生化制品技術(shù)第一章.ppt

,生化制品技術(shù),生物制藥工藝學(xué),第一章 生物藥物概論 Introduction of Biopharmaceutics,1藥物 Medicine(remedy) 用于預(yù)防、治療或診斷疾病或調(diào)節(jié)機(jī)體生理功能、促進(jìn)機(jī)體康復(fù)保健的物質(zhì)，有4大類(lèi)：預(yù)防藥、治療藥、診斷藥和康復(fù)保健藥。 2藥品 Drug 直接用于臨床的藥物產(chǎn)品，是特殊商品。 藥品應(yīng)規(guī)定有適應(yīng)癥、用法與用量和療程，說(shuō)明毒副反應(yīng)。還要有使用有效期，過(guò)期藥品不準(zhǔn)使用。,生物藥物 Biopharmaceutics,是以生物體、生物組織、細(xì)胞或其成份為原料（包括組織、細(xì)胞、細(xì)胞器、細(xì)胞成分、代謝、排泄物）綜合應(yīng)用生物學(xué)、物理化學(xué)與現(xiàn)代藥學(xué)的原理與方法加工制成的一大類(lèi)用于預(yù)防、診斷、治療和康復(fù)保健的制品。,生物制品（Biological Products）,生物制品是以微生物、細(xì)胞、動(dòng)物或人源組織和體液等為原料，應(yīng)用傳統(tǒng)技術(shù)或現(xiàn)代生物技術(shù)制成，用于人類(lèi)疾病的預(yù)防、治療和診斷。 人用生物制品包括：細(xì)菌類(lèi)疫苗（含類(lèi)毒素）、病毒類(lèi)疫苗、抗毒素及抗血清、血液制品、細(xì)胞因子、生長(zhǎng)因子、酶、體內(nèi)及體外診斷制品，以及其他生物活性制劑，如毒素、抗原、變態(tài)反應(yīng)原、單克隆抗體、抗原抗體復(fù)合物、免疫調(diào)節(jié)劑及微生態(tài)制劑等。,生物是奧妙的,現(xiàn)代生物藥物分四大類(lèi)：,（1）基因重組多肽、蛋白類(lèi)治療劑（又稱基因工程藥物）即應(yīng)用重組DNA技術(shù)（包括基因工程技術(shù)和蛋白質(zhì)工程技術(shù)）制造的重組多肽、蛋白質(zhì)類(lèi)藥物和疫苗、單克隆抗體與細(xì)胞因子等； （2）基因藥物：以基因物質(zhì)（DNA或RNA）為基礎(chǔ)，研究而成的基因治療劑、基因疫苗、反義藥物和核酶等。 一般把采用DNA重組技術(shù)或單克隆抗體技術(shù)或其他生物技術(shù)制造的蛋白質(zhì)、抗體或核酸類(lèi)藥物統(tǒng)稱為生物技術(shù)藥物(biotech drug)，在我國(guó)又統(tǒng)稱為生物制品。,（3）天然生物藥物 來(lái)自動(dòng)物、植物、微生物和海洋生物的天然產(chǎn)物，包括天然生化藥物（biochemical medicine）、微生物藥物（microbial medicine）、海洋藥物（marine medicine）。,（4）合成或半合成生物藥物 以天然生物藥物為分子母體，經(jīng)化學(xué)或生物學(xué)方法修飾改構(gòu)合成的生物藥物。 如四氫葉酸、GSH、前列腺素、雄性激素、雌性激素和半合成抗生素（甲氧西林、氨芐青霉素）以及PEG-腺甘脫氧酶等。,第一節(jié) 生物藥物的研究范圍,一、生物藥物的發(fā)展簡(jiǎn)史 1. 傳統(tǒng)生物制藥技術(shù)階段 （Traditional biopharmaceutics）指從生物材料粗加工制成粗制劑階段。 （1）公元4世紀(jì)葛洪肘后備良方 海藻酒治癭?。