在科技日报2022年2月26日“科技早新闻”栏目中，有一条消息。加拿大卫生部审批通过了本土研发的首款新冠疫苗Covifenz。

加拿大卫生部2月24日宣布，授权该国药企Medicago研制的新冠疫苗Covifenz可用于18至64岁成年人，Covifenz是首个使用植物蛋白技术的新冠疫苗。

当然，在新冠疫苗技术十分成熟的现在，这并不算一条多轰动的新闻。特别是，截至2021年12月29日，全球范围已经采集到13个新冠病毒疫苗版本，这仅仅是第14个。

但如果告诉你，该疫苗是世界首个获批的植物源人体疫苗，加拿大成为全球第一个授权使用基于植物新冠疫苗的国家。那你是否会为之震惊？这意味着，利用植物生产治疗性蛋白质和疫苗等药物成为现实。目前，谷类作物、西红柿、玉米和水稻等可食用植物正在开发用于口服递送植物性治疗性蛋白质。

世界首个植物源人体疫苗获批

2月24日，Medicago和葛兰素史克（GSK）宣布，加拿大卫生部批准了其生产的新型冠状病毒疫苗，商品名COVIFENZ®。该疫苗是世界首个获批的植物源人体疫苗。

与目前加拿大官方已认可的其他疫苗不同，Covifenz是首个使用植物蛋白技术的新冠疫苗。

加拿大卫生部表示，作为植物源性的病毒样颗粒(VLP)疫苗，临床试验表明，其在预防有症状病毒感染方面的有效性为71%，预防重症的有效性则为100%。该疫苗对于包括德尔塔等变异株均有预防效果，对奥密克戎变异株也可产生中和抗体。

加拿大官方批准的该疫苗给药方案是每剂3.75微克，间隔21天注射两剂。该疫苗需与葛兰素史克公司生产的佐剂搭配使用，需储存在2-8℃的环境中。

批准COVIFENZ®这一决定是基于一项对2.4万名成年人的研究。这项对涉及英国和美国在内的六个国家超过24000名成人志愿者进行的三期临床随机研究中，两剂Medicago疫苗与葛兰素史克公司的佐剂结合使用，在以前从未感染过新冠病毒的人中，对所有新冠变异毒株的总体有效性为71.6%，对德尔塔导致的重症保护率高达75%。

该项目研究人员表示，在试验期间没有观察到严重的不良事件，而副作用一般是轻度到中度且短暂的。

COVIFENZ (CoVLP) 新冠疫苗 利用了植物的病毒样颗粒（plant-based virus-like particles）来模拟冠状病毒的刺突蛋白，并与葛兰素史克的大流行佐剂相结合，该疫苗是在加拿大开发。Medicago的植物性颗粒生产平台使用澳大利亚植物的叶子作为生物反应器，以生产刺突 (S) 蛋白，该蛋白自组装成病毒样颗粒 (VLP)，用于 CoVLP（冠状病毒病毒样颗粒）候选疫苗。这种澳大利亚植物（本氏烟草）与烟草属于同一家族，但它不是烟草植物。

虽然 Medicago疫苗是一种新方法，但Covifenz 仍然与传统疫苗相似。这可能会使该药物在那些坚持反对接受其中一种mRNA 疫苗的人中产生一些吸引力。

Medicago的COVIFENZ (CoVLP) COVID-19 候选疫苗使用活植物作为生物反应器来生产非传染性病毒(称为病毒样颗粒或 VLP)。VLP 模仿病毒的结构，但不具有传染性。

Proficia®技术使用本氏烟草植物，这是植物病毒学中使用最广泛的实验宿主，主要是因为许多病毒可以成功感染它。其减弱的免疫系统是数千年来自然遗传变化的结果，这意味着遗传物质可以成功地被植物宿主而不被排斥。 因此，暂时利用本氏烟草的自然细胞过程来生产VLP。

