稻米中提取血清白蛋白.doc

武大专家稻米中提取手术常用药物血清白蛋白09-11-25 07:48 汉网消息（记者杨佳峰 通讯员王怀民）外科手术常用药物人血清白蛋白，由于需要从人血中提取，价格昂贵。现在，专家可以从稻米中提取人血清白蛋白，从而大幅降低药物价格。这项技术由武大专家经过4年研究首创，利用该技术，从1亩水稻中可提取2公斤人血清白蛋白。 据了解，这项名为“水稻胚乳细胞生物反应器技术平台及其应用”的国家 “863”项目，日前刚刚通过专家鉴定。该项研究课题组负责人、武汉大学生科院杨代常教授告诉记者，该技术通俗来讲，就是将人的基因通过水稻来表达，然后从水稻中提取带有人类生物特性的人血清白蛋白，500亩水稻大约可提取1000公斤人血清白蛋白。 以中国工程院院士、中国农业大学教授李宁等为首的专家组认为，该技术使传统的蛋白药物的工业发酵生产方式变为农业生产方式生产，在蛋白药物生产方式上产生重大变革，具有极高的推广价值和应用前景，可以产生巨大的经济和社会效应。 目前，我国人血清白蛋白每年临床需要110120吨，因血浆供应不足，人血清白蛋白市场缺口高达60吨至80吨。人血清白蛋白在临床上主要用于治疗因失血、烧伤、烫伤、整形外科手术及脑损伤引起的低蛋白血症以及肝硬化、肾水肿等疾病。协和医院血液科夏凌辉教授称，目前人血清白蛋白完全从人的血浆中提取，因此价格昂贵，现在100克进口人血清白蛋白的价格至少为400元，国产的300元以上。 杨代常教授透露，高纯度的重组人血清白蛋白质量超过国际同类产品，开始进入国际工业试剂市场，可望再经45年的努力，使重组人血清白蛋白进入医药市场。一种从水稻种子中提取重组人血清白蛋白的方法申请号/专利号： 201010597544本发明提供了一种从转基因水稻中提取重组人血清白蛋白的方法，包括步骤：）将含有重组人血清白蛋白的稻米研磨至目，与提取缓冲液按混合，在提取小时，得混合物；所述提取缓冲液包含磷酸盐缓冲液、醋酸钠、硫酸铵与辛酸钠，其为；）将混合物的调节至，室温沉淀小时，得混合物；）过滤混合物，收集滤液，获得含有高浓度重组人血清白蛋白的溶液。所得溶液中重组人血清白蛋白的浓度可以达到，比改进前方法的提取量提高了倍并且杂蛋白减少了倍，为下一步人血清白蛋白的纯化提供了基础。申请日：2010年12月20日公开日：2011年07月20日授权公告日：申请人/专利权人：武汉禾元生物科技有限公司申请人地址：湖北省武汉市东湖开发区高新大道666号发明设计人：杨代常;何洋;李光飞专利代理机构：北京律诚同业知识产权代理有限公司代理人：黄韧敏专利类型：发明专利分类号：C07K14/765我国科学家成功运用稻米生产人血清白蛋白 2012年01月29日 14:25:50 新华微博 稻米是人类的主要食粮之一，如今它又有了另一个作用：我国科学家已成功研制出运用稻米生产一种关键的人体血液成分的技术。这种血液成分叫“人血清白蛋白”（HSA），在临床上用于治疗由于严重烧伤、肝硬化等原因造成的失血过多的状况，也用于药物和疫苗的生产，是全球重要而紧缺的资源。现行获取HSA的方式来自人捐献的血浆，我国杨代常教授团队的研究却为人们昭示着一个美好的前景：通过转基因水稻大规模生产重组人血清白蛋白。他们究竟是怎么做到的？从实验室到市场，还有多远的路要走？稻米所造HSA与血浆所造等同所谓“种瓜得瓜，种豆得豆”，谁能想到稻米竟能种出人的血液成分来？然而，科学就是这么神奇。武汉大学生命科学学院教授杨代常带领研究组经过六年的艰苦研究，在植物源替代血浆来源的人血清白蛋白的研发上终于取得了突破性进展。2011年10月31日，他们的研究成果在线发表于美国科学院院报（PNAS）上。这篇题为转基因水稻大规模生产重组人血清白蛋白的论文一经发表，立刻引起了包括自然杂志在线新闻版，以及洛杉矶时报、时代周刊等知名媒体的关注。目前，常见的人血清白蛋白大多数从人的血浆中提取，这样的生产方式不仅受到血浆供应的限制，而且还具有携带病毒传播的高风险性。国际上以重组人血清白蛋白替代血源产品的应用已成为趋势，国内市场需求也逐年扩大。然而，高纯度重组人血清白蛋白的规模化生产技术和质量控制技术却是世界性难题。