1. 成果介绍

家蚕生物反应器作为一种重要的杆状病毒表达系统，利用重组家蚕杆状病毒在家蚕细胞或家蚕虫体内表达目的蛋白，这种系统兼具杆状病毒表达系统通用的优势和在家蚕中表达特有的优势：1）病毒载体基因组大，外源基因容量大，并且可以实现多外源基因的表达；2）表达外源蛋白过程中有糖苷化、脂肪酸酰基化、乙酰化以及N 端糖基化（家蚕特有）等后加工过程，有利于外源蛋白正确折叠和修饰；3）杆状病毒对脊椎动物无病原性，不能在脊椎动物细胞中复制，生物安全性好；4）杆状病毒本身可以诱导机体产生非特异性免疫，有利于疫苗使用后机体免疫的产生；5）相较于细胞表达，在虫、蛹体内表达重组蛋白的表达量更高、成本更低，5颗蚕蛹的表达量可以达到1L 细胞培养物的表达量；6）可以向脊椎动物细胞中呈递外源基因，用作基因疫苗载体。

在此基础之上，生物所建立的具有自主知识产权的新型家蚕杆状病毒多基因表达系统（ZL 201110142492.4），更为家蚕生物反应器研究与应用开启了新的时代。该表达系统便于操作，理论上重组率为100%；可进一步提高外源基因的表达量和积累量，重组病毒中不含有任何新引入的抗生素基因，生物安全性高；而且可以同时表达多个外源蛋白，整个表达过程时间短，效率高，可批量生产。

另外，通过多年的研究与积累，与家蚕生物反应器相关的技术得到进一步完善，形成了一整套全新的家蚕生物反应器技术体系，包括：施用昆虫激素增加“家蚕生物反应器”生产效率；家蚕生物反应器生产的基因工程产品的口服制剂工艺；高表达专用蚕品种的选育；防止家蚕细菌病传染的方法；不影响蚕丝生产量的家蚕生产基因工程产品的专有技术；家蚕生物反应器专用人工饲料配方；宿主域扩大的家蚕杆状病毒表达系统；家蚕生物反应器生产的产品的纯化加工工艺等。

利用新型家蚕生物反应器技术体系，已经获得了多种外源蛋白的表达，包括多种动物用抗原蛋白，并正确组装成病毒样颗粒（VLP），如：口蹄疫病毒、狂犬病毒、猪圆环病毒、水貂肠炎病毒、兔出血热病毒、猪细小病毒、羊包虫、戊肝病毒、鸡新城疫病毒、鸡法氏囊病毒等；以及多种干扰素和复合型干扰素。以上成果均已申请国家发明专利， 其中利用家蚕生物反应器生产口蹄疫抗原的方法还获得了国际专利授权（GB2463783），以及疫苗临时销售批文；利用家蚕生物反应器生产狂犬病毒抗原的方法获得了甘肃省科技进步一等奖；利用家蚕生物反应器生产的产品已经获得农业转基因生物安全证书（生产应用）6个。

图 家蚕生物反应器表达的猪圆环病毒VLP（左）以及VLP免疫金标记（右）

2. 研发背景及市场应用前景

昆虫杆状病毒表达系统是继大肠杆菌、酵母和哺乳动物细胞表达系统之后建立起来的一种真核表达系统，因安全性好，表达产物活性高等优势，成为生产与研究各种原核、真核蛋白的有力而普及的工具,在人类和动物疫苗研究领域已有广泛应用，但由于其多在昆虫细胞中表达外源蛋白，蛋白表达量相对较低，且昆虫细胞培养的成本高，导致生产的产品价格偏高，因而限制了其实际应用。因此，提高外源蛋白的表达量，降低生产成本成为拓宽昆虫杆状病毒表达系统的应用范围的关键因素。

新型家蚕生物反应器技术体系作为一种蛋白表达平台，具有表达量高，生产成本低，表达产物活性好等优势，在生产兽用空衣壳（VLP）抗原方面具有巨大的潜力；该体系还可用来生产干扰素，不仅表达量高，而且可生产复合型干扰素，通过不同型干扰素之间互作增强的效应，增加产品的活性，在动物无抗养殖中应用前景广阔。另外，新型家蚕生物反应器技术体系还可用来生产一些高温酶以及抗体等。

3. 成熟度：可直接应用

4. 技术水平：国际先进

5. 获得的知识产权情况

新型家蚕生物反应器技术体系，已经获得国家发明专利授权（ZL 201110142492.4）。利用该体系，生产的一系列抗原产品，已经获得国家发明专利授权11项，包括：口蹄疫、狂犬、猪圆环、水貂肠炎、兔出血热、羊包虫、猪细小、戊肝、鸡新城疫、鸡法氏囊和人乳头瘤病毒，其中利用家蚕生物反应器生产口蹄疫空衣壳抗原的方法还获得国际专利授权（GB2463783）。

利用该体系生产的动物干扰素，包括鸡、鸭、猪、羊和猫的各型干扰素（α、γ、λ和ω）以及复合型干扰素产品都分别申请了国家发明专利，目前已获得授权5项，公开6项；另外还利用该技术结合铁蛋白自组装技术，生产新型纳米颗粒疫苗抗原产品及诊断试剂，已申请国家发明专利7项，包括：流感、口蹄疫、狂犬、猪瘟、猪圆环、小反刍兽疫、传染性法氏囊。

利用新型家蚕生物反应器技术体系，生产的抗原和干扰素产品，先后获得过6项农业转基因生物安全证书（生产应用），包括：口蹄疫空衣壳抗原P1-2A3C、狂犬病毒G抗原、狂犬病毒N抗原、鸡α-干扰素、鸡γ-干扰素和猫ω-干扰素。鸡λ3-干扰素在肉仔鸡饲粮中应用的安全评估中间试验已经完成，并递交实验报告。