ǖ胤叫约谞钕倌[） （2）公元631682，孫思邈 羊肝（VtA）治“雀目” （3）神農(nóng)，用蟾酥治療創(chuàng)傷、羚羊角治中風(fēng)、 雞內(nèi)金治遺尿及消食健胃等 （4）11世紀(jì) 沈括 秋石治類(lèi)固醇缺乏癥 （5）明 李時(shí)珍本草綱目,2. 近代生物制藥發(fā)展階段 （Recent Biopharmaceutics）,（1）臟器制藥與微生物制藥時(shí)期 20世紀(jì)20年代：胰島素、甲狀腺素、Vit C 20世紀(jì)40年代：青霉素（Fleming） 20世紀(jì)50年代：皮質(zhì)激素、垂體激素 20世紀(jì)60年代：酶制劑、維生素 （2）生化制藥工業(yè)時(shí)代 60年代后，生物分離工程技術(shù) 與設(shè)備廣泛應(yīng)用。生化產(chǎn)品達(dá) 600多種。,60年代以來(lái)，從生物體內(nèi)分離純化酶制劑的技術(shù)日趨成熟，酶類(lèi)藥物得到廣泛應(yīng)用。 70年代開(kāi)始研究應(yīng)用植物細(xì)胞培養(yǎng)生產(chǎn)植物藥物。 1983年，日本首先實(shí)現(xiàn)了紫草細(xì)胞培養(yǎng)工業(yè)化生產(chǎn)紫草素。80年代，人們開(kāi)始認(rèn)識(shí)到微生物除了能生產(chǎn)抗生素外，還能產(chǎn)生酶抑制劑、免疫調(diào)節(jié)物質(zhì)和作用于神經(jīng)系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)、抗組胺、消炎的藥物。,3. 現(xiàn)代生物制藥階段 （Modern Biopharmaceutics）,特點(diǎn)是以基因工程為主導(dǎo)，包括細(xì)胞工程、發(fā)酵工程、酶工程和組織工程為技術(shù)基礎(chǔ)。 1982.10重組Ins上市，迄今已有 166多種生物技術(shù)藥物投放市場(chǎng)， 369種進(jìn)入三期臨床，760多種進(jìn) 入I-II期，2600多種處于臨床前 研究。,二、生物制藥工藝學(xué)的內(nèi)容 生物制藥工藝學(xué) Biopharmaceutical process,1生化制藥與微生物制藥工藝； 2生物技術(shù)藥物與生物制品制造工藝； 3相關(guān)生物醫(yī)藥產(chǎn)品生產(chǎn)工藝。 課程含三大部分內(nèi)容： （1）基礎(chǔ)篇：生物制藥工藝技術(shù)基礎(chǔ)； （2）技術(shù)篇：生物分離工程技術(shù)； （3）品種篇：重要生物藥物制造工藝。,生物制藥工藝學(xué)參考書(shū),1. 吳梧桐：中國(guó)藥科大學(xué) 生物制藥工藝學(xué)第二版 實(shí)用生物制藥學(xué) 現(xiàn)代生化藥學(xué),2熊宗貴：沈陽(yáng)藥科大學(xué)，微生物藥物研究 生物技術(shù)制藥，高等教育出版社，1999 3褚志義：上海醫(yī)科大學(xué)，教授，生物合成藥物 生物合成藥物學(xué)，化學(xué)工業(yè)出版社，2000.,4馬清鈞：軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院生物工程研究所 生物技術(shù)藥物，中國(guó)醫(yī)藥科技出版社,“人重組白細(xì)胞介素- 2 ”,1994 年6月獲得國(guó) 家一類(lèi)新藥證書(shū)和試生 產(chǎn)文號(hào).