植物反应器生产药用蛋白的研究进展李世成现代基因工程技术最初是建立在结构简单的微生物，尤其是以大肠杆菌为受体表达外源蛋白，用植物反应器生产药用蛋白的思路出于偶然。二十世纪八十年代，比利时 PGS 公司的科学家将一个神经肽（enkephalin，脑啡肽）编码基因转入烟草中表达，用意在于让瘾君子们不用抽烟，只需拿烟叶闻一闻或放在口中嚼一嚼即可过烟瘾，以此减少尼古丁对人体的危害及减少空气污染。他们在这个小肽基因两端设计了两个蛋白酶的酶切位点，将改造后的基因串联导入烟草细胞并成功获得再生植株，结果小肽以多聚体的形式表达存在，用胰蛋白酶和羧肽酶作用后获得了神经肽，每粒种子在 200nmol。虽然，他们的目的最终没能达到，因为神经肽要经血液运输而起作用，在口腔及消化道内会被降解掉，但他们却意外地找到了一条利用转基因植物生产药用蛋白的途径，引起人们对此领域的关注。尤其是转基因植物生物反应器的研究和开发使植物能以极低的费用大量生产药用蛋白,具有极大的商业价值。。植物反应器生产药用蛋白的优点利用植物反应器生产药用蛋白已成为制药产业重点开发的热点领域。通过植物基因工程技术，在转基因植物中生产药用蛋白及多肽疫苗，具有微生物或动物反应器不可替代的独特优点（见表 1）。它们不仅可以对真核生物蛋白进行准确的糖基化、酰氨化、磷酸化、亚基的正确装配等翻译后加工，使表达产物具有良好的生物活性和较低的免疫原性，而且也不像细菌在发酵过程中那样由于产生不溶聚合物—包涵体，而需要将它们重新溶解并折叠成天然蛋白质，这一过程所需要的成本很高；不仅如此，植物反应器也不会像动物反应器那样含有人类的潜在病原或其他污染等潜在的威胁；另外利用植物反应器，来源广，可进行大量田间栽培；转化植株系的种子易于储存，有利于重组蛋白的生产和运输；投资小成本低。据推算，利用转基因植物生产药用重组蛋白的成本，仅为利用大肠杆菌发酵生产成本的 1／10～ 1／50。表 1 微生物、动物和植物反应器的比较原核微生物反应器植物反应器动物反应器真核蛋白翻译后加工的能力有限；上游生产成本较低；细胞培养需要用胎牛血清作为生长培养基，以及从培养上清中提取，成本昂贵；细菌发酵常形成不溶聚合物或回收率低；基因转化容易、成功率高、周期短、表达量高、提纯容易、收效快（少于两年）；转基因动物生长繁殖、饲养条件及营养要求高；宿主菌的表达药物种类及表达量有限；转基因植物自交后得到的同质后代的遗...