杨代常及其同事研发出的转基因稻米所生产的HSA，经实验证明，和来自人血浆的HSA是等同的。这种等同，不仅是化学和物理特性上相同，而且在医学和免疫反应实验中的表现也极其相似。在对患有肝硬化的大鼠所进行的实验中，无论来自人的血浆还是稻米的HSA都证明同样能有效缓解和肝硬化相关的症状。而且，使用稻米来源的HSA比使用血浆来源的HSA显示出更好的安全性。HSA与血是不同的概念“论文之所以会受到国际媒体的广泛关注，我认为最大亮点是用充分的科学证据证明了植物源的重组人血清白蛋白与临床使用的血浆源血清白蛋白具有高度的等同性，并且其具备的大规模生产工艺有重大的现实意义。这为日益紧张的血浆供应提供了确实可信的解决方案，这不仅是科技上的创新， 而且是经济上的革新。”杨代常教授在接受本报专访时表示。国外各大媒体竞相报道了这项创新性研究，标题普遍耸动醒目。例如，美国“探索”频道在线新闻的标题为：“血来自石头吗？不。血来自大米？当然。”时代周刊的标题则为：“从一粒大米中挤出血来？”但是，在杨教授看来，严格来说，人血清白蛋白与血是两个完全不同的概念，人血清白蛋白是从血中提取的一个蛋白成分，不是血。“因而，用稻米生产人血清白蛋白不能理解为用稻米造血。”他表示。原理 将稻米变为蛋白“生产车间”稻米为什么能生产出人所需的血清白蛋白呢？简单而言，就是将人的血清白蛋白基因转入水稻中，使转基因水稻作为“生物反应器”生产出可供人类使用的人血清白蛋白。在这里，转基因水稻仅仅是借用的“生产场所”而已。“生物反应器可以通俗地理解为生产车间，就是利用某个物种的细胞作为蛋白质生产车间生产人类或其他物种的蛋白质。”杨教授形象地介绍说。更具体地说，就是将人血清白蛋白的基因通过遗传工程的技术，使其插入水稻某个染色体位置，形成一个新的水稻品种。在这种水稻的生长过程中，这个外源基因就利用水稻细胞的“原料和机器”生产这种蛋白质。在水稻成熟的过程中，人血清白蛋白不断地被合成、积累在大米的胚乳里。“我们的水稻就是将人的血清白蛋白基因通过这种方式导入水稻细胞中，利用水稻种子来生产人血清白蛋白。”杨教授说。然而，稻米是否生产人血清白蛋白的唯一入选的植物呢？杨教授说并非如此。理论上讲，植物细胞均可用作“生物反应器”来生产，但在遗传转化技术、生物安全性等方面，以水稻最佳。此外，“利用动物细胞作为生物反应器也可以，但只是生产成本相对较高，规模化没有水稻那么容易而已。”杨教授表示。此前，大米的胚乳已经用于制造其他人类的蛋白质，包括溶解酵素和铁传递蛋白，这些蛋白质存在于乳汁、唾液等人体的液体中。但是，用稻米造血清白蛋白还属首次。而且，若最终被证实可行，用稻米制造血清白蛋白比采集血浆提取更高效、更安全。“用转基因植物生产人血清白蛋白，可以规避输血中的污染和通过血液传输病毒的风险。但利用重组DNA技术生产人血清白蛋白产量低，成本高，难以规模化，这是制约工业化生产白蛋白的三个难题。”杨教授说。总的来说，稻米可能是目前为止最好的重组蛋白质的“工厂”。争议：用转基因技术安全吗？用水稻“种”出人血清白蛋白，因为涉及转基因，有人担心这种专用来造蛋白质的稻米会进入生物链及食物链，危及生态及人身安全。但杨教授认为，我国对于转基因生物的安全性具有一系列完备的评价和监管体系。目前他们已按照我国相关法规的要求进行小面积种植，在严格隔离的同时，建立较为完善的防止进入食物链的措施。另外，就如何控制花粉传播的问题，研究小组按照国家规定采取了严格的地理隔离保证其绝对安全。“任何科学技术和安全评价都是利弊的平衡。我们的数据证明，由转基因水稻产生的人血清白蛋白是经高度纯化后产生的人体蛋白质，比其他方式生产的蛋白质具有更高的安全性，不会对人体和食品安全产生其他影响。”杨教授表示。未来：惠及百姓路仍漫长杨教授说，研发这项技术目前面临的最大困难是人们对这项技术的怀疑。“要使这项技术惠及老百姓还有漫长的路要走。由于技术太新，不易被人接受。”接下来，杨代常研究组希望在临床上试验这种源自转基因稻米的蛋白质，他们正在进行相关研究，当完成后，将向美国食品及药品管理局提交临床试验的申请。杨教授介