50年前大多数药物从植物中提取，如强心药洋地黄从植物洋地黄中提取，鸦片麻醉剂自罂粟类植物中提取。而50年前开始，化学合成法合成了许多新药，取代了以植物制备药物的方法。然而近年来新的植物生物技术的开发使有可能利用转基因植物与植物病毒制造疫苗来抵御人类疾病，包括从牙腐烂病到威胁生命的传染病，如细菌性腹泻、霍乱和艾滋病等。这就使植物又一次成为预防和治疗药物，特别是疫苗的重要来源。

用转基因植物制备疫苗将比现有的利用动物或酵母培养细胞来制造疫苗更具有优越性，首先，植物容易大量生长，要使植物制造的疫苗达到商品所需的产量很容易，只需增加土地面积就可以了。故而转基因植物疫苗更低廉，这给发展中国家中的穷困国家带来了恩惠，因为这些国家往往买不起现有的疫苗。再者，植物病毒不会感染人类，所以使用转基因植物疫苗用不着担心会受病毒感染，而用培养哺乳类细胞大量制造的疫苗会发生动物病毒污染的危险。

美国植物学家查理士 · 阿恩茨（Charles Anntzen）带领的研究组现在正在开发一种“可以吃的疫苗”，亦即人们可以把制造疫苗的植物当作饮食的一部分吃下去。这将会是一种价格最便宜、投药最方便的一种疫苗。他们在本期Seience 714页上首次报道食用疫苗是可行的，虽然他们承认试用于人体之前尚有许多工作要做。阿恩茨特别指出，发展中国家最需要疫苗。食用疫苗无须冷藏等制造、保存疫苗的设备，对财才不够的发展中国家来说极为适宜，在1990年初期，阿恩茨研究组就已针对开发口服疫苗而开展研究工作，他们想研究一种口服疫苗来预防肠道疾病，如由大肠杆菌、志贺杆菌和沙门菌等引起的霍乱、腹泻等。在发展中国家中细菌性腹泻是婴儿死亡的主要原因。

在试制转基因植物疫苗时，首先要证明植物制造的蛋白质可以引起动物的免疫反应。阿恩茨研究组将编码乙肝病毒蛋白的基因导入到烟草中去，发现这种烟草能制造乙肝病毒蛋白，这种烟草制剂注射于小鼠体内可激发能识别乙肝病毒蛋白的抗体产生。下一步便是着手制造“食用疫苗”。肠毒素在易感动物中导致腹泻。阿恩茨研究组将编码部分肠毒素蛋白质的大肠杆菌基因导入马铃薯中去，于是马铃薯块茎便能制造肠毒素蛋白，小鼠吃了这种生的马铃薯后，体内便会产生对抗肠毒素的抗体，包括粘膜抗体，消化系统最需要这种抗体来保护它不受细菌感染。现在他们正在设计实验来决定这种口服疫苗实际上能否预防动物受大肠杆菌的感染。医学界对这项研究的反应是怀有强烈的好奇心，认为是值得高度重视和积极追求的。

在这个令人感兴趣的想法变成现实之前，还存在几个有待解决的问题，譬如阿恩茨研究组所用的肠毒素蛋白是一种特别强有力的免疫诱导剂，一般的免疫蛋白制成的口服剂便不会那么有效。甚至因饮食中蛋白质诱发耐药性或是因植物中的化合物损害疫苗蛋白，而使其免疫性下降甚至丧失。还有一个问题就是食用疫苗必须是可口的，但马铃薯一定要煮熟了才能吃，而烧煮时的热度会使疫苗蛋白变性，从而降低或消除其诱发免疫力的能力。但这个问题不难解决，只要将马铃曹换成可以生吃的载体：香蕉就行了。阿恩茨研究组将一个外来的基因导入香蕉中去表达成功。现在他们计划将大肠杆菌的肠毒素基因导入香蕉，制成含有转基因香蕉的婴儿罐头食品。

疫苗免疫策略有主动接种法和被动接种法两种。前者是疫苗蛋白抗原激发接种者的自身免疫系统产生抗体，阿恩茨的马铃曹和香蕉疫苗便属于这一种策略；后者是直接用抗体接种。本期Science 716页上几位英、美科学家家朱利安 · 玛（Julian MA）、安德略 · 希亚特（Anrew Hiatt）等报道他们取得的进展，他们企图用转基因植物制成的抗体加入牙膏中来防治细菌引起的牙腐烂病。他们在4种不同的烟草中，每一种导入一个不同的分泌抗体基因，然后用常规的植物培育技术将这4种转基因烟草进行杂交，其后代便产生了所期望的直接对抗牙腐烂病菌的分泌抗体。这个研究组制成了含有这种分泌抗体的牙膏，正在计划在几个月内开始在人身上做试验。

研究者不仅限于开发用于口腔治疗的转基因植物疫苗，某些研究组正在研究可以注射用的转基因植物疫苗，尽管植物物质的纯度要达到注射用的水平尚存在很多问题。例如阿恩茨研究组正在研究他们所制造的转基因烟草乙肝病毒疫苗是否可用于防治乙型肝炎。

转基因植物除了可以用作制备疫苗以外，还可以用于制备单克隆抗体。现在有人在研究用单克隆抗体治疗癌症。用常规方法制备单克隆抗体抗癌药往往达不到商品化所需的足够量，而用转基因植物来制备可以满足商品化需求。Russell公司用转基因大豆制备单克隆抗体，称为BR96，在临床前试验中证明BR96作为治疗乳癌、结肠癌、卵巢癌和肺癌的靶化疗药物阿霉素（doxorubicin）的赋形剂还是有前途的。目前这家公司正在拉丁美洲的波多黎各岛种植产生单克隆抗体的大豆，以从这些大豆中分离出足够量的单克隆抗体来开展临床试验。

转基因植物病毒也可能成为人疫苗的来源，而且推论植物病毒不会引起人的疾病。美国科学家约翰，菲钦（John Fitchen）、罗杰 · 比彻（Rogen Beachy）和海因（Hein）在待出版的《疫苗》上发表论文说他们用基因工程方法制得了烟草花叶病病毒（TMV）的外壳蛋白，这个外壳蛋白含有小鼠带状疱疹透明液蛋白质的13个氨基酸片段，带状疱疹透明液是覆盖在未受精卵细胞上的一种类胶状物。他们将携带这种修饰过的TMV外壳蛋白颗粒注射到小鼠体内，可激发抗体产生，这种抗体专一地识别带状疱疹透明液蛋白片段。Hein说在理论上这个转基因的TMV病毒外壳蛋白可以调控生育作用，因为对抗带状疱疹透明液的抗体可以阻抑卵细胞受精。

英国科学家杰克 · 约翰逊（Jack Johnson）等将艾滋病病毒（HIV）表面蛋白gp41的片段导入豇豆花叶病毒中，这个修饰过的植物病毒诱发产生的小鼠抗体在试管研究中可使HIV失效。他们说：“这个实验结果指出可能制造一种预防HIV感染的鸡尾酒，酒中含有的植物病毒其表面上有特异的HIV抗原决定簇”。

虽然不能指望这些转基因植物疫苗和药品很快成为在市场上可供应的商品，但人们日益认识到这类植物生物学的基础研究在将来会结出令人鼓舞的、不同寻常的累累硕果。

[Science，1995年5月5日］