科學家劫持植物代謝機制 使葉片成為小兒痲痺疫苗工廠

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英國科學家最近突破性的以一種煙草葉片生產脊髓灰質疫苗,諾福克郡的 John Innes 中心的團隊表示,這個過程便宜、簡單快速。再動物實驗中,葉片產生的疫苗除了幫助消除俗稱小兒痲痺症的脊髓灰質炎的產生,疫苗的結構也與小兒痲痺症的病毒幾乎相同,是脊髓灰質炎病毒的“真實模仿物。

為了使葉子成為生產脊髓灰質炎疫苗的工廠,科學家綁架了煙草新陳代謝的機制,結合骨髓灰質炎病毒外殼的基因編碼與可感染植物的病毒信息。並且將之注入用於感染葉片的土壤細菌中,使其感染植物,因為植物接收到細菌內的遺傳訊息指令,所以就開始製造病毒類顆粒,也就是脊隨灰質炎疫苗。隨後收集葉片,並和水混合後,就可以從當中提取脊髓灰質炎疫苗。三D結構分析顯示,這種疫苗結構可說是與病毒幾乎一模一樣。但它的內核是空的,因此具備免疫系統可辨別的特徵,但卻沒有會引發疾病的功能。

主導這項研究的英國John Innes Centre 中心George Lomonossoff表示這是一項非常有前景的技術:「我們希望在不久的將來,就可以取得植物生產的疫苗」因為小兒痲痺症會引發永久性無法修復的癱瘓,雖然在世界各地以由疫苗大致控制,但仍無法徹底根除。目前使用的疫苗是弱化的脊髓灰質炎病毒,仍具有一定的活性與風險。英國國家生物學標準與控制研究院首席科學家 Andrew Macadam 博士說,現在的脊髓灰質炎疫苗是用大量活病毒製造的,可能有活病毒偶然逃逸或再引入的風險。這項研究在疫苗替換的路上又前進了一步,讓我們可以用更經濟的方法獲得類病毒顆粒疫苗。

事實上植物生產的抗體並不限定在小兒痲痺症,只要掌握正確的遺傳基因編碼,就能讓植物製造出大多數的病毒疫苗,甚至是生產癌症治療所需的抗體。Lomonossoff教授告訴英國廣播公司:「與一家加拿大公司的實驗顯示,可以在三到四個星期內確定一種新的病毒株並生產候選疫苗。」因為這些植物具有快速生長的優點,只需要陽光、土水、和二氧化碳。因此這可能是生產疫苗的一種經濟解決方案。不過仍有問題需要解決,包括如何大規模生產疫苗,用植物生產疫苗是否有副作用——例如,用煙草葉片製造的疫苗是否含有尼古丁?

雖然現在很少有用植物生產疫苗的公司,獲批用於人體的更是一家都沒有,但至少就目前來看,初期結果非常好。接下來的挑戰是優化植物的表達系統,並進行臨床實驗。

資料來源

Plants ‘hijacked’ to make polio vaccine

 

江盛之 編輯

作者

江 盛之

擅長觀察生技及醫療時事,並關心國際間最新醫療科技動態與發展,運用淺顯易懂的說明方式,讓讀者快速閱讀並理解。

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