然而，危害竹子的罪魁禍首——竹嵌紋病毒，卻是中興大學農業科技研究所教授徐堯煇與中研院植物暨微生物學研究所所長林納生二人的重要「媒介」，無論婚姻或研究，都離不開它。

另一方面，「可使食無肉，不可居無竹；無肉令人瘦，無竹令人俗。」蘇東坡詩句中「竹」與「豬」的聯想，在徐堯煇與林納生的「竹嵌紋」世界裡，卻意外發生交集，他們以竹嵌紋病毒為主軸，從治「竹」到治「豬」，曲折漫長的科學路，令人好奇。

從中興大學植物病理系學士、碩士，到美國內布拉斯加州大學生命科學博士，徐堯煇與林納生兩人都是同班同學，一起研究植物病毒的兩個人，就這樣終日與病毒為伍，連約會都離不開實驗室。

「病毒是我們的共同語言，」林納生說，1984年學成歸國後，雖然徐堯煇回到兩人的母校中興大學任教，自己則進入比較開放、對女性接受度較高的中央研究院，平日分處台北、台中兩地，只有假日才能聚首，但卻依舊埋首於同一隻竹類病毒的世界裡。徐堯煇以研究竹嵌紋病毒載體為主軸；林納生則致力於竹嵌紋病毒獨特的衛星核酸分子特性研究。

在「冷門」的竹嵌紋病毒研究中，林納生意外發現「衛星核酸」，打開了一扇進入病毒世界的門。

病毒來做「媒」

林納生選擇研究竹類病毒，受成長背景及當時社會環境影響。

林納生的父親林維治是位植物分類學家，曾任農委會林試所六龜分所所長，林納生從小看著父親研究竹類分類，對竹子有一份特殊的感情；再加上十多年前，農委會大力推廣高纖、多水、粗放式種植，又不需使用農藥的竹筍為夏季重點蔬菜，於是林納生便在幾項重要的本土農害中，選擇竹類病害為其終生研究的題材。

然而，愛吃竹筍、全國栽培面積約九萬多公頃的台灣，卻是全世界竹嵌紋病毒危害最嚴重的地區。

台灣竹子感染竹嵌紋病毒的報告，最早出現在1974年。竹子染病後，葉片上會出現黃化或褐化的條斑，竹筍及竹莖上則有褐色或黑色斑點，當時被稱為「褐條病」，竹子罹病後，會造成竹筍組織硬化、產量減少（約減產50%）等危害。

由於竹子是藉由竹桿無性分株法栽培繁殖，一旦母竹遭病毒感染，便代代相傳，再加上季節性採筍時藉由鋤頭等工具傳染，因此病毒感染日趨嚴重且遍及全台，「1990年左右，農委會台南改良場針對全台綠竹、麻竹栽培區調查發病情形，發現罹病率高達90％以上；10年後，2002年台南改良場重新調查，鄰近鄉鎮多處栽培區罹病率更高達98%以上！」林納生說。

「植物一旦感染病毒，處理起來非常棘手，」徐堯煇指出，就像感染哺乳類的愛滋病毒、B型肝炎病毒一樣，感染植物的病毒也是依靠寄主存活複製。由於目前在竹林間，尚未發現有媒介昆蟲可以傳播病毒，因此也無適當的藥劑可以施用。目前利用分生組織莖頂培養，可育成無病毒健康竹苗，紓解病毒病害，但最終只能仰賴抗病品系的育成，或培育基因轉殖作物來解決問題。

雖然竹嵌紋病毒會影響竹筍的品質和產量，但2002年台灣加入WTO之後，開放農產品進口，竹子產業的重要性相對降低，目前除了桃園改良場和台南改良場在推廣種植以組織培養方式培育的無病毒竹苗外，多數筍農對於耗費時日重新栽植新竹並不積極。

