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。即使经过诱导，从人血中提取1mg 干扰素，需要人血8000ml，其成本高得惊人。获取1磅（453g）纯干扰素，其成本高达200亿美元。1980年后，采用基因工程进行生产，其基本原理及操作流程与乙肝疫苗十分类似。现在要获取1磅纯干扰素，其成本不到1亿美元。
（二）基因工程药物的发展
1973年，Cohen等人首次将带有Tet r基因和链霉素抗性基因（Str r）的两种大肠杆菌质粒成功地进行了重组，获得了可以复制并只有双亲质粒遗传信息的重组质粒，拉开了基因工程研究的序幕。1974年他们对具有Amp r和红霉素抗性基因（Emp r）的金黄色葡萄球菌质粒
和大肠杆菌质粒进行了重组，重组质粒在转化至大肠杆菌后，能够复制并表达出金黄色葡萄球菌的抗青霉素抗性。同年他们又使非洲爪蟾的基因在大肠杆菌中成功地获得表达，从此定向改造生物的崭新领域—基因工程正式诞生。
1976年世界第一家应用DNA重组技术研制新药的公司—美国Genentech公司成立，开创了基因工程制药的新纪元。1982年欧洲首先批推DNA重组的动物疫苗—抗球虫病疫苗的生产和使用；同年英国和美国批准生产和使用了第一个基因药物—人胰岛素，美国Eli-lilly 公司从Genentch公司转让获得了生产基因工程胰岛素的权利，同时Novo和Biogen S.A（瑞士）也获得了生产该产品的权利，自此世界范围内基因药物的研制和生产得到了飞速发展。
从20世纪70年代发展起来的基因工程技术在短短的30多年中己成为生物技术的核心技术。目前基因工程技术及其应用已进入了人类生活的各个领域，包括工业、农业、环境、能源和医药卫生等诸多领域，而以基因工程药物为代表的医药生物技术则是生物技术领域最为活跃、发展最为迅速的部分。随着生物技术的快速发展，基因工程药物发展前景将会越来越广阔。
目前，全球上市的基因工程药物有140多种，有1700多种还处于临床研究阶段，2600多种在实验室研究阶段。其中促红细胞生成素、人重组胰岛素、人重组干扰素、乙肝疫苗、葡萄脑苷酯酶、生长激素等每年销售额都在5000万美元以上，仅促红细胞生成素1个药销售额就达到32.7亿美元。
美国的Eli-Lilly公司又提出了生物技术在医药上的更大应用，这是在新药研究筛选方法上的革命，即用基因工程受体实验代替传统的动物实验，所有这一切都表明了医药产业的技术基础正在发生战略性的变革。世界各大医药企业已瞅准目标，纷纷投入巨资围绕以现代生物技术为核心的产品和技术结构开拓，展开了面向21世纪的空前激烈的竞争。
我国生物工程药物研究虽起步较晚，基础较差，但一开始就受到党和国家的高度重视。为跟踪世界新技术革命迅猛发展的浪潮，1986年3月我国一批著名科学家倡导起草了“高技术研究计划”—“863计划”，并将现代生物技术列为“863计划”最优先发展的项目和国家“七五”，“八五”攻关项目。经过广大科技工作者的艰苦努力，已取得了鼓舞人心的进展，一批基因工程产品的上游研究正在努力展开；一些产品正逐步进入开发研究阶段，不少产品已步入临床试验阶段或已获新药证书，进入工业化生产。这一领域发展迅速，逐步缩短了与先进国家的差距。
1989年我国批准了第一个在我国生产的基因工程药物—重组人干扰素αlb，标志着我国生产的基因工程药物实现了零的突破。重组人干扰素α1b 是世界上第一个采用中国人基因克隆和表达的基因工程药物，也是到目前为止唯一的一个我国自主研制成功的拥有自主知识产权的基因工程一类新药。从此以后，我国基因工程制药产业从无到有，不断发展壮大。1998年我国基因工程制药产业销售额已达到了72亿元。截止1998年底，我国已批准上市的基因工程药物和疫苗产品共计15 种，它们是：一类新药重组人干扰素α1b、一类新药重组bFGF （外用）、重组人表皮生长因子（外用）、重组人干扰素α2a、重组人干扰素α2b、重组人干
扰素γ、重组人白细胞介素-2、重组人G-CSF、重组人GM-CSF、重组人红细胞生成素、重组链激酶、重组人胰岛素、重组人生长激素、重组乙肝疫苗、痢疾菌苗。国内已有30余家生物制药企业取得基因工程药物或疫苗试生产或正式生产批准文号。至2000年，我国已有200多家生物技术公司，有20多家生产销售人干扰素、白细胞介素、乙肝疫苗等12种基因工程药物。
我国生物制品需求巨大，过去的几年我国企业一直能保持年均15％以上增幅，并且近年来销售的增长速度有加快的趋势。据统计，2005年国内生物制品销售收入总额为157.4亿元人民币，销售利润总额为38.7亿元人民币。预计到2015年总产值可达1100亿到1300亿元。我国的生物制药业将进入一个快速发展的阶段，生物医药工业将成为医药产业增长最快的部分。目前，我国许多省市已将生物制药作为本地的支柱产业重点扶持。一大批生物医药科技园相继在各地高新技术开发区建成。面对入世带给我国生物制药业的挑战和机遇，专家们预测，在未来若干年，我国的生物制药业将以超过全球平均增长的速度步入高速发展轨道，前景十分广阔。
（三）基因工程药物产业的特点
1、高技术
生物制药是一种知识密集、技术含量高、多学科高度综合相互渗透的新兴产业。以基因工程为例，上游技术涉及基因的合成、纯化与测序、基因的克隆与导入、工程菌的培养与筛选等；下游技术涉及发酵工程、目标蛋白的纯化及工艺放大，产品的质量检测和保证，制剂的选择和贮藏。以上还不包括药物的筛选和机制研究。
2、高投入
生物医药是一个投入相当大的产业，主要用于新产品的研究开发和医药厂房的建造和各种仪器设备的配置方面，目前国外开发一个新的生物药品平均费用在10～30亿美元，并随新药开发的难度增加而增加，有的高达60亿美元。雄厚的资金是开发成功的必要保障。
3、周期长
生物药品从开始研制到最终转化为产品要经过很多环节，实验室研究阶段、试生产阶段、临床研究阶段(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ期)、规模化生产阶段、市场商品化阶段以及监督，每个环节都要经过严格复杂的药政审批程序，而且产品培养和市场开发较难，所以开发一种新药周期较长，一般需要8～10年，甚至10年以上。
4、高风险
生物医药的开发存在较大的不确定性风险，新药的投资从生物筛选、药理、毒理等临床前实验，制剂处方确定性实验，生物利用度测试，直到用于人体的临床实验，以及注册上市和售后监督，一系列的步骤，可谓耗资巨大的系统工程，任何一个环节的失败都将前功尽弃。一般来讲，一个基因工程药品的成功率仅有5～10% ，时间要8～10年，另外市场竞争的风险也在日益加剧。
5、高回报
巨大风险背后蕴藏着高额的回报，生物工程药物的回报率都很高，一种新生物药品一般上市后2～3年即可回收全部投资。尤其是拥有新产品、专利产品的企业，一旦开发成功便形成技术垄断优势，利润回报高达10倍以上。美国Amgen公司1989年推出的促红细胞生成素( EPO)和1991年推出的粒细胞集落刺激因子(G - CSF) ，在1997年的销售额已分别超过和接近200亿美元，生物药品一旦开发成功投放市场将获暴利。
（四）基因工程药物研制和利用存在的问题
基因工程药物的研究与开发，发展最快和最活跃，同时，也存在着争议。争论的焦点主要集中在基因工程药物的安全性及相关的伦理学问题。
1、重组DNA试验过程中的隐患
实验室重组DNA操作的对象主要是病毒、细菌及实验动植物。这些试验材料的致病性、抗药性、转移能力及其生态效应千差万别，一旦在策划和操作上发生意外，后果不堪设想。实验室重组DNA试验过程中的潜在危害主要有两个方面：病原体特别是重组病原体对操作者所造成的污染；病原体或带有重组DNA的载体及受体逃逸出实验室，对自然与社会环境造成污染。
2、基因工程药物产业化的潜在危险
大规模基因工程药物的工业化生产涉及的安全性问题比重组DNA试验更复杂。主要包括：病原体及其代谢产物通过接触可能使人或其它生物被感染；产品对人或其它生物的毒性、致敏性或其它尚不预知的生物学反应；小规模试验的情况下原本是安全的供体、载体、受体等实验材料在大规模生产时完全有可能产生对人和其它生物及其生存环境的危害；在短期研究和开发利用期间内是安全的基因工程药物很可能在长期使用后产生无法预料的危害。后两种情况一旦发生，将会是不可逆的。
3、基因工程疫苗的安全性
有些病毒具有导致靶组织损伤的基因，如肝炎病毒亲肝基因，决不能用于重组活疫苗的研制。该种基因可能使原本无害的微生物变得极其危险。此外，质粒DNA疫苗的安全性问题有：注入体内的质粒DNA可能会导致插入突变，从而引起肿瘤基因的活化；由于对接种所用DNA表达抗原的持续时间尚不甚了解，外源蛋白的长期表达有可能导致免疫病理反应；为提高免疫力而联合使用多种基因也可能导致免疫病理反应；接种质粒DNA时，可能导致宿主体内高水平抗DNA抗体，并诱发异常的自身免疫应答；体内合成的抗原可能会有不必要的生物学活性。
4、基因治疗的安全性
基因治疗虽然不同于基因工程药物治疗，但从基因治疗的实际效果看，它是通过转入体内的基因产生特定的功能分子（如细胞因子）而起作用，这相当于向人体导入一个具有治疗作用的给药系统，因此，可将导入的基因看作广义的基因药物。基因治疗的安全性问题主要有：逆转录病毒载体转入缩主后可能产生插入突变，从而使细胞生长调控异常或发生肿瘤变；导入的目的基因一般不具有表达调控系统，故导入基因的表达水平高低可能会影响机体的一
