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RNA生物農(nóng)藥的應(yīng)用優(yōu)勢

作為農(nóng)藥領(lǐng)域的第三次革命,RNA生物農(nóng)藥具有高效性、特異性等顯著優(yōu)勢。

RNA生物農(nóng)藥既可以設(shè)計為廣譜性、也適用于多種類復(fù)配。同時基于RNA生物農(nóng)藥制劑是一種適用于靜電噴濕的水劑,也適合于無人機植保行業(yè),在減少能耗的同時也對人類及環(huán)境具有友好效應(yīng)。同時,RNA生物農(nóng)藥由于其雙鏈結(jié)合方式不易產(chǎn)生抗藥性,通過與其他綠色環(huán)保農(nóng)藥、轉(zhuǎn)基因作物等相互配套使用,對防治效果會更好。

RNA生物農(nóng)藥能顯著解決植物抗性問題。拜耳公司也在使用RNA復(fù)配方式提升草甘膦除草劑效果,以此解決40多種雜草對草甘膦的抗性問題。

RNA生物農(nóng)藥研發(fā)周期短。從破解RNA靶標(biāo)序列到RNA生物農(nóng)藥合成,再到田間試驗,只需要3-6個月時間就可以完成。比如在mRNA疫苗研發(fā)生產(chǎn)過程中的里程碑事件--2020年1月10日張永振老師公開新冠病毒基因序列,2020年1月11日Moderna公司就基于此設(shè)計出候選分子,并用時41天注射到人體中開展臨床試驗,顛覆了整個制藥界的研發(fā)邏輯。RNA生物農(nóng)藥同樣如此,在了解序列后,候選分子很快將會設(shè)計出來。

成本問題上,相比生物醫(yī)藥、化學(xué)農(nóng)藥,RNA生物農(nóng)藥的整體研發(fā)的成本優(yōu)勢明顯。

RNA生物農(nóng)藥在政策監(jiān)管上的重要性及其發(fā)展要素

監(jiān)管政策的確立是RNA生物農(nóng)藥技術(shù)商業(yè)化的前置條件

和其他新型農(nóng)藥一樣,監(jiān)管政策的確立是RNA生物農(nóng)藥商業(yè)化的前置條件,同樣是發(fā)掘產(chǎn)業(yè)更多創(chuàng)新可能,助推產(chǎn)業(yè)萌發(fā)崛起的必要條件。

目前,國內(nèi)RNA生物農(nóng)藥的監(jiān)管政策的研究和建設(shè)正處于新階段。當(dāng)一種農(nóng)藥被其他國家研發(fā)出來后,再次進行命名則會更加容易。而當(dāng)RNA生物農(nóng)藥產(chǎn)品尚未研發(fā)出來時,企業(yè)及科技工作者需要提前和主管部門進行大量匯報溝通交流工作,并在專業(yè)性指導(dǎo)下對其內(nèi)涵和外延進行界定。

硅羿科技過去在對比生物技術(shù)和化學(xué)技術(shù)的理解上也做了大量的案頭工作。硅羿科技創(chuàng)始人兼董事長唐雪明教授曾任職上海農(nóng)業(yè)部轉(zhuǎn)基因檢測中心時也負(fù)責(zé)產(chǎn)品的監(jiān)管評價事項,通過專注監(jiān)管層面的實踐工作,體會到到RNA生物農(nóng)藥作為一個全新的領(lǐng)域,如何普及如RNA生物農(nóng)藥這樣的創(chuàng)新技術(shù),并讓行業(yè)更好的理解這項技術(shù),需要先驅(qū)型企業(yè)做大量研究及實踐工作。

拜耳(原孟山都)是農(nóng)化行業(yè)的領(lǐng)頭羊,在轉(zhuǎn)基因玉米(MON87411)以及噴灑型RNA生物農(nóng)藥(BioDirect)應(yīng)用研發(fā)方面,均取得了非常顯著的成果,基本實現(xiàn)了商品化,2017年,針對西方玉米根蟲創(chuàng)制MON87411是以內(nèi)源性生物殺蟲劑獲得批準(zhǔn)上市,在安全評價體系內(nèi)參照轉(zhuǎn)基因作物評價,包括環(huán)境安全殘留、非靶標(biāo)測試等工作。在這樣的背景下,后續(xù)科技工作者通過前人的大量科學(xué)文獻可以佐證RNA技術(shù)在外源噴施生物農(nóng)藥領(lǐng)域的可行性和檢測評價方案的可及性。硅羿科技于2021年申報核酸命名函時,也通過這些數(shù)據(jù)做了大量工作。

