基因工程药物指南

基因工程药物周长征第一部分概述一、基因工程药物（一）基因工程药物的概念基因工程药物是以基因组学研究中发现的功能性基因或基因的产物为起始材料，通过生物学、分子生物学或生物化学、生物工程等相应技术制成的、并以相应分析技术控制中间产物和成品质量的生物活性物质产品，临床上可用于某些疾病的诊断和治疗。

基因药物类型广泛，包括重组蛋白质药物、人源化单克隆抗体、基因治疗药物、重组蛋白质疫苗、核酸药物等10多种类型。

生产基因工程药物的基本方法是：将目的基因用DNA重组的方法连接在载体上，然后将载体导入靶细胞（微生物、哺乳动物细胞或人体组织靶细胞），使目的基因在靶细胞中得到表达，最后将表达的目的蛋白质提纯及做成制剂，从而成为蛋白类药物或疫苗。

若目的基因直接在人体组织靶细胞内表达，就称为基因治疗。

例如，乙肝表面抗原（HBSAg）的产生也受DNA 调控。

利用基因剪切技术，用一种“基因剪刀”将调控HBSAg的那段DNA剪裁下来，装到一个表达载体中（所谓表达载体，是因为它可以把这段DNA的功能发挥出来）再把这种表达载体转移到受体细胞内，如大肠杆菌或酵母菌等；最后再通过这些大肠杆菌或酵母菌的快速繁殖，生产出大量我们所需要的HBSAg（乙肝疫苗）。

把一定量的HBSAg注射入人体，就使机体产生对HBV抗衡的抗体。

机体依靠这种抗体，可以清除入侵机体内的HBV。

过去，乙肝疫苗的来源，主要是从HBV 携带者的血液中分离出来的HBSAg，这种血液是不安全的，可能混有其他病原体的污染。

此外，血液来源也是极有限的，使乙肝疫苗的供应犹如杯水车薪，远不能满足全国的需要。

基因工程疫苗解决了这一难题。

干扰素具有广谱抗病毒的效能，是一种治疗乙肝的有效药物，国际上批准唯一一种治疗丙型病毒性肝炎的药物。

通常情况下人体内干扰素基因处于休眠状态，血中一般检测不到。

只有在发生病毒感染或受到干扰素诱导物的诱导时，人体内的干扰素基因才会产生干扰素，但其数量微乎其微。

基于药物基因组学的抗血小板药物个体化药学服务指引（2020年版）（广东省药学会2020年3月23日发布）1 概述药物基因组学（Pharmacogenomics，PGx）是指研究遗传变异所导致的机体对药物反应（毒性和有效性）的个体差异问题。

药物体内代谢、转运及作用靶点基因的遗传变异及表达水平的变化影响药物在体内的浓度和敏感性，从而造成药物的个体差异[1]。

个体化药学服务是指以药物基因组学为基础，结合患者的年龄、性别、种族、器官功能、既往病史、疾病状态和外源性因素（如吸烟、饮食、药物相互作用）等影响药物疗效的因素、制定量体裁衣式的个体化药物治疗方案的药学服务。

其目的是减少药物不良反应，增加药物疗效，降低整体治疗费用，保障用药安全[2]。

药物相关基因及其表达产物的分子检测是实施个体化药物治疗的前提。

药物基因组学起源于上世纪90年代，迄今为止，美国FDA已经批准在275种药物的药品标签中增加药物基因组信息，涉及的药物基因组生物标记物142项[3]。

此外，有部分行业也将一些药物基因组生物标记物纳入临床试验及疾病治疗指南中[4,5]。

2005年，日本药物和医疗仪器署（PMDA）设立了药物基因组讨论组，用于适当监管医疗过程中的PGx问题[6]，随后制定了一系列药物基因组/生物标记物用于药物评价的指南[7]。

2012年，欧洲药品管理局（EMA）发布了关于药物基因组学使用的指导草案，成为药物基因组学在欧盟范围内的临床应用的依据。

2014年EMA发布《关于药物基因组学的倡议和观点》，介绍了各种类型用于相关的药物警戒的基因组生物标志物，并提供了具体的范例[8,9]。

在我国，2015年国家卫计委发布了《药物代谢酶和药物作用靶点基因检测技术指南（试行）概要》，为临床实验室进行药物代谢酶和药物靶点基因的检测提供指导[10]。

药物基因组学在全球范围内，已成为指导临床个体化用药、评估药物不良反应发生风险、指导新药研发和评价的重要工具。

《基因工程制药》实验教学大纲课程代码：BIOP1026课程名称：基因工程制药英文名称：Gene Engineering Pharmaceutical Science实验室名称：生物制药实验室（二）课程学时：90实验学时：36一、本课程实验教学目的与要求本课程是生物制药专业的专业实验课程，是以基因工程基本操作为主线，强调实验方法的经典性、实用性。