些生理活动；经逆转录病毒—包装细胞系产生的带有目的基因的假病毒颗粒导入受体细胞的同时，也有将其污染的潜在危险。
5、基因工程药物与生态环境
通过重组DNA技术，人们已经能将动植物和微生物的基因引入各种生物的细胞中，甚至还可以人工合成一些自然界中原本不存在的基因。然而，在基因工程药物的研制过程中，那些经过重组而携带各种外源基因的生物体，一旦逃逸到环境中，将会引起生态系统的结构发生改变，从而打破其在长期进化过程中所形成的平衡体系。例如，转抗性基因生物的逃逸会因其竞争力的增强而使该物种过量繁殖，这将会使与之有竞争关系的其它物种更快的灭绝，从而破坏物种的多样性。如果重组DNA过程所用的病原体一旦逃逸到到环境中，便会直接危害自然界中的生物。此外，人们还担心用于人类疾病治疗的基因工程药物是否会对人类以外的非目标生物产生危害。
6、关于基因工程药物引起的社会伦理问题
基因工程引发的的社会伦理问题主要包括：资金、资源和人力的巨大消耗甚至浪费。目前，全球生物技术制药业已表现出过热趋势。有研究表明，人们对基因工程药物的需求虽然迫切但用量却极少。为此，社会伦理学家认为，如此巨大的投资如用于疾病的常规防治上，其社会效益会更大；基因工程药物的价格虽已大幅度下降，但仍非一般公众所能长期承受。这种医疗资源和资金不公平的分配，将加重社会的不平等现象并增加其不稳定因素；一般公众对基因工程药物知之甚少，在使用时基本上处于被动，这明显违背了医学伦理学上的“知情同意”原则；接受基因工程药物者首先要将自己的“遗传隐私”公布于医生，人们担心由此而导致的个人信息公开化将会对自己在求职、婚姻、保险甚至人际交往方面产生不利的影响。
7、基因工程药物与国际安全
在全球恐怖活动日益猖獗的今天，人们最担心的就是生化武器的扩散。有专家指出，只要20平方米的空间，1万美元的资金，就可以建立一座一流的生物武器库。生物武器研制技术已不存在什么秘密，利用重组DNA技术可以使许多疫苗和抗菌素失去作用。目前已经生产出了新型、高效传染性病毒，用毒素基因与流感病毒基因拼接的新生物毒素已能够大量生产。如果让那些在心理和行为上失控的恐怖分子掌握了生产生物武器的技术，任何反恐力量将会变得十分脆弱，世界安全将无法保障。
8、基因工程药物对生物进化的影响
如果重组DNA技术以与自然进化过程中相近的频率引发插入突变的话，则不会对人类及其它生物产生什么异常的影响，但事实上，目前重组DNA技术所造成的基因改变频率已经数以千百倍的超过自然突变发生的频率。这对于经过数百万年甚至更长时间进化所形成的人类遗传体系来说，很可能会产生灾难性的影响。由漫长进化所形成的人类肌体根本无法适应基因这种频繁重组所引起的生物学效应。对此，其它生物物种的反应也是相同的。
二、基因治疗药物
随着生命科学的进步，用基因治疗疾病在上世90年代迈出了第一步。1990年5月，美
国批准世界上第一例基因治疗临床试验。1996年以来，美国用基因治疗方法，一次注射，可带来长久的疗效或根治。用蛋白质（血管内皮生长因子）VEGF治疗冠心病、心肌缺血，II期临床完成后确认疗效不好。然而，用重组腺病毒—VEGF进行基因治疗，临床试验证明只l～2次注射后，冠脉血管再生。许多疾病是局部组织器官结构和功能障碍，基因治疗可以达到局部患病，局部用药。
基因冶疗的优势将对医疗方式做出重大改变。迄今十多年间，世界各国已提出近700个临床方案，各种病例数超过6000个。研究人员尝试用基因治疗恶性肿瘤、心血管疾病等严重威胁人类健康的疾病。
基因和细胞疗法作为一种全新的医疗手段日益引起人们的重视，特别对于那些不能使用传统医疗手段彻底治愈的疾病，如帕金森病、糖尿病、血友病、乙肝、肿瘤和艾滋病等。目前使用的基因疗法载体主要包括病毒类和非病毒类两种。一般来说，病毒类载体在表达强度和时空性方面比非病毒类载体优越，但是其安全性则有赖于进一步改善和提高。
基因治疗药物主要有两大部分，一为目标基因，或是经修饰过的目标基因；一为运载系统，即是能将目标基因运载到靶细胞进行表达的系统。
（一）目标基因
目标基因是基因治疗的主要部分，通过目标基因进入靶细胞以改变痛变的生化过程，从而达到治疗疾病的目的。用于治疗的目标基因大致有如下类型。
（1）基因取代，即用正常基因取代缺失的基因或病变基因，这种目标基因已用在遗传病的基因治疗上；
（2）干扰病变基因表达的基因；如在肿瘤治疗中，由于正常基因组中含有致肿瘤基因及肿瘤抑制基因，用肿瘤抑崩基因来抑制肿瘤的发展已有了开发；
（3）提高机体对疾病免疫能力的基因；插入活化药物的基因；核酸疫苗；反义核酸和核酸酶，反义核酸药物可以靶向核酸如病毒核酸配对杂交，由于反义药物中核酸序列中的特异排列使病毒不能再繁殖，从而达到治疗的目的。随着人类基因及有关人类疾病基因的阐明，基因畸变与疾病的关系将进一步在诊断及治疗上提供有用的信息与方法。现基因治疗的目标基因已不仅限于遗传病、肿瘤及爱滋病方面，有报导已开展了关节炎治疗方面研究。
（二）基因运载系统
病毒可以高效率地进入特定的细胞类型，复制所携带DNA 并表达自身蛋白产生新的病毒粒子，因此首先被改造作为基因治疗的载体。
一个好的目标基因需要有好的载体才能进入有疾病的细胞中去，达到治疗的目的。基因载体有经过处理的病毒外壳作为载体及非病毒载体两大类。
据统计，目前已经采用基因治疗的病例中，约有80%所选用的是病毒载体，如逆转录病毒、腺病毒、单纯疱疹病毒、腺病毒相关病毒以及痘病毒等。虽然病毒作为基因运送载体已经使用很多，但仍然存在着危险性，如免疫原性和病毒性重组等安全性问题。此外，病毒载体自身容量有限，制备滴度不高，病毒载体基因治疗药物的注射剂一般需要高滴度载体，
即达到108感染个体／毫升。1999年出现首例因使用腺病毒载体而致病人死亡的事件发生后美国许多科研机构已停止使用病毒类载体，重点转向非病毒类载体研究。
理想的非病毒载体需要满足以下条件：保护DNA不被细胞外DNA降解酶的降解；携带DNA穿透细胞膜；保护DNA在进入核前不被细胞内容酶体和酶等降解；能有效将有活性的基因插入目的区；可生物降解，从细胞中消除；无细胞毒性等。
非病毒载体与之相比虽然转染效率有限，但是具有无传染性、不限制载体容量、化学结构可控制以及可大量制备等优点而越来越受到研究者的青睐。
非病毒载体有的是以磷脂包裹基因，以帮助基因进入细胞内；也有的是以直流电击的方式帮助基因进入的。用非病毒载体引入的基因通常会很快被细胞清除出去，一般只能在细胞内存在几天到一周。
目前，非病毒载体主要包括改性的天然高分子和合成高分子两大类。改性天然高分子主要是脂质类（如固醇类）、多糖类（如壳多糖、右旋糖苷和藻酸等）、蛋白质类（如胶原蛋白、鱼精蛋白等）以及多肽类的物质。合成高分子则主要是一些可以生物降解的（如聚赖氨酸、聚乳酸、聚乙烯醇及其嵌段或接枝共聚物等）、聚阳离子性的高分子（聚乙烯亚胺、聚酰胺树枝状高分子等）充当运送载体，分别以微球、囊泡或胶束等形式包覆DNA，运送到达病理部位后进行释放。
第二部分基因工程药物的研究现状
基因工程药物因为其疗效好，副作用小，应用范围广泛而成为各国政府和企业投资研究开发的热点领域，大量的基因工程药品连续问世，年产值达数十亿美元。自1982年问世以来，基因工程药物成为制药行业的一支奇兵，每年平均有3～4个新药或疫苗问世，开发成功的约五十多个药品已广泛应用于治疗肿瘤、肝炎、发育不良、糖尿病、囊纤维变性和一些遗传病上，在很多领域特别是疑难病症上，起到了传统化学药物难以达到的作用。其原因在于，基因工程药物的研究与开发多是以对疾病的分子水平上的了解为基础的，往往会产生意想不到的高疗效。
基因工程制造药行业在近二十年中的飞速发展是以分子遗传、分子生物、分子病理、生物物理等基础学科的突破，以及基因工程、细胞工程、发酵工程、酶工程和蛋白质工程等基础工程学科的高速进展为后盾的。基因工程药物的开发时间为5～7年，比开发新化学单体（10-12年）要短一些，当然这也与各国政府的支持有关。据报道，开发活性蛋白生物创新药的成功率按开发的5个阶段大致是：临床前的成功率为15%，一期临床为27%，二期临床为40%，三期临床为80%，注册登记为90%，总体成功率大大高于化学药。适应症不断延伸也是蛋白类药物的一大特点。例如rhG-CSF，1991年上市时批准的适应症是化疗并发中性粒细胞减少，到1995年11月13日止，又增加了骨髓移植，严重慢性中性粒细胞减少及外周及外周血干细胞移植等适应症。因此，基因工程生物药物发展包括新品种和新适应症两个方面。
随着基因工程药物的发展，转基因技术研究的深入，转基因技术在制药业中具有广阔的
发展前景，我国的基因制药行业已初具规模。随着后基因组时代的逐步深入，生物反应器、反义核酸技术、RNAi技术和siRNA等基因技术的不断完善，采用小分子干扰手段进行基因治疗极具发展潜力. 使用现代生物学、医学、药学最先进的技术设备和方法生产基因工程药物，治疗遗传疾病和肿瘤等病症引起了全世界更多研究者的高度重视。
发展和完善生物药物制剂、大分子药物吸收、转运机理研究和给药系统研究、代谢工程—组合生物学与新药研发、糖生物学和糖基化工程与新药研究等成为最热门的研究热点。基因工程药物的生物机理和传导机制及生物信息组学和代谢功能的研究受到了高度关注，而且，生物信息学和功能基因组学，特别是蛋白质组学、药物基因组学与基因药物研究发展关系十分密切。DNA芯片技术、构建生物分子库以研制新药、定点突变、DNA洗牌技术和计算机辅助新蛋白质设计等基因工程药物技术的发展前景广阔，医学应用价值深远。
