
米饭是中国人餐桌上不可缺少的一部分。近年来,在科学家手中,它找到了新的“用途”。
“5公斤大米可以吸收相当于1升血浆的白蛋白。这项技术我们还在不断突破。”近日,71岁的武汉大学教授杨代昌在湖北省武汉市东湖新技术开发区光谷生物城举着样品向记者介绍。
经过团队20年的努力,“水稻造血”这个曾经被认为是天方夜谭的想法,近年来终于在第一条植物源人血清白蛋白大规模生产线上得以实现。
一批批从大米中提取的重组人血清白蛋白注射液从武汉发往各大医院,成为救治患者的“主角”。
大米如何成为“血库”。
人血清白蛋白被誉为“黄金救命药”,在治疗疾病中不可或缺严重疾病,如肝硬化、腹水、烧伤和休克。长期以来,它只能从人体血浆中获取,且产量有限。
行走在武汉东湖新技术开发区河源生物科技有限公司,10层的综合楼里,身穿白大褂的科研人员忙碌着,聚光灯下观察、挑选翠绿的稻苗;另一边的生产车间,一排排大型生产设备整齐排列,一罐罐淡黄色液体在无菌环境下由全自动生产线灌装、检查和包装。
人和米确实是不一样的。大米如何造就“人体血液”?
“水稻实际上是不允许产生血液的,但通过基因工程的方法,将水稻种子作为蛋白质的‘生产车间’,代替人类的肝脏合成蛋白质。”河源生物科技研发项目高级总监董亮亮表示,水稻胚乳细胞真核细胞具有完整的蛋白质加工系统,重组蛋白的翻译、复制和修饰与哺乳动物细胞非常相似。
自20世纪80年代以来,国际上尝试采用不同技术生产重组人白蛋白,但始终未取得突破。 2005年5月,应著名水稻生物学家朱莹莹的邀请,杨代昌从美国回国,成为武汉大学生命科学学院遗传学系教授。他与四名博士生组建了最早的科研团队,并创办了河源生物科技有限公司,开启了“水稻造血”突破的漫漫之路。
一步步试错,一步步解决。研究小组重新编码了产生人血清白蛋白的基因。改造人血清白蛋白基因可以“骗”大米。注入大米后,不仅会被排斥,还会产生大量的氨。通过光合作用产生的人血清白蛋白的数量。
“结束了!” 2011年的一天,团队成员看到最新数据时兴奋不已——每公斤糙米中提取了2.75克人体白蛋白。同年,相关科研成果发表在《美国国家科学院院刊》上,引起学术界轰动。
然而,实际生产仍需解决纯度和规模问题。杨代昌带领团队又奋战三年,重复37套方案,将纯度从99.9%提高到99.9999%,实现每公斤糙米提取10克人体白蛋白,达到世界最高水平。
12月12日,河源生物研发项目高级总监董亮亮在实验中观察水稻秧苗状况。 (新华社记者 熊琪 摄)
“大米血”前景如何创作”?
据了解,人血清白蛋白的主要来源是血浆捐献,但目前我国血浆捐献者数量远远不能满足实际需要。我国年需求量约为1500-1800吨,其中60%以上依赖进口。
杨代昌告诉记者,“大米造血”相比传统的血浆提取方法有很大的优势。植物源性药用蛋白从根源上清除人体各种病毒污染,水稻种植不受时间和空间限制,生产过程更安全可控。
“目前的技术已经实现了每公斤大米提取高达30克白蛋白的能力,这意味着同样的大米可以产生更多的白蛋白。”杨代昌给记者算了一笔账:一亩大米可产药用蛋白1.5公斤以上,5公斤大米的提取价值相当于1升血浆。
2025年7月,工厂建成杨代昌团队研发的重组人血清白蛋白注射液(商品名:奥福民)已获得国家药监局批准上市,成为全球首个“大米造血”一类创新药,适用于肝硬化低白蛋白血症。
“奥夫明上市后,打破了我国在人血白蛋白领域对进口产品和传统血浆提取的依赖,现已实现稳定规模化生产,对于应对重大公共卫生事件、保障国家战略药品储备和药品安全具有不可替代的价值。”杨代昌说道。
12月12日,河源生物科技研发人员在实验室进行实验研究。 (新华社记者 熊琪 摄)
量产会带来哪些变化?
现代医学的研发不仅仅是医学循环,还需要对“l”进行大量的投入。迈向规模化生产。
“我把科学研究之外的所有时间都花在了寻找金钱上。”杨代昌表示,他创办河源生物20年来,投资者不断进进出出。公司最糟糕的时候,账户里只剩下几百万元,连一个月都活不下去。各级政府的支持,缓解了企业许多燃眉之急。
2010年以来,河源生物陆续获得国家和地方各级科研项目的重要支持,包括国家863计划、国家卫健委“重大新药创制”国家科技重大专项、湖北省科技攻关项目等。政府真金白银的财政支持无疑给投资者提供了“定心丸”。
“首期2000万元风险投资由政府协助,试点车间由政府定制“政府对企业……近年来,各级政府为河源生物提供了数千万元的资金支持。”武汉东湖新技术开发区管委会生物城负责人表示,创新药物研发周期长,需要大量投入,只有加强对优秀创新项目产业化的支持,才能营造更有利于创新的发展环境,让优秀人才潜心研究、集中解决关键问题。
“水稻胚乳生物反应器平台建成后,规模化生产只需要扩大种植面积即可。产品规模化生产后,生产成本将逐步下降,人血白蛋白产品价格也将下降,有望解决我国面条长期依赖进口的问题。杨代昌说道。
目前,河源生物已建成年产100万支注射剂的智能工厂,正在建设年产1200万支注射剂的生产线。预计投产后,生产成本可降低至传统血浆提取方法的30%-50%。
杨代昌表示,团队下一步将继续致力于蛋白表达效率的研究,同时拓展治疗蛋白、儿童腹泻、心脑血管疾病药物等“大米为主”的产品线。 “让更多人用得起救命药”一直是他科研的主要目标。 (记者 熊琪)