2006年6月2日,,對(duì)于歐洲患有先天性抗凝血酶缺失癥的病人們是一個(gè)好日子,,世界上第一個(gè)利用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物乳腺生物反應(yīng)器生產(chǎn)的基因工程蛋白藥物——重組人抗凝血酶Ⅲ(商品名:ATryn )的上市許可申請(qǐng)獲得了歐洲醫(yī)藥評(píng)價(jià)署人用醫(yī)藥產(chǎn)品委員會(huì)肯定批準(zhǔn)意見(jiàn),該重組蛋白藥物將在未來(lái)3個(gè)月內(nèi)開(kāi)始銷售,。
ATryn 的主要成分——重組人抗凝血酶Ⅲ具有抑制血液中凝血酶活性,,預(yù)防和治療急慢性血栓血塞形成,對(duì)治療抗凝血酶缺失癥有顯著效果,,據(jù)估計(jì)該藥全球潛在市場(chǎng)每年高達(dá)1.5億美元,。人抗凝血酶Ⅲ是一種人血液中重要的抗凝血因子,但是,,作為藥物很難從人血中提取該酶,,而且由于該酶分子結(jié)構(gòu)復(fù)雜,利用微生物發(fā)酵系統(tǒng)往往不能表達(dá)出這種酶或者表達(dá)出的重組蛋白活性喪失,,而利用哺乳動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)體系則成本太高,,產(chǎn)量也較低,無(wú)法滿足該藥的臨床需求,。20世紀(jì)80年代中后期發(fā)展起來(lái)的轉(zhuǎn)基因動(dòng)物乳腺生物反應(yīng)器體系則為生產(chǎn)這些分子結(jié)構(gòu)復(fù)雜而且臨床需求大的重組蛋白藥物提供了可靠途徑,。
ATryn 是由全球最著名的動(dòng)物乳腺生物反應(yīng)器研發(fā)企業(yè)美國(guó)Genzyme轉(zhuǎn)基因公司研制成功的,該藥物最神奇之處在于重組人抗凝血酶Ⅲ不是從天然物質(zhì)中提取,也不是通過(guò)微生物發(fā)酵或哺乳動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)基因工程制藥體系生產(chǎn),,而是從轉(zhuǎn)基因山羊奶液中生產(chǎn)出來(lái)的,,即利用一種新的基因工程制藥技術(shù)——轉(zhuǎn)基因動(dòng)物乳腺生物反應(yīng)器制藥技術(shù)生產(chǎn)的。美國(guó)Genzyme轉(zhuǎn)基因公司從1990年開(kāi)始即致力于發(fā)展轉(zhuǎn)基因山羊乳腺生物反應(yīng)器技術(shù)生產(chǎn)重組人抗凝血酶Ⅲ,,攻克了從轉(zhuǎn)基因綿羊生產(chǎn),、重組蛋白表達(dá)研究、重組蛋白純化,、臨床試驗(yàn),、上市申請(qǐng)到產(chǎn)品生產(chǎn)等環(huán)節(jié)的諸多技術(shù)和非技術(shù)障礙,最終使得ATryn 成為世界上第一個(gè)動(dòng)物乳腺生物反應(yīng)器生產(chǎn)的基因工程新藥,。而該藥物一旦上市,,將掀起制藥業(yè)的一場(chǎng)革命,也將開(kāi)辟生物制藥業(yè)的新紀(jì)元——即轉(zhuǎn)基因動(dòng)物乳腺生物反應(yīng)器制藥將逐漸取代低效的細(xì)菌發(fā)酵制藥和高成本的哺乳動(dòng)物細(xì)胞制藥,,成為最主要的基因工程制藥技術(shù),。
