研究者們很早就開(kāi)始探索用植物作為生物反應(yīng)器來(lái)生產(chǎn)生物藥品。而最近的進(jìn)展意味著不久之后這個(gè)夢(mèng)想可能會(huì)成真,。
植物在制藥行業(yè)中的用途從來(lái)都不容否認(rèn),,但它們的力量卻從來(lái)沒(méi)有像現(xiàn)在這樣的大放光彩,因?yàn)楝F(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(kāi)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(guó)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(lái)源:KarenOishi博士)
“最早的用植物來(lái)生產(chǎn)新蛋白的一些想法出自植物病毒學(xué)家,,”美國(guó)唐納德•丹弗思植物科學(xué)中心的主席RogerBeachy博士說(shuō)道。最初那些科學(xué)家們嘗試了用植物病毒來(lái)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(shí)性表達(dá)的新蛋白,。外源蛋白的此類瞬時(shí)表達(dá)方法代表了植物生物技術(shù)的開(kāi)端。
第一個(gè)在這項(xiàng)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(kāi)發(fā)了許多技術(shù),做到了用白煙草植物來(lái)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(xiàng)瞬時(shí)表達(dá)技術(shù)上獲益,,但在產(chǎn)品上市時(shí)卻遇到了麻煩,這最終導(dǎo)致公司于2005年12月關(guān)門(mén)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(duì)于瞬時(shí)表達(dá)系統(tǒng)的巨大優(yōu)勢(shì)。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?yàn)榈鞍妆旧硎怯煽蛇z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(huì)正確地生產(chǎn)出轉(zhuǎn)入基因的蛋白來(lái),,”Beachy介紹說(shuō),。
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(shì)在于比起諸如大腸桿菌、酵母或哺乳動(dòng)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(shí)候甚至高達(dá)1億美元,,”HenryDaniell博士評(píng)價(jià)道,。HenryDaniell是中佛羅里達(dá)大學(xué)的教授,同時(shí)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(jià)的設(shè)備中生長(zhǎng),。“有人估計(jì)累計(jì)節(jié)省的費(fèi)用只有區(qū)區(qū)10%,而另一些人則估計(jì)高達(dá)50%,,”Beachy說(shuō),。