莱芜职业技术学院毕业设计（论文）
论文题目：转基因植物疫苗研究现状和进展
所在系信息工程系
姓名孙培良
专业软件技术
班级
指导老师
二零一二年三月一日
毕业设计（论文）写作指导须知
一．毕业设计（论文）是教学过程中一个十分重要的环节，是学生运用所学知识正确分析和解决实际问题的一个重要方面，是我校培养应用型人才的要求。
二．指导教师应为具有讲师以上或具有硕士学位的有关专业人员，经系审查同意后，才能指导学生的毕业设计（论文）。
三．学生应以严肃认真、实事求是的态度完成作业。要独立思考、自己动手完成、不得抄袭或找人代笔。
四．毕业设计（论文）选题要符合专业培养目标的要求。设计（论文）写作要做到论点明确、论据充分，说理透彻，语言准确恰当，并在规定的时间内完成。
五．答辩过程中学生要严肃认真，文明礼貌，谦虚谨慎，认真回答答辩主持人、委员提出的问题。
六．填报有关表格时，应按项目要求逐项真实、认真、全面填写。
评审表
答辩情况记录
转基因植物疫苗研究现状和进展
[摘要]
所谓转基因植物疫苗 ,就是将抗原基因整合于植物体上或重组于载体后转染于植物体上 ,利用植物体自身的生命活动 ,使该抗原基因得以复制表达 ,生产出相应的抗原蛋白质 ,即转基因植物疫苗。转基因植物疫苗的产生方法 ,目前大体上有两种系统 ,即稳定表达系统和暂态表达系统。稳定表达系统是将抗原基因构建在植物表达载体上 ,利用农杆菌或基因枪介导的方法 ,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。通过有性或无性繁殖的方法 ,获得大量的转基因植株 ,可以获得生产多价复合疫苗的转基因植物以及通过特异性表达启动子使抗原基因在器官或组织中特异性表达。生成一个转基因植物时间长短因植物种类而不同 ,从 6 周到 18 个月不等。暂态表达系统是应用植物病毒作为载体 ,将目的基因插入病毒基因组中 ,然后将重组病毒接种到植物叶片上 ,任其蔓延 ,外源基因随病毒的复制而高效表达。严格地说 ,该方法不属转基因植物的范畴 ,因为病原基因并未整合到植物基因组中。但该系统主要优点就是表达蛋白时间短 ,一般为 1～2 周。
转基因植物疫苗作为一种口服疫苗，具有十分广泛的应用前景。本文通过对转基因植物疫苗的优点、转基因植物疫苗的应用前景、转基因植物疫苗的制作流程、转基因植物疫苗的作用机理、已获得的转基因植物疫苗等方面进行了论述。最后对转基因植物疫苗现存的问题进行了分析并提出了相应的解决方案。
[关键字]转基因植物疫苗表达载体外源基因
目录
1前言 (1)
1.1问题定义及内容简介......................................... 错误！未定义书签。
1.1.1 问题定义 .............................................. 错误！未定义书签。
1.1.2 内容简介 .............................................. 错误！未定义书签。
1.2研究背景与研究意义......................................... 错误！未定义书签。
1.2.1 研究背景 .............................................. 错误！未定义书签。
1.2.2研究意义............................................... 错误！未定义书签。
1.3课题调研与可行性分析....................................... 错误！未定义书签。
1.3.1 课题调研 .............................................. 错误！未定义书签。
1.3.2 可行性分析............................................. 错误！未定义书签。
