!!
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作者: OneofPieces (心!!又再封鎖!!) 看板: Agronomy-88
標題: 食物疫苗....結
時間: Thu Feb 17 06:39:04 2000
臨床實驗
目前已有許多動物實驗證明植物生產的疫苗具有極佳的疾病預防效果, 有些且已進入人
體臨床實驗. 成功地利用基因轉殖植物生產的疫苗有急性腸胃炎病毒的鞘蛋白,B型肝炎病
毒的表面抗原, 大腸桿菌( 引起腹瀉 )毒素的B 蛋白(LT-B), 以及霍亂細菌毒素的B 蛋白
(CT-B)等. 以LT-B為例, 1995年以含有LT-B疫苗的基因轉殖馬鈴薯塊莖, 以每公克體重餵
食2 毫克馬鈴薯的分量餵給老鼠食用, 結果老鼠的血液及黏膜皆能產生對抗LT-B的抗體,
減輕腹瀉引起的脫水現象. 類似的研究亦用在含有CT-B疫苗的基因轉殖馬鈴署塊莖上, 餵
給老鼠這種馬鈴薯亦能減輕霍亂細菌毒素所造成病症的六成. 目前, 寒LT-B的基音轉殖馬
鈴薯已進入臨床實驗階段, 食用這種馬鈴薯的自願者其血液及黏膜皆有極強的LT-B抗體產
生. 由這些實驗結果來看, 以及基因轉殖植物製造口服疫苗對防治痢疾或霍亂等腸胃疾病
的確有相當顯著的功效.
除了前述傳染病的疫苗, 另有一種疫苗稱為自體疫苗, 可用來治療自體免疫所引起的疾
病. 例如一種扶安酸脫梭酵素(GAD),可當做自體疫苗來治療糖尿病, 而GAD 如果以口服疫
苗的方式供應病人使用, 其療效勝於目前一般的治療方法. 但是,GAD以口服疫苗方法使用
, 需求量極大, 以目前浦乳類動物細胞生產的方式提供疫苗, 在量及價格上都無法達到實
際用途, 因此以基因轉殖植物生產GAD 也成為研究目標. 目前已成功地利用基因轉殖於菸
草葉片及馬鈴薯塊莖生產GAD,經已餵食老鼠的方式已證實口服植物GAD 的確可預防老鼠罹
患糖尿病. 因此食物疫苗在未來也可能成為一種治療自體免疫疾病的方法.
利用植物生產疫苗, 必須注意其是否適用於人體. 目前已經知道植物生產的外源蛋白質
通常須儲存在某些胞器( 例如內質網或液胞 )中, 或分泌到細胞外面, 其產量方能提高或
品質較穩定, 而且對植物生長的影響較小. 但許多蛋白質在細胞內合成後, 先經過內質網
進行初步醣化作用, 再經過高爾基體進行高度醣化作用變成醣蛋白, 然後才送達胞器中或
分泌至細胞外面. 許多高等生物的蛋白需經過醣化作用才能維持正常功能. 細胞不會進行
此種蛋白質醣化作用, 其他如酵母菌, 昆蟲, 植物或普乳類動物的細胞, 皆會進行此種蛋
白質醣化作用, 但是每一種生物的細胞, 其在高爾基體內進行蛋白質高度醣化作用皆有所
差異, 導致加在蛋白質上的醣基種類與數目不盡相同. 因此, 以植物製造出來屬於醣蛋白
一類的疫苗就會與人體內通常存在的醣蛋白, 在醣基的結構與數目上有所差異. 我們每天
從穀類蔬菜水果等食物中吃下許多植物性的醣蛋白, 因此食用植物以基因工程方法製造出
來的醣蛋白疫苗並非無法接受, 而少量服用植物疫苗可能也不會造成問題. 但是在某些醫
療情況下. 如果必須長期大量使用此種高度醣化的醣蛋白疫苗, 則人体有可能對植物疫苗
上的醣產生過敏反應. 因此許多研究即朝著如何減少植物性醣蛋白上的特殊醣基數目而努
力. 利用基因工程技術, 使疫苗累積在植物細胞內質網中減少高度醣化作用, 或使植物高
爾基體內造成蛋白質高度醣化的酵素消失, 或是將植物細胞培養在含有蛋白質醣化酵素抑
制劑的培養基中, 皆有可能使疫苗不會過度醣化, 達到降低醣蛋白疫苗引起人體過敏反應
的目的. 實際上, 因為蛋白質醣化所造成之微量差異對接種個體之免疫反應反而可能有加
強的作用.
結論
以基因轉殖植物製造口服疫苗或提供食物疫苗在不久的未來可能將普遍被使用, 但是目
前仍有許多研究需要繼續進行, 例如: 提高植物製造疫苗的產量, 使疫苗在已採收或儲存
運輸的植物組織中保持穩定性, 以及增進人體服用後的免疫反應等. 此外, 人體在接受各
種口服或食物疫苗之後, 是否會引起過敏性反應, 需要服用多少分量才足夠引起免疫反應
, 以及過量服用所造成的影響等問題, 亦需要與醫藥專家合作解決. 在能夠大量進行人體
臨床實驗之前, 先以動物服用食物疫苗進行各項實驗, 必能夠提供更多有價值的資料以供
未來人體使用的參考.
余淑美任職於中央研究院分子生物研究所