眾所周知,很早以前人類就已經知道,通過種牛痘的方法,能使人對天花病毒產生終身免疫。這個事例使農業科學家得到啟示,既然可以給人注射防病疫苗,同樣的方法是否在植物身上也行得通呢?這是一個很有意思的想法,如果成功的話,會使植物得到終身免疫能力。這樣,再也不用在農田中噴灑大量的化學農藥了,既節約了金錢,又可減少環境汙染。
要想達到這個目的,首先要設法將病毒抗體植入到植物體內,並要能夠長期存留發揮作用,或者設法使植物體自身產生出抗體。在這樣的思路的引導下,1980年,日本的一個研究小組創造了為植物“種牛痘”的新方法,它與人類種牛痘的原理有些相似。因為植物病毒會互相幹擾,如果植物體內已經有了一種病毒,往往能阻止其他病毒的生長和繁殖。因此,科學家在預防西紅柿生病時,首先把能使植物致病的煙草花葉病毒分離出來,經過長時間培養,使它的毒性慢慢減弱。然後,用高壓噴霧器把毒性大為減弱的病毒送到西紅柿幼苗體內,這樣,就能使西紅柿一生都不會感染病毒了。從此以後,植物疫苗的研究走上了飛速發展的道路。
隨著現代基因工程的誕生,人們不僅能“改造”動物,也可以“改造”植物,這使植物疫苗的研究進入到一個嶄新的領域。
新技術的出現,使植物疫苗研究發生了革命性的變化。這項新技術被稱為轉基因技術,也就是分子遺傳學和基因工程的一項實驗技術。它能夠通過顯微注射、基因槍、病毒感染等多種途徑,將需要發揮作用的基因轉入到某種生物的胚胎細胞中,並在這種生物體內產生出生物學效應。
1982年,美國孟山都公司和比利時肯特大學的科學家,利用轉基因技術,成功地將具有抗菌能力的卡那鏈綠菌的基因轉入到向日葵植株內,使它的抗病能力大大增強。在首次成功的鼓舞下,他們又對煙草、胡蘿卜等植物進行了實驗,並獲得了成功。
疫苗使植物產生了抗病能力,能不能培育出某種植物,使它不僅自身具備免疫力,而且人類吃了這種植物後,就像注射過疫苗一樣,也能產生出終生免疫力呢?這是一個十分大膽的設想,要想實現盡管困難重重,但在理論上還是行得通的。於是,科學家朝這個方向又開始了新的努力。
進入20世紀90年代之後,美國得克薩斯州立大學的科學家利用轉基因技術,培養出一種奇特的“土豆疫苗”。這種土豆具有抗乙肝病毒的作用,動物吃了它以後,體內的免疫係統會產生出乙肝病毒抗體,對乙肝病毒就有了免疫能力。“土豆疫苗”的問世受到了廣泛的歡迎,因為它價廉物美,安全有效,與以往用動物血清或人血清製造疫苗的方法相比,大大降低了成本。
但是,“土豆疫苗”有個很大的缺陷,就是對人類不太適宜。因為對人類來說,土豆是一種不能生吃的食物,如果把土豆煮熟了,疫苗會因為高溫而受到破壞,使免疫能力大大減弱,甚至完全喪失。
為了彌補這一缺陷,必須尋找一種能生吃的植物作為植物疫苗。經過無數次的實驗之後,美國康乃爾大學獨立研究所的生物技術專家,終於選定香蕉作為研究免疫載體的對象。
香蕉的確有許多優點,它除了可以生吃外,價格也很便宜,而且又可以普遍種植。我們知道,生產一支普通的疫苗,成本通常要高達幾十美元,甚至100多美元,而通過大麵積種植生產出來的“香蕉疫苗”,隻需要幾毛錢就夠了。
前不久,美國的細胞生物學家米奇·海因到非洲考察,發現那兒霍亂橫行,許多當地人由於貧窮,買不起昂貴的抗霍亂疫苗,結果悲慘地死去。米奇·海因回國後,決心改變這一現狀。
他首先從霍亂病菌中分離出無毒的霍亂抗原,“剪下”霍亂抗原基因,再把它“縫合”到生活在土壤中的一種細菌體內,然後讓苜蓿感染這種細菌,於是,霍亂抗原的基因就移植到苜蓿體內的細菌中了。一切準備就緒後,米奇·海因對這種苜蓿進行大規模培養,使培養出來的苜蓿都具有能抵抗霍亂病菌的抗原。
這是一項非常了不起的研究成果。因為在非洲和一些發展中國家,由於醫藥科學比較落後,而霍亂病菌經過許多代的變異,對青黴素、鏈黴素等一些普通抗生素產生了耐藥性,使患病者得不到有效治療。有了“苜蓿疫苗”,人們隻要吃上一盤可口的苜蓿色拉,就可以獲得抵抗霍亂病菌的免疫力,那將能挽救多少人的生命啊!