1.4论文各章内容介绍........................................... 错误！未定义书签。
2 系统需求分析 .................................................. 错误！未定义书签。
2．1系统功能分析.............................................. 错误！未定义书签。
2．2系统功能模块分析.......................................... 错误！未定义书签。
2．3数据字典.................................................. 错误！未定义书签。
2.4数据处理流程分析........................................... 错误！未定义书签。
3 系统设计 ...................................................... 错误！未定义书签。
3.1新系统简介................................................. 错误！未定义书签。
3.2系统总体结构设计........................................... 错误！未定义书签。
3.3数据库设计................................................ 错误！未定义书签。
4 主要模块设计 .................................................. 错误！未定义书签。
4.1员工基本信息管理........................................... 错误！未定义书签。
4.1.1 按部门查询员工信息.................................... 错误！未定义书签。
4.1.3 查询部门主管信息....................................... 错误！未定义书签。
4.1.4修改关于我的信息：..................................... 错误！未定义书签。
4.1.5 系统管理员的选项....................................... 错误！未定义书签。
4.2财务信息管理............................................... 错误！未定义书签。
4.2.1添加/删除财务记录...................................... 错误！未定义书签。
4.2.2 生成财务报表........................................... 错误！未定义书签。
4.2.3 修改财务记录页面：..................................... 错误！未定义书签。
4.3公司内部信息交流系统....................................... 错误！未定义书签。
5 使用说明书 ................................................... 错误！未定义书签。
5.1新系统功能及运行环境简介................................... 错误！未定义书签。
5.1.1 新系统功能简介......................................... 错误！未定义书签。
5.2语言和数据库简介........................................... 错误！未定义书签。
