2016年7月30日--寨卡病毒的幽靈盤(pán)旋在巴西里約奧運會(huì )的上空。游客，甚至知名的運動(dòng)員，以對寨卡病毒的擔憂(yōu)作為逃避的理由（即便這種感染風(fēng)險很可能是比較低的）。公眾的擔憂(yōu)突出說(shuō)明了需要快速抵御新出現的傳染病。在抵抗寨卡病毒時(shí)，公共衛生專(zhuān)家已尋求聽(tīng)起來(lái)像是一個(gè)不太可能的盟友的幫助：轉基因生物（genetically modified organism, GMO），即經(jīng)過(guò)基因修飾的生物。

   消費者習慣于聽(tīng)到糧食作物中的GMO，但是可能并沒(méi)有意識到GMO在醫學(xué)中發(fā)揮著(zhù)至關(guān)重要的作用。大多數現代生物醫學(xué)進(jìn)步，特別是用來(lái)根除疾病和抵抗寨卡病毒、埃博拉病毒和流感病毒等流行病的疫苗，依賴(lài)于相同的用來(lái)制造GMO的分子生物學(xué)工具。為了保護大眾，科學(xué)家們采用GMO技術(shù)快速地研究新的健康威脅，生產(chǎn)足夠數量的保護性疫苗，監控和甚至預測新的流行病爆發(fā)。   
疫苗，遇上分子生物學(xué)

   疫苗與免疫系統合作，強化人體自身的自然防御。疫苗預演一種潛在的感染，能夠讓免疫系統作好準備以便在真正的威脅出現時(shí)發(fā)起攻擊。

   最早的疫苗是比較原始的---想一下十八世紀九十年代Edward Jenner通過(guò)將未感染的病人的裸露傷口與感染上牛痘的那些人的傷口相互接觸來(lái)接種牛痘抵抗天花。但是很多年以來(lái)，醫學(xué)技術(shù)的進(jìn)步使得疫苗得以改進(jìn)?，F代的疫苗起始于二十世紀七十年代引入的分子生物學(xué)工具，這些工具極大地改善了我們研究和操縱病毒的能力。

   在顯微鏡下，病毒看起來(lái)像是帶刺的球，它內部的貨艙容納著(zhù)它的遺傳物質(zhì)?！胺治觥币环N病毒意味著(zhù)利用分子生物學(xué)工具近距離地研究它的基因（不論是通過(guò)DNA還是RNA編碼的）。比如，研究人員能夠對基因進(jìn)行“剪切和粘貼”來(lái)孤立地研究它們和發(fā)現它們所發(fā)揮的作用?；蛘哐芯咳藛T能夠導致基因突變，然后觀(guān)察一種有機體如何作出反應。

   當將DNA從它初始來(lái)源的細胞轉移到不同的細胞內進(jìn)行修飾或研究時(shí)，這就是“重組DNA（recombinant DNA）”。攜帶重組DNA的有機體就被認為是GMO。

   比如，GMO開(kāi)發(fā)者利用分子生物學(xué)技術(shù)操縱基因來(lái)研究和改變植物DNA以便培育出能夠在少水或使用較少殺蟲(chóng)劑的情形下茁壯成長(cháng)的新品種。

   對疫苗研究人員而言，分子生物學(xué)是萬(wàn)事通。這些工具允許科學(xué)家們通過(guò)一種病毒的DNA找出它存活的關(guān)鍵所在，設計新的疫苗，廉價(jià)而又快速地制造這些疫苗，以及監控野外哪些病毒可能變成公共健康威脅。根據美國馬里蘭大學(xué)醫學(xué)院教授和全球病毒網(wǎng)絡(luò )（Global Virus Network, GVN）---編者注：2012年成立的一個(gè)醫學(xué)病毒學(xué)家國際聯(lián)盟---主席José Esparza博士的說(shuō)法，“若沒(méi)有分子生物學(xué)，就不可能開(kāi)展生物醫學(xué)研究?！?/span>

GMO推動(dòng)疫苗科學(xué)發(fā)展

   借助分子生物學(xué)技術(shù)當前正在解決的一種疾病是由乙肝病毒（HBV）感染導致的乙型肝炎（即乙肝）。在全世界，乙肝每分鐘殺死一個(gè)人，盡管我們確實(shí)有有效的乙肝疫苗。在二十世紀六十年代，病毒學(xué)家意識到觸發(fā)HBV感染者產(chǎn)生免疫反應的乙肝抗原---來(lái)自HBV病毒外殼的蛋白---出現在乙肝患者的血液中。令他們吃驚的是，將這種純化的抗原注射到健康人體內會(huì )抵抗未來(lái)的HBV感染。首個(gè)乙肝疫苗是1981年批準的，是通過(guò)收集來(lái)自HBV攜帶者（包括靜脈吸毒者）血液的這種抗原制造出來(lái)的。

   自從重組DNA技術(shù)出現以來(lái)，研究人員能夠分離出HBV病毒抗原蛋白的編碼基因，從而允許在實(shí)驗室中利用該基因而不是來(lái)自感染者血液的純化抗原，制造乙肝疫苗。當前，FDA批準的兩種乙肝疫苗就包括該抗原的重組版本。分子生物學(xué)技術(shù)能夠被用來(lái)加快新疫苗的開(kāi)發(fā)。比如，在今年6月下旬，一種“DNA疫苗”首次被批準開(kāi)展抵抗寨卡病毒的人體臨床試驗。這種疫苗含有病人體內能夠產(chǎn)生的寨卡病毒抗原的編碼基因，但不含有這種寨卡病毒抗原本身。這種突破是在世界衛生組織將寨卡病毒流行病宣布為一種“國際公共衛生緊急事件”不到5個(gè)月后取得的。Esparza博士注意到，若沒(méi)有這些修飾和分離DNA片段的工具，“我們將不能夠足夠快速和高效地做到這一點(diǎn)?！?/span>

