近日，中國農(nóng)業(yè)科學院煙草研究所煙草功能基因組創(chuàng)新團隊與韓國浦項工科大學、清華大學等單位合作在Plant Communications（IF＝11.6）上發(fā)表題為“Natural Peptidoglycan Nanoparticles Enable Rapid Antigen Purification and Potent Delivery for Plant-derived Vaccines”的最新研究成果，通過交叉融合植物分子醫(yī)藥與微生物工程，成功開發(fā)出“天然肽聚糖納米顆粒（NPN）”，為低成本、高效率的植物源三聚體重組蛋白疫苗純化與遞送開辟新途徑。

植物分子農(nóng)業(yè)是基于植物而非動物細胞生產(chǎn)重組蛋白的替代方法，涵蓋了疫苗、抗體、酶等各類重組蛋白的研究。雖然植物擁有高產(chǎn)能、低風險等優(yōu)勢，卻長期受到下游純化成本高昂的限制。此外，由于缺乏病原體相關分子模式（Pathogen-associated molecular patterns, PAMPs），重組蛋白疫苗通常免疫原性較低，需借助外源性佐劑以增強其免疫效果和遞送效率。NPN技術將“純化”與“遞送”兩大難題合二為一，既簡化了從植物裂解液中分離回收抗原的流程，也提供了天然可生物降解的疫苗載體，大幅提高體液免疫效果。

研究團隊通過熱酸與酶解處理將乳酸菌納米化，并篩選出促三聚化的FD結(jié)構域和高親和的Cpl7結(jié)構域，實現(xiàn)植物重組蛋白的高效表達與快速純化。在無需層析的條件下，三聚體融合蛋白可于低溫下15分鐘內(nèi)特異性結(jié)合NPN，顯著降低成本并提升純化質(zhì)量。以豬流感抗原為模型，瞬時表達產(chǎn)量達488 mg/kg，NPN負載抗原在小鼠體內(nèi)誘導出500倍以上的抗體增強效應，并在兔模型中無需佐劑即可誘導高滴度抗體，熒光觀察顯示其具有明顯緩釋效果。目前，該技術已獲PCT專利并應用于多種抗體和獸用疫苗的開發(fā)，展現(xiàn)出強大的產(chǎn)業(yè)化潛力。

煙草所宋士健特聘研究員與韓國浦項工科大學Inhwan Hwang教授為論文的共同通訊作者。宋士健、刁海平（韓國浦項工大碩士畢業(yè)生），張森森（清華大學博士后）為共同第一作者。該研究得到了北京生命科技研究院（2024200CB0110）和山東省自然科學基金（ZR2024QC068）等項目的支持。