曾獲得全國(guó)科 技大會(huì)重大成果獎(jiǎng)及國(guó) 家科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)，并 多次獲得軍隊(duì)科技進(jìn)步 二等獎(jiǎng)和三等獎(jiǎng)。,5陳代杰：上海醫(yī)藥工業(yè)研究院研究員 微生物藥物學(xué)，華東理工大學(xué)出版社 6王軍志：中國(guó)藥品生物制品檢定所副所長(zhǎng)生物技術(shù)藥物研究開(kāi)發(fā)和質(zhì)量控制，科學(xué)出版社，2002年,雜志 1 中國(guó)抗生素雜志 2 藥物生物技術(shù) 3 生物工程學(xué)報(bào) 4 中國(guó)生化藥物雜志 5 中國(guó)醫(yī)藥工業(yè)雜志,第二節(jié) 生物藥物的性質(zhì)與類(lèi)別,一、生物藥物的特性 （Characterization of Biopharmaceutics） （一）藥理學(xué)(pharmacology)特性： 1、活性強(qiáng): 體內(nèi)存在的天然活性物質(zhì)。 2、治療針對(duì)性強(qiáng),基于生理生化機(jī)制。 3、毒副作用一般較少，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高。 4、可能具免疫原性或產(chǎn)生過(guò)敏反應(yīng)。,(二)、理化特性： 1. 含量低、雜質(zhì)多、工藝復(fù)雜、收率低、技術(shù)要求高；如胰腺中胰島素含量為0.002%，胰酶 0.004%。生長(zhǎng)激素抑制素(Somatostatin)在十萬(wàn)只羊的下丘腦中才含有l(wèi) mg。 2. 組成結(jié)構(gòu)復(fù)雜，具嚴(yán)格空間結(jié)構(gòu)，才有生物活性。對(duì)多種物理、化學(xué)、生物學(xué)因素不穩(wěn)定。 3. 生物材料易染菌、腐敗 4. 活性高，有效劑量小，對(duì)制品的有效性，安全性要嚴(yán)格要求（包括標(biāo)準(zhǔn)品的制訂）。 GMP (good manufacturing practice)優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品規(guī)范,二、生物藥物的分類(lèi),（一）天然生物藥物 1微生物藥物microbial medicine （1）抗生素 （2）酶抑制劑 （3）免疫抑制劑,抗生素類(lèi)藥物： -內(nèi)酰胺類(lèi)抗生素 ：青霉素、頭孢菌素 氨基糖苷類(lèi)抗生素：鏈霉素、卡那霉素、慶大霉素、新霉素、春日霉素等 大環(huán)內(nèi)酯類(lèi)抗生素：紅霉素、麥迪霉素、阿奇霉素等。 四環(huán)類(lèi)抗生素 ：四環(huán)素、金霉素、土霉素等 多肽類(lèi)抗生素有：多粘菌素、放線菌素、桿菌肽等 ； 多烯類(lèi)抗生素有：制霉菌素、兩性霉素B、萬(wàn)古霉素等 ； 苯烴基胺類(lèi)抗生素：氯霉素、甲砜氯霉素 蒽環(huán)類(lèi)抗生素有 :氯紅霉素、阿霉素、正定霉素等 環(huán)橋類(lèi)抗生素：利福霉素、利福平等 其他：磷霉素、創(chuàng)新霉素等,微生物藥物microbial medicine,維生素類(lèi)藥物： VtB2、 VtB12 、 VtB12、 氨基酸類(lèi)藥物 核苷酸類(lèi)藥物 酶和輔酶類(lèi)藥物： 心血管疾病治療酶:鏈激酶、雙鏈酶、納豆激酶、葡激酶等 抗腫瘤酶：L-天冬酰胺酶、核糖核酸酶 輔酶類(lèi)藥物：輔酶（NAD）、輔酶（NADP）、GSH、 CoASH。