VLP 将抗原呈递给个体的免疫系统，引发保护性和持久的免疫反应。此外，VLPs模仿病毒的天然结构，使它们很容易被免疫系统识别。然而，它们缺乏核心遗传物质，使它们无传染性且无法复制。换句话说，它们会引发类似于自然感染的免疫反应，但不会带来与之相关的不便。

上述内容非常专业，看完几乎也就睡着了。简单来说，就是Medicago是利用一种烟草植物的病毒样颗粒，其蛋白有类似新冠病毒的外壳，但缺少病毒的基因组，因此完全无害。它模拟新冠病毒的外部结构，令它们很容易被免疫系统识别。

除此之外，Medicago公司还在开发针对其他多种疾病的植物疫苗，该公司认为，基于植物的新冠疫苗可能有助于激发人们对这种新的医疗制造方法的兴趣。

不可思议的分子农业

2021年8月12日，Science杂志在线发表了来自加拿大拉瓦尔大学Hugues Fausther-Bovendo等人发表题为“Plant-made vaccines and therapeutics”的观点文章。该文章认为，近期几款进入临床的植物源性治疗性蛋白质取得重要进展，极大激发了人们对植物生产的人类药物的研究兴趣。此外，使用分子农业特别适合针对性治疗，如针对个体患者量身定制药物。

分子农业是指将植物用于生产治疗性蛋白质，作为替代的生物制造方法。

▲Science杂志在线发表题为“Plant-made vaccines and therapeutics”的文章。

利用植物生产治疗性蛋白质和疫苗等药物具有很多优势。

  • 其一，植物只需要光、水和土壤等温室条件就能生存蛋白质，相比细菌、哺乳动物和昆虫细胞培养系统所需的生物反应器便宜。

  • 其二，与传统生产系统不同，人畜共患病病原体无法感染植物，因此不能成为分子农业衍生产品的污染物来源。

  • 其三，通过将密码子优化、细胞器特异性启动子的加入、N-聚糖的人源化和瞬时转染系统等技术进步提高了分子农业的优势，产量超过1mg/g 的新鲜植物重量。

  • 其四，植物瞬时转染系统也提高了生产速度，在转染成株后数日内即可收获，而不是在数月内获得稳定表达。事实上，植物生产的疫苗可以很容易地针对新病原体或新出现的毒株制造疫苗。因此，分子农业的速度特别适合个性化医疗。

就生产疫苗而言，植物产生的蛋白质与细菌、哺乳动物或昆虫系统中产生的对应物相比具优势。与细菌不同，植物能够进行翻译后修饰，植物表达不同的聚糖，这使得植物来源的蛋白质比它们的哺乳动物蛋白质更具免疫原性 。

在植物制造的疫苗中，会产生病毒样颗粒 (VLP)，其中包含目标病原体的目标蛋白质（免疫原）和颗粒内的植物成分。VLP 的这些植物成分，如凝集素、聚糖、皂苷和热休克蛋白，具有佐剂特性，可以进一步增强针对植物疫苗的免疫反应，并可能减少疫苗制剂中对佐剂的需求。

玉米、水稻是否能做成疫苗？

目前，谷类作物、西红柿、玉米和水稻等可食用植物，正在开发用于口服递送植物性治疗性蛋白质。口服给药是静脉给药的一种友好的替代方法，还可以减轻与药物静脉内给药相关的不良事件。

此外，口服给药时的植物制造疗法所需要的加工少，因此，可能会跳过制造过程中昂贵且耗时的步骤。用于口服给药的产品也可以在室温下以冻干（脱水）形式长期储存，从而大幅降低生产和储存成本。

此外，食用疫苗也在开发中。这种方法的安全性和可行性在临床试验中得到证明，表明可食用植物疫苗可以产生有效的免疫反应。但是，在临床接受这些候选疫苗之前，还需要进行优化 ，确保植物疫苗不会导致植物过敏等情况出现，尤其是水稻、玉米等广泛使用的植物。目前，植物疫苗投入使用还需要解决基础设施建设等问题，批量生产需要进一步降低生产成本。

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来源丨农财君综合整理自科技日报、中新网、iplants、中国生物技术等

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