长江网记者陈浩然 通讯员张珊妮 陈登梅
“利用生物技术制备重组人血清白蛋白,对摆脱进口依赖,确保国家国防安全和国民安全,具有重要的战略意义。”6月27日,在“加快推动‘三个优势转化’,重塑新时代武汉之‘重’”主题报告会之“武汉新城·世界光谷”专场上,武汉禾元生物科技股份有限公司(以下简称“禾元生物”)董事长、总经理杨代常讲述了禾元生物18年来坚持原始创新,开发出全球首个利用稻米合成人血清白蛋白的故事。
6月27日,“加快推动‘三个优势转化’,重塑新时代武汉之‘重’”主题报告会之“武汉新城·世界光谷”专场上,武汉禾元生物科技股份有限公司董事长、总经理杨代常作报告。长江网记者彭年 摄
从“0”到“1”,“稻米造血”获重大突破
人血清白蛋白俗称“黄金救命药”,大量用于临床用于治疗失血、肝硬化等病症。据统计,目前国内人血清白蛋白年需求量约1500-1800吨,国内外均来自血浆提取,我国受制于原料供应,长期依赖进口。2023年,国内人血白蛋白供应排名前四的均为西方发达国家企业,占比62.4%。
杨代常介绍,重组人血清白蛋白的研究始于1981年,40多年来,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,均未成功,重组人血清白蛋白成为一个世纪难题。
为了攻克这个世纪难题,在美国工作学习的杨代常选择了回国,研究用水稻种子作为生物反应器来生产重组人血清白蛋白的技术,就是使稻米在生长过程中自动合成人血清白蛋白,然后通过多道工序提取纯化,这项技术也被形象的称为“稻米造血”。
其实,自诩搞农业出身的杨代常40岁时才转攻生物制药方向。1985年,杨代常以首届插班生的身份考入武汉大学,一路成为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。毕业后,杨代常到美国等地学习、工作,随后还担任美国加州一家生物技术公司的高级科学家和实验室主任。
从他科研之路伊始,水稻就一直占据重要位置。
“水稻胚乳细胞具有完整的真核细胞蛋白质加工体系,重组蛋白质的翻译、折叠和修饰都与哺乳细胞十分相近。”杨代常最终决定用水稻种子作为“造血”的生物反应器。“除了血浆短缺原因,寻找非人血来源的重组人血清白蛋白,还可规避病毒传染风险,避免血源性疾病。”他解释道。
经过艰苦研究,杨代常带领团队攻克了多项关键核心技术,成功实现稻米中提取高纯度人血清白蛋白,技术上实现了从0到1的突破,填补了国际上此项技术规模化生产的空白。文章在美国科学院院报(PANS)在线发表时,Nature News评论写到“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”,引起学术界和产业界的轰动。
甘当“小白鼠”,他第一个注射“稻米白蛋白”
2011年,禾元生物入驻光谷生物城,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”荣获国家技术发明二等奖。
2017年和2019年,重组人血清白蛋白注射液分别获得国家药审中心和美国FDA的《药物临床试验批件》,作为全球首个基于水稻胚乳细胞生物反应器生产的Ⅰ类创新药,经询证临床研究,重组人血清白蛋白注射液与血浆提取人血清白蛋白注射液具有相同的疗效和很好的安全性。
最初,水稻提取白蛋白这一“跨界”生物技术并不被看好,被认为是“天方夜谭”,也不可能进入临床,更别提产业化和商业化。为了论证产品的安全性,杨代常带领团队从5公斤99.9%纯度的重组人血清白蛋白获得0.1%的杂质,用相当于人体使用现在纯度的2500倍的杂质量,通过小鼠做试验,经28天注射后没有一只小鼠死亡。
这个结论让杨代常欣喜若狂。他义无反顾地向高纯度的临床级重组人血清白蛋白冲刺。经过180多天的日日夜夜,最终纯度提高到99.9999%。获得中国临床批准后,没有医院和医生敢承担这个临床研究,基于对自己研发数据的自信,杨代常是第一个注射该产品临床样品,亲自见证产品的安全性。
6月27日,“加快推动‘三个优势转化’,重塑新时代武汉之‘重’”主题报告会之“武汉新城·世界光谷”专场活动现场。长江网记者彭年 摄
从“1”到“100” “稻米造血”产业化有望普惠患者
杨代常介绍,禾元生物现有6个新药产品进入临床研究阶段,其中5个为全球新药。目前重组人血清白蛋白注射液已完成临床Ⅲ期试验,证明疗效与血源人血白蛋白相当,安全性良好,国家药审中心同意新药注册申报,并纳入优先审评审批通道,有望在2025年获批上市。围绕这个领域的核心技术,禾元生物已取得授权发明专利70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。
伴随企业发展壮大,配套产业政策也日趋完善。2021年初,禾元生物植物源重组人血清白蛋白核心技术攻关项目正式动工。2023年,已经完成年产能100万瓶注射液的智能化工厂建设,并获得药品生产许可证。2024年正在建设年产能达到600吨原液(有效成分120吨,1200万瓶注射液)的产业化基地,满产后年销售额有望突破50亿元,即将实现从“1”到“100”的突破。
对于严重肝硬化病人,一周要用4-5瓶人血清白蛋白,传统白蛋白每瓶价格在400-500元。“随着我们的技术产业化并逐步扩大生产规模后,将会有效降低成本,满足患者的用药需求。”杨代常说。
生物医药产业发展关系到国家战略安全和人民健康福祉,被视为国家科技先锋力量的体现,是我国新质生产力的重要组成部分。中国生物医药产业正经历一场从“中国制造”到“中国创造”,从仿制到创新的涅槃之路,“稻米造血”的故事就是最好的诠释。
(值班总编辑 陈志远 值班主任 王冲 值班编辑 李智恒)