,微生物藥物microbial medicine,酶抑制劑 亮氨酸氨肽酶抑制劑苯丁亮氨酸（bestatin）-抗腫瘤 -內(nèi)酰胺 酶抑制劑-克拉維酸（clavulanic acid）與羥氨芐青霉素、羥噻吩青霉素分別組成安滅菌和泰滅菌都能保持對(duì)產(chǎn)青霉素酶的耐藥菌有效。 HMG-CoA還原酶抑制劑普伐他丁（pravastatin）-能降低膽固醇。 免疫調(diào)節(jié)劑 免疫增強(qiáng)的：picibanil (OK-432)和Krstin（PSK）； 免疫抑制的：環(huán)孢菌素A（cyclosporin A)、FK506、雷帕霉素；抗器官移植排斥反應(yīng)。,微生物藥物microbial medicine,2生化藥物（含海洋藥物）,生化藥物：是運(yùn)用生物化學(xué)的理論、方法、技術(shù)與研究成果，從生物體（包括動(dòng)物、植物、微生物和海洋生物）分離、純化得到的一些重要生理活性物質(zhì)，經(jīng)藥效學(xué)和毒理學(xué)研究證明對(duì)于疾病的防治是安全有效的一大類(lèi)藥物，如氨基酸、多肽、蛋白質(zhì)、酶、輔酶、維生素、激素、糖類(lèi)、脂類(lèi)、核酸、核苷酸及其衍生物。,2生化藥物（含海洋藥物）,（1）氨基酸類(lèi)藥物 （2）多肽類(lèi)藥物 （3）蛋白質(zhì)類(lèi)藥物 （4）酶類(lèi)藥物 （5）輔酶類(lèi)藥物 （6）核苷酸與核酸類(lèi)藥物 （7）多糖類(lèi)藥物 （8）脂類(lèi)藥物,生化藥物的分類(lèi),1氨基酸類(lèi) 氨基酸類(lèi)藥物使用量大，全世界每年總產(chǎn)量已達(dá)百萬(wàn)噸。主要生產(chǎn)品種有谷氨酸、蛋氨酸、賴氨酸、天冬氨酸、精氨酸、半胱氨酸、苯丙氨酸、蘇氨酸和色氨酸。谷氨酸產(chǎn)量最大，占總氨基酸總產(chǎn)量的80。 2多肽類(lèi) 多肽類(lèi)激素：垂體多肽激素（促腎上腺皮質(zhì)激素、促黑激素、脂肪水解激素、催產(chǎn)素、加壓素）；下丘腦激素（促甲狀腺激素釋放激素、生長(zhǎng)素抑制激素、促性腺激素釋放激素）；甲狀腺激素（甲狀旁腺素、降鈣素）；胰島激素（胰高血糖素、胰解痙多肽）；胃腸道激素（胃泌素、膽囊收縮素-促胰酶素、腸泌素、腸血管活性肽、抑胃肽、緩激肽、P物質(zhì)）；胸腺激素（胸腺素、胸腺肽、胸腺血清因子）。,多肽類(lèi)細(xì)胞因子：腦氨肽、蛇毒、胎盤(pán)提取物、脾水解物、肝水解物、心臟激素、轉(zhuǎn)移因子、抗癌肽等。 3.動(dòng)物蛋白類(lèi)藥物 蛋白質(zhì)激素:生長(zhǎng)素、催乳激素、促甲狀腺素、促黃體生成激素、促卵泡激素； 血漿蛋白質(zhì)，動(dòng)物血漿制品不能用于人類(lèi)； 蛋白質(zhì)類(lèi)細(xì)胞因子；粘蛋白（胃膜素、硫酸糖肽、內(nèi)在因子、血型物質(zhì)）； 膠原蛋白（明膠、阿膠、氧化聚合明膠）； 其他：硫酸魚(yú)精蛋白、胰蛋白酶抑制劑。,4維生素 維生素B2、維生素B12、-胡蘿卜素和維生素D的前體麥角醇。 5酶及輔酶兩類(lèi) 酶類(lèi)藥物： 助消化酶類(lèi)：胃蛋白酶、胰酶、凝乳酶、纖維素酶和麥芽淀粉酶等。 消炎酶類(lèi)：有溶菌酶、胰蛋白酶、糜蛋白酶、胰DNA酶、菠蘿蛋白酶、無(wú)花果蛋白酶等。可用于消炎、消腫、清瘡、排膿和促進(jìn)傷口愈合。, 心血管疾病治療酶：彈性蛋白酶能降低血脂，用于防治動(dòng)脈粥樣硬化。激肽釋放酶有擴(kuò)張血管、降低血壓的作用。某些酶制劑對(duì)溶解血栓有獨(dú)特效果，如尿激酶、鏈激酶、纖溶酶及蛇毒溶栓酶。凝血酶可用于止血。 