讓稻田變“血庫”，緩解血荒、治病救人，聽似離譜，實則靠譜。水稻如何“長”成人血清白蛋白？幕后功臣竟是基因工程技術(shù)！

      

      一天，一粒稻谷來到了一間實驗室。霎時間，前方響起了“高能預(yù)警”：請注意，最有科技含量的“水稻變形記”即將發(fā)生。

      

      “首先我們拿到的是一粒稻谷，脫殼以后就是大米。再進行磨粉，磨成米粉之后再加入對應(yīng)的緩沖液進行提取，再經(jīng)過一系列的層析工作之后，會拿到相對較純的目標(biāo)蛋白。”楊晶是武漢禾元生物科技股份有限公司研發(fā)部的一名蛋白純化工程師，也是這場高端“水稻變形記”的主要參與者之一，“目前進行的是一個檢測工作，電泳是為了檢測樣品的分離效果和純度，之后還需對樣品活性、濃度以及藥效進行分析。”

      

      這間實驗室，隸屬于武漢禾元生物科技股份有限公司，公司的創(chuàng)始人是“國家高層次人才”專家、武漢大學(xué)生命科學(xué)院教授楊代常。

      

      2005年，已在美國工作了6年的楊代常毅然回到母校武漢大學(xué)，聚焦一粒稻米埋頭創(chuàng)新。這一次，他想幫水稻做一場奇特的“跨界”，讓水稻不再僅僅是糧食，而變成可以造血的“神器”，孵化出一種生物制劑類藥品——人血清白蛋白。

      

      “比如遇到因意外事故失血過多的情況，傷者如果沒有充足、匹配的血漿進行及時搶救，就很可能會喪命。如果這時有人血清白蛋白頂上的話，人就可以很快復(fù)蘇，它能有效地應(yīng)對失血性休克。”據(jù)武漢禾元生物科技股份有限公司創(chuàng)始人楊代常介紹，人血清白蛋白又稱“黃金救命藥”，是一種擴充血容量的藥品，對失血創(chuàng)傷、燒傷引起的休克、肝硬化及腎病引起的水腫或腹水等情況具有顯著的緩解作用。

      

      在我國，血庫在供應(yīng)臨床需求時存在巨大的血量缺口。以人血清白蛋白為例，據(jù)中研普華數(shù)據(jù)顯示，我國人血清白蛋白理論總年需求量為1,500-1,800噸，其中超六成依賴進口，人血清白蛋白供需并不平衡。

      

      能否從植物中提取人血清白蛋白？世界上針對這項研究已有幾十年，但始終有三大問題難以解決，一是實際產(chǎn)量無法實現(xiàn)理論產(chǎn)量，二是要達到臨床使用標(biāo)準(zhǔn)需耗費巨額生產(chǎn)成本，三是大規(guī)模生產(chǎn)幾百上千噸人血清白蛋白怎么做到？對此，楊代常帶領(lǐng)團隊一路攻堅克難，最終利用基因工程技術(shù)破解了植物源重組人血清白蛋白的奧秘，填補了國際上此項技術(shù)規(guī)模化生產(chǎn)的空白。

      

      “通過基因工程的辦法，把水稻的種子作為一個蛋白的‘生產(chǎn)車間’來代替人的肝臟來合成蛋白質(zhì)。從科學(xué)上來講，從細(xì)菌到植物、動物、人，整個生命世界其實都使用著同一套遺傳密碼，這使得利用某些生物來制造人類蛋白質(zhì)成為可能。這對于普通水稻來說是天方夜譚，但如果把人類基因合成人血清白蛋白的一個染色體片段插入水稻基因組進行生物育種就能夠做到。”人血清白蛋白的基因被轉(zhuǎn)入水稻基因組，特異性在水稻大米中合成與積累，楊代常教授說這種基因工程水稻便升級成為“生物反應(yīng)器”，在水稻生長過程中通過光合作用能自動合成人血清白蛋白儲存在米粒中，之后將稻米脫殼、粉碎、提取人血清白蛋白、多次純化、過濾、凍干......“稻米造血”便得以實現(xiàn)。