即便「治竹」急迫性已失，但林納生與徐堯煇依然不改其志，以竹嵌紋病毒為核心，力圖在科學叢林中開闢出更多蹊徑。

竹子藉由無性分株法繁殖，一旦母株感染病毒，就會代代相傳，因此必須利用組織培養，來育成無病毒感染的健康竹苗。

本土題材，享譽國際

竹嵌紋病毒是一種長絲狀的單股正極RNA病毒，屬於α病毒總科中的「馬鈴薯病毒X屬」，是目前所知，主要感染竹類的濾過性病毒。

徐堯煇、林納生與中興大學生化研究所張邦彥，及中興大學農業科技研究所孟孟孝、蔡慶修等人，共同致力於「竹嵌紋病毒分子生物學」研究。十餘年來，團隊的成員分工合作，各司其職，從瞭解致病機制、防治病害等基礎研究，到以基因工程方法改造病毒，利用病毒為載體來生產蛋白、製作疫苗，走向應用之路，台灣的竹嵌紋病毒研究，已是國際上此一領域獨領風騷者。

以融合了口蹄疫病毒胜●的竹嵌紋病毒去感染植物，利用病毒在植物體內不斷複製生產蛋白，純化後即可製作豬口蹄疫苗。

綠色生技

病毒，這種病原微生物，雖然會對動植物造成危害，但卻又是個不可多得的「載體」，可利用它殖入外來基因後再去感染植物，生產外源蛋白。

徐堯煇指出，外源蛋白的生產方式很多種，有人將細菌，（如大腸菌、酵母菌）置於生物反應槽中餵養，讓它們生產特定蛋白；有人則以動物細胞或昆蟲（如菜蛾、家蠶）代替反應槽，作為「生物農場」，生產醫藥或工業用蛋白，除此之外，植物體也是一種生產工具，這種生產模式被稱為「綠色生技」。而徐堯煇、林納生團隊以竹嵌紋病毒為載體所發展的外源蛋白生產模式，成功研發出豬口蹄疫苗，就是典型的例子。

「效率和成本是關鍵，」徐堯煇指出，人類因不同目的，需要的外源蛋白有無限多種，可做為蛋白生產器的生物載體也有無限多種，就像要把數萬把鑰匙插入數萬個鎖孔中一樣，需要反覆耐心測試，才能找出最「速配」的配對；而不同系統所生產的蛋白不同，其差別在於生產過程的「轉譯」和「修飾」，以及生產效率。

同樣是病毒，性狀不同，效率也會有所差異。以「菸草嵌紋病毒」為例，直桿狀排列緊密的結構，置放「胜?」（一種短片段氨基酸）時不易穩定；反倒是長絲狀的竹嵌紋病毒，有空間容納外源蛋白，較有改造的彈性。

這種「植物加病毒」的分子農場，與一般人熟悉的基因轉殖作物並不相同。基因轉殖作物是將外來基因置入植物染色體中，繁殖後其性狀會代代相傳，且在自然環境中會影響其他生物，造成各種不可預知的環境或生態變異；但藉著病毒來感染植物的「分子農場」，在短時間內即可完成收成，也不會代代相傳。

退一步說，萬一逸出，竹嵌紋病毒還有「不會污染」的特性。

就目前所知，竹嵌紋病毒會只會感染竹子、菸草、藜（一種野草）和大麥等植物，且竹嵌紋病毒在大自然中沒有媒介昆蟲傳播，除非人為殖入，否則沒有感染蔬菜、水稻等經濟作物之虞，也不會影響台灣的本土作物系統。

高纖味美的竹筍，是夏日餐桌上不可或缺的饗宴，但遭竹嵌紋病毒感染後（下），竹筍出現黑斑、組織硬化，品質大打折扣。

從治「竹」到治「豬」

從治「竹」走向治「豬」，理由一樣是：為台灣的農業服務。

口蹄疫是世界畜疫會(OIE)列管的A級重大傳染病，因它是具有高度傳染性的急性傳染病，對豬、牛、羊、鹿等偶蹄類重要畜牧產業危害甚烈。

根據1997年世界畜疫會統計，全球僅有47個國家未受口蹄疫病毒之害。我國鄰近國家中，只有日本和韓國不是口蹄疫區。

台灣在1997年3月中旬爆發豬口蹄疫，這是繼日治時期（1929年）撲殺滅絕60年後的首度流行。由於疫情蔓延10個縣市、數十個農場，為絕後患，農委會下令撲殺全台1,600萬頭豬隻，消費者聞「肉」色變，豬農受創慘重。

