烟草花叶病毒 (TMV) 是植物界已知最古老的疾病之一。瘟疫——在中世纪欧洲被称为“黑死病”——是困扰人类最古老的疾病之一，并且近年来由于其作为生物武器的潜在用途而成为关注的焦点。现在，科学家们已经改造了 TMV，使其能够感染寄主植物并产生免疫蛋白，而不是使叶子萎缩，从而将温室烟草变成瘟疫疫苗的生物工厂。
生物技术专家查尔斯·阿恩岑及其在亚利桑那州立大学的同事利用德国开发的一种工艺来实现这一转变。首先，他们将 TMV 注射到烟草植物中，TMV 经过基因改造，可以产生三种先前证实的瘟疫抗原之一：称为 F1、V 和两者融合的蛋白质。这三种改良病毒迅速渗透到植物中并复制，但每个病毒细胞并没有产生感染，而是开始产生其指定的抗原类型。在 10 天内，研究人员获得了一整批富含疫苗的烟叶。“每次它复制时，它都会产生我们有兴趣生产的蛋白质，”阿恩岑说。
然后，阿恩岑及其同事将叶子磨碎——每克叶子大约获得 2 毫克抗原——并用酸纯化所得疫苗。马里兰州美国陆军传染病医学研究所的同行研究人员随后用不同种类的抗原为八组雌性豚鼠接种疫苗，然后让它们暴露于鼠疫耶尔森菌——导致空气传播性瘟疫的细菌，这是最具潜在致命性的形式。在六天内，所有未接种疫苗的豚鼠都死亡了，而近 60% 的接种疫苗的豚鼠存活了下来，即使是那些死亡的豚鼠也比六天存活的时间更长。V 抗原被证明最有效，拯救了 75% 的接种豚鼠。
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人体试验仍有待进行。但是，如果疫苗通过该测试，它可能会为已经对最近历史上一直控制这种致命疾病的抗生素产生耐药性的新兴菌株提供有效的威慑。这项发现将于本周在美国国家科学院院刊上在线发表。