動(dòng)物乳腺生物反應(yīng)器制藥技術(shù)是一種利用基因工程技術(shù)將目的基因與奶蛋白基因啟動(dòng)子構(gòu)建成新的重組基因,然后將該重組基因轉(zhuǎn)入動(dòng)物細(xì)胞或受精卵基因組中并發(fā)育成轉(zhuǎn)基因動(dòng)物,,發(fā)育成熟后在其乳腺中分泌出重組蛋白,,這些重組蛋白可開(kāi)發(fā)成重組藥物的高新技術(shù)。為什么轉(zhuǎn)基因動(dòng)物乳腺生物反應(yīng)器制藥將成為最主要的基因工程制藥技術(shù)呢,?那是因?yàn)樵撝扑幖夹g(shù)具有其他技術(shù)無(wú)與倫比的優(yōu)勢(shì),。一是產(chǎn)出高產(chǎn)品活性高:乳腺組織是一種高效的產(chǎn)奶器官,一頭奶牛一年可產(chǎn)奶8000~10000升,,而一只綿羊和山羊也可產(chǎn)奶800~1000升,,以最低表達(dá)量1克/升的重組蛋白計(jì)算(即轉(zhuǎn)基因動(dòng)物奶液中重組蛋白的含量,一般為1~20克/升),,一頭奶牛一年就可生產(chǎn)8~10公斤重組蛋白,,而哺乳動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)系統(tǒng)重組蛋白表達(dá)量為0.1~1克/升,一頭奶牛重組蛋白年產(chǎn)量相當(dāng)于1000升的發(fā)酵罐,;而且動(dòng)物乳腺生物反應(yīng)器可以生產(chǎn)結(jié)構(gòu)復(fù)雜分子量大的蛋白,,而且生產(chǎn)的重組蛋白藥物生理活性好,與人同源性高,,非常接近天然產(chǎn)品,。二是成本低、周期短:由于動(dòng)物乳腺生物反應(yīng)器生產(chǎn)重組蛋白不需要昂貴的生產(chǎn)設(shè)備(如發(fā)酵罐),,動(dòng)物飼養(yǎng)和繁殖成本都比較低,,國(guó)外經(jīng)濟(jì)學(xué)家曾算過(guò)一筆賬,若用其他生產(chǎn)工藝(如哺乳動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)方法)來(lái)生產(chǎn)1克藥物蛋白質(zhì),,成本需800~5000美元,而利用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物只需0.02~0.5美元,;目前一種新藥由研制開(kāi)發(fā)到上市,,需15~20年,,轉(zhuǎn)基因動(dòng)物制藥則可縮短到5年。三是不耗能,、無(wú)污染:該技術(shù)基本上為一畜牧業(yè)過(guò)程,,雖飼養(yǎng)環(huán)境要求特別潔凈,但仍是給牛羊草料,,由牛羊奶中提取藥品,,因此蛋白生產(chǎn)過(guò)程不需昂貴設(shè)備,不消耗能源,,不會(huì)產(chǎn)生工業(yè)廢料,,也不會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生污染,因此動(dòng)物乳腺生物反應(yīng)器制藥技術(shù)是一種可持續(xù)發(fā)展的新型生物制藥技術(shù),。由于動(dòng)物乳腺生物反應(yīng)器制藥技術(shù)具有如此巨大的優(yōu)勢(shì),,將成為一種產(chǎn)業(yè)化潛力巨大的高新技術(shù),也是國(guó)內(nèi)外政府和企業(yè)的研究和開(kāi)發(fā)熱點(diǎn),。據(jù)美國(guó)權(quán)威機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè),,到2010年,轉(zhuǎn)基因動(dòng)物生產(chǎn)的重組蛋白產(chǎn)品銷售額將達(dá)到350億美元,,生產(chǎn)的藥物將占整個(gè)基因工程藥物種類的90%以上,。
