新世紀(jì)的疫苗“生產(chǎn)車(chē)間”—利用轉(zhuǎn)基因植物生產(chǎn)疫苗的研究進(jìn)展

目錄/提綱：……
一、引言
二、利用轉(zhuǎn)基因植物表達(dá)藥物蛋白的歷史回顧
三、利用轉(zhuǎn)基因植物生產(chǎn)疫苗的基本方法
四、利用轉(zhuǎn)基因植物生產(chǎn)疫苗的現(xiàn)狀
五、利用轉(zhuǎn)基因植物生產(chǎn)疫苗的優(yōu)點(diǎn)
六、利用轉(zhuǎn)基因植物生產(chǎn)疫苗的安全性問(wèn)題
七、利用轉(zhuǎn)基因植物生產(chǎn)疫苗的展望
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新世紀(jì)的疫苗“生產(chǎn)車(chē)間”
—利用轉(zhuǎn)基因植物生產(chǎn)疫苗的研究進(jìn)展
一、引言
人類(lèi)與細(xì)菌、病毒做了數(shù)千年的斗爭(zhēng)。其中，疫苗是人類(lèi)對(duì)抗細(xì)菌、病毒的重要手段。從中國(guó)古代利用人痂到琴納里采用牛痘預(yù)防天花，人類(lèi)逐漸開(kāi)始認(rèn)識(shí)到利用不危險(xiǎn)的病原為疫苗提高宿主的免疫力的方法。[ ][ ]其實(shí)，我們剛出生就已經(jīng)開(kāi)始和疫苗打交道，國(guó)家規(guī)定新生兒必須接種卡介苗、乙肝疫苗、脊髓灰質(zhì)炎減毒活疫苗、百白破混合制劑、麻疹疫苗等五種針對(duì)六類(lèi)多發(fā)疾病的疫苗。[ ]可見(jiàn)疫苗與我們的健康休戚相關(guān)。近些年來(lái)，全球大范圍的流行性疾病不斷爆發(fā)，從2005年的非典型性肺炎到近階段的甲型流感，人類(lèi)似乎又進(jìn)入了一個(gè)大流感時(shí)代。這就對(duì)人類(lèi)利用疫苗預(yù)防疾病的技術(shù)提出了更高的要求。如何開(kāi)發(fā)更加安全、廉價(jià)、有效的疫苗成為了擺在科學(xué)家們面前的一個(gè)重要課題。
上世紀(jì)70年代開(kāi)始，現(xiàn)代藥學(xué)的發(fā)展進(jìn)入生物藥學(xué)的時(shí)期，利用生物技術(shù)特別是轉(zhuǎn)基因技術(shù)研發(fā)新藥成為了藥物研究領(lǐng)域的一個(gè)新興研究方向。目前，細(xì)菌、酵母及哺乳動(dòng)物細(xì)胞等是生產(chǎn)基因工程疫苗的主要生產(chǎn)系統(tǒng)，這些系統(tǒng)表達(dá)的基因工程疫苗在防御傳染病中起著重要作用。[ ]1990年世界衛(wèi)生組織(WHO)提出了“兒童疫苗計(jì)劃(Children／s Vacci
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，結(jié)果表明志愿者口服轉(zhuǎn)基因馬鈴薯，能夠使抗體滴度明顯增加，說(shuō)明轉(zhuǎn)基因植物口服疫苗經(jīng)人體吸收后能誘導(dǎo)人體免疫系統(tǒng)產(chǎn)生抗原特異性的免疫反應(yīng)。[ ]
至此乙肝病毒的表面抗原蛋白從最初的在煙草中表達(dá)，到如今可以通過(guò)口服在人體中產(chǎn)生免疫反應(yīng)，經(jīng)過(guò)了十五年的歷程，若這種馬鈴薯可以通過(guò)安全性和有效性驗(yàn)證，下一步的計(jì)劃就是將其正式投入生產(chǎn)，由于其生產(chǎn)成本較低，可以進(jìn)行廣覆蓋地對(duì)易感人群用藥，可大大降低易感人群的感染風(fēng)險(xiǎn)。
目前預(yù)防乙肝的轉(zhuǎn)基因香蕉和番茄也在研發(fā)中。[ ]香蕉的質(zhì)地比馬鈴薯柔軟，適合于各個(gè)年齡段的人群服用，并且香蕉在使用前不需要經(jīng)過(guò)加熱，其疫苗的活性可以很好地保留，更加有利于疫苗發(fā)揮效力。
此外，轉(zhuǎn)基因植物表達(dá)HIV[ ] 、輪狀病毒病[ ]等波及范圍廣泛并且致死率高的疾病的轉(zhuǎn)基因植物疫苗也正在研制過(guò)程中。

