VLP（病毒样颗粒）因不含病毒基因组、不能复制却能诱导免疫反应，已成为疫苗和免疫原开发的重要技术路线。酵母作为真核表达系统，兼具异源蛋白高效表达、成本低、操作容易、可放大等优势，是VLP生产的重要平台；但其糖基化模式与哺乳动物细胞存在差异，高密度培养、包膜VLP组装、质粒稳定性和下游纯化等环节仍需针对具体产品优化。
基于Sara Brachelente等2023年发表于Applied Microbiology的综述《Yeast and Virus-like Particles: A Perfect or Imperfect Couple?》，本文提炼酵母VLP平台的关键技术逻辑。
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一、VLP技术平台概览
1.1/已上市VLP疫苗与主流表达平台
VLP最核心的特征是模拟原始病毒的衣壳结构。由于缺乏病毒基因组，VLP不能复制却能诱导强烈的免疫应答，是廉价且安全的疫苗与免疫原生产工具。目前市场上已有多款基于VLP的人类疫苗：
・乙型肝炎病毒（HBV）：Recombivax HB、Engerix-B
・人乳头瘤病毒（HPV）：Gardasil、Cervarix、Gardasil-9
・戊型肝炎病毒（HEV）：Hecolin
VLP可在细菌、哺乳动物细胞、植物、昆虫细胞及酵母等多种系统中表达。其中，哺乳动物和昆虫细胞在“还原病毒原始结构”方面表现最优，但高昂的运营成本和缓慢的生长速度使其难以规模化；细菌和酵母培养则廉价易操作、生长周期短、可扩展性极强。
图1 VLP常用表达平台
1.2/包膜与非包膜：结构决定策略
设计VLP生产平台时，首先必须追溯VLP来源病毒的结构特征，据此可分为两大类：
・非包膜VLP：由单个或多个蛋白质组成，组装逻辑相对简单；
・包膜VLP：含有脂质包膜，其特异性取决于病毒糖蛋白的存在。
对于包膜VLP而言，糖基化是绕不开的关键问题。糖基化是一种翻译后修饰（PTM），对蛋白质的生物活性与正确折叠至关重要。真核细胞中存在N-连接和O-连接两种主要糖基化类型，均发生于内质网或高尔基体中，其中N-糖基化对蛋白质功能影响尤为显著。
需要特别指出的是，酵母虽然可以完成大多数标准PTM，但其糖基化模式与人类细胞存在差异：酵母中的N-连接糖基化以高甘露糖型聚糖为主；而人体细胞中，除高甘露糖聚糖外，还有杂交型和复杂型聚糖连接在天冬酰胺的氮残基上。这一差异直接影响糖蛋白类VLP的免疫原性与折叠质量，也是酵母选型时必须权衡的因素。
图2/3 不同VLP类型/酵母与人类中的代表性 N-聚糖亚型
1.3/VLP生产的四大考量维度
当VLP走向商业化时，除纯化（保证临床使用的功效与安全性）之外，还必须统筹三个方面：
1.时间，开发与生产周期；
2.可扩展性，能否顺利放大至工业化规模；
3.成本，原料、培养与纯化的综合经济性。
综合来看，酵母系统在可扩展性与成本维度优势突出，这也是其成为VLP生产主力平台之一的根本原因。
表1 不同VLP表达平台的优缺点
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二、酵母为何是VLP生产的理想宿主
酵母是真核生物，已成为异源蛋白和VLP生产的极具吸引力的表达系统，其核心优势包括：
・生物安全性高：实验室常用酵母菌株无致病性、无毒性，无需特殊防护即可操作；
・支持复杂抗原展示：可表达一种或多种病毒衣壳蛋白，形成并展示广泛的抗原位点库，包括不连续表位及重组糖蛋白；
・外源病原体污染风险低：相比哺乳动物细胞系，酵母培养被外源病原体污染的概率极低；
・技术工具链成熟：合成启动子的微调表达技术、工程化菌株改造以及CRISPR/Cas9基因编辑的持续迭代，正推动不同酵母物种的VLP高效生产。
迄今为止，依靠酵母系统已产生多个不同种属病毒的VLP。而要在酵母家族中精准选型，就必须深入了解各物种的特性差异。
表2 已通过酵母表达产生 VLP 的病毒蛋白清单
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三、三大酵母表达系统深度对比
3.1/酿酒酵母：经典之选，功过并存
