「眼見為憑」、「明察秋毫」生物醫學的研究
　

微免科 邱亞芳博士

隨著人類基因體序列解碼，生物醫學研究已邁入另一個新世代。次世代快速及高通量定序與生物資訊、數學運算以及生物統計分析的結合，使得尋找生物體的奧妙、疾病的解藥，似乎不再需要大海撈針；然而人體的生物結構及病原體的致病機轉，卻非想像中簡單：生物醫學研究的發現沒有絕對黑與白，對疾病也沒有絕對解藥。如同學生成績的分佈或社會經濟收入的分佈狀態，總有少數極端 高低的族群。生物的表現形態也總有特例，特立獨行的少數無法代表整體族群；然而普遍性的多數也不取代極端少數，如果只見到普遍多數的表現形態，而忽略少數特例，這些特例也往往就變成了生物醫學研究的瓶頸與問題：抗藥殺不死新細菌病原，復發蔓延轉移的癌細胞都是來自少數的特例族群。目前已經有不少研究發現，如果將普遍性的多數及少數的特例族群單一分離出來做研究，每個族群間所表現出的生物形態或組成 具有極大的差異，進而也會影響判讀及分析的研究結果。因此，在追求快速取得大量生物資訊的同時，也不能忽略探討個體之間差異性。

此外，在分析快速及高通量的生物醫學研究技術所產生的龐大資訊時，也必須理解，這些資料大多取自於龐大的生物體採樣，且多源自於生物體外的實驗結果，電腦軟件的分析，以及人為主觀性地設定篩選標準，以便於從龐大資料中“挑選”結果進一步分析。於是，選擇分析單一活細胞或族群，並比較各細胞或族群間差異，再由多數相似細胞或族群的分析數據中，歸納出各類細胞或族群的特性，是未來生物醫學研究的重要趨勢與走向，活體影像系統的發展與應用便是其中一個範例。其中的例子 為應用於觀察以往無法在活體細胞內看到的病毒及其分佈與複製：研究中將細菌的基因調控序列 LacO 植入致癌的鼻咽癌病毒（Epstein-Barr virus, EBV）基因體中，並將調控 LacO 基因的蛋白質 LacI 與螢光蛋白質融合後送入細胞中表現，於是 LacI 螢光蛋白質可以連結在病毒基因體的 LacO 序列上，當用 LED 光源或 UV 光照射活體細胞時，就能夠觀察到病毒在活體細胞中的複製、分佈及動態。研究中發現：鼻咽癌病毒能“聰明地”偵測到其宿主細胞的複製週期，伺機等待最佳時機及環境複製其子代，這個研究發現突破過去對鼻咽癌病毒的誤解--鼻咽癌病毒“主動出擊”改變宿主的細胞週期，這是由於能夠成功觀察病毒在單一活體細胞中的複製動態，而非取大量細胞週期差異性大的細胞或族群做研究。此研究也發現鼻咽癌病毒喜歡聚集在細胞的特定區域複製其基因體（見附圖，紅色點狀病毒基因體），並把宿主細胞的基因體推擠到邊緣（見附圖，綠色點宿主細胞基因體）；因此，如果能夠進一步應用活體影像系統找出這些特定區域及結構，也許將能夠“擊破”病毒的複製“基地”。

目前長庚新興病毒中心也開始積極籌劃設立活體影像系統，觀察腸病毒以及禽流感病毒如何感染活體細胞，並了解這些病毒如何在活體細胞中複製，並產生多樣性的突變株而引發高致病性禽流感與腸病毒的大流行。