基因工程药物

基因工程药物

蛋白质是生命活动最重要的物质之一，很多蛋白质与人类的疾病密切相关。大家所熟悉的侏儒症与病人缺少生长激素有关；一些糖尿病人则是由胰岛素合成不足引起的。在DNA重组技术出现之前，大多数的人用蛋白质药物主要是从人(如血液、尿液)或动物的组织或器官中提取的，成本特别高、产率和产量都很低，供应十分有限。并且由人体来源的材料进行提取，很难保证这种蛋白质药物不被某些病原体，如肝炎病毒、艾滋病病毒的污染，所以存在不安全因素。

1972年DNA重组技术诞生，直到 1982年出现世界第一个基因工程药物。基因工程药物开始进入人们的视线并逐渐得到重视。

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，即目的基因。将目的基因用DNA重组技术的方法连接在载体DNA上，然后将载体导入可以大量生产的靶细胞（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。

目前基因工程药物主要分为四类：激素类及神经递质类药物；细胞因子类药物；酶类药物与凝血因子；基因工程活疫苗。这里就只做简单介绍，有兴趣的同学可以去详细了解。

我们来看一下基因工程药物合成的步骤：首先是目的基因DNA的取得——构建DNA重组体——构建工程菌——目的基因的表达——外源基因表达产物的分离纯化——最后是进行产品的检验。经临床试验才可投入市场。

我们来了解一下基因工程药物的发展历程

自1972年DNA重组技术诞生以来，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。到1996年美国已拥有1300多家专门从事生物公司，70%从事生物医药开发。

我国基因工程药物的研究和开发起步较晚，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α1b，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。至2000年，我国已有200多家生物技术公司，其中有20多家生产销售12种基因工程药物。

美国是现代医药生物技术的发源地，也是率先应用基因工程药物的国家，其基因工程技术研究开发以及产业化居于世界领先地位。欧洲在发展基因工程药物方面也进展较快，目前基因工程药物在国外现状有较大优势：上市药类种类多，幅面广；研发机制成熟；投资规模大，抗风险能力强；利润大，投资回报率高。

而在国内药品生产多以仿制为主 , 自主开发产品少；新药研究开发缺乏创新和低水平重复，导致医药产业重复生产，同种产品生产厂家过多，造成市场恶性竞争。科技投入明显不足，技术储备相对不足，医药市场混乱。整个基因工程药物产业存在许多问题亟待解决。

结合生物技术的发展趋势和目前市场上基因工程药物的种类分布，我国基因工程药物的发展方向大致如下:将针对危害人类健康的四大类重大疾病（创伤修复、心脑血管疾病治疗、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、血液替代品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.

目前的基因工程药物大多采用细菌等微生物系统来生产，这是因为微生物系统的生产工艺相对简单。但是由于微生物在基因表达调控，特别是蛋白质合成后的修饰方法与真核生物明显不同，所以有些基因在微生物系统中的表达产物往往没有活性或活性很低。为此，这类蛋白质不得不在生产工艺较为复杂的哺乳动物细胞或昆虫细胞中表达。所以人们设想能否利用家畜作为生物反应器来生产蛋白质药物。经过20多年的努力，科学家们已经使转基因家畜生产工厂这一幻想变成了现实。用来生产药用蛋白的生物反应器除了乳腺生物反应器外，还有血液生物反应器、膀胱生物反应器和精液生物反应器等。然而，乳腺生物反应器较其他生物反应器在生物制药中有更大的优势。

动物乳腺生物反应器技术是基于转基因技术平台，将外源基因导入动物基因组中并定位表达于动物乳腺组织，通过回收奶就可以提取有重要价值的生物活性蛋白的方法。利用转基因动物的乳房代替生物发酵，大规模地生产人类所需的药用蛋白，开创了生物医药产业的新途径。

动物乳腺生物反应器技术是当今世界生物领域的高新技术和竞争热点，主要发达国家都投入巨资加以研究和开发。乳腺生物反应器具有表达水平高、产物活性完全、成本较低、无污染等其他表达系统不可替代的优越性，由于其实用范围广和经济潜力巨大，被誉为21世纪的黄金或钻石产业。到20世纪90年代中期，国际上已有几十家从事转基因动物研究的公司，转基因牛、绵羊和猪的成功实例有十多个，研制的产品有人抗胰蛋白酶、乳铁蛋白、血清白蛋白、凝血因子(Ⅸ和Ⅷ)、抗凝血酶Ⅲ、胶原、血纤蛋白酶原等。

基因工程技术应用于药物研制是一项造福于人类的宏伟工程，其开发具有高技术、高投入、高周期、高风险、高回报的特点。由于基因工程技术在生产药物上的诱人前景，世界各国均十分重视这项技术的研究和开发。至今已有100多种药物经过严格的动物药理、毒理试验及临床试验已获准大批量生产并上市。300多种处于临床阶段，近千种处于研发状态，形成一个巨大的高新技术产业，随着科学技术的发展，基因工程药品必将会给人类带来更大的经济效益和社会效益！