转基因植物疫苗
兽用生物制品的种类、现状及发展
一 、兽医生物制品与生物制品学的概念
（一）、兽医生物制品：
指利用微生物、寄生虫及其组分或代谢产物、免疫应答产物制备的，用于动物传染病、寄生虫病或其他疾病的预防、诊断和治疗的一类生物制剂。
思考：
你能想到哪些生物制品？
（二）、兽医生物制品学：
1、概念
兽医生物制品学：指在微生物、免疫学和传染病学基础上，采用生物学、生物化学、生物工程学等的技术和方法，研究和制备生物制品的一门应用科学。
（一）预防用生物制品----疫苗
疫苗的概念： 用于人工主动免疫、以预防疾病的一类生物制品，称为疫苗。 由病原微生物、寄生虫等完整病原或其组分或代谢产物等制成，具有良好免疫原性。
常规疫苗： 类毒素和亚单位苗 生物技术疫苗
灭活苗（细菌、病毒、寄生虫） 活疫苗（细菌、病毒、寄生虫）
基因工程苗 核酸疫苗 抗独特型疫苗 合成肽苗
Ag
Ab1 （Id）
Ab2 （抗Id）
Ab3
6、抗独特型疫苗 独特型（Id）——免疫球蛋白分子（Ig）V区上的特异性抗原决定簇（表位群）称为独特型（idiotype， Id ）。
抗独特型抗体（AId）是针对抗体分子V区上的特异抗原表位群（称为独特型）的抗抗体。AId与原来抗原的决定簇分子互为“内影像”关系，可模拟抗原结构和功能，可诱导机体产生抗病原体的特异性免疫应答，而可以作为一种新型疫苗。 即所谓抗独特型疫苗。
多价苗和多联苗 多价苗——同种病原微生物多种型或毒株制成的疫苗(例如大肠杆菌K88K99二价苗) 多联苗——不同种病原微生物联合制成的疫苗 例:猪瘟-猪丹毒-猪肺疫三联苗 犬瘟热/腺病毒/传染性肝炎/副流感/细小病毒/。 钩端螺旋体六联苗 特点:一针防多种病，节约人力、物力
（二）治疗用生物制品
生物制品学复习题
一、名词解释兽医生物制品学(Veterinary biopreparatics)：以预防兽医学和生物工程学理论为基础，研究动物传染病和寄生虫病得免疫预防、诊断和治疗用生物性制品的制造理论和技术、生产工艺、制品质量检验与控制及保藏和使用方法，以增强动物机体特异性和非特异性免疫力，及时准确诊断动物疫病，并给予特异性治疗，防止疫病传播的综合性应用学科。
菌（毒）种：菌毒种就是有毒的菌种，像用于制造和检定生物制品的细菌、立克次体或病毒等，还有病原微生物等，用来制药或其它用途的。
灭活疫苗：该类疫苗由完整病毒（或细菌）经灭活剂灭活后制成，其关键是病原体灭活。
混合疫苗：又称多联疫苗。
指利用不同微生物增殖培养物，按免疫学原理和方法组合而成。
接种动物后，能产生对相应疾病的免疫保护，具有减少接种次数和使用方便等优点，是一针防多病的生物制剂。
多价疫苗：指用同一种微生物中若干血清型菌（毒）株的增殖培养物制备的疫苗。
异源疫苗：包含：①用不同种微生物的菌（毒）株制备的疫苗，接种动物后能使其获得对疫苗中并未含有的病原体产生抵抗力。
②同一种中一种型（生物型或动物源型）微生物的菌(毒)制备的疫苗，接种动物后能使其获得对异型病原体的抵抗力。
同源疫苗：指利用同种、同型或同源微生物株制备，又应用于同种类动物免疫预防的疫苗。
转基因植物疫苗：把植物基因工程技术和机体免疫机理相结合，生产出能使机体获得特异抗病能力的疫苗。
重组活疫苗：通过基因工程技术，将病源微生物致病性基因进行修饰、突变或缺失，从而获得弱毒株。
基因工程重组亚单位疫苗：将病原体免疫保护基因克隆于原核或真核表达系统，实现体外高校表达，获得重组免疫保护蛋白所制造的一类疫苗。
微生态制剂(probiotics)：用于提高人类、畜禽宿主或植物寄主的健康水平的人工培养菌群及其代谢产物，或促进宿主或寄主体内正常菌群生长的物质制剂之总称。
可调整宿主体内的微生态失调，保持微生态平衡。
免疫程序：分为两个阶段，第一阶段为基础免疫，第二阶段为高度免疫。
用作植物疫苗的转基因胡萝卜的分子生物学筛选与鉴定
（ ．Ｃｏ ｌｇ ｆＬ ｆ ｃｅ ｃ ｎ ｃ ｎ ｌｇ ， ｎ ｕ Ａｇ ｉｕ ｔ ｒ ｌ １ ｌ ｅｏ ｉｅＳ ｉｎ ｅ ａ ｄ Ｔｅ ｈ ｏ ｏ ｙ Ｏａ ｓ ｒ ｌ ａ ｉｅ ｓｔ 。 ａ ｚ ｏ ３ ０ ０ Ｃ ｉ ａ ｅ ｃ ｕ Ｕｎ ｖ ｒ ｉｙ Ｌ ｎ ｈ ｕ ７ ０ ７ ， ｈ ｎ ；
（． 肃农 业 大 学 生 命 科 学 技 术 学 院 ， 肃 兰Ｈ ７０ ７ ；．北 京 农 林科 学 院蔬 菜 中心 ， 京 １甘 甘 Ｉ ３ ０ ０２ 北 １０ ９） ０ ０ ７
摘要 ： 以包 含 有 不 同外 源 病 毒 基 因的 转 基 因 胡 萝 卜为试 验 材 料 ， 用 分 子 生 物 学 手 段 ， Ｄ 应 从 ＮＡ 水 平 上 和蛋 白质 水 平 上 对这 些 材 料 加 以 鉴定 ， Ｐ Ｒ引 物 筛 选 后 得 到 转 基 因 胡 萝 的 阳性 率 为 ３ 左 右 ； 保 证 实 验 的 可 靠 性 和可 行 经 Ｃ ８ 为 性． 防止 检测 过 程 中遗 漏 和 错误 的发 生 ， 特 异 的 Ｐ Ｒ 引 物对 检 测 结 果 进 行 复选 ， 到 的植 株 阳 性 率 为 ７％． 蛋 白水 用 Ｃ 得 在