抗腫瘤酶類(lèi)：L-天冬氨酸酶用于治療淋巴肉瘤和白血病，谷氨酰胺酶、蛋氨酸酶、組氨酸酶、酪氨酸氧化酶也有不同程度的抗癌作用。 其他酶類(lèi)：超氧化物歧化酶(SOD)用于治療類(lèi)風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎和放射病。PEG-腺苷脫氨酶(用于治療嚴(yán)重的聯(lián)合免疫缺陷癥。DNA酶和RNA酶可降低痰液粘度，用于治療慢性氣管炎。青霉素酶可治療青霉素過(guò)敏?，F(xiàn)在正開(kāi)發(fā)RNA酶用于抗RNA病毒，如天然存在的RNase P。,(2) 輔酶類(lèi)藥物 輔酶I(NAD)、輔酶(NADP)、黃素單核甘酸(FMN)、黃素腺嘌呤二核苷酸(FAD)、輔酶Q10、輔酶A等已廣泛用于肝病和冠心病的治療。 6脂類(lèi) 脂類(lèi)藥物包括許多非水溶性的但能溶于有機(jī)溶劑的小分子生理活性物質(zhì)，有以下幾類(lèi)： (1) 磷脂類(lèi) 腦磷脂、卵磷脂（治療肝病、冠心病和神經(jīng)衰弱癥）。 (2) 多價(jià)不飽和脂肪酸(PUFA)和前列腺素 亞油酸、亞麻酸、花生四烯酸和DHA、EPA等有降血脂、降血壓、抗脂肪肝的作用，可用于冠心病的治療。重要的天然前列腺素有PG El、PGE 2、PGF 2a和PGI2。,(3) 膽酸類(lèi) 去氧膽酸可治療膽囊炎，豬去氧膽酸治療高血脂，鵝去氧膽酸可作膽石溶解藥。 (4) 固醇類(lèi) 膽固醇、麥角固醇和-谷固醇。膽固醇是人工牛黃的主要原料，-谷固醇有降低血膽固醇的作用。 (5) 卟啉類(lèi) 主要有血紅素、膽紅素，原卟啉用于治療肝炎，還用作腫瘤的診斷和治療。,7核酸類(lèi)及其衍生物 (1) 核酸類(lèi) 從豬、牛肝中提取的RNA制品用于慢性肝炎、肝硬化和肝癌的輔助治療，免疫RNA(iRNA)用于腫瘤的免疫治療。從小牛胸腺或魚(yú)精中提取的DNA可用于治療精神遲緩、虛弱和抗輻射。 (2) 多聚核苷酸 多聚胞苷酸、多聚次黃苷酸、雙鏈聚肌胞(poly I:C)、聚肌苷酸及巰基聚胞苷酸是干擾素的誘導(dǎo)劑，用于抗病毒、抗腫瘤。 (3) 核苷、核苷酸及其衍生物 較為重要的有混合核苷酸、混合DNA注射液、ATP、CTP、cAMP、CDP-膽堿、GMP、IMP、AMP和肌苷等。也可將它們進(jìn)行化學(xué)修飾后用于治療腫瘤和病毒感染。治療腫瘤的有6-巰基嘌呤，2-脫氧核苷、阿糖胞苷等，抗病毒的有阿糖胞苷、環(huán)腦苷、5-氟環(huán)胞苷、5-碘苷和無(wú)環(huán)鳥(niǎo)苷等。,8多糖 多糖類(lèi)藥物來(lái)源廣泛，它們有抗凝、降血脂、抗病毒、抗腫瘤、增強(qiáng)免疫功能和抗衰老等多方面的生理活性。這類(lèi)藥物有肝素、硫酸軟骨素A、透明質(zhì)酸、殼聚糖，取自海洋生物的刺參多糖(抗腫瘤、抗病毒等)。各種真菌多糖具有抗腫瘤、增強(qiáng)免疫功能和抗輻射作用，有的還有升白和抗炎作用、常見(jiàn)的有銀耳多糖、靈芝多糖、茯苓多糖、香菇多糖等。 粘多糖（中性和酸性）、粘蛋白、糖蛋白、糖脂等。粘多糖主要分布在動(dòng)物骨、軟骨、皮、角、血管、腸、滑膜液、腦、角膜、肺、肝、心、尿等原料中。甲殼質(zhì)：蝦、蟹、昆蟲(chóng)等甲殼動(dòng)物外殼，高等植物細(xì)胞壁，人造皮膚、血管、手術(shù)線；消炎、降低膽固醇和血脂。肝素：腸黏膜、肺、肝、心、腎等部位，抗凝血藥物，外科手術(shù)后防止形成血栓，可預(yù)防血栓形成。