植物「分子農場」可生產流感、新冠肺炎疫苗

作者 | 發布日期 2021 年 08 月 14 日 0:00 | 分類 生物科技 , 農業科技 , 醫療科技 Telegram share ! follow us in feedly


加拿大生技公司 Medicago 運用煙草類植物以「分子農場」(molecular farming)方式「種出」流感疫苗,近期已完成兩項大規模三期臨床試驗,保護力與現行之流感疫苗相當,結果刊登於 2020 年 11 月頂尖醫學期刊《柳葉刀》(The Lancet)。該公司所研發之新冠肺炎疫苗今年(2021)三月也已進入三期試驗,美國 FDA 將加速審查流程。

植物「分子農場」(molecular farming)

分子農場藉由種植基因改造後表現出特定蛋白的農作物,能夠生產醫藥等級或工業用之高經濟價值蛋白質。此外也可利用「植物病毒表現系統」感染植物,使其能製造特定蛋白質。有別於傳統以微生物或動物細胞所生產之蛋白藥物,分子農場所生產的蛋白質沒有人類病原或微生物毒素等安全顧慮。

早在 20 多年前,就有以分子農場生產的「抗生物素蛋白」(avidin)上市作為生醫研究試劑販售。2012 年五月,美國 FDA 核准了第一個由植物細胞生產的「高雪氏症」(Gaucher disease)藥物 ElelysoTM(註)。

分子農場流感疫苗三期臨床試驗結果

本次兩項臨床試驗共招募約 23,000 名受試者,結果表明植物來源的流感疫苗不僅安全,且預防流感的保護力與現行流感疫苗相當。

其中一項試驗包含亞洲、歐洲和北美一萬多名年齡介於 18~64 歲間的成年人,目標是證明該疫苗可以防止 70% 以上受試者感染流感病毒或其他呼吸道疾病,雖然試驗結果並未達標,僅保護約三分之一受試者免於 2017~2018 年北半球冬季流感毒株危害,但現行之流感疫苗的保護力本來就年年都不同,完全取決於疫苗與當年流行病毒株的匹配程度。

研究人員進一步根據 2017~2018 年收集的數據得出結論,植物源疫苗提供了與現行商業疫苗「大致相似」的保護力。另一項臨床試驗則招募了 12,000 多名 65 歲以上長者,由於老年人更容易受病毒感染,因此高齡長者的疫苗臨床試驗極為重要。結果顯示,年長受試者體內對付流感病毒的免疫細胞因這款疫苗大量增加。

分子農場具快速反應之潛力

目前多數流感疫苗之生產是使用雞蛋或實驗室培養的細胞,即使在科學家確定需要靶向哪些流感毒株後,仍需數個月時間才能大量產出疫苗,相反地,一旦確定病毒抗原之氨基酸序列,分子農場有能力於一個月內產出 1,000 萬劑疫苗。

如果能以分子農場大規模生產流感疫苗,將有助於提升季節性流感疫苗生產效率,換言之,來自分子農場的疫苗可望加快人類因應病毒株變化的反應速度,以應付每年都有所改變的流感病毒株及其他突發性疫情。

分子農場新冠疫苗進入三期臨床試驗

由於分子農場於疫苗生產具優勢,藥廠葛蘭素史克(GlaxoSmithKline,GSK)公司決定攜手 Medicago 共同研發分子農場所生產的新冠肺炎疫苗(CoVLP)。二期臨床試驗結果顯示,無論成年(18~64歲)或老年(65歲以上)受試者,接種二劑疫苗後體內中和抗體效價均比曾感染新冠病毒之康復者高 10 倍。

此外,該疫苗之安全性良好,不良反應多屬輕度或中度,研究團隊目前已於多國(加拿大、美國、英國和巴西)啟動三期臨床試驗以獲得更具說服力的實驗數據,美國及加拿大衛生當局亦將加速審查流程,讓植物所生產的新冠疫苗盡快上市為人類提供對抗新冠肺炎的保護力。

分子農場的爭議

但是分子農場種植之作物類似基改作物,在戶外開放的田間種植時必須預防污染其他植物,因此仍有許多顧慮,2002 年位在美國的生技公司(ProdiGene)就曾傳出分子農場中的基改作物污染一般農作物的案例。當時 ProdiGene 公司在美國內布拉斯加州種植基因轉殖玉米,生產用於診斷試劑的抗生物素蛋白 avidin,但採收玉米時有些玉米粒掉落至土壤,該農地之後又被用來種植大豆,部分遺留的基改玉米粒因此發芽、最後於採收時被混雜於大豆中。

由於美國政府對基改作物污染祭出「零容忍政策」(zero-tolerance policy),美國農業部對此強制一萬多公噸大豆必須銷毀不得做為食品或飼料原料,並處以數百萬美元賠償金及違約金。

註:該藥物由以色列生技公司與輝瑞公司共同開發完成。

(首圖來源:Medicago