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RNA生物農(nóng)藥的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

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(shì)。

RNA生物農(nóng)藥既可以設(shè)計(jì)為廣譜性、也適用于多種類復(fù)配。同時(shí)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(jī)植保行業(yè),在減少能耗的同時(shí)也對(duì)人類及環(huán)境具有友好效應(yīng)。同時(shí),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(duì)防治效果會(huì)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(duì)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(yàn),只需要3-6個(gè)月時(shí)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(jì)出候選分子,并用時(shí)41天注射到人體中開展臨床試驗(yàn),顛覆了整個(gè)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(huì)設(shè)計(jì)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(shì)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(jìn)行命名則會(huì)更加容易。而當(dāng)RNA生物農(nóng)藥產(chǎn)品尚未研發(fā)出來時(shí),企業(yè)及科技工作者需要提前和主管部門進(jìn)行大量匯報(bào)溝通交流工作,并在專業(yè)性指導(dǎo)下對(duì)其內(nèi)涵和外延進(jìn)行界定。

硅羿科技過去在對(duì)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(zhǎng)唐雪明教授曾任職上海農(nóng)業(yè)部轉(zhuǎn)基因檢測(cè)中心時(shí)也負(fù)責(zé)產(chǎn)品的監(jiān)管評(píng)價(jià)事項(xiàng),通過專注監(jiān)管層面的實(shí)踐工作,體會(huì)到到RNA生物農(nóng)藥作為一個(gè)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(xiàng)技術(shù),需要先驅(qū)型企業(yè)做大量研究及實(shí)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(shí)現(xiàn)了商品化,2017年,針對(duì)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(píng)價(jià)體系內(nèi)參照轉(zhuǎn)基因作物評(píng)價(jià),包括環(huán)境安全殘留、非靶標(biāo)測(cè)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(xiàn)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(cè)評(píng)價(jià)方案的可及性。硅羿科技于2021年申報(bào)核酸命名函時(shí),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(shí)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(jī)構(gòu)的創(chuàng)新意識(shí)也非常強(qiáng),RNA生物農(nóng)藥創(chuàng)新技術(shù)亟待突破。2021年,通過各級(jí)專家對(duì)相關(guān)材料的專業(yè)性的評(píng)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(hào)條例,臨時(shí)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(jī)理,目前在EPA待登記發(fā)證。首個(gè)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(qǐng),產(chǎn)品上市后將會(huì)對(duì)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(hào)項(xiàng)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(gè)人及單獨(dú)企業(yè)將難以推動(dòng),需要各產(chǎn)業(yè)間抱團(tuán)取暖共同推動(dòng)事業(yè)向前發(fā)展。硅羿科技也已經(jīng)與企業(yè)進(jìn)行非常明確的合作,包括全年測(cè)試及未來各種定向合作等。在推動(dòng)產(chǎn)品落地上,今年硅羿科技承擔(dān)并立項(xiàng)了中國第一個(gè)RNA生物農(nóng)藥的標(biāo)準(zhǔn)制定,也與有關(guān)機(jī)構(gòu)和企業(yè)共同協(xié)同推進(jìn)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(píng)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(píng)審框架及原則需要進(jìn)行科學(xué)界定和規(guī)范。同時(shí)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(píng)價(jià)參數(shù)可能不適用于RNA生物農(nóng)藥。硅羿科技目前正在進(jìn)行殺菌劑和殺蟲劑類RNA生物農(nóng)藥的登記申請(qǐng)?jiān)u價(jià)測(cè)試工作,相關(guān)工作正在全國多地田間進(jìn)行,期望同期能在主管部門建設(shè)的評(píng)審框架下完成產(chǎn)品的安全評(píng)價(jià)內(nèi)容,最終將能夠提交登記證申請(qǐng)。

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(jìn)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(jiǎng)。1982年,孟山都開始將其真正應(yīng)用在轉(zhuǎn)基因作物上。時(shí)至1988年,孟山都已領(lǐng)先其他公司。1996年,第一個(gè)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(jiǎng)″,進(jìn)一步推動(dòng)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(jiǎng),引領(lǐng)了生物藥物領(lǐng)域小核酸藥物的蓬勃發(fā)展,進(jìn)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(jī)會(huì)與國際大企業(yè)處在同一起跑線上競(jìng)爭(zhēng),因此具備同等優(yōu)勢(shì),這也是中國農(nóng)化領(lǐng)域進(jìn)行新型生物農(nóng)藥原研創(chuàng)新的重大機(jī)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(jìn)。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(chǎng)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(jì)、方向啟動(dòng),需要各方協(xié)同打磨設(shè)計(jì),使得技術(shù)到產(chǎn)品再到商品,最后實(shí)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(shì),共同推動(dòng)RNA生物農(nóng)藥領(lǐng)域長(zhǎng)期發(fā)展,未來RNA生物農(nóng)藥的回報(bào)率也將逐漸提升。隨著國家、企業(yè)對(duì)創(chuàng)新的渴望遞增,未來10年RNA生物農(nóng)藥將會(huì)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(shí)現(xiàn)推廣應(yīng)用。

答疑彩蛋

時(shí)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(huì)比較短,基本在3-4天內(nèi)就能降解。在可檢測(cè)的范圍內(nèi),硅羿科技進(jìn)行了多方面的檢測(cè)驗(yàn)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(cè)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(jìn)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(duì)煙草、馬鈴薯甲蟲、蔬菜等進(jìn)行檢測(cè),實(shí)驗(yàn)表明RNA生物農(nóng)藥持藥性長(zhǎng),所以國際同行也將其比喻為″植物疫苗″。

針對(duì)不同靶標(biāo)特別是鱗翅目害蟲,在設(shè)計(jì)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(hào)通路,從而有效解決抗性問題,設(shè)計(jì)過程中通過明確篩選及復(fù)配方式進(jìn)行多靶點(diǎn)設(shè)計(jì)。同時(shí)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(diǎn)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。