基因工程药物目前的研究方向是通过关键技术的突破性研究，研发具有自主知识产权，对治疗人类重大疾病能够产生确切的疗效，毒副作用较小，可以进行大型规模化生产，质量较为稳定的、功能可控的基因工程药物，并且在原有基因工程药物的基础上，开发系列制剂，满足不同患者的需求，扩大临床治疗效果和应用范围。
第三部分基因工程药物的临床应用
基因治疗药物的生产是先确定对某种疾病有预防和治疗作用的蛋白质，然后将控制该蛋白质合成过程的基因取出来，经过系列操作后将基因放入可以大量生产的受体细胞，如细菌、酵母菌、动物或动物细胞、植物或植物细胞中去，在受体细胞不断繁殖过程中，大规模地生产具有预防和治疗这种疾病的蛋白质，即基因疫苗和药物。
我国是世界首个基因治疗药物的诞生地，2003年l0月16日，重组人p53腺病毒注射液经国家食品药品监督管理局批准，获得新药证书。2004年1月20日，经批准获得准字号生产批文。
国外现有的基因药物，国内大部分也能生产，我国目前生产的常用于临床的基因工程药物主要有：
干扰素α类：它是以白细胞为来源的干扰素基因克隆和表达的基因工程药物，包括α-1b、α-2a、α-2b，是国内外公认的抗炎药物。如与抗病毒药物合用，可以提高其疗效，还可用于各种病毒性疾患、多种肿瘤、艾滋病的治疗。
干扰素γ类：其来源于类淋巴细胞，是一种免疫调节剂，具有抗肿瘤、抗病毒、调节和增强机体免疫功能的作用，广泛用于肿瘤，如肝细胞瘤、肺肿瘤、卵巢子宫肿瘤、肾细胞肿瘤、白血病、恶性黑色素细胞肿瘤等，以及免疫性疾病，如类风湿性关节炎、特应性皮炎、系统性硬皮病、瘢痕疙瘩等。
白细胞介素-2：它是由淋巴细胞产生的糖蛋白，用重组技术生产的IL-2与天然的生物活性相同。其参与免疫反应，调节T淋巴细胞生长与分化，刺激T淋巴细胞、NK细胞及LAK细胞的增殖，增强B淋巴细胞的增殖和抗体的分泌，诱导γ-干扰素的分泌，可以增强机体免疫能力，提高化疗的疗效，对肿瘤转移和复发有一定的预防作用。
粒细胞—巨噬细胞集落刺激因子：它是用重组基因工程技术产生的非糖基化酸性蛋白。可促进造血分化，增殖，刺激粒、单核巨噬细胞成熟、释放，增强白细胞的多种功能，以增强机体抗病毒、抗细菌及抗肿瘤的能力。用于防治多种原因引起的白细胞减少症，如再生障碍性贫血，化疗、放疗引起的白细胞减少；骨髓移植及骨髓异常增生综合征；与干扰素并用治疗病毒性肝炎、艾滋病；与白介素并用治疗恶性肿瘤等。
表皮生长因子：它可用于角膜损伤及角膜移植、严重烧伤及患十二指肠溃疡的病人。
链激酶：其为β溶血性链球菌产生的非酶蛋白质，可间接激活纤溶酶原，使之转为具有活性的纤溶酶，使纤维蛋白分解为纤维蛋白降解产物，将已形成的血栓溶解后清除。用于静脉溶栓和冠脉溶栓。
乙肝疫苗：由重组酵母培养表达的乙型肝炎表面抗原(HBsAg)经纯化、灭活及佐剂吸附后制成的基因工程乙肝疫苗，主要用于婴幼儿及易感者预防乙型肝炎，免疫力可维持3～5年。
成纤维细胞生长因子：它可用于创口修复、间歇性外周血管疾病。
红细胞生长素：它可用于肾性贫血、恶性贫血、肿瘤化疗引起的贫血。
胰岛素：其由二条肽链经两个二硫链相连，α链含21个氨基酸，而β链含DNA技术人工合成人胰岛素及人胰岛素原，以降低抗原性，并通过化学方法延长胰岛素的作用时间，制成各种不同制剂以供临床选用，用于治疗糖尿病。
人生长激素：通过细菌基因重组DNA技术人工合成人生长激素，用于治疗生长激素缺乏性侏儒症与儿童矮小，以及与艾滋病有关的分解代谢性消瘦。
粒细胞集落刺激因子：与粒细胞—巨噬细胞集落刺激因子相同，用重组DNA技术制成。能促进中性粒细胞前体分化、增殖，促进中性粒细胞自骨髓释放入血，并能增强成熟中性粒细胞的功能。用于促进骨髓移植后中性粒细胞计数升高，急性白血病、恶性淋巴瘤及其他恶性肿瘤化疗引起的中性粒细胞减少症，骨髓增生异常综合征及再生障碍性贫血伴发的中性粒细胞减少症，先天性、特发性中性粒细胞减少症。
目前，我国自行开发的株胸甘激酶基因工程化细胞制剂、细胞免疫治疗等技术和制剂，应用于肝肿瘤、肺肿瘤、胃肿瘤、宫颈肿瘤、乳腺肿瘤等疾病，均具有良好的临床疗效。
（一）肿瘤的基因疗法
肿瘤是当前严重威胁人类生命的疾病，每年因肿瘤而得不到有效治疗以及因放疗、化疗的毒副作用而死亡的病人非常多，导致其成为各种疾病的主要致死病因。目前肿瘤治疗普遍缺乏特异的、有效的药物和有效的给药途径，极大地阻碍了病人的治疗。国际上对肿瘤的治疗进行了多方面的探索，目的在于克服临床上应用的放疗、化疗药物选择性低、对病人具有强烈的毒副作用的致命弱点，取得一些进展，但大多停留在临床初期试验阶段。
中国占世界人口的1/4，是肿瘤的高发地区。近年来，随着人们生活方式的变化，空气、水和环境的污染，中国和亚洲的肿瘤发病率有增无减，尽管人们积极努力地寻找新的更加有效的治疗方法，但肿瘤病人的存活率仍没有根本的改善。
肿瘤的发生与原癌基因的激活，抑癌基因的失活，以及细胞凋亡因子相关基因的变异有关，故我们可以人为的恢复这些基因变异造成的后果，使细胞生长恢复正常而治疗肿瘤。P53基因家族是一个巨大抑癌基因家族，控制细胞凋亡，在肿瘤细胞中频繁发现它发生了突变，临床前实验研究表明p53基因的导入能够调控细胞周期，诱导细胞凋亡，及抗血管生成，从而有可能成为肿瘤治疗的有用基因。
自1995年开始利用p53基因药物用于临床实验，直到2006年，研究发现p53基因制品可以对二十多种肿瘤治疗有作用，如头颈癌，肺癌，卵巢癌等。生长因子，受体，自杀基因，细胞因子等也是基因治疗药物的常用治疗基因。
基因药物从抗肿瘤的生物治疗剂量人手，目前集中在研制能特异性杀死肿瘤细胞而不损伤正常细胞的制剂。该制剂是一种与传统化疗药物作用机理完全不同的新型抗肿瘤剂，是理想的治疗药物。
国际上基因药物在肿瘤治疗的应用主要采用以下手段：免疫疗法；自杀型基因疗法；诱导肿瘤细胞的凋亡而导致肿瘤的萎缩，但对正常细胞不产生杀伤作用；突变基因的修饰；抗血管生成因子。
1、免疫疗法
肿瘤的免疫疗法，是通过基因治疗手段，将细胞因子或肿瘤特异性抗原基因导入机体，诱导机体产生特异的抗肿瘤免疫应答，增强效应细胞对肿瘤细胞的识别能力而发挥抗肿瘤作用的技术。
肿瘤细胞免疫治疗是一种新兴的、具有显著疗效的肿瘤治疗模式，是一种自身免疫抗肿瘤的新型治疗方法。它是运用生物技术和生物制剂对从病人体内采集的免疫细胞进行体外培养和扩增后回输到病人体内的方法，免疫疗法可增强机体自身免疫功能，从而达到治疗肿瘤的目的。肿瘤细胞免疫疗法是继手术、放疗和化疗之后的第四大肿瘤治疗技术。
免疫系统是人体的防御体系，一方面发挥着清除细菌、病毒、外来异物的功能，另一方面消除体内衰老细胞以及发生突变的细胞（有的突变细胞会变成肿瘤细胞）。机体免疫系统和肿瘤细胞相互作用的结果决定了肿瘤的最终演变。对于健康的人来说，其免疫系统的强大足以及时清除突变的肿瘤细胞。但对于肿瘤细胞病人来说，普遍存在免疫系统低下，不能有效地识别、杀灭肿瘤细胞；另一方面，肿瘤细胞大量增殖，会进一步抑制患者的免疫功能，而且，肿瘤细胞有多种机制来逃脱免疫细胞的识别与杀伤。肿瘤细胞免疫治疗就是借助分子生物学技术和细胞工程技术，提高肿瘤的免疫原性，给机体补充足够数量的功能正常的免疫细胞和相关分子，激发和增强机体抗瘤免疫应答，提高肿瘤对机体抗肿瘤免疫效应的敏感性，在体内、外诱导肿瘤特异性和非特异性效应细胞和分子，达到最终清除肿瘤的目的。
肿瘤细胞免疫治疗，其作用不是杀死全部肿瘤细胞而是由于当肿瘤细胞负荷明显降低时，机体的免疫功能恢复后，通过清除微小的残留病灶或明显抑制了残留肿瘤细胞增殖的方式来达到治疗肿瘤的目的。肿瘤免疫治疗正是通过人为的干预，来调动机体自身的免疫系统对肿瘤细胞进行杀灭和抑制其增殖。
实验及临床均提示机体的免疫系统具有清除肿瘤的作用，在原发性肿瘤手术切除或经氩氟刀等微创手术消融掉局部肿瘤后，用免疫疗法能杀灭剩余的肿瘤细胞，消除复发、转移的因素，增大治愈的可能性，延长生存时间，提高生活质量。
肿瘤细胞免疫疗法适用于多种实体肿瘤，包括恶性黑色素癌、前列腺癌、肾癌、膀胱癌、卵巢癌、结肠癌、直肠癌、乳腺癌、宫颈癌、肺癌、喉癌、鼻咽癌、胰腺癌等实体瘤手术后防止复发，也可以用于多发性骨髓瘤、B淋巴瘤和白血病等血液系统恶性肿瘤的复发，还可以用于上述肿瘤的进一步巩固治疗，达到延长生存期、提高生活质量和抑制肿瘤恶化的目的。但肿瘤细胞免疫治疗不适用于T细胞淋巴瘤患者、器官移植后长期使用免疫抑制药物和正在使用免疫抑制药物的自身免疫病的患者。
2、自杀型、诱导肿瘤细胞凋亡基因
当前肿瘤的治疗中，采用传统化学治疗药物以及放射治疗，由于不能区分肿瘤和正常组织，而产生严重的毒性作用。在放疗和化疗中最常见的副作用为3～4期中性粒细胞减少症及第3期淋巴细胞减少症。因此必须寻找一种更为切实可行的方法。
人们普遍对腺病毒介导的自杀型基因治疗肿瘤给予了较大希望，也取得了令人鼓舞的进展。有人发现一种新型的具有复制能力的、可以分解肿瘤腺病毒载体，可以将目的治疗基因输送至肿瘤细胞。在加入两个自杀性基因系统(CD／5-FC和HSV-1TK／GCV)后，抗癌效果进一步加强，并增加了恶性肿瘤对抗癌药物和放疗的敏感性。
研究发现尿激酶型纤溶酶原激活因子受体(uPAR)启动子特异性的进入结肠癌细胞。激活自杀基因，抑制结肠癌细胞增值，并无明显抑制正常结肠细胞作用。