,（二）生物技術(shù)藥物（新生物制品）,1. DNA重組藥物（DNA recombinant medicine） 基因工程與蛋白質(zhì)工程藥物,基因工程(genetic engineering) 是將不同來(lái)源的基因(DNA分子)，按預(yù)先設(shè)計(jì)的藍(lán)圖，在體外構(gòu)建雜種DNA分子，然后導(dǎo)入活細(xì)胞，以改變生物原有的遺傳特性、獲得新品種、生產(chǎn)新產(chǎn)品。 蛋白質(zhì)工程(protein engineering) 是利用基因工程手段，包括基因的定點(diǎn)突變和基因表達(dá)對(duì)蛋白質(zhì)進(jìn)行改造，以期獲得性質(zhì)和功能更加完善的蛋白質(zhì)分子。,（1）細(xì)胞因子干擾素（Interferon）類(lèi)：-干擾素（1b、 2a、 2b ）、-干擾素、-干擾素. 治療白血病、慢性病毒感染如乙肝、丙肝、單純皰癥病毒等，治療多發(fā)性硬化癥，治療類(lèi)風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎等。 （2）細(xì)胞因子白介素(Interleukin)類(lèi)和腫瘤壞死因子（tumor necrosis factor, TNF） ：白介素-2（IL-2）和突變型白介素-2（Ser125-IL-2）；腫瘤壞死因子類(lèi)主要有TNF-和TNF-受體。 IL現(xiàn)已命名至IL23。只有IL-2和IL-11被開(kāi)發(fā)而上市。 （3）造血系統(tǒng)生長(zhǎng)因子類(lèi)：粒細(xì)胞集落刺激因子（G-CSF）、巨噬細(xì)胞集落刺激因子（M-CSF）、巨噬細(xì)胞粒細(xì)胞集落刺激因子（Granulocyte-macrophage colony-stimulating factor ,GM-CSF）、促紅細(xì)胞生成素（EPO（Erythropoietin） ）、促血小板生成素（TPO） 干細(xì)胞生長(zhǎng)因子（SCF）,（4）生長(zhǎng)因子類(lèi)：胰島素樣生長(zhǎng)因子（IGF）、表皮生長(zhǎng)因子（Epidermal Growth Factor ,EGF）、血小板衍生生長(zhǎng)因子（PDFD）、轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子（TGF- 和 TGF- ）、神經(jīng)生長(zhǎng)因子NGF（Nerve Growth Factor）及各種神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子。 （5）重組多肽與蛋白質(zhì)類(lèi)激素：重組人胰島素（rhInsulin）、重組人生長(zhǎng)激素（Recombinant Human Growth Hormone ,rhGH）、促卵胞激素（FSH）、促黃體生成素（LH）和絨毛膜促性腺激素HCG（Human Choriogonadotrophin）、重組人白蛋白和重組人血紅蛋白 （6）心血管病治療劑與酶制劑 ：因子、水蛭素、組織型纖溶酶原激活劑 (tpA) 、rtpA、尿激酶、鏈激酶、葡激酶、天冬酰胺酶、超氧化歧化酶、葡萄糖腦苷酶及DNsae等 （7）重組疫苗與單抗制品：重組乙肝表面抗原疫苗、乙肝基因疫苗、AIDS疫苗、流感疫苗、痢疾疫苗和腫瘤疫苗。,注射用重組葡激酶,H5禽流感基因工程亞單位疫苗,疫苗 主要用于健康人群的一類(lèi)預(yù)防性生物藥物。包括蛋白質(zhì)、多糖、核酸等。 根據(jù)制造技術(shù)分類(lèi)： 傳統(tǒng)疫苗包括滅活疫苗、減毒活疫苗和亞單位疫苗；新型疫苗是指用基因工程技術(shù)研制的疫苗，基因工程亞單位疫苗、載體疫苗、核酸疫苗、多抗聯(lián)合疫苗、重組多價(jià)疫苗等。