提到疫苗生产，你会想到什么？

一定会想到巨大的发酵罐，现代化的无菌生产车间，高端的设备。这是以哺乳动物细胞或者微生物发酵为基础生产疫苗的场景。高昂的研发成本和高端的生产工艺使得很多疫苗价格不菲。价格战自然是企业竞争的惯用手段，降本增效也就成为各大疫苗企业在竞争中谋求生存的法宝。

早在上世纪80年代，就有科学家开始思考能不能从黑土地里种出疫苗。只要敢想，科学总是带给大家意想不到的惊喜。随着“植物基因工程”的发展，这个大胆的想法真的照进了现实。只需要一片叶片和一些关键基因，人类真的制造出了阻击传染病的植物疫苗。

那么，科学家是如何定向改造植物的呢？

选准目标是成功的第一步，我们要对病原的有效靶点（也就是抗原）进行设计和改造。然后用基因工程的方法把这个目的基因装载到农杆菌或者植物病毒中，以其为运载工具，将抗原基因转入植物细胞后，细胞本身的合成机器会以抗原基因为模板合成抗原蛋白，随着植株逐渐长大，植物细胞中积累的抗原蛋白越来越多，等到“丰收时刻”，研究人员收获的抗原就可以用于制备疫苗。加拿大medicago公司在烟草中表达新冠病毒颗粒，待成熟后大规模收获烟草叶片，将其中的新冠病毒颗粒纯化制备成了新冠疫苗。2022年，这款疫苗在加拿大已经获批上市，成为全世界第一个植物生产的人用疫苗。

除了疫苗，用植物来生产蛋白质药物在国际上也已经获得成功。2006年，古巴生物技术和基因工程中心使用烟草生产的HEP-1抗体获批，这是世界上第一个获批的植物源抗体；2012年，以色列Protalix公司利用胡萝卜细胞表达系统生产的他利苷酶-α获得FDA的批准上市；

中国科学院微生物研究所高福院士团队曾经率先研发了全球第一个新冠病毒重组亚单位疫苗，猴痘疫情暴发后，他们成功研发了猴痘重组蛋白疫苗DAM。如今，他们将这两种疫苗的生产工艺拓展到用烟草生物合成底盘表达，获得了有效的植物源性重组蛋白疫苗，开启了利用植物底盘生产疫苗的探索。

如果有一天，我们只需要吃点蔬菜，就可以预防传染病，那将是多么酷的事情呀。真的有科学家已经开始探索了，有人用西红柿生产乙肝病毒表面抗原，也有人用菠菜合成狂犬病毒的核蛋白与糖蛋白，志愿者们吃下新鲜的蔬菜后，真的检测到了这些抗原的抗体，但是抗体的量还不足以阻挡传染病的感染。还是那句话，只要你敢想，科学就带给你意想不到的惊喜！

本文为科普中国·创作培育计划扶持作品

出品丨中国科协科普部

监制丨中国科学技术出版社有限公司、北京中科星河文化传媒有限公司

作者丨刘科芳 中国科学院微生物研究所 项目研究员

谢芬丨北京生命科技研究院 助理研究员

李悦怡丨 北京生命科技研究院 科研助理

审核丨 陈勇 北京生命科技研究院 高级工程师

白戈 丨北京生命科技研究院 副研究员

李志超 丨中国科学院天津工业生物研究所 研究员

来源: 科普中国创作培育计划

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