酿酒酵母是研究最为深入的遗传系统之一，广泛用于治疗或制药用途的异源蛋白表达。其优势在于：
・载体与启动子资源丰富：已构建了大量表达质粒，提供多种不同强度和选择标记的启动子组合；
・表达调控手段完备：启动子可分为两大类——组成型启动子保证稳定的表达水平；诱导型（动态）启动子可响应环境刺激驱动表达水平的大幅变化。市售游离质粒pYES2携带pGAL1启动子和URA3选择标记，是酿酒酵母中最常用的异源蛋白表达系统之一；
・历史战绩辉煌：第一个获FDA批准的酵母表达VLP疫苗——HBV-VLP，正是由酿酒酵母生产的。
表3 酵母表达VLP蛋白时的主要启动子
但酿酒酵母的短板同样明显：
・胞内表达量过大易产生毒性聚集：病毒蛋白在细胞内大量表达，可能形成错误折叠的聚集体，对酵母细胞产生毒性，反而降低VLP产量；
・不适合高密度培养：受其特定新陈代谢方式的限制；
・超甘露糖基化问题：其N-糖基化会添加大量甘露糖，导致超甘露糖基化的N-糖。这种修饰可能引发蛋白质错误折叠，阻碍其从内质网退出，最终造成生产滴度损失。
3.2/毕赤酵母：高密度分泌表达的强者
毕赤酵母的发展稍晚于酿酒酵母，但其异源蛋白产量高于其他酵母类型——干细胞重量可达130 g/L，实现每升克级的异源蛋白产出。
核心优势：
・甲醇营养特性：作为甲基营养酵母，可利用甲醇作为唯一碳源和能源。但需注意，大量使用甲醇存在明显弊端，包括甲醇处理与储存的安全风险以及高耗氧量；
・分泌表达简化纯化：能分泌大量正确折叠的蛋白质而不分泌蛋白酶，显著简化后续纯化工作，避免了蛋白质的细胞裂解、变性和复性步骤；
・糖基化模式更优：其分泌途径与哺乳动物细胞相似，且与酿酒酵母相比，毕赤酵母的糖基化模式更短、免疫原性更低。因此，作为糖基化蛋白（尤其是包膜VLP所需糖蛋白）的生产平台，它优于酿酒酵母。
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3.3/汉逊酵母：耐热高效的潜力股
过去十年，汉逊酵母在VLP生产领域受到广泛关注。作为兼性甲基营养酵母属成员，其特点包括：
・高密度快速生长：与毕赤酵母一样，可在简单且成分确定的培养基上以高于酿酒酵母的速度生长，实现高细胞密度发酵；
・耐热性突出：最适生长温度为37~42 °C。在高温下生长既能降低污染风险，又能促进蛋白质产生——尤其适用于需要37°C才能维持生物活性的蛋白质；
・糖基化接近毕赤酵母：汉逊酵母来源的N-聚糖与毕赤酵母相似，超甘露糖化程度低于酿酒酵母。
3.4/三大系统横向对比要点
从组织结构、碳源、温度、糖基化等维度综合审视，三大酵母系统各有鲜明标签：
图4 不同酵母表达系统属性差异
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四、结语：酵母VLP平台的选型决策框架
SARS-CoV-2疫情的暴发，极大地加深了市场对疫苗生产平台的理解。酵母表达系统兼具细菌的生长速度与成本优势，同时具备真核系统的翻译后修饰能力。目前已有29种基于VLP的疫苗进入市场或进入临床试验阶段，其中10种在酵母中产生，8种已获FDA批准用于商业用途——这些数据充分验证了酵母表达系统的可靠性能。
然而，酵母与VLP究竟是“完美搭档”还是“不够完美的组合”，取决于选型是否得当。在建立基于酵母的VLP平台时，建议从以下四个方面进行系统考量，以确保选出最佳表达系统：
1.要表达的蛋白质数量：部分蛋白质必须以合适的比例组装成功能性VLP，需评估系统对多基因共表达的支撑能力；
2.异源蛋白表达的初步评估：应考察多种突变体型宿主，包括蛋白酶缺陷型、耐高温型、分泌高效型等；
3.启动子与质粒类型的优选：优先选择诱导型启动子和游离质粒。这一策略通常需要高效率的DNA转化，就转化效率而言，酿酒酵母和毕赤酵母的适配性更高；
4.质粒稳定性：一般而言，酿酒酵母和毕赤酵母中的游离型质粒或着丝粒质粒比汉逊酵母更稳定；在汉逊酵母中，质粒必须整合到基因组中才能实现高稳定性。
随着合成生物学工具、基因组编辑技术与发酵工艺的持续进步，酵母-VLP这对搭档的应用边界还将不断拓展，从预防性疫苗走向治疗性免疫和药物递送载体。对于研发人员而言，理解不同酵母物种的生物学本质，才能让这对搭档真正走向“完美”。