物 反应 器显示 出了诱人 的前 景．
蛋 白质外 ， 它还 能够 表 达来 自动 物 、 人类 、 病毒 和 细
菌 等的蛋 白质． 目前 转基 因植 物不 仅 在 基 因表 达调
基 因转 化操作 完 成 后 ， 外源 基 因是 否进 入受 体 植 物细胞 ， 入细胞 后 能否整合 到植物染 色体上 ， 进 整
３ ８ ａ ｎｄ ７ ｒ ｓ ｃ ｉ ｌ ｂ ｈｅ ｕ ｖ ｒ ａ ｒｍｅ ｓ ａ ｈｅ ｓ ｃａ ｉ ｒ ．ＥＬＩ ｅ ｐｅ ｔｖｅｙ， ｙ ｔ ｎｉ ｅ ｓ ｌｐ ｉ ｒ ｎｄ ｔ ｐｅ ｉｌｐｒｍｅ ｓ ＳＡ ｔ ｄ ｗａ ｌ ｏ ｅ ｍｅ ｈｏ ｓ ａ ｓ ｍ—
基因工程植物疫苗的研究进展及应用
基因工程植物疫苗的研究进展及应用作者：张军梅来源：《现代园艺》2012年第10期摘要：基因植物疫苗已成为疫苗研究领域的一个新热点,本文简单介绍了植物疫苗的免疫原理、植物疫苗的特点、植物疫苗生产的表达系统、以植物为载体的免疫技术、植物疫苗的安全性、植物基因工程疫苗研究进展、基因工程在植物疫苗中的应用以及展望等。
关键词：植物疫苗；基因工程；表达系统；安全性1 植物疫苗的免疫原理植物疫苗可诱导粘膜免疫反应，小肠淋巴组织的粘膜上有一种特殊的细胞叫做膜细胞（M 细胞）。
粘膜免疫应答就是由M 细胞识别抗原开始的。
M细胞识别抗原并将其传递给巨噬细胞，巨噬细胞和其它抗原呈递细胞，再将抗原展示给辅助性T细胞，辅助性T细胞识别外源蛋白质片段后就会刺激B细胞制造和释放能中和抗原的抗体，当疾病因子出现时，记忆辅助性T 细胞刺激胞毒T 细胞攻击受感染的细胞，同时它迅速刺激记忆B 细胞分泌中和抗体消灭入侵的病原体。
总的来说，转基因植物疫苗可以诱导相应的血清型的IgA 和IgG 反应。
2 植物疫苗的特点2.1 安全性高植物是人类食物来源之一，除个别人群对某些特定的植物过敏外，其安全性高。
用动物细胞生产疫苗，可能有动物病毒的污染，对人类存在潜在危害。
而植物病毒不会感染人类，比较安全，同时也可避免微生物生产疫苗带来的有害产物。
2.2 成本低植物种植系统简单易行，植物细胞培养条件简单，便于进行遗传操作，可通过大面积栽培获得廉价的疫苗，且不需要技术、设备和种植条件等巨大投资。
农作物可以当地生产，还易于储藏和运输，而且经过长期种植，植物栽培、收获、贮藏、加工程序已经形成工业化。
与植物生物反应器相比，原核生物反应器与动物生物反应器生产时需要昂贵的技术设备、大量的人力物力。
2.3 植物具有完整的真核表达系统具有与动物相同的真核加工修饰系统。
可以对重组蛋白进行糖基化、磷酸化、酰胺化、亚基正确装配等。
微生物系统不能对真核生物蛋白进行正确的翻译后加工。
转基因植物生长亚单位疫苗的研究进展(下)
株阳性植株的种子萃取蛋白中，糖蛋 白的量达到 ７ 一 Ｏ
１ ６ｎ ／ 。 ４ ｇ ｍｇ
７ ． 定位信号的应用 ．４ １
高水平表达的外源蛋 白能否
在植 物 细胞 内稳定 存在 以及积 累量 的多 少是 植 物遗 传
转 化 中需要 考虑 的 另一 重要 问题 。对 Ｌ — Ｔ Ｂ亚 细胞 定
等 用 重 组 苜 蓿 花 叶病 毒 表 达 的 人 呼 吸 道 合 胞 体 病 毒 （ Ｓ ＮＦ Ｒ Ｖ） １或 ＮＦ ２的量 平 均 为 ０５ｍ ／ ． ｇｇ鲜 叶组 织 ，
７１ 叶绿体转化技术 由于 叶绿体基 因组的高拷 ．１ ．
贝 性 ， 点整 合 进 叶绿 体 基 因组 的外 源基 因往 往 会 得 定
到高效率表达 ， 用这种技术可使人 的促生长激素抑制 索和 Ｂ 毒素的产量分别达到了 ７ ｔ ％和 ４ ％， ６ 比细胞核 转 化 高 出 ３ｏ倍 。这些 实 验充 分 说 明 ， 绿体 表 达 载 ｏ 叶
维普资讯
综
述
岳
华， 汤 承
（ 西南 民族 大学 生命 科学 与技 术学 院 ， 四川 成都 ６ ０ ４ ） １０ １
中 图分类 号 ：８ ９ ９ ￥５ ． ７ ７ 文献标 识 码 ： Ａ 文章 编 号 ：０ １ ８ ６ （０ ６ ０ － ０ ４ ０ １０ － ９ ４ ２ ０ ）３ ０ ３ － ２
蛋 白的表达 量 可达 ２ ／ ｇ 物 组 织 ， ｋ植 ｓ 已成 为 独 具 吸 引 力 的另类 植物疫 苗 的生 产方 法 。 Ｅ Ｅ Ｅ Ｂ Ｌ ＮＧ Ｒ Ｈ ＬＮ Ｅ Ａ Ｅ
７１３ 启 动 子 的 选 择 外 源 基 因表 达 量 不 足 往 往 是 ．． 得不 到理 想 的转基 因植 物 的重要 原 因 。由于启 动子 在 决 定 基 因 表 达方 面起 关键 作 用 ， 因此 ， 择 合适 的 植 选
转基因植物疫苗的名词解释
转基因植物疫苗的名词解释转基因技术的发展正带来许多新的应用领域，其中之一便是转基因植物疫苗。
转基因植物疫苗是通过将疫苗相关基因导入植物，利用植物的生长和繁殖特性来大规模生产和分发疫苗的一种方法。
这一技术在传统疫苗生产和分发中可能会面临一些难题，转基因植物疫苗能够解决这些问题，为人类的健康福祉带来新的希望。
在传统疫苗生产中，生产和分发疫苗需要大量的资源和设施。
