Genes | 母鸡变“制药厂”?基因编辑让鸡蛋里产出大量单抗

2025-06-20

快序荐文


(1)     本文构建了一种转基因鸡单抗生产平台,可以大幅减少抗体生产成本;


(2)     这种大规模量产抗体的技术,非常适用于宠物、兽用治疗和诊断抗体的生产;


(3)     Rapid Novor快序生物全球唯一的血清抗体发现平台,可以从任何物种,包括鸡的血清中发现优质天然抗体,结合重组生产技术快速生产高价值抗体。




你是否想过,餐桌上常见的鸡蛋,未来可能成为拯救生命的“生物药厂”?近日,日本科学家的一项研究让这一设想离现实更近了一步——他们成功培育出转基因鸡,使其蛋清中能高效生产治疗性单克隆抗体,为低成本生物药生产开辟了新路径。


单克隆抗体是目前最有效的生物药物类别之一。过去几十年间,全球治疗性单克隆抗体的市场规模持续扩大,同时还有大量抗体正在临床试验中。然而,当前大多数治疗性单克隆抗体采用哺乳动物细胞培养生产,不仅需要昂贵的生产设施,还面临复杂的生产控制难题,这使得抗体的生产成本居高不下,给患者和社会带来了沉重负担。


为了突破这一困境,科学家们将目光投向了转基因生物反应器,包括转基因植物、昆虫和哺乳动物等。其中,转基因鸡展现出独特优势:


  • 产蛋效率高:一只母鸡每年可产蛋约300枚,每枚蛋的蛋清中都能积累药物蛋白。


  • 成本低廉:养鸡的成本远低于维护细胞培养车间,且饲料成本可控。


  • 糖基化更接近人类:与植物或昆虫相比,鸡的蛋白质修饰系统更接近人类,生产的抗体更易被人体接受。


  • 繁殖周期短:鸡从孵化到性成熟仅需4-5个月,便于快速扩繁转基因种群。


自从2005年开始,便有了转基因嵌合鸡蛋生产抗体的研究案例报道,然而当时这些技术还不成熟,存在难以获得可遗传的转基因鸡,或表达水平较低的问题。本文突破了这些技术局限,构建了一个高效且经济的单抗商业化生产替代方案。


转基因鸡的构建


本文研究团队通过CRISPR/Cas9基因编辑技术,将编码人源化抗HER2单克隆抗体的重链和轻链基因,通过2A肽序列连接后,定点整合到鸡的卵清蛋白(OVA)基因位点。这种携带目的基因定点敲入(KI)的嵌合鸡,后代中有28%为KI鸡,而KI母鸡性成熟后平均100天产蛋78.7枚。

图1 通过CRISPR/Cas9在OVA基因座起始点敲入单抗基因


转基因鸡蛋生产单抗


由于这种方法是将表达抗体的外源基因,定点插入到了OVA翻译起始位点附近,可实现目的抗体在母鸡输卵管中稳定且高强度的表达。生产出的抗体,在SDS-PAGE胶图和抗人IgG抗体的WB实验中的表现也与对照抗体相符。两只KI母鸡蛋清中的抗体浓度可达到1.33和1.75 mg/mL。

图2 转基因蛋清中成功表达单克隆抗体


     ELISA和免疫荧光结果表明,鸡蛋清中生产的trastuzumab可以结合抗原,并区分HER2-阴性和阳性的样本,验证了生产抗体的有效性。


图3鸡蛋清生产的trastuzumab对HER2的识别能力


结语

这项技术的最大亮点之一是成本优势。据研究团队估算,采用传统细胞培养方法生产1克抗体的成本超过40美元,而利用转基因鸡,每克抗体的生产成本可降至1.5-2美元,仅为传统方法的1/20。此外,美国FDA已批准首个利用转基因鸡生产的重组蛋白药物上市,证明该技术的监管路径是可行的。尽管该技术在医疗领域的应用,还需进一步研究以建立相关的下游工艺,克服一些技术难题,但这种方法是一种有前途的,高效经济生产抗体的技术路径。或许在不久的将来,癌症患者使用的抗体药物,就来自于某个养鸡场里悠闲踱步的母鸡所产的鸡蛋。


参考文献

[1] Mukae T, Okumura S, Watanobe T, Yoshii K, Tagami T, Oishi I. Production of Recombinant Monoclonal Antibodies in the Egg White of Gene-Targeted Transgenic Chickens. Genes (Basel). 2020;12(1):38.