轉(zhuǎn)基因大米防治艾滋病

西班牙科學(xué)家研發(fā)的轉(zhuǎn)基因水稻包含三種抗御HIV的蛋白，這三種蛋白都能阻止HIV與人類T細(xì)胞的相互作用，從而阻斷其危害人體免疫系統(tǒng)。這意味著，未來人類對艾滋病的防治有可能通過食物來完成。

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對于HIV感染者和病人，終生服藥不僅麻煩，也是一個(gè)負(fù)擔(dān)。因此針對艾滋病的各種防治方法如八仙過海，用食物來防治艾滋病就是其中一種。大米是世界一半以上人口的主糧，研究人員已經(jīng)把大米作為防治艾滋病的一種藥物加以開發(fā)，現(xiàn)在有了初步結(jié)果。

西班牙萊里達(dá)大學(xué)阿格羅特尼奧中心農(nóng)業(yè)食物和林業(yè)科學(xué)與工程學(xué)院作物生產(chǎn)和林業(yè)科學(xué)系的瓦姆瓦卡（Evangelia Vamvaka）團(tuán)隊(duì)與巴塞羅那IrsiCaixa艾滋病研究所的路易斯·莫尼諾斯-阿爾伯特（Luis M. Molinos-Albert）等研究人員合作，研發(fā)出了一種轉(zhuǎn)基因水稻，能有效抵御引發(fā)艾滋病的人免疫缺陷病毒（HIV）。根據(jù)這一結(jié)果，未來人類對艾滋病的防治有可能通過食物來完成。這一結(jié)果已經(jīng)在線發(fā)表在2018年7月30日的《美國科學(xué)院院刊》（PNAS）上。

瓦姆瓦卡等人研發(fā)的轉(zhuǎn)基因水稻包含三種抗御HIV的蛋白，一種是中和HIV的單克隆抗體蛋白2G12，另外兩種是糖結(jié)合蛋白凝集素griffithsin（GRFT）和凝集素cyanovirin-N（CV-N），這3種蛋白都能阻止HIV（主要是HIV-1）與人類T免疫細(xì)胞的相互作用，從而阻斷HIV進(jìn)入人體T細(xì)胞來危害免疫系統(tǒng)。凝集素（Lectin）是一類從各種植物、無脊椎動物和高等動物中提純的糖蛋白或結(jié)合糖的蛋白，可以凝集紅細(xì)胞，故名凝集素。

HIV入侵的是人CD4T細(xì)胞，這個(gè)過程就像鑰匙開鎖一樣，HIV表面的包膜蛋白gp120就像是一把鑰匙，它要找到CD4T細(xì)胞上的鎖——CD4受體和輔助受體（趨化因子受體CCR5或CXCR4等），并與之結(jié)合，才能開啟T細(xì)胞的大門。當(dāng)然，在開啟T細(xì)胞的門鎖時(shí)，HIV還要依靠它外膜上的另一種透膜蛋白gp41，讓后者的構(gòu)型發(fā)生改變，才能促使HIV包膜與T細(xì)胞胞膜融合，入侵到T細(xì)胞內(nèi)。

現(xiàn)在治療艾滋病的一些藥物就是根據(jù)這個(gè)原理來研發(fā)的，大凡能與gp120相結(jié)合的一些抗體、蛋白、多糖、多肽和小分子化合物，都可能影響HIV包膜和T細(xì)胞膜融合的過程，從而阻止HIV與T細(xì)胞結(jié)合，起到抗御HIV的作用。

現(xiàn)在的幾種中和HIV的抗體和用作抑制HIV進(jìn)入細(xì)胞入口的多種凝集素不僅需要量大，而且昂貴，因?yàn)樗鼈兌际窃谏锛?xì)胞和微生物中產(chǎn)生和提取的。例如，中和HIV的抗體2G12和凝集素GRFT、CV-N也能像重組蛋白一樣分別在哺乳動物細(xì)胞和微生物系統(tǒng)中產(chǎn)生，并且這些物質(zhì)一次只能產(chǎn)生一種，不能同時(shí)獲得。

