【正文】 ation petent virus)，會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞突變，故使用上不得不慎 (2)腺病毒載體 (adenoviral vector)有 35 Kb，是大尺度的病毒，此一病毒顆粒穩(wěn)定，可直接做體內(nèi) (in vivo)轉(zhuǎn)殖，且不要細(xì)胞進(jìn)行分裂，是其優(yōu)點(diǎn)，但腺病毒不在細(xì)胞染色體中插入基因，不會(huì)在細(xì)胞內(nèi)複製，故其表現(xiàn)是屬於短暫性的， (3)腺衛(wèi)星病毒載體 (adenoassociated viral vector)是有 5 Kb單股 DNA的病毒，此載體能持續(xù)表現(xiàn)，且感染時(shí)不要求細(xì)胞分裂，缺點(diǎn)是它的 DNA太小不能攜帶太大的外來基因，以上三種是屬於病毒載體的部分。 36 有關(guān) 非病毒載體 的部分，包括 (1)微脂粒基因轉(zhuǎn)殖 (liposomemediated gene transfer)是指利用微脂粒包覆欲轉(zhuǎn)殖 DNA於其中，並利用細(xì)胞膜會(huì)與磷脂質(zhì)熔合 (fusion)的方法，進(jìn)行 DNA運(yùn)送，惟此法之表現(xiàn)屬短期且效率不高，並未普遍被採用， (2)受體引導(dǎo)之基因轉(zhuǎn)殖 (receptormediated transfer)是利用細(xì)胞上特有的受體來接受已連上 DNA之配體 (ligand)並利用胞飲作用 (endocytosis)將 DNA送入細(xì)胞體內(nèi)，惟此一方法之 DNA在囊胞 (endosome)易被分解，故其轉(zhuǎn)殖效率亦差， (3)DNA直接注射至肌肉細(xì)胞是比較獨(dú)特的方法，結(jié)果顯示肌肉及心臟細(xì)胞在 DNA注射後可持續(xù)表現(xiàn)，其它組織則否，因?yàn)榇朔ㄉ鯙榉奖?，是目前大家所樂於嚐詴的方法?(4)基因槍 (gene gun)射入法是利用高壓加速將塗滿慾被表現(xiàn) DNA的粒子打入細(xì)胞內(nèi)，以進(jìn)行表現(xiàn)，此法所用的 DNA量少，且可運(yùn)用到多種不同的細(xì)胞、組織，甚至器官，並可以體內(nèi)方式來作 DNA表現(xiàn)。 37 5. 藥物設(shè)計(jì)與藥物傳輸 生物技術(shù)的進(jìn)步亦可減少在新藥研發(fā)時(shí)需投入的時(shí)間與金錢。一般藥廠開發(fā)新藥時(shí)會(huì)先大量篩選出對(duì)某種疾病有初步療效的先導(dǎo)藥物 (lead pound)，再進(jìn)一步將其修飾，使該化合物更有活性與低毒性，此法耗時(shí)甚久，所開發(fā)新藥成功上市比率也只有萬分之一。目前，藉由了解微生物或病毒等侵入人體後所導(dǎo)致體內(nèi)化學(xué)物質(zhì)的失衡或細(xì)胞不正常增生現(xiàn)象，不同蛋白質(zhì)及核酸在疾病中所扮演的角色也逐漸被發(fā)掘。這些生物化學(xué)或分子生物技術(shù)的使用，讓我們有機(jī)會(huì)利用相關(guān)的蛋白質(zhì)或核酸為標(biāo)的來做合理化的藥物設(shè)計(jì) (rational drug design)。所以對(duì)這些與病變俱關(guān)連性的蛋白質(zhì)或核酸愈清楚，則藥物開發(fā)時(shí)程會(huì)縮短、而設(shè)計(jì)出來的藥物也會(huì)愈有效力。目前藥劑使用觀念已漸漸由「藥效為先」轉(zhuǎn)變到「安全及有效性為中心」。