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肽类生物防控产品:当科学创新速度超越监管体系更新

 

       肽类生物防控产品正成为农业生物制剂领域最具前景的方向之一,具有高度靶向性、新颖的作用机制以及良好的安全性和环境相容性。正如在ABIM 2025 肽类产品专题研讨会上反复强调的那样,这类技术恰逢其时:全球农业必须在提高生产力、降低环境影响以及应对传统农药抗性问题之间实现同步推进。

       然而,尽管肽类产品本质上属于生物来源,其在监管实践中却经常面临主要为合成化学品或微生物产品设计的监管框架。这种不匹配导致了监管不确定性、审批延迟,以及在某些情况下与实际风险水平不相称的数据要求。

       正如欧洲委员会健康总司的 Domenico Deserio所强调的,问题的关键并不在于肽类产品是否可以被监管,而在于现行法规能否在监管确定性与对创新的开放性之间取得恰当平衡。

什么是肽类生物防控产品?

       肽通常被定义为由短链氨基酸组成的化合物,一般包含2~50个氨基酸,而蛋白质则体量更大、结构更为复杂。尽管结构相对简单,肽却能够通过与受体、细胞膜或信号通路相互作用,发挥高度特异性的生物学功能。

       用于植物保护的肽可能具有以下特征:

       属于天然等同物(nature-identical),即其氨基酸序列在自然界中存在;

       在环境中可迅速降解为氨基酸;

       通过高度特异的生物学机制发挥作用,而非广谱毒性效应。

       需要强调的是,监管讨论一再指出,“天然性”本身并不是监管判定标准。正如荷兰Ctgb(植物保护产品与生物杀灭剂评审委员会)Green Team 成员Anne Kortstee明确指出的那样:“监管应基于危害性,而不是基于是否天然。”

       在本次研讨会上,提及了3类肽类生物防控产品:

       靶向昆虫的肽类,影响昆虫生理或行为;

       抗菌肽(AMPs),用于病害防控;

       防御诱导型肽类,通过激活植物免疫反应发挥作用。

       不同类别的肽类产品在监管评估中面临的关注重点各不相同。

产业实践中的创新案例

1  昆虫神经肽

       这类肽通过靶向特定昆虫的神经系统受体或代谢通路发挥作用,利用的是目标昆虫特有的内源性肽信号系统。SOLASTA Bio的产品组合正是这一类别的代表。

       SOLASTA Bio首席战略官Paula Pinto对公司的技术路径进行了如下描述:“这些小分子肽基于无毒的昆虫内源性肽,调控昆虫的生理和行为。它们具有高度靶向性,基于昆虫自身已存在的肽及其受体。它们是自然同一型的、无毒的、非常小的蛋白质(即氨基酸序列)。”

       SOLASTA的技术平台通过口服摄入途径靶向蚜虫、斑翅果蝇、鳞翅目害虫以及飞虱类害虫。其选择性机制相当清晰:这些肽作用于目标昆虫中特有、而在哺乳动物、植物及有益生物中不存在或功能不同的受体或作用机制。

       Pinto强调,该策略所开发的产品具有以下特点:

       对传粉昆虫及其他有益生物安全;

       对哺乳动物和人类无毒;

       无残留,且具有全新的作用机制;

       可作为综合病虫害管理(IPM)体系中的工具,用于减缓抗性发展并降低化学农药施用强度。

       监管层面的讨论表明,其首个产品正在美国按照“类生化农药(biochemical-like)”路径推进开发,并计划向美国EPA提交登记申请。该案例清楚地表明,当非靶标生物不存在相应暴露路径或分子靶点时,生物学特异性如何对传统毒理学假设提出挑战。

2  抗菌肽(AMPs)

       这一类肽通过物理方式破坏病原体细胞膜,而非通过毒性生化途径发挥作用。Micropep的MPD-01属于这一类型。Micropep首席产品官兼法规事务副总裁Kevin Leiner对该技术进行了说明:“MPD-01是一种抗菌肽(AMP),其作用机制是破坏细胞膜。”

       Leiner特别指出,在美国EPA的生物农药分类体系中,MPD-01的作用机制被认定为“非毒性作用机制”,即其效果来源于物理破坏,而非通过“毒害”靶标生物的生化过程。这一区分在监管层面具有重要意义。

       在田间试验方面,验证工作相当充分:“MPD-01的性能已在200多个田间试验中得到验证”,作为单剂杀菌剂,其防效为40%~70%。值得注意的是,该产品在极低施用量(10~50 g/hm2)下即可发挥作用,远低于传统化学杀菌剂的用量水平。