5.2.1 VBScript介绍.......................................... 错误！未定义书签。
5.3运行环境简介............................................... 错误！未定义书签。
5.4系统操作手册............................................... 错误！未定义书签。
5.3.1系统安装手册........................................... 错误！未定义书签。
5.3.2 系统操作说明........................................... 错误！未定义书签。
6 所遇到的困难及其解决方案...................................... 错误！未定义书签。
7 结论 .......................................................... 错误！未定义书签。参考文献 ........................................................ 错误！未定义书签。
1前言
接种疫苗是目前控制疾病传播最有效的方式。传统疫苗在预防疾病的传播中发挥了重要作用，但因其生产成本较高、接种方式复杂及潜在安全性等问题，存在着许多不尽如人意的地方。口服疫苗能有效地诱导黏膜免疫，而且以口服途径给药，避免了注射疫苗所带来的安全问题，因此，口服疫苗是未来疫苗发展的方向。口服疫苗主要包括菌苗、病毒疫苗、蛋白质亚单位疫苗、合成肽疫苗、基因缺失疫苗、DNA疫苗及转基因植物疫苗等。转基因植物疫苗由于具有生产简便、成本低廉、安全性好、可食用等优点越来越受到人们的青睐。
自十八世纪末期首次用疫苗预防疾病以来 ,疫苗已成为目前预防疾病最有效的的手段之一。近年来 ,随着基因工程、蛋白质工程以及免疫学理论与技术的迅速发展 , 以开发新型高效疫苗为目标的新的研究领域异常活跃 ,使传统的疫苗生产方式发生了根本性的变化 ,基因工程亚单位疫苗、活载体疫苗、核酸疫苗等已成为科学家们的关注热点。但这些系统存在设备复杂、成本高、免疫原性较差和易被外源微生物污染的缺陷。为克服上述缺陷 ,进入 20 世纪 90 年代 ,随着高效基因载体和基因转化技术的发展 ,以植物特别是农作物作为表达系统生产人用疫苗或功能蛋白 ,将打破传统的疫苗或功能蛋白的生产方式 ,以大田栽培的方式取而代之。免疫途径也将采用直接食用或加工后口服植物(果实) ,即出现可食性疫苗(edible vaccine) 和口服疫苗(oral vaccine) 。目前 ,该研究多处于实验室研究阶段 ,仅有少数进入了临床期试用 ,由于它解决了以往利用细菌系统、酵母系统和哺乳动物细胞系统生产疫苗所面临的一些难题 ,所以具有潜在的优势和广阔的发展前景。
2转基因植物疫苗的研究现状和应用
转基因植物疫苗大致可分为 4 类 ,即细菌菌苗、病毒疫苗、寄生虫虫苗、避孕疫苗等 ,共涉及有 13 种疫苗之多。
2.1用转基因植物生产的细菌疫苗主要有大肠杆菌热不稳定毒素 B 亚单位疫苗( Escherichia coli heat - labile enterontox2in B subunit , L T - B) 和霍乱肠毒素 B 亚单位疫苗(cholera2toxin B sbunit ,CT - B) 。Mason 等6 把编码L T - B 的基因转化马铃薯 ,L T - B在马铃薯的叶片和块茎中得到表达。动物试验表明 ,用高剂量转基因马铃薯L T - B 疫苗比用源于细菌的重组L T - B 疫苗更具保护作用。
