近日，《美国科学院院报》发表了一篇由武汉大学生命科学院教授、博士生导师杨代常领衔完成的论文《转基因水稻大规模生产重组人血清白蛋白》，受到国内外广泛关注。该研究的意义是什么？未来的应用前景到底怎样？本报记者采访了杨代常教授，请他就读者关心的一些问题做了解答。
通过转基因植物生产药用蛋白，是转基因技术应用的重要方向
问：利用转基因水稻培育人血清白蛋白，在很多读者听来是一件不可思议的事情。这个方法的理论基础是什么？
杨代常：理解这个问题，可能要对转基因技术做一点科普。
转基因即基因从一种生物体内转移至另一种生物体内。在我们的日常生活中常常会发生基因的转移，例如植物的花粉通过不同的媒介由一种植物传播到另一种植物，这个过程便产生了基因的转移。
然而这种方式是随机而自然的。由于基因转移没有目标性，好的基因和坏的基因都可以同时转移到不同的生物体内。而传统育种学采取的杂交育种技术，是严格控制在同一物种内(特别是在动物中)，或是亲缘关系很近的植物种类之间，所以具有很大的局限性。而转基因技术是通过生物技术手段，把某个基因从生物中分离出来，然后通过载体的介导植入另一种生物体内或同种生物的不同品种中，从而达到改造生物的目的，这就是转基因技术。
通常转基因技术的操作，是采用那些基因功能已经十分清楚的基因进行遗传操作，具有目标性较强等特点，且不受生物体间亲缘关系的限制。就植物转基因而言，我们从生物体中分离出对人类有益的基因，构建一个载体即运输工具，通过一种叫农杆菌介导或基因枪转化技术，把它们导入植物体内，使之与植物本身的基因组进行整合，再经过一系列的遗传和分子鉴定、筛选等手段，像常规育种一样的程序，选出含有外源基因的稳定品系，进而形成新的品种。
转基因植物所具备性状是根据人的需要而定。利用转基因技术不仅可以改变植物性状，培育高产、优质等作物新品种，也可以用来生产医药用途蛋白的基因，培育用于医药、食品等方面的生物制品，如人的生长素、胰岛素、干扰素、乙型肝炎疫苗和人血清白蛋白等。通过转基因植物来生产这些药用蛋白，具有安全性好、不含任何与人类交叉的病原菌和病毒、价格低和绿色环保等特点。
利用转基因水稻大规模生产重组人血清白蛋白，有重要的实际需求和意义
问：人血清白蛋白是什么？在临床上有什么需求和应用？
杨代常：人血清白蛋白存在于人体血浆中，占有30%的含量，主要用来调节渗透压，在体内参与各种药物以及激素等小分子的转运。在临床上，它被用于治疗各种失血引起的休克，以及烧伤烫伤的体液补充、脑水肿、肾水肿和肝腹水等，还用于癌症、艾滋病的辅助治疗。
人血清白蛋白属于大宗一线临床用药，世界范围内每年需求量达到500吨以上，目前几乎所有的人血清白蛋白都是从人血浆中提取，而现今血浆来源紧缺，一直供不应求，并且充斥各种各样携带病毒污染的风险。
问：为什么想到用水稻培育人血清白蛋白？
杨代常：目前世界许多国家除了从血浆中提取人血清白蛋白之外，都试图采用重组DNA技术生产。与通过工业发酵制造相比，细胞生产成本更低、安全性也更好，而且太阳能代替了工业发酵，还很环保。
从遗传学角度来看，水稻的生物学背景相当清楚，尤其是我国率先完成水稻基因组的测序，为我们重组蛋白的高效表达和纯化技术提供了强有力的技术支撑；二是水稻的转基因技术已经很成熟，我们可以在较短时间内获得大量的转基因植株，从而可以克服转基因的位置效应；三是水稻是自花授粉，生物安全性也很好；四是水稻繁殖系数高，可以在1－2个世代实现规模化。基于此，我们产生了利用转基因水稻来生产人血清白蛋白的构想。