,基因工程疫苗：用重組DNA技術(shù)克隆保護(hù)性抗原基因，用表達(dá)出的抗原產(chǎn)物或重組體本身制備成疫苗。 基因工程亞單位疫苗用微生物表達(dá)抗原，純化后制備成疫苗。最成功的是酵母和CHO表達(dá)的乙肝表面抗原，純化后制備的乙肝疫苗，高效、價(jià)廉、安全，已取代了傳統(tǒng)的血源疫苗。 蛋白質(zhì)工程疫苗是對(duì)抗原基因進(jìn)行改造，如突變、缺失、插入等，增加免疫原性，擴(kuò)大反應(yīng)譜。 核酸疫苗或基因疫苗是用能夠表達(dá)抗原的基因制備成的疫苗。其本質(zhì)是核酸，可以是DNA，也可以是RNA。,基因工程載體疫苗和基因缺失活疫苗：本質(zhì)是菌苗，把抗原的基因重組到微生物體內(nèi)，篩選得到用表達(dá)抗原基因的重組微生物，進(jìn)而以微生物為載體制備成疫苗。多為活疫苗，載體為指定的微生物菌株，如痘苗病毒、脊灰病毒、腺病毒、卡介苗等。也可用非復(fù)制型載體，即微生物進(jìn)入人體后，不能繁殖，但能進(jìn)行DNA的復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和蛋白質(zhì)的表達(dá)，能產(chǎn)生抗原刺激機(jī)體發(fā)生免疫反應(yīng)，提高了載體的安全性。 DNA疫苗：將外源目的基因片段構(gòu)建在DNA質(zhì)粒中，重組后的DNA導(dǎo)入機(jī)體后可表達(dá)目標(biāo)蛋白，刺激機(jī)體的免疫系統(tǒng)，而達(dá)到預(yù)防某種疾病的生物制劑。DNA疫苗是質(zhì)粒DNA，它含有宿主疫苗應(yīng)答的抗原基因。,上市的滅活疫苗,上市的亞單位和結(jié)合疫苗,上市的聯(lián)合疫苗,含有HBsAg的重組疫苗,2. 基因藥物（gene medicine）以基因物質(zhì)（RNA和DNA及其衍生物）作為治療的物質(zhì)基礎(chǔ)，包括基因治療用的重組目的DNA片段、重組疫苗、反義藥物和核酸等。 (1)基因治療 (2)反義核酸藥物,反義藥物：是以人工合成的10幾十個(gè)反義寡核苷酸序列與模板DNA或mRNA互補(bǔ)形成穩(wěn)定的雙鏈結(jié)構(gòu)，抑制靶基因的轉(zhuǎn)錄和mRNA的翻譯，從而起到抗腫瘤和抗病毒作用，目前有20多種反義藥物進(jìn)入臨床試驗(yàn)，其中ISIS是FDA批準(zhǔn)的第一個(gè)反義藥物，用于治療AIDS病患者的巨噬細(xì)胞病毒性視網(wǎng)膜炎。 核酸疫苗：將編碼某種抗原蛋白的外源基因（DNA 或RNA）直接導(dǎo)入動(dòng)物細(xì)胞內(nèi)，并通過(guò)宿主細(xì)胞的轉(zhuǎn)錄系統(tǒng)合成抗原蛋白質(zhì)，誘導(dǎo)宿主產(chǎn)生對(duì)該抗原蛋白質(zhì)的免疫應(yīng)答以達(dá)到防病治病的目的。,（三）合成或半合成生物藥物,第三節(jié) 生物藥物的發(fā)展與展望,1生物技術(shù)藥物研究進(jìn)入蛋白質(zhì)工程藥物時(shí)代 第一代重組藥物：一級(jí)結(jié)構(gòu)與功能和天然活性蛋白質(zhì)完全一樣； 第二代重組藥物：對(duì)天然產(chǎn)物表達(dá)物進(jìn)行簡(jiǎn)單修飾，如PEG化或糖基化； 第三代重組藥物時(shí)代：蛋白質(zhì)工程藥物，在DNA水平上，合理設(shè)計(jì)、改造、創(chuàng)制新型治療蛋白。目的是提高活性；減少或消除毒 副作用；提高體內(nèi)外穩(wěn)定性；產(chǎn)生新的功能特性。