近日，中國農業科學院煙草研究所煙草功能基因組創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藥與微生物工程，成功開發出“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。

植物分子農業是基于植物而非動物細胞生產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。雖然植物擁有高產能、低風險等優勢，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結構域和高親和的Cpl7結構域，實現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分鐘內特異性結合NPN，顯著降低成本并提升純化質量。以豬流感抗原為模型，瞬時表達產量達488 mg/kg，NPN負載抗原在小鼠體內誘導出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，展現出強大的產業化潛力。

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。