新世纪的疫苗“生产车间”—利用转基因植物生产疫苗的研究进展

目录/提纲：……
一、引言
二、利用转基因植物表达药物蛋白的历史回顾
三、利用转基因植物生产疫苗的基本方法
四、利用转基因植物生产疫苗的现状
五、利用转基因植物生产疫苗的优点
六、利用转基因植物生产疫苗的安全性问题
七、利用转基因植物生产疫苗的展望
……

新世纪的疫苗“生产车间”
—利用转基因植物生产疫苗的研究进展
一、引言
人类与细菌、病毒做了数千年的斗争。其中，疫苗是人类对抗细菌、病毒的重要手段。从中国古代利用人痂到琴纳里采用牛痘预防天花，人类逐渐开始认识到利用不危险的病原为疫苗提高宿主的免疫力的方法。[ ][ ]其实，我们刚出生就已经开始和疫苗打交道，国家规定新生儿必须接种卡介苗、乙肝疫苗、脊髓灰质炎减毒活疫苗、百白破混合制剂、麻疹疫苗等五种针对六类多发疾病的疫苗。[ ]可见疫苗与我们的健康休戚相关。近些年来，全球大范围的流行性疾病不断爆发，从2005年的非典型性肺炎到近阶段的甲型流感，人类似乎又进入了一个大流感时代。这就对人类利用疫苗预防疾病的技术提出了更高的要求。如何开发更加安全、廉价、有效的疫苗成为了摆在科学家们面前的一个重要课题。
上世纪70年代开始，现代药学的发展进入生物药学的时期，利用生物技术特别是转基因技术研发新药成为了药物研究领域的一个新兴研究方向。目前，细菌、酵母及哺乳动物细胞等是生产基因工程疫苗的主要生产系统，这些系统表达的基因工程疫苗在防御传染病中起着重要作用。[ ]1990年世界卫生组织(WHO)提出了“儿童疫苗计划(Children／s Vacci
……（新文秘网https://www.wm114.cn省略834字，正式会员可完整阅读）……　
，结果表明志愿者口服转基因马铃薯，能够使抗体滴度明显增加，说明转基因植物口服疫苗经人体吸收后能诱导人体免疫系统产生抗原特异性的免疫反应。[ ]
至此乙肝病毒的表面抗原蛋白从最初的在烟草中表达，到如今可以通过口服在人体中产生免疫反应，经过了十五年的历程，若这种马铃薯可以通过安全性和有效性验证，下一步的计划就是将其正式投入生产，由于其生产成本较低，可以进行广覆盖地对易感人群用药，可大大降低易感人群的感染风险。
目前预防乙肝的转基因香蕉和番茄也在研发中。[ ]香蕉的质地比马铃薯柔软，适合于各个年龄段的人群服用，并且香蕉在使用前不需要经过加热，其疫苗的活性可以很好地保留，更加有利于疫苗发挥效力。
此外，转基因植物表达HIV[ ] 、轮状病毒病[ ]等波及范围广泛并且致死率高的疾病的转基因植物疫苗也正在研制过程中。

三、利用转基因植物生产疫苗的基本方法
人体具有消化道、呼吸道和生殖系统3大粘膜免疫系统。基础研究显示，只要其中一个系统受到疫苗免疫刺激，就会在其它两个系统产生同样的免疫反应 [ ]。这是口服转基因植物能够起效的理论依据，口服转基因的植物疫苗所含的抗原最先激发肠道免疫系统，然后在全身产生免疫反应。在作物的可食用部分表达抗原就能实现生产可使用的疫苗。
目前生产植物基因工程疫苗的方法主要有三种，一是以植物病毒为载体的瞬时表达，此途径不属于转基因植物范畴；二是根瘤土壤杆菌介导的核转化，即将携带重组质粒的根瘤土壤杆菌感染植物细胞后；三是用基因枪法进行叶绿体转化，为实现外源DNA的定点整合．构建叶绿体表达载体时．[ ]
瞬时表达系统在表达式不需要将外源基因整合到宿主染色体中，适合于基因产物在放大到大规模转基因植物生产之前的鉴定，确定蛋白质是否具有功能。[ ]
农杆菌介导法是在我国常用的一种方法，农杆菌是一种土壤细菌，它能够把其质粒上的DNA片段转移到植物细胞并稳定地整合到植物核基因组中。导入的外源基因通过同源重组整合到细胞染色体上，含整合外源基因染色体的植物细胞在一定条件下长成新的植株，此植株在生长过程中表达外源基因并将这种性状传给子代，目前所有表达抗原蛋白的转基因植物都是采用农杆菌介导法。[ ]
基因枪法也是一种很常用的方法。它是将带有外源基因的质粒用亚精胺包裹为直径1μm左右的金弹或钨弹，再用高压氦气、火药爆炸力、高压放电气体作为动力加速子弹，使它们穿过植物细胞壁和细胞膜，将外源基因带入具有再生能力的植物组织，这样可以在很大程度上缩短再生的时间，从而避免体细胞变异的发生。[ ]基因枪法可以把目的基因有效导入植物细胞，但只有进入细胞核的基因才能转录。[14]此外，还可以采用电激发，PEG诱导法，激光穿孔法，脂质体法，超声波法实现外源DNA的导入。[17]

四、利用转基因植物生产疫苗的现状
目前，科学家已经研究了多种转基因植物疫苗的可行性。下表列举了2005年以后利用转基因植物表达的重组疫苗。
利用转基因植物表达的重组疫苗(2005年后)[ ]
类别 抗原 表达植物
病毒疫苗 乙肝病毒表面抗原 香蕉
乙肝病毒表面抗原 烟草
乙肝病毒表面抗原中蛋白 马铃薯
乙肝病毒表面抗原 马铃薯
乙肝病毒表面抗原 黄羽扇豆
传染性法氏囊病病毒 水稻
新城疫病毒融合蛋白 玉米
狂犬病病毒核蛋白 玉米
丙型肝炎病毒 烟草
结肠直肠癌相关抗原 甜菜
鸟甲型流感病毒血凝素 大麦
新城疫病毒血凝素 烟草
新城疫病毒免疫蛋白 马铃薯
口蹄疫病毒结构蛋白 烟草
口蹄疫病毒多聚蛋白 苜蓿
口蹄疫病毒多聚蛋白及蛋白酶 番茄
猪流行性腹泻病毒中和位表 马铃薯
轮状病毒衣壳蛋白 番茄
轮状病毒VP6蛋白 苜蓿
脊髓灰质炎病毒 烟草
Norwalk病毒衣壳蛋白 番茄
结核病抗原 烟草
SARS冠状病毒蛋白 烟草
SARS冠状病毒S1蛋白 烟草
禽呼肠病毒结构蛋白 苜蓿
艾滋病病毒衣壳蛋白 宁夏枸杞
艾滋病病毒（1型）tat蛋白 番茄
艾滋病病毒（1型）tat蛋白 菠菜
人乳头瘤病毒16型囊膜蛋白L1 拟南芥
人乳头瘤病毒11型L1蛋白 烟草
麻疹病毒抗原表位 胡萝卜
麻疹病毒血球凝集素 莴苣
细菌疫苗 霍乱毒素B亚单位 莴苣
猪胸膜肺炎放线杆菌毒 ……（未完，全文共8574字，当前仅显示2342字，请阅读下面提示信息。收藏《新世纪的疫苗“生产车间”—利用转基因植物生产疫苗的研究进展》）