多年來，艾滋病防治的實(shí)踐證明，治療艾滋病的藥物需要像雞尾酒那樣搭配，才能產(chǎn)生互補(bǔ)和增強(qiáng)效果的作用。據(jù)此，需要有一種同時(shí)產(chǎn)生能生產(chǎn)2G12、GRFT和CV-N這三種物質(zhì)的生物，并且要有足夠的數(shù)量，以及同時(shí)使用它們。這樣，才能像雞尾酒療法一樣，增強(qiáng)阻止HIV入侵T細(xì)胞的能力。

瓦姆瓦卡和莫尼諾斯-阿爾伯特等人首先進(jìn)行體外（試管）試驗(yàn)，用2G12、GRFT和CV-N這3種蛋白混合的“雞尾酒”來抑制HIV，結(jié)果顯示這三種物質(zhì)都能結(jié)合到HIV的gp120分子上，并且能協(xié)同作戰(zhàn)，大大增強(qiáng)了抗擊HIV的效力。

雖然通過動物、微生物和植物都可以獲得2G12、GRFT和CV-N這三種物質(zhì)，但要想同時(shí)獲得它們并同時(shí)使用，只能通過植物來生產(chǎn)，尤其是通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)，把這些物質(zhì)的基因轉(zhuǎn)移移到作物的種子中，通過作物生長，讓后代植物果實(shí)（種子）含有這三種物質(zhì)。

瓦姆瓦卡和莫尼諾斯-阿爾伯特等人把編碼這三種物質(zhì)的基因轉(zhuǎn)移到多種作物中，雖然都能讓這三種物質(zhì)的基因在作物中表達(dá)，但是大多只能產(chǎn)生這三種物質(zhì)中的一種，并且量少。比較而言，只有在轉(zhuǎn)基因水稻的胚乳提取物中能同時(shí)檢測到這三種抗HIV的物質(zhì)。而且，對轉(zhuǎn)基因水稻的胚乳提取物進(jìn)行測試，發(fā)現(xiàn)具有在此前試驗(yàn)中純粹用這三種蛋白可以達(dá)到的抗御HIV的協(xié)同作用，因?yàn)樗九呷樘崛∥镏械倪@三種物質(zhì)都能結(jié)合到HIV的gp120分子上，協(xié)同抗御HIV。這說明，轉(zhuǎn)基因水稻其實(shí)是生產(chǎn)這三種抗HIV物質(zhì)的良好載體，既能大量生產(chǎn)，而且廉價(jià)實(shí)用。

當(dāng)然，這種含有三種抗御HIV的蛋白質(zhì)的水稻主要是起預(yù)防作用，而且也并非像傳統(tǒng)的稻米或另一種很出名的轉(zhuǎn)基因水稻——黃金大米一樣，是用來食用，這種轉(zhuǎn)基因水稻只是當(dāng)作外用的“藥膏”使用，即直接把轉(zhuǎn)基因大米研磨成粉并以膏劑或糊劑的形式敷用到身體上，通過透皮吸收（蛋白分子釋放、穿透及吸收）進(jìn)入血循環(huán)。

研究人員認(rèn)為，這種防治艾滋病的轉(zhuǎn)基因水稻與藥物相比有幾種優(yōu)點(diǎn)。一是水稻可以同時(shí)產(chǎn)生三種抗御HIV的蛋白，有協(xié)同增強(qiáng)抗御HIV的作用。同時(shí)，這種轉(zhuǎn)基因水稻由于是食品，用不著再服用防治艾滋病的藥物，因此是一種特別適合發(fā)展中國家的防治艾滋病的方法。當(dāng)然，種植這種轉(zhuǎn)基因水稻的成本會比種植普通水稻要高一些，但比起服用抗艾滋病的藥物，卻便宜得多。

不過，瓦姆瓦卡和莫尼諾斯-阿爾伯特等人的研究只是提供了一種食物抗御艾滋病的可能性，還需要動物和人體試驗(yàn)來驗(yàn)證。