發光發亮的昆蟲桿狀病毒

「昆蟲桿狀病毒」是一種田間普遍存在的昆蟲病毒，會感染小菜蛾等鱗翅目昆蟲，但不會感染鱗翅目以外的生物，專一性高。中央研究院分子生物研究所研究員趙裕展指出，其實兩、三百年前，農人就已經開始應用病毒於防治害蟲上，他們把死掉的蟲體加以研磨，施用在其他蟲上，其他害蟲便會死亡。後來了解背後的原因是病毒後，各國政府也開始核准當做生物農藥使用。只是目前用於蟲害防治的成本很高，較難推廣，反而在醫學、工業方面的應用更受重視。

利用桿狀病毒生產珍貴蛋白質

桿狀病毒的基因體為DNA雙螺旋，可以利用基因工程，把外來基因插入桿狀病毒的DNA，病毒就可生產特定的蛋白質。例如趙裕展團隊把綠螢光基因插入病毒後，本來必須用電子顯微鏡才能觀察到的病毒，在光學顯微鏡下就可輕易觀察。

趙裕展團隊成功讓帶有水母綠螢光基因的桿狀病毒感染小菜蛾，使小菜蛾發出綠螢光，成為世界首例，1996年發表於《自然》期刊上。小菜蛾初感染到病毒時，發出的螢光較微弱，隨著病毒增加，螢光也一天天增強。過去要確認病毒感染是否成功、感染多寡，並不容易觀察，現在有了螢光當做追蹤工具，便很容易觀察病毒感染的程度、病毒如何在動物個體之間傳播等。

桿狀病毒因為能生產蛋白質，現在已是生產疫苗的主流，第一個以此法生產的人類疫苗是2008年的子宮頸癌疫苗，第二個則為2013年開始的流感疫苗。相對而言，台灣目前的疫苗製造，是用真正的病毒減毒，再用雞胚生產；過程繁瑣，且設備門檻和成本都很高，如果以桿狀病毒生產，安全性和成本都會更佳。

趙裕展團隊成功使家蠶感染帶有螢光基因的病毒，並且從許多品種的家蠶中找出感染能力較好的。只要讓這些病毒同時可生產大量的基因工程蛋白（例如雞瘟或豬瘟相關的蛋白質），家蠶發亮的程度也就反映出生產蛋白質的量。由此，家蠶可以成為生物反應器，生產珍貴的蛋白質，只要三、四天，就可以生產豬瘟或雞瘟疫苗。

基因工程桿狀病毒也可放入孑孓、蚊子，讓各種蚊子發光。這在未來有許多發展潛力，例如便於觀察登革熱在蚊子間如何傳播，或用來研究蚊子的生理、發育，發展出對抗登革熱等病毒經蚊子傳播的方法。

桿狀病毒甚至可當做動物組織治療的工具。清華大學的團隊已經成功讓桿狀病毒攜帶能產生「生骨激素」的基因，且證實能幫助骨折的兔子快速復原，將來遲早也能夠運用於人類的治療。

生物醫學的重要工具

桿狀病毒還能夠成為模擬其他病毒的「仿病毒」，有助於生物醫學的研究。以流行性感冒為例，流感病毒表面的抗原，主要由兩種大分子膜蛋白排列組成，可以用基因工程的方法，把這些蛋白複製到桿狀病毒的表面末梢；這樣的桿狀病毒有許多特性都和流感病毒一樣，但不會繁殖，如果拿來製作疫苗，也能夠預防流感。

同樣的概念也可運用於更危險的病毒，例如近年出現的高死亡率流感H7N9，已經在老鼠身上證實，接受疫苗的老鼠都能存活。另外如茲卡病毒、伊波拉病毒，也可藉由桿狀病毒製作出安全的研究材料、檢驗工具、發展疫苗等。

來自田間昆蟲身上的小小病毒，不僅可以在農業上進行蟲害防治，還可以生產重要的基因工程蛋白質、甚至模擬有害病毒，在醫學或工業上應用，真可說是名副其實的「小兵立大功」。