植物生物反應(yīng)器作為分子醫(yī)藥農(nóng)業(yè)的核心內(nèi)容，與動物反應(yīng)器和微生物反應(yīng)器相比具有操作簡便、成本低、規(guī)?；?、周期短等優(yōu)勢，越來越多地被人們認(rèn)識和應(yīng)用。

植物生物反應(yīng)器的原理

　　植物生物反應(yīng)器是生物反應(yīng)器研究領(lǐng)域中的一大類，是指通過基因工程途徑，以常見的農(nóng)作物作為化學(xué)工廠，通過大規(guī)模種植生產(chǎn)具有高經(jīng)濟(jì)附加值的醫(yī)用蛋白、工農(nóng)業(yè)用酶、特殊碳水化合物、生物可降解塑料、脂類及其他一些次生代謝產(chǎn)物等生物制劑的方法。

　　植物生物反應(yīng)器就是利用植物這個(gè)系統(tǒng)，包括植物細(xì)胞、組織器官以及整株植物為工廠，來生產(chǎn)具有商業(yè)價(jià)值的生物制品，包括疫苗、抗體、YY蛋白等，許多研究證實(shí)植物系統(tǒng)具有表達(dá)活性哺乳動物蛋白的能力，在產(chǎn)品質(zhì)量、成本和安全方面已顯現(xiàn)出優(yōu)勢，并很快得到科學(xué)家和生物制藥業(yè)的認(rèn)可。

植物生物反應(yīng)器的特點(diǎn)

　　植物作為生產(chǎn)YY蛋白的生物反應(yīng)器，為人類提供了一個(gè)更加安全和廉價(jià)的生產(chǎn)體系，與微生物發(fā)酵、動物細(xì)胞和轉(zhuǎn)基因動物等生產(chǎn)系統(tǒng)相比，它具有許多潛在的優(yōu)勢。以生物學(xué)生產(chǎn)要求很高的疫苗為例，它的優(yōu)點(diǎn)有：

　?、偌夹g(shù)較成熟，成本低廉，使用方便，易于推廣;

　?、谥参锞哂型暾恼婧思?xì)胞表達(dá)系統(tǒng)，能準(zhǔn)確地進(jìn)行翻譯后加工;

　?、蹮o須提取純化過程，可直接食用免疫;

　?、鼙葌鹘y(tǒng)的免疫途徑更有效，植物細(xì)胞中的疫苗抗原通過胃內(nèi)的酸性環(huán)境時(shí)可受到細(xì)胞壁的保護(hù)，直接到達(dá)腸內(nèi)黏膜誘導(dǎo)部位，刺激黏膜和全身免疫反應(yīng);

　　⑤安全性好，不需要注射器和針頭之類的設(shè)備，避免了某些血液傳播疾病。

　　如果不以整株植物作為生產(chǎn)單位，而是用帶有生產(chǎn)目的產(chǎn)物特性的植物細(xì)胞或組織作為生產(chǎn)單位，結(jié)合植物細(xì)胞培養(yǎng)和發(fā)酵工程方法，則可以像微生物發(fā)酵生產(chǎn)一樣大規(guī)模工廠化生產(chǎn)目的產(chǎn)物。與人工栽培相比較，這種生產(chǎn)方式具有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)：

　?、俟?jié)約自然資源，減少對土地資源的占用，同時(shí)不受地區(qū)、季節(jié)、氣候等自然條件的影響;

　?、诩?xì)胞培養(yǎng)個(gè)體差異小、試驗(yàn)周期短，便于控制，能節(jié)省人力、物力;

　?、劭梢院Y選高產(chǎn)的細(xì)胞株，并通過合理實(shí)施次生代謝過程的調(diào)控提高生產(chǎn)率。

　　與微生物生物反應(yīng)器和動物生物反應(yīng)器相比，植物生物反應(yīng)器具有如下的優(yōu)越性：

　?、俦容^廉價(jià)，利用植物生產(chǎn)系統(tǒng)容易大規(guī)模生產(chǎn)來自動物、人類、細(xì)菌、病毒等的外源蛋白，成本低廉。

　?、诤铣赏庠吹鞍紫鄬Ρ容^安全，細(xì)菌作為生物反應(yīng)器時(shí)，不能對真核生物的蛋白進(jìn)行有效的翻譯后加工，而且本身可能是人類病原物。

　?、壑参镛D(zhuǎn)基因操作和克隆技術(shù)比較成熟，在克隆技術(shù)方面，轉(zhuǎn)基因動物的克隆還處于起步階段，然而植物的克隆技術(shù)如組織培養(yǎng)、器官培養(yǎng)、細(xì)胞培養(yǎng)等已相當(dāng)成熟。因此，植物生物反應(yīng)器具有很大的優(yōu)越性。

植物生物反應(yīng)器的應(yīng)用

　　利用植物生物反應(yīng)器表達(dá)外源YY蛋白和疫苗，可解決許多YY蛋白和疫苗的來源問題，并降低生產(chǎn)成本，從而形成生物制藥企業(yè)的核心競爭力，產(chǎn)生可觀的經(jīng)濟(jì)效益。據(jù)測算，利用轉(zhuǎn)基因植物生產(chǎn)YY重組蛋白的成本僅為利用大腸桿菌發(fā)酵生產(chǎn)成本的1/10-1/50，因此利用植物生物反應(yīng)器生產(chǎn)具有臨床應(yīng)用。

　　植物生物反應(yīng)器有兩個(gè)研究方向：一是利用植物生產(chǎn)大量的蛋白質(zhì)抗原，經(jīng)分離提純再制成疫苗;二是不需要分離提純，將植物或其某部分作為可直接口服的疫苗。植物反應(yīng)器生產(chǎn)的重組抗體既有小分子肽片段，也有結(jié)構(gòu)復(fù)雜的多聚體蛋白質(zhì)。

　　植物生物反應(yīng)器在全面提升農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)力上發(fā)揮著重要的作用，植物生物反應(yīng)器的深入開發(fā)，將現(xiàn)有植物功能體現(xiàn)出更大的利用價(jià)值，應(yīng)用現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生物技術(shù)，能夠有效地改造傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，提高經(jīng)濟(jì)效益，減少環(huán)境污染，培育一批新的生物產(chǎn)業(yè)。

　　植物生物反應(yīng)器生產(chǎn)YY蛋白還存在一些問題，但它已成為制藥產(chǎn)業(yè)ZD開發(fā)的熱點(diǎn)領(lǐng)域之一。相信隨著對其研究的不斷深入，技術(shù)的不斷發(fā)展，利用植物生物反應(yīng)器生產(chǎn)YY蛋白將具有非常廣闊的前景。