乳酸乳球菌（ Lactococcus lactis,L. lactis） 是乳球菌屬中最典型的一個種，是乳酸菌的重要模式菌（ model LAB） .L. lactis 歸屬于硬壁菌門，桿菌綱，乳桿菌目，鏈球菌科，乳球菌屬，細胞呈球形或卵圓形，革蘭氏陽性，兼性厭氧，不產莢膜和芽孢，營養要求復雜，最適宜生長溫度為 30℃。L. lactis 廣泛存在于乳制品和植物產品中，在食品工業中應用廣泛，對人和動物無致病性，是被公認安全的食品級微生物（ generally regards as safe,GRAS） .與大腸桿菌、酵母菌相比，L. lactis 的分子遺傳學方面的研究起步較晚，從 20世紀80 年代開始，研究者致力于對其生物學性質和分子機制的研究。近年來，L. lactis 分子生物學及作用機制的研究取得了重大發展，一系列具有不同用途的 L. lactis 基因表達系統已逐步建立，并成功地表達了許多外源蛋白,加之 L. lactis 的完整基因組已經測序完成，因此，構建重組乳酸乳球菌已成為食品工業、生物制藥和疫苗研究的熱點，被廣泛應用于上述領域內。
1 重組 L. lactis 應用于黏膜免疫疫苗
黏膜是許多病原菌進入肌體的主要通道，在黏膜表面接種以抵御病原體的入侵，不僅是合理的，在某種程度上也是唯一的途徑，例如在黏膜表面防御寄生蟲和病毒的感染遠比感染后再消除這些病原體容易.因此，預防感染的最佳途徑就是激發作為肌體第一道屏障的黏膜免疫，阻止病原微生物的入侵。Besrdeka 于 1919 年首先提出了黏膜局部免疫防御系統的概念，黏膜免疫的組織結構基礎是由位于胃腸道的孤立淋巴結和集合淋巴結為代表的腸道相關性淋巴組織（ Gut associated lymphoid tissue,GALT） 、鼻黏膜 相 關 淋 巴 組 織 （ Nasal assoeiated lymphoid tissue,NALT） 、上呼吸道的支氣管淋巴組織（ Bronehus - assoeiatedlymphoid tissue,BALT） 、泌尿生殖道黏膜下的淋巴組織和眼部的淋巴組織組成。通過黏膜輸送疫苗抗原能夠刺激GALT 產生局部黏膜和全身系統免疫反應，局部黏膜分泌型 IgA 抗體（ sIgA） ,能夠阻止病毒的感染、細菌的定植及中和細菌毒素的活性.因此，通過鼻黏膜、消化道黏膜或婦女陰道黏膜接種疫苗是一種極其有效的免疫途徑。
理想的黏膜免疫活載體疫苗應該是安全、穩定的，能促使抗原和免疫系統之間的有效接觸，并能刺激體液和細胞免疫反應，單劑量接種后產生長期的保護。近年來發展了一些新型的抗原遞呈載體，如細菌、病毒、惰性顆粒及黏膜上皮黏附因子等。將重組細菌作為抗原遞呈載體是近年來基因工程主要的發展方向，目前研究最多的是致弱病原菌載體，如分枝桿菌（ mycobacteria）、沙門氏菌（ sal-monlla）.但因其仍可能保持侵襲性和毒性，對兒童、老人及部分免疫缺陷者有潛在的危險，而且過強的免疫應答會降低后繼疫苗的效力，因此，在應用上受到了限制。利用乳酸乳球菌作為抗原遞呈載體是近年來新興的疫苗研制策略，能夠克服上述缺陷。乳酸乳球菌被公認為安全級微生物，在疫苗研發方面具有天然的優勢，它不在人和動物腸道內定居，具有很小的免疫原性，不會造成免疫麻痹，可重復用作抗原遞呈載體； 攜有多種免疫輔助成分起到免疫修飾作用，如脂多糖、磷脂 A 及肽聚糖等，可以作為佐劑激活宿主的免疫系統，促進細胞分裂、體液及細胞免疫;乳酸乳球菌分泌蛋白較少，且不分泌細胞外蛋白酶，使得其表達的外源性分泌蛋白易于被檢測且不易發生細胞外降解； 易于馴化，其遺傳學方面的研究及相關技術日臻成熟。因此，乳酸乳球菌是一種理想的黏膜免疫疫苗活載體。
目前，以乳酸乳球菌作為載體來輸送疫苗抗原以激發黏膜免疫的研究比較深入，已有多種細菌、病毒的抗原在乳酸乳球菌中表達并用于口服或鼻黏膜接種研究,相關的免疫原性也給予了闡述。K. Robinson 等在乳酸乳球菌中表達破傷風毒素片段 C（ TTFC） ,并以黏膜免疫的方式免疫小鼠，發現在小鼠腸道中產生特異性 IgA 抗體和T 細胞免疫反應，而且血清中也出現特異性 IgG 抗體；ZHANG ZH 等給小鼠口服表達瘧原蟲 MSP - 1（ 19） 蛋白的乳酸乳球菌，小鼠能夠產生針對瘧疾的保護力； Ribeiro等也在乳酸乳球菌中實現了布魯氏菌 L7/L12 抗原的表達。以上試驗結果都表明，乳酸乳球菌可有效地將抗原遞呈于黏膜免疫系統并誘導特異性免疫應答，證明其具有誘導黏膜免疫應答的能力。目前為止，已有多種細菌及病毒的抗原在乳酸乳球菌中得到有效表達，如表 1 所示。
2 重組 L. lactis 表達、傳遞功能性蛋白及細胞因子
采用重組微生物表達功能性蛋白可以較好地解決傳統藥理學制備技術存在的藥物產量低、成本昂貴、蛋白質易變性等不足。L. lactis 是一種理想的外源蛋白表達宿主菌，其表達的外源蛋白在細胞的定位有胞內、胞壁結合和分泌等形式。分泌性表達具有極其顯著的優勢，可以持續培養，及時將合成的外源蛋白輸送到胞外上清中，避免被胞內蛋白酶降解； L. lactis 不產生任何細胞外蛋白酶，有利于保持外源蛋白的完整性和功能性； 可避免如大腸桿菌表達形成包涵體，無須復性處理，表達蛋白能夠正確折疊，保持良好的生物學活性； 分泌性表達的蛋白或酶可以直接與作用對象或腸道黏膜接觸，無須下游的蛋白純化操作，且乳酸乳球菌為腸道益生菌，可在腸道中持續表達。目前，乳酸乳球菌已成為重組治療蛋白及細胞因子表達載體的研究熱點，已有多種細胞因子在乳酸乳球菌中表達,如表 2 所示。
