西南大学家蚕基因组科研团队再获重大突破 利用蚕丝合成人血清白蛋白

封面新闻记者 喻言 实习生 张慧敏

“春蚕到死丝方尽”。诗歌中浪漫的春蚕吐丝，经过西南大学科学家们的不懈努力，变为了一项项造福全人类的科研成果。

(相关资料图)

经过基因改造的家蚕结出的蚕茧。

近日，西南大学西部（重庆）科学城种质创制大科学中心夏庆友教授领衔的家蚕创制团队，利用家蚕丝腺生物反应器体系，创新合成重组人血清白蛋白（rHSA）取得成功，并实现了中试量产。

这意味着未来5-10年里，普通人或都能用得上，也用得起蚕丝合成的人血清白蛋白，破解临床救治方面遭遇的困境。

重组人血清白蛋白 西南大学看上了蚕宝宝

据介绍，人血清白蛋白是人体血浆中的蛋白质，在临床上，人血清白蛋白可用于治疗休克与烧伤，用于补充因手术、意外事故或大出血所致的血液丢失，也可以作为血浆增容剂。

家蚕基因注射过程。

“举个例子，医院里的重症疾病患者，往往后期就需要大量补充人血清白蛋白来维持生命。”家蚕创制团队研究人员王峰博士说，重组人血清白蛋白就是一种通过基因工程技术合成的人血清白蛋白，与天然人血清白蛋白具有相似的结构和功能，可以用作血浆替代物，适用于临床治疗、细胞培养和生物技术领域的研究等。

“目前，人血清白蛋白主要是从人体的血液里进行提取，但人的血液来源总是有限的。”王峰博士介绍说，由于市场的需求量十分巨大，人血清白蛋白供不应求，因此，医学上对研发替代产品的需求非常迫切，人血清白蛋白的重组合成技术也就成为国际科学界的研究热点。

如何通过生物基因技术，生产重组人血清白蛋白？据王峰博士介绍，他所在团队利用家蚕生物反应器来合成人血清白蛋白，就是一种尝试。

西南大学西部（重庆）科学城种质创制大科学中心。

长期以来，由西南大学夏庆友教授领衔的家蚕创制团队，对家蚕进行了系统深入的研究。尤其是团队在家蚕基因组计划、功能基因组研究、家蚕丝腺生物反应器与生物制药、医疗大健康蚕丝生物材料以及特种蚕丝纤维等素材创新应用方面，取得了一系列丰硕的成果。

而家蚕吐出的蚕丝，虽然几千年以来主要用在纺织领域，但其本身具有的天然蛋白纤维，被广泛用作生物材料应用于组织工程领域、例如蚕丝手术缝合线、蚕丝人工皮肤等，也给科学家们提供了想象空间：提取其中蛋白质，用于人血清白蛋白重组。

“2008年，我在读夏老师的研究生时，就从事‘家蚕丝腺生物反应器’研究。”王峰博士解释说，研究人员先通过基因改造等种质创制技术，对家蚕进行遗传改良，再通过“家蚕丝腺生物反应器”合成各种功能性的外源蛋白，最后就能让家蚕吐出含有功能性外源蛋白的新型蚕丝，“这种蚕丝跟普通的蚕丝不一样，它不仅可以做纺织材料，还可以用来开发功能性蚕丝生物材料，未来在组织修复与再生医学等领域具有非常大的应用前景。”

到这一步，合成人血清白蛋白的原料就有了。接下来的关键是如何提高外源蛋白产量、实现提取纯化等。

家蚕创制团队的研究人员王峰博士正在对蚕卵进行基因注射。

项目进入中试 蚕丝合成人血清白蛋白不再遥远

目前，夏庆友教授团队已经在种质创制大科学城中心，建起“家蚕丝腺生物反应器素材高效合成重组人血清白蛋白”的完整生产流程模型，包括养蚕房、蚕丝蛋白提取线及后续的分离、纯化全过程等。

据王峰博士介绍，相较传统从人体血液里提取白蛋白来说，由家蚕丝腺生物反应器合成的白蛋白，在生产成本和原料稳定性方面具有独特性，“蚕丝具有独特的晶体结构，可以保护蛋白质的生物活性。同时，蚕丝的主要成分是水难溶的丝蛋白。因此，从蚕丝中分离纯化人血清白蛋白的工艺更简单，更容易实现高纯度的原料生产。”

王峰博士还特意向封面新闻记者介绍了合成人血清白蛋白的提取工艺，用到的辅料只是“纯水”。

“我们研究这个提取工艺差不多花了五六年的时间，尝试过不下二十几种方法，但都不理想，也很难进行工业放大，最终我们还是将目光放到控制蚕宝宝吐丝的过程上。”王峰博士表示，家蚕吐丝过程是把“液态蚕丝”转变成“固态蚕丝”的过程，期间蚕丝经历了反复“锻打”，形成了特殊、坚固、致密的晶体结构。

科学家们再通过控制家蚕吐丝过程，就能让家蚕吐出的蚕丝含有不同晶体结构，有利于后续蚕丝中外源蛋白的提取和纯化。目前，整个项目已经进入中试阶段，下一步将往产业化方向发展。

此外，当蚕丝中的外源蛋白提取完后，剩余的蚕丝还可与提取的蛋白药物相结合，构成药械结合的新型生物医用材料。

“因为它是项新技术，所以还有很多方面需要去探索，比如其安全性、如何扩大产能等。”王峰博士说，他们的创新技术既为合成人血清白蛋白带来新原料，又可让养蚕农户作业发生革命性变化：从传统的吐丝结茧做纺织品，转变到高新生物产业的新路径上。

“希望在未来的5到10年时间里，蚕宝宝吐的蚕丝能合成更多的人血清白蛋白，造福人类。”

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