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全球首个基因修饰猪在美国获批,可食用和医用

南方周末2020-12-28 16:33:20

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2020年12月14日,美国FDA正式批准一种无α-半乳糖的基因修饰猪可用于生产食品和医药产品等潜在用途,这是全球首个获得批准的基因修饰猪产品,也是首次批准基因修饰动物的食用和医用双用途,具有里程碑意义。

  2020年12月14日,美国FDA正式批准一种无α-半乳糖的基因修饰猪可用于生产食品和医药产品等潜在用途,这是全球首个获得批准的基因修饰猪产品,也是首次批准基因修饰动物的食用和医用双用途,具有里程碑意义。

  

  这种被称为GalSafe的基因修饰猪是通过基因打靶技术破坏猪身上的α1,3半乳糖转移酶基因,从而使猪细胞表面无法合成α-半乳糖,而培育出的一种特殊基因工程猪。

  

  α-半乳糖广泛存在于猪、牛、羊等哺乳动物细胞表面,但是在人类和非人灵长类动物细胞上却没有。有些人可能会对含有α-半乳糖的牛肉、猪肉和羊肉等红肉产生轻度甚至严重的过敏反应,即α-半乳糖综合征。因此GalSafe基因修饰猪可用于生产对患有α-半乳糖综合征的人不过敏的猪肉产品,更重要的用途则是生产不易产生免疫排斥反应的医用产品,比如从猪身上提取的药物、异种移植器官、细胞等产品。

 

基因修饰猪

  

  由于全球范围内器官短缺非常严重,基因修饰猪被认为是最理想的异种器官或细胞供体。目前国际上异种细胞和器官移植研究持续取得突破,猪胰岛移植已在临床上取得成功,临床前试验表明猪的心脏等器官可在灵长类动物体内存活半年以上,最长可达900天,猪异种器官移植临床试验也即将开展。异种器官或细胞最大的障碍是免疫排斥反应,而研究表明,作为最基础的α1,3半乳糖转移酶基因敲除猪,可以有效降低这种免疫排斥反应的危害。

  

  GalSafe基因修饰猪由美国Revivicor公司研发,其前身为英国PPL公司,后者曾经参与培育出世界上第一只体细胞克隆绵羊多利、第一头体细胞克隆猪和第一头基因敲除猪。2011年,Revivicor公司被美国生物制药巨头联合医疗集团全资收购,致力于异种细胞和器官移植疗法研发。

  

  Revivicor公司研究人员利用基于同源重组的基因打靶技术,将一个新霉素抗性基因插入到α1,3半乳糖转移酶基因中,从而将α1,3半乳糖转移酶基因破坏掉,无法合成α1,3半乳糖转移酶。基因打靶技术是大约10年前培育基因敲除生物的经典方法,但是效率比目前流行的CRISPR/Cas基因编辑技术低3个数量级以上。

  

  接到Revivicor公司上市申请后,美国FDA对GalSafe基因修饰猪进行毒理和微生物食物安全评价,未发现GalSafe基因修饰猪肉中含有对人类有害的任何毒性或营养成分,也未发现来源于GalSafe基因修饰猪的猪肉产品对人体产生直接或间接的毒性影响。微生物食物安全评价主要考察新霉素抗性基因及其表达产物的安全性。尽管新霉素抗性基因具有潜在的食用风险,但是由于在批准Revivicor公司每年只生产1000头的情况下,GalSafe基因修饰猪肉占美国猪肉市场的份额非常低,Revivicor公司承诺基因修饰猪饲养过程中不采用新霉素类抗生素,并进行长期抗生素抗性监察,FDA认为GalSafe基因修饰猪的微生物食用安全风险非常低。

  

  与此同时,FDA还认为GalSafe基因修饰猪的批准可能对美国环境产生的潜在影响并不比普通猪高,而且GalSafe猪的饲养条件要比常规养殖的猪严格得多,可以将潜在环境风险降至最低。

  

  基于上述评估,美国FDA认为GalSafe基因修饰猪是安全和有效的。2020年12月14日,美国FDA正式批准了GalSafe基因修饰猪可用于食用和医用。不过这一批准同时规定,Revivicor公司每年只能生产不超过1000头的基因修饰猪,而且这些猪只能饲养在爱荷华州的一个指定养殖场,并只能在南达科他州的一个指定屠宰场进行屠宰。Revivicor公司还必须对这些GalSafe基因修饰猪进行标注。另外,由于FDA并未对GalSafe基因修饰猪医用产品进行评价,因此任何基于GalSafe基因修饰猪的医药或化妆产品均需要单独向FDA提交上市申请,审批合格方可上市。

  

  在美国FDA发布的新闻稿中,FDA局长斯蒂芬·哈恩(Stephen M. Hahn)博士表示:“这是首次将动物生物技术产品用于食品以及作为生物医学用途的潜在来源,是科学创新的巨大里程碑。作为我们公共卫生使命的一部分,FDA大力支持开发对动物安全、对人类安全并实现其预期结果的动物生物技术创新产品。”

  

  GalSafe基因修饰猪也是国际上第五种获准上市的基因工程动物产品。美国FDA曾在2009年、2014年和2015年,分别批准转基因羊、转基因兔和转基因鸡生产的重组蛋白药物上市,这三种基因工程动物产品也相继在欧盟获得批准。2018年,美国FDA还批准了世界上第一个食用的转基因鲑鱼上市。这次批准的GalSafe基因修饰猪则是首次可同时用于食品和医药产品的生产。未来,将有转基因蚊子、基因编辑奶牛等更多基因修饰动物产品获准上市。


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