Survinin基因选择性的表达于肿瘤组织，在正常分化的细胞组织中无表达，该基因有抗细胞凋亡，促进细胞增殖作用，并发现其与细胞分化与关，还有它的高表达与肿瘤的多药耐药呈正相关，可以作为基因治疗很好的靶点。
我国已有利用腺病毒载体治疗头颈癌的案例，有人进行了腺病毒P53载体(商品名今又生)结合放疗对鼻咽癌患者进行治疗的研究。24位患者采用腺病毒P53载体结合放疗，其疗效4周后增加1.9倍，在给药后2个月其效果为2.1倍，给药组3年的存活率比仅仅放疗组高出14.4％，注射今又生除了有短暂的发热外，没有出现剂量限制毒性或负结果。
攻克癌症是世界性医学的主题之一，探索肿瘤基因治疗的理论与实践问题，将获得具有国际先进水平的研究成果和良好的临床应用前景。重组基因治疗是在动物实验已取得肯定的研究结果的基础上进行的。将有可能开发成为与传统肿瘤化疗药物完全不同的、安全、有效、特异的抗癌新药，因此，获得预期研究结果并将其转化为新型的抗肿瘤制剂、用于临床的前景良好，将有可能为广大肿瘤患者带来福音，同时具有重大的经济和社会效益。
（二）神经疾病的基因治疗
1996年，During及其同事利用脂肪微粒为基因载体，在奥克兰大学医院治疗犹太儿童的先天性疾病Canavan（海绵状脑白质营养不良），首开人类治疗遗传性神经疾病的先河，并取得阶段性的结果。但是其结果也暴露了以脂肪微粒为运载工具在携带基因表达时间方面
的不足，即基因表达在给药后1个月后明显下降，难以维持应有的基因蛋白在大脑内的治疗水平，因而必须寻找更合适的基因载体。他们认为如果使用非腺病毒载体替代脂肪微粒，应可以在大脑神经细胞内实现基因长期稳定的表达，疗效应该有进一步的改善。其设想在得到动物模型的验证后，经过FDA批准后随即开展了人体试验，至今已有几十名Canavan儿童在费城接受基因治疗。
（三）基因治疗病理性瘢痕
病理性瘢痕是创伤修复过程中的一种重要并发症，见于深度灼伤，某些手术切口及其它损伤的创伤愈合后，除外观畸形、疼痛难忍外，亦可因瘢痕挛缩导致生理功能障碍。目前人们对瘢痕增生后的治疗主要靠手术、加压、冷冻等方法，但均不是理想的手段，因此探索预防瘢痕过度形成和治疗已增生瘢痕的新途径具有重要的意义。肝细胞生长因子（HGF）是一多功能的生长因子，不仅刺激皮肤微血管内皮细胞增殖、运动，而且可促进皮肤角质细胞的迁移运动，能够明显地抑制TGF-b的产生和增强胶原酶的活性。因而，HGF对于促进伤口愈合、预防创伤愈合过程中瘢痕的过度形成和治疗己增生瘢痕会有一定的效果。
（四）基因治疗心肌缺血
缺血性心脏病是流行性广且危害严重的心脏病，在西方国家它是成年人死亡的首位病因。相对而言，我国目前尚属冠心病低发病国家，但患病率也在逐年上升。从流行病学的研究来看，冠心病的主要危险因子如高血压、高血脂、糖尿病等患病率都在上升，吸烟率居高不下，预计未来十年中冠心病的患病率仍会呈上升趋势。虽然冠心病诊断手段的进步已能对患病冠状动脉的病变部位及管腔狭窄程度作出准确的判断，对管壁病变的程度也有所了解，并且产生了各种有效的治疗手段，如抗凝治疗、溶栓治疗、经皮下腔内冠状动脉成型术和冠状动脉搭桥术等。但是对一部分弥散性心肌缺血和手术后再狭窄的病人来说，就不再适宜于手术治疗；并且突然地供血能引起再灌注损伤。所以基因治疗为我们提供了一种新的思路，虽然还处于试验阶段，但已经发现了多种载体和应用几种促血管生成因子。
（五）基因治疗肢体动脉闭塞症
肢体动脉闭塞症是一类严重威胁人类健康的血管疾病。目前尚无较好的药物治疗方法，主要借助于外科手术重建功能动脉，但危险较大，并发症多，预后差，对于弥漫性动脉闭塞者手术更无法进行，病情常常是进行性恶化，最终发展为截肢或全身衰竭。因此，研究探索治疗肢体动脉闭塞症的新策略是当前国内外迫切需要解决的问题。
HGF具有很强的促进血管新生和建立侧支循环的作用，可防止组织缺血坏死；另外，HGF可刺激体内骨骼肌的再生，防止肌萎缩和肌纤维化的发生，从而有利于肢体功能的恢复。将HGF基因以裸露DNA的形式，用肌肉注射或基因枪转移的途径转移至肢体缺血部位，在缺血局部形成侧支循环，建立“分子搭桥”机制。为临床多见的肢体动脉闭塞症患者探索一条可行、简便、安全、有效的生物药物治疗方法。
基因工程药物未来的发展方向是将针对危害人类健康的重大疾病（创伤修复、心脑血管疾病、神经系统疾病和肿瘤等方面），在基因工程多肽及基因治疗药物、疫苗、重大疾病防
治药物、药物新剂型、分子诊断技术等方面进行突破性的研究和发展，并研制和加大力度开发对老年疾病的治疗，研发能够产生有效作用的新型制剂和特效药物。
基因工程药物的发展给生物医药领域带来了不断的突破。人类基因组计划的完成更有利于帮助我们确定疾病发生和发展的靶标以及寻找更多的有效治疗药物。随着人类基因组计划的完成，后基因组计划、蛋白质组学研究和RNA功能等的不断研究，人体重要器官的生理活动和功能与疾病相关的基因的关系逐渐研究深入，功能的改变引起了人体生理功能衰退和功能缺失的基因结构逐渐被认识清楚，引发众多疑难问题和顽固疾病的机理逐渐研究清晰。基因重组细胞因子、基因重组激素、基因重组溶血栓药物、基因工程血液代用品、基因工程重组蛋白药物、反义核酸药物、RNAi基因治疗药物和siRNA基因治疗药物等对抗病毒感染、抗肿瘤治疗、对基因功能的研究及识别和确认基因靶点等领域的功能研究不断深入，新型基因工程药物的研制不断取得突破性进展。运用基因工程药物进行基因治疗，是治疗人类的遗传病症、肿瘤的转移和扩散等并发症、衰老疾病、心血管病症、传染性病毒和代谢性疾病等众多疾病治疗的最为有效的治疗方法。因此，基因工程药物对人类生存和健康具有极其重要的治疗潜力，发展前景广阔。
药物的专属鉴别试验是证实某一种药物的依据，它是根据每一种药物化学结构的差异及其所引起的物理化学特性不同，选用某些特有的灵敏的定性反应，来鉴别药物的真伪。 氧瓶燃烧法系将有机药物放入充满氧气的密闭的燃烧瓶中进行燃烧，并将燃烧所产生的欲测物质吸收于适当的吸收液中，然后根据欲测物质的性质，采用适宜的分析方法进行鉴别、检查或测定含卤素有机药物或含硫、氮、硒等其它元素的有机药物。 比旋度——偏振光透过长1d m 并每1ml含有旋光性物质1g的溶液，在一定的波长与温度下测得的旋光度称之。（符号[ ]） 准确度是指用特定方法测得的生物样品浓度与真实浓度的接近程度，可用相对回收率表示，即采用“回收率”或“加样回收率”得到的药物自样品中回收率。 微生物检定法─以抗生素对微生物的杀伤或抑制程度为指标来衡量抗生素效价的一种方法。其测定方法有稀释法、比浊法、管碟琼脂扩散法生物药物：利用生物体、生物组织或器官等成分，综合运用生物学、生物化学、微生物学、免疫学、物理化学和药学的原理与方法制得的一大类药物。 基因工程药物：先确定对某种疾病具有预防和治疗作用的蛋白质，然后将控制该蛋白质合成过程的基因进行分离、纯化或人工合成，利用重组DNA 技术加以改造，最后将该基因导入可以大量生产的受体细胞中不断繁殖或表达，并能进行大规模生产具有预防和治疗这种疾病的蛋白质，通过这种方法生产的药物称为基因工程药物。 效价测定：采用国际或国家参考品，或经国家检定机构认可的参考品，以体内或体外法测定其生物学活性，并标明其活性单位。 电泳法是指带电微粒如蛋白质、核苷酸、其他微粒分子或离子在电场的作用下，向其对应的电极方向按各自的速度泳动而使组分分离，再进行检测或计算百分含量的方法。 中药指纹图谱中药材或中药制剂经适当处理后，采用一定的分析手段，得到的能够标定该中药材或中药制剂特性的共有峰的图谱。
生物技术专业综述 作为生物技术专业的一名学生，我认为我们应该知道以下内容，以方便我们更好的了解我们所学的内容，这将对我们以后的学习以及就业都有帮助。 我们所学的主要课程：微生物学、细胞生物学、生物化学、遗传学、学、基因工程、细胞工程、微生物工程、生化工程、生物工程下游技术、发酵工程设备等。 生物技术的定义：应用生命科学研究成果，以人们意志设计，对生物或生物的成分进行改造和利用的技术。现代生物技术综合分子生物学、生物化学、遗传学、细胞生物学、胚胎学、免疫学、化学、物理学、信息学、计算机等多学科技术，可用于研究生命活动的规律和提供产品为社会服务等。 生物技术的发展：生物技术是全球发展最快的高技术之一。70年代发明了重组DNA技术和杂交瘤技术。80年代建立了细胞大规模培养转基因技术，现代生物技术（基因工程）制药开始于八十年代初，特别是发明了pcr技术，使现代生物技术的发展突飞猛进，90年代，随着人类基因组计划以及重要农作物和微生物基因组计划的是害死和信息技术的渗透，相继发展起了功能基因组学，生物信息学，组合化学，生物芯片技术以及一系列的自动化分析测试和药物筛选技术和装备。目前，各种新兴的生物技术已被广泛地应用于医疗，农业，生物加工，资源开发利用，环境保护，并对制药业等产业的发展产生了深刻的影响。近些年来，以基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程为代表的现代生物技术发展迅猛，并日益影响和改变着人们的生产和生活方式。所谓生物技术（Biotechnology）是指“用活的生物体（或生物体的物质）来改进产品、改良植物和动物，或为特殊用途而培养微生物的技术”。生物工程则是生物技术的统称，是指运用生物化学、分子生物学、微生物学、遗传学等原理与生化工程相结合，来改造或重新创造设计细胞的遗传物质、培育出新品种，以工业规模利用现有生物体系，以生物化学过程来制造工业产品。简言之，就是将活的生物体、生命体系或生命过程产业化的过程。生物工程包括基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程、生物电子工程、生物反应器、灭菌技术以及新兴的蛋白质工程等，其中，基因工程是现代生物工程的核心。基因工程（或称遗传工程、基因重组技术）就是将不同生物的基因在体外剪切组合，并和载体（质粒、噬菌体、病毒）的DNA连接，然后转入微生物或细胞内，进行克隆，并使转入的基因在细胞或微生物内表达，产生所需要的蛋白质。 目前，有60%以上的生物技术成果集中应用于医药产业，用以开发特色新药或对传统医药进行改良，由此引起了医药产业的重大变革，生物制药也得以迅速发展。生物制药就是把生物工程技术应用到药物制造领域的过程，其中最为主要的是基因工程方法。即利用克隆技术和组织培养技术，
