研究者們很早就開始探索用植物作為生物反應(yīng)器來生產(chǎn)生物藥品,。而最近的進(jìn)展意味著不久之后這個夢想可能會成真,。
植物在制藥行業(yè)中的用途從來都不容否認(rèn),,但它們的力量卻從來沒有像現(xiàn)在這樣的大放光彩,,因為現(xiàn)代生物技術(shù)的新創(chuàng)造——基于植物的生物反應(yīng)器的年代已經(jīng)宣告開始了,。
這是Chlorogen公司在肯塔基州眾多商業(yè)煙草田地中的其中一塊?,F(xiàn)在這樣的轉(zhuǎn)基因煙草植株正被用于生產(chǎn)抗炭疽熱的疫苗,,成為美國保護(hù)平民百姓和軍職人員抵抗恐怖分子的生物襲擊的一種生物防御策略。(來源:KarenOishi博士)
“最早的用植物來生產(chǎn)新蛋白的一些想法出自植物病毒學(xué)家,,”美國唐納德•丹弗思植物科學(xué)中心的主席RogerBeachy博士說道,。最初那些科學(xué)家們嘗試了用植物病毒來將新的遺傳信息運(yùn)載入宿主植株的可能性,這樣做的結(jié)果是獲得暫時性表達(dá)的新蛋白,。外源蛋白的此類瞬時表達(dá)方法代表了植物生物技術(shù)的開端,。
第一個在這項新技術(shù)上投資的公司是Large-Scale生物公司,該公司的基地位于加州Vacacille市,,它在20世紀(jì)80年代中期開發(fā)了許多技術(shù),,做到了用白煙草植物來進(jìn)行外源蛋白的大量生產(chǎn)。盡管公司在大約10~12年內(nèi)從這項瞬時表達(dá)技術(shù)上獲益,,但在產(chǎn)品上市時卻遇到了麻煩,,這最終導(dǎo)致公司于2005年12月關(guān)門大吉。
植物生物技術(shù)的下一波浪潮以轉(zhuǎn)基因植物的方式出現(xiàn),并且很快展示出其相對于瞬時表達(dá)系統(tǒng)的巨大優(yōu)勢,。轉(zhuǎn)基因植物可以進(jìn)行持續(xù)穩(wěn)定的新蛋白表達(dá),,因為蛋白本身是由可遺傳的轉(zhuǎn)入基因所編碼產(chǎn)生的。“一旦獲得了轉(zhuǎn)基因植株,,就將它種植在溫室,、洞穴、培養(yǎng)箱或者田地里,,然后它就會正確地生產(chǎn)出轉(zhuǎn)入基因的蛋白來,,”Beachy介紹說。
用轉(zhuǎn)基因植物進(jìn)行轉(zhuǎn)入基因的蛋白生產(chǎn)的另一大優(yōu)勢在于比起諸如大腸桿菌,、酵母或哺乳動物細(xì)胞等靠發(fā)酵的生物反應(yīng)器,,生產(chǎn)同樣蛋白的費(fèi)用要低很多。“這些發(fā)酵桶大部分都需要很多預(yù)先投入,,有時候甚至高達(dá)1億美元,,”HenryDaniell博士評價道。HenryDaniell是中佛羅里達(dá)大學(xué)的教授,,同時也是圣路易斯Chlorogen公司的技術(shù)奠基人。降低費(fèi)用的主要原因在于轉(zhuǎn)基因植物能夠在便宜的土地或者廉價的設(shè)備中生長,。“有人估計累計節(jié)省的費(fèi)用只有區(qū)區(qū)10%,,而另一些人則估計高達(dá)50%,”Beachy說,。