而转基因植物疫苗的生产则更为简便和经济。
通过将疫苗相关基因导入植物，植物可以在生长过程中表达出这些疫苗蛋白。
这样一来，我们就可以通过种植这些转基因植物来生产疫苗，而不需要大规模建造生产设备和投入大量的人力物力。
此外，转基因植物疫苗在疫苗分发方面也具有许多优势。
疫苗的分发是一项关键的工作，尤其是在一些偏远地区或发展中国家。
传统疫苗的分发需要严格的冷藏条件，而这在有些地区并不现实。
而转基因植物疫苗则能够在常温下保存相对较长时间，并且运输成本也更低。
这对于边远地区的疫苗接种是一种突破。
除了生产和分发的优势之外，转基因植物疫苗还能够提供更安全和有效的疫苗。
使用植物作为生产系统，可以避免疫苗中可能残留的人类病毒或其他致病微生物污染。
此外，植物细胞骨架也可为疫苗提供额外的稳定性和适应性，从而增强其抗原性和效力。
这些优势使得转基因植物疫苗成为一种具有巨大潜力的新型疫苗。
然而，与任何新技术一样，转基因植物疫苗也面临一些挑战和争议。
首先，人们对转基因植物的安全性和影响持不同意见。
尽管科学界一致认为转基因植物是安全的，但人们对于长期食用转基因食物的潜在风险仍然有所担忧。
此外，许多国家对转基因技术持有不同的态度，这也给转基因植物疫苗的推广和应用带来了一定的限制。
此外，转基因植物疫苗的开发和生产也是一个复杂且昂贵的过程。
在开发新的疫苗品种时，需要对转基因植物进行基因编辑和筛选，这需要长时间的研究和开发。
同时，转基因植物疫苗的生产和分发也需要建立完善的监管制度，以确保其质量和可靠性。
基因工程植物疫苗的研究进展及应用
关键 词 ： 植物疫苗； 基因工程 ； 表达系 安全性 统；
１ 植物 疫 苗的免 疫原 理
植 物疫 苗 可诱 导 粘膜 免疫 反 应 ， 淋 巴组 织 的 粘膜 上 小肠 有 一种 特殊 的细胞 叫做 膜细 胞 （ Ｍ细 胞 ） 粘 膜免 疫应 答就是 。
而采 用这 种 瞬时表 达 系统， 外源基 因蛋 白总量 会远 大于 ｌ ％。
平上基本得到解释。 而发根农杆菌 ， 由于对 Ｒ 质粒了解得还 ｉ
不 充分 ， 以对这 种转 化 系统 的研 究 主要 集 中在 以生 产次 生 所 代 谢产 物为 目的的根组 织 培养 和根 的发 育 。 用农 杆菌 介导 采 的植物 转化 最 常采 用共 培养 法 ，即使 用 农 杆菌 菌液 与 叶盘 、 愈 伤 组 织 、 浮 培 养 细胞 、 段 、 胚 轴 段 、 叶切 片 等部 分 悬 茎 下 子 进 行共 培养 ， 而达 到转 化 的 目的。 从 ． ３ ． 源 Ｄ Ａ 直接 导入 法 。主要 包括 基 因枪 法 、 ．２外 ２ Ｎ 电激 发 、Ｅ Ｐ Ｇ诱 导法 、 光穿孑法 、 激 Ｌ 脂质体法 、 超声波 法 ， 中最 常用 其
３２ 稳 定 整 合 系统 ．
３２１土壤 农杆 菌介 导 的遗传 转化 。 ．． 目前根 癌农 杆菌 主要
由 Ｍ细胞识别抗原开始 的。Ｍ细胞识别抗原并将其传递给巨 噬细胞 ， 巨噬细胞和其它抗原呈递细胞 ， 再将抗原展示给辅助 性 Ｔ细胞 ，辅助ｌ 生Ｔ细胞识别外源蛋白质片段后就会刺激 Ｂ 细胞制造和释放能中和抗原的抗体， 当疾病因子出现时， 记忆
２ 植 物具 有 完整 的真核 表达 系统 ． ３ 具 有 与动 物相 同 的真核加 工修 饰 系统 。 以对重 组蛋 白 可
进行糖基化 、 磷酸化 、 酰胺化 、 亚基正确装配等。微生物系统
微生物疫苗
四、核酸疫苗
核酸疫苗（nucleotide vaccine）：又 称DNA疫苗（DNA vaccine），是将一种 或多种目的抗原的编码基因克隆到真核 质粒表达载体上；再将重组质粒直接注 入到体内，在宿主细胞内表达目的蛋白， 诱发特异性免疫应答。
四、核酸疫苗
目前进入临床试验的核酸疫苗有
HIV DNA疫苗和疟疾 DNA疫苗。
为微生物的保护性抗原，成分较单纯，
主要用于免疫预防作用，对机体无明显
的病理损伤，使用安全可靠。
五、植物疫苗
2、植物疫苗的优点
（1）植物种子、块茎、果实等是蛋 白质很好的聚积和保存场所，使植物疫 苗（重组蛋白）的生产、运输和储存更 为容易，免疫途径更简苗（抗原）通过胃内 酸性环境时，可受到细胞壁的保护，直 接到达肠粘膜部位，诱发粘膜和全身免 疫应答，比传统的免疫途径更有效。
人类急需的疫苗：HIV、HBV、HCV
生物武器和生物恐怖：炭疽杆菌、鼠
疫杆菌、天花病毒
一、概述
2、理想疫苗的标准
● ● ●
安全：无致病性和接种后异常反应 有效：可诱导产生可靠的保护性免疫 实用：易于接种、保存和运输，价廉
一、概述
3、疫苗的发展历史 ①古典疫苗时期：牛痘苗、狂犬病 疫苗 ②培养疫苗时期：脊髓灰质炎疫苗、 卡介苗 ③基因工程疫苗时期：乙型肝炎基 因工程疫苗
②载体的选择：构建DNA疫苗的质
粒通常是非复制型的真核表达质粒，能
高水平地表达目的基因。
四、核酸疫苗
重组质粒可分为两个部分： ● 转录部分：由启动子、插入的目
的抗原cDNA和poly A终止子组成，指导
目的蛋白在体内表达，诱发特异性免疫
应答。
● 佐剂部分：CpG基序。