2.2 Arakawa 等将编码 CT - B 的基因导入马铃薯 ,产生能和神经节苷脂结合的五聚体 CT - B ,经饲喂过转基因马铃薯的小鼠产生了特异的血清抗体和小肠抗体 ,表明转基因植物疫苗通过口服途径免疫 ,能产生抗细菌内毒素的免疫保护作用。2.3从目前的研究报道看 ,对于转基因植物病毒疫苗的研究要多于其它类型的疫苗。将编码乙型肝炎表面抗原 ( HB2sAg)的基因转入烟草、羽扁豆(Lupin) 和莴苣(Letuce) 后 ,均成功获得转基因植株 ,其中在烟草中的表达水平为可溶性蛋白的0. 01 % ,经免疫小鼠后体内产生高水平的乙肝病毒特异抗体 ,人食用后体内也产
生抗乙肝病毒特异的 Ig G 抗体。Richter 等用商业来源的乙肝疫苗对小鼠进行初免疫后 ,再用转基因马铃薯表达的乙肝疫苗经腹膜内进行加强免疫 ,结果显示免疫应答得到高度加强。
2.4 Tackaberry 等将巨细胞病毒 ( Human cytomegalo virus ,HCMV)疫苗糖蛋白B( Glycoproterin B ,gB)基因导入烟草 ,用PCR 和 Southern blotting 分析表明 ,转化体基因组中 71 %含有 gB cDNA ,免疫荧光抑制试验表明 ,转基因烟草产生的gB与细胞感染 HCMV 产生的 gB 性质相似。
2.5 在口蹄疫病毒 ( Foot and mouth disease virus , FMDV) 疫苗的研究中 , Wigdororovitz 等用转基因苜蓿表达的FMDV结构蛋白VP1 , 进行胃肠外(parenterlly) 或用转基因苜蓿喂小鼠 ,小鼠体内产生了特异性抗体 ,产生的抗体能与代表VP1 抗原表位的 135、160 氨基酸残基组成的多肽、完整的VP1 以及完整的 FMDV 颗粒等产生特异性免疫反应。
2.6 Mc Garvey 等用转基因番茄表达狂犬病(Rabies) 抗原( G蛋白) ,经 PCR 检测证实基因整合成功。Modelska 等用工程植物病毒(含有狂犬病抗原的重组苜蓿花叶病毒颗粒) 感染菠菜提取物 ,对小鼠进行试验 ,受试小鼠均产生局部和系统免疫反应。
2.7 Mason 等2 将编码诺沃克 ( Norwalk) 病毒衣壳蛋白(Norwalk virus capside protein ,NVCP) 的基因转化烟草和马铃薯 ,在烟草叶片和马铃薯块茎中成功表达NVCP ,用提取物免疫的小鼠可产生特异 Ig G和 IgA 抗体。
2.8 Vp60 是兔出血症病毒(Rabbit hemorrhagic disease virus ,RHDV )的主要结构蛋白 ,Castanon 等将编码 RHDV Vp60 蛋白的基因转化马铃薯后 ,用转基因马铃薯的叶片提取物免疫兔子 ,兔子体内产生了高滴度的抗 Vp60 特异性抗体 ,实验表明 ,RHDV 感染免疫的兔子未发生出血症。
2.9 Gomez等利用CaM35S作启动子,将编码传染性胃肠炎冠状病毒(transmissible gastroenteritis corana virus , TGCV) 糖蛋白 S的全长 cDNA 或编码其 N 端结构域(1 750 氨基酸残基)的 cDNA 转入拟南芥 ,用转基因植株叶片提取物免疫小鼠 ,小鼠体内产生了特异性抗体。
2.10 Tuboly等将构建了传染性胃肠炎病毒 ( Transmissiblegastroenteritis virus , TGEV)疫苗编码 TGEV 纤突(spike)蛋白基因的 3 种表达载体融合到苜蓿淀粉酶基因 ,然后分别转化于植物 ,转基因植株成功表达 S 蛋白。Gomez 等用转基因马铃薯表达的 TGEVS 糖蛋白免疫的小鼠产生抗 TGEV 的特异性血清 Ig G抗体。
2.11 Belanger 等将编码呼吸道合胞病毒(Respiratory syncytialvirus , RSV) G 蛋白与编码苜蓿花叶病毒包被蛋白的基因相连 ,构建基因工程植物病毒载体 ,然后用它感染烟草 ,两周后 ,RSV G蛋白呈现高水平表达。Sandhu 等将 RSV 的 F 蛋白基因转入番茄 ,然后用它喂小鼠进行免疫 ,经免疫的小鼠产生了抗 F 蛋白的血清和黏膜抗体。
