轉基因是不是洪水猛獸？且看歐洲轉基因玉兔如何生產救命藥
2020年4月2日，美國FDA批准由法國公司LFB Biotechnology開發的Sevenfact上市，用於治療和控制成人及12歲以上青少年A型或B型血友病患者的出血事件。這些患者體內缺乏凝血因子VIII或IX抑制因子。Sevenfact是一種人類凝血因子VIIa類似物，是從透過轉基因兔子乳汁中提取而來的。
這是全球第二例轉基因兔子生產的重組蛋白藥物，也是全球第四例轉基因動物重組蛋白藥物，全球第五例獲准上市的轉基因動物產品。
為什麼轉基因兔子能生產救命的藥物呢？今天就先來講一講第一個會搗藥的轉基因玉兔，來自荷蘭。
關於兔子，中國有很多美麗的神話傳說，比如“玉兔搗藥”，這是一個與“嫦娥奔月”聯絡在一起的神話故事。在月宮中，與嫦娥生活在一起的還有一隻可愛的玉兔，除了常伴嫦娥左右之外，玉兔還肩負著一項重要工作，每天晚上，玉兔要用搗藥杵在藥臼中搗制長生不老的靈藥，供天上的神仙們享用。當然，這只是一個美麗的神話故事，不過在當今的荷蘭，還真有一群能生產治病良藥的神奇兔子。
區域性水腫為哪般
荷蘭神奇兔子生產的藥物主要用於治療一種可以世代遺傳的血管性水腫病。血管性水腫的主要症狀為患者的四肢、臉部、生殖器、腸道、呼吸道等部位會出現短期區域性水腫，嚴重時會出現劇烈腹痛，以及聲門障礙引發的窒息。更令患者痛苦的是，該病會反覆發作，影響一生，如果不加以治療，還有可能導致患者殘疾或死亡。
血管性水腫是由德國醫生海因裡希·昆克於1882年首次報道，因此也叫昆克病；1888年加拿大著名醫生威廉·奧斯勒發現一個18歲女孩患有血管性水腫，並追溯到其家族連續5代均患有此病，因而將此病稱為遺傳性血管性水腫，該病名沿用至今。
雖然已弄清楚這種血管性水腫是可以遺傳的，但是人們很長時間內並不知道其遺傳機制。直到1963年，美國科學家發現了遺傳性血管性水腫是由C1酯酶抑制劑基因突變引起的。C1酯酶抑制劑在維持血管內平衡中扮演重要角色，包括炎症反應、血壓和凝血等，一旦基因發生突變，可能引發兩種型別的遺傳性血管性水腫，第一類患者發病率達85%，其血液C1酯酶抑制劑水平低於正常水平的35%，第二類患者發病率約佔15%，其C1酯酶抑制劑水平基本正常，但是缺乏活性，最終可能導致補體系統、免疫和止血系統的過度啟用，引起血管性水腫，造成軟組織的劇烈疼痛。
遺傳性血管性水腫屬於罕見病，全球發病率約為五萬分之一到十萬分之一，但是令人驚奇的是，引發遺傳性血管性水腫的基因突變型別竟有300多種。針對遺傳性血管性水腫的藥物開發並不順利，直到2008年，美國對遺傳性血管性水腫的治療僅限於新鮮凍血漿、抗纖維蛋白溶解藥物、合成雄激素等藥物治療，這些治療方法只能暫時緩解症狀，療效有限。在歐洲，經過30多年的應用，人血漿C1酯酶抑制劑替代療法被認為是治療遺傳性血管性水腫最為有效的方法。2008年和2009年，美國FDA相繼批准了兩個從人血漿中提取的C1酯酶抑制劑用於遺傳性血管性水腫治療。不過由於人血漿來源有限，而且存在攜帶致病微生物的風險，因此利用轉基因動物生產重組人C1酯酶抑制劑將是一個不錯的選擇。
轉基因玉兔來搗藥
除了轉基因山羊之外，其它哺乳動物也被用於生產重組蛋白藥物，轉基因兔就是一個很好的例子。
相對於其它哺乳動物，兔子雖然產奶量低，但是也有自己的優勢，一是兔的乳蛋白含量高，兔的乳蛋白含量約為14%，奶牛和奶山羊的僅為3~5%，二是兔的繁殖週期短，而且繁殖率高，兔的妊娠期僅為1個月，奶山羊需5個月，奶牛則需9個月，兔一年可產4-7窩兔仔，每窩可達5-12只，而奶山羊和奶牛則以單胎為主，另外兔子個頭小，人畜傳染病少，便於進行病原微生物控制，因此對於臨床用量較少的罕見病重組蛋白藥物，轉基因兔是較為理想的選擇。
其實，國際上首批轉基因兔的誕生時間要早於轉基因山羊。1985年，理查德·帕米特（Richard Palmiter）和拉爾夫·布林斯特（Ralph Brinster）領導的一個研究小組將小鼠金屬硫蛋白啟動子與人生長激素基因連在一起，並透過顯微作業系統注射到兔子的受精卵中，培育出第一批轉基因兔，採用同樣的方法，該研究小組還同時獲得了第一批轉基因豬和綿羊，這也是世界上首批轉基因家畜，開啟了轉基因家畜研究和產業化的新時代。
轉基因玉兔是生產重組蛋白藥物的理想系統
此後，各國科學家相繼生產出幾十種攜帶不同基因的轉基因兔，但是最受關注的莫過於來自荷蘭法銘（Pharming）生物製藥公司的轉基因兔，這些轉基因兔正是攜帶了重組人C1酯酶抑制劑基因，用於開發治療遺傳性血管性水腫的重組蛋白藥物。
