产能这些植物可成为“代工厂”吗新冠肺炎疫苗如遇产能瓶颈
研制植物疫苗 , 就是利用基因工程技术 , 把病原微生物的抗原基因导入植物基因组中 , 使抗原蛋白能在植物的可食用部分稳定地长出来 , 从而培育出可吃的口服疫苗 。
随着新冠肺炎疫苗研发进入人体临床阶段 , 人们开始思考另一个难题:一旦疫苗研发取得成功 , 其生产能力如何满足全世界几十亿人的使用需求?
疫苗生产有诸多路径 , 是多管齐下 , 还是一枝独秀?全世界都在焦急地观察、等待 。 近日 , 一种上世纪九十年代发明的疫苗制备方法 , 再次进入人们的视野 , 那就是植物疫苗 。 自1983年世界首例经基因工程技术改造的植株诞生以来 , 植物转基因技术发展迅速 , 至今已有一百多种病原微生物的抗原基因被相继整合到植物基因组中 , 部分基因产物经动物实验证实具有免疫原性 。
有人相信 , 它可能是解决新冠病毒大流行最快最省钱的办法 , 但也有人表示质疑 。
脑洞大开 , 用烟草快速“造”疫苗
在脑洞所及的情况下 , 烟草以破坏健康而非拯救生命闻名 , 这也是为什么当总部位于伦敦的英美烟草公司(BAT)宣称自己研制新冠肺炎疫苗时 , 人们会讶异了 。
BAT旗下的美国子公司“肯塔基生物处理”(KBP) 不久前宣布 , 他们正在研究一种针对新冠肺炎的潜在疫苗 , 并进入临床前的测试阶段 。 如果成功 , 在适合的合作伙伴与政府机构的支持下 , 从6月开始有望每周可以生产100万至300万剂疫苗 。
英美烟草公司科学研究主任大卫·奥莱利博士表示:“我们正在跟美国食物与药品管理局(FDA)接洽 , 寻求行动指导 , 同时还与英国卫生和社会保障部(DHSC)以及美国卫生和公众服务部下属的生物医学高级研究及发展管理局(BARDA)合作 , 为加快开发针对新冠肺炎的疫苗提供支持通道 。 ”
这家机构表示 , 他们已克隆了新冠病毒基因序列的一部分 , 用来促进潜在抗原的形成 , 使其在人体内引起免疫反应并产生抗体 , 并将该抗原插入烟草植株中进行繁殖 , 当植株成熟后 , 就会获得经过纯化的抗原 。 英美烟草公司还解释 , 由于烟草植株内可引起人类疾病的病原体无法生存 , 因此技术更安全、抗原成分在烟草植株中积累得更快 , 这种生产方式也更加高效 。
“抗原的基因编码在6周前被注入烟草 , 如今已经被收割并进行蛋白质萃取 。 ”奥莱利博士称 , 开发疫苗是很艰巨和复杂的工作 , 然而他们已有了突破性进展 。
这家公司直接或间接披露的信息还有待证实 , 一个月后能否生产300万剂疫苗还有待观望 , 但这已不是英美烟草公司第一次研制对抗流行病毒的药物 。 6年前 , 同为英美烟草公司子公司的“雷诺兹美国” , 就曾经研制出一种名为ZMapp的药物 , 用于抵御埃博拉病毒 。
优点多多 , 植物疫苗造价低更安全
早在1992年 , 乙型肝炎表面抗原在植物中成功表达的研究成果就已经引爆了学术界 , 利用基因改造后的植物作为生物反应器生产疫苗 , 从此成为疫苗研制的热点 。
乙型肝炎是由乙型肝炎病毒感染引起的传染病 , 是当前威胁人类健康的重要传染病 。 研究表明 , 编码乙型肝炎病毒表面抗原基因可在烟草、番茄、马铃薯、羽扇豆和莴苣等植物中成功表达 。 近年来 , 对乙型肝炎疫苗的研究更加深入 , 中国研究人员已成功将乙型肝炎病毒表面抗原基因导入樱桃、苹果、马铃薯和番茄 , 获得基因改造过的植株并表达出有活性的乙型肝炎病毒表面抗原蛋白 。 目前 , 这种表面抗原在马铃薯中表达量最高 。
来自西安文理学院生物技术学院的罗雯和刘瑞琪 , 在关于利用植物生产疫苗研究进展的一项综述中介绍 , 植物疫苗研制主要包含以下几个步骤:克隆目的基因 , 将之连接入可在植物中表达的载体上 , 构建高效植物表达载体;通过基因工程技术将外源基因导入植物 , 使植株携带特定抗原的编码基因 , 实现植物细胞的遗传转化和受体细胞的组织培养与植株再生;检测抗原蛋白基因在植物中的表达 , 并对目的产品进行分离纯化与纯度鉴定 , 以及植物表达产物的抗原性及免疫原性检测 。
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