口蹄疫转基因植物疫苗研究进展
１基 因 、 结 构 蛋 白 ２ ３ 非 Ａ、Ｃ所 反应器 ， 成为植 物 基 因工 程 领 域 内一 个 研 究 的生 长 码病 毒衣 壳蛋 白 的 Ｐ １ 点［ 。利用转基因植 物技术 生产疫苗 ， ３ ］ 是将微生物 共 同组成 的免 疫 原基 因 。ＶＰ 基 因编码 的蛋 白大部
是决定病毒抗原性的主 或病毒的抗原基因导人植物 ， 使其在植物 中表达 ， 分暴露于病毒 的衣壳表 面， 当 Ｃ蛋 白酶是病毒成 熟过程 中重要 的蛋 白 人或 动物摄人 这 种 植 物 或之 中 的 抗 原 蛋 白后 ， 即可 要成分 。３ 由它催化多 聚蛋 白的次级裂解［ 。将 Ｆ ７ ］ Ｍ— 产生对这种抗原的免疫应答 。最早用转基 因植物表 酶之一 ， Ｖ １ Ｃ基 因 联 合 在 植 物 中表 达 ， 白酶 蛋 达疫苗抗原的是 Ｃ ｔ ｉ Ｒ Ｉ Ｃ ｒｉ ａ ｔ ， ｕｉｓ 和 ａｄ ｅｕ Ａ ‘ 他 Ｄ Ｐ 基 因 和 ３ ｓ ｎ Ｃ 。 们 在 １ ０ 首 次 报 道 用 烟 草 表 达 链 球 菌 变 ９ 年 ９ ３ 可专一性地裂 解Ｐ 为成熟蛋 白， Ｃ １ 它们 装配成的
（ 中国农业科学院兰州兽 医研究所 ， 甘肃 兰州 ７ ０ ４ ） ３０ ６
中 圈分 类 号 ：８ ２ ６ ９ ６ Ｓ ５ ． ５ ．
文献标识码 ： Ａ
文 章 编 号 ：０ ７５ ３ （０ ６０ —０ ３０ １ ０—０ ８ ２０ ） ４０ ３— ３
摘 要 ： 口蹄疫 是 国际社 会 广 泛 关 注 的严 重 异株 （ｔ ｐｏｏｃｓ ｕａｓ表面蛋白抗原 Ａ（ｕ一 Ｓｒ ｔ ｃｕ ｔｎ） ｅ ｃ ｍ ｓｒ
用， 但是 其弊端也 不容忽视 ， 制新 型的 口蹄 研
植物可食性疫苗
中 禽 ２ ２ 第２卷第５ 同采 加 年 ４ 期
，ｉ Ｍ ＂ｏ ４ ｉＤ ＣｎＰ ｔ ＶＬ ， ２ ２ ｈａ ｏ Ｏ ２￣． Ｄ
＝ 新订 融 冶 参 麓－穗
程 丽 琴 ， 继勇 （ 江 大学动物预 防 医学研 究所 ， 州 周 浙 杭 ３０ ２ ） １０ ９
应器 的疫 苗研 究新 策略 以其独 特的 优越性 发 展迅 猛 ．利用 转基因植物生产所需 的医药保健产品及可
食 （ ） 苗 研 究 和 应 用 开辟 了植 物生 物技 术 革 命 的 饲 疫 新 天 地 。 目前 ， 内外 已有 １０ 种 外 源 蛋 白或 多 肽 国 ０多
在植物 中成功表达 ， 而利用香蕉 、 番茄表达抗 原的人 用疫苗 和运用动物饲 料如马铃薯 、 苜蓿 、 烟草 、 谷物
检测 。
步转化植物 的筛选提供依据 ，如检测转 化植物 中外
源 基 因 是 否 存 在 和 拷 贝 数 的 多 少 可 应 用 Ｐ Ｒ 和 Ｃ
类 等 植 物 表 达 兽 用 疫 苗 以 其 独 特 的 优 势 ，成 为疫 苗 研究的热点 。
１ 转基因植物基因工程疫苗原理和方法
随 着 生 物 技 术 的 高速 发 展 和 植 物 细胞 培养 及 再 生 方 法 的 日益 完 善 ，人 们 不 仅 在 改造 植 物 本 身遗 传 性 状 （ 除 草 剂 、 虫 、 病 等 ） 创 造 新 品 种方 面取 抗 抗 抗 及 得 了令 人 瞩 目的 成 就 ，而 且把 植 物 作为 新 型 的天 然 生 物 反 应 器 （ａ ｒ ｉ ｅ ｎｔ ａ ｂ ｒ ｕ ｌ ０ ∞ｒ生 产 药 物 、 体 、 苗 ） 抗 疫 等有 重 要 经 济 价 值 的外 澡 蛋 白方 面 也 显 示 了诱 人 的
植物转基因技术生产疫苗进展
殷飞, 汪建云, 余丽, 晏爱芬: 植物转基因技术生产疫苗进展
·5 3·
上 , 利 用农 杆 菌 或 者基 因 枪 介导 方 法 , 将 抗 原 基 因 转 化到 植物 细胞 中并 与 植物 基因 组整 合 , 获 得稳 定 表 达的 转 基因植 株 。在此 表达 系统 中构 建高 效表 达 载体是 十 分关 键的 , 目前 主 要采 用 CaMV35S 组 成 型 表 达启 动 子,但 其表 达 水 平较 低 。人 们 就开 始 应 用 转 基 因 植物 作 为 表 达哺 乳 动 物病 原 抗 原 蛋 白 的 异 源表 达载 体 , 已经 成功 表达 的 抗原 蛋白 主 要有 乙 型肝 炎病 毒 表 面抗 原( HBsAg) 、大 肠杆 菌 热敏 肠 毒 素 、狂犬 病 病毒 表 面糖 蛋 白 及诺 沃 克( Norkwalk) 病 毒 衣壳 蛋白 。 1.2 暂 态表 达系 统
(Baoshan Teachers' College, Baoshan, Yunnan, 678000)
Abstr act: Plant transfer gene vaccine is to unify plant genetic engineering technology and organism immunity mechanism, to input extraneous source gene into plant so as to produce new vaccine that enables
