沿美国威斯康辛州南部一条乡间大道前行,可见一片勃然生机的金黄色谷穗玉米地。这方圆几英亩农田中长势喜人的谷粒收割后将送往制药厂另作安排,其增值产品可达数百万美元。这种玉米并非专门培植用来制造甜香添加剂的优质品种,而是威斯康辛州米德尔顿市阿格拉斯塔斯生物技术公司经遗传工程技术改良的变种玉米,以期分泌多种人类抗体。去年秋季,与该生物技术公司协作研究的一家制药厂,计划采用从变异玉米种子中提取的250毫克植物再生抗体开始人体测试研究,即将这种从农作物中制取的人类抗体输注到癌症患者体内,以求激发免疫反应。若这种免疫疗法意如所望那样行之有效,那么再造抗体将附着肿瘤细胞并以其释放的放射性同位素来杀灭肿瘤细胞。
抗体作为治疗药物使用并不新奇,然而采用农作物培植抗体却堪称首创之举。对于耗资数亿美元、历时多年潜心钻研并试图将这些颇有潜力的药物推向市场的某些生物技术公司而言,这项生物技术一旦取得突破性进展将确实是天赐的恩惠。不过迄今大多数尝试均告失败,究其原因不外乎以下两种。
首先,许多早期研制的抗体药物要么不起作用,要么引发严重的过敏反应。它们是采用克隆鼠细胞定位复制的鼠类抗体。近年来,遗传学家已从完全取自人体的各种细胞物质中培植出多种抗体。这些采用遗传工程技术嵌合的抗体显然疗效更好:去年7月,IDEC生物制药厂生产的一种人类抗体药品已通过美国食品和药物管理局的科学检测。这种用于治疗非何杰金氏淋巴瘤的合成药品,已列入第3种在美国市场上公开销售的治疗抗体药品名单中。
阿格拉斯塔斯生物技术公司科学家维克拉姆 · M · 帕拉德克尔(Vikram M. Paradkar)称,这就是我们主张利用农作物再造抗体的优势所在。通过将人体基因及其DNA片断移植到玉米再生细胞中,就可以促使植物细胞滋生外源蛋白质,该生物技术公司已经利用这种移植方法培育出一种菌株,它可使每英亩玉米产出1.5公斤具有药用价值的抗体。帕拉德克尔预言:“我们有能力在不久的将来,使玉米产生足够的抗体满足整个美国市场对治癌药物的需求—万名癌症患者用药只需种植30英亩玉米就可以办到。”他还评论说:“虽然在农作物体内开发抗体药物较采用动物细胞培植费时长约1年,但是投人的启动资金相对要低得多,而一俟全面投产后就能够以绝对低廉的价格向所需制药厂大批量供应多种抗癌蛋白质。’’
植物抗体还可以降低另一种危险。研究表明,在发酵池中培育数10亿细胞有可能交叉感染多种人类疾病,而采用农作物培育治疗抗体药物却不必为此担忧。虽然阿格拉斯塔斯生物技术公司必须确保农作物抗体绝对不含杀虫剂和其它各种污染物,却无需投资配备筛除各种病毒和细菌毒素的显像及处理设施。
玉米绝非唯一可以仿造人体细胞组织的农作物。时下,美国一些生物技术公司正在利用多种农作物进行药物培植试验。目前阿格拉斯塔斯生物技术公司还在培植对付Ⅱ型单纯疱疹病毒的大豆抗体品种,以产生一种可加人避孕药中的药物,防止性传播疾病中这种致命病毒的侵害。加利福尼亚州的芒特恩 · 维尤地球生物技术公司正在测试一种防蛀牙口腔清洁剂,该生物制剂是由转基因烟草提取的多种抗体合成的。弗吉尼亚州布莱克斯堡农作物技术公司,则以基因重组技术改良烟草品质,以使叶脉中产生一种称为葡萄糖脑苷脂酶的物质。肝脾肿大患者由于自身无法产生这种极其重要的蛋白质而处境维艰,每年患者为获取这种蛋白质支付的费用高达16万美元之多。若从植物中提取这种物质,将为他们摆脱疾患带来福音。
布莱克斯堡农作物技术公司创始人卡罗尔 · L · 克拉默(Carole L. Cramer)声称:“转基因农作物可以准确地转录和表达控制人体蛋白质生成的敏感信号,这种再生能力令人吃惊。”不过她仍对此测试持审慎态度,因为毕竟植物和人体细胞功能存在很大差异,人体细胞载有某些携带特殊碳水化合物分子的抗体,植物细胞却可能将不良碳水化合物附着人类抗体上。阿格拉斯塔斯生物技术公司分子生物学家道格拉斯 · A · 拉塞尔(Douglas A. Russell)指出,如果一旦发生那种情况,那么失调的抗体就不能激发身体产生自身免疫反应,并立即随血流迅速消失。拉塞尔称只有解决这种失调现象,阿格拉斯塔斯生物技术公司才会致力研究无需碳水化合物的植物抗体药物。今年春季,该公司临床测试结果届时会揭示植物再生抗体其它的不同特性并获得初步结论。
[Scientific American,1997年11月]