疫苗对家里的毛孩子的重要性，绝对毋庸置疑。但总会有一些无良奸商，利用家长对宠物健康的担忧，售卖假冒伪劣产品。
比如“弓形虫疫苗是智商税！！！”这句话，真的是很多受骗家长用亲身经历总结出的无价箴言。要知道，当前市面上确实还没有获得批准、安全有效的商业化弓形虫疫苗。
就近几年也依然有家长可能受骗 图自：weibo
但这绝不代表这种尚未成功的疫苗就绝对不可能，相反，随着各种生物学技术的发展，对弓形虫疫苗的研发也逐渐加快了脚步！
今日份摸~鱼~读~物~就想跟大家更新一下刚过去的2020里弓形虫疫苗的最新进度条~
图自：网络
CRISPR，疫苗研究最强助手
对2020的疫苗研究者来说，最重要的工具之一，必须是当年斩获诺贝尔奖的CRISPR-Cas9基因编辑技术。
简单来说，CRISPR是细菌体内一种特殊的重复序列。
在遇到病毒入侵时，这个序列翻译出的蛋白质分子可以一刀剪断病毒的基因片段，清除体内的病毒感染，可以说是细菌一套特有的“免疫系统”。
CRISPR基因编辑系统 图自：science
在经过两位诺贝尔奖女性得主的巧手改造后，这把剪刀就不单单只认识病毒的基因片段，而是能够识别任意的DNA片段。
只要一培养皿细菌，就可以轻松改变生命密码，也让生物学家从此有了能字面意义上逆天改命的工具。
让CRISPR“吃掉”弓形虫
在一些剪不断理还乱的婚姻育儿纠葛推波助澜下，弓形虫得以蝉联N界养宠家庭知名度最高“人畜共患病”奖。
so首先我们来复习一下弓形虫的繁殖方式
- 弓形虫的繁殖旅途
弓形虫存在两种繁殖方式：在唯一终末宿主（也就是我们的主角——喵星人）体内的有性生殖和中间宿主（包括人在内的多数恒温动物）体内的无性生殖。
弓形虫生活史 图自：researchgate
➤有性繁殖阶段
猫吃掉被弓形虫污染的食物后，弓形虫包囊在猫的消化道内释放，分化成相当于卵子和精子的配子。
雌雄配子结合发育为卵囊，随着粪便排出体外，就成了其他动物感染弓形虫的污染源。
➤无性繁殖阶段
卵囊随食物进入中间宿主肠道后，囊外壳破裂释放出感染能力强的速殖子。
速殖子会入侵免疫细胞，引起急性感染，导致组织炎症和水肿；
弓形虫形态：a. 速殖子；b. 缓殖子；c. 包囊 图自：jotscroll
有些弓形虫抵挡不住免疫系统的攻击，会由速殖子转化成感染能力较弱的缓殖子，在组织内形成包囊进入休眠模式。一旦寄主被猫吃掉，就会开始下一轮循环。
但在这个阶段，弓形虫常常在宿主的眼球或大脑中聚集，而且包囊会随自身增殖变大，逐渐挤压器官，造成慢性感染。
视网膜被弓形虫感染后受损 图自：nature
弓形虫疫苗研发的关键点，就埋藏在这两种不同的繁殖过程中。
- BFD1，就决定是你了
2020年初cell重磅发文，报道了一种名为BFD1的基因，它驱动弓形虫进入半休眠状态，躲避免疫系统追击并在体内终生存在。
BFD1介导弓形虫进入半休眠状态 图自：cell
但如果用CRISPR剪刀对BDF1稍作修改，变异的弓形虫就不能再分化成随缓殖子增殖体积同步变大的包囊，也没有办法继续在实验小鼠大脑中造成慢性感染。
BDF1基因是弓形虫分化的调节因子 图自：nature
预防和治疗弓形虫慢性感染方法，
- α淀粉酶，急性感染必杀技
当宿主免疫受损或免疫力低下时，体内的缓殖子会重新被激活，变为速殖子。
兵马未动粮草先行，为了这一天的来临，休眠期中的缓殖子也非常努力地囤积着可以自己的激活能量包——支链淀粉。
所以只要我们破坏掉支链淀粉的代谢，那理所当然可以影响弓形虫的发育。
α-淀粉酶（α-AMY）就是能够消化支链淀粉的一员大将。
疫苗组VS对照组小鼠攻虫实验结果 图自：microbial biotechnology
同样是CRISPR技术出手，将弓形虫α-AMY 基因完全切掉后，接种到小鼠体内，30天后再用可以引起急性感染的速殖子攻击疫苗组和对照组小鼠。
最后，所有接种疫苗后的小鼠全部存活，对照组没有免疫过的小鼠却各有伤亡（死亡率40-80%）。
免疫组和对照组小鼠腹腔内弓形虫数量 图自：microbial biotechnology
而且，免疫组小鼠的腹腔内弓形虫增殖数量也远远低于非免疫组，说明接种疫苗成功压制了弓形虫在宿主体内的无性繁殖。
也就是说，α-AMY 基因缺失疫苗对弓形虫的急性感染起到了不错的保护作用。
- 另辟蹊径，我要你后继无虫
时间来到2020的尾巴，苏黎世大学的同行们则没有把时间纠结在缓殖子和速殖子的形态转化上，而是打起了弓形虫卵囊的主意。
应用基因编辑技术构建弓形虫突变株 图自：jmb
这次他们手下的弓形虫表现出受精缺陷和繁殖力下降，产生的卵囊也不能产生感染性。
用这种基因编辑改造的疫苗对猫进行接种，能够完全防止弓形虫感染后的下一代传播。
这等于直接让有性繁殖阶段的弓形虫绝了后，也从源头彻底掐断了弓形虫肆虐的可能。
图自：网络
不过今天分享的三种基因缺失苗，本质上还属于减毒活疫苗。
对接种的宿主来说，减毒疫苗虽然可以诱导机体产生强烈免疫应答，但对免疫力降低的动物却存在毒力返强的风险，对商业化来说首先在安全性上要敲一个问号。
不过弱毒苗也并非没有市场，像英特威的犬四联和猫三联，都是非常成熟的弱毒活疫苗。
图自：网
何况八仙过海，各显神通，除了这一类基因缺失弱毒苗外，还有各种亚单位苗、活载体苗、mRNA苗在按部就班的研究。相信真正研发出商品化疫苗，从根本上抵御弓形虫的侵袭的那一天，不会让所有人等太久。
到时候，再有唠叨让谁家姑娘扔猫的，就可以头一甩高傲地怼回去：“我家宝贝打过疫苗了，才没有弓形虫呢！”
【本期所长互动】
你家猫咪什么时候会攻击你呢？
参考文献
[1] 李双星,柳方远,印春生,刘业兵.动物弓形虫病疫苗研究进展[J].中国兽医科学,2020,50(05):610-616.
[2]Frickel E M. One gene to rule them all in a chronic brain infection[J]. 2020.
[3] Yang J, Yang C, Qian J, et al. Toxoplasma gondii α‐amylase deletion mutant is a promising vaccine against acute and chronic toxoplasmosis[J]. Microbial biotechnology, 2020, 13(6): 2057-2069.
[4] Hehl A B, Winiger R R. A streamlined CRISPR/Cas9 approach for fast genome editing in Toxoplasma gondii and Besnoitia besnoiti[J]. Journal of Biological Methods, 2020, 7(4): e140.
责任编辑：LNS
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