分化 途径 形成 完整 的植 株。同时 还可 在细 胞水 平上
这 一方 法 是 将 抗原 基 因 构 建 在 植物 表 达 载 体
收稿日期: 2008- 01- 20 作者简介: 殷飞( 1978- ) , 男, 云南陆良人, 保山师范高等专科学校生物与化学系助教, 硕士, 研究方向为分子生物学。
基因工程在可食用疫苗方面的应用
有机磷中毒以后的解毒常常需要大量的乙 酰胆碱酯酶，为了大量生产这种酶，人的 乙酰胆碱酯酶基因已经被转入番茄，获得 了能产生这种酶的转基因番茄。从番茄中 提取的乙酰胆碱酯酶，活性高，稳定性强， 和人体来源的酶在解毒上具有同样的动力 学特征。
尽管转基因植物可食用疫苗显示出诱人的前景， 它也存在一些不足之处。例如：有些转ห้องสมุดไป่ตู้因植物 疫苗的有效成分含量低。接种这种疫苗不但不会 诱发机体的保护性免疫反应，相应会引起免疫耐 受；疫苗能否忍受消化道内各种酶的作用；怎样 处理那些可能改变重组蛋白特性的特殊聚糖 ；在 植物体内大量表达的蛋白质等物质可能会造成转 基因植物无法正常生活或引起底物抑制；抗原蛋 白在植物中能否稳定遗传。这些都是需要进一步 深入研究加以解决的问题。
作为疫苗的任何抗原蛋白都可在植物细胞 表达，植物可在当地大面积种植，如果疫 苗在蔬菜、水果等可食部分表达，还可作 为可食用疫苗被人们直接食用，省去了运 输、注射等环节。因此植物疫苗不仅可在 当地生产，常温保存，而且还可以减少疫 苗或血液污染，提高安全性
主要原理
1、植物表达细菌或病毒等病原体的抗原基 因时，所表达蛋白保留自然状态的免疫原 性 2、食用这些转基因食物时，可刺激机体体 液和黏膜免疫应答 3、转基因植物生产可食用疫苗主要是转基 因技术
可食用疫苗方面的应用
自1992年，Mason等首次提出用植物生产 可食性疫苗以来,世界各国运用转基因植物 生产的疫苗多达十几种。 利用植物生物反应器作为食用疫苗生产系 统,避免了血清来源或酵母发酵昂贵的生产 成本和严格的纯化精制工艺。 尤其是生产食用疫苗,植物生物反应器具有 独特的优势与可观的应用前景,引起了植物 学家、分子生物学家、免疫学家等多方面 科学家的极大兴趣和密切关注。
植物转基因疫苗的研究进展
生 的 植 物 后 代 并 不 含 有 这 个 外 源 遗 传 因 此 ，生 产 这 类 疫 苗 时 必 须 将 宿 主 植 合 病 毒 一 起 接 种 。其优 点是 能在 较 短 （－周 ）内表达 出高量的 外源蛋 白 。 １２
番 茄 、 黄 瓜 、香 瓜 和 马 铃 薯 等 为 好 ，人 、 畜 食 （ ）用 瓜 果 蔬 菜 后 ， 即 可 获 得 免 疫 原 ， 饲
不 良反 应 。
带 的 犬 细 小 病 毒 表 型在 用 水 貂 做 攻 击 实 验 时 能
产 生 完全 的保 护 近 年 来 的 研 究 集 中 在 植 物 源 性 疫 苗 在 人 转 基 因 植 物 疫 苗 有 很 好 的 发 展 前 景 ，无 论
类 及 动 物 应 用 上 的 条 件 ， 如 霍 乱 弧 菌 、ＨＩ Ｖ、 绿 脓 肝 菌 、 鼠肝 炎 病 毒 、 口 蹄 疫 病 毒 应 用 的 剂 量 、最 佳 的 接 种 途 径 、应 答 的 类 型 、 免 疫 的 强 度 及 免 疫 期 方 面 内 容 。 合 成 基 因 和 先 天
维普资讯 ３
转 基 因植 物 疫 苗 是 利 用 植 物 作 “ 厂 工 生 产 疫 苗 ， 即 利 用 转 基 因植 物 技 术 生 产 疫 苗
的 新 技 术 。 它 具 有 独 特 的 优 点 ： 即 只 要 有 土 地 就 可 大 规 模 生 产 ； 没 有 其 他 病 原 枵 染 的 机 会 ；人 、 畜 可 通 过 直 接 食 （ ） 用 而 获 得 免 饲 疫 力 ；贮 运 简 单 ，不 需 提 供 特 殊 的低 温 条 件 ； 免 疫 原 存 在 于 植 物 组 织 中 ，食 用 后 不 会 引 起
产生免疫 力 。
研 究 转 基 因植 物 疫 苗 最 早 的是 Ｃ ｉ ｕ
转基因植物疫苗的研究应用
转基 因植物疫苗 的免 疫原理
一
、
转 基 因植物 疫苗 可诱 导黏 膜免 疫
反 应 ，小 肠 淋 巴 组 织 的 黏 膜 上 有 一
物 细 胞 相 似 的 翻 译 后 加 工 过 程 ， 包
括 糖 基 化 、磷 酸 化 和 酰 胺 化 等 ， 可 保 持 自然 状 态 下 的 免 疫 原性 。（） ５ 有 效 启 动 黏 膜 免 疫 反 应 。植 物 细 胞 壁 的 存 在 可 以 抵 抗 胃 酸 、胰 蛋 白 酶 以
等 也 在 转 基 因烟 草 悬 浮 细 胞 中表 达 了 ＨＢ Ａｇ，并 且 首 次 在 悬 浮细 胞 培 ｓ 养 液 中 也 检 测 到 了 ＨＢｓ 。 这 是 Ａｇ 有 关 ＨＢ Ａｇ颗 粒 植 物 细 胞 外 分 泌 ｓ
程 中可 能 会 污 染 动 物 病 毒 ，这 对 人 类 具 有 潜 在 的 危 害 性 。 转 基 因植 物 只 表 达 亚 单 位 疫 苗 ，不 受 动 物 病 毒 污 染 ，对 人 畜 安 全 。（） 进 行有 效 ４能
