轮状病毒疫苗与转基因移植
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轮状病毒疫苗与转基因植物
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轮状病毒(tom-At’us,RV)为呼肠病毒科轮状病毒属病
毒.只有具备内外双层衣壳的光滑型的病毒才具有传染性.
这双层颗粒中含有蛐A聚合酶和其他一些能合成mP,~A的
酶l】.RV基因组为包含l1个片段的双股RNA(dsRNA).位
于病毒体的核心.每一个片段各编码1种蛋白,VP1—4.VP6
和Vtq6种结构蛋白,其中VP4经胰蛋白酶裂解可产生具有
增强病毒感染性的VP5和vP8;5种非结构蛋白为NSP1一
NSP5[.
轮状病毒感染病变部位在小肠上皮组织,
现为绒毛变
短且脱落,线粒体肿胀,内质网池膨胀,单核细胞浸润固有层
等.人们推测.这种细胞损害加上细胞失去对液体和电解质
控制的能力.可造成严重腹泻.但轮状病毒11种蛋白质中
段有一种基因产物明确与毒力有关,而这一关系可能对疾病
的治疗或疫苗研制,区分毒力株与减毒株或了解减毒机理有
一
定作用.
轮状病毒是要幼儿急性胃脑炎的主要病原体.全世界
3岁以下的儿童中,90%受到Rv感染【,,每年死于Rv感染
婴幼儿超过800万.成人轮状病毒感染引起胃脑炎爆发,不
过一般见到的都是亚临床症状.RV感染还可以引起许多其
他疾病.迄今,对Rv感染最有力的预防和控制
,仍
是发展有效的疫苗:
轮状病毒疫苗的研制工作进展很快,取得了一些突破性
成果.首先,人们认识捌原发性感染可诱导抗轮状病毒的自
然免疫力.从而保护儿童抵抗严重疾病.其次,该病毒可通
过细胞培养加以增殖.使人们有能力制备出疫苗毒种.第
三.人和动物病毒株可诱导交叉保护力,可以利用对人类天
然减毒或无毒的动物病毒株作为第一代异型候选疫苗加以
试验.在某些人群中,由动物病毒株制备的口服活疫苗十分
安垒有效,保护率可达80%以上.但是在另一些人群中则没
有效果.这种差异部分归咎于流行株的血清型不同,及动物
株有时不能激发异型保护.
轮状病毒11个双链RNA节段中有2个编码外壳蛋白,
即VP4血凝紊突起和Vtq糖蛋白,它们是病毒中和反应的主
要目标.用这4型病毒共同感染细胞,在选择压力下病毒基
因节段会发生重排,人们即可从重排后的病毒中挑选出合适
的疫苗候选株.候选株中告有来源于动物病毒的10个基因
节段和单个编码一种外壳蛋白的基因,后者源于所有4个主
究童
作者单位:2100~解放军南京军区军事医学研究所流行病学研
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.
综述.
要人类病毒株.把这些重配物混合起来即可形成四价疫苗.
蛤儿童口暇接种后可预防严重轮状病毒腹泻.有效率可达
8o%以上,与由自然感染获得的保护率相似:
轮状病毒重组多肽疫苗的研究主要是运用基因工程方
法.表达1个或多个病毒抗原蛋白或抗原表位作亚单位疫
苗,即保留了其抗原表位的空间构象.叉能被宿主免疫系统
识别=外壳蛋白vH作为同源抗原具有良好的免疫特性.但
并不能诱导良好的异源中和抗体,而外壳蛋白vP7在诱导异
源性中和抗体方面发挥着重要作用.vP7能有救地刺激肠
道初次局部免疫反应.特别是经胃肠外途经接种该抗原更是
如此.要获得确实有效的RV疫苗也许需要研制vH和vP7
联合组成的重组疫苗,同时更应注重研究细胞免疫在抗感染
中的机制,以调动全面免疫反应来有效地控锚野毒株的感
染.
目前,基因工程表达的轮状病毒蛋白主要是VP4,而且
多是由大肠杆菌表达系统表达.该表达系统使需要糖基化
的外壳蛋白Vtq表达受到限制,而且联合表达时外源基因较
大,一般表达系统都不能满足要求.植物基因转化技术的发
展和完善,为该问题的解决提供了途径.
随着分子生物学技术的高速发展和植物细胞培养及再
生方法的完善,人类在成功改变植物遗传性状的同时.尝试
将转基因植物转变为人类所需昂贵药品的廉价的”生产工
厂”.最近的研究表明.将细菌性和病毒性病原体抗原的
编码基因.导人植物细胞,能够表达出较好保留天然免疫原
性的抗原.这些研究结果为转基因植物作为疫苗等药品的生
产系统提供了良好的基础.
