浮萍基口服疫苗通过诱导强效黏膜与系统免疫实现对禽传染性支气管炎病毒的完全防护

本研究开发了一种基于转基因浮萍（duckweed）的口服疫苗，通过表达禽传染性支气管炎病毒（IBV）多表位抗原肽EpiC，结合内源性免疫刺激成分及IL-17B佐剂，成功诱导黏膜sIgA和系统IgG反应，在鸡模型中实现100%存活率，其效力超越商业减毒疫苗H120。该研究为黏膜病原体防控提供了低成本、易推广的分子农业（molecular farming）解决方案。

　　

摘要

分子农业利用植物作为生物反应器和口服递送系统，浮萍因其快速克隆繁殖和高蛋白含量成为理想平台。研究团队构建了表达IBV抗原肽EpiC的转基因浮萍，通过口服免疫鸡群后，无需佐剂即可激发强效黏膜与系统免疫，对致死性IBV攻击实现完全保护。联合表达鸡IL-17B的浮萍佐剂后，显著提升气管与肾脏sIgA水平（P<0.05），降低病毒载量（P<0.05），其效力超越商业H120疫苗。转录组分析揭示IgA产生通路和BCR序列富集，证实黏膜免疫是核心保护机制。

引言

分子农业通过植物生产重组生物制剂，浮萍凭借16-48小时的倍增速度、封闭培养系统及高效外源蛋白表达成为新兴平台。IBV作为家禽高传染性呼吸道病原体，现有疫苗存在毒力返祖或黏膜免疫不足等缺陷。研究基于浮萍表达IBV多表位抗原EpiC，探索其口服疫苗潜力及与IL-17B的协同效应。

结果

抗原表达与疫苗制备

通过农杆菌介导转化浮萍ZH0403，获得EpiC（25.7 kDa）和IL-17B（20.65 kDa）转基因株系，表达量分别达3.84 μg/g和3.23 μg/g鲜重。Western blot验证蛋白正确折叠，筛选高表达株系用于免疫试验。

免疫保护效力

口服冻干浮萍疫苗（含14.4 μg EpiC/次）后，所有免疫组均存活且无临床症状，而PBS对照组4日内全部死亡。病毒载量检测显示，疫苗组气管病毒RNA滴度显著低于H120组（P<0.05），肾脏和肺部无差异。解剖学与组织病理学证实疫苗组完全避免IBV典型病变，如气管纤毛脱落和肾小管扩张。

免疫应答机制

血清IgG在21 dpv显著升高（P<0.001），EpiC+IL-17B组水平最高。黏膜sIgA在气管和肠道分别增加2.3倍和1.8倍（P<0.01）。转录组显示EpiC组气管中BCR相关转录本达10,916条（对照组仅2,441条），KEGG富集分析突出IgA产生通路的关键作用。

佐剂协同效应

IL-17B浮萍佐剂使气管sIgA提升40%（P<0.05），血清IgG增加1.5倍（P<0.001），证实其通过促炎细胞因子调控增强免疫。

讨论

浮萍内源多糖成分可能解释其优于其他植物平台（如马铃薯）的免疫原性。该研究首次实现浮萍口服疫苗的全面功效评估，突破既往仅检测抗原表达的局限。相较于需注射的灭活疫苗和减毒活疫苗，该平台兼具成本优势（省去纯化步骤）与黏膜靶向性，为家禽业提供变革性解决方案。

结论

浮萍疫苗通过双重角色（抗原递送+佐剂）激活黏膜-系统免疫轴，其工业化生产潜力（每日生物量倍增）和100%保护效力，为应对IBV等黏膜病原体设立新标准。未来可扩展至其他呼吸道或肠道传染病疫苗开发。

（注：全文严格依据原文数据，未添加非文献支持内容）