2.12 疟疾是世界性的严重寄生虫病 , Turpen 等对代表寄生虫植物疫苗的疟疾疫苗进行了研究。将编码疟原虫抗原决定簇基因插入到烟草花叶病毒外壳蛋白的基因编码区中 ,使疟原虫抗原与烟草花叶病毒外壳蛋白的表面环区或与其 C 端融合 ,构建成植物病毒载体 ,然后用它感染烟草 ,经感染的烟草都产生高水平的融合蛋白。李霞等将疟原虫多表位抗原(AWTE)基因与 CT - B 基因融合构建植物表达载体转化烟草 ,经 PCR 检测证实 ,整合成功。EL ISA 和 Western blotting分析表明特异表达的融合蛋白可与 CT - B 和 AWTE抗体结合 ,具有 CT - B 和 AWTE的抗
原活性。
2.13 ZP3 是透明带上的一种糖蛋白 ,在受精中充当精子受体作用 , Fitchen 等将小鼠 ZP3 蛋白的一个含有 13 个氨基酸残基的抗原决定簇融合表达在 TMV 的衣壳蛋白中 ,在感染的植物中产生高水平的融合蛋白 ,从感染植物中直接提取含有融合蛋白的病毒样颗粒 ,免疫小鼠 ,小鼠体内产生了抗 ZP3的特异性血清抗体。这对于避孕疫苗的进一步研究奠定了一定的基础。
3转基因植物疫苗的制作流程及作用机理
3.1目标抗原的选择
当一些亚单位疫苗的结构比较清楚时，可以直接用植物表达系统来表达这些疫苗;如Mason等于1992年采用农杆菌LBA4404介导的方法在烟草中成功表达重组乙肝病毒表面抗原(HBs Ag)。但是当要表达疫苗的抗原尚不清楚时，就要对病原微生物的毒素亚单位结构或表面抗原进行筛选。对于一些尚不明确的病原微生物，可以先通过基因组学或蛋白质组学的方法来进行抗原的筛选。在进行疫苗制备时，一般选择病原体表面糖蛋白编码基因，因此要明确编码具有免疫活性的特定抗原的DNA，而对于易变异的病毒则可选择各亚型共有的核心蛋白的主要保护性抗原基因序列。
3.2受体植物的选择
选择合适的受体植物是生产转基因植物口服疫苗的关键。合适的受体植物可以使转基因植物口服疫苗兼具表达量高、耐储藏和适宜口服等优点。植物的新鲜组织(植物的叶片、幼苗、水生植物的叶片)和干燥组织(谷物的种子)都可以用来表达口服疫苗。但植物新鲜组织中的蛋白在新鲜组织被采收后很容易被降解，需要立即加工处理，而植物干燥组织中的蛋白在脱水状态下无须进行加工处理能够长期储存，因此利用植物的干燥组织表达口服疫苗在实际生产中的应用更广泛。
玉米种子蛋白质含量高，可以对重组蛋白进行高效表达，而且玉米在常温下能够长期储存，是多种畜禽饲料的主料，所以玉米是一种比较理想的畜禽口服疫苗表达受体，而且LT—B(大肠杆菌热不稳定性毒素B亚单位蛋白)和TGEV(猪传染性肠胃炎病毒疫苗)在玉米中已实现了高效表达;进一步的研究发现，玉米种子中表达D erpl抗原是安全的。此外，马铃薯是经常用于生产口服疫苗的植物材料。Arakawa 等将轮状病毒肠毒素蛋白表位与霍乱毒素B亚单位(c TB)基因融合并在马铃薯中表
达，然后通过口服途径免疫小鼠，结果发现小鼠能产生特异性抗血清和黏膜抗体。到目前为止，已成功用于生产转基因植物疫苗的有烟草、拟南芥、马铃薯、番茄、胡萝卜、莴苣、羽扇豆、菠菜、玉米、苜蓿和藻类等。此外，疫苗还可以在植物的体外进行表达，包括利用水培植物和组培植物将外源蛋白分泌到水中和培养基中进行表达。将外源蛋白分泌到水中进行表达已经在温室栽培的烟草中得到了运用，而烟草和水稻已经建立了将外源蛋白分泌到培养基中表达的体系。
3.3转基因植物疫苗的表达
