[发明专利]植物表达系统

说明书

技术领域

本发明涉及目的蛋白在植物中的表达。本发明还提供了用于在植物中生产目的蛋白的方法和组合物。

背景技术

流行性感冒是人类中由呼吸道病毒引起的死亡的主要原因。常见症状包括发热、咽喉痛、呼吸急促及肌痛等。在流感季节中，流感病毒感染全世界10-20%的人口，每年导致250-500,000例死亡。流感大流行通常由高传染性且致命的流感病毒导致，并可在全世界导致疾病和死亡水平增高。在二十世纪新的A亚型流感的出现导致了4次主要的大流行，导致了显著的死亡率和经济破坏。人们越来越多地担心该病毒可能变得对人有高传染性。对于人类健康来说，主要问题是这样的事实：流感病毒是抗原上不稳定的，即，它们迅速地突变。

基于存在的核蛋白和基质蛋白抗原，流感病毒被分类为A型、B型或C型。根据存在的血凝素（HA）和神经氨酸酶（NA）表面糖蛋白的组合，A型流感病毒可被进一步分为亚型。HA控制着所述病毒结合并穿透宿主细胞的能力。NA可从宿主细胞和病毒表面蛋白上的聚糖链除去末端的唾液酸残基，这可以防止病毒聚集并有助于病毒移动。

人当前与流感斗争的方法是通过每年疫苗接种。每年，世界卫生组织选择某些病毒株以将其包括每年度流感疫苗内，所述疫苗在受精卵（fertilized eggs）中生产。但是，每年生产的疫苗剂量数量不足以接种全世界的人口。另外，这种生产方法面临很多可能的缺陷，包括由于使用全病毒而引起污染的可能性、取决于病毒株的不定的产率、为了获取卵的大量计划需求、由于纯化中使用化学品的污染风险以及长的生产时间。此外，对卵蛋白过敏的人可能不适于接受通过这种方法产生的疫苗。

已经研究了替代的生产方法。例如，已经在哺乳动物细胞培养物（例如在MDCK或PERC.6细胞等）中生产了流感病毒。另一种方法是反向遗传学，其中通过用病毒基因进行细胞转化来生产病毒。但是这些方法也需要使用全病毒以及复杂的方法和特殊的培养环境。

为保护世界人口免于流感并避免未来的大流行，疫苗制造商将需要开发用于生产疫苗用量（vaccine dose）的有效、迅速的方法。当前使用受精卵生产疫苗是不够的并且包括漫长的过程。重组技术提供了生产流感抗原的有前景的方法。但是，血凝素的生产已经受限于膜相关蛋白（所述膜相关蛋白涉及低产率的复杂提取过程），或受限于免疫原性差的可溶性蛋白。

植物作为重组蛋白的生产系统拥有巨大的潜力。一种在植物中生产外源蛋白的方法是产生稳定的转基因植物株系。但是这是一个耗时且劳动密集的过程。转基因植物的替代方法是使用基于植物病毒的表达载体。基于植物病毒的载体可使得蛋白在植物中快速的、高水平的、短暂表达。

已经修饰了许多不同的植物病毒以使其作为表达载体起作用。例如，豇豆花叶病毒（Cowpea Masaic Virus,CPMV）已被用于生产多种蛋白质（参见，例如，WO2007/135480;WO2009/087391;Sainsbury F.et al.,2008,Plant Physiology;148:121-1218;Sainsbury F.et al.,2008,Plant Biotechnology Journal;6:82-92;Sainsbury F.et al.,2009,Plant Biotechnology Journal;7:682-693）。

已建议将一种双粒病毒组来源的基于植物的系统用于生产病毒样颗粒（Huang et al.,2009,Biotechnology and Bioengineering,103:706-714）。通过对本生烟（Nicotiana benthamiana）叶的农杆菌渗透（agroinfiltration）共递送衍生自大豆黄矮病毒（BeYDV）的载体和提供Rep/RepA的载体，导致了复制子扩增和蛋白质产生。

基于植物的表达系统优选具有若干特性，例如含有用于目的基因的合适克隆位点，可以以经济有效的方式容易地感染植物，和/或可以导致所接种的植物的有效的局部/系统性感染。另外，所述感染应提供有用蛋白物质的良好产率。尽管在修饰病毒以作为植物表达系统方面取得了进步，但仍有改进空间。

发明内容