,人胰島素（Insulin）,3D Structure of Insulin,胰島素二聚體（dimer） 胰島素六聚體（hexamer ）,通過(guò)基因工程技術(shù)，改變重組蛋白類(lèi)藥物的結(jié)構(gòu)，如將單鏈變成雙鏈和增加活性位點(diǎn)，從而增強(qiáng)活性，延長(zhǎng)體內(nèi)的半衰期，達(dá)到減小劑量和減少注射次數(shù)的目的。已上市的tPA改變成TNK-tPA，將EPO變成ARANESP，改構(gòu)的重組TNF等。 重組蛋白類(lèi)藥物、寡核苷酸藥物、合成肽、小分子抗體等的化學(xué)修飾，改變藥代動(dòng)力學(xué)和生物利用度，延長(zhǎng)半衰期，提高療效，使之成為新一代藥物。 生物分子修飾的化學(xué)藥物也獲得了巨大成功，2005 年2 月獲FDA 批準(zhǔn)了American Bioscience (ABI) 公司的ABRAXANE (paclitaxel protein-bound particles for injectable suspension)，是利用人白蛋白制成的納米顆粒結(jié)合紫杉醇注射制劑，代替了傳統(tǒng)的紫杉醇制劑中容易引起患者過(guò)敏反應(yīng)的有害溶劑，患者無(wú)需再注射腎上腺酮來(lái)防止溶劑過(guò)敏反應(yīng)，大大加強(qiáng)了紫杉醇的臨床效果和安全性。,抗糖尿病新藥“太羅”,2. 治療性抗體發(fā)展迅猛,FDA已批準(zhǔn)17種治療性抗體，在抗腫瘤、治療風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎，防止感染、抗血小板凝集等方面療效突出。在369種進(jìn)入臨床試驗(yàn)的 生物技術(shù)藥物中有75種是抗體類(lèi)產(chǎn)品，預(yù)計(jì)2008年會(huì)有17種上市。如抗TNF嵌合抗體，TNF-R-Fc融合蛋白。,抗體人源化分為 （1）嵌合抗體：用人源抗體恒定區(qū)替換鼠源抗體恒 定區(qū)，保留抗體可變區(qū)。 （2）人源化抗體:可變區(qū)中僅CDR（互補(bǔ)決定區(qū)） 為鼠源，其FR(框架區(qū))及恒定區(qū)均來(lái)自人源。,抗體工程制藥技術(shù),FDA批準(zhǔn)上市的生物藥物中，抗體類(lèi)藥物所占比例越來(lái)越大，2004 年有11 個(gè)，3個(gè)為全新藥物，其它為新適應(yīng)癥?？贵w類(lèi)藥物一上市就成為年銷(xiāo)售額逾億美元的重磅炸彈藥 (blockbuster drug)?；趩慰寺】贵w的治療劑主要的應(yīng)用領(lǐng)域是癌癥，上市的抗體藥物一半都在營(yíng)利。目前上市的18 mAbs，在美國(guó)有8種已達(dá)3千萬(wàn)美元，其中4種是重磅炸彈藥物，每年獲利超過(guò)10億美元。預(yù)計(jì)單抗藥物的全球銷(xiāo)售額將從2004年的50多億美元增至2010年的150億美元，平均年增長(zhǎng)30%。,3. 哺乳動(dòng)物細(xì)胞表達(dá)產(chǎn)物所占比重快速增加,2000年已批準(zhǔn)創(chuàng)新生物技術(shù)藥物： 酵母表達(dá)產(chǎn)品2種，E.coli表達(dá)產(chǎn)品4種，分子量均在3.5KDa6KDa,表示它表達(dá)多肽有優(yōu)勢(shì); 而通過(guò)動(dòng)物細(xì)胞表達(dá)系統(tǒng)22種（包括抗體、酶、凝血因子）如：TNKase(組織纖溶酶原激活劑,t-pA突