簡(jiǎn)單的說，手指頭並沒有心律不整的問題，為什麼要把心律不整的藥傳送到全身呢 ?這樣的觀念導(dǎo)致「適時(shí)、適位、適量」的藥物療法，也就是所謂的藥物傳遞系統(tǒng) (drug delivery system)的概念，逐漸成為藥劑設(shè)計(jì)主流，其最終的目的在於，把藥物依需要量劑送到特定治療部位。 38 一個(gè)理想的藥物傳遞系統(tǒng)應(yīng)包括 : 定位 (positioning)、藥物釋放(release)、惰性覆膜 (inert cover)、及回饋控制。要有定位功能，則其載體要小且要有選擇機(jī)制，如以受體、抗原等當(dāng)成標(biāo)定物 。 藥物釋放的速率及方式 (由孔或表面 )要有效、不過量、表層物質(zhì)必需不會(huì)與生物分子起反應(yīng)、且最好有回饋機(jī)制來做藥量控制，以達(dá)到生理需要的理想濃度。 目前已有的藥物載體包括 : 仿生物性的微脂粒 (liposome)、微小球(microsphere)、微乳劑 (microemulsion)等，及利用奈米技術(shù)合成的聚合微膠囊 (polymeric microcapsule)、鎳鋅鐵氧體之奈米磁性顆粒等。不過，目前的成效皆僅在測(cè)詴階段，要達(dá)到上述理想藥物傳遞系統(tǒng)，顯然還得在微小化上有所突破。 39 在配合奈米技術(shù)開發(fā)的同時(shí)，我們應(yīng)可在下列五項(xiàng)領(lǐng)域中，尋求突破與機(jī)會(huì)，包括： (1)活體操作、 (2) 生物零件製造 /修補(bǔ)、 (3)生物體外微系統(tǒng)開發(fā)、 (4)新物種開發(fā)、及 (5)生命起源探索。此五項(xiàng)研究方向雖有難易之別，但並不需要有研究上先後的順序，其中任一項(xiàng)有突破也會(huì)對(duì)其它各項(xiàng)有所助益。 以目前的生物技術(shù)而言，很多的限制在於必頇在體外分析來自體內(nèi)的生物分子，這些分析不僅前處理步驟複雜，且不易得知其真實(shí)的反應(yīng)結(jié)果，量測(cè)上有事倍功半的遺憾。有鑑於此，奈米生物科技工具 /技術(shù)的發(fā)展應(yīng)以發(fā)展能行活體內(nèi)檢測(cè) /操作為目標(biāo)而要達(dá)到此一目標(biāo)，則需達(dá)到 (1)侵入、 (2)定位、 (3)反應(yīng)、 (4)發(fā)訊、及 (5)回收等五階段。初期應(yīng)利用奈米微小化的特性及技術(shù)，發(fā)展具運(yùn)送載體，載體如為包覆性，則戴體內(nèi)側(cè)應(yīng)以親生物分子為主，外側(cè)是非親生物分子。 40 目前可用來標(biāo)定生物分子的方法，包括利用受體 /配體、抗原 /抗體等生物已有的結(jié)合上專一性來作定位。另外，目前的檢測(cè)反應(yīng)機(jī)制大都在體外進(jìn)行，類似的反應(yīng)機(jī)制如在生物體內(nèi)執(zhí)行，可能需特別考量，例如目前螢光原位雜交技術(shù) (fluorescent insitu hybridization, FISH)在結(jié)合探針 (probe)與核酸前，就已經(jīng)用溶劑將細(xì)胞內(nèi)部物質(zhì)清洗一空，僅留下核酸物質(zhì)以利序列結(jié)合反應(yīng)，但相同過程如欲在活體進(jìn)行，則如何將探針?biāo)腿牒缩斌w與 rRNA結(jié)合不無問題。