转基因植物疫苗目前有稳定整合表达系统和瞬时表达系统。稳定整合表达系统中，编码结构性抗原决定簇参与诱导保护性免疫应答的病原体DNA序列已整合到植物细胞染色体上，可以把这种性状遗传给子代，形成表达疫苗的植物品系。目前研究成功的转基因植物疫苗多采用这种表达系统。稳定整合表达系统主要包括通过根癌农杆菌介导的核表达系统和用基因枪法把外源基因打入叶绿体中的叶绿体表达系统。叶绿体转化体系只应用于几种植物，但是叶绿体的基因拷贝数很多，利于增强目的蛋白的表达量，具有很大的潜力;叶绿体基因是严格的母系遗传，可避免植物传粉过程中的基因污染。而且不会出现基因沉默问题。
瞬时表达系统用植物病毒作载体，外源基因不会整合到植物基因组，只在感染的细胞内进行表达，具有短时、简单、抗原产量高的优点。其缺陷是每个寄主材料都要接种病毒载体，插入外源基因的容量有限，当大于25个氨基酸时不能正确组装进入病毒衣壳蛋白，影响病毒装配和病毒的浸染能力等。
3.4转基因植物疫苗的作用机理
口服疫苗到肠内黏膜诱导部位之前要经过胃内的不利环境，有效的口服疫苗必须防止被降解，否则会失去免疫原性。而植物细胞壁作为天然的生物胶囊，可使细胞中的疫苗抗原通过胃内的不利环境时受到细胞壁的保护，直接到达肠内黏膜诱导部位，诱导黏膜和全身免疫反应。不仅如此，转基因植物口服疫苗还可诱导消化道相关淋巴样组织(CALT)产生分泌性的Ig A(sle A)，在病原体和宿主之间相互作用的起始部位直接诱发免疫反应，从而大大提高其免疫有效性。已获得的转基因植物疫苗。
4影响转基因植物疫苗的因素
转基因植物疫苗是一个新兴的研究领域，尽管利用转基因植物生产疫苗有很多优点，但就目前的技术而言，仍然有很多因素限制着植物疫苗的发展和应用。影响转基因植物疫苗的因素主要有以下几方面。
4.1受体植物的选择
受体植物的选择对于转基因植物疫苗非常重要，转基因疫苗受体植物通常要具备表达量高、耐储藏和适宜口服等特点。常用于转基因植物的烟草由于不能直接食用，且含有尼古丁等一些有害人体健康的生物碱，因此不宜作为受体植物。马铃薯由于不能生吃，而烹饪又会使抗原活性丢失，因此也不是理想的受体植物。谷物类植物(如玉米)是一种较理想的疫苗表达受体，但谷物类植物由于不是农杆菌的天然宿主，难以进行遗传转化或遗传转化效率较低，要想将谷物发展为理想的植物疫苗，还有很多技术难题需要解决。从目前转基因技术来讲，番茄、苹果、香蕉和胡萝卜等蔬菜和水果是生产植物转基因疫苗比较理想的受体植物。
4.2转基因植物疫苗的表达效率及稳定性
疫苗在植物中的产量取决于编码抗原蛋白的基因序列的利用率，以及构建合适的植物转化表达元件。在已报道的研究中，外源基因所表达的重组抗原蛋白大约只占植物可溶蛋白的0.01%~0.37%，要达到提高外源蛋白表达量可从优化启动子和外源蛋白的表达部位入手。此外，也可将外源基因导入植物叶绿体基因中，以提高外源蛋白的含量。近年来，也有越来越多的科学家使用植物病毒作为瞬时表达载体来生产疫苗，使外源基因随着病毒复制而在植物体内增殖，瞬时高效表达外源蛋白。
4.3转基因植物疫苗的生物安全性
用于筛选转基因植株的抗生素基因，可能对环境安全和人体健康产生潜在的危害。释放到环境中的转基因植物，对环境中的许多有益生物也将产生直接或间接的不利影响。此外，转基因植物还可能将一些抗病或对环境胁迫具有耐性的基因转移给杂草，严重威胁其他作物的正常生长和生存。另外，人或动物口服转基因植物后
还可能对机体产生某些毒理作用或引起过敏反应，这些不良作用在进行临床实验前必须进行充分的验证，确保植物疫苗的安全性。
4.4转基因植物疫苗的耐受性
机体对口服疫苗的免疫耐受性与免疫系统的抑制性T淋巴细胞(Ts)的功能密切相关。免疫耐受的程度与免疫剂量、免疫程序、抗原特异性等多种因素有关。减少疫苗服用次数，加大每次摄入量等方法可以减少免疫耐受的发生。因此，有必要对转基因植物疫苗进行免疫耐受方面的实验，找到避免口服免疫耐受的最佳免疫方案。
用转基因植物生产疫苗，与传统的微生物发酵、动物细胞和转基因动物等生产系统相比，具有许多潜在的优势。尽管生产转基因植物疫苗还有许多问题需要解决，但这丝毫不影响转基因植物疫苗的开发利用。随着科学技术的不断发展，外源基因在转基因植物中的表达效率和转基因产物的免疫性将进一步提高。相信在不久的将来，转基因植物疫苗必将成为预防疾病的重要途径，许多病毒和细菌抗原，都可能制成转基因植物疫苗，使转基因植物疫苗真正运用到医学实践和畜牧业生产中。
