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經設計之長片段抗原可穩定表現於重組植物病毒顆粒表面

胃腸肝膽科 酆裕民醫師

 疫苗可誘發生物體產生特異性免疫,分為:預防性疫苗與治療性疫苗。常利用病原體部分結構 (如:抗原決定基)或根據病毒基因序列人工合成胜肽片段製成次單位疫苗或胜肽疫苗;或利用低毒性的替代感染性病毒,加入病原體基因製成重組病毒疫苗。次單位疫苗或胜肽疫苗,因不具感染性,可避開病原體不必要的毒素等優點,但常因所誘發的免疫反應較弱,而需另外添加佐劑 (adjuvant),以非特異性地誘發增強生物體對該抗原的免疫反應。而重組病毒疫苗的優缺點則與次單位疫苗或胜肽疫苗相反。

    對於人類及其他動物來說,植物病毒是無害的,因為它們只能夠在活的植物細胞內進行複製。植物病毒經設計改造後,發展成可在植株中快速複製並表達外源蛋白的平台。其中一種方式是將小片段的胜肽序列融合於植物病毒外鞘蛋白,形成嵌合病毒,在病毒顆粒表面表現外源胜肽。以不同重組植物病毒顆粒表現病原菌的抗原,已經有許多成功例子,此方式優點是:植物病毒載體系統有較高的重組蛋白產量、經濟效益、安全與容易保存。且植物可生產類似動物所表現的蛋白,能自行進行重組蛋白的轉譯後修飾作用及組裝。可自行組裝成有系統高重複性的大分子重組病毒顆粒,而且植物病毒的外鞘蛋白類似病原體抗原,能增強受免疫生物體之免疫反應,並能簡易快速的放大規模生產。此外,重組植物病毒顆粒可經由滴鼻、口服或注射免疫,皆能在動物體誘發產生專一性中和抗體及保護動物對抗病原菌之感染。

    但是,利用重組植物病毒顆粒做為抗原生產仍有一些限制。當大片段的抗原直接融合在植物病毒載體的外鞘蛋白時,會影響重組病毒自行組裝成完整病毒顆粒、型態及穩定性等原本功能。其次,此重組病毒的外鞘蛋白,容易造成缺失,在連續感染數個周期後,重組病毒會剔除外來基因而回復成野生型病毒。此外,外源蛋白影響重組病毒外鞘蛋白組裝的關鍵區域時,會造成病毒無法自行組裝成病毒顆粒。因此,本研究利用在不同的抗原間添加引子(linker)或調整抗原的蛋白結構障礙等方式,可有效維持重組植物病毒顆粒的外源抗原穩定及功能。

 

 

相關訊息已發表於Viruses 2021, 13, 572.