RNA生物農(nóng)藥的發(fā)展要素

■ 創(chuàng)新技術(shù)產(chǎn)品

實際上,在國家發(fā)展過程中,創(chuàng)新技術(shù)產(chǎn)品很有必要。重大戰(zhàn)略產(chǎn)品、關(guān)鍵共性技術(shù)和重大工程是我國科技發(fā)展的重中之重。目前國家管理部門或監(jiān)管機構(gòu)的創(chuàng)新意識也非常強,RNA生物農(nóng)藥創(chuàng)新技術(shù)亟待突破。2021年,通過各級專家對相關(guān)材料的專業(yè)性的評審,硅羿科技也得以獲批核酸干擾素命名函。

■ 政策引導(dǎo)

在RNA生物農(nóng)藥發(fā)展過程中,政策引導(dǎo)非常重要：

2022年,RNA生物農(nóng)藥列入《″十四五″全國農(nóng)藥產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》優(yōu)先發(fā)展目標(biāo),具有里程碑式意義；

2023年5月4日,美國環(huán)保署(EPA)發(fā)布2023-09486號條例,臨時豁免美國GreenLight Biosciences開發(fā)的可噴霧型雙鏈RNA生物農(nóng)藥Ledprona在馬鈴薯上的殘留限量,有效期至2025年4月30日。該RNA生物農(nóng)藥具有觸發(fā)RNA干擾途徑的新型作用機理,目前在EPA待登記發(fā)證。首個產(chǎn)品在國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)農(nóng)藥通用名已正式通過申請,產(chǎn)品上市后將會對行業(yè)發(fā)展產(chǎn)生重大利好影響；

2023年2月,拜登政府發(fā)布生物制造指南,RNA生物農(nóng)藥作為美國能源部第一號項目被列出,其中利用合成生物學(xué)大量生產(chǎn)雙鏈RNA的技術(shù)將具有重要意義,該研究方向有助于生產(chǎn)生物基材料替代傳統(tǒng)農(nóng)藥使用的化學(xué)基材料而將作為重大戰(zhàn)略目標(biāo)。

■ 企業(yè)協(xié)同合作

在RNA生物農(nóng)藥發(fā)展過程中,各企業(yè)間需要協(xié)同合作。創(chuàng)新農(nóng)藥的發(fā)展靠個人及單獨企業(yè)將難以推動,需要各產(chǎn)業(yè)間抱團取暖共同推動事業(yè)向前發(fā)展。硅羿科技也已經(jīng)與企業(yè)進行非常明確的合作,包括全年測試及未來各種定向合作等。在推動產(chǎn)品落地上,今年硅羿科技承擔(dān)并立項了中國第一個RNA生物農(nóng)藥的標(biāo)準(zhǔn)制定,也與有關(guān)機構(gòu)和企業(yè)共同協(xié)同推進產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化。

總之,目前國內(nèi)RNA生物農(nóng)藥領(lǐng)域已涌現(xiàn)大量創(chuàng)新企業(yè),國內(nèi)的產(chǎn)業(yè)群體水平也處于與國際并跑的狀態(tài)。值得欣喜的是,國內(nèi)合成生物學(xué)領(lǐng)域企業(yè)已經(jīng)能大量生產(chǎn)大片段雙鏈RNA,從相關(guān)數(shù)據(jù)上看,國內(nèi)甚至走在國外前列。

■ 科學(xué)規(guī)范監(jiān)管評審框架及原則

RNA生物農(nóng)藥、化學(xué)農(nóng)藥及其他農(nóng)藥在產(chǎn)品性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)、理化性質(zhì)等方面的評審框架及原則需要進行科學(xué)界定和規(guī)范。同時應(yīng)注意,RNA生物農(nóng)藥具有自身特征性,化學(xué)農(nóng)藥的部分評價參數(shù)可能不適用于RNA生物農(nóng)藥。硅羿科技目前正在進行殺菌劑和殺蟲劑類RNA生物農(nóng)藥的登記申請評價測試工作,相關(guān)工作正在全國多地田間進行,期望同期能在主管部門建設(shè)的評審框架下完成產(chǎn)品的安全評價內(nèi)容,最終將能夠提交登記證申請。