5转基因植物疫苗研究的优点及存在的问题
5. 1 转基因植物疫苗的优点
5. 1. 1 植物细胞具有全能性。植物细胞和动物细胞一样 ,均有一套完善的真核表达系统。不同于动物细胞的是植物的组织(如叶、花、果实等) 、细胞、原生质体均能在离体条件
下诱导再生成一个完整的植株。
5. 1. 2 生产成本低廉。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。
5. 1. 3 易获得多价疫苗。将含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。
5. 1. 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。
5.1. 5 可避免病原体污染。常规疫苗和其它新疫苗在制备过程中 ,很容易被外源性病原体污染 ,尤其是一些对人类和动物健康影响较大的病原体污染 ,而转基因植物疫苗传递系统无此缺陷 ,具有较高的安全性。
5. 1. 6 转基因植物种子贮存条件要求低 ,不需冷冻 ,有利于抗原蛋白的生产和运输。
5. 1. 7 使用方便。转基因植物中的抗原可安全通过动物消化道最终成为黏膜性抗原 ,不会被蛋白酶降解 ,并有缓释作用 ,通过直接食用达到免疫效果 ,产生较
强的体液和黏膜免疫反应。
5. 1. 8 无须提取纯化过程 ,可直接食用免疫。
5. 1. 9 疫苗生产过程具有绿化、美化环境作用。
5. 2 转基因植物疫苗存在的问题
5. 2. 1 如何提高转基因植物的抗原蛋白产量 ?大多数蛋白质疫苗的表达产量不高 ,只有通过改进表达调控系统 ,如采用强启动子、增强子及调控序列才能促进表达。
5. 2. 2 当植物大量表达外源基因时出现长势弱的现象 ,一个解决办法就是将外源基因与植物调控元件结合使编码外源基因的抗原的表达局限于一个特定的时期 ,如植物生长成熟期或在植物的可食性组织。
5. 2. 3 虽然用植物作生物反应器其表达产生可进行糖基化 ,但其糖基化的方式和所涉及的碳水化合物有所不同。如动物多糖的末端残基主要是 N - 乙酰神经氨酸 ,而植物则不含有物质。在植物多糖中普遍存在木糖 ,在动物多糖中则不含有。这提示植物中特异性多糖的存在是否会影响疫苗的
免疫原性。
5. 2. 4 如何最大限度地发挥抗原激活免疫系统的能力 ,而不是未发挥作用就被排出体外。
5. 2. 5 如何避免本来应该增强免疫应答的疫苗不仅不能起到增强的作用反而抑制免疫 ,出现免疫耐受。
5. 2. 6 扩大可食性含转基因植物疫苗的植物范围。
6转基因植物疫苗的优越性
传统的病毒载体重组疫苗和DNA疫苗存在安全隐患，免疫失败现象屡有发生，且使用很受限制。相对于细菌、酵母及哺乳动物细胞等传统疫苗生产系统，用转基因植物生产的基因工程疫苗可直接口服，并能有效诱导黏膜和系统免疫，具有诸多优势：①生产成本低。植物细胞具有全能性，容易再生，是最经济的蛋白质表达系统，且基因植物疫苗还可以直接口服接种，免去了提取、纯化和保存的成本消耗；②安全性能高。利用转基因植物表达亚单位疫苗，不含有潜在的动物病毒等病源污染，对人畜安全，对于闭花授粉的植物具有环境安全性，而利用动物病毒作为载体生产基因工程疫苗则有导致动物病毒感染的潜在危险性；③免疫活性好。植物具有完整的真核表达系统及与动物相似的真核加工修饰系统，可对重组蛋白进行糖基化、磷酸化、酰胺化及亚基正确装备等，可保持自然状态下的免疫原性；④便于抗原蛋白的生产和运输。一旦获得高效表达载体，即可在短时间内建立无性生殖系，进一步扩大生产，且疫苗活性物质储存在在植物组织、种子或果实中，无需冷冻设备进行储藏和运输，甚至在常温下可保存18个月以上；⑤使用简便。通过直接使用达到免疫效果，可免除相关注射的消耗和可能的血液传染，易于推广普及；⑥便于生产多价疫苗。利用基因重组可同时将多个外源基因和植物基因重组生产生产多联疫苗。
