【智惠农民】分子农场-转基因植物反应器产业

分子农场是利用植物生产需求量大的医药或高经济价值重组蛋白产品的转基因技术。分子农场都具有其独特的优势：生产的蛋白质不会有人类病原或微生物毒素等安全问题，生产成本低、产业具有可拓展性。目前利用分子农场表达出几十种药用蛋白质或多肽，包括人的细胞因子、表皮生长因子、促红细胞生成素、干扰素、生长激素、单克隆抗体和疫苗用的抗原蛋白等，具有广阔的市场前景。

2006年，美国陶氏益农（Dow Agro Sciences）公司利用烟草生产的新城疫病毒疫苗已被美国农业部批准使用，是第一个用于预防禽类的兽用植物疫苗。

2012年，加拿大Medicago公司使用烟草，在1个月内生产出1000万份流感疫苗。经美国国防部高级研究计划局（DARPA）认定，基于植物的疫苗研发方式比标准的疫苗研发方式更为高效。

2012年，美国FDA批准第一个由胡萝卜细胞系生产的重组蛋白药物注射液ElelysoTM上市，用于治疗Gaucher disease（戈谢病，高雪氏病，高雪病）。Elelyso全球市场规模达12亿美元。

2014年，美国批准第一例治疗埃博拉的特效药ZMapp使用。ZMapp由Icon Genetics公司研制。将编码修饰后的抗体基因导入烟草，利用烟草叶片产生出预期的单克隆“植物抗体”蛋白，只需要一周时间，就能提取和纯化蛋白大量目的蛋白，可以结合到埃博拉病毒上使其失效。

2021年加拿大Medicago公司运用烟草类植物 “种出”流感疫苗，Ⅲ期临床试验表明其保护力与现行之流感疫苗相当。

2022年，加拿大批准了在植物细胞中表达的病毒样颗粒疫苗COVIFENZ®，对新冠感染有症状感染的总体保护效力为71%，是目前唯一获批采用植物细胞制备的新冠疫苗。

人血清白蛋白（HSA）是一种应用广泛、需求量大的临床用药，用于肝硬化、脑水肿，失血性休克、严重烫伤烧伤、术后扩充血容量和癌症的放化疗等治疗，有“黄金救命药”之称。我国市场需求约为700吨/年，60%以上依赖进口。武汉禾元生物公司将HSA基因转入水稻，从转基因大米中获得到纯度大于99.9999%的HSA产品—植物源重组人血清白蛋白（OsrHSA）注射液，被称作稻米“造血”技术。OsrHSA（HY1001）是全球首个基于水稻胚乳细胞生物反应器生产的一类创新药，中美双报的Ⅱ期试验结果显示，该注射液的疗效达到了非劣于阳性对照药人血清白蛋白的研究终点，在受试者中显示出了良好的安全性、耐受性和治疗效果，将极大缓解人血白蛋白供应短缺的局面。2023年7月31日，HY1001的国内Ⅲ期临床已入组213例受试者，临床试验进度持续超预期，预计2024年5月取得临床研究报告（CSR），2025年将在国内获批上市。

出品单位

中国科协科普部

农业农村部人力资源开发中心

中国农学会

光明网

学术支持

中国农业科学院生物技术研究所

中国农业生物技术学会

保定学院

科普作者

张海文

配图制作

孙欣悦