RNA生物农药的应用优势

作为农药领域的第三次革命,RNA生物农药具有高效性、特异性等显著优势。

RNA生物农药既可以设计为广谱性、也适用于多种类复配。同时基于RNA生物农药制剂是一种适用于静电喷湿的水剂,也适合于无人机植保行业,在减少能耗的同时也对人类及环境具有友好效应。同时,RNA生物农药由于其双链结合方式不易产生抗药性,通过与其他绿色环保农药、转基因作物等相互配套使用,对防治效果会更好。

RNA生物农药能显著解决植物抗性问题。拜耳公司也在使用RNA复配方式提升草甘膦除草剂效果,以此解决40多种杂草对草甘膦的抗性问题。

RNA生物农药研发周期短。从破解RNA靶标序列到RNA生物农药合成,再到田间试验,只需要3-6个月时间就可以完成。比如在mRNA疫苗研发生产过程中的里程碑事件--2020年1月10日张永振老师公开新冠病毒基因序列,2020年1月11日Moderna公司就基于此设计出候选分子,并用时41天注射到人体中开展临床试验,颠覆了整个制药界的研发逻辑。RNA生物农药同样如此,在了解序列后,候选分子很快将会设计出来。

成本问题上,相比生物医药、化学农药,RNA生物农药的整体研发的成本优势明显。

RNA生物农药在政策监管上的重要性及其发展要素

监管政策的确立是RNA生物农药技术商业化的前置条件

和其他新型农药一样,监管政策的确立是RNA生物农药商业化的前置条件,同样是发掘产业更多创新可能,助推产业萌发崛起的必要条件。

目前,国内RNA生物农药的监管政策的研究和建设正处于新阶段。当一种农药被其他国家研发出来后,再次进行命名则会更加容易。而当RNA生物农药产品尚未研发出来时,企业及科技工作者需要提前和主管部门进行大量汇报沟通交流工作,并在专业性指导下对其内涵和外延进行界定。

硅羿科技过去在对比生物技术和化学技术的理解上也做了大量的案头工作。硅羿科技创始人兼董事长唐雪明教授曾任职上海农业部转基因检测中心时也负责产品的监管评价事项,通过专注监管层面的实践工作,体会到到RNA生物农药作为一个全新的领域,如何普及如RNA生物农药这样的创新技术,并让行业更好的理解这项技术,需要先驱型企业做大量研究及实践工作。

拜耳(原孟山都)是农化行业的领头羊,在转基因玉米(MON87411)以及喷洒型RNA生物农药(BioDirect)应用研发方面,均取得了非常显著的成果,基本实现了商品化,2017年,针对西方玉米根虫创制MON87411是以内源性生物杀虫剂获得批准上市,在安全评价体系内参照转基因作物评价,包括环境安全残留、非靶标测试等工作。在这样的背景下,后续科技工作者通过前人的大量科学文献可以佐证RNA技术在外源喷施生物农药领域的可行性和检测评价方案的可及性。硅羿科技于2021年申报核酸命名函时,也通过这些数据做了大量工作。

RNA生物农药的发展要素

■ 创新技术产品

实际上,在国家发展过程中,创新技术产品很有必要。重大战略产品、关键共性技术和重大工程是我国科技发展的重中之重。目前国家管理部门或监管机构的创新意识也非常强,RNA生物农药创新技术亟待突破。2021年,通过各级专家对相关材料的专业性的评审,硅羿科技也得以获批核酸干扰素命名函。

■ 政策引导

在RNA生物农药发展过程中,政策引导非常重要：

2022年,RNA生物农药列入《″十四五″全国农药产业发展规划》优先发展目标,具有里程碑式意义；

2023年5月4日,美国环保署(EPA)发布2023-09486号条例,临时豁免美国GreenLight Biosciences开发的可喷雾型双链RNA生物农药Ledprona在马铃薯上的残留限量,有效期至2025年4月30日。该RNA生物农药具有触发RNA干扰途径的新型作用机理,目前在EPA待登记发证。首个产品在国际标准化组织(ISO)农药通用名已正式通过申请,产品上市后将会对行业发展产生重大利好影响；

2023年2月,拜登政府发布生物制造指南,RNA生物农药作为美国能源部第一号项目被列出,其中利用合成生物学大量生产双链RNA的技术将具有重要意义,该研究方向有助于生产生物基材料替代传统农药使用的化学基材料而将作为重大战略目标。

