关闭引导
搞边科 | “大肠杆菌”打进身体里?中国科学家全球首创
2025-09-10 23:30:21
广州日报新花城
图片

2025年9月9日,国产九价HPV疫苗在厦门完成全球首针接种。

这不仅意味着我国成为全球第二个具备九价HPV疫苗自主供应能力的国家,更重要的是,它背后的核心技术,正是曾被国际学界认为“做不到”的——大肠杆菌表达系统

图片

图/万泰疫苗

不少朋友一听“大肠杆菌”,下意识就慌了:这东西打进身体里,不会有危险吗?

其实完全不用担心——大肠杆菌在这里的角色,只是一个“工厂”,帮忙生产零件,最后打进人体的,并不是它本身。

今天,我们就来深入揭秘:大肠杆菌和HPV疫苗,究竟有什么关系?


一、大肠杆菌在疫苗里到底做了什么?

HPV疫苗的有效成分是病毒样颗粒(VLP)

它看起来像HPV病毒的外壳,但里面是空的,不含任何病毒基因,不能复制,也不会致病。

图片

VLP结构多样性

朱珊刘志安李春病毒样颗粒的制备研究与应用进展*[J]. 中国生物工程杂志, 2025, 45(2-3): 68-79 https://doi.org/10.13523/j.cb.2408028

这些外壳蛋白需要一个“代工厂”来生产,而国产九价选择了大肠杆菌。

科研人员把HPV外壳蛋白的基因片段放进大肠杆菌里,让它按照指令生产蛋白,再经过纯化、组装,变成VLP。

最终制成的疫苗里,只有纯净的“假病毒外壳”,而大肠杆菌早就被“请出厂房”,一丝不剩。


二、从肠道居民到“超级工厂”

大肠杆菌,学名大肠埃希菌(Escherichia coli),是人类肠道的常驻“居民”,与我们共生数百万年。它本身并不可怕,甚至早在上世纪80年代,就帮助人类制造了第一个重组DNA药物——人胰岛素,开启了现代生物制药的时代。

图片

低温电镜下的一簇大肠杆菌,放大10,000倍。

为什么大肠杆菌会被看作“超级工厂”?

生长快:20分钟就能繁殖一代,意味着生产效率极高。

背景清晰:遗传学研究非常透彻,科研人员可以精准控制它的基因。

成本低:培养条件简单,生产价格远低于真核细胞系统。

安全稳定:目前全球约70%的重组蛋白药物都离不开大肠杆菌。

但是,问题也随之而来:大肠杆菌作为原核生物,缺乏真核细胞的复杂加工系统。

科学界长期认为,它无法完成像HPV疫苗这样复杂的病毒样颗粒蛋白的折叠和组装。换句话说,想靠大肠杆菌来造HPV疫苗,几乎就是“不可能完成的任务”。


三、中国科学家的逆袭之路

面对这一“天方夜谭”,中国科研团队并没有退缩。从20年前的最初尝试,到不断优化蛋白折叠方式、改进纯化工艺,他们一次次在失败中寻找突破口。最终,中国科学家成功解决了大肠杆菌表达系统中的关键难题,让它能够高效、稳定地生产出HPV疫苗所需的病毒样颗粒。

图片

图/万泰疫苗

这项突破带来的意义远不止“可行”这么简单。和传统酵母或昆虫细胞相比,大肠杆菌生产的疫苗具备几大显著优势:

高产量:表达量大,保证疫苗的供应稳定。

高纯度:杂质蛋白少,结合工业纯化工艺,成品更纯净、安全。

低成本:显著降低了生产价格,使疫苗更可及。

正因如此,中国不仅研发出全球首个大肠杆菌系统的戊肝疫苗,还先后推出了二价HPV疫苗、九价HPV疫苗,并计划研发二十一价HPV疫苗。

这条“从不可能到可能”的道路,彻底改写了国际疫苗格局。


四、接种HPV疫苗有多重要

HPV是一种小双链环状DNA病毒,通过感染黏膜和皮肤组织引发各种良性和恶性病变。HPV感染会导致多种癌症,包括宫颈癌、肛门癌、口咽癌、外阴癌、阴茎癌、口腔癌、喉癌等。

在我国,宫颈癌病例数量逐年增多,已成为女性健康的一大杀手。此外,我国易感染宫颈癌的女性年龄阶段从以往集中于40~60岁逐渐转移到15~44岁,呈现出发病年龄逐渐年轻化的趋势。

目前宫颈癌是唯一一种可以预防的癌症,女性从感染HPV发展到罹患宫颈癌需要15~20年。在整个过程中,最重要的一级预防措施就是接种HPV疫苗,这是目前较为经济有效的防护措施。

九价HPV疫苗的价值就在于,它覆盖了9种HPV型别,包括7种高危型和2种低危型,可预防约95%的宫颈癌发生。

图片

国产九价疫苗开打首日。来源/今日海沧

国产九价疫苗的定价更是重大利好——每支499元,仅为进口同类产品的40%左右。

9-17岁女性只需两针,全程998元;

18-45岁女性需三针,全程约1500元。

价格的下降和产能的保障,将极大提升接种覆盖率,让更多女性远离宫颈癌威胁。

目前广州已开放国产九价HPV疫苗线下预约,市民可到各个社区卫生服务中心登记预约,还可咨询家庭医生预约。另外,全省设有疫苗接种点的综合医院和社区医院,都可以通过现场或线上微信公众号等进行预约。预计10月国产九价HPV疫苗到货即可开打。

图片

全球已上市的六种HPV疫苗

张姝玥,王致萍,顾蓉,李少伟,夏宁邵*.基于大肠杆菌表达系统的人乳头瘤病毒疫苗研发进展[J].中国食品药品监管.2023.12(239):42-49.


五、低成本也能做出高质量

今天的大肠杆菌,已经不只是我们肠道里的“原住民”,而是全球生物制药最可靠的“细胞工厂”。随着技术进步,未来它还将参与更多疫苗和药物的研发,甚至可能推动癌症免疫疗法、罕见病药物的突破。

“不可能”到“可能”,从“追赶”到“领跑”,中国的九价HPV疫苗,正是这一进程的最佳注脚。

疫苗必须是精品

但不该是奢侈品



图片
图片

广州日报媒重点实验室出品

统筹/徐梅花

文/张乐怡

广州日报新花城编辑:张乐怡

@新花城 版权所有 转载需经授权