基因密碼戰
文/黃惠娟
在電影「法櫃奇兵」中,各路人馬使出全力,爭奪傳說那塊上帝送給摩西,
刻有《十誡》的法板。誰得到法板,誰就擁有掌控全世界的力量。現實的世界中,
也有一場浩大的掀開聖櫃,爭奪法板的競賽正在全球進行,那就是基因科技的研發。
從最近SARS(嚴重急性呼吸道症候群)風暴中的一場專利競賽,就可以窺見
其中角力的緊張─五月六日,在台灣陷入SARS驚恐中,台大醫院宣布完成SAR
S病毒基因定序,是全球繼香港及加拿大之後,第三支破解SARS病毒基因序列的
團隊。
‧ 科技競賽
加拿大、香港與台灣率先破解病毒碼
疫苗研發將掀起全球生技產業大決戰
「病毒基因解碼非常重要,如此才可了解病毒如何複製、如何感染人體細胞,並
據此研發治療藥物和疫苗。」台大醫學院生化暨分生研究所所長張明富表示。
不過,早在台大團隊之前,加拿大就已宣布破解SARS病毒基因碼;香港科學
家則是第一支成功在顯微鏡下觀察到冠狀病毒的團隊。
香港科學家袁國勇在接受媒體訪問時表示,由於香港大學首先發現冠狀病毒,他
們將申請專利,未來所有SARS的診斷試劑、新藥或疫苗開發,都可申請支付專利
費。不過加拿大則很不服氣,也說要爭取SARS基因碼的專利申請。
香港及加拿大研究團隊的大動作雖有爭議,但卻引發各國爭相投入研究。中國大
陸的科學家也在隨後宣布破解SARS病毒基因序列,並預計在八個月內研發出對抗
SARS的疫苗。
從今年二月起,橫掃全球近二十八個國家的SARS病毒,短短三個月內,又演
變成另一場全球科學家及生技產業的大決戰。
「要做出病毒的定序不難,有儀器就能做了,像賽亞一天就能解五十個病毒,」
賽亞基因科技公司總經理陳奕雄說,「難的是先前病毒的培養,以及定序後基因的解
讀。」
但各國不約而同地緊抓病毒基因解碼,再開始一連串解讀基因遺傳訊息,其實都
與基因科技的飛速發展與商機無限有關。
生命科學的重大轉變,從一九五三年英國劍橋大學博士生詹姆斯.華生(James D.
Watson),及法蘭西斯.克立克(Francis Crick)發現DNA的雙螺旋結構,證實
了DNA是所有生命的核心後,至今恰好五十年(詳見九二)九三頁基因大事紀)。
‧ 破解密碼
從人類最小生命單位DNA研究起
「截長補短」是市場大餅所在
由於DNA已被證明是攜帶有關生命訊息最小的單位,各國及各大藥廠近五十年來
均前仆後繼的投入在基因相關的研究。
一九七八年,全球第一家生技公司Genentech上市,至今,原來主要以化學為開發
方向的全球各大藥廠,如葛蘭素(GlaxoSmith Kline)、羅氏(Roche)、諾華
(Novartis),均將生物科技作為研發的重點。
陳奕雄第一份工作就是在Genentech做博士後研究。他說,Genentech成立之初,就
是將人的生長DNA接到大腸桿菌中,利用細菌為工廠去大量生產胰島素,為糖尿病患
者帶來重生的希望。如果不運用基因工程的方式去做,這項物質只能從屍體中取得。
破解不同生物的基因密碼,再將A生物中的某基因植入B生物,以讓B生物擁有前
所未有的功能,就是目前全球生技公司尋求商機的金鑰匙。而基因轉殖作物(或稱基因
改造作物,GMO),可以說是目前運用基因工程最成熟的領域。
位於台中霧峰的農委會農業試驗所所長林俊義指出,人類社會很早以來,就會透過
「育種」的方式,選擇較優秀的品種培育家畜或農作物。但是,育種成功與否,只能靠
隨機出現,而且要等下一代生出後,才能確定是否成功,一個新品種的完成,往往需要
長達十年。
透過基因工程的運用,育種的過程可更精確、速度更快。據統計,目前全世界約有
五十種基改作物在全球販賣,其中以大豆、玉米的相關品種最多,尤以美國為種植、出
