在首届院士论坛上，来自中国农业科学院棉花研究所的李付广以“棉花将成为萜类药物和饲用疫苗生物合成的新载体”为题，详细介绍了棉花在新型生物制药产业方面的广阔应用市场。
李付广首先就棉花的各种特性，向与会代表普及了这个常见农作物不太“常见”的一面。他介绍到，棉花不仅是一种全球性的重要纤维、油料和蛋白作物，而且是一种极具发展前景的药用植物。首先，棉花具有强大的合成药用萜类化合物的能力。
现代医学研究证明：棉酚具有很强的药理活性，全球第一例男性避孕药就是由我国科学家薛社普院士首次利用棉酚研制成功并在上世纪60年代用于临床。刘以训院士、刘德强院士等团队对棉酚的药理药效做了大量系统研究，结果表明棉酚对常见妇科病有特效，对人流止血有效率高达100%，对子宫肌瘤有效率高达92%，对乳腺癌、肺癌等癌细胞有显著抑制作用。
此外，与棉酚一样，许多对癌症疗效显著的药物如紫杉醇、长春碱、喜树碱和人参皂苷等都属于萜类化合物。但与棉酚相比，这些药物在宿主植物中的含量极低，如紫杉醇在红豆杉树皮中含量低于万分之四，长春碱在长春花中含量低于十万分之六，而棉酚在棉花根、茎、叶、花和种子中含量很高，其中，种子中棉酚含量最高可达4.5%。数据表明棉花合成棉酚的能力至少为红豆杉合成紫杉醇以及长春花合成长春碱能力的100倍以上。
“棉花具有独特的储存和保护药用萜类化合物的细胞结构。”李付广指出，棉酚及其衍生物主要存在于棉花腺体之中。腺体主要用来储存和保护棉酚，使棉花制造棉酚的能力大幅度提高。腺体这一独特的细胞结构为在棉花中大量生产紫杉醇、长春碱等珍贵萜类药物搭建了天然物理平台。
“棉花是萜类生物制药和药物创新的优势作物。”李付广表示，紫杉醇、长春碱等珍稀药物属于复杂高级萜类化合物，一些关键酶必须依赖于植物质体或叶绿体才能完成酶促催化反应，微生物和动物细胞中都不具备合成复杂萜类化合物的基因网络、功能蛋白、亚细胞器和植物组织结构，因而无法通过发酵生产紫杉醇和长春碱等名贵药物。另外，紫杉醇和长春碱结构非常复杂，无法进行大规模工业化合成。
然而，棉花本身具有强大的萜类药物合成能力，同时可大规模转基因和快速扩繁，成本低廉。同时，转基因棉花是我国目前批准可以商业化种植的唯一农作物，是外国政府批准商业化种植的少数农作物之一。这些特点使棉花成为紫杉醇和长春碱等珍稀萜类药物理想的生物合成工厂。
李付广说到，正如《我不是药神》电影中展示的，目前国际珍稀萜类药物产学研主要由美欧发达国家垄断，我国与国际先进水平尚有很大差距，而药用棉花有可能使我们另辟蹊径实现跨越式发展和创业，因而，棉花有可能成为我国生物制药“创新、创造、创业”的良好载体和平台。
包括抗癌贵重药物产业、动物疫苗产业在内，药用棉花在多个产业都具有极高的应用价值。李付广总结到，中美激烈的贸易摩擦、人才争夺和技术卡脖子的大背景下，依托粤港澳大湾区创新、创造和创业方面的优越环境，构建药用棉花的技术链、创新链、价值链和产业链，通过跨学科交叉对药用棉花进行理论创新、学科建设、技术突破、产品攻关和平台搭建，对形成一个国际一流的棉花生物制药产业体系和创新体系，催生生物制药新业态具重要价值。预计药用棉花将会产生良好的经济、科技、社会和环境效益。
李付广简介：
李付广，现任中国农业科学院棉花研究所所长、党委副书记，棉花生物学国家重点实验室主任，国家棉花产业联盟理事长，中国棉花学会理事长。《Journal of Cotton Research》主编。
李付广主要从事棉花遗传改良工作，在转基因技术创新、抗虫种质创制及棉花基因组学研究等方面成绩突出。国家杰出青年基金、创新研究群体科学基金获得者。获国家科技进步二等奖2项、国家技术发明二等奖1项。发表论文70余篇，其中《自然遗传》3篇、《自然生物技术》1篇、《自然通讯》1篇。（文/叶浩文）
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