转基因植物
基因工程技术使微生物、动物、植物之间的基因转移成为可能，原来难以实现的远缘杂交成为可能。于是，形形色色的转基因植物出现了。
日本用转基因水稻生产免疫球蛋白获得成功。这项成果是日本东京理科大学科学家千叶丈完成的。他成功地用转基因水稻生产出预防乙肝病毒的球蛋白，这有可能为用廉价而安全的手段生产预防肝炎药物提供新思路。
乙型肝炎在一些国家已成为一种常见病。迄今为止，有效地预防这种疾病的免疫球蛋白是使用受过感染的人的血液精制而成的，价格昂贵。千叶丈教授把制造乙型肝炎病毒的抗体基因植入水稻细胞中去，加以栽培后，成功地从其叶子中提取出了这种抗体。在试管中进行的实验结果表明，这种抗体会对病毒产生抑制作用。
据这位学者计算，用这种方法，每1000平方米的转基因水稻可制取10克球蛋白，足够数万名新生儿注射用。
日本还培育出含母乳成分的番茄。日本科学家开发出一种基因重组番茄，该番茄能生产母乳中所含的多功能蛋白质——乳铁蛋白。
乳铁蛋白具有提高免疫机能和防止感染的作用，并具有增加铁质的功效。科学家将人的乳腺中产生乳铁蛋白的基因组导入了番茄品种“秋玉”之中。实践表明，番茄“秋玉”的果实、叶、根的部分能生成乳铁蛋白。在其果实中，每100克重量可生成2.5至3.3毫克的乳铁蛋白。
随着植物高效基因载体系统和遗传转化技术的发展，利用转基因植物生产人或动物基因工程疫苗用于疾病的预防及治疗已成为植物基因工程的一个新兴研究领域。与目前的细菌、酵母及哺乳动物细胞等传统疫苗生产系统相比，用转基因植物生产基因工程疫苗具有其独特的优势：①植物细胞的全能性；②完整的真核细胞表达系统，使表达产物具有较好的免疫原性及生物活性；③口服植物疫苗能诱导粘膜免疫反应；④植物细胞的细胞壁起到生物胶囊的作用；⑤生产简便、成本低廉，不需要冷藏和低温运输；⑥安全性好，无外源性病原污染等。目前，转基因植物疫苗的研究主要有两个方向，一种是利用植物生产大量的蛋白质抗原，经分离和提纯再制备成疫苗；另一种是不需要分离和提纯，将植物或其某部分作为可以直接口服的疫苗。
l转基因植物生产疫苗的原理与方法
转基因植物疫苗(transgenie plant vaccine)或植物疫苗(plant-based vaccine)是借助植物遗传转化载体将抗原基因导入植物，使其在植物中表达，生产出能使机体获得特异抗病能力的疫苗。植物遗传转化的受体系统、载体系统和遗传转化方法是转基因植物基因工程疫苗生产技术的关键。
目前在植物生产基因工程疫苗方法上的研究主要有3种，一是以植物病毒为载体的瞬时表达，此途径不属于转基因植物的范畴；二是农杆菌介导的核转化，将携带重组质粒的农杆菌感染植物细胞后，导人的外源基因通过同源重组整合到细胞染色体上，含整合外源基因染色体的植物细胞在一定条件下长成新的植株，此植株在生长过程中表达外源基因并将这种性状传给子代；三是用基因枪法进行叶绿体转化，为了实现外源DNA的定点整合，构建叶绿体表达载体时，一般在外源基因表达盒的两侧连接同源重组片段或定位片段(targeting frag． ment)，当载体被导人叶绿体后可将外源基因整合到叶绿体基因组的特定位点。
2不同植物中表达疫苗抗原及免疫原性评价
近年来，已有众多研究表明转基因植物表达的疫苗抗原能诱导人或动物体内产生特异性中和抗体及激发粘膜免疫应答。由于动物疫苗的试验能比人用疫苗更快地付诸于临床应用，更多的学者致力于研发预防动物传染病的植物疫苗。因为不同的受体植物对抗原蛋白翻译后修饰的差异以及植物本身不同蛋白的影响，研究报道的转基因植物疫苗免疫原性及对动物的免疫保护水平差异较大。