成 本 ，又便 于 长 距 离 运 输 。（） 全 ３安
性 好 。 在 用 动 物 细 胞 生 产 疫 苗 的 过
疫 金标 记 的 方法 ， 电镜 下观 察 发 现 ， 在 悬 浮 细 胞 内 ＨＢ Ａｇ也 积 聚 形 成 ｓ 病 毒 样 颗 粒 。２ ０ 年 ，Ｓ ｎｌ ｍａ ０３ ｕｉ Ｋｕ ｒ
分 泌 中和 抗体 消 灭入侵 的病 原体 ，总
和 流 行 。 应 用 常 规 技 术 生 产 疫 苗存
在 着 抗 原 来 源 困 难 、有 副 作 用 、 不 安 全 等 问 题 。 随 着 分 子 生 物 学 技 术 的 发 展 ， 各种 基 因 工 程 疫 苗 的 研 究 异 常 活 跃 ，其 中 ，转 基 因植 物 疫 苗
转基因植物生产亚单位疫苗的研究进展(上)
胞 ， 生分 泌 型 抗体 ＩＡ、 产 ｇ 循环 抗 体 ＩＧ 和细 胞毒 性 Ｔ ｇ 细胞 。对 胃肠 道和 非 胃肠道传 染病 包括 爱滋病 等 均可
产生免疫保护作用 。
２ 口服疫 苗的优 越性
２１ 生产 简单 植 物 细胞 具 有全 能性 源抗 原 基 因 ． 外
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琢
岳 华 ， 汤 承
（ 南 民族 大学 生命 科学 与技术 学院 ， 西 四川 成都 ６ ０４ ） １０ １
中国分 类号 ：８ ６７ ￥ １． ２ 文献 标识码 ： Ａ 文章 编号 ：０ １ ８ ６ （０ ６ ０ － ０ ９ ０ １０ － ９ ４ ２ ０ ）２ ０ ２ － ３
文 就转基 因植 物 生产 亚单位 疫 苗的现 状 、 作用机 理 、 优越 性 、 存在 的 问题 和 对策进 行 综述 。
过 去 几 十年 ， 物 生物 技 术 主要 用 于 提高 作 物 产 植 量 改 良作 物 品质 ， 而用 植 物作 为 生物 反应 器生 产 医药 产 品 （分 子农 业 ”却 是 近 十多 年 来 才 出现 的新 技 术 ， “ ） 这 种 小规模 、 成本 生 产 高 附加值 的 医药 产 品 的技术 低 在 未 来农 业 中具 有 广 阔 的前 景 ， 自问 世 以来 近 ２ ０年 问 ， 受 学术 界 和商 界 的 青 睐 ， 展 十 分迅 速 ， 中植 倍 发 其 物 生 产疫苗 已经成 为 分子农 业 的重 要领域 。将 病原体 的抗 原或 抗体 基 因转入 植 物 ， 由植物 生 产 的疫 苗 称 为
今 已有 二十 多种 病 原在 不 同植 物 中成 功表 达 ， 些疫 一
２３ 使 用方便 口服疫 苗 可直 接食 用 ， ． 只需 像 进食 普 通食物 一样进 食 一定数 量 的 口服疫 苗 ，便 可诱 导 与 传
疫苗家族新成员--转基因植物
疫苗家族新成员--转基因植物
于文清;董建新
【期刊名称】《河北民族师范学院学报》
【年(卷),期】2004(024)002
【摘要】转基因植物口服疫苗是疫苗家族的又一新成员,较传统疫苗有着成本低廉、服用方便等多种优点,本文就转基因植物口服疫苗的优点、种类、作用机理、表达
系统以及研究中容易出现的问题等方面做了较为详细的论述.
【总页数】2页(P52-53)
【作者】于文清;董建新
【作者单位】承德民族师专,化学系,河北,承德,067000;承德民族师专,化学系,河北,
承德,067000
【正文语种】中文
【中图分类】Q943.2
【相关文献】
1.转基因植物疫苗的研究进展 [J], 郝宇娉;陆琳;杨志红
2.轮状病毒疫苗研究进展及其转基因植物疫苗的开发前景 [J], 杨国峰;周鹏;王健伟
3.转基因植物疫苗应用于口服免疫途径的新进展 [J], 王真;李小兰;刘建国
4.转基因植物疫苗应用于口服免疫途径的新进展 [J], 王真;李小兰;刘建国
5.转基因植物疫苗与转基因植物抗体的研究进展 [J], 王宝琴;张永光;王小龙
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JD
•1．什么是基因工程疫苗？与常规疫苗相比有何优点？•2．重组活载体疫苗有哪些种类？各自特点是什么？•3．什么叫核酸疫苗？优缺点是什么？•4．什么是诊断用重组表达抗原？优点何在？•5．简述PCR概念，它的优缺点是什么？•6．什么是单克隆抗体？•7.简述生物制品冻干保护剂的组成及其作用？•8、举出1-2种常用的兽医生物制品保护剂••1．什么是基因工程疫苗？与常规疫苗相比有何优点？•基因工程疫苗主要是指用重组DNA技术研制的疫苗，包括重组亚单位疫苗，基因载体的活载体苗和通过基因组突变、缺失或插入的基因缺失疫苗，以及重组的裸露DNA疫苗等•优点：安全性好，疫苗中不含传染性材料，接种后不会发生急性、持续或潜伏感染，可用于不宜使用活疫苗的一些情况，如妊娠动物。
其次，这些疫苗减少或消除了常规活疫苗或死疫苗难以避免的热原、变应原、免疫抑制原和其它有害的反应原。
