当一粒稻米被注入人类基因,它能长成“血库”吗?武汉禾元生物科技股份有限公司(以下简称“禾元生物”)给出了肯定的答案。7月18日,长江日报记者从国家药品监督管理局官网获悉,禾元生物申报的全球首款重组人白蛋白注射液(水稻)获批上市,从此改写人血清白蛋白从血浆提取的历史,填补世界生物制药领域的空白。
禾元生物申报的全球首创植物源重组人血清白蛋白(HY1001)获批上市。
“就像从大头菜中挤出血一样,把不可能的事变成了可能”
人血清白蛋白是人体内一种重要的蛋白质,广泛应用于肝硬化腹水、烧伤烫伤、脑水肿、放化疗等的治疗及急救,被称为“救命药”。长期以来,它只能从血浆中提取,我国60%以上依赖进口,且产量受血浆供应影响。自1981年以来,国内外科学家和国外知名药企努力尝试用生物技术来取代血浆提取,但在技术上一直没有突破,重组人血清白蛋白成为一个世纪难题。
禾元生物董事长、总经理杨代常是我国著名遗传学家和水稻生物学家,杂交水稻研究先驱朱英国院士的第一个硕士生、第一个博士生。2005年,已是美国加州一家生物技术公司高级科学家和实验室主任的他,为了攻克这个难题,回到武汉大学,全身心投入植物生物技术的基础研究与产业化发展工作。
在对比分析了国际上细菌、酵母和动物细胞表达等主流技术路线后,他将目光转向自己熟悉的水稻,冒出一个颠覆性的构想:从水稻中提取!因为水稻与人类蛋白质合成机制相似,易种植,成本低,安全性高。
稻米造血智能化生产线。 企业供图
虽然这个想法引起诸多质疑,但杨代常没有反驳,带着团队埋头研究可行性。2006年,他成立了禾元生物,是最早进驻光谷生物城的企业之一。“光谷拥有深厚的生物产业发展基础,充满活力与机遇,为我们这样的创新型药企提供了优质的发展空间。”谈到选择进驻光谷生物城时,杨代常说。
经过多年研究,团队攻克了多项核心技术,成功将人血清白蛋白基因植入水稻,使水稻种子大量合成重组人血清白蛋白,并从稻米中分离纯化出重组人血清白蛋白,这一过程形象地被称为“稻米造血”。
2011年,禾元生物取得重大突破——每千克糙米提取出2.75克人血清白蛋白,并将科研成果发表在《美国科学院院报》,引起全球轰动。Nature News发表评论称“该技术就像从大头菜中挤出血一样,把不可能的事变成了可能”。
他自己做第一个“受试者”
2011年,禾元生物顺利完成了研发实验室、中试生产基地的建设并投入使用;2013年,禾元生物的核心技术“水稻胚乳细胞生物反应器及其应用”荣获国家技术发明奖二等奖。
技术实现只是第一关,想要转化成产品走向市场,还要过安全性验证、高效提取、纯化工艺等关卡,每一关都没有先例可循。光是为了达到99.9999%的临床级纯度,团队就花费了3年迭代了37套方案。
2017年,植物源重组人血清白蛋白注射液获得国家药品监督管理局临床许可。但毕竟是跨界生物技术,没有医院和医生敢承担这个临床研究,杨代常便主动向医院出具免责书,成为全球首位注射植物源重组人血清白蛋白的人类受试者。
杨代常董事长带领研发团队做实验。 企业供图
杨代常的勇敢源于对自己研发数据的自信。他透露,当纯度仅99%时,他和团队提取其中1%的杂质,以人体用量2500倍的剂量注射小白鼠,28天后所有小鼠都存活。正是这个数据,坚定了团队的信心,继续向高纯度的临床级重组人血清白蛋白冲刺。
预计可实现年产1200万支
据杨代常介绍,围绕这个领域的核心技术,禾元生物已取得授权发明专利80多件,新申请专利20余件,基本实现植物源重组人血清白蛋白的全球知识产权布局。目前,除了植物源重组人血清白蛋白,禾元生物还有多个全球新药进入临床研究阶段。
今年5月,位于光谷生物城的禾元生物“稻米造血”产业化基地项目一期主体结构封顶,预计2026年第二季度建成投产。项目建成后,预计可实现年产1200万支重组人血清白蛋白注射液,可替代国内人血清白蛋白约四分之一的进口量,安全有效地解决我国人血清白蛋白药品供应问题。
据悉,禾元生物的植物源重组人血清白蛋白注射液生产线,是国家“863”计划、新药创制重大科技专项和战略性新兴产业集群试点等支持的重大科技专项攻关工程项目。全厂采用智能化生产管理系统,将物料管理、智能化生产执行、能源管理、质量管理等系统进行高度整合,工厂运营基本实现无人化和无纸化,全生产工艺流程实现自动化、数字化和智能化。
“创新是一个久久为功的过程。”杨代常认为,真正的创新需要包容试错。任何技术从“可行”到“可用”,隔着无数次失败和巨额投入。禾元生物的成功,既来自企业数年甚至数十年的坚守,更离不开武汉和光谷生物城持之以恒的支持。
(长江日报记者王恺凝 通讯员王琼 田瑶林 陈登梅)
【罗田甜】
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