2．1 模式植物中表达疫苗抗原的研究植物模式研究工具烟草、拟南芥(Arabidopsis thaliana)基因表达系统已充分特征化，便于确定蛋白质特征。 Khandelwal等以烟草作为表达牛瘟病毒(finder- pest virus，RPV)血凝素(hemagglutinin，H)蛋白的模型，用烟草花叶提取物腹腔接种小鼠，1—9周其血清中和抗体滴度达1：160～l：640，且H蛋白特异性的高效价抗体能完全中和RPV。以烟草作为受体植物的还有Bae等研究小组的报道，他们将表达猪流行性腹泻病毒(PEDV)刺突蛋白(spike protein)中和表位(COE)的烟草花叶提取物饲喂小鼠，在血清和粪样中分别检测到高水平的IgG和 IgA；空斑减数试验(plaque reduction neutralization assay)表明抗COE血清对靶细胞中病毒生长抑制程度比对照组增加了49．7％，说明饲喂此转基因烟草能诱导全身性及粘膜免疫反应且能有效抑制病毒对宿主细胞的感染。Gomez等培育了转猪传染性胃肠炎病毒(TGEV)s糖蛋白基因拟南芥，并用ELISA检测叶提取物免疫后的小鼠抗血清，发现产生的抗体能与TGEV发生特异性反应。
2．2 可食性植物中表达疫苗抗原的研究已有越来越多种类的受体植物被考虑用作基因工程亚单位疫苗生产系统的研究。Zhou等报道将禽传染性支气管炎病毒(IBV)sl糖蛋白基因转人马铃薯(Solanum tuberosum)块茎表达，产物提取液肌注接种小鸡，经三免后用鸡气管环培养(TOC)中和试验检测IBV抗体，抗体滴度可达1：2 187。在番茄叶片及果实中表达的霍乱毒素B亚单位(CTB)用 Gm1-ELISA检测发现具有天然的Gm1-神经节苷脂结合活性。Kapusta等研究了HBsAg在转基因羽扇豆(Lupinus luteus L．)和莴苣(Lactuca sativa L．)中的表达，并在服用莴苣的志愿者血清中检测到特异性血清IgG。用转基因苜蓿表达口蹄疫病毒(FMDV)抗原表位VPl35—160基因，对免疫小鼠进行攻毒试验，具有较好的免疫保护作用。此外， Bouche等将一特殊重组多肽转入胡萝卜表达，用于抗麻疹病毒的感染，中和试验表明，从胡萝卜提取物免疫小鼠体内分离的血清能特异性抑制包括实验室毒株在内的15个不同地理分离株在麻疹病毒细胞受体CDl50转染的Vero细胞中复制繁殖。
2．3 转基因农作物疫苗的免疫原性研究豆类(大豆、花生)或谷类植物(玉米、水稻、小麦)广泛种植且产量高，种子中蛋白丰富且易于贮存，重组蛋白水平较高，作为动物疫苗极适合饲喂免疫。 Lamphear等在玉米种子中表达出传染性胃肠炎病毒刺突蛋白(TGEV-S)和E．coli不耐热肠毒素B亚单位(Lt-B)作为预防肠毒性大肠杆菌(ETEC)及 TGEV的疫苗，研究发现抗原蛋白在谷物加工过程中能保持自身活性且均能诱导血清和粘膜免疫应答，4 qC 下种子的贮藏期可达10个月以上。Khan— delwal等报道用转RPV H蛋白基因花生(Am—chis hypogea L．)叶片饲喂牛可诱导产生H一特异性抗体，且能诱导其外周血单核细胞(PBMC)体外增殖反应。最近有报道将小反刍兽瘟病毒(Peste des petits ruminants virus，PPRV)的抗原蛋白血凝素一神经氨酸苷酶(HN)基因转入鸽豆(Cajanus caja~(L．)Millsp．)内表达，并测得植物源HN蛋白具有较好的神经氨酸苷酶活性。
3 免疫原基因的高效表达策略
