抗HIV大米

除了填饱肚子和酿酒，大米也能抵抗 HIV 了？！8 月 14 日发表在《美国国家科学院院刊》（Proceedings of the National Academy of Sciences，PNAS）上的一项研究成功对一种水稻进行了基因改造，让水稻种子也就是大米表达出了 3 种不同的抗病毒蛋白，以阻止人类免疫缺陷病毒（human immunodeficiency virus，HIV）进入人体细胞。

这三种蛋白质包括一种 HIV 中和抗体及两种能与 HIV 的壳膜蛋白 gp120 直接结合的凝集素，它们在体外联合使用能够与两种不同血清型的 HIV 结合并中和其毒性。只要将这种抗 HIV 大米简单加工，就能够制成抵抗 HIV 感染的外用药膏，为预防 HIV 传播提供了更加便利和低成本的选项。

抗HIV大米的诞生

由于缺乏有效的 HIV 疫苗，目前预防病毒传播的主要方法是防护隔绝（如避孕套）或口服药物。为了侵入易感细胞，HIV 的壳膜蛋白 gp120 能够识别免疫细胞——CD4+淋巴 T 细胞表面的 CD4 分子，随后启动病毒与免疫细胞的融合，最终侵入并破坏淋巴 T 细胞。因此，只要抑制 HIV 壳膜蛋白 gp120 与免疫细胞的结合，就能有效抵抗 HIV 对免疫细胞的入侵。

目前有效的抑制剂包括广泛中和单克隆抗体（broadly neutralizing monoclonal antibody），如 2G12；凝集素（lectin），如 griffithsin（GRFT）和氰基病毒-N（cyanovirin-N，CV-N）。其实早在 2009 年，PNAS 就已经有研究将 griffithsin 的基因转入烟草，这种抗 HIV 烟草的提取物可以和 HIV 的 gp120 结合并阻止 HIV 进入细胞（doi: 10.1073/pnas.0901506106）。然而，获得这类提取物必须进行大量纯化，使得其成本和售价都非常昂贵。

被转入了 3 种抗 HIV 蛋白基因的水稻则有效地解决了这一问题。这种水稻的种植条件简单、安全性较高，其粗提物可直接投入应用——这类谷物种子可能是最适合发展中国家的 HIV 侵入抑制剂生产载体。

Evangelia Vamvaka 是加州大学伯克利分校（University of California, Berkeley）的博士后研究员，同时也是该研究团队的成员，她在博士期间证明了水稻中能有效地单独表达 2G12，GRFT 和 CV-N，并且最大产量与其他植物（例如玉米胚乳和烟草）中产生的相同组分相当，为这个项目奠定了基础。。

但是，让这 3 种抗HIV蛋白在水稻中单独表达还不够。由于 HIV 病毒具有多种血清型，因此其病毒表面存在许多不同的抑制剂结合位点，因此使用单一抑制剂有可能导致“漏网之鱼”的出现。因此研究人员希望能在同一植株中同时表达 3 种 HIV 侵入抑制剂，这样既能够较为全面的阻断 HIV 进入免疫细胞，还可以避免多重复杂的后续生产加工过程，有效降低生产成本。

想要达到这一目标，研究团队就必须证明在同一植株中共存的3种抗HIV蛋白在表达过程中不存在互相影响带来的负效应。