RNA生物農藥的應用優勢

作為農藥領域的第三次革命,RNA生物農藥具有高效性、特異性等顯著優勢。

RNA生物農藥既可以設計為廣譜性、也適用于多種類復配。同時基于RNA生物農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,在減少能耗的同時也對人類及環境具有友好效應。同時,RNA生物農藥由于其雙鏈結合方式不易產生抗藥性,通過與其他綠色環保農藥、轉基因作物等相互配套使用,對防治效果會更好。

RNA生物農藥能顯著解決植物抗性問題。拜耳公司也在使用RNA復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生物農藥研發周期短。從破解RNA靶標序列到RNA生物農藥合成,再到田間試驗,只需要3-6個月時間就可以完成。比如在mRNA疫苗研發生產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邏輯。RNA生物農藥同樣如此,在了解序列后,候選分子很快將會設計出來。

成本問題上,相比生物醫藥、化學農藥,RNA生物農藥的整體研發的成本優勢明顯。

RNA生物農藥在政策監管上的重要性及其發展要素

監管政策的確立是RNA生物農藥技術商業化的前置條件

和其他新型農藥一樣,監管政策的確立是RNA生物農藥商業化的前置條件,同樣是發掘產業更多創新可能,助推產業萌發崛起的必要條件。

目前,國內RNA生物農藥的監管政策的研究和建設正處于新階段。當一種農藥被其他國家研發出來后,再次進行命名則會更加容易。而當RNA生物農藥產品尚未研發出來時,企業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,并在專業性指導下對其內涵和外延進行界定。

硅羿科技過去在對比生物技術和化學技術的理解上也做了大量的案頭工作。硅羿科技創始人兼董事長唐雪明教授曾任職上海農業部轉基因檢測中心時也負責產品的監管評價事項,通過專注監管層面的實踐工作,體會到到RNA生物農藥作為一個全新的領域,如何普及如RNA生物農藥這樣的創新技術,并讓行業更好的理解這項技術,需要先驅型企業做大量研究及實踐工作。

拜耳(原孟山都)是農化行業的領頭羊,在轉基因玉米(MON87411)以及噴灑型RNA生物農藥(BioDirect)應用研發方面,均取得了非常顯著的成果,基本實現了商品化,2017年,針對西方玉米根蟲創制MON87411是以內源性生物殺蟲劑獲得批準上市,在安全評價體系內參照轉基因作物評價,包括環境安全殘留、非靶標測試等工作。在這樣的背景下,后續科技工作者通過前人的大量科學文獻可以佐證RNA技術在外源噴施生物農藥領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,也通過這些數據做了大量工作。

RNA生物農藥的發展要素

■ 創新技術產品

實際上,在國家發展過程中,創新技術產品很有必要。重大戰略產品、關鍵共性技術和重大工程是我國科技發展的重中之重。目前國家管理部門或監管機構的創新意識也非常強,RNA生物農藥創新技術亟待突破。2021年,通過各級專家對相關材料的專業性的評審,硅羿科技也得以獲批核酸干擾素命名函。

■ 政策引導

在RNA生物農藥發展過程中,政策引導非常重要：

2022年,RNA生物農藥列入《″十四五″全國農藥產業發展規劃》優先發展目標,具有里程碑式意義；

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

2023年2月,拜登政府發布生物制造指南,RNA生物農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大量生產雙鏈RNA的技術將具有重要意義,該研究方向有助于生產生物基材料替代傳統農藥使用的化學基材料而將作為重大戰略目標。

■ 企業協同合作

在RNA生物農藥發展過程中,各企業間需要協同合作。創新農藥的發展靠個人及單獨企業將難以推動,需要各產業間抱團取暖共同推動事業向前發展。硅羿科技也已經與企業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。在推動產品落地上,今年硅羿科技承擔并立項了中國第一個RNA生物農藥的標準制定,也與有關機構和企業共同協同推進產品產業化。

總之,目前國內RNA生物農藥領域已涌現大量創新企業,國內的產業群體水平也處于與國際并跑的狀態。值得欣喜的是,國內合成生物學領域企業已經能大量生產大片段雙鏈RNA,從相關數據上看,國內甚至走在國外前列。

■ 科學規范監管評審框架及原則

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

縱觀農藥百年發展史,化學技術在歐洲蓬勃發展過程中誕生了拜耳、巴斯夫、先正達等巨頭企業。1962年,沃森、克里克發現DNA分子結構,與改進了X射線衍射技術的威爾金斯一起獲得了諾貝爾醫學或生理學獎。1982年,孟山都開始將其真正應用在轉基因作物上。時至1988年,孟山都已領先其他公司。1996年,第一個轉基因農作物產品商業化。2013年,孟山都首席技術官Robert Fraley以及其他兩位轉基因科學家獲得″世界糧食獎″,進一步推動了轉基因的發展。在化學農藥或轉基因領域,國內初創企業追趕同行具有一定難度；2006年,RNA干擾技術獲得諾貝爾醫學或生理學獎,引領了生物藥物領域小核酸藥物的蓬勃發展,進而在過去10年滲透到RNA生物農藥領域,并完成了關鍵技術的突破,使國內初創企業將有機會與國際大企業處在同一起跑線上競爭,因此具備同等優勢,這也是中國農化領域進行新型生物農藥原研創新的重大機遇。

目前,國內外RNA生物農藥行業正處于產品突破的窗口階段,亟待行業凝聚各方力量向產業化推進。因此,RNA生物農藥發展過程中,創新技術產品、行業政策引導、企業協同合作、科學規范監管、資本市場助力等要素都非常重要。從RNA生物農藥的最初頂層設計、方向啟動,需要各方協同打磨設計,使得技術到產品再到商品,最后實現產業化順利發展。結合科學家、企業家、投資人、服務方等各方優勢,共同推動RNA生物農藥領域長期發展,未來RNA生物農藥的回報率也將逐漸提升。隨著國家、企業對創新的渴望遞增,未來10年RNA生物農藥將會越來越被重視,也期望RNA生物農藥相關產品早日完成登記,并實現推廣應用。

答疑彩蛋

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

唐雪明(嘉賓)：RNA生物農藥在環境(土壤或水流)當中,整體半衰期會比較短,基本在3-4天內就能降解。在可檢測的范圍內,硅羿科技進行了多方面的檢測驗證、美國密西根大學、康奈爾大學、東北大學等也做了相關檢測研究,結果證明RNA生物農藥安全性能好,能在環境中快速降解,殘留很少。RNA生物農藥速效性快,它通過葉片進入到植物體內,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″。

針對不同靶標特別是鱗翅目害蟲,在設計過程中一些聯用復配的增效方案拓展了新路：比如將RNA生物農藥與現有的防治鱗翅目害蟲的藥物復配使用。RNA生物農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,設計過程中通過明確篩選及復配方式進行多靶點設計。同時RNA生物農藥復配性好,在制劑研發中,其雙鏈RNA的穩定性比雙鏈DNA好。突破痛點是創新產品的必要屬性,也是產業科技工作者經常思考和解決的問題。