       该案例带来的一个关键监管启示是:同一种肽在不同司法辖区可能面临完全不同的监管定位。

       在美国,MPD-01被视为类生化农药;

       在欧盟,其按照《(EC)1107/2009号法规》并适用Part A化学活性物质数据要求进行评估;

       在巴西,由于其对病原体具有直接作用,被认为不符合生化农药的定义。

       这种差异凸显了肽类产品在全球范围内监管协调不足的问题。

3  防御诱导型与信号肽

       尽管在ABIM会议材料中涉及较少,这一类别包括通过诱导植物系统获得性抗性(SAR)或诱导系统抗性(ISR)发挥作用的肽类,例如harpin肽。这类肽并非直接杀灭病原体,而是通过增强植物自身防御能力来实现保护。虽然在更广泛的肽类生物防控领域中具有重要意义,但在本次分析的演讲内容中涉及有限。

核心监管挑战:肽类产品不符合既有分类框架

1  欧盟监管现实

       在欧盟,肽类植物保护产品受《(EC)1107/2009号法规》监管。在实际操作中,肽类产品通常按照化学活性物质的Part A数据要求进行评估。

       Anne Kortstee指出,若干标准化学数据要求并不适用于肽类物质,包括:蒸气压、在有机溶剂中的溶解度、某些光谱学要求(IR/NMR)。

       此外,鉴于肽类物质降解迅速、完整肽暴露水平较低,部分生态毒理和环境归趋研究在科学上可能意义有限。

2  法规中的灵活性已然存在

       值得注意的是,欧盟法规本身已经包含应对上述不匹配的机制。《(EU)283/2013号法规》导言第1.5点允许在具有充分科学依据的情况下对某些数据要求予以豁免,尤其适用于生物来源或与其在功能上相同的物质。

       然而,正如多位发言人所强调的,这种灵活性目前仍以逐案处理的方式实施,通常需要:尽早与报告成员国(RMS)沟通,提供扎实的科学论证,清晰阐述生物学特性及暴露路径。

假设表述:适用性导向的风险评估工具

       在经合组织(OECD)、欧盟委员会及产业界的多场报告中,假设表述(problem formulation)在肽类生物防控产品评估中的核心作用被反复提及。

       假设表述被描述为一种基于假设的风险评估方法,重点在于回答以下问题:

       肽在环境中是否稳定?

       是否存在对完整肽的实质性暴露?

       其作用机制是否与非靶标生物相关?

       是否存在合理的危害路径?

       Kevin Leiner对这一方法进行了高度概括:“只有那些能够为风险评估提供信息的数据,才应被要求。”

       OECD生物农药专家组指出,假设表述方法有助于:减少不必要的测试;避免重复或冗余的动物试验;将监管资源集中于真实风险,而非理论性危害。

OECD与IBMA:迈向协调化监管

1  OECD的引领作用

       OECD已将自身定位为协调生物农药(包括肽类)监管方法的重要国际平台。相关研讨会强调,应借鉴以下领域的经验:

       药用肽的监管实践;

       微生物和生化类农药的既有经验;

       用于过敏性和毒性筛查的计算机模拟工具。

2  IBMA的贡献

       国际生物防治制造商协会(IBMA)天然物质工作组主席Emmanuelle Bonneris介绍了IBMA在以下方面的持续工作:

       更新天然物质定义,明确将肽类纳入其中;

       制定肽和蛋白质技术相关的指导原则;

       探索肽类“打包登记”或分组登记的可能性。

展望未来:亟需改变的方向

       综合所有报告内容,可以得出一个共同结论:肽类生物防控产品在科学层面已趋成熟,但监管体系仍需演进。

       识别出的关键优先事项包括:

       更广泛地将假设表述作为默认评估方法;

       更清晰的肽与蛋白质定义和命名体系;

       与生物学现实相匹配、比例适当的数据要求;

       在OECD框架下推动更高水平的国际协调。

       正如OECD研讨会所指出的,目标并非降低安全标准,而是确保监管审查的严格程度与实际风险相匹配。

       肽类生物防控产品为可持续农业提供了具有变革意义的机遇,在兼顾防效、选择性和环境相容性的同时,为新一代作物保护解决方案奠定基础。支持这些产品的科学体系正在快速发展,得益于数据驱动的设计方法以及不断积累的田间实践经验。

       因此,当前的监管挑战并非安全性本身,而是如何实现适用性导向的评估体系。随着监管机构、产业界和国际组织的持续合作,只要创新与监管能够协同推进,肽类产品有望成为未来作物保护体系中的重要支柱。

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