將GMO作為制藥廠(chǎng)

   小心翼翼地避免吃轉基因食品的消費者可能吃驚地了解到他們信賴(lài)的許多藥物和疫苗是GMO的產(chǎn)物。很多疫苗和最暢銷(xiāo)的藥物含有作為主要組分的蛋白。從頭制造蛋白過(guò)于昂貴和精致。但是活細胞必須制造蛋白才能存活，而且它們能夠經(jīng)人為誘導后大量地產(chǎn)生醫用蛋白，所需的不過(guò)是編碼這種蛋白的DNA片段和作為養料的含糖培養基。鑒于要制造這些醫用蛋白，就必須要將這些基因藍圖插入細胞中，因此，從技術(shù)上講，很多疫苗和藥物就是GMO的產(chǎn)物。
轉基因細菌、轉基因酵母和甚至經(jīng)過(guò)基因修飾的中國倉鼠卵巢細胞（CHO）是藥物和疫苗行業(yè)默默無(wú)聞的制藥廠(chǎng)。2014年，前25大暢銷(xiāo)藥中的10種是“生物制劑”---由重組產(chǎn)生的蛋白組成的藥物，包括用于治療關(guān)節炎、癌癥和糖尿病的重磅炸彈藥物。在美國疾病控制與預防中心（CDC）推薦新生兒接種的10種疫苗當中，有3種是以重組蛋白形式出現的：比如，乙肝疫苗是由轉基因酵母產(chǎn)生的。最早的重組疫苗和藥物已經(jīng)使用了30年。
GMO在醫學(xué)中使用的可能最有戲劇性的一個(gè)例子發(fā)生于2014年在西非爆發(fā)的埃博拉病毒流行病。當時(shí)美國醫生Kent Brantly和其他的西方志愿者感染上埃博拉病毒，他們當中的幾個(gè)人被一種被稱(chēng)作Zmapp的“神秘血清”治愈了。它是攻擊埃博拉病毒的幾種蛋白（具體而言是抗體）的混合物，其中這些抗體是由轉基因煙草植物制造出來(lái)的。

   在轉基因植物中制造藥物的技術(shù)是Charles Arntzen在二十世紀九十年代早期開(kāi)發(fā)的，被稱(chēng)作為“嫁接（pharming，有時(shí)也譯作基因工程）”。就Zmapp而言，這些抗體是在轉基因煙草的葉子中制造的。當收集這些葉子時(shí)，將它們的細胞裂解，從而收集這些抗體藥物，研究人員將這種技術(shù)稱(chēng)作為藥物制造領(lǐng)域的一大變革。

   生物技術(shù)公司應用生物技術(shù)研究所（Applied Biotechnology Institute）已采用這種技術(shù)制造下一代基因工程疫苗（pharmed vaccine）。它正在開(kāi)發(fā)一種轉基因玉米植物來(lái)產(chǎn)生乙肝抗原。這種植物經(jīng)收集后可能能夠變成一種看起來(lái)像是小型晶片的口服疫苗片劑（oral vaccine tablet），這就與必須冷凍和注射的液體疫苗截然不同。人們所希望的是一種口服疫苗能夠降低發(fā)展中世界的乙肝發(fā)病率，在那里，當前的疫苗所依賴(lài)的冷供應鏈、清潔的針頭和訓練有素的醫務(wù)人員要么是缺乏的，要么是過(guò)于昂貴的。

斷的未來(lái)

   除了改進(jìn)的疫苗之外，對公共健康的未來(lái)同樣迫切的將是解決迄今為止還未開(kāi)始發(fā)生的流行病。Esparza博士統計了過(guò)去14年發(fā)生的11種流行病，包括埃博拉病、H1N1（豬）流感和中東呼吸綜合癥（MERS），除了一種之外其他都是由病毒導致的。他說(shuō)，“還有其他的流行病是完全可預知的。比較困難的問(wèn)題是預測哪種流行病發(fā)生。兩年前，沒(méi)有人能夠預測寨卡病毒流行病會(huì )發(fā)生?！?/span>

   在流行病的前線(xiàn)，人們經(jīng)常發(fā)現分子生物學(xué)技術(shù)出現在廉價(jià)的并不需要太多設備或培訓的診斷工具之中。比如，來(lái)自哈佛大學(xué)的一個(gè)團隊近期披露一種類(lèi)似于妊娠試驗的基于試紙的測試方法：使用CRISPR/Cas9基因編輯工具將寨卡病毒與密切相關(guān)聯(lián)的登革熱病毒區分開(kāi)來(lái)。如果這種Cas酶遇到一滴血液中的寨卡病毒特異性DNA序列，那么它啟動(dòng)一種鏈式反應，最終產(chǎn)生一種彩色讀出值。除了診斷單個(gè)病人之外，分子生物工具也將趕在未來(lái)會(huì )出現但目前仍不清楚的流行病威脅出現之前使用。公共衛生官員正在要求在新的疾病頻發(fā)出現的地方監控感染?？焖俸蜏蚀_的測試是確定哪些病毒已正在流通的關(guān)鍵，也會(huì )允許研究人員預測新的流行病，開(kāi)發(fā)和儲存疫苗。

   Esparza博士說(shuō)，“迄今為止，我們非常被動(dòng)地應對”寨卡病毒和埃博拉病毒等威脅。在GMO的幫助下，傳染病專(zhuān)家有辦法在下一次流行病爆發(fā)之前，不只是開(kāi)展快速檢測、抑制和甚至預防。（本文轉載于生物谷）