此外，这种疫苗稳定性好，便于保存和运输，产生的免疫应答可以与感染产生的免疫应答相区别，因此更适合于疫病的控制和消灭计划。
免疫力坚实，免疫期长•基因疫苗不能在机体增殖，但它可被细胞吸纳，并在细胞内指导合成疫苗抗原。
它不仅可以诱导机体产生保护性抗体，而且可以同时激发机体产生细胞免疫反应，尤其是细胞毒T淋巴细胞（CTL）反应。
•2．重组活载体疫苗有哪些种类？各自特点是什么？•（1）重组载体病毒活疫苗：•一种是复制缺陷性载体病毒，只有通过特定转化细胞的互补作用或通过辅助病毒叠加感染才能产生传染性后代；•另一种是具有复制能力的病毒，如疱疹病毒、腺病毒和痘病毒都可作为外源基因的载体而保持其传染性。
•（2）重组载体细菌活疫苗•以疫苗株沙门氏菌、李斯特氏菌和卡介苗作为外源基因的载体。
•细菌载体本身就起佐剂作用，刺激产生强的B细胞和T细胞免疫应答。
口服沙门氏菌疫苗还能刺激粘膜免疫，且不像其它疫苗需要注射。
•（3）基因缺失疫苗：基因缺失疫苗是用基因工程技术将强毒株毒力相关基因切除构建的活疫苗，该类疫苗安全性好、不易返祖•（4）基因疫苗：基因疫苗包括DNA疫苗和RNA疫苗，由编码能引起保护性免疫反应的病原体抗原的基因片段和载体构建而成。
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奇蹄动物
濒危动物：貘[mò]
口蹄疫
患病动物的口、舌、唇、蹄等部位均发生水疱， 成斑状溃烂 易通过空气传播，传染性强，流行迅速 偶尔感染人（与患畜密切接触的人员）
口蹄疫病毒的植物疫苗
口蹄疫结构蛋白VP1、VP2、VP3、VP4构成口蹄疫 病毒粒子外壳，其中VP1为主要抗原位点，能诱导机 体产生抗FMDV中和抗体和抗病毒保护性免疫，是基 因工程疫苗研究的对象 使用拟南芥偏爱密码子对VP1蛋白基因进行改造，改 造后的基因转入苜蓿
牛瘟的易感动物
牛瘟病毒的植物疫苗
在烟草中表达牛瘟病毒血凝素蛋白
禽传染性支气管炎
多发的急性高度接触性传染病，表现为呼吸型、 肾型、肠型、腺胃型等多种病型
–
–
幼鸡感染后发生死亡，增重和饲料报酬降低 产蛋鸡感染后产蛋减少，蛋的品质下降
禽传染性支气管炎的植物疫苗
禽传染性支气管炎病毒(IBV)sl糖蛋白基因转入 马铃薯块茎表达
乙型肝炎
原发性肝癌98%的病人都合并有乙肝，乙肝容 易转化为肝硬化再转化为肝癌。其中男性发病 率要高于女性3-4倍
–
“乙肝－肝硬化－肝癌”的方向演变，这就是我们 常说的“乙肝三部曲”
乙型肝炎
乙肝难以根治，治疗上目前没有特效药 乙肝病毒感染人体后，如果身体抵抗力强，免疫功能 正常，而且治疗及时，那么乙肝病毒会很快被清除， 乙肝在急性期就能治愈 但一旦乙肝病毒没能及时清除，乙肝会转为慢性，病 毒会长期携带，检查表现为乙肝抗原阳性，这就是我 们所说的乙肝病毒携带者
其他转基因植物生产的食用疫苗
猪传染性胃肠炎
由猪传染性胃肠炎病毒引起猪的 一种高度接触性消化道传染病 以呕吐、水样腹泻和脱水为特征
猪流行性腹泻
由猪流行性腹泻病毒引起的一 种接触性肠道传染病 其特征为呕吐、腹泻、脱水
新城疫
由新城疫病毒引起禽的一种 急性、热性、败血性和高度 接触性传染病 以高热、呼吸困难、下痢、 神经紊乱、黏膜和浆膜出血 为特征 具有很高的发病率和病死率
乙肝的检测
①
大三阳检测为阳性的指标为：
③
⑤
HBsAg(乙肝表面抗原) HBeAg(乙肝e抗原) 抗-HBc(乙肝核心抗体)
–
“大三阳”的含意：
有肯定的乙肝病毒现正感染，病毒正在活跃复制， 病毒数量较多，传染性相对较强
乙肝的检测
小三阳检测为阳性的指标为：
①
④
⑤
HBsAg(乙肝表面抗原) 抗-HBe(乙肝e抗体) 抗-HBc(乙肝核心抗体)
狂犬病（疯狗病，恐水症）
受到狂犬病病毒侵犯后，就处于高度兴奋状态
–
当饮水时，听到流水声，受到音响、吹风和亮光等 刺激时，即可使吞咽肌和呼吸肌发生痉挛，引起吞 咽和呼吸困难
狂犬病（疯狗病，恐水症）
急救措施
–
–
立即用肥皂水反复冲洗伤口,再用聚维酮碘溶液消 毒 伤口不要包扎,要保持暴露
因为狂犬病菌属于厌氧菌,包扎导致伤口缺氧反而会加速 病菌繁殖
乙型肝炎的植物疫苗
将乙肝病毒的表面抗原 (HBsAg)基因转入胡萝 卜、马铃薯、番茄、大豆 表达量最大可达295 mg/g 鲜重
霍乱
由霍乱弧菌引起的急性肠道传染病
–
–
– –
表现为剧烈的呕吐、腹泻、失水、死亡率甚高 发病急、传播快、波及面广、危害严重 属于国际检疫传染病 历史记载，霍乱共有7次大流行，每次发生霍乱都 会使大量的人员死亡
霍 乱 弧 菌
霍乱毒素
由霍乱弧菌分泌的外毒素 由A、B两个亚基组成
– –
A亚单位为毒力活性部位 B亚单位在单独存在时没有毒性，该亚单位有良好 的免疫原性，是疫苗构建的重要靶成分
霍乱毒素的植物疫苗
将编码霍乱毒素B亚单位疫苗转入西红柿植株， 使用果实特异性启动子，使霍乱毒素B亚单位 基因成功的在果实成熟时进行表达，在成熟果 实中的表达水平为可溶性蛋白的0.081％
病毒侵入人体后 先在伤口的骨骼 肌和神经中繁殖
病毒在局部少量 繁殖后即侵入神 经末梢
最后到达许多组 织器官，如唾液 腺、味蕾、角膜、 肌肉、皮肤等