实验内容涉及了基因工程制备药物的主要过程，通过本课程的学习使学生掌握基因工程的一些基本原理和实验操作方法，并使其对基因工程制药的上、下游技术有一个完整的概况，力求全面、系统地培养学生基因工程制备药物的实验操作能力，并提高解决问题及分析研究问题的能力，为本科生进入科研实验室打下良好的基础。

二、主要仪器设备及现有台套数恒温培养箱、恒温摇床、高压灭菌锅、电子天平、微量移液器、凝胶成像系统、超净工作台、台式离心机、旋涡混合器、磁力搅拌器、琼脂糖凝胶电泳槽、电泳仪、PCR仪、水浴锅、垂直电泳槽、发酵罐、电转仪。

微波炉、脱色摇床、制冰机三、实验课程内容和学时分配四、考核方式1、实验报告：本门课程要求实验报告应具有“实验目的与要求、原理、实验基本过程、实验结果与讨论”等几个方面的内容。

2、考核方式（1）实验课的考核方式：本课程按等级制评定与考核，评分标准分为：A、B、C、D、E五个等级。

考核主要包括两部分：实验操作技能、实验报告（包括实验预习报告）。

（2）实验课考核成绩确定，实验课成绩占课程总成绩的比例等：在该课程的评定分数中，实验课内容占30%，其中实验课考核又分为两部分，即实验操作技能占实验课总分数的60%、实验报告（包括实验预习报告）占实验课总分数的40%。

五、实验教材、参考书1、教材：自编参考楼士林主编《基因工程》，科学出版社20072、参考书目：（1）基因工程技术实验指导，钟卫鸿主编，化学工业出版社 2007（2）基因工程实验指导，朱旭芬主编，高等教育出版社，2006（3）基因工程实验技术，彭秀玲编著，湖南科学技术出版社 1997《酶工程制药》实验教学大纲课程代码：BIOP1027课程名称：酶工程制药英文名称：Enzyme Engineering Pharmaceutical science实验室名称：药学院实验中心生物制药实验室课程学时：90实验学时：36一、本课程实验教学目的与要求本课程实验教学的目的是让学生掌握酶制剂的发酵生产方法、酶的固定化原理与操作方法、酶分子的修饰原理和实验方法等，加深学生对抽象的理论内容的理解；通过实验训练，培养学生的动手操作能力和观察能力，正确掌握实验仪器的使用方法和实验操作技能，培养学生独立解决问题的能力和严谨的科学态度。

体内基因治疗产品药学研究与评价技术指导原则（试行）国家药品监督管理局药品审评中心2022年05月目录一、前言 (1)二、适用范围 (2)三、一般原则 (3)四、风险评估与控制 (6)五、产品设计的一般考虑 (9)1. 病毒载体类产品 (9)2. 核酸类产品 (15)3. 细菌载体类产品 (17)六、生产用物料 (18)1. 起始原材料 (18)2. 其他生产用物料 (25)七、生产工艺 (27)1. 生产工艺开发 (27)2. 生产工艺的确认与验证 (33)八、质量研究与质量标准 (34)1. 质量研究 (34)1.1 鉴别和结构分析 (35)1.2 生物学活性 (37)1.3 纯度、杂质和污染物 (38)1.4 含量 (41)1.5 其他特性分析 (41)1.6 基因编辑技术的相关考虑 (41)2. 质量标准 (43)九、稳定性研究 (45)十、包装及密封容器系统 (47)十一、名词解释 (48)十二、参考文献 (49)一、前言随着基因递送载体和基因编辑等生物技术的快速发展，基因治疗产品的临床应用不断取得新的进展，为难治性疾病提供了新的治疗方案。

基因治疗产品一般通过将外源基因（或基因编辑工具）导入靶细胞或组织，替代、补偿、阻断、修正、增加或敲除特定基因以发挥治疗作用。

按照基因导入人体的方式不同，基因治疗可分为体内（in vivo）基因导入和体外（ex vivo）基因导入两种方式。

体内基因治疗产品将外源基因（或基因编辑工具）通过适当的载体直接导入人体发挥治疗作用，而体外基因治疗产品一般在体外将外源基因（或基因编辑工具）导入细胞，制备成为经基因修饰的细胞或细胞衍生产品，最终经回输以发挥治疗作用。

由于体内和体外基因治疗产品在产品类型、基因载体类型与设计、载体的靶向性需求、起始原材料的管理、产品的纯度、杂质水平的控制、生产模式和质量风险等方面存在一定差异，因此，两类产品在研发和技术要求方面存在一定的差异，有必要进行分类规范。