三、利用轉(zhuǎn)基因植物生產(chǎn)疫苗的基本方法
人體具有消化道、呼吸道和生殖系統(tǒng)3大粘膜免疫系統(tǒng)。基礎(chǔ)研究顯示，只要其中一個(gè)系統(tǒng)受到疫苗免疫刺激，就會(huì)在其它兩個(gè)系統(tǒng)產(chǎn)生同樣的免疫反應(yīng) [ ]。這是口服轉(zhuǎn)基因植物能夠起效的理論依據(jù)，口服轉(zhuǎn)基因的植物疫苗所含的抗原最先激發(fā)腸道免疫系統(tǒng)，然后在全身產(chǎn)生免疫反應(yīng)。在作物的可食用部分表達(dá)抗原就能實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)可使用的疫苗。
目前生產(chǎn)植物基因工程疫苗的方法主要有三種，一是以植物病毒為載體的瞬時(shí)表達(dá)，此途徑不屬于轉(zhuǎn)基因植物范疇；二是根瘤土壤桿菌介導(dǎo)的核轉(zhuǎn)化，即將攜帶重組質(zhì)粒的根瘤土壤桿菌感染植物細(xì)胞后；三是用基因槍法進(jìn)行葉綠體轉(zhuǎn)化，為實(shí)現(xiàn)外源DNA的定點(diǎn)整合．構(gòu)建葉綠體表達(dá)載體時(shí)．[ ]
瞬時(shí)表達(dá)系統(tǒng)在表達(dá)式不需要將外源基因整合到宿主染色體中，適合于基因產(chǎn)物在放大到大規(guī)模轉(zhuǎn)基因植物生產(chǎn)之前的鑒定，確定蛋白質(zhì)是否具有功能。[ ]
農(nóng)桿菌介導(dǎo)法是在我國(guó)常用的一種方法，農(nóng)桿菌是一種土壤細(xì)菌，它能夠把其質(zhì)粒上的DNA片段轉(zhuǎn)移到植物細(xì)胞并穩(wěn)定地整合到植物核基因組中。導(dǎo)入的外源基因通過(guò)同源重組整合到細(xì)胞染色體上，含整合外源基因染色體的植物細(xì)胞在一定條件下長(zhǎng)成新的植株，此植株在生長(zhǎng)過(guò)程中表達(dá)外源基因并將這種性狀傳給子代，目前所有表達(dá)抗原蛋白的轉(zhuǎn)基因植物都是采用農(nóng)桿菌介導(dǎo)法。[ ]
基因槍法也是一種很常用的方法。它是將帶有外源基因的質(zhì)粒用亞精胺包裹為直徑1μm左右的金彈或鎢彈，再用高壓氦氣、火藥爆炸力、高壓放電氣體作為動(dòng)力加速子彈，使它們穿過(guò)植物細(xì)胞壁和細(xì)胞膜，將外源基因帶入具有再生能力的植物組織，這樣可以在很大程度上縮短再生的時(shí)間，從而避免體細(xì)胞變異的發(fā)生。[ ]基因槍法可以把目的基因有效導(dǎo)入植物細(xì)胞，但只有進(jìn)入細(xì)胞核的基因才能轉(zhuǎn)錄。[14]此外，還可以采用電激發(fā)，PEG誘導(dǎo)法，激光穿孔法，脂質(zhì)體法，超聲波法實(shí)現(xiàn)外源DNA的導(dǎo)入。[17]

四、利用轉(zhuǎn)基因植物生產(chǎn)疫苗的現(xiàn)狀
目前，科學(xué)家已經(jīng)研究了多種轉(zhuǎn)基因植物疫苗的可行性。下表列舉了2005年以后利用轉(zhuǎn)基因植物表達(dá)的重組疫苗。
利用轉(zhuǎn)基因植物表達(dá)的重組疫苗(2005年后)[ ]
類(lèi)別 抗原 表達(dá)植物
病毒疫苗 乙肝病毒表面抗原 香蕉
乙肝病毒表面抗原 煙草
乙肝病毒表面抗原中蛋白 馬鈴薯
乙肝病毒表面抗原 馬鈴薯
乙肝病毒表面抗原 黃羽扇豆
傳染性法氏囊病病毒 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 煙草
結(jié)腸直腸癌相關(guān)抗原 甜菜
鳥(niǎo)甲型流感病毒血凝素 大麥
新城疫病毒血凝素 煙草
新城疫病毒免疫蛋白 馬鈴薯
口蹄疫病毒結(jié)構(gòu)蛋白 煙草
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
豬流行性腹瀉病毒中和位表 馬鈴薯
輪狀病毒衣殼蛋白 番茄
輪狀病毒VP6蛋白 苜蓿
脊髓灰質(zhì)炎病毒 煙草
Norwalk病毒衣殼蛋白 番茄
結(jié)核病抗原 煙草
SARS冠狀病毒蛋白 煙草
SARS冠狀病毒S1蛋白 煙草
禽呼腸病毒結(jié)構(gòu)蛋白 苜蓿
艾滋病病毒衣殼蛋白 寧夏枸杞
艾滋病病毒（1型）tat蛋白 番茄
艾滋病病毒（1型）tat蛋白 菠菜
人乳頭瘤病毒16型囊膜蛋白L1 擬南芥
人乳頭瘤病毒11型L1蛋白 煙草
麻疹病毒抗原表位 胡蘿卜
麻疹病毒血球凝集素 萵苣
細(xì)菌疫苗 霍亂毒素B亞單位 萵苣
豬胸膜肺炎放線桿菌毒 ……（未完，全文共8574字，當(dāng)前僅顯示2342字，請(qǐng)閱讀下面提示信息。收藏《新世紀(jì)的疫苗“生產(chǎn)車(chē)間”—利用轉(zhuǎn)基因植物生產(chǎn)疫苗的研究進(jìn)展》）