利用生物或培養細胞來生產蛋白藥物的「分子農場」，
已成全球生技發展的新趨勢，
也是生技公司積極開拓的重要商機。

　　目前市面上治療各種疾病的西藥，絕大多數是人工化學合成、或是抽取自礦石或生物體的小分子藥物。由於生物科技快速的進步，已逐漸發展出利用各種生物個體(例如動物、植物、微生物等)或培養細胞來生產替代性的蛋白藥物，包括蛋白質、賀爾蒙、疫苗及單株抗體等。這些蛋白藥物不但能夠改良病人的生理狀況，而且通常效果較佳、副作用較少。因此，利用生物或培養細胞來生產蛋白藥物--亦即所謂的「生物反應器」或「分子農場」，已成為全球生技發展的新趨勢，也是生技公司積極開拓的重要且具有極大商機的領域。

　　目前已上市的蛋白藥物，主要以基因轉殖動物培養細胞(取自中國天竺鼠卵巢)生產。這個生產系統成本甚高，而且反應器的容量受到氧氣、養分及熱均勻度的限制，因此難以大量生產以供應市場需求。此外，建立這種生產系統的廠房，成本高達美金2.5億，風險甚高，如果市場需求估算不準，或是無法通過上市之前法規的認證，很可能造成重大虧損。因此，生技公司也尋求其他生產方法。拜生物科技發展之賜，不同替代性的生產系統乃紛紛應運而生。

　　全球工業、醫藥及農牧業所需的蛋白產品，商機巨大無限，因此，能大量生產品質優良、安全性高、且成本相對低廉的蛋白產品的分子農場，已是全球各大生技公司卯足全力努力的目標。這些分子農場五花八門，包括基因轉殖動物(包括牛、羊、豬、雞、昆蟲等)、植物 (包括煙草、玉米、水稻、蕃茄、苜蓿草、浮萍、綠藻等)、及微生物(包括真菌、酵母菌、細菌、病毒等)。因為商業競爭的關係，很多產品都在高度保密之下快速發展中，現在舉幾個系統加以說明。

　　牛：基因轉殖 較適用於人類

　　由超市架子上堆積數量龐大的牛奶，可知牛奶產量有多大。因此有生技公司將高價值的蛋白賀爾蒙或藥物基因轉移到牛生殖細胞中，等基因轉殖牛長大後，乳腺生產牛奶時可同時大量生產蛋白藥物。再經過純化的過程，就可以將蛋白藥物分離出來。用牛生產的好處是其與人類在演化上較接近，因此產品可能較適用於人類；缺點是牛的基因轉殖及成長過程費時費工，而且，某些蛋白賀爾蒙或藥物在乳腺中大量生產，可能難以純化或影響牛的生長發育或健康。

　　雞蛋：基因轉殖技術仍有困難

　　雞蛋也是我們日常生活中大量消耗的蛋白質來源，因此也有生技公司嘗試將蛋白藥物的基因轉移到雞的生殖細胞中，等雞長大後生蛋，蛋白藥物就在蛋裡面。雖然雞很會生蛋，飼養成本也不高，但是基因轉殖技術仍有相當的困難度待克服。

　　我們每天的飲食中不可缺少米、麵、蔬菜及水果等植物來源營養，以獲得澱粉、糖、蛋白質、纖維素、維他命、礦物質及其他養分的補充。農作物的生產成本低、產量大、安全性高，不用擔心人畜共通的疾病。因此，這幾年來，生技公司也積極發展利用基因轉殖植物當作分子農場來生產蛋白藥物。植物基因轉殖技術極為成熟，也有各種不同器官(例如根、莖、葉、花、果實、種子、及培養細胞等)可依用途選擇，在短短時間內就可大量生產。不過基因轉殖作物在田間種植時，有花粉傳播至非基因轉殖作物或種子不小心混雜的顧慮，因此，隔離田的管制極為重要。

　　植物分子農場：成本相對低很多

　　許多蛋白藥物需要經過生物體的修飾，例如加上糖鏈或硫基，以達到結構正確、穩定性高、及效果佳的目的。無論使用哪一種生物系統來生產，大家共同面臨的問題，是如何生產經修飾後仍適用於人類的蛋白藥物。雖然基因轉殖牛或雞生產的蛋白藥物可能與人類蛋白在結構上較相似，但到底「多相似」才算安全而不會引起過敏反應，尚未十分確定。對很多蛋白藥物，植物分子農場似乎是頗佳的選擇，因為成本相對低很多。如果蛋白藥物的使用經由口服(例如口服疫苗)，則更有安全性高的優點，因為人類早已適應食用植物性蛋白質。

　　目前尚未有一個蛋白藥物的生物生產系統是完美的，各有優缺點。因此，各個生技公司各顯神通，積極發展自認為最有潛力的系統。雖然如此，有一點大家可能都會同意，就是沒有任何單一的系統會壟斷所有的市場，只要產品品質夠好，大家都能在這塊市場大餅中各自分到一塊，只是大小區別而已。