摘要：杆状病毒-昆虫细胞表达系统（Baculovirus–Insect Cell Expression System，简称 BEVS）是一种成熟的真核重组蛋白表达平台。自20世纪80年代 Smith 等人首次将外源基因导入杆状病毒并实现高水平表达以来，该系统逐渐发展
杆状病毒-昆虫细胞表达系统（Baculovirus–Insect Cell Expression System，简称 BEVS）是一种成熟的真核重组蛋白表达平台。自20世纪80年代 Smith 等人首次将外源基因导入杆状病毒并实现高水平表达以来，该系统逐渐发展成为生物制药和结构生物学研究的重要工具。凭借其高产量、较为接近哺乳动物的翻译后修饰能力、较低的培养成本和较高的安全性，BEVS 已广泛应用于疫苗、诊断试剂、病毒样颗粒（VLP）以及复杂重组蛋白的制备。
与其他常用表达系统相比，BEVS 具有独特优势。大肠杆菌系统虽然快速、低成本，但缺乏复杂的翻译后修饰，且易形成包涵体；哺乳动物细胞系统修饰能力最佳，但培养成本高、周期长且对环境要求严格。BEVS 则在二者之间取得了平衡，既能够保证较高的蛋白折叠和修饰质量，又能以较低的成本和较宽松的条件实现规模化生产，因此常被誉为重组蛋白生产的“黄金平台”。
杆状病毒-昆虫细胞系统特点
（一）系统组成及表达机制
BEVS 的核心包括三部分：转移质粒、杆状病毒载体（如 bacmid）以及昆虫宿主细胞。外源基因通常克隆至转移质粒，并在 E. coli 中与杆状病毒 bacmid 进行重组，随后转染至昆虫细胞中。经过病毒扩增，外源基因可在细胞内通过强启动子驱动实现高水平表达。杆状病毒的两个经典强启动子是 polyhedrin (polh) 和 p10，二者在病毒晚期被高度转录，能够显著提高外源基因的表达量。
典型的昆虫宿主细胞系包括传统的 Sf9、Sf21（来源于 Spodoptera frugiperda）以及 High Five（BTI-Tn-5B1-4，来源于 Trichoplusia ni）。其中 High Five 细胞因具有更高表达能力，常用于疫苗 VLP 和复杂蛋白生产。
（二）杆状病毒-昆虫细胞系统优势
高表达、复杂修饰能力：昆虫细胞能进行复杂的蛋白折叠与部分糖基化，优于细菌系统，但略逊于哺乳动物系统。操作简便、培养条件宽松：无需 CO₂ 控制，27 °C 温度即可培养，易于规模化。安全性高：杆状病毒仅感染无脊椎动物，不影响哺乳动物，利于生物安全控制。灵活性：既适用于抗原蛋白、诊断试剂，也适用于结构生物学和疫苗开发等研究与生产用途。系统优化与工程改造
（一）病毒载体的基因工程策略
为了提高重组蛋白产量及品质，研究者通过删除或沉默病毒中的非必需基因（如 cathepsin、chiA、p10、p26 等），减少细胞溶解和蛋白降解风险，从而优化分泌路径与表达效率。如 BestBac 2.0、flashBAC Gold/Ultra、BacMagic-3 等系统正是这一方向的成果。
（二）昆虫细胞工程改造
为了延长细胞生命周期、增强表达水平或模拟人源化糖基化，科研人员对宿主细胞进行了工程化处理：
防止凋亡 / 延长存活：导入抗凋亡基因（如 P35、vankyrin）或通过 RNAi 技术抑制 Caspase-1、TSC1 等基因，可显著提高表达产量。人源化糖基化改造：通过转染人类糖基转移酶基因，实现复杂 N-糖链的表达。（三）无杆状病毒表达系统
质粒瞬转方式：采用 High Five 细胞通过质粒转染表达抗体与抗原，实现快速高效生产，适用于诊断用途。稳定细胞系与无杆病毒生产：通过建立稳定表达的昆虫细胞系，甚至利用适应进化（ALE）策略，可进一步简化生产流程、提升稳定性与安全性。应用案例
Cervarix®（HPV 疫苗）Cervarix® 是全球首个获批的 BEVS 商业化疫苗，由昆虫细胞表达 HPV L1 蛋白并自组装成病毒样颗粒（VLP），具有良好的免疫原性和安全性。2007 年获欧洲药品管理局批准，用于预防 HPV 感染及相关宫颈癌，标志着 BEVS 在人用疫苗领域的产业化突破。
Flublok®（流感疫苗）Flublok® 通过 BEVS 在 Sf9 细胞中高效生产流感病毒的血凝素（HA）蛋白，不依赖鸡胚，缩短了生产周期并避免了过敏风险。2013 年获美国 FDA 批准上市，是首个基于 BEVS 的流感疫苗，为季节性流感预防提供了更安全和高效的替代方案。
杆状病毒-昆虫细胞表达系统凭借高产量、适度糖基化修饰、操作简便与安全性，已成为重组蛋白制备的“黄金平台”。随着病毒载体与宿主细胞的持续优化，以及无病毒表达系统和合成生物学的不断发展，BEVS 将在疫苗研发、复杂蛋白生产和新发传染病应对中发挥更重要作用，展现出更高效、更灵活和更安全的产业化前景。
来源：积极的辰小创
