出血性大腸桿菌（Enterohemorrhagic Escherichia coli，EHEC）O157:H7是一種危害嚴(yán)重的食源性致病菌，能引發(fā)腹瀉、出血性結(jié)腸炎，以及溶血性尿毒綜合癥等。該病原菌的宿主是以牛為主的反芻動(dòng)物，可隨宿主糞便排放到環(huán)境中，通過食物、水感染人類。面對(duì)EHEC O157:H7的感染，尚缺乏有效的治療方案，給宿主接種疫苗則能較好地預(yù)防相關(guān)疾病暴發(fā)。鑒于EHEC O157:H7在動(dòng)物粘膜表面定植，能激活粘膜免疫反應(yīng)且成本低、使用方便的植物口服疫苗或能取代傳統(tǒng)疫苗真正地走入市場(chǎng)。

中國(guó)科學(xué)院華南植物園聯(lián)合阿根廷Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular INTA-CONICET的研究人員自2015年起致力于研發(fā)O157:H7的植物口服疫苗。相關(guān)研究成果以題為“Enterohemorrhagic Escherichia coli O157:H7 antigens produced in transgenic lettuce effective as an oral vaccine in mice”的論文于2023年9月23日發(fā)表在《Theoretical and Applied Genetics》期刊上。研究首先選擇了能有效激活免疫反應(yīng)的EspB和γ-intimin C280作為抗原基因，設(shè)計(jì)了帶有不同啟動(dòng)子、終止子等元件組合的表達(dá)載體；然后利用容易種植、生物量大且能直接食用或制成凍干粉的生菜作為寄主植物，通過農(nóng)桿菌介導(dǎo)的遺傳轉(zhuǎn)化方法獲得了能穩(wěn)定遺傳并能高表達(dá)抗原蛋白的生菜株系。蛋白檢測(cè)結(jié)果表明，抗原在嫩葉中的含量最高。在苗齡為30 d的T2植株的未完全展開的葉片中，EspB和γ-intimin C280含量分別達(dá)到32 μg/g和51 μg/g鮮質(zhì)量。若用含＜3 μg抗原蛋白的生菜粉末對(duì)小鼠進(jìn)行連續(xù)6 d的經(jīng)口灌胃，即可誘導(dǎo)小鼠產(chǎn)生粘膜免疫反應(yīng)，并減少EHEC O157:H7的定植。由此可見，這些轉(zhuǎn)基因生菜均具有制成動(dòng)物口服疫苗的潛力。為提高轉(zhuǎn)基因生菜的生物安全性，研究人員在轉(zhuǎn)基因株系中加入了重組位點(diǎn)lox、RS2，以便日后能使用Cre-lox和CinH-RS2的重組系統(tǒng)對(duì)標(biāo)記基因和整串轉(zhuǎn)基因進(jìn)行刪除，以避免轉(zhuǎn)基因的漂移所帶來危害。