科學家「劫持」植物造疫苗，可靶向多種棘手病毒

一種煙草屬已經變成了一個小兒麻痹症疫苗「工廠」（JOHN INNES CENTRE）

近日，BBC報道了一項研究：來自諾福克的約翰·英納斯中心（John Innes Centre, in Norfolk）的團隊「劫持」了一批類似煙草的植物，使脊髓灰質炎疫苗獲得了突破性進展，並有可能改變疫苗生產。

據悉，這種疫苗是一種「真實的模擬」（authentic mimic）脊髓灰質炎病毒，稱為病毒類粒子。表面上看，它和脊髓灰質炎病毒幾乎是一樣的，但就像人體模型和人的區別一樣，前者裡面是空的。這種病毒類粒子具備訓練免疫系統所需的所有功能，但沒有一種武器能引起感染。

專家表示，這一成就不僅令人印象深刻（impressive），而且極其重要（important）。除了幫助消除小兒麻痹症，還有望幫助世界應對諸如寨卡病毒或埃博拉等意想不到的威脅。

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疫苗工廠

據悉，科學家們「劫持」了這種煙草屬植物新陳代謝的一部分，把它的葉子變成了脊髓灰質炎疫苗「工廠」。

首先，他們需要創造全新的指導方針，使得「植物工廠」順利運行。

起始物質是用於製造脊髓灰質炎病毒的外表面的遺傳密碼；它與天然感染植物的病毒結合在一起以增強其功能；隨後，它將跟隨新的指令被放入土壤細菌中，這些細菌被用來感染煙草；感染髮生後，植物識別了遺傳指令，開始製造類似病毒的粒子；被感染的葉片加入水中、混合，再提取脊髓灰質炎疫苗。

動物實驗顯示：這種病毒樣的粒子阻止了小兒麻痹症，對其3D結構的分析表明其與脊髓灰質炎病毒幾乎完全相同。

該病毒樣顆粒圖像，由 Diamond Light Source電子生物成像中心提供

來自約翰·英納斯中心（John Innes Centre）George Lomonossoff教授認為，這是一個很有前途的技術，他希望能在不遠的將來可以在植物中生產的疫苗。

據悉，這項研究作為尋找脊髓灰質炎疫苗替代品的一部分，由世界衛生組織（World Health Organization）資助。脊髓灰質炎，又稱「小兒麻痹症」，或導致永久性癱瘓。儘管在世界上大部分地區這都是過去的事，但感染還沒有根除。

在目前的疫苗中使用減弱的脊髓灰質炎病毒會使病毒重新獲得一些危險的特性，即疫苗衍生脊髓灰質炎病毒。

英國國家生物標準與控制研究所（ UK s National Institute for Biological Standards and Control）的首席科學家Andrew Macadam博士告訴BBC，目前的脊髓灰質炎疫苗是由大量的活病毒產生的，這種病毒帶有意外逃逸和再引種的威脅。在他看來，這項研究讓我們更接近於替換目前的脊髓灰質炎疫苗，這為我們製造病毒式的顆粒疫苗提供了一種廉價可行的方法。

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巨大的潛力

研究者還表示，這種技術並不局限於脊髓灰質炎，甚至不僅局限於疫苗。只要研究人員有正確的遺傳密碼序列，他們就可以研製出針對大多數病毒的疫苗。他們還用植物製造抗體，就像癌症治療中的抗體一樣。

目前，冬季流感疫苗生長在雞蛋中，需要幾個月的時間才能發育。因此，植物也被作為冬季流感疫苗的候選來源。

Lomonossoff教授補充道，在一個加拿大公司的實驗中，他們證明能夠識別出一種新的病毒株，並在3到4周內生產出一種候選疫苗。這種方式或可製造出針對新出現的流行病的疫苗，包括寨卡病毒及埃博拉病毒。反應靈敏是這項技術的一大吸引力。此外，這些植物有生長迅速的優勢，只需要陽光、土壤、水和二氧化碳才能生長。這意味著植物造疫苗或成為疫苗開發的廉價和低技術的解決方案。

但仍有一些問題需要解決，包括大規模生產疫苗。另一個問題是，使用植物製造疫苗是否有風險——用煙草相關的植物製造的疫苗中含有尼古丁嗎？

倫敦大學（University College London）疫苗開發學院的講師Tarit Mukhopadhyay博士表示，最初的結果令人印象深刻。然而，幾乎沒有植物性疫苗製造商，幾乎沒有在植物中生產人類疫苗的執照。

南威爾士大學（University of South Wales）的生物技術教授Denis Murphy表示，這是一個重要的成就，現在的挑戰是優化植物表達系統，並轉向新疫苗的臨床試驗。

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參考資料：1）Plants hijacked to make polio vaccine

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