口袋K号26:分子制药和生物制药

什么是生物制药?

随着基因工程的出现,科学家们能够设计活的生物体,从简单的酵母到更复杂的植物,生产特定的药品。生物制药是药物产品(蛋白质,包括抗体)在生活系统中产生,用于治疗或诊断目的或作为膳食补充剂。

利用植物表达蛋白质更为实际,与其他生物系统相比安全经济。工厂系统允许低启动成本生产,因为微生物系统中使用的昂贵设备不是必需的。这些化合物在植物中的产生有时被称为分子药箱。

在植物中表达的第一个全尺寸天然蛋白是人血清白蛋白,1990年在转基因烟草和马铃薯植株上生产。在这项开创性工作多年之后,两种植物源性药物(PDP)或植物制造药物(PMP)已经商业化(一种在古巴,另一种在美国)。预计欧洲将在2009年实现PDP商业化。1,2.目前,一系列广泛的pdp正在进行商业化,以治疗囊性纤维化和非霍奇金淋巴瘤等疾病。其中(见表1)。植物源性疫苗和治疗性蛋白质的兽医应用也多种多样,但这些将不会被讨论。
在这里。

表1:用于治疗人类疾病的植物源性药物,正在商业化。

产品

等级

指示

作物

各种单链抗体片段

抗体

非霍奇金淋巴瘤

病毒载体
烟草

卡洛克斯

抗体

龋病

转基因烟草

e.大肠杆菌热不稳定毒素

疫苗

腹泻

转基因玉米
转基因马铃薯

胃脂肪酶

治疗酶

囊性纤维化,胰腺炎

转基因玉米

乙型肝炎病毒表面抗原

疫苗

乙型肝炎

转基因马铃薯
转基因生菜

人的内在因素

饮食的

维生素B12缺乏

转基因拟南芥

乳铁蛋白

饮食的

胃肠道感染

转基因玉米

诺瓦克病毒衣壳蛋白

疫苗

诺瓦克病毒感染

转基因马铃薯

狂犬病糖蛋白

疫苗

狂犬病

菠菜病毒载体

氰基苯胺氮

杀微生物剂

艾滋病咨询门诊

转基因烟草

胰岛素

激素

糖尿病

转基因红花

LysozymeLactoferrin人血清白蛋白

饮食的

腹泻

转基因水稻

资料来源:ISAAA汇编,威廉希尔2007。

哪些植物用于生物制药生产?

转基因烟草以其高生物量和快速可扩展性成为目前许多植物蛋白研究中最受欢迎的选择。此外,它不能用作食物或饲料,因此,转基因材料污染食物和饲料供应的风险降低了1。转基因烟草最近在古巴被用于商业生产一种抗乙型肝炎的重组抗体。

除了烟草,其他叶状作物,如莴苣和苜蓿,已被研究用于生物制药生产。由于叶片中蛋白质的快速退化,从多叶作物中收获的材料必须立即进行加工。为了避免保质期短的问题,像大米这样的谷物,小麦,大麦,玉米也被开发用来生产PDPS1。玉米,例如,已用于重组抗生物素的工业化生产。-Prodigene公司生产的葡萄糖醛酸酶和胰蛋白酶。在美国.

马铃薯是第一个开发用于疫苗生产的系统,接着是西红柿,香焦,胡萝卜,生菜,玉米,紫花苜蓿,菠菜,白三叶草和拟南芥作为替代生产主机。

最后,植物种类的使用在实验室和生产工厂中已经取得了显著的进展。简单的植物包括莱因哈特衣藻,浮萍属(浮萍)苔藓小立碗藓1。

生物制药将如何惠及发展中国家?

农业是许多发展中国家的生命线。农业经济将受益于一个以植物为基础的医药平台来改善医疗保健。PDP提供了一种成本效益高的分子生产方法,有助于控制发展中国家流行的传染病,例如疟疾和HIV/AIDS3。烟草已经成功地用于生产抗艾滋病药膏,目前正在英国进行实验室试验,比利时制药公司,达夫拉制药有限公司已委托国际植物研究所(PRI)开始研究通过转基因菊苣植物优化抗疟青蒿素的生产方法。.

有植物,生物制药的生产可以根据当地或地区的生产情况进行调整。发展中国家可以建造一级提取设施,以便从这项技术中获得最大利益。使技术更接近目标人口将吸引这些国家的更多参与,把当前药品生产的重点转移到特定的区域性疾病上。.这也将缓解传统疫苗和药品向基础设施有限的偏远地区交付和储存的一些问题和障碍。

对特定药品的需求非常高,特别是在发展中国家。基因改造酵母重组乙型肝炎疫苗,例如,不能以足够的数量和足够低的成本来满足当前的需求。转基因植物大规模生产的可能性可以为克服这些困境提供少数实用的解决方案之一。PDP的使用无疑将通过降低疫苗生产成本来帮助发展中国家的疫苗接种计划,威廉希尔 官网网址提纯,存储和管理.

风险是什么?PDP的关注点和问题?

植物源性药物的生产给生物安全监管和风险管理带来了几个独特的挑战。其中大部分是由于植物通常生长在开放的环境中。因此,一个重要的环境问题是潜在的基因通过授粉或种子污染流向杂草或相关作物。此外,尤其是在粮食作物用于生产毒品的情况下,PDP意外进入食物链并被非目标生物消耗,这是存在的问题。

无法将与PDP相关的环境风险保持在绝对零。.一个简单的方法是在物理隔离条件下种植产生pdps的转基因植物。然而,一个更现实的方法是通过综合预防措施将这些蛋白质的环境暴露降至最低。这些可能包括使用基因使用限制技术或gurt,通过工程化的植物来生产不可行的种子,从而防止作物意外地向环境逃逸。.其他策略包括在收获后诱导植物的生物制药生产,蛋白的表达形式必须经过活化处理。.这意味着蛋白质在植物中处于非活性状态,只有经过进一步的修饰或加工,蛋白质才能获得药物特性。

许多发展中国家最担心的是缺乏转基因植物的生物安全立法。没有生物安全框架,发展中国家不能进行PDP试验。此外,一个主要的挑战是高开发成本和法规遵从性。尽管大规模生产PDP可能更经济,最初的发展阶段和生物安全测试可能代价高昂。药品开发和生产的监管要求,新药失效率高,保护知识产权也有助于新疫苗的价格。.

PDP的采用也可能引发伦理和宗教问题。在对转基因植物的伦理反对中,以及一般的基因工程,是否有人担心改变生物就像在“扮演上帝”.

结论

植物源性药物的生产可能为发达国家和发展中国家提供更便宜和更好的替代药物来源。由于药物生产成本的降低,后者将从PDP中获益最多,大规模生产的可能性,技术与农业的互补性。当地种植的作物可用于开发PDP,这可以使它们在发展中国家更实用、更经济。然而,存在风险,关注,以及在这项技术在全球商业化发布之前需要解决的其他问题。

工具书类

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