如果将水母和人的基因植入毛虫，得到的是什么呢？发荧光的、令人起鸡皮疙瘩的却富含能救命良药的小爬虫。

从实验室角落倒置的聚苯乙烯咖啡杯传出的细小沙沙声，是我们到达饲养室的唯一征兆。翻转一只杯子，你将看到一群急速扭动的小虫在咀嚼淡棕色果子冻。对你我像是毛虫侵染的不愉快事件，在我的同事威廉 · 本特利（William Bentley）看来，却像工厂化饲养场的雏形。不可否认，它不是普通的饲养场。这些家养的毛虫（指鳞翅目昆虫如蝶、蛾等的幼虫，俗称毛虫——译注），正大景地生产出一种有价值的药用蛋白——抗癌药白介素-2。

饲养昆虫为人类服务，历史已很悠久。早于公元前2500年，人类即开始养蚕产丝。20世纪80年代，生物工程专家已能把一些编码蛋白质的基因，植入培养于大钢桶里称做生物反应器的细菌、昆虫或人的细胞，藉以制造胰岛素和其它人体蛋白质。现在，马里兰大学生物工程研究所的化学工程师本特利，正把两条技术路线作最佳结合，希望生产出更经济、更理想的人体蛋白质。

正如所有的现代饲养场，成功的关键在于：播种（或，更确切地说，首先把人的基因植入昆虫）、管理与收获诸过程的流水线与机械化。

关于将人的基因植入昆虫，本特利藉助已建的技术，即利用野蛾与蝴蝶毛虫的一种瘟疫的病原体——杆状病毒。该病毒的颗粒包被于叫做多角体的蛋白质外壳里，当毛虫咀嚼污染了的植物时便被感染了。在毛虫的碱性中肠内多角体蛋白质溶解，病毒颗粒被释出，在虫体迅速扩散，几天之内，毛虫成为黑色、粘腻、污秽的尸体。

但是，在病毒借用毛虫的生产径路制造更多本身蛋白之前，毛虫并非很快就死亡。80年代初，生物工程专家们首先发现这一现象。接着，得克萨斯大学的盖尔 · 史密斯（Gale Smith）与马克思 · 索姆麦斯（Max Summer）意识到，他们能利用杆状病毒欺骗毛虫细胞，不去制造多角体蛋白质，而去制造叫做β-干扰素的人体蛋白质。β-干扰素是免疫系统的化学信使，其抗癌潜力已获验证。史密斯与索姆麦斯只是将编码β-干扰素的基因置换杆状病毒上编码多角体蛋白的基因，然后用这种病毒去感染培养的毛虫细胞，这些毛虫细胞就能正确地产出β-干扰素。

嗣后，用这种修饰过的杆状病毒感染多种毛虫，建造出爬行的多种生物反应器。例如：制造人体β-干扰素和小鼠白介素-3的家蚕，制造流感病毒蛋白的烟草芽虫，制造腺苷脱氨酶的甘蓝尺蠖。尺蠖是本特利的实验昆虫。一些严重的免疫缺陷病，就是由于缺失腺苷脱氨酶。

成熟多浆的时机

但是，有个问题从根本上动摇了利用毛虫作生物反应器，那就是收获的时机既是十分重要、又是难于判断。毛虫愈老、愈大，制造人的蛋白愈多，但含有破坏蛋白并最终摧毁毛虫的蛋白酶也愈多。而且，毛虫产出蛋白最多的时期依赖于环境条件，包括湿度、温度，以及毛虫在聚苯乙烯杯内的拥挤程度。毛虫饲养人员极需建立一种方法，以测知毛虫成熟高峰的时机。

本特利的方法简单而别致：利用绿色荧光蛋白。它是水母在黑暗中发光的物质，从90年代早期起，即被应用于范围广泛的动植物生产蛋白质的计量。本特利把编码白介素-2的基因与编码绿色荧光蛋白的基因以及它们的调控序列连接在一起，植入杆状病毒，通过饲料感染毛虫。于是，这些毛虫都不同程度地发绿色荧光。然后，收集之，速冻之，捣烂之。检测比较不同样本里绿色荧光蛋白含量与白介素-2含量。

不出所料，毛虫的绿色荧光蛋白含量愈高，也即其白介素-2含量愈高。其中，最大、最亮的毛虫的白介素-2含量，差不多可达50微克/条。其中，易于提取者，可达1/5。这样精贵的蛋白，竟是这么多！可是，即使掌握了毛虫成熟的时机，并不意味着能在饲养场高效地饲养并收获它们。有些毛虫是“大鱼吃小鱼”的，所以必须将它们按大小分别饲养。毛虫需要每日给食。到成熟的时刻，每条成熟的毛虫都须用手工检出。