口基改作物的大宗。
基因工程改變動植物自然生成的方式,雖然技術上已臻成熟,但涉及消費者接受度
的問題。目前全球生技公司,則轉了個彎,將研發重點放在將基因改造作物的成分萃取
,再製成新藥或疫苗,許多「藥用GMO」 正等著出爐。
‧ 神乎其技
從牲畜身上找到抗血友病的因子
結合動物複製技術並量產開發市場
以位於竹南的動物研究所為例,他們正在進行一項研究,將人類第九凝血因子打入
豬胚,讓小豬一出生時就帶有這個基因。
動研所所長翁仲男指出,以前對抗血友病的第九凝血因子,只能由人類血液中萃取
而來。不過,在萃取的過程中,如果所使用的這個血液帶有別種病原,譬如B型肝炎或
甚至愛滋病,要將這些病原去除的過程,本身即需耗費相當成本,更何況不一定能百分
之百處理乾淨。
但是,透過這種基因轉殖過程,可以在豬隻的身上「種」下人類所需的第九凝血因
子,再利用萃取出來的產品,可大大的降低生產的成本。
基因工程的神乎其技,不僅要讓醫療的成本降低,還朝生產線大量生產的方向來研
究。因為光有基因轉殖的技術,一次能轉殖成功的豬胚有限,所以竹南動物研究所進一
步的發展複製豬,讓擁有第九凝血因子的豬隻,能夠複製新的豬隻,一年前複製出來的
三隻取名「酷比豬」的複製豬,目前雖已有兩雙身亡,但新的複製計畫仍在不斷進行中。
一九九六年,英國羅斯林研究所(Roslin Institute)成功用一隻成年母羊的乳腺
細胞,與另一隻母羊的卵細胞進行細胞融合,形成新的胚胎。然後再將此一胚胎移到代
孕母羊的子宮中,成功孕育出「桃莉羊」。
從此以後,複製動物的技術日益純熟,譬如台灣農委會所屬的台南畜產試驗所,也
在二○○○年孕育出第一隻複製牛「畜寶」。運用基因轉殖,結合動物複製技術使其大
量生產,成為目前藥用GMO的開發方向。
從各種超乎想像來源取得的基因疫苗或新藥,正在全球各國的實驗室如火如荼的醞
釀,每月都有新的技術進展或發現。不過,由於製成新藥或疫苗,跟一般新藥開發的過
程一樣,同樣要經過動物及人體的臨床實驗。這個開發過程可能長達十年,所以「GM
O」藥品上市還要一段時間。
不過,更大的驚奇與商機,不在動物、植物,而就在人類自己的身體。
二○○○年六月,美國近代史上由國家推動的第三個大型科學研究項目─人類基因
體計畫(Human Genome Project)(編按:前兩項分別為一九四○年代引導原子彈發明
的曼哈頓計畫,以及六○年代的登月計畫),發布人類基因體排序草圖的完成,無論是
在學術研究或產業發展,基因科技又進入另一個高潮。
「因為人類基因圖譜揭櫫的資訊是全球共享,而且公開後各種基因的解讀,全球可
說都在同樣的起跑點上,也就在當時我才決定回台創業。」陳奕雄說。
‧ 同步起跑,全球共享人類基因
排序圖譜,從三十億序列碼中找個人化醫療商機
台灣諸如賽亞基因科技、台灣基因等公司,都是在那個事件之後成立。「未來將可
運用該項圖譜,進入尋找新的基因治療方式、開發檢測工具與個人化藥物。」台灣基因
公司總經理郭東隆說,這將會是預防醫學一個全新的時代。
在人類共有三十幾億個原始序列碼中,其中人跟人之間的差異大約在千分之一。陳
奕雄指出,每個人的體質不同,對疾病的抵抗力、用藥的有效性,甚至臨床症狀也不盡
相同。造成這種現象的原因,就是每個人的「基因」不同。人類基因解碼後,發現人與
人之間DNA差異約有千分之一,每個人的DNA不一樣,所以外貌、體質不同,適用
藥物也不同。
基因解碼之後,就提供了「量化」基因差異的技術基礎,換言之,誰能快速並精準
地找出特定基因正確的功能或是致病的基因,誰將引領人類邁向一個「個人化醫療的時
代」!