基因工程药物发展进程 药剂3班张楠 07106330 学习了药学分子生物学后，我对基因工程药物产生了浓厚的兴趣，通过生物化学和分子生物学的学习以及课下翻阅相关资料，让我对基因工程药物有了新的认识： 1 基因工程药物 基因工程药物是先确定对某种疾病有预防和治疗作用的蛋白质，然后将控制该蛋白质合成过程的基因取出来，经过一系列基因操作，最后将该基因放入可以大量生产的受体细胞中去，这些受体细胞包括细菌、酵母菌、动物或动物细胞、植物或植物细胞，在受体细胞不断繁殖过程中，大规模生产具有预防和治疗这些疾病的蛋白质，即基因疫苗或药物。在医学和兽医学中应用正逐步推广。 以乙型病毒性肝炎（以下简称乙肝）疫苗为例，像其他蛋白质一样，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）。 目前有很多基因工程对人类的贡献典例。长期以来，医学工作者在防治乙肝方面做了大量工作，但曾一度陷于困境。乙肝病毒（HBV）主要由两部分组成，内部为DNA，外部有一层外壳蛋白质，称为HBSAg。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[其他型的肝炎病毒，特别是艾滋病病毒（HIV）]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。与上述的血源乙肝疫苗相比，基因工程生产的乙肝疫苗，取材方便，利用的是资源丰富的大肠杆菌或酵母菌，它们有极强的繁殖能力，并借助于高科技手段，可以大规模生产出质量好、纯度高、免疫原性好、价格便宜的药物。在小孩出生后，按计划实施新生儿到六个月龄内先后注射三次乙肝疫苗的免疫程序，就可获得终身免疫，免受乙型肝炎之害。正是基于1996年我国已有能力生产大量的基因工程乙肝疫苗，我国才有信心遏制这一威胁人类健康最严重、流行最广泛的病种。这是基因工程药物对人类的贡献典例之一。 基因工程药物另一个重要应用就是干扰素的生产。当人或动物受到某种病毒感染时，体内会产生一种物质，它会阻止或干扰人体再次受到病毒感染，故人们把此种物质称为干扰素（Interfero,简称IFN），是1957年英国科学家多萨克斯（Lossaacs）和林德曼（Lindenmann）在研究流感病毒干扰现象时发现的。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，国际上批准治疗丙型病毒性肝炎的药物只有它。但是，通常情况下人体内干扰素基因处于"睡眠"状态，因而血中一般测不到干扰素。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"苏醒"，开始产生干扰素，但其数量微乎其微。即使经过诱导，从人血中提取1mg干扰素，需要人血8000ml，其成本高得惊人。据计算：要获取1磅（453g）纯干扰素，其成本高达200亿美元。使大多数病人没有使用干扰素的能力。1980
基因工程药物发展的历史及启示 吴岚晓1,郭坤元1,秦 煜2 (11第一军医大学珠江医院血液科,广东广州510282;21第一军医大学南方医院创伤骨科,广东广州510282) 摘要:基因工程诞生20余年,运用于医药行业,研制和开发基因工程药物,已取得长足进展。迄今为止,已有近100 个基因工程新药上市,并有数百种正在研制和开发中。可以预计,基因工程药物的发展具有无比强大的生命力。 就基因工程药物发展史进行概述,会从中得到许多启示。 关键词:基因工程;药物;科学;技术 中图分类号:R-02 文献标识码:A 文章编号:1002-0772(2002)12-0011-03 Developing History and the E nlightenment of G enetic E ngineering Drug W U L an-xiao,GUO Kun-yuan,QIN Y u (1.Depart ment of Hem atology,Zhujiang Hospital,First Military Medical U niversity,Guangz hou510282,China;2. N anf ang Hospital,First Military U niversity,Guangz hou510282,China) Abstract:G enetic engineering has made remarkable development in the area of drug production and research since it ap2 peared twenty years ago.More than100new geneitc engineering drugs have been used in clinic,and more drug-projects are undergoing.It can be predicted that genetic engineering drug will make more and more influence in people’s life.A perspective view about genetic engineering drug developing history was made in this article and some philosophic opinions inspired from it were discussed. K ey Words:genetic engineering;drug;science;technology 1 基因工程原理和技术 基因工程是在分子水平上人工改造生物遗传性,创造世间新的生物物种技术,亦称DNA重组或分子克隆,包括基因和载体的制备、切割和连接,重组DNA的转移、表达及产物分离等。基因的制备方法有,多聚酶链反应、互补文库、基因组文库、染色体DNA的酶切分离、酶合成法和化学合成法等,迄今为止,已制备人胰岛素、人尿激酶、人生长激素、人α-干扰素及生长因子等多种药物的基因。载体是能将外源性目的基因运输至宿主细胞的小分子DNA,目前大抵有细菌质粒、嗜菌体DNA及病毒DNA构建人工载体,如pBR322、Charon系列、Cos2 mid、反转录病毒、腺病毒及其相关病毒的DNA,此外,尚有酵母人工染色体DNA,及哺乳动物人工染色体DNA等。载体和含目的基因的DNA分别经限制性内切酶切割后,两者混合通过连接酶连接构成重组DNA,经转化、转导、转染、激光打孔、微注射或基因枪等技术,可转移至宿主内,获得基因工程细胞,后者经培养和表达,即可产生相应的基因工程药物。近年来还发现不用载体也不重组,将编码完整的DNA片段或mRNA直接注射内实现完全表达,表明非重组DNA和mRNA可被细胞直接吸收和表达,既简化了基因操作程序,也修正了基因工程基本概念,又促进了基因工程药物的发展,同时还为基因治疗提供了新理论和新途径。 2 基因工程药物发展的历史 应用基因工程技术,研制和开发的药物称为基因工程药物。它是通过重组DNA技术将治疗疾病的蛋白质、肽类激素、酶、核酸和其他药物基因转移至宿主细胞进行繁殖和表达,最终获得相应药物。包括蛋白质类生物大分子、初级代谢产物,如苯丙氨酸及丝氨酸等以及次生代谢产物抗生素等。自20世纪70年代初基因工程药物诞生以来,基因工程药物发展十分迅速。 ? 1 1 ? 医学与哲学2002年12月第23卷第12期总第259期
基因工程与生物药物 姓名：李华龙 班级：生物制药1301 学号：1302150003