IL - 10 是近年來發現的具有抗炎作用的細胞因子，也稱之為細胞因子合成抑制因子，是一種多功能負性調節因子，主要由 Th2 細胞、活化的 B 細胞、單核細胞、巨噬細胞產生。它參與免疫細胞、炎癥細胞、腫瘤細胞等多種細胞的生物調節，在自身免疫性疾病、嚴重感染性疾病、腫瘤及移植免疫等多種疾病中發揮重要作用。IL - 10 在炎癥性腸病中是重要的抑炎細胞因子，常用給藥方法是口服或注射，但均有一定的局限性?？诜o藥會因胃腸道中的蛋白酶以及胃液的酸性環境等因素，給細胞因子的傳遞造成不利的影響； 注射給藥會引起一定的副作用并可導致炎癥因子的誘發。研究者對如何將功能性蛋白及細胞因子有效地傳遞到病灶展開了研究。Steidler,L 等給鼠口服表達分泌型 IL -10 的乳酸乳球菌，研究發現，DSS（ 右旋糖酐硫酸酯鈉） 模型鼠的大腸炎發病率減少了 50%; Vandenbro-ucke,K 等亦研究發現分泌型表達三葉因子（ TFF） 的乳酸乳球菌可有效防治急性鼠源大腸炎。以上研究結果均表明，以重組乳酸乳球菌作為功能性蛋白及細胞因子的表達、傳遞載體是完全可行的。
3 結 語
乳酸乳球菌是一種長期應用于食品工業的有益微生物，近年來乳酸乳球菌分子生物學研究進展迅速，一系列基因表達載體和受體系統逐步建立，已構建了多種重組乳酸乳球菌。重組乳酸乳球菌及其表達產物可直接制成口服制劑，避免了一般基因工程菌復雜、高成本的后期提取工藝，因此，重組乳酸乳球菌在功能食品、醫療保健及微生態制劑、人工口服疫苗等領域具有廣闊的應用前景和巨大的商業價值。
參考文獻：
[1] Monne M,Chan KW,Slotboom DJ,et al. Functional expression ofeukaryotic membrane proteins in Lactococcus lactis[J]. ProteinSci,2005,（ 14） : 3048 - 3056.
[2] Eriksson K,Holmgren J. Recent advances in mueosal vaccines andadjuvants[J]. Curr Opin Immunol,2002,（ 14） : 666 - 672.
[3] Brandtzaeg P. Role of secretory antibodies in the defence againstinfections[J]. Int. J. Med. Microbiol,2003,（ 293） : 3 - 15.
[4] Michetti P,Mahan MJ,Slauch JM,et al. Monoclonal secretory im-munoglobulin A protects mice against oral challenge with the inva-sive pathogen Salmonella typhimurium[J]. Infect Immun,1992,（ 60） : 1786 -1792.
[5] Taylor HP,Dimmoek NJ. Mechanism of neutralization of influenzavirus by secretory IgA is different from that of monomeric IgA orIgG[J]. Exp Med,1985,（ 161） : 198 - 209.
[6] Winner L,Mack J,Weltzin R,et al. New model for analysis of mu-cosal immunity: intestinal secretion of specific monoclonal immu-noglobulin A from hybridoma tumors protects against Vibrio chol-erae infection[J]. Infect Immun,1991,（ 59） : 977 - 982.
[7] Stover CK,de la Cruz JF,Lee MH. New use of BCG for recombi-nant vaccines[J]. Nature,1991,（ 351） : 456 - 460.
[8] Chatfield S N,Dougan G,Roberts M. Progress in the developmentof multivalent oral vaccines based on live attenuated Salmonella[M]. Plenum press,1994: 32 -34.
[9] Szostak MP,Hensel A,Eko F. Bacterial ghosts: non - living candi-date vaccines[J]. Biotechnol,1996,（ 44） : 161 - 170.
[10] Norton PM ,Wells JM,Brown HWG,et a1. Protection against tet-anus toxin in mice nasally immunised with recombinant Lactococ-cus lactis expressing tetanus toxin fragment C[J]. Vaccine,1997,（ 15） : 616 - 619.
[11] Dieye Y,Hoekman AJ,Clier F,et al. Ability of Lactococcus lactisto export viral capsid antigens: a crucial step for development oflive vaccines[J]. Appl Environ Microbiol,2003,（ 69 ） : 7281 -7288.