7转基因植物疫苗的应用前景
转基因植物疫苗除了可以用来防止传染性疾病的入侵外，还可以用于非传染性疾病的治疗。如利用免疫反应来消灭异常发育的细胞、恶性肿瘤或减少炎症对特定器官的危害等。
7.1转基因植物疫苗可以治疗自身免疫疾病
将CTB2-胰岛素原基因在马铃薯中融合表达并喂食非肥胖性糖尿病(NOD)鼠，结果表明，实验小鼠体内胰岛炎症减轻，这说明了喂CTB-胰岛素原诱导的免疫耐受能够减轻这种T细胞介导的细胞毒素引起的自身免疫疾病。
7.2转基因植物疫苗可以用来治疗癌症
Stoger等人于2000年首先成功克隆出了一个与肿瘤相关的标志性抗原——癌胚抗原(c EA)的单链Fv抗体(Sc Fv T84.66)。经过基因重组使单链Fv片段的结构的靶标为植物细胞的质外体的内质网并在小麦和水稻的叶和子粒中得到表达，其生物活性在干种子储存5个月后无明显变化，小鼠口服后表现出明显的抗肿瘤作用。Warzecha等人2003年将Ⅱ型人乳头瘤病毒(humanpapilomavirusvirus，HPV)的L1基因转入马铃薯，当大鼠摄入含L1基因的马铃薯后，激活了小鼠潜在的保护措施并引起体液免疫应答。这些事例表明利用植物诱导仅存在于癌症细胞中的特殊肿瘤抗原，然后让动物口服，可以在一定程度上降低癌症的发病率。
7.3转基因植物疫苗可以用来控制哺乳动物的生殖
哺乳动物受精过程中精卵细胞的结合具有种属特异性，这种特异性的结合是由精子表面的特异性蛋白与卵细胞透明带糖蛋白通过受体配体模式进行的。透明带是卵细胞膜外的一层非细胞结构，是精子与卵细胞识别和结合的部位，透明带具有多种糖蛋白，其中ZP3充当精子受体在受精过程中起着重要作用，而从避孕的角度来说，它是免疫避孕的一个靶位。Fitchen等将小鼠ZP3蛋白的一个含有13个氨基酸残基的抗原决定簇转化到烟草花叶病毒的衣壳蛋白中，利用其作载体感染植物获得了转基因植物，用此转基因植物免疫小鼠，其体内产生了抗ZP3的特异性血清，还发现透明带聚集了抗ZP3抗体，证明利用转基因植物生产避孕疫苗具有可行性。
7.4转基因植物疫苗控制各种传染性疾病
迄今为止，已成功在植物中表达乙型肝炎表面抗原(HBs Ag)基因、大肠杆菌热敏肠毒素B亚单位(LT-B)基因、狂犬病病毒糖蛋白(G蛋白)基因、口蹄疫病毒VPl 基因、轮状病毒基因等，通过口服后产生了明显的免疫效果。Turpen等将编码疟原虫抗原决定簇的基因片段插入到烟草花叶病毒(TMV)外壳蛋白的编码区中，构建了植物病毒载体，然后用它感染烟草，所产生的高水平重组融合蛋白经试验证明具有抗原活性，这表明通过转基因植物控制各种传染性疾病是可行的。
结论
转基因植物疫苗有很好的发展前景,无论是病毒抗原还是细菌抗原,都可制成转基因植物疫苗,一个比较完善的疫苗必须是安全、有效、廉价、易于推广应用。用转基因植物生产疫苗是一个廉价的生产系统,不需昂贵的设备,在获得高效表达的转基因植株后,扩大耕地面积,就能获得大量的疫苗,前景喜人。食用植物疫苗使用方便,易于推广应用,特别是对第三世界国家来说更具有重要意义。相信经过植物学、免疫学、分子生物学等多方面专家学者的共同努力,对转基
因植物的基因表达、产物的免疫活性和临床评价的深入研究,将会使转基因植物真正成为一条安全、可靠、低成本的疫苗生产途径。在不远的将来,人类通过食用表达有特定疫苗蛋白的植物,如胡萝卜、番茄等就可获得对某种疾病的抵抗力,而免受疫苗注射之苦。而动物可通过食用表达有疫苗蛋白的植物饲料就可获得对某些疾病的免疫力,这样不仅可节省大量用于动物接种疫苗的人力、物力,更重要的是可避免传统疫苗接种方法给动物带来的应激反应。
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