摘要 自1972 年DNA重组技术诞生以来,生命科学进入了一个崭新的发展时期。以基因工程为核心的现代生物技术已应用到农业、医药、轻工、化工、环境等各个领域。它与微电子技术、新材料和新能源技术一起,并列为影响未来国计民生的四大科学技术支柱, 而利用基因工程技术开发新型生物药物更是当前最活跃和发展迅猛的领域[ 1]。从1982年美国Lilly 公司首先将重组人胰岛素投放市场,标志着世界第一个基因工程药物的诞生。基因工程制药作为一个新兴行业得到各国政府的大力支持, 各国都积极研究和开发各种基因工程药物,并取得了丰硕成果。本文通过对基因工程药物的开发、应用和研究方法等研究进展进行综述。Abstract Since 1972, DNA recombinant technology was born, life science has entered a new period of development.Gene engineering as the core of modern biotechnology has been applied to agriculture, medicine, light industry, chemical industry, environment and other fields . It and microelectronic technology, new materials and new energy technologies together, tied for the four future beneficial to the people's livelihood the big pillar of science and technology, and using genetic engineering technology to develop new biological drugs is the most active and rapidly developing field. From the United States in 1982 Lilly's first recombinant human insulin on the market, marking the birth of the world's first gene engineering medicine. Genetic engineering pharmaceutical as an emerging industry has received great support from governments the countries are actively research and development of various genetic engineering drugs, and achieved fruitful results. In this paper, through the development of gene engineering medicine, research and Application Research progress is reviewed in this paper. 关键词 基因工程、生物药物、研究进展、应用 Genetic engineering、biological medicine、research progress,、application
微生物制药的研究进展 姓名：李青嵘 班级：生工102 学号：1014200044
摘要 本文通过对历史文献的检索，从微生物生产维生素，微生物生产多价不饱和脂肪酸，微生物生产抗生素，微生物生产抗癌物质，微生物生产医用酶制剂等五个方面综述了微生物制药的研究进展。 关键词：微生物，制药，发酵工程 1.前言 随着生物技术的迅猛发展，在医药领域的许多方面取得了巨大的进展.，其中采用微生物制药，具有生产工艺简单，生产成本低廉，产品产量高，产品纯度高，可大规模工业化生产等优势，同样得到了巨大的发展。从传统工艺，如利用发酵工程生产抗生素、酶制剂以及B-胡萝卜素等；到现今的利用转基因技术生产干扰素、胰岛素、生长因子等几十种新药和疫苗。本文着重综述了微生物的发酵工程在医药研究和生产中应用的最近进展，主要包括生产维生素、多价不饱和脂肪酸、抗生素、抗癌物质医用酶制剂等五个方面。 2.研究内容 2.1.微生物生产维生素 维生素是六大生命要素之一, 为整个生命活动所必需。β-胡萝卜素、VC、VE是目前应用最为广泛，效果最为显著的三种维生素，它们的作用分别是：β-胡萝卜素是强力抗氧化剂, 有抑制癌细胞增殖和提高机体免疫力等作用。V C 和V E 均是抗氧化剂, 前者可阻止、破坏自由基形成，还具有激活免疫系统细胞的活力，刺激机体产生干扰素以抵御外来侵染因子。至于VE可产生抗体，增强机体免疫力。目前，上述的“三素”以实现了微生物工业化生产。 目前，β-胡萝卜素主要是由三孢布拉霉菌生产，在1998年，陈涛等[1]已经针对三孢布拉霉菌的特点，优化发酵工艺，在3M3的发酵罐中发酵120h，生产的β-胡萝卜素产量已达到1146.5mg/L。虽然，传统的工艺生产β-胡萝卜素的产量高，生产周期比较短，但是传统的工艺复杂，成本过高，不利于大规模工业化生产。故,目前许多课题组专注于开发新的生产β-胡萝卜素的菌种或改进传统工艺。据近年所发表的期刊文献，目前，采用红酵母发酵生产β-胡萝卜素是一种工艺简单，成本低廉的方法，虽然在产量方面较传统方法的低很多，但是该方法仍具有很大的发展潜力。何海燕等[2]采用粘红酵母R3-35摇瓶发酵84h，生产的β-胡萝
我国基因工程药物的发展现状 以基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程为代表的现代生物技术在近几十年来的发展中受到了全球科技界和企业界的普遍关注，有许多专家认为21世纪将是生命科学的世纪。现代生物技术之所以能受到各界的重视，一方面是由于现代生物技术发展迅速，用途广泛，生物技术的应用范围已遍及医药、农业、食品、能源、环保等各个领域；另一方面是由于现代生物技术可以解决人类发展所面临的许多难题，如人口膨胀、粮食短缺、资源枯竭、环境污染等。人们越来越认识到了生物技术在全球经济进程中的重要性和必要性。由于生物技术是以生物(动物、植物、微生物、培养细胞等)为基本资源，因此其原料具有再生性，同时生物系统生产产品产生的污染物少，对环境的破坏性很小或几乎没有，重组微生物甚至还可以消除环境中的污染物。 基因工程(genetic engineering )又称基因拼接技术和DNA重组技术。所谓基因工程是在分子水平上对基因进行操作的复杂技术，是将外源基因通过体外重组后导入受体细胞内，使这个基因能在受体 细胞内复制、转录、翻译表达的操作。 基因工程制药的出现是因为，许多药品的生产是从生物组织中提取的，受材料来源限制产量有限，其价格往往十分昂贵。微生物生长迅速，容易控制，适于大规模工业化生产。若利用基因工程将生物合成相应药物成分的基因导入微生物细胞内，让它们产生相应的药物， 不但能解决产量问题，还能大大降低生产成本。
一、产业现状及地位 1989年，中国批准了第一个在中国生产的基因工程药物一一重组人干扰素，标志着中国生产的基因工程药物实现了零的突破。重组人干扰素是世界上第一个采用中国人基因克隆和表达的基因工程药物，也是到目前为止唯一的一个中国自主研制成功的拥有自主知识产权的基因工程一类新药。从此以后，中国基因工程制药产业从无到有，不断发展壮大。1998年，中国基因工程制药产业销售额已达到了7.2 亿元人民币。截止1998年底，中国已批准上市的基因工程药物和疫苗产品共计15种。国内已有30余家生物制药企业取得了基因工程药物或疫苗试生产或正式生产批准文号。 根据1997年对全国452从个事生物技术研究、开发和生产的单位进行的通讯调查结果，截止1996年底，中国已有8种基因工程药物和疫苗商品化（包括试生产），1996年基因工程药物和疫苗销售额约为2.2亿元人民币，仅占同期全国医药生物技术产品年销售额21.16亿元人民的10.4%。然而可喜的是，中国基因工程制药产业发展迅猛，年销售额已从1996年的2.2亿元人民币增长到1998年的7.2亿元人民币，年均增长率高达80%预计2000年中国基因工程药物销售额将达到22.8亿元人民币。 基因工程在制药业中具有广阔的发展前景，中国的基因制药行业 已经初具规模，但与世界发达国家存在差距，主要表现在具有自主知识产权的产品较少，产业规模小、经济效益低。基因制药产业面临着历史性的机遇，主要表现在政府支持、资源丰富、基因信息公开、国际交流
基因工程药物研究与应用新进展 郭小周 生物技术药物(biotech drugs)或称生物药物(biopharmaceutics)是集生物学、医学、药学的先进技术为一体，以组合化学、药学基因（功能抗原学、生物信息学等高技术为依托，以分子遗传学、分子生物、生物物理等基础学科的突破为后盾形成的产业。现在，世界生物制药技术的产业化已进入投资收获期，生物技术药品已应用和渗透到医药、保健食品和日化产品等各个领域，尤其在新药研究、开发、生产和改造传统制药工业中得到日益广泛的应用，生物制药产业已成为最活跃、进展最快的产业之一。 摘要：自20 世纪70 年代基因工程诞生以来,以DNA重组技术为核心的现代生物技术一直是人们研究的热点，本文主要介绍了基因药物的定义、获得途径、一些前沿技术以及基因药物的应用与发展前景。 关键词:生物技术药物基因工程药物基因发展前景 1. 引言 近年来1953年Waston和Crick发现遗传物质DNA的双螺旋结构，给整个生物学乃至整个人类社会带来了一场革命。此后，一系列有关遗传信息即基因研究的成果很快的向应用和开发拓展。1972年，美国斯坦福大学P.Berg博士研究小组使用EcorRⅠ,第一次在体外获得了包括SV40 DNA和λ噬菌体DNA的重组DNA分子。1973年，S.Cohen等将两中分别编码卡那霉素和四环素的抗性基因相连，构建出重组的DNA分子，然后转化大肠杆菌，获得了既抗卡那霉素又抗四环素的转化子菌落，这是第一次成功的基因克隆实验，标志着基因工程的诞生。1977年Boyer首次获得生长激素抑制因