之後，台灣在停養一年及實施疫苗控制下，去（2008）年邁入90%豬隻不施打疫苗階段，今年本有望從口蹄疫區中除名（依照OIE規定，必須在100%不施打疫苗的情況下無疫情傳出，確認環境中已無殘存病毒，才能重返非疫區國名單），可惜今年2月又有小規模口蹄疫發生，台灣除名夢又碎，豬農肉品外銷依然受限。

下圖為顯微鏡下長絲狀的竹嵌紋病毒。（右）竹子遭病毒感染後，葉片上會出現黃、褐色條斑。

撲殺之外的選擇

豬口蹄疫爆發後的防治，有「撲殺滅絕」及「疫苗防治」兩種方法。前者是將在發病區內的所有豬隻（不論感染與否）一律立即趕盡殺絕，主要是為出口考量，目的在儘快成為非疫區（全面撲殺，最後病例撲殺一年後）；另一種「疫苗防治」雖然不必全面撲殺，未感染口蹄疫的農場豬隻可以用注射疫苗來防治，但是名列在疫區的時間可能較長（最後病例撲殺或發生2年後，期間必須無病例發生）。

事實上，市面上早有豬口蹄疫苗，但傳統的口蹄疫苗多是減毒或不活化疫苗。「減毒疫苗有其風險，只要製程中有一點減毒不完全，就會弄假成真，造成感染，」徐堯煇說。

另一個關鍵是，雖然經過減毒，疫苗打進動物體內後，病毒仍有複製功能。換句話說，打過疫苗的豬隻，在動物檢疫上還是會偵測到病毒的蛋白，而一般非口蹄疫區國家均嚴格禁止檢出抗原的肉品進口。特別是台灣外銷日本的豬肉，絕對不能被檢出抗原蛋白。

高纖味美的竹筍，是夏日餐桌上不可或缺的饗宴，但遭竹嵌紋病毒感染後（下），竹筍出現黑斑、組織硬化，品質大打折扣。

第二代疫苗

林納生、徐堯煇與楊淑美（中研院農生中心）、廖家德（國防醫學大學）合作開發出利用豬口蹄疫病毒某一小段蛋白或胜肽，來製作或生產抗原的「第二代次分子疫苗」，由於這種疫苗只帶有病毒的某一小段足以辨識的特徵片段，就像警察可以藉罪犯存檔照片發佈追緝令、而不必面對真槍實彈的犯人威脅一樣，它可以喚起豬隻免疫系統備戰而不至於真的感染豬隻。

林納生團隊的做法是，首先，將口蹄疫病毒蛋白基因選殖入竹嵌紋病毒的基因體中，藉著竹嵌紋病毒可以在植物體複製的特性，當病毒感染植物後（通常是菸草或藜）後，病毒便可大量累積在植物體內，而其中的口蹄疫結構性蛋白基因便能依附在竹嵌紋病毒身上不斷複製並「表現」出來，待此蛋白萃取純化後，便可作為抗原。

另外一條路，就是生產胜肽疫苗。

所謂的「胜肽」，指的是短片段的氨基酸；也是免疫抗原的決定單位。徐堯煇指出，早期防疫專家使用化學合成方法製作胜肽疫苗，由於分子很小，引起的抗體「力價」不夠，無法達到完全的保護效果。

徐堯煇的作法是將胜肽融合到病毒顆粒的表面，因為一個病毒顆粒就有1,440個病毒鞘蛋白單元，亦即一個嵌合病毒就有1,440個胜肽，而一劑疫苗若使用1mg的劑量，就含有足夠的胜肽。豬隻在這種警鈴大作的情況下，可以得到很好的抗原力價，達到完全的保護效果。

此外，胜肽疫苗具有傳統疫苗所沒有的最大好處是，由於疫苗中不含完整病毒，施打後病毒不會在動物體複製，因此能符合OIE所要求的「非口蹄疫區的豬隻，完全不能檢驗出病毒抗原」的規定。

