中國科學院華南植物園揭示表達腸出血性大腸桿菌O157:H7抗原的轉基因生菜具有口服疫苗功效

出血性大腸桿菌（Enterohemorrhagic Escherichia coli，EHEC）O157:H7是一種危害嚴重的食源性致病菌，能引發(fā)腹瀉、出血性結腸炎，以及溶血性尿毒綜合癥等。該病原菌的宿主是以牛為主的反芻動物，可隨宿主糞便排放到環(huán)境中，通過食物、水感染人類。面對EHEC O157:H7的感染，尚缺乏有效的治療方案，給宿主接種疫苗則能較好地預防相關疾病暴發(fā)。鑒于EHEC O157:H7在動物粘膜表面定植，能激活粘膜免疫反應且成本低、使用方便的植物口服疫苗或能取代傳統(tǒng)疫苗真正地走入市場。

中國科學院華南植物園聯(lián)合阿根廷Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular INTA-CONICET的研究人員自2015年起致力于研發(fā)O157:H7的植物口服疫苗。相關研究成果以題為“Enterohemorrhagic Escherichia coli O157:H7 antigens produced in transgenic lettuce effective as an oral vaccine in mice”的論文于2023年9月23日發(fā)表在《Theoretical and Applied Genetics》期刊上。研究首先選擇了能有效激活免疫反應的EspB和γ-intimin C280作為抗原基因，設計了帶有不同啟動子、終止子等元件組合的表達載體；然后利用容易種植、生物量大且能直接食用或制成凍干粉的生菜作為寄主植物，通過農(nóng)桿菌介導的遺傳轉化方法獲得了能穩(wěn)定遺傳并能高表達抗原蛋白的生菜株系。蛋白檢測結果表明，抗原在嫩葉中的含量最高。在苗齡為30 d的T2植株的未完全展開的葉片中，EspB和γ-intimin C280含量分別達到32 μg/g和51 μg/g鮮質量。若用含＜3 μg抗原蛋白的生菜粉末對小鼠進行連續(xù)6 d的經(jīng)口灌胃，即可誘導小鼠產(chǎn)生粘膜免疫反應，并減少EHEC O157:H7的定植。由此可見，這些轉基因生菜均具有制成動物口服疫苗的潛力。為提高轉基因生菜的生物安全性，研究人員在轉基因株系中加入了重組位點lox、RS2，以便日后能使用Cre-lox和CinH-RS2的重組系統(tǒng)對標記基因和整串轉基因進行刪除，以避免轉基因的漂移所帶來危害。