子的克隆，1982年第一个基因工程重组产品——人胰岛素被批准应用，进入市场。迄今为止，已有50多种基因工程药物上市，近千种处于研发状态。基因工程药物已经形成一个巨大的高新技术产业，产生了不可估量的社会效益和经济效益，由于基因药物的出现，可以大大改善人类的生命质量，对于一些重大疾病的治疗将会有新的突破。 2 基因工程 2.1 基因 基因是脱氧核糖核酸（DNA）分子上的一个特定片段。不同基因的遗传信息，存在于各自片段上的碱基排列顺序之中。基因通过转录出的信使使核糖核酸（mRNA），知道合成特定的蛋白质，使基因得以表达。 2.2 基因工程 基因工程是利用重组ＤＮＡ技术，在体外对生物的基因进行改造和重新组合，然后导入受体细胞内进行无性繁殖，使重组基因在受体细胞内表达，产生出需要的基因产物。 3 基因药物 基因工程药物又称生物技术药物,是根据人们的愿望设计的基因,在体外剪切组合,并和载体DNA 连接,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纯化及做成制剂,从而成为蛋白类药或疫苗。 基因工程药物的本质是蛋白质，生产基因工程药物的方法是：将目的基因连接在载体上，然后将导入靶细胞（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的到表达，最后将表达的目的蛋白质提纯做成制剂，从而成为蛋白类药或疫苗。若目的基因直接在人体组织靶细胞表达，就称为基因治疗。 利用基因工程技术生产药品的优点在于：大量生产过去难以获得的生理活性物质和
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。即使经过诱导，从人血中提取1mg 干扰素，需要人血8000ml，其成本高得惊人。获取1磅（453g）纯干扰素，其成本高达200亿美元。1980年后，采用基因工程进行生产，其基本原理及操作流程与乙肝疫苗十分类似。现在要获取1磅纯干扰素，其成本不到1亿美元。 （二）基因工程药物的发展 1973年，Cohen等人首次将带有Tet r基因和链霉素抗性基因（Str r）的两种大肠杆菌质粒成功地进行了重组，获得了可以复制并只有双亲质粒遗传信息的重组质粒，拉开了基因工程研究的序幕。1974年他们对具有Amp r和红霉素抗性基因（Emp r）的金黄色葡萄球菌质粒
一种治疗真菌病的基因工程药物 ——赛内汀的研制 病原微生物是危害人类健康的一大杀手，千百年来人类为此付出了巨大的代价。真菌病，尤其是浅部真菌病，在我国较为常见。近几年来，随着免疫抑制剂的广泛应用，烧伤抢救、放射治疗、器官移植的广泛进行，特别是免疫缺陷患者，尤其是艾滋病患者的不断增加，真菌病的发病率有逐渐增加的趋势。据报道艾滋病患者中约有1/3并发各种真菌病而致死。目前临床上应用的抗真菌药物主要有2大类，一类是化学制剂：包括染料类制剂，如龙胆紫、结晶紫；碘制剂，如碘化钾、聚维酮；脂肪酸类制剂，如十一烯酸、十一烯酥锌；咪唑类药物，如克霉唑、咪康唑；丙烯胺类制剂，如萘替芬、特比萘芬；以及其他化学制剂，如土槿酸、氟胞嘧啶等。另一类是抗生素类药物：包括多烯类抗真菌抗生素，如制霉菌素、碘古霉素等；非多烯类抗真菌抗生素，如灰黄霉素、萨拉霉素。近几年来，也出现了一些新的抗真菌新药如阿莫芬类、两性霉素B脂质体、萨普康唑、β-1,3葡聚糖合成酶抑制剂等等。这些抗真菌药物大都是通过破坏真菌的代谢途径或阻断大分子的生物合成来达到抗真菌效果，这样就容易使病原真菌产生抗药性；同时对宿主细胞也产生了一定的毒性。目前临床上对病原细菌的防治也仍然局限于抗生素类药物。抗生素类药物的使用对抑杀细菌起了极其重要的作用，但同时也造成了耐药性菌株的产生和人体的过敏反应。随着生物工程特别是基因工程技术的迅猛发展，蛋白质及多肽类药物不断问世。蛋白质及多肽类药物是当今生物技术及制药工业中最为活跃的领域之一，已经显示出了巨大的社会效益和经济效益。美国FDA已批准的蛋白质及多肽类药物就有人胰岛素、人生长激素、干扰素（INF-α、β、γ）、组织纤溶酶原激活剂（t-PA）、促红细胞生成素（EPO）、粒细胞集落刺激因子（G－CSF）、白细胞介素－2（IL-2）等。利用基因工程手段，在宿主生物中表达生产重组蛋白及多肽，然后分离纯化表达产物，用于药物的研制及开发，已成为生物制药的重要组成部分。抗菌肽是生物体免疫诱导产生的一种具有生物活性的小分子多肽，分子量在2000-7000D左右，由20-60个氨基酸残基组成。目前报道的抗菌肽类，大多对细菌具有广谱的抗性。但对丝状病原真菌无明显的抑杀作用。令人欣喜的是，Pascale Fehlbaum等在E.coli 诱导的斑腹刺益蝽（Podisus.maculiventris）的血淋巴中分离了一种21aa的多肽－Thanatin，研究发现，Thanatin对细菌和真菌都具有广谱抗性。它抑制的细菌包括革兰氏阳性菌：浅绿气杆菌 93
基因工程药物的研究及进展 摘要：20世纪70年代，随着DNA重组技术的成熟，诞生了基因工程药物，高产值、高效率的基因药物给医药产业带来了一场革命，推动了整个医药产业的发展，医药产业进入了新的历史时期。本文以基因工程药物的发展为导向，简要的介绍了国内外基因工程药物的发展概况、研究现状、研究方向、发展方向。 关键词：基因工程，药物，现状，发展 1 基因工程药物的发展概况 20世纪70年代，随着DNA重组技术的成熟，诞生了基因工程药物，高产值、高效率的基因药物给医药产业带来了一场革命，推动了整个医药产业的发展，医药产业进入了新的历史时期。 基因药物经历了三个阶段：第一阶段是把药用蛋白基因导入到大肠杆菌等细菌中，通过大肠杆菌等表达药用蛋白，但这类药物往往有缺陷，人类的基因在低等生物的细菌中往往不表达或表达的蛋白没有生物活性。第二阶段是人们用哺乳动物的细胞代替细菌，生产第二代基因工程药物。但由于哺乳动物细胞培养条件相对苛刻，生产的药物成本居高不下。第一、二代基因药物的研制和生产已经成熟。从第一个反义核酸药物Vitrovene于1998年和1999相继在美国和欧洲上市以来，发展迅速。第三阶段是到了80年代中期，随着基因重组和基因转移技术的不断发展和完善，科学家可以将人们所需要的药用蛋白基因导入NN-~L动物体内，使目的基因在哺乳动物身上表达，从而获得药用蛋白。携带外源基因并能稳定遗传的这种动物，我们称之为转基因动物。由于从哺乳动物乳汁中获取的基因药物产量高、易提纯，因此利用乳腺分泌出的乳汁生产药物的转基因动物称为“动物乳腺生物反应器”。90年代中后期，国际上用转基因牛、羊和猪等家畜生产贵重药用蛋白的成功实例已有几十种，一些由转基因动物乳汁中分离的药物正用于临床试验，但还没有一例药品成功上市。 2 基因工程药物的研究现状 2.1国外基因工程药物研究现状 随着1971年第一家生物制药公司Cetus公司在美国的成立，1973年重组DNA技术的出现，生物医药即已显示出巨大的应用价值和商业前景。1976年，世界第一家应用重组DNA 技术开发新药的公司Genentech建立，l982年第一个基因重组药物——基因重组人胰岛素在美国投放市场以来，生物医药产业以一种前所未有的速度迅猛发展。如在基因重组制药产业中做出过卓越贡献的Genentech和Amgen公司，早期的几个“重型炸弹”的基因重组
基因工程在医学上的研究进展
基因工程在医学上的研究进展 摘要：从世纪年代发展起来的基因工程技术在短短的多年中得到了飞速发展，并已成为生物技术的核心技术。目前基因工程技术及其应用已进入了人类生活的各个领域，而在医学上则最为活跃，发展最为迅速。本文就基因工程在基因工程药物、基因诊断、基因治疗的研究做一综述。 关键词：基因工程基因药物基因治疗基因诊断 ．基因工程药物 基因工程药物是指利用基因工程技术研制和生产的药物，主要包括细胞因子、抗体、疫苗、激素和寡核苷酸药物等，它们对预防、诊断和治疗人类的肿瘤、心血管疾病、糖尿病、类风湿性疾病、各种遗传病和传染病等有重要的作用。自世纪年代初第一种基因工程产品—人胰岛素投放市场以来，以基因工程药物为主导的基因工程产业就已经成为全球发展最快的产业之一[]。 基因工程激素类药物 年首次从牛的脑垂体中分离出生长激素，年又从人脑垂体中分离出生长激素，年人生长激素的氨基酸序列被确定，终于在年美国食品与药物管理局批准了第一代重组人生长激素上市[]；年在美国诞生了世界上第一种基因工程药物——重组人胰岛素[]。 基因工程药物治疗肿瘤 高丽等[]研究基因重组荞麦胰蛋白酶抑制剂()诱导细胞凋亡的作用，结果表明来自蓼科植物的重组养麦胰蛋白酶抑制剂能够有效的抑制肿瘤细胞的生长，抑制作用呈剂量依赖性，但对正常外周血单核细胞的生长没有影响；韩明勇等[]采用将携带人广基因的质粒．转导入细胞 中，并筛选出阳性克隆；李振宇等[]制备慢病毒载体为基础的野生型及突变型单纯疱疹病毒胸苷激酶(．／．)基因工程细胞(及细胞)并研究应用．．／系统进行防治，以达到减轻前体药物毒性，拓宽前体药物选择范围的目的。 基因工程药物治疗病毒感染 杨延梅等[]证明安福隆治疗慢性乙型病毒性肝炎疗效确切；胡立华等[]观察了重组基因工程药物干扰素()与胸腺肽联合治疗慢性乙型肝炎的疗效，显示联合用药的强大抗病毒活性，是目前治疗慢性乙型肝炎较为理想的方案；左冰[]采用一型基因工程干扰素(．)与无环鸟苷()联合治疗单纯疱疹病毒性角膜炎患者，获得满意效果。 通过转基因动植物生产的基因药物 世纪年代初，等人已成功的培育出一种转基因绵羊，其乳腺能分泌抗胰蛋白酶（）；年月，以色列的科学家们，经过长达年得辛勤研究，培育出转基因山羊“吉迪”，它携带有人血清蛋白基因；年月，我国上海医学遗传与复旦大学遗传所获得首批与人凝血第九因子基因整合的转基因山羊，能在乳汁中分泌出有活性的能治疗血友病的人凝血第九因子；年月，中国科学院动物所科研人员，在对农药产生抗性的昆虫中成功克隆出解毒酶基因。[] ．基因诊断 基因诊断又称诊断，主要是从基因水平确定病变基因及其定位。目前已建立起多种病变基因的诊断和治疗方法，如扩增靶序列法、限制性片段长度多态性分析法（）、与芯片杂交病变图谱法等。 唐氏综合征产前基因诊断