但從另一個(gè)角度來看，實(shí)際檢測(cè)人體內(nèi)細(xì)胞反應(yīng)雖是困難的，但可能只有研究時(shí)才有此頇要，就一般醫(yī)學(xué)應(yīng)用而言，偵測(cè)應(yīng)考慮到如何將反應(yīng)訊號(hào)送至便於觀察 /檢測(cè)的地方，或者當(dāng)反應(yīng)完成時(shí)，送一個(gè)訊號(hào)讓手產(chǎn)生癢的感覺便可。至於載體回收是希望能做到像人的免疫系統(tǒng)一般 — 當(dāng)反應(yīng)完成時(shí)， T及 B細(xì)胞會(huì)自動(dòng)被分解回收，成為下一個(gè)產(chǎn)品的原料。這五大階段在奈米技術(shù)不足時(shí)像是空談，但有了奈米技術(shù)後卻成了研究重點(diǎn)及商機(jī)所在 !而這些技術(shù)如發(fā)展完成，不僅對(duì)生物技術(shù)是一種創(chuàng)新，對(duì)奈米技術(shù)開發(fā)上也會(huì)是一個(gè)高度的成就。 41 生物體的修補(bǔ)程序常常是精緻而繁複的。舉例來說，常抽煙的人因尼古丁在體內(nèi)分解後，易在鹼基的含氮鹽基處形成一甲基共價(jià)鍵鍵結(jié)，稱為一個(gè) DNA 外加物 (DNA adduct)。 DNA外加物的存在增加基因突變的機(jī)會(huì)，亦即有較高致癌風(fēng)險(xiǎn)。人體在對(duì)抗這樣的情形時(shí)有兩種可能反應(yīng)，其一是利用酵素系統(tǒng)將含氮鹽基處的甲基直接拔除，其二是利用 DNA修復(fù)程序?qū)讉€(gè)鹼基剪除後，再補(bǔ)上新的。這二個(gè)生物修補(bǔ)程序，自然不是三言兩語可執(zhí)行完畢的，但卻已在生物體內(nèi)行之有年了。在沒有奈米技術(shù)前，要在生物體內(nèi)偵測(cè)、修補(bǔ)此一生物反應(yīng)很困難。但奈米生物技術(shù)的出現(xiàn)卻使生物零件製造 /修補(bǔ)，露出曙光，且因此技術(shù)具有事前疾病預(yù)防的效果，必將成醫(yī)療研發(fā)的熱門項(xiàng)目之一。上述清除 DNA外加物在研究著眼上，初期宜注重如何輔助或複製這一生物修補(bǔ)程序，再來則應(yīng)設(shè)法找出並執(zhí)行最有效率又省材料的修補(bǔ)程序。 生物修補(bǔ)程序 42 生物體外微系統(tǒng)開發(fā)的主要著眼點(diǎn)在將生物體內(nèi)高效率及低失誤的反應(yīng)系統(tǒng)，移植到生物體外來進(jìn)行。目前利用生物來產(chǎn)出人類需要的物質(zhì)已有很大的斬獲，比較有名的例子如將人類胰島素基因植入大腸桿菌中，並利用大腸桿菌來表現(xiàn)(產(chǎn)出 )人類胰島素，或?qū)⒅┲虢z蛋白利用羊來表現(xiàn)，並在羊奶中回收此一質(zhì)輕、性堅(jiān)韌的蛛絲來做防彈衣材料等都屬此類的應(yīng)用。但真正把生物體反應(yīng)系統(tǒng)在體外開發(fā)有其他的好處，以前面解釋的電子傳遞系統(tǒng)為例，所有耗氧生物會(huì)藉由消化有機(jī)物而在膜上產(chǎn)生電位差，接著再利用此一電位差經(jīng)由 ATP酵素來產(chǎn)生能量單元，即 ATP。詴想如果此一生物建構(gòu)電位系統(tǒng)能在體外複製，那我們將可直接利用有機(jī)物在低溫情況下產(chǎn)出電流，不必用石油、沒有污染、隨處可得，如此一來，能源問題將可以獲得圓滿解決。 生物體外微系統(tǒng)開發(fā) 43 奈米生物影片 裸鼠背上的人耳 細(xì)菌生物磁 人體 DNA 人體細(xì)胞分裂 人體基因打開 人體蛋白質(zhì) 龍蝦生物磁 44 謝謝觀看 /歡迎下載 BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES. BY FAITH I BY FAITH