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生物学——制药工程的助力

众所周知,生物药品是药品中很重要的组成部分。例如以胰岛素为代表的蛋白质药品,以红细胞、血小板等为代表的血液制品等,它们在医疗中的作用是化学药品所无法代替的。然而,纯粹地从自然界去提取这些成分,往往会供不应求。而且,这也会使药品生产的成本增加,继而药价也就会随着原料的日渐稀缺而水涨船高。这对于制药产业来说,无疑是一个不小的困难。

然而,生物技术的出现给制药工程带来了曙光。生物技术中的细胞培养、转基因技术、克隆技术等正好弥补了这一空白。生物技术中的转基因技术刚好可以用于蛋白质药物的合成。用转基因技术就可以使微生物表达出我们想要的蛋白质,免去了人工合成的繁琐和天然原料的选择。更重要的是,生物制药效率更高。因而生物制药成为现代制药工程不可缺少的重要组成部分。

微生物发酵在制药的研究应用分为传统微生物发酵和现代微生物发酵。传统微生物发酵作为中药加工炮制的一部分在我国应用的历史悠久,在治疗疾病方面曾发挥了非常重要的作用,其产品发酵中药在中医药的应用更是非常广泛。

现代微生物发酵制药的研究起步较晚,开始于20世纪80年代,最初研究主要集中在真菌类自身发酵,如灵芝菌丝体、冬虫夏草菌丝体发酵等,多为单一发酵。现代微生物发酵的研究已从单味药涉及到复方研究并取得一定成果。

至于现代生物技术在制药领域中的应用,那更是不胜枚举。以下,

我就从几个方面谈一下生物技术在制药过程中的具体体现。

1.抗生素:抗生素是一种重要的化学治疗剂,其作用不仅是抑制或杀灭微生物,有的还用于临床治疗肿瘤,疾病的早期诊断等。有些抗生素还具有其他生物活性。例如: 利福霉素具有降低胆固醇的功能; 红霉素能诱导胃的运动性; 瑞斯托霉素能促进血小板凝固等,对保障人类健康起重要作用。

1929 年,A.Fleming 发现了青霉素,后经他人进一步的研究,成为最早用于临床的抗生素。青霉素的发现,推动了其他抗生素的研究。以前,青霉素的提取须从青霉菌中提取。提取效率的问题,使得青霉素价格居高不下,难以被寻常民众所接受。然而,现代生物技术解决了这一问题,现代生物技术通过诱变的方法使青霉菌发生基因突变,再挑选出青霉素产量高的菌种。这样,就使得青霉菌的单位产量很大程度的增加。使青霉素这一良药最终“飞入寻常百姓家”。

2.干扰素的研究:干扰素( interferon,IFN) 是人体细胞分泌的一种活性糖蛋白,具有广泛的抗病毒抗肿瘤和免疫调节活性,是人体防御系统的重要组成部分。现已临床用于人类流行感冒、带状疱疹、乙型肝炎和癌症治疗,如骨瘤、乳癌等。

以前干扰素是从人体中提取,产量低。后来,人们采用病毒诱导人白细胞产生的。虽然有了比较大的进步,但是干扰素的还是呈现出产量低,价格高的特点。为了解决这一棘手的问题,科学家们经过不懈的努力,终于找到了出路:利用基因工程技术在大肠杆菌和粮酒酵母中表达,工业发酵生产。这样一来,这一药物就实现了量产的目的。

使生产成本大大降低,产量也日渐提高。

3.基因重组多肽和蛋白质治疗药物:基因重组,是指使某生物的DNA 与另一生物的DNA相结合的技术。基因重组技术,可以将某种生物的基因, 进入完全不同的生物基因组中去,打破物种之间的界限,在分子水平上进行基因的操作。基因重组技术就是基因工程中的核心技术。而基因重组多肽和蛋白质治疗药物正是利用这项技术生产药物,如用DNA重组技术制造的多肽、蛋白质、激素、酶、细胞因子、单克隆抗体和疫苗等。前面也提到过,利用基因工程可以使一种生物表达出另一种生物的蛋白质。这样的话,就不用苛求一种天然原料,而是可以自己掌握制药的主动权。总得来说,制药技术真是受益颇多。

通过以上论述,可以看出,生物学的发展为制药工程技术的发展注入了强大动力。生物技术的不断进步也为制药提供了越来越多的出路。没有了生物制药技术,制药技术将无法跟上时代的脚步。总而言之,作为制药工程的助力,生物技术一定会发挥出越来越重要的作用,为制药产业撑起一片天。

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