植物生物反应器发展历史

人类应用植物药有着悠久的历史，可以追溯到古代中国和公元前1600年的古代埃及，那时人们就已经发行和使用数百种植物作为药物治病。直到今天，仍有四分之一的处方药是来源于植物。现代生物技术更是极大地扩大了植物应用的范围。转基因植物系统能够生产药用蛋白，包括抗体、血液制品、疫苗等。

植物生物反应器技术开发始于世纪80年代。

1983年Bevan M.V等人首次将外源抗性基因成功导入植物细胞中作为标记，筛选阳性转化细胞，该基因在植物细胞中的表达证明了植物细胞表达外源基因和蛋白的可行性，利用植物细胞表达重组蛋白质由此开始。

1986年，Barta A等人在烟草和向日葵细胞中成功表达出农杆菌胭脂氨酸合成酶和人生长激素的融合蛋白；

1989年Hiatt A等人在烟草细胞中成功表达出活性完好的抗体，且通过杂交方式完成了重链和轻链的组装，证明了功能性糖蛋白也能在植物细胞中正确表达和组装；

1992年Mason H等人在烟草细胞中表达出了乙肝表面抗原，

1995年Thanavala, Y. 等人证实了烟草表达的乙肝抗原具有与天然抗原相同的免疫原性。

1997年，以商业化生产为目的重组卵白素在玉米中得到高效的表达，并且投入生产，植物生物反应器产品开始进入产业化。

至此以后，各种各样的植物表达系统被用于不同重组蛋白质的表达和生产。

经过二十多年的发展，植物生物反应器技术突飞猛进，目前国际上用于生物反应器的植物种类已达20多种，至少有120多种药物蛋白或多肽在植物中成功表达，15种植物源疫苗进入临床实验，6种植物源抗体进入临床和市场，8种药用蛋白进入临床实验。

美国辉瑞与以色列的Protalix公司合作，研发了在经基因修饰的胡萝卜植物根系细胞(ProCellEx®)中表达一种可静脉注射的溶酶体酶，专一水解葡萄糖脑苷脂成为葡萄糖和神经酰胺，该药已于2012年被FDA批准上市。

预计近几年内，将有数种植物源医药蛋白经批准上市，而且这一趋势将在本世纪中后期迅猛发展，以生物反应器为主体的战略性新兴产业在欧美等发达国家正在形成，并将在全球范围内迅速发展。

本世纪初，我国加大了植物生反应器研究力度和资金投入，包括凝血因子IX、鲑鱼降钙素、人血清白蛋白、胸腺素、生长因子、植酸酶、A组轮状病毒VP6疫苗、肿瘤靶向单链抗体、胰岛素和口服疫苗等开展了较深入研究和有益性探索，并取得了长足的发展。

编辑： hejianxin    来源：丁香园