综述：植物源疫苗的最新进展：从分子农业创新到全球健康应用

本综述系统梳理了植物源疫苗（Plant-Based Vaccines）的核心突破，强调其通过分子农业（Molecular Farming）技术实现抗原在植物体系中的高效表达，兼具生产成本低（Cost-Efficient）、生物安全性高（Biosafety）、热稳定性强（Thermal Stability）和储运便捷等优势，为全球传染病防控提供革新性解决方案。

　　

摘要

疫苗在减轻传染病传播、降低感染严重程度和死亡率方面具有关键作用。植物源疫苗通过基因工程技术在植物体内表达特异性抗原，展现出独特优势：生产成本显著低于传统平台（如哺乳动物细胞培养），生物安全性更高（无人类病原体污染风险），热稳定性优异（无需严格冷链运输），且规模化生产潜力巨大。近年来，植物生物技术（Plant Biotechnology）的飞速发展推动该领域从概念验证迈向实际应用，本文综述其最新进展、核心挑战与未来方向，凸显植物生物学对全球健康事业的变革性价值。

分子农业与抗原表达技术

植物作为生物反应器（Biofactories）生产疫苗抗原的核心技术包括瞬时表达系统（Transient Expression System）和稳定遗传转化（Stable Genetic Transformation）。前者通过农杆菌（Agrobacterium tumefaciens）或病毒载体（如烟草花叶病毒TMV）快速诱导抗原在植物叶片中高水平表达，周期短、产量高；后者通过整合外源基因至植物基因组实现长期稳定生产，适用于大宗作物（如玉米、水稻）。

关键技术突破包括：

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  优化启动子（如CaMV 35S）和增强子序列提升抗原表达水平；

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  利用亚细胞定位信号（如内质网滞留信号KDEL）增强蛋白积累；

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  糖基化修饰（Glycosylation）人源化改造避免植物特异性糖链引发的免疫原性问题。

疫苗类型与应用领域

植物源疫苗覆盖亚单位疫苗（Subunit Vaccines）、病毒样颗粒（Virus-Like Particles, VLPs）和口服疫苗（Oral Vaccines）等多种形式。其中：

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  VLPs（如诺如病毒VLP疫苗）具备自组装特性，模拟病毒结构且无遗传物质，安全性极高；

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  口服疫苗利用植物细胞壁保护抗原通过胃肠道递送，激发黏膜免疫（Mucosal Immunity），代表性案例包括马铃薯表达的霍乱毒素B亚单位（CTB）和番茄生产的乙肝表面抗原（HBsAg）。

  当前研究聚焦于重大传染病防控，包括新冠肺炎（COVID-19）、流感（Influenza）、埃博拉（Ebola）和疟疾（Malaria）等。例如，新冠肺炎植物源疫苗已进入临床试验阶段，采用烟草属植物（Nicotiana benthamiana）表达SARS-CoV-2刺突蛋白（Spike Protein）。

规模化生产与法规挑战

植物源疫苗的大规模生产依赖垂直农业（Vertical Farming）和自动化生物反应器技术，但面临以下挑战：

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  监管框架尚未统一，需符合GMP（Good Manufacturing Practice）标准；

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  公众对转基因作物的接受度（Public Acceptance）影响推广；

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  下游纯化工艺成本需进一步优化。

  未来需加强产学研合作，推动国际标准制定与临床转化。

结论

植物源疫苗凭借其独特优势，有望弥补传统疫苗平台的不足，尤其适用于资源有限地区。随着分子农业创新持续涌现，该技术将成为全球健康保障体系的重要组成，为应对新发传染病和公共卫生危机提供可持续解决方案。