      

      通過基因工程與遺傳改良技術(shù)，禾元生物研發(fā)的植物源重組人血清白蛋白探索了和“血漿提取”截然不同的生產(chǎn)路徑。傳統(tǒng)血漿提取的人血清白蛋白，潛藏著艾滋、肝炎等病毒風(fēng)險，而這種植物源的藥用蛋白從根源處就可杜絕各種人體病毒，使用安全且可大量生產(chǎn)，名副其實地達到了“改良”目的。

      

      如今，這種進行了基因編輯和重組的水稻生產(chǎn)出的人血清白蛋白，純度已高達99.9999%。為了證明植物源藥用蛋白的安全性和可靠性，當(dāng)初楊代常帶領(lǐng)團隊做過一個極端的試驗。

      

      “用水稻提取白蛋白，起初不少人質(zhì)疑我們，擔(dān)心其中的雜質(zhì)使人產(chǎn)生排異反應(yīng)。為此，我們做了一個很有趣的試驗。我們將當(dāng)時純度只有99%的白蛋白里1%的水稻雜質(zhì)拿出來，以人體注射25倍的劑量注射進老鼠體內(nèi)，連續(xù)注射了28天，結(jié)果老鼠們?nèi)纪旰脽o損，一直沒死。”這次成功的試驗也為楊代常團隊注射了一劑“強心針”，“稻米造血”這條路值得堅持，“既然這樣提取的人血清白蛋白是安全的，我們就下決心向制藥這個階段進發(fā)。”

      

      今年三月，預(yù)計可年產(chǎn)10噸植物源重組人血清白蛋白原液及100萬支制劑產(chǎn)品的智能化制造工廠啟動投產(chǎn)，全球首創(chuàng)、備受關(guān)注的“稻米造血”技術(shù)即將100%完成科技成果轉(zhuǎn)化，實現(xiàn)量產(chǎn)指日可待。未來，禾元生物“植物源重組人血清白蛋白注射液”正式面市后，將幫助更多患者獲得“用血自由”。

      

      明年，禾元生物專用于“造血”的水稻基地將擴種千畝。將稻田變“血庫”，目前一畝稻田可生產(chǎn)超過1.5公斤藥用蛋白，若在商業(yè)化規(guī)模產(chǎn)線使用最新的稻谷原料，畝產(chǎn)藥用蛋白量可望進一步提高。“目前我們共有4個產(chǎn)品進入臨床，其中還包括治療兒童腹瀉和醫(yī)治心腦血管的藥品，都是選擇水稻胚乳細(xì)胞作為表達平臺，利用基因工程技術(shù)進行編輯改造，從理論上看利用基因工程技術(shù)對水稻基因組進行編輯改造可以做任何蛋白質(zhì)藥物。”

      

      今后，楊代常團隊還將利用基因工程技術(shù)對“超能水稻”進行持續(xù)探索，讓一片稻田幻化成為一座救死扶傷的“黃金藥庫”。

      

      “人類的生產(chǎn)生活，特別是農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展水平是必須要靠生物技術(shù)來提升的。如果生物技術(shù)、轉(zhuǎn)基因技術(shù)上不去，農(nóng)業(yè)產(chǎn)能、質(zhì)量都會下降。唯有用生物技術(shù)解決‘卡脖子’難題，我們才能從農(nóng)業(yè)大國邁向農(nóng)業(yè)強國。”

      

      楊代常教授認(rèn)為這片稻田還承擔(dān)著一個重要的使命，幫助大眾建立對基因工程技術(shù)的正確認(rèn)知：掌握基因編輯和遺傳改良技術(shù)，就像手握一把神奇又強大的鑰匙。以科學(xué)的視角看待它、用積極的態(tài)度運用它，人類能夠開啟一個又一個新世界的大門。在那里，科技之光普照大地，更多高質(zhì)量發(fā)展的佳話將由“中國制造”攀升成為“中國智造”。（記者 郭蜜蜜 編輯 婁嘉欣 編審 涂丹）