郭東隆就指出,基因與人類疾病的關係,目前已是醫學界研究的重大方向。以美國
為例,針對SARS多在華人國家出現,世界多個研究團隊也開始朝SARS與華人基
因之間的相關性做研究。而美國如今也有藥廠研發出專門給黑人使用的心臟病藥物,也
是一例。
而估計因為基因學啟動個人醫療化時代來臨,將會創造一個五年內高達四百億美元
(包括生物資訊一百三十八億美元、基因治療產品五十六億美元,及基因改造作物兩百
億美元)的醫療保健新產業。也因此,運用基因資訊的商戰早已展開。
這是一場浩大的競賽,因為根據科學家的研究指出,在人類三十億的基因排序中,
可能僅有三萬多個基因對健康、疾病、醫療等有影響。因此,能「大海撈針」找到對的
基因,後續就是一連串的商機。
英國保養品公司美體小舖(BodyShop)不久前即推出一項服務,亦即透過基因檢測
的方式,為消費者建議應採買哪種保養品,或服用哪種維他命,讓消費者趨之若鶩。
而從事健檢的聯安診所,不久前也在評估引入一項由個人基因型的偵測,來推斷客
戶得特定疾病,譬如乳癌、骨質疏鬆症等疾病的機率。後來因該項儀器尚未成熟而作罷。
不過科學界普遍認為,到二○一○年之前,這類基因檢測必然會普及化,屆時一個
人可能因為基因檢測發現容易罹患前列腺毛病,就被建議提早服用鋸棕櫚(編按:治療
前列腺的藥物);容易罹患骨質疏鬆的人,也可以在三十歲以前就被建議多補充鈣質。
甚至最具大眾消費潛力的減重醫療,都可提前透過基因檢測,對潛在胖子提早進行
飲食控制與健身建議等。這一切,在未來全球人口老化、健康意識抬頭的趨勢下,更是
「錢」途無限。這也難怪《經濟學人》(The Economist)雜誌就曾經形容基因研究「
其實是一場在生物學背後的世界經濟大戰」。
‧ 重重疑慮
商業競爭與生態代價辯論不休
負面效果可能要經過三代才看得到
生物科技已經被政府定位為,下一階段台灣應該優先扶持發展的重點產業,尤其是
GMO發展更是重點。然而,這方面爭議還很大;當各國相繼投入更多資源發展,讓技
術進步更快,許多疑慮也不斷增高。
一九八三年,農委會台南畜產試驗所發現,美國已經完成家畜冷凍胚胎的開發。也
就是說,未來家畜的繁殖不需要靠家畜受精,只要向美國購買冷涷胚胎,家畜甚至可在
實驗室培養長大。「為了擔心未來動物胚胎全受制於美國,畜產所決定加速發展冷凍胚
技術,及爾後的複製動物技術。」畜產試驗所所長王政騰說。
農試所的反應只是一例。為了跟上全球發展生物技術的腳步,各國無不加緊腳步發
展基因相關技術。然而,當基因科技讓人類任意改變、重組既有生命形式,當起造物主
的同時,究竟會有什麼目前看不到的負面影響?
環境品質文教基金會秘書長劉銘龍指出,基因改造工程將外來基因,植入人類的日
常食物,如肉食、水果和蔬菜中,對人類健康的影響,還是未知數。
如二○○○年美國就有民眾抱怨,由生物技術業者安萬特(Aventis SA)研發的星
聯玉米,可能會導致起疹子、腹瀉、嘔吐、發癢及致命過敏性休克等症況,不過,疾病
控制中心(CDC)和食品暨藥物管理局(FDA)的科學家針對病患展開追蹤與調查
後,仍無法判斷是兩者之間的關連性。
在國外曾報導過這種實例,蜜蜂在長期採食基因改造的花粉,三代繁殖之後蜜蜂的
基因也被改造了。很多反對基因改造食物的團體因此認為,現在雖未出現影響,可能要
等到三代之後,才能下定論。
其次是倫理問題。尤其當基因科技涉及與人體有關的改造或研究時,就會引起普遍
的倫理關切。這不僅是指常常被提起的複製人問題,目前在世界各國普遍引起爭議的胚
胎幹細胞研究,更是一個熱門的話題。
以德國近來的爭論為例,德國目前的法律仍禁止由人類胚胎取用幹細胞進行研究,
然而,為了在幹細胞研究取得領先,德國的幾個研究機構如基爾大學等,就已經從外國
進口了人類胚胎以進行研究。這一做法遭致普遍批評,但是卻是「合法」的。而不論教
會等團體的反對,德國聯邦議會仍在二○○○年一月三十日,通過允許胚胎幹細胞進口
作研究用。
此外,不少團體也擔心,未來疾病基因陸續解碼之後,可能導致隱私權不保甚至歧
視問題。而基因研究商業化,也可能侵犯消費者對自身「基因密碼」的使用權。
‧ 進步與代價
獨一無二的基因將涉及使用權問題
科技進步,對人類究竟是福還是禍?
未來倘使基因與疾病的相關性逐漸被解碼出來,由於每個人的基因都是獨一無二的
,未來如何去使用這些基因檔案?誰有權利使用?「如果華人被證明容易得SARS,
那保險公司有沒有權利取得你的基因圖譜?能不能要求你付較高的保費?」郭東隆說。
SARS風暴席捲全球,讓很多人重新省思科技進展與人類健康、地球環境的關係
,以及人類為此所付出的代價。
基因科技在令人驚異與驚艷的背後,其實也是一種人為對大自然創造的操弄,即使
人類可以因為基因科技而活得更久、更少生病,會不會有一天又出現意想不到的基因反
撲呢?
華碩電腦副董事長童子賢,在四月下旬接受《商業周刊》訪問時即指出,他倒不擔
心SARS對電子業的衝擊,反而比較擔心地球環境被人類損害的程度。
「十多年前,有個信摩門教(Mormon)的客戶問我,『你們把主機板的速度做得越
來越快,究竟有什麼意義?』」他低頭思考,「當全世界變成一個『超級化學實驗場』
時,對人類究竟是福還是禍?」
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春有百花秋有月
夏有涼席冬有雪
若無閒事掛心頭
便是人間好時節
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◆ From: 210.85.210.175