转基因大米防治艾滋病

西班牙科学家研发的转基因水稻包含三种抗御HIV的蛋白，这三种蛋白都能阻止HIV与人类T细胞的相互作用，从而阻断其危害人体免疫系统。这意味着，未来人类对艾滋病的防治有可能通过食物来完成。

张田勘

对于HIV感染者和病人，终生服药不仅麻烦，也是一个负担。因此针对艾滋病的各种防治方法如八仙过海，用食物来防治艾滋病就是其中一种。大米是世界一半以上人口的主粮，研究人员已经把大米作为防治艾滋病的一种药物加以开发，现在有了初步结果。

西班牙莱里达大学阿格罗特尼奥中心农业食物和林业科学与工程学院作物生产和林业科学系的瓦姆瓦卡（Evangelia Vamvaka）团队与巴塞罗那IrsiCaixa艾滋病研究所的路易斯·莫尼诺斯-阿尔伯特（Luis M. Molinos-Albert）等研究人员合作，研发出了一种转基因水稻，能有效抵御引发艾滋病的人免疫缺陷病毒（HIV）。根据这一结果，未来人类对艾滋病的防治有可能通过食物来完成。这一结果已经在线发表在2018年7月30日的《美国科学院院刊》（PNAS）上。

瓦姆瓦卡等人研发的转基因水稻包含三种抗御HIV的蛋白，一种是中和HIV的单克隆抗体蛋白2G12，另外两种是糖结合蛋白凝集素griffithsin（GRFT）和凝集素cyanovirin-N（CV-N），这3种蛋白都能阻止HIV（主要是HIV-1）与人类T免疫细胞的相互作用，从而阻断HIV进入人体T细胞来危害免疫系统。凝集素（Lectin）是一类从各种植物、无脊椎动物和高等动物中提纯的糖蛋白或结合糖的蛋白，可以凝集红细胞，故名凝集素。

HIV入侵的是人CD4T细胞，这个过程就像钥匙开锁一样，HIV表面的包膜蛋白gp120就像是一把钥匙，它要找到CD4T细胞上的锁——CD4受体和辅助受体（趋化因子受体CCR5或CXCR4等），并与之结合，才能开启T细胞的大门。当然，在开启T细胞的门锁时，HIV还要依靠它外膜上的另一种透膜蛋白gp41，让后者的构型发生改变，才能促使HIV包膜与T细胞胞膜融合，入侵到T细胞内。

现在治疗艾滋病的一些药物就是根据这个原理来研发的，大凡能与gp120相结合的一些抗体、蛋白、多糖、多肽和小分子化合物，都可能影响HIV包膜和T细胞膜融合的过程，从而阻止HIV与T细胞结合，起到抗御HIV的作用。

现在的几种中和HIV的抗体和用作抑制HIV进入细胞入口的多种凝集素不仅需要量大，而且昂贵，因为它们都是在生物细胞和微生物中产生和提取的。例如，中和HIV的抗体2G12和凝集素GRFT、CV-N也能像重组蛋白一样分别在哺乳动物细胞和微生物系统中产生，并且这些物质一次只能产生一种，不能同时获得。

多年来，艾滋病防治的实践证明，治疗艾滋病的药物需要像鸡尾酒那样搭配，才能产生互补和增强效果的作用。据此，需要有一种同时产生能生产2G12、GRFT和CV-N这三种物质的生物，并且要有足够的数量，以及同时使用它们。这样，才能像鸡尾酒疗法一样，增强阻止HIV入侵T细胞的能力。

瓦姆瓦卡和莫尼诺斯-阿尔伯特等人首先进行体外（试管）试验，用2G12、GRFT和CV-N这3种蛋白混合的“鸡尾酒”来抑制HIV，结果显示这三种物质都能结合到HIV的gp120分子上，并且能协同作战，大大增强了抗击HIV的效力。

虽然通过动物、微生物和植物都可以获得2G12、GRFT和CV-N这三种物质，但要想同时获得它们并同时使用，只能通过植物来生产，尤其是通过转基因技术，把这些物质的基因转移移到作物的种子中，通过作物生长，让后代植物果实（种子）含有这三种物质。

瓦姆瓦卡和莫尼诺斯-阿尔伯特等人把编码这三种物质的基因转移到多种作物中，虽然都能让这三种物质的基因在作物中表达，但是大多只能产生这三种物质中的一种，并且量少。比较而言，只有在转基因水稻的胚乳提取物中能同时检测到这三种抗HIV的物质。而且，对转基因水稻的胚乳提取物进行测试，发现具有在此前试验中纯粹用这三种蛋白可以达到的抗御HIV的协同作用，因为水稻胚乳提取物中的这三种物质都能结合到HIV的gp120分子上，协同抗御HIV。这说明，转基因水稻其实是生产这三种抗HIV物质的良好载体，既能大量生产，而且廉价实用。

当然，这种含有三种抗御HIV的蛋白质的水稻主要是起预防作用，而且也并非像传统的稻米或另一种很出名的转基因水稻——黄金大米一样，是用来食用，这种转基因水稻只是当作外用的“药膏”使用，即直接把转基因大米研磨成粉并以膏剂或糊剂的形式敷用到身体上，通过透皮吸收（蛋白分子释放、穿透及吸收）进入血循环。

研究人员认为，这种防治艾滋病的转基因水稻与药物相比有几种优点。一是水稻可以同时产生三种抗御HIV的蛋白，有协同增强抗御HIV的作用。同时，这种转基因水稻由于是食品，用不着再服用防治艾滋病的药物，因此是一种特别适合发展中国家的防治艾滋病的方法。当然，种植这种转基因水稻的成本会比种植普通水稻要高一些，但比起服用抗艾滋病的药物，却便宜得多。

不过，瓦姆瓦卡和莫尼诺斯-阿尔伯特等人的研究只是提供了一种食物抗御艾滋病的可能性，还需要动物和人体试验来验证。