利用转基因植物生产基因工程疫苗已获得成功的有己
型肝炎表面抗原,不耐热的肠毒素B亚单位,链球菌属突变
株表面蛋白,鼻病毒抗原和艾滋病病毒抗原等10多种疫
苗.用转基因植物生产的疫苗保持了重组蛋白的理化特性
和生物活性,有的提纯后用作疫苗,有的则不经提纯就能作
为一种食品疫苗口服使用,这些重组蛋白基因可长期贮存于
种子中,便于疫苗的运输和推广:因此转基因植物作为廉价
的疫苗生产系统.有可能代替发酵系统生产疫苗等药品.
用转基因植物生产重组蛋白具有以下优势}?在真核细
胞表达系统中,与动物细胞比较.培养条件简单,便于遗传操
作的进行,可降低成本,大量生产抗原;?植物培养细胞具有
全能性,能够再生植株,可通过大面积栽培转基因植株来获
得非常廉价的免疫试剂;?转基因植物中的外源基因可通过
植物杂交的方法进行基因重组进而生产一种方便,高效的
34卷第2朝JPMed,Maz~h2OOO,?34,—No—.2
多联El服疫苗;?转基因植株的种子易于贮存.有利于重组
蛋白的生产和运输;?植物病毒不感染人类,用植物细胞生
产重组蛋白更为安全;?植物细胞有与动物细胞相似的结
构和功能,有利于重组蛋白的正确装配和表达.
1995年Mas眦将己型肝炎表面抗原基因转人马铃薯细
胞中表达,用薯块饲喂小鼠后,在小鼠体内检测到特异性保
护抗体.包括黏膜抗体,分泌到循环系统中抵御病毒的侵染.
美国Pl,:r.e公司自称是第1个销售转基因植物生产重组
蛋白的公司.同时声称用转基因植物研制可食用疫苗的工
作已步人正轨,人们进食这种疫苗后,可对食物中所含抗原
产生免疫反应.如服用转基因植物表达的霍乱弧菌B亚单
位作为El服疫苗,能抵抗霍乱和产肠毒素性大肠杆菌.
Pmdigene公司还用转基因植物为?a化学公司生产诊断试
剂,其中56种已申请或获得专利.
利用转基因植物表达人类病毒蛋白,生产疫苗抗原并保
留其天然免疫原性的蛋白质构象,这为疫苗的”生物制药”提
供了可能:通过改变植物的遗传物质,生产大量而廉价的药
物,从而保护发展中国家的儿童免受传统杀手如病菌性腹泻
和霍乱等的危害.利用植物细胞表达系统生产治疗性和诊
断性蛋白,较哺乳动物细胞或微生物制备节省了昂贵的培养
和发酵系统开支,却能获得天然活性的重组蛋白.1995年
Iv[off~等指出,利用转基因植物开发新型疫苗等药品,是一种
有效的经济来源,从长远观点看,植物将在未来的疫苗和药
物市场中占主导地位[9,1rl】
当然用转基因植物生产疫苗等药品也存在一些问题有
待解决,首先是如何有效地提高外源蛋白的表达量,表达量
最高可达可溶性蛋白的14%.但大多数蛋白的表达量不高.
其理化性质和生物活性与动物和细菌来源的蛋白之间存在
一
些差异.其欢,植物糖基化模式与动物糖基化模式的不同
是否会影响其抗原的特异性,目前还未见报道,有待于进一
步研究.从植物细胞中提纯特定蛋白的纯化工艺也需完善,
有效去陈混杂在其中的植物碱和植物毒素也是生产中不可
忽视的同题之一.
参考文献
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5sb叩王【FNI~ca3,-ofhlmlanr0tinfeetir~In:k帅
AZ..d,”~iral[nfeefi~o文编辑:邵隽一)
无锡市1994—1998年高危人群HIV监测结果
李军姚祖述徐明
为掌握无锡市艾滋病感染和发病情况,在14,1998年
间开展高危人群I-I/V监测,结果如下.
1.对象与方法:对象12O6O人(男6350人.女5710
人),包括性病患者,暗娼,螵客,献血员,吸毒者,外国人,留
学生,涉外宾馆服务人员等.分为5个年龄段(加,,3o,
4o一,5O,,?印岁).?上sA法初筛ItIV,蛋白印迹法确证.
2.结果与讨论:共检出抗.I-I/V阳性者6名.1996年和
1997年各1侧.1998年4例,其中男性4倒.阳性率006%.
作者单位:214t~无锝市卫生防疫站
短篇报道
女性2例,阳性率002%.?岁组2倒,阳性率004%.30
岁组4侧,阳性率0.09%.年龄最小者25岁.最大者37岁,
全部是青壮年,这表明拄市艾滋病的防治工作应以青壮年人
群为重点.6倒中除1例为无锡市本地归国劳务人员外.其
余均为外地流动人员,显示ItIV传播以传人为主:6例中.
献血员3例,性病患者2例,吸毒者l侧,表明我市?v的传
播以经血传播为主,感染的途径多样,无形中增加了我市开
展艾滋病防治工作的难度:
(收稿日期:1999.叽舾)
(本文编辑:邵隽一)