林納生指出，只要栽培植物，然後以人工接種方式感染植物，就能生產疫苗。雖然目前該團隊尚未有大規模生產的經驗，但根據估算，在9公頃的土地上種植極易生長的藜草，從發芽到接種約需一個月時間，接種後7-10天後就可以採收葉片，將病毒純化以後，即可生產100萬劑豬口蹄疫苗。

下圖為顯微鏡下長絲狀的竹嵌紋病毒。（右）竹子遭病毒感染後，葉片上會出現黃、褐色條斑。

瓶頸與未來發展

「可惜，我們的速度還是太慢了，」徐堯煇表示，從基礎研究走向應用端，走了十多年，「這是台灣生技發展的癥結。」徐堯煇說，前幾年中研院院士會議時，就有院士提出質疑：「為何經過十多年，我國腸病毒疫苗仍未研發成功？」其實，拖慢疫苗研發的癥結在於──「動物實驗做得太慢了！」

「台灣的生技能力絕對不差，」徐堯煇表示，這次新流感(H1N1)全球只有12個國家能夠自製疫苗，台灣是其中之一。而疫苗發展之所以緩慢，關鍵在於動物實驗的速度太慢，一來沒有足夠的機構可以做實驗，二來法定傳染病更規定只能在農委會位於淡水的「家畜衛生試驗所」進行，因此「塞車」的情況屢見不鮮。

此外，病毒蛋白萃取出來後，疫苗的後段製程和保存仍是很大的瓶頸。

以豬口蹄疫苗來說，為了免去針劑的製程與保存瓶頸，發展「口服」疫苗是最終端理想的方式。理論上，只要將含有病毒蛋白的菸草或藜草葉片磨成粉，就能混在飼料中餵豬，然而，口服疫苗成效如何尚需經過評估，例如，如何控制進食的量，以及抗原經過消化道的保存能力等等。

竹子藉由無性分株法繁殖，一旦母株感染病毒，就會代代相傳，因此必須利用組織培養，來育成無病毒感染的健康竹苗。

綠色生技大未來？

在林納生團隊的合力開發下，3年前利用竹嵌紋病毒生產豬口蹄疫苗的平台即已建立，今年也已拿到專利權。但由於台灣是肉品輸出國，政府為了除名考量，並不鼓勵施打疫苗，因此仍未進一步建立商品化的製程。

「目前和我們接觸、有興趣買專利的多為國外公司，」徐堯煇指出，專利輸出仍在洽談中，原因是國外公司必須要與現有的傳統疫苗做比較。

這種不同疫苗生產模式的比較，則是台灣最弱的。徐堯煇以口蹄疫苗為例指出，台灣爆發豬口蹄疫時，農委會曾撥出鉅額經費，贊助各種發展口蹄疫苗的專案計畫，有的用大腸桿菌生產結構蛋白、有的發展DNA疫苗，也有減毒疫苗的研發……等等，但究竟哪一種最有經濟效益？最值得進一步發展？卻沒有一個單位能以超然客觀的立場去做整合和評估。

利用竹嵌紋病毒表現載體系統，建立以「植物╱微生物反應器」來生產疫苗、在植物上大量表達外源蛋白及胜肽抗原的技術平台，還可以嘗試應用到其他各種不同疫苗的製備，例如針對國際市場開發的牛口蹄疫疫苗；影響雞免疫系統、造成免疫不全的「華氏囊病毒」疫苗；甚至人類的新流感H1N1疫苗，都可以嘗試。

徐堯煇指出，流感病毒「H1」或「N1」的蛋白分子很大，擷取其中一小段來做胜*疫苗是可行的，雖然其免疫效果不如整個蛋白在雞胚胎中生產來得大，但成本較低，也沒有因雞胚胎蛋白質而誘發過敏的疑慮。

徐堯煇與林納生的「竹嵌紋病毒」研究，為台灣在國際分子病毒學領域上搶得一席之地，至於台灣綠色生技是不是有大未來？他們只能傾全力拚搏，卻沒有答案。

林納生對「四君子」中有著高風亮節意涵的竹子情有獨鍾，一頭鑽進竹嵌紋病毒的病害防治中。

竹嵌紋病毒是藉由植物生產疫苗的媒介，也是徐堯煇與林納生的媒人。