问：培育的过程是如何实现的？
杨代常：简单说，我们将水稻胚乳作为一个蛋白质“生产车间”，让特定基因通过遗传载体，使之整合到一个水稻基因组内，形成一个水稻品种。之后，在水稻种子的成熟过程中，人血清白蛋白也在不断地合成、积累；待到水稻种子成熟后，就可以从中大量提取了。
研究成果证明，植物源重组人血清白蛋白与血浆源血清白蛋白具有高度的等同性，且能大规模生产
问：您的团队的研究成果发表在《美国科学院院报》上，它的意义是什么？
杨代常：该文章之所以会受到国际媒体的广泛关注，其最大亮点是用充分的科学数据证明了，植物源重组人血清白蛋白与临床使用的血浆源血清白蛋白具有高度的等同性，证明转基因植物可以取代酵母或细菌发酵的传统重组蛋白质生产技术，并证明其具有大规模生产工艺，为日益紧张的血浆供应提供了确实可信的解决方案。
世界范围内，植物生物反应器研究已达20多年，但在规模化和高表达方面没有获得突破。我们的技术证实了利用植物细胞生产重组人血清白蛋白具有生物等同性，解决了规模化和安全性等没有解决的问题。
从水稻胚乳中提取的人血清白蛋白，其分子特征与从血浆中提取的人血清白蛋白完全一致。它的药效和分子活性甚至比从血浆中提取的还好。从产量上来说，1亩水稻大约可以提取2公斤，只要它今后通过了国家的药物安全性评价，就可以彻底取代前者。
问：这个成果距离最终临床使用还要走哪些路？
杨代常：我们研究组从事这项研究已经经过了6年的努力。从目前研究的结果来看，我们获得了国际上报道的最高的表达水平，从生理生化特征、物理结构、体外和体内的功能和初步安全性研究等方面，证明了水稻胚乳生物反应器生产的人血清白蛋白与血浆源白蛋白完全相同。
我们进行了一系列的免疫原性、急性毒性等相关初步实验，结果表明我们的植物源重组白蛋白与人源血清白蛋白具有一致的安全性。在小鼠身上进行的实验也显示这种合成产品不会产生任何不良反应。我们还使用植物源人血清白蛋白对患有肝硬化的小鼠进行了治疗试验，结果显示具有与人血清白蛋白相同的疗效。
但要用于临床，还需要按照国家药监管理局的要求，完成各种相关安全性研究。如果顺利的话，预计进入临床研究需要2年或更长的时间来完成，获得批号可能至少需要5年或更长的时间。
质疑
植物种出的血液制品安全吗
长期以来，很多人对转基因食品的安全性持怀疑态度。而对于将人类基因和其它物种基因相结合的做法，有更多的人士感到不安。
杨代常教授认为，我们要科学辩证地对待转基因问题，不能闻转基因“色变”。好的转基因的产品一定会给人类带来福音。任何科学技术和安全评价都是利弊的平衡，利用水稻生产人血清白蛋白来满足市场，可以降低由血浆白蛋白带来可能的传播艾滋和肝炎的风险，同时缓解我国血浆供应；另一方面，我们这项技术在安全性方面已经经过了很多严格的检验，这种检验也会继续下去。
全国政协委员、中国农科院生物技术研究所前任所长黄大肪告诉记者，通过转基因植物来生产药用蛋白，是一项有着重要应用前景的新技术领域。然而其安全性到底怎样，还需要经过严格的科学检验。目前生物制药领域的一些专家对此也还有着不同的看法。科学的问题一定要用科学的态度来认真面对。就转基因水稻大规模生产重组人血清白蛋白这项技术而言，目前仍处于试验阶段。我们国家对于转基因生物的安全性具有一系列完备的评价和监管体系，将来如果能够获得临床使用，一定是经过严格的检验论证、万无一失才可以。