沿周围神经以每 小时3mm的速 度向中枢神经推 进
到达脊髓后即大 量繁殖
24小时后遍布整 个神经系统
狂犬病
病毒在中枢神经中 主要侵犯迷走神经 核、舌咽神经核和 舌下神经核等 这些神经核主要支 配吞咽肌和呼吸肌
犬细小病
犬的一种具有高度接触性 传染的烈性传染病 临床上以急性出血性肠炎 和心肌炎为特征
轮状病毒
轮状病毒
病程一般为7天，发热持续3天，呕吐2～3天， 腹泻5天，严重出现脱水症状 夏秋冬季流行，感染途径为粪——口途径
轮状病毒的植物疫苗
轮状病毒的衣壳蛋白已经在马铃薯中得到了成 功的表达
麻疹
儿童最常见的急性呼吸道 传染病之一，其传染性很 强 临床上以发热、上呼吸道 炎症、眼结膜炎等而以皮 肤出现红色斑丘疹和颊粘 膜上有麻疹粘膜斑及疹退 后遗留色素沉着伴糠麸样 脱屑为特征
狂犬病（疯狗病，恐水症）
人受感染后并非全部发病，被病犬咬伤者约 30%－70%发病 潜伏期的长短
–
咬伤头、颈、手者，潜伏期较短
局部少量繁殖期（潜 伏期）： 此期可长可短，最短 为72小时，最长可达 数周、数月甚至更长
头、面、颈、手等部位神 经比较丰富，病毒易于繁 殖，再加上离中枢神经较 近，故这些部位被咬伤后 发病者较多，潜伏期也较 短
乙型肝炎
乙肝传播
–
–
母婴垂直传播 经血（共用注射器、输血、补牙、拔牙等）传播 医疗条件的局限性：1990年代前，没有使用一次 性注射器 以前没有母婴阻断技术，导致母婴传播
乙型肝炎病毒携带者形成原因
– –
乙肝的检测
“两对半” 5项指标
① ② ③
④
⑤
HBsAg(乙肝表面抗原)：体内有乙肝病毒存在， 现在正被感染 抗-HBs(乙肝表面抗体) HBeAg(乙肝e抗原)：乙肝病毒正在体内活跃复制， 有高度传染性 抗-HBe(乙肝e抗体) 抗-HBc(乙肝核心抗体)：提示曾被乙肝病毒感染 过，现在体内也许有病毒，也许没有
狂犬病（疯狗病，恐水症）
由狂犬病病毒所 致的人畜共患病 一旦有症状出现， 几乎100％致死
狂犬病（疯狗病，恐水症）
主要是通过感 染动物的唾液 进行传播
狂犬病（疯狗病，恐水症）
一种侵害中枢神经系统的急性病毒性传染病， 所有温血动物包括人类，都可能被感染 表现为极度神经兴奋乃至狂暴，继之局部或全 身麻痹而死亡
牛瘟（烂肠瘟）
舌面形成糜烂斑
由牛瘟病毒所引起的 一种急性高度接触传 染性传染病，其临床 特征表现为：
– –
病牛腹泻，粪便混有 血液，黏液和粘膜碎 片，恶臭
体温升高，病程短 黏膜特别是消化道黏 膜发炎，出血，糜烂 和坏死
病牛后躯沾满污 秽的排泄物
皱胃底部粘膜 充血和出血
肠道粘膜严重充血和出血
肺脏呈肺炎，有严重出血
转基因植物口服疫苗
食用疫苗
转基因植物口服疫苗的优点
1）不痛苦 不需注射，对害怕打针吃药者，植物疫苗更 是他们的福音 2）价格便宜
生产这种疫苗价格低且成分多，而注射疫苗 价格昂贵
转基因植物口服疫苗的优点
3）更安全
–
利用转基因植物生产疫苗可用土地种植，且栽培繁 殖简便可行，而且不需要长途运送及冷藏 用植物生产疫苗，几乎没有动物病原的污染，避免 了可能的感染；而注射疫苗如果消毒不彻底容易引 起血液病毒的传播。例如人体免疫缺陷病毒和甲、 乙型肝炎病毒
–
在被咬(抓)伤24小时内到防疫站,疾控中心接种疫苗
狂犬病的植物疫苗
狂犬病毒的表面糖蛋白具有良好的免疫原性 狂犬病毒表面糖蛋白基因已在番茄和烟草等植 物中得到了成功的表达
轮状病毒
轮状病毒是婴幼儿腹泻的最常见病原之一，也 是造成发展中国家儿童死亡的重要原因 婴幼儿死亡的人数大约为90万人/年
“小三阳”的含意：
–
体内有病毒的存在，但自身的免疫功能具有控制 病毒不在体内大量复制的能力，因此传染性也相 对的较弱
肝炎
肝炎的分类
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病毒性肝炎:能引起肝脏细胞肿胀，是世界上流传 广泛，危害很大的传染病之一 酒精性肝炎 自身免疫性肝炎 药物性肝炎
乙型肝炎
乙肝难治，但是不难防
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“怒则伤肝”，要保持愉快心情 广泛推行乙肝疫苗的接种工作
麻疹
病毒存在于眼结膜、鼻、口、咽和气管等分泌 物中，通过喷嚏、咳嗽和说话等由飞沫传播 我国自1965年，开始普种麻疹减毒活疫苗后 已控制了大流行
麻疹的植物疫苗
将一特殊重组多肽的基Leabharlann 转入胡萝卜表达，用 于抗麻疹病毒的感染
口蹄疫
由口蹄疫病毒所引起的一种传染病，主要感染 偶蹄兽
偶蹄动物
河马
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转基因植物生产的食用疫苗
乙型肝炎疫苗 霍乱毒素疫苗 狂犬病疫苗 轮状病毒疫苗 麻疹疫苗 口蹄疫病毒疫苗 牛瘟病毒疫苗 禽传染性支气管炎
乙型肝炎
乙型肝炎
全球约有3.5亿人口为乙型肝炎病毒携带者， 其中有750～1000万的乙型肝炎病毒携带者会 转化为肝硬化或肝癌，并最终死于该病