基因工程药物研发的基本过程基因工程药物的研发分为上游和下游两个阶段：上游阶段：主要是分离目的基因、构建工程菌(细胞)。

目的基因获得后，最主要的就是目的基因的表达。

选择基因表达系统主要考虑的是保证表达的蛋白质的功能，其次是表达的量和分离纯化的难易。

此阶段的工作主要在实验室完成。

下游阶段：从工程菌的大量培养一直到产品的分离纯化和质量控制。

此阶段是将实验室的成果产业化、商品化，主要包括工程菌大规模发酵最佳参数的确立，新型生物反应器的研制，高效分离介质及装置的开发，分离纯化的优化控制，高纯度产品的制备技术，生物传感器等一系列仪器仪表的设计和制造，电子计算机的优化控制等。

血管抑制素(angiostatin ,简称AGN) 是纤溶酶原的一个酶解片段,相当于其1～4 Kringle 区,具有抑制皮细胞增殖、抑制血管生成及抑制多种类型肿瘤生长和转移的生物功能,是一种新型血管生成抑制因子[1 , 2 ] ,对于控制肿瘤、糖尿病视网膜病变、消化道溃疡、关节炎等病理性血管生成具有重要的研究价值和应用前景.PCR产物的T载体克隆（一）重组T质粒的构建一．原理外源DNA与载体分子的连接就是DNA重组，这样重新组合的DNA叫做重组体或重组子。

重组的DNA分子是在DNA连接酶的作用下，有Mg2+、ATP存在的连接缓冲系统中，将分别经酶切的载体分子与外源DNA分子进行连接。

DNA连接酶有两种：T4噬菌体DNA连接酶和大肠杆菌DNA连接酶。

两种DNA连接酶都有将两个带有相同粘性末端的DNA分子连在一起的功能，而且T4噬菌体DNA连接酶还有一种大肠杆菌DNA连接酶没有的特性，即能使两个平末端的双链DNA分子连接起来。

但这种连接的效率比粘性末端的连接率低，一般可通过提高T4噬菌体DNA连接酶浓度或增加DNA浓度来提高平末端的连接效率。

T4噬菌体DNA 连接酶催化DNA 连接反应分为3 步：首先，T4 DNA 连接酶与辅因子ATP形成酶-ATP复合物；然后，酶-ATP 复合物再结合到具有5’磷酸基和3’羟基切口的DNA上，使DNA腺苷化；最后产生一个新的磷酸二酯键，把切口封起来。

基因工程指南学习基因工程技术和应用推动生命科学发展基因工程指南：学习基因工程技术和应用，推动生命科学发展（提示：以下是一个适合于基因工程指南的文章格式，其中包含了标题、小节和正文部分。

请注意，正文部分并不是根据具体内容写的，而是为了满足字数要求而编写的示例文本。

写作时，请根据实际内容来进行论述和阐述。

）一、引言基因工程是通过对生物体的基因进行改造和编辑，来研究和应用生物技术的一门学科。

本指南将提供给您关于基因工程技术和应用的基础知识和最新进展，以及推动生命科学发展的重要性。

二、基因工程技术基因工程技术是为了对生物体的基因进行更改和编辑，从而实现特定目的的一组技术工具和方法。

这些技术包括：1.基因克隆：通过将所需基因从一个生物体转移到另一个宿主生物体中，实现特定基因的表达和功能。

2.基因编辑：利用工具如CRISPR-Cas9系统，直接编辑生物体的基因序列，以实现基因的修正、插入或删除等操作。

3.转基因技术：将外源基因导入生物体中，使其表达新的特性或功能，为农业、医学等领域带来潜在的应用前景。

三、基因工程应用基因工程技术在多个领域有着广泛的应用，其中包括但不限于以下领域：1.农业领域：利用基因工程技术改良农作物的抗病虫性和适应环境的能力，提高产量和质量，为粮食安全和农业可持续发展作出贡献。

2.医学领域：通过基因工程技术开发新的药物和治疗方法，如基因治疗、干细胞治疗等，为疾病的预防和治疗带来希望。

3.环境保护：利用基因工程技术改造微生物，以降解有毒物质或清除环境中的污染物，促进环境的修复和保护。

四、生命科学发展的推动力基因工程技术的快速发展和广泛应用，对推动生命科学发展具有重要影响：1.突破性研究：基因工程技术为科学家们提供了研究生命本质和机制的强大工具，推动了生命科学领域的不断突破。

2.医学进步：基因工程技术的应用使得疾病的诊断和治疗更加精准和个性化，为医学进步和人类健康带来福音。

3.可持续发展：基因工程技术在农业领域的应用，有助于提高农作物的产量和质量，减少对土地、水资源的使用，为可持续农业发展提供支持。