基因工程药物的发展前景 周先建2003年4月12日 一、概况 自从DNA重组技术于1972年诞生以来，作为现代生物技术核心的基因工程技术得到飞速的发展。1982年美国Lilly公司首先将重组胰岛素投放市场，标志着世界第一个基因工程药物的诞生。目前，世界各国都将基因工程及其逐渐加速的产业化进程视为国民经济的新增长点，展开了激烈的市场竞争。到1999年底为止，全球至少已有近 3000家生物工程公司在从事生物药品与基因产品研究与开发。据不完全统计，在欧美诸国，已经上市的基因工程药品接近一百种，大约还有超过300种以上的药物处于临床试验阶段，约2000种在研究开发中，形成了一个巨大的高新技术产业，产生了不可估量的社会效益和经济效益。 基因工程药物的定义：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，从而成为蛋白类药或疫苗。这就称为基因工程药物。若目的基因直接在人体组织靶细胞内表达，就成为基因治疗，但目前尚没有基于基因治疗技术的药物被正式批准。 基因工程药物因为其疗效好，副作用小,应用范围广泛而成为各国政府和企业投资研究开发的热点领域，大量的基因工程药品连续问世，年产值达数十亿美元。自1982年问世以来，基因工程药物成为制药行业的一支奇兵，每年平均有3-4个新药或疫苗问世，开发成功的约五十多个药品已广泛应用于治疗癌症、肝炎、发育不良、糖尿病、囊纤维变性和一些遗传病上，在很多领域特别是疑难病症上，起到了传统化学药物难以达到的作用。其原因在于，基因工程制药物的研究与开发多是以对疾病的分子水平上的有了解为基础的，往往会产生意想不到的高疗效。 基因工程制造药行业在近二十年中的飞速发展是以分子遗传、分子生物、分子病理、生物物理等基础学科的突破，以及基因工程、细胞工程、发酵工程、酶工程和蛋白质工程等基础工程学科的高速进展为后盾的。基因工程药物的开发时间为5-7年，比开发新化学单体（10-12年）要短一些，当然这也与各国政府的支持有关。据报道，开发活性蛋白生物创新药的成功率按开发的5个阶段大致是：临床前的成功率为15%，一期临床为27%，二期临床为40%，三期临床为80%，注册登记为90%，总体成功率大大高于化学药。适应症不断延伸也是蛋白类药物的一大特点。例如，rhG-CSF，91年上市时批的适应症是化疗并发中性粒细胞减少，到95年11月13日止，又增加了骨髓移植，严重慢性中性粒细胞减少及外周及外周血干细胞移植等适应症。因此，基因工程生物药物发展包括新品种和新适应症两个方面。 二、美国基因工程药物的发展前景
《生物制药工艺学》 课程综述 姓名：赵梦娜 学号：2012302290034 学院：武汉大学药学院药学2班指导老师：刘静 时间：2015年7月4日
《生物制药工艺学》课程综述 摘要：生物制药和生物技术在目前的医药行业应用广泛，在人类的疾病的治疗预防和诊断等方面有着十分重要的作用，研究开发生物药品，运用各种生物化学物理技术相结合，最大化的为人类的健康事业做贡献。 关键词：生物制药，生物技术，生物活性物质 Abstract:The biological pharmaceutical and biotechnology are widely used in the current pharmaceutical industry and they play an important role in the treatment and prevention and diagnosis of human disease. Scientists should make full their efforts to research and create original drugs to make contribute to the human health career by using all kinds of biological chemical physics technology. Key words: biological pharmaceutical, biotechnology, biological active substances 生物制药是利用生物活体来生产药物的方法，生物药物的特点是药理活性高、毒副作用小，营养价值高。目前生物技术药物主要包括治疗性多肽、抗体、细胞因子、疫苗、蛋白质、激素、酶、可溶性受体以及核酸类药物等[1]。生物制品是应用普通或以基因工程、细胞工程、蛋白质工程、发酵工程等生物技术获得的微生物、细胞及各种生物和人源的组织和体液等生物材料制备的，用于人类疾病预防、治疗和诊断的药品[2]。目前生化药物来源于动物、植物、海洋生物和微生物的组织、器官、细胞和代谢产物等，需要采取一定的技术进行生物活性物质的提取处理、分离纯化和鉴定等。生物制药前景广阔，在国内外市场和人类疾病的治疗等方面有广阔的应用前景。 1.生物活性物质的提取 1.1酸碱盐溶液提取法：用酸碱盐溶液可以提取水溶性盐溶性的生化物质。该类溶剂提供 了一定的离子强度、PH和相应的缓冲能力。 1.2表面活性剂提取法：表面活性剂由亲水和疏水官能团，在水油界面分布时有分散、乳 化和增溶的作用。 1.3有机溶剂提取法：分为固-液提取和液-液萃取，前者常用于脂类、脂蛋白和膜结合蛋 白，有机溶剂选取采用相似相溶原理；后者利用溶质在两互不相容的溶剂中溶解度的差异将溶质从一项转移到另一项中[2]。 2.生化活性物质的浓缩与干燥 生化活性物质的浓缩分为盐析、有机溶剂沉淀、葡聚糖凝胶、PEG、超滤和真空减压浓缩等方法；干燥分为减压、喷雾和冷冻干燥等方法。 3.生物活性物质的分离和纯化
尚珂 胡鹤 胡又佳 中国基因工程药物研究进展 有关作者： 尚珂博士，女，1980年生，现就职于上海医药工业研究院，创新药物与制药工艺国家重点实验室（筹），任助理研究员。2001年毕业于中国药科大学，2006年获上海医工院微生物与生化药学博士学位。主要研究方向：链霉菌基因工程；重大抗生素品种产生菌的基因工程改造。我国生物技术药物工业总产值至2006年为400~500亿元，仍然保持了高速的增长，新批准的进行临床研究和注册的基因工程药物及新剂型有17个，但其中大部分属于新剂型。创新药物的研究更多地体现在科研领域，尤其是在基因重组蛋白方面，无论是研究的创新性还是品种的多样性都体现了我国在基因工程药物研究领域所取得的长足进步。近年来有越来越多的研究结果发表在国外SCI收录的杂志上，引起了国际上广泛的关注。 1重组蛋白 1.1 活性多肽 1.1.1 志贺毒素抑制多肽 志贺毒素是痢疾志贺菌的主要毒力因子，是一种烈性蛋白质毒素。以制备的重组志贺毒素B亚单位(StxB)为靶标，利用噬菌体展示亲和淘选技术的4轮筛选，从随机十二肽库中筛选到与StxB结合的一批噬菌体克隆，对特异结合活性较高的27个噬菌体克隆的表面展示肽进行序列测定，克隆展示肽出现频率最高的A6噬菌体，在体外与志贺毒素孵育进行动物试验，动物存活率达33.3%，表明毒素的毒性得到部分抑制，A6短肽可能发展成为志贺毒素的拮抗剂[1]。 1.1.2 降钙素 降钙素是甲状腺滤泡旁细胞产生的一种多肽类激素，它是体内钙平衡和骨代谢的调节因子，鲑降钙素已经在临床上用于骨质疏松症，但需要反复多次的注射，且与人降钙素的同源性仅为50%，易产生抗体。将人降钙素在成肌细胞中进行表达，能持续表达人降钙素的细胞进行微囊包埋后仍能持续分泌重组人降钙素到培养液中，这为利用包埋的重组成肌细胞释放人降钙素以及进一步采用移植细胞来治疗绝经后骨质疏松提供了可能[2]。 降钙素基因相关肽(Calcitonin gene-related peptide，CGRP)是从甲状腺髓样癌细胞中克隆发现的一种神经肽，由降钙素基因初级转录产物选择性剪接产生，属于降钙素(Calcitonin，CT) 超家族。CGRP 有两种分子异构肽：αCGRP和βCGRP。采用大肠杆菌偏爱的密码子人工合成hαCGRP 基因，构建了原核融合表达载体，对融合蛋白成功地进行了表达和纯化，Western免疫印迹验证该蛋白具有αCGRP 抗原性，为下一步hαCGRP 纯品的获得及动物实验的研究奠定了基础[3]。 1.1.3 葡萄糖依赖性促胰岛素多肽 GIP，即葡萄糖依赖性促胰岛素多肽或抑胃肽(glucose-dependent insulinotropic polypeptide or gastric inhibitory peptide)是由42个氨基酸组成的胃肠调节肽，具有广泛的临床应用价值。人工合成具有大肠杆菌偏爱密码子的编码GIP成熟肽的cDNA序列，利用pET32a(+)系统 进行原核表达。诱导表达的rhGIP占细胞总蛋白质的35%，纯化后的