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可饲疫苗的优点及研究进展

2022.9.11

　　优点

　　与常规疫苗相比，植物基因工程可饲疫苗不含以人畜为宿主的致病微生物或病毒、致癌因子、毒素等潜在污染物质，饲喂安全，不会引起负反应，不会影响疾病监测，且使用方便，生产简便、易于储存和分发，可随时、长期、大范围给药。尤其可在候鸟迁移途中进行可饲疫苗的定点投放，从而达到有效防控禽流感传播和蔓延的目的。

　　与现在使用的“注射型”禽流感疫苗相比，这种新型防控禽

　　流感的可饲疫苗具有使用安全方便，可大规模生产、成本较低，易于储存和分发，可随时、长期、大范围给药，一种方法可生产多价疫苗等特点，尤其可在候鸟迁移途径中进行定点投放，弥补无法对候鸟打针的防控薄弱环节。独特优点

　　(1)易于遗传操作。植物细胞具有全能性，组织培养研究基础好，遗传转化方法趋于成熟；

　　(2)生产成本低。植物是自养生物不需要复杂的设备和设施，只要有土地，就可以大规模产业化生产；

　　(3)易获得多价疫苗。将不同抗原基因的转基因植物进行杂交，可以很容易地获得多价转基因植物疫苗；

　　(4)能准确地进行翻译后加工。植物具有完整的真核细胞表达系统，表达产物可糖基化，酰基化，磷酸化，亚基可以正确装配等转译后加工等特点；

　　(5)无病原污染。其他技术生产疫苗，很容易发生病原性或非病原性细菌，病毒等污染；

　　(6)转基因植物种子易于贮存，有利于抗原蛋白的生产和运输；

　　(7)使用方便。通过直接食用达到免疫，产生较强的体液和粘膜免疫反应，方法简便，易于推广普及；

　　(8)无须提取纯化过程。接食用免疫，若作纯制剂则要考虑。

　　研究进展

　　国内

　　在国内，FMD转基因植物疫苗的研究起步较晚，但已取得了

　　较大进展。中国农业科学院兰州兽医研究所在国家“863”项目的资助下，较早开展了FMDV转基因植物基因工程疫苗的研究，张永光研究小组将FMDV的结构蛋白基因VP1先后转入牧草百脉根和烟草中，经过多种生物学方法的检测和免疫动物试验，证明取得了较好的效果；

　　潘丽等将O型FMDVP12X?3C基因成功导入番茄和拟南芥中，基因在植物种子中能够特异性表达，将番茄叶片浸出物免疫豚鼠，豚鼠产生了特异性抗体反应，能够抵抗强毒的攻击。

　　孙萌将FMDV的VP1基因导入烟草和衣藻叶绿体中进行重组表达，抗原蛋白含量占可溶性蛋白的2%~3%，比植物核基因组蛋白表达含量有较大的增加，说明在植物细胞器中表达外源基因对提高表达含量有一定的作用,不失为研制FMD转基因植物疫苗的一种好的尝试。

　　国外

　　FMDV基因工程疫苗的研制最早开始于1998年，阿根廷一研究小组将FMDVVP1基因转入拟南芥中，给小鼠注射转基因植物提取物，小鼠产生了针对VP1区135位~160位氨基酸残基多肽、结构蛋白VP1和完整病毒粒子的特异性抗体反应，这是首次利用转基因植物表达产物免疫动物产生特异性抗体的试验。

　　1999年，WigdorovitzA等将FMDV结构蛋白基因VP1在苜蓿中有效表达，表达产物口服和注射都产生了免疫反应和保护，从而对利用转基因植物生产疫苗提供了有力的支持。

　　2001年，CarrilloC等将FMDVVP1基因在马铃薯中表达，试图通过构建含有双元启动子表达载体来提高VP1蛋白的表达量，结果表明蛋白表达量与含有一元启动子的表达载体相比，其表达量没有显著的增加。

　　实践证明，到目前为止，转基因植物表达的蛋白量低仍然是制约转基因植物表达系统应用的主要问题之一。

　　现在采用的策略主要是：

　　①病毒基因密码子的优化，根据植物密码子使用的偏好

　　性，将病毒基因作适当的同义突变，从而提高病毒抗原蛋白的表达量；②在翻译起始处加上一段可以提高翻译效率的先导序列；

　　③外源蛋白的靶向表达，目前人们普遍在目的基因的3′端加上一段内质网引导肽SEKDEL，将表达的蛋白定位到内质网中，从而使所表达的蛋白在内质网中累积。

　　尽管如此，要利用植物高效表达外源蛋白，仍然是一个技术难题。

　　除了利用VP1基因作为免疫原基因外，近两年来，人们逐渐将目光转移到将FMDV结构蛋白基因作为免疫原基因用于基因工程疫苗的研究上来。FMDV的结构蛋白基因P1在3C 蛋白酶的作用下裂解，组装成的空衣壳保留有感染性病毒粒子的免疫原性和抗原性，利用其作为亚单位疫苗的免疫原基因是一种很好的选择。

　　2005年，DusSantosMJ等将FMDV编码结构蛋白的P1基因和编码蛋白酶的3C基因作为免疫原基因导入紫花苜蓿，免疫小鼠产生了特异性抗体并能抵抗强毒的攻击。

可饲疫苗

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