荷蘭法銘生物製藥公司是一家專門從事轉基因動物製藥技術開發的創新型企業，在阿姆斯特丹交易所上市，總部位於荷蘭萊登市。該公司的科研人員將牛的一種酪蛋白基因啟動子與人C1酯酶抑制劑基因組合成一個新的基因，採用與第一批轉基因兔基本相同的製作技術，將新基因顯微注射到兔的受精卵中，獲得了攜帶重組人C1酯酶抑制劑基因的轉基因兔。由於牛酪蛋白基因啟動子的作用，泌乳的轉基因母兔可在其乳腺中特異生產出高含量的重組人C1酯酶抑制劑。經檢測，重組人C1酯酶抑制劑在轉基因兔乳汁中的含量最高可達10克/升以上，而且與來自人血清中的C1酯酶抑制劑的蛋白分子結構、理化性質和生理功能等均基本一致。
隨後，荷蘭法銘公司從轉基因兔乳汁中將重組人C1酯酶抑制劑純化出來，並開展了一系列臨床試驗，證明了重組人C1酯酶抑制劑對成人及青少年（13-17歲）遺傳性血管性水腫患者有顯著療效，即接受該藥物靜脈注射後，大多數臨床志願者血清C1酯酶抑制劑含量顯著提升，而相關症狀也很快得到緩解，且不易復發，同時重組人C1酯酶抑制劑也具有可靠的免疫安全性和良好的耐受性。
2006年，荷蘭法銘公司向歐洲藥品評價署提交了作為孤兒藥的新藥申請，經過多次修改完善，2010年11月，歐洲藥品評價署最終批准了重組人C1酯酶抑制劑（商品名：Rhucin），這是第一例轉基因兔生產的重組蛋白藥物獲准上市，也是繼轉基因山羊生產的重組抗凝血酶III上市後，第二例轉基因動物來源的重組藥物走向市場。2014年7月，美國FDA也批准重組人C1酯酶抑制劑（商品名：Ruconest）用於成人及青少年遺傳性血管性水腫患者急性發作治療。目前，荷蘭法銘公司生產的重組人C1酯酶抑制劑已獲准在全球40多個國家銷售。
全球第一個轉基因玉兔生產的重組蛋白藥物
2016年，荷蘭法銘公司計劃完成重組人C1酯酶抑制劑用於遺傳性血管性水腫預防療法的臨床二期試驗，以及針對和遺傳性血管性水腫兒童（2-13歲）患者的臨床二期試驗，其中前者的美國市場規模就可達12億美元。同時，該公司還將重組人C1酯酶抑制劑的治療物件轉向缺血再灌注損傷、移植腎功能恢復延遲和急性胰腺炎等適應症，前期研究結果表明重組人C1酯酶抑制劑對這些適應症有較好的療效，一旦對這些適應症的治療透過臨床試驗驗證，重組人C1酯酶抑制劑將被用於消除更多患者的痛苦。
注射24小時候後，血管性水腫患者症狀得到充分緩解
除了已上市的重組人C1酯酶抑制劑，荷蘭法銘公司利用其成熟的轉基因兔重組蛋白藥物生產平臺，相繼開發出了重組α葡糖苷酶、α半乳糖苷酶A等重組蛋白，計劃近期開展針對蓬佩病和法布瑞氏症等適應症的臨床研究。蓬佩病，又名糖原貯積病Ⅱ型，是由α葡糖苷酶缺乏而引起糖原在溶酶體內沉積、溶酶體增生、破壞，甚至釋放不正常的溶酶體酶而致一系列的血細胞結構破壞；法布瑞氏症是因製造α-半乳糖甘酵素的基因發生缺陷，無法代謝的脂質堆積在細胞內的溶小體，進而引發心臟、腎臟、腦血管及神經病變。這兩種疾病均屬於罕見病，利用轉基因兔生產的重組蛋白藥物均具有成本和療效等方面的優勢。
中國玉兔何時來
值得一提的是，2013年7月，荷蘭法銘公司與中國醫藥集團控股的上海醫藥工業研究院簽署戰略合作協議，法銘公司將重組人C1酯酶抑制劑（商品名：Ruconest）在中國獨家運營權轉讓給後者，同時還將利用轉基因兔技術平臺共同開發治療血友病A的重組第八凝血因子等重組蛋白藥物。
雖然中國本土製作的轉基因兔一直在追趕荷蘭轉基因兔的腳步，但是其產業化則相對較慢，多數處於研發階段。
在世界上首批轉基因兔誕生5年之後，我國第一批轉基因兔也出生了。1989年，中國科學院上海細胞生物學研究所等單位的研究人員，經過三年多的努力，成功地將乙肝病毒表面抗原基因及人生長激素基因顯微注射到家兔受精卵內，移植後獲得近60只攜帶不同外源基因的轉基因兔，這些轉基因兔能將外源基因遺傳給後代，也能在血液中表達重組蛋白。
之後，北京大學、廣西大學、吉林大學、中國農業大學、軍事科學醫學院、揚州大學等也相繼培育出各種轉基因兔，但是由於缺乏持續研究和醫藥企業的介入，這些轉基因兔大多隻是曇花一現。
不過，隨著荷蘭轉基因兔生產的重組蛋白藥物相繼在歐盟、美國等國家獲准上市，看到這些創新藥物為大量病患消除痛苦，也為那些專注創新藥物研發的企業帶來可觀的利潤，相信將有更多的中國科研機構和醫藥企業會把目光投向轉基因兔，研發出更高效的重組蛋白藥物，讓中國古老的“玉兔搗藥”傳說更加美麗。
——此文為作者原創，原文發表於《科學畫報》
文中的科學故事被編入科普圖書《動物世界奇遇記》，該書被評為全國優秀科普作品和文津圖書獎入圍圖書。