縱觀農(nóng)藥百年發(fā)展史,化學(xué)技術(shù)在歐洲蓬勃發(fā)展過程中誕生了拜耳、巴斯夫、先正達(dá)等巨頭企業(yè)。1962年,沃森、克里克發(fā)現(xiàn)DNA分子結(jié)構(gòu),與改進了X射線衍射技術(shù)的威爾金斯一起獲得了諾貝爾醫(yī)學(xué)或生理學(xué)獎。1982年,孟山都開始將其真正應(yīng)用在轉(zhuǎn)基因作物上。時至1988年,孟山都已領(lǐng)先其他公司。1996年,第一個轉(zhuǎn)基因農(nóng)作物產(chǎn)品商業(yè)化。2013年,孟山都首席技術(shù)官Robert Fraley以及其他兩位轉(zhuǎn)基因科學(xué)家獲得″世界糧食獎″,進一步推動了轉(zhuǎn)基因的發(fā)展。在化學(xué)農(nóng)藥或轉(zhuǎn)基因領(lǐng)域,國內(nèi)初創(chuàng)企業(yè)追趕同行具有一定難度；2006年,RNA干擾技術(shù)獲得諾貝爾醫(yī)學(xué)或生理學(xué)獎,引領(lǐng)了生物藥物領(lǐng)域小核酸藥物的蓬勃發(fā)展,進而在過去10年滲透到RNA生物農(nóng)藥領(lǐng)域,并完成了關(guān)鍵技術(shù)的突破,使國內(nèi)初創(chuàng)企業(yè)將有機會與國際大企業(yè)處在同一起跑線上競爭,因此具備同等優(yōu)勢,這也是中國農(nóng)化領(lǐng)域進行新型生物農(nóng)藥原研創(chuàng)新的重大機遇。

目前,國內(nèi)外RNA生物農(nóng)藥行業(yè)正處于產(chǎn)品突破的窗口階段,亟待行業(yè)凝聚各方力量向產(chǎn)業(yè)化推進。因此,RNA生物農(nóng)藥發(fā)展過程中,創(chuàng)新技術(shù)產(chǎn)品、行業(yè)政策引導(dǎo)、企業(yè)協(xié)同合作、科學(xué)規(guī)范監(jiān)管、資本市場助力等要素都非常重要。從RNA生物農(nóng)藥的最初頂層設(shè)計、方向啟動,需要各方協(xié)同打磨設(shè)計,使得技術(shù)到產(chǎn)品再到商品,最后實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化順利發(fā)展。結(jié)合科學(xué)家、企業(yè)家、投資人、服務(wù)方等各方優(yōu)勢,共同推動RNA生物農(nóng)藥領(lǐng)域長期發(fā)展,未來RNA生物農(nóng)藥的回報率也將逐漸提升。隨著國家、企業(yè)對創(chuàng)新的渴望遞增,未來10年RNA生物農(nóng)藥將會越來越被重視,也期望RNA生物農(nóng)藥相關(guān)產(chǎn)品早日完成登記,并實現(xiàn)推廣應(yīng)用。

答疑彩蛋

時若(觀眾)：RNA農(nóng)藥在大田中的半衰期是多久,如果臨近地區(qū)有蟲源或病源,能做到目標(biāo)地塊的持久防控嗎？

唐雪明(嘉賓)：RNA生物農(nóng)藥在環(huán)境(土壤或水流)當(dāng)中,整體半衰期會比較短,基本在3-4天內(nèi)就能降解。在可檢測的范圍內(nèi),硅羿科技進行了多方面的檢測驗證、美國密西根大學(xué)、康奈爾大學(xué)、東北大學(xué)等也做了相關(guān)檢測研究,結(jié)果證明RNA生物農(nóng)藥安全性能好,能在環(huán)境中快速降解,殘留很少。RNA生物農(nóng)藥速效性快,它通過葉片進入到植物體內(nèi),在植物葉片甚至根莖中能夠保留到20~30天。硅羿科技對煙草、馬鈴薯甲蟲、蔬菜等進行檢測,實驗表明RNA生物農(nóng)藥持藥性長,所以國際同行也將其比喻為″植物疫苗″。

針對不同靶標(biāo)特別是鱗翅目害蟲,在設(shè)計過程中一些聯(lián)用復(fù)配的增效方案拓展了新路：比如將RNA生物農(nóng)藥與現(xiàn)有的防治鱗翅目害蟲的藥物復(fù)配使用。RNA生物農(nóng)藥能阻斷一些鱗翅目害蟲的抗性信號通路,從而有效解決抗性問題,設(shè)計過程中通過明確篩選及復(fù)配方式進行多靶點設(shè)計。同時RNA生物農(nóng)藥復(fù)配性好,在制劑研發(fā)中,其雙鏈RNA的穩(wěn)定性比雙鏈DNA好。突破痛點是創(chuàng)新產(chǎn)品的必要屬性,也是產(chǎn)業(yè)科技工作者經(jīng)常思考和解決的問題。