近日，我院焦新安教授团队和农学院刘巧泉教授团队合作的研究成果“Rice-derived SARS-CoV-2 glycoprotein S1 subunit vaccine elicits humoral and cellular immune responses”，于Plant Biotechnology Journal杂志在线发表。研究团队报道的这一基于水稻生物反应器表达新冠病毒S1亚单位疫苗策略，为开发安全、有效且经济的新冠疫苗提供了新路径，并且这一策略可以普遍应用于其它病毒疫苗的研发。

自2019年新冠病毒（SARS-CoV-2）爆发以来，全球疫情防控形势依旧严峻。尽管多款商业疫苗已获批，但病毒的持续传播与变异，开发能诱导有效免疫应答、安全且经济的疫苗，成为全球尤其是发展中国家的迫切需求。SARS-CoV-2的S蛋白在病毒入侵过程中起关键作用，其S1亚基上的RBD结构域与人体ACE2受体结合，介导病毒感染，因此成为疫苗研发的核心靶点。水稻作为生产疫苗抗原的平台，以其成本低、易规模化、无病原体污染及能进行真核蛋白修饰等优势，展现出巨大潜力。

研究人员构建了两个含有不同启动子的二元载体，即pCAMBIA1300Gt1-S1和pCAMBIA1300Actin-S1，并通过农杆菌介导的方式将其转入水稻中。最终，成功培育出了56个独立的转基因水稻株系。表达分析显示，水稻来源的S1（rS1）蛋白能够在pGt1::S1转基因水稻种子中表达。rS1蛋白的表达水平最高可达282 μg/g干重，并且S1基因的插入并未对水稻籽粒的大小和重量产生影响。体外实验表明，rS1蛋白对人血管紧张素转换酶2（ACE2）具有高度的亲和力。此外，对纯化后的rS1蛋白与多种佐剂联合使用时的免疫原性研究显示，接种了添加铝佐剂（Alum）的rS1疫苗的小鼠产生了更强的体液免疫应答，血清中IgG、IgG1抗体以及中和抗体的水平显著升高。添加鼠伤寒沙门菌鞭毛蛋白（FliC）佐剂的rS1疫苗则诱导产生了更高水平的S1特异性IgG2a抗体，促进了脾细胞的增殖，并诱导了Th1/Th2/Th17混合型细胞因子应答。这一点通过抗原特异性干扰素（IFN）-γ、白细胞介素- 4（IL-4）和IL-17A阳性的CD4⁺T淋巴细胞比例的增加得到了证实，表明该疫苗具有诱导体液免疫和细胞免疫应答的潜力。该研究为深入开发新冠疫苗及应对其它病毒病提供了新路径。

扬州大学宋丽讲师、硕士生温亚亚为论文共同第一作者，扬州大学焦新安教授、刘巧泉教授、潘志明教授为该研究工作共同通讯作者。研究工作得到了国家重点研发计划（2022YFC2604200）、国家自然科学基金（32102679）、江苏省重点研发计划（现代农业）（BE2021331）等项目的资助。

论文链接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/pbi.70077