致突变技术是通过诱导生物体遗传物质发生突变的方法体系，在结核病疫苗研发中发挥着关键作用。其核心应用体现在结核分枝杆菌减毒活疫苗的制备过程中，通过随机致突变或靶向同源重组技术实现毒力基因的定向改良。该技术既保留病原体免疫原性，又降低其致病风险，典型案例包括已应用百年的卡介苗制备。当前研究聚焦于改良型重组BCG疫苗开发，通过插入保护性抗原基因等深度致突变手段提升免疫持久性 [1]。
- 中文名称
- 致突变
- 英文名称
- mutagenicity
- 定 义
- 污染物或其他环境因素引起水生生物细胞发育非自然突然变化的现象。
- 应用学科
- 水产学（一级学科），渔业环境保护（二级学科）
以上内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布
- 所属学科
- 结核病学
- 公布时间
- 2019年
- 应用领域
- 疫苗制备
- 核心技术
- 同源重组技术
- 典型产物
- 卡介苗
- 评估方法
- 染色体畸变分析
疫苗制备应用
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在结核分枝杆菌减毒活疫苗研制中，致突变技术采用两种实现路径：
- 随机致突变：通过物理/化学诱变剂引发基因组随机变异，结合表型筛选获得毒力减弱菌株 [1]
- 靶向同源重组：结核分枝杆菌减毒活疫苗的制备技术包括'随机致突变或靶向同源重组技术'，这是实现疫苗毒力减弱的关键技术手段 [1]
已上市的卡介苗（BCG）即采用连续传代致突变技术制备，其局限性显示现有技术仍需优化：
- 免疫保护期仅5-10年
- 成人预防效果波动于0-80%区间
- 无法有效预防潜伏感染复发
新型疫苗开发
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针对传统BCG的缺陷，全球正在研发增强型重组疫苗：
- 插入结核杆菌Ag85B、ESAT-6等免疫优势抗原编码基因
- 整合细胞因子编码序列增强免疫应答强度
- 采用条件致死突变系统确保生物安全性
此类改良疫苗需结合新一代致突变技术，包括CRISPR-Cas9基因编辑和转座子介导的定点插入技术，目前已有多个候选疫苗进入临床试验阶段（截至2025年3月） [1]。
突变评估体系
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遗传毒性评估采用三级检测系统：初筛试验
- 艾姆斯试验：使用鼠伤寒沙门菌组氨酸缺陷型菌株，配合肝微粒体S-9混合物检测代谢活化致突变物，可检测85%已知致癌物 [2]
- 微核试验：通过哺乳动物细胞胞质内微核率检测染色体断裂效应
验证试验
- 染色体畸变分析：观察中期细胞染色体断裂、易位等结构异常
- 显性致死试验：统计受孕雌鼠胚胎吸收率评估生殖细胞损伤
补充检测
- 程序外DNA合成：检测修复合成信号反映DNA损伤程度
- 转基因动物模型：利用Big Blue小鼠直接分析体内基因突变谱
这些检测方法在疫苗研发中用于评估菌株遗传稳定性，确保减毒株不发生毒力回复突变 [2]。
技术发展趋势
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新一代致突变技术呈现三个发展方向：
- 多重基因组编辑技术同步修饰多个毒力位点
- 光控基因回路实现突变过程的可逆调控
- 生物信息学预测模型辅助突变靶点选择
研究数据显示，采用组合致突变策略的疫苗候选株免疫原性提升3-5倍，动物模型保护效力达传统BCG的2.3倍 [1]。