■ 企业协同合作

在RNA生物农药发展过程中,各企业间需要协同合作。创新农药的发展靠个人及单独企业将难以推动,需要各产业间抱团取暖共同推动事业向前发展。硅羿科技也已经与企业进行非常明确的合作,包括全年测试及未来各种定向合作等。在推动产品落地上,今年硅羿科技承担并立项了中国第一个RNA生物农药的标准制定,也与有关机构和企业共同协同推进产品产业化。

总之,目前国内RNA生物农药领域已涌现大量创新企业,国内的产业群体水平也处于与国际并跑的状态。值得欣喜的是,国内合成生物学领域企业已经能大量生产大片段双链RNA,从相关数据上看,国内甚至走在国外前列。

■ 科学规范监管评审框架及原则

RNA生物农药、化学农药及其他农药在产品性质、化学性质、理化性质等方面的评审框架及原则需要进行科学界定和规范。同时应注意,RNA生物农药具有自身特征性,化学农药的部分评价参数可能不适用于RNA生物农药。硅羿科技目前正在进行杀菌剂和杀虫剂类RNA生物农药的登记申请评价测试工作,相关工作正在全国多地田间进行,期望同期能在主管部门建设的评审框架下完成产品的安全评价内容,最终将能够提交登记证申请。

纵观农药百年发展史,化学技术在欧洲蓬勃发展过程中诞生了拜耳、巴斯夫、先正达等巨头企业。1962年,沃森、克里克发现DNA分子结构,与改进了X射线衍射技术的威尔金斯一起获得了诺贝尔医学或生理学奖。1982年,孟山都开始将其真正应用在转基因作物上。时至1988年,孟山都已领先其他公司。1996年,第一个转基因农作物产品商业化。2013年,孟山都首席技术官Robert Fraley以及其他两位转基因科学家获得″世界粮食奖″,进一步推动了转基因的发展。在化学农药或转基因领域,国内初创企业追赶同行具有一定难度；2006年,RNA干扰技术获得诺贝尔医学或生理学奖,引领了生物药物领域小核酸药物的蓬勃发展,进而在过去10年渗透到RNA生物农药领域,并完成了关键技术的突破,使国内初创企业将有机会与国际大企业处在同一起跑线上竞争,因此具备同等优势,这也是中国农化领域进行新型生物农药原研创新的重大机遇。

目前,国内外RNA生物农药行业正处于产品突破的窗口阶段,亟待行业凝聚各方力量向产业化推进。因此,RNA生物农药发展过程中,创新技术产品、行业政策引导、企业协同合作、科学规范监管、资本市场助力等要素都非常重要。从RNA生物农药的最初顶层设计、方向启动,需要各方协同打磨设计,使得技术到产品再到商品,最后实现产业化顺利发展。结合科学家、企业家、投资人、服务方等各方优势,共同推动RNA生物农药领域长期发展,未来RNA生物农药的回报率也将逐渐提升。随着国家、企业对创新的渴望递增,未来10年RNA生物农药将会越来越被重视,也期望RNA生物农药相关产品早日完成登记,并实现推广应用。

答疑彩蛋

时若(观众)：RNA农药在大田中的半衰期是多久,如果临近地区有虫源或病源,能做到目标地块的持久防控吗？

唐雪明(嘉宾)：RNA生物农药在环境(土壤或水流)当中,整体半衰期会比较短,基本在3-4天内就能降解。在可检测的范围内,硅羿科技进行了多方面的检测验证、美国密西根大学、康奈尔大学、东北大学等也做了相关检测研究,结果证明RNA生物农药安全性能好,能在环境中快速降解,残留很少。RNA生物农药速效性快,它通过叶片进入到植物体内,在植物叶片甚至根茎中能够保留到20~30天。硅羿科技对烟草、马铃薯甲虫、蔬菜等进行检测,实验表明RNA生物农药持药性长,所以国际同行也将其比喻为″植物疫苗″。

针对不同靶标特别是鳞翅目害虫,在设计过程中一些联用复配的增效方案拓展了新路：比如将RNA生物农药与现有的防治鳞翅目害虫的药物复配使用。RNA生物农药能阻断一些鳞翅目害虫的抗性信号通路,从而有效解决抗性问题,设计过程中通过明确筛选及复配方式进行多靶点设计。同时RNA生物农药复配性好,在制剂研发中,其双链RNA的稳定性比双链DNA好。突破痛点是创新产品的必要属性,也是产业科技工作者经常思考和解决的问题。