植物“分子农场”可生产流感、新冠肺炎疫苗

加拿大生物科技公司Medicago运用烟草类植物以“分子农场”(molecular farming)方式“种出”流感疫苗,近期已完成两项大规模三期临床试验,保护力与现行之流感疫苗相当,结果刊登于2020年11月顶尖医学期刊《柳叶刀》(The Lancet)。该公司所研发之新冠肺炎疫苗今年(2021)三月也已进入三期试验,美国FDA将加速审查流程。

植物“分子农场”(molecular farming)

分子农场借由种植基因改造后表现出特定蛋白的农作物,能够生产医药等级或工业用之高经济价值蛋白质。此外也可利用“植物病毒表现系统”感染植物,使其能制造特定蛋白质。有别于传统以微生物或动物细胞所生产之蛋白药物,分子农场所生产的蛋白质没有人类病原或微生物毒素等安全顾虑。

早在20多年前,就有以分子农场生产的“抗生物素蛋白”(avidin)上市作为生医研究试剂销售。2012年五月,美国FDA核准了第一个由植物细胞生产的“高雪氏症”(Gaucher disease)药物ElelysoTM(注)。

分子农场流感疫苗三期临床试验结果

本次两项临床试验共招募约23,000名受试者,结果表明植物来源的流感疫苗不仅安全,且预防流感的保护力与现行流感疫苗相当。

其中一项试验包含亚洲、欧洲和北美一万多名年龄介于18~64岁间的成年人,目标是证明该疫苗可以防止70%以上受试者感染流感病毒或其他呼吸道疾病,虽然试验结果并未达标,仅保护约三分之一受试者免于2017~2018年北半球冬季流感毒株危害,但现行之流感疫苗的保护力本来就年年都不同,完全取决于疫苗与当年流行病毒株的匹配程度。

研究人员进一步根据2017~2018年收集的数据得出结论,植物源疫苗提供了与现行商业疫苗“大致相似”的保护力。另一项临床试验则招募了12,000多名65岁以上长者,由于老年人更容易受病毒感染,因此高龄长者的疫苗临床试验极为重要。结果显示,年长受试者体内对付流感病毒的免疫细胞因这款疫苗大量增加。

分子农场具快速反应之潜力

目前多数流感疫苗之生产是使用鸡蛋或实验室培养的细胞,即使在科学家确定需要靶向哪些流感毒株后,仍需数个月时间才能大量产出疫苗,相反地,一旦确定病毒抗原之氨基酸串行,分子农场有能力于一个月内产出1,000万剂疫苗。

如果能以分子农场大规模生产流感疫苗,将有助于提升季节性流感疫苗生产效率,换言之,来自分子农场的疫苗有望加快人类应对病毒株变化的反应速度,以应对每年都有所改变的流感病毒株及其他突发性疫情。

分子农场新冠疫苗进入三期临床试验

由于分子农场于疫苗生产具优势,药厂葛兰素史克(GlaxoSmithKline,GSK)公司决定携手Medicago共同研发分子农场所生产的新冠肺炎疫苗(CoVLP)。二期临床试验结果显示,无论成年(18~64岁)或老年(65岁以上)受试者,接种二剂疫苗后体内中和抗体效价均比曾感染新冠病毒之康复者高10倍。

此外,该疫苗之安全性良好,不良反应多属轻度或中度,研究团队目前已于多国(加拿大、美国、英国和巴西)启动三期临床试验以获得更具说服力的实验数据,美国及加拿大卫生当局也将加速审查流程,让植物所生产的新冠疫苗尽快上市为人类提供对抗新冠肺炎的保护力。

分子农场的争议

但是分子农场种植之作物类似基改作物,在户外开放的田间种植时必须预防污染其他植物,因此仍有许多顾虑,2002年位于美国的生物科技公司(ProdiGene)就曾传出分子农场中的基改作物污染一般农作物的案例。当时ProdiGene公司在美国内布拉斯加州种植基因转殖玉米,生产用于诊断试剂的抗生物素蛋白avidin,但采收玉米时有些玉米粒掉落至土壤,该农地之后又被用来种植大豆,部分遗留的基改玉米粒因此发芽、最后于采收时被混杂于大豆中。

由于美国政府对基改作物污染祭出“零容忍政策”(zero-tolerance policy),美国农业部对此强制一万多吨大豆必须销毁不得作为食品或饲料原料,并处以数百万美元赔偿金及违约金。

注:该药物由以色列生物科技公司与辉瑞公司共同开发完成。

(首图来源:Medicago)

发表评论