在「神鬼認證4」還沒上映前，想當然爾電影台重複播出了神鬼認證1~3集好幾次，今年可說是電影盛產年，百花齊放啊！續集電影到底好不好看？只能說青菜蘿蔔各有所好，放輕鬆看電影就好。於是我也去看了這部電影，雖然主題明顯易見，但每次要寫生物科技領域的科學空想就有莫大的挫折感，想要摔筆電。用深入淺出的方式說明根本辦不到，生物界很少有「定理」這種東西，因為永遠會有例外的生命形式打破規則。相對來看，物理化學就單純多了。我們需要多一點《萬病之王》、《生命的躍升》這樣的作者們寫書給我們看啊！

廢話到此，進入正題。先敘述一下劇情，等DVD發售之後我再確認劇情對不對(20130302更新)。神鬼認證4(The Bourne Legacy)與神鬼認證三部曲(The Bourne Identity)是時間接近的平行故事，因為傑森包恩的存在，讓墊腳石計畫和其後的黑薔薇計畫曝光，中情局決定關掉直接相關但還沒曝光的「成果計畫」。原來這些秘密計畫的特務們那麼神勇，是因為接受了基因改造，因此連參與這個計畫的研究人員都要被「清除掉」。那些美國大兵的基因改造是怎麼做的？根據美女醫師瑞秋懷玆的說法，在某一次實驗室意外中，科學家發現了病毒的感染地圖(receptor map，之後會解釋)，利用這樣的病毒工具，設計了兩處基因改造。藍色藥丸提升粒線體能量製造蛋白質能力1.5%，增強體能，綠色藥丸增強大腦智力及應變能力。我們來看看這樣的基因改造技術怎麼使用。

選定改造基因

現在的基因改造技術大概可分為兩大類，基因轉殖和基因治療。基因轉殖常用在動植物，也就是基改農作物或動物。先從親代改造(還記得電視上看過的受精卵顯微注射影片嗎？)，爸爸媽媽各帶一套改造的基因，交配之後，兩套基因在子代配對起來，表現出基因功能。這樣的基因要件是顯性遺傳，不是顯性遺傳的基因不能用。基因轉殖可是要從超級士兵還沒出生之前就開始改造起，工程浩大，費時又費力。

若要直接在已經成人的美國大兵身上做基因改造，就需要用到基因治療的技術，原則上就是將改造好的DNA送進大兵體內，而且改造基因還要能夠表現功能才算成功。成果計畫選定的大概是粒線體的基因與大腦的基因。自從2003年人類基因體計畫定序出人類所有DNA序列之後，生物資訊學讓科學家很便利地研究人類基因體的功能。成果計畫所選定的基因不能公開，我們也不要亂猜，所以直接進入下一步。

選定載體

基因治療的重頭戲就是把DNA送入人體，就像快遞一樣。有兩種方式：一種是直接把DNA送入人體(in vivo)；或是先把細胞取出，送入DNA改造後，改造細胞再送回體內(ex vivo)。傳送DNA的包裹稱為「載體」，載體又分兩類，病毒載體和非病毒載體。基因決定好，組合好DNA之後，瑞秋懷玆醫師使用活病毒來治療，所以載體就是病毒。神鬼認證4用的是直接送入人體(in vivo)的病毒來進行基因改造。

為什麼選擇病毒做為載體？病毒藉由與人體細胞表面的受體(receptor)結合而感染細胞，而且十分快速。不同病毒感染的人體部位不同，是因為結合的受體不同。例如腺病毒(Adenovirus)會造成呼吸道、小腸和眼睛的感染，是因為腺病毒只能跟這些器官的受體結合。

在某一次實驗室意外中，科學家發現了病毒的感染地圖，我想像可能是病毒的受體地圖(receptor map)。只要知道病毒的受體會感染哪些器官，我就可以選用這個病毒來做載體進行DNA的傳送。如果要改造的是肌肉細胞的基因，例如提升粒線體能量製造蛋白質能力1.5%，就使用會感染肌肉細胞的病毒，若要增強大腦智力及應變能力，就可使用會感染腦細胞的病毒。

電影裡總是演得比較誇張，到科幻的等級了。以目前所查到的文獻來看，基因治療用的病毒，感染的目標只分「正在分裂」與「沒有在分裂」的細胞，而不是器官。為求提升成功率與準確度，基因治療甚至會將改造好的病毒載體直接注射入目標器官(例如眼睛)。已發表的基因治療人體試驗，大多進展到phase I/II的階段，希望不久的將來，有機會真正應用到臨床治療上。

副作用

以病毒為載體的基因治療，仍然有其風險存在。自1990年開始有基因治療的人體試驗以來，1999年美國的18歲少年第一個因基因治療而死，原因是因為使用過高劑量的腺病毒，導致嚴重的免疫反應，休克致死。因此使用病毒載體進行基因治療時，一定要考慮病毒的用量，不能過多。電影剛開始特務們每天服用含有病毒的藥丸，藥丸裡的病毒劑量肯定有限制，要持續服用才能達到效果。電影後半段，神勇的傑瑞米打了病毒之後，開始發高燒全身無力，就是典型的免疫反應。不過也因為是電影，傑瑞米只發燒了一個晚上就生龍活虎了。不排除是之前服藥的時候就產生了免疫力，身體恢復得很快。

病毒劑量真的不好控制，又可能造成致命危險，不少學者研發非病毒的載體做基因治療，可惜花費昂貴又效果不好，不想承擔病毒治療風險的基因治療技術還有一段很長的路要走。

粒線體基因治療

文獻上查得到的基因治療之都是針對細胞核裡的基因進行，「提升粒線體能量製造蛋白質能力1.5%」這點讓我非常在意。粒線體是細胞裡製造能量的工廠，一個細胞只有一個細胞核，卻可以有1000~10000個粒線體，在加上每個粒線體有約2~10組自己的DNA，算起來每一個細胞會有2000組以上的粒線體DNA需要改造。第一要把改造DNA送入細胞，並「指定」送到粒線體中；第二要思考能夠改造多少比例的粒線體DNA，並且表現出功能，才能達到需求。因為粒線體的數量太龐大，電影裡給了「提升1.5%」這個數字，若能達到這樣的比例(也許每個細胞要30組以上的粒線體基因被改造才行)，真的非常厲害。

現在的粒線體基因治療還停留在細胞和動物實驗階段，尚未實行到人體試驗，如何改造粒線體DNA目前還是個很大的挑戰。

基因治療的細節，上網搜尋很容易就跑出一堆資料，高中生的報告就很詳盡了。但這麼多專有名詞不是人人都看得懂，也是科普文章難寫的地方。無論如何，非常感謝您看到這裡！

參考資料

1.後基因體時代之生物技術，第十八章基因治療，http–bc.imb.sinica.edu.tw-images-biotech-18_20.pdf。

2. Phillips MI. 2012. Gene, stem cell, and future therapies for orphan diseases. Clin. Pharmacol. Ther. 92(2): 182-192.

3. Adhya A., et al. 2011. Mitochondrial gene therapy: The tortuous path from bench to bedside. Mitochondrion. 11(6): 839-844.

4. 維基百科