本特利毕竟是工程师，他现正忙于毛虫饲养场自动化的开发。它可能仅只是一个蓝图，包括：缩小了的饲养围槛，排列成蜂窝状；在围槛里，毛虫悬在金属条上；该金属条，既能检测毛虫荧光亮度，又能将成熟毛虫个别地电击掉落于液氮，一下子便杀死、速冻。

无价之宝

值得这样做么？回答是肯定的。白介素-2激发免疫细胞增殖。虽然它目前仍只是试验药物，但它是某些类型癌症治疗之所需。它还是T淋巴细胞的实验室培养液中的主要成分，被广泛应用于诸如AIDS等疾病的研究。

虽有这些需要，其供给来源甚少，包括从血液或转基因细菌中提取。任何血液制品均有致病危险性，而白介素-2在血液里的浓度又很低，所以，从血液中提取价格很贵。从转基因细菌提取也并不理想，它们合成白介素-2的效率很低，其产品售价约需20000美金/毫克。比较一下转基因细菌生产的胰岛素，其每毫克售价不足2美金。估计：250条毛虫能提供的白介素-2相当于5公升细菌培养液、50公升昆虫细胞培养液，或者，100，0000公升人血所能提供者。相比之下，饲养转基因毛虫的工厂的代价就微不足道了。所以，用本特利的方法生产的白介素-2将大为便宜。

而且，本特利认为，毛虫生产的白介素-2还另有优点。细菌与昆虫细胞是在叫做核蛋白体的细胞结构制造其蛋白质。细菌能直接从其装配线利用粗蛋白质，但，像人或昆虫的真核细胞则需先接上复杂的糖基以修饰其蛋白质。这意味着，来自毛虫的白介素-2更像人类白介素-2，因此，在人体细胞中可能活性更大。

一旦本特利的甘蓝尺蠖饲养场的生产能力充分发挥，他不想就此为止。他和他在生物工程研究所的同事维克让 · 瓦克哈里（Vikram Vakharia）打算，利用这饲养场，制造不需去掉毛虫即可应用的蛋白质。已提上日程的项目是预防鸡病和鱼病的可食用疫苗。下个项目，谁知道呢？也许是，预防人类疾病的、用巧克力包装的毛虫……。

临到为生产人体蛋白质的饲养场置办昆虫时，有证据表明，果蝇的蝇蛆甚至比蛾子的毛虫好。首先，蝇蛆乐于拥挤的条件，而毛虫则否。其次，对果蝇的遗传学已知之甚详，操纵其基因极为方便。

在复杂的多细胞动物，果蝇基因组的作图最为完善，已有大量基因被鉴定。而且，以杆状病毒为载体，将人的基因导入毛虫，毛虫在性成熟前就会死去，而果蝇却可能在其基因组被接上人的基因后继续繁殖下去。把人的基因与果蝇橙眼基因连接起来，注入白眼果蝇的胚胎。当它发育至成蝇，使之与其它白眼果蝇交配。任一橙眼子代的所有细胞，包括卵子和精子细胞，将含有人的基因，它们能够用来培育生产人体蛋白的果蝇品系。

鉴于果蝇有这些优点，威廉 · 本特利和我在使果蝇比毛虫甚至更高效地产出如白介素-2那样的人体药用蛋白上下功夫。我们已经造出将要注入果蝇胚胎的基因序列（“Construct”），它包括：橙眼基因、编码白介素-2的基因，以及编码水母荧光蛋白的基因。果蝇含白介素-2愈多，则其荧光愈亮。

我们现正把这个基因序列联接到果蝇不同的调控基因活动的序列。我们希望获得在不同组织、不同日令、不同条件下生产白介素-2的果蝇，并观察哪种果蝇产出效率最高。例如，果蝇有大量肠道组织与脂肪组织，我们希望获得肠道组织生产白介素-2的果蝇和脂肪组织生产白介素-2的果蝇，并观察哪种果蝇的白介素-2产量最高。

一旦我们找到产量最高的转基因果蝇，我们还要进一步提高：我们将应用辐射的方法使果蝇突变，让各种果蝇突变体与我们的转基因果蝇交配，然后检验其后代生产白介素-2的能力。命运之神将偏向繁殖有超强产出白介素-2能力的果蝇。

[New Scientist，1998年1月10日]