分子農業是指將植物用於生產治療性蛋白質，作為替代的生物製造方法。2021年8月12日，Science雜誌線上發表了來自加拿大拉瓦爾大學Hugues Fausther-Bovendo等人發表題為“Plant-made vaccines and therapeutics”的觀點文章，該文章認為近期幾款進入臨床的植物源性治療性蛋白質取得重要進展，激發了人們對植物生產的人類藥物的興趣。此外，使用分子農業特別適合個性化醫療，如針對個體患者量身定制藥物。
利用植物生產治療性蛋白質和疫苗等藥物具有很多優勢。其一，植物只需要光、水和土壤等溫室條件就能生存蛋白質，相比細菌、哺乳動物和昆蟲細胞培養系統所需的生物反應器便宜。其二，與傳統生產系統不同，人畜共患病病原體無法感染植物，囙此不能成為分子農業衍生產品的污染物來源。其三，通過將密碼子優化、細胞器特异性啟動子的加入、N-聚糖的人源化和暫態轉染系統等技術進步提高了分子農業的優勢，產量超過1 mg/g的新鮮植物重量。其四，植物暫態轉染系統也提高了生產速度，在轉染成株後數日內即可收穫，而不是在數月內獲得穩定表達。事實上，植物生產的疫苗可以很容易地針對新病原體或新出現的毒株製造疫苗。囙此，分子農業的速度特別適合個性化醫療。
2019年，一種針對流感病毒的植物疫苗完成了三期臨床試驗，取得了令人鼓舞的結果。2021年3月，針對SARS-CoV-2的（NCT04636697）的佐劑植物疫苗（CoVLP）的3期開始試驗。就生產疫苗而言，植物產生的蛋白質與細菌、哺乳動物或昆蟲系統中產生的對應物相比具有幾個優勢。與細菌不同，植物能够進行翻譯後修飾。植物表達不同的聚糖，這使得植物來源的蛋白質比它們的哺乳動物蛋白質更具免疫原性。在植物製造的疫苗中，會產生病毒樣顆粒（VLP），其中包含目標病原體的目標蛋白質（免疫原）和顆粒內的植物成分。VLP的這些植物成分，如凝集素、聚糖、皂苷和熱休克蛋白，具有佐劑特性，可以進一步增強針對植物疫苗的免疫反應，並可能减少疫苗製劑中對佐劑的需求。
儘管植物蛋白新增的免疫原性對疫苗有益，但它可能對治療性蛋白質有害，可能會降低其體內功效並導致不良事件。儘管存在這些限制，但針對HIV（NCT01403792）和埃博拉病毒（NCT02363322、NCT02363322）的單克隆抗躰已達到臨床開發階段。在人體試驗中，這些抗體的靜脈內（埃博拉病毒）具有良好的耐受性。
穀類作物、蕃茄、玉米和水稻等可食用植物正在開發用於口服遞送植物性治療性蛋白質。口服給藥是靜脈給藥的一種用戶友好的替代方法。此外，口服給藥可以減輕與藥物靜脈內給藥相關的不良事件。口服給藥，植物製造的療法可能只需要最少的加工，囙此可能會跳過製造過程中昂貴且耗時的步驟。用於口服給藥的產品也可以在室溫下以凍幹（脫水）形式長期儲存，從而大幅降低生產和儲存成本，同時便於給藥。
此外，食用疫苗也在開發中。這種方法的安全性和可行性在概念驗證1期臨床試驗中得到證明。表明新的可食用植物疫苗現在可以產生有意義的免疫反應。然而，在臨床接受這些候選疫苗之前需要進一步優化。確保可食用植物疫苗不會導致對用於生產的植物過敏至關重要，尤其是大米、穀物和玉米等廣泛消費的植物。然而，由於治療劑的劑量遠高於疫苗，囙此必須新增對製造基礎設施的投資，並需要進一步降低生產成本，以實現植物治療產品的大規模製造。
論文連結：
https://science.sciencemag.org/content/373/6556/740
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