目前全世界有二三十家公司致力于開(kāi)發(fā)動(dòng)物乳腺生物反應(yīng)器重組蛋白藥物,除重組人抗凝血酶Ⅲ外,,目前世界上還有利用轉(zhuǎn)基因綿羊,、牛和兔乳腺生物反應(yīng)器生產(chǎn)的人α-抗胰蛋白酶(抗蛋白酶缺乏性肺氣腫藥物)、重組組織血纖維蛋白溶酶原激活劑(抗栓藥)和人C1抑制劑(治療血管神經(jīng)性水腫的藥物)等重組蛋白藥物也已經(jīng)完成或進(jìn)入臨床Ⅲ期試驗(yàn),,特別是治療性抗體藥物,,發(fā)展?jié)摿Ω蟆_€有10多種重組蛋白藥物處于臨床研究,,另有上百種重組蛋白處于研發(fā)階段,。因此第一個(gè)動(dòng)物乳腺生物反應(yīng)器蛋白藥物——重組人抗凝血酶Ⅲ獲準(zhǔn)上市,預(yù)示著其他藥物的審批將加快,,研發(fā)周期將縮短,,在未來(lái)幾年內(nèi),將有多種動(dòng)物乳腺生物反應(yīng)器重組蛋白藥物上市,,從而形成市場(chǎng)前景廣闊和利潤(rùn)巨大的新生物制藥產(chǎn)業(yè),。
在這一新的基因工程制藥革命浪潮中,我國(guó)也不甘落后,。1980年初,,我國(guó)就已經(jīng)開(kāi)始了轉(zhuǎn)基因動(dòng)物和動(dòng)物乳腺生物反應(yīng)器研究。由于動(dòng)物乳腺生物反應(yīng)器制藥技術(shù)具有高產(chǎn)出、高活性,、低成本,、周期短、不耗能,、無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn),,因此國(guó)家對(duì)該領(lǐng)域的研究給予了大力支持。在“九五”和“十五”期間,,生物反應(yīng)器均被列為科技部“863”計(jì)劃的重大專項(xiàng),,而我國(guó)科學(xué)家們也不負(fù)眾望,在動(dòng)物乳腺生物反應(yīng)器制藥技術(shù)研究領(lǐng)域取得了巨大成就,,先后獲得了轉(zhuǎn)基因鼠,、轉(zhuǎn)基因綿羊、轉(zhuǎn)基因山羊,、轉(zhuǎn)基因豬和轉(zhuǎn)基因牛等,,并獲得了一批高效表達(dá)重組蛋白的轉(zhuǎn)基因動(dòng)物乳腺生物反應(yīng)器,如2005年中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)和北京濟(jì)普霖生物技術(shù)有限公司聯(lián)合研制的人乳鐵蛋白和人乳清白蛋白轉(zhuǎn)基因奶牛均獲得高效表達(dá),,在轉(zhuǎn)基因奶牛奶液中重組人乳鐵蛋白和人乳清白蛋白的含量分別達(dá)到3.4克/升和1.5克/升,,標(biāo)志了我國(guó)首次獲得可商業(yè)化生產(chǎn)的動(dòng)物乳腺生物反應(yīng)器重組人類蛋白。目前科學(xué)家們正在加緊開(kāi)展重組蛋白純化,、臨床前試驗(yàn)和臨床試驗(yàn)等研究,,力爭(zhēng)早日實(shí)現(xiàn)我國(guó)動(dòng)物乳腺生物反應(yīng)器制藥技術(shù)產(chǎn)業(yè)化。
也許,,在未來(lái)的某個(gè)時(shí)候,,你或者你的家人可能會(huì)用到動(dòng)物乳腺生物反應(yīng)器生產(chǎn)的重組蛋白藥物,請(qǐng)不要驚訝,!也許這種藥物將成為人們最好的選擇,,因?yàn)閯?dòng)物乳腺生物反應(yīng)器藥物具有安全、廉價(jià),、高效的優(yōu)點(diǎn),,而且某些重組蛋白藥物只能通過(guò)該技術(shù)生產(chǎn)??傊?,動(dòng)物乳腺生物反應(yīng)器制藥時(shí)代已經(jīng)悄然來(lái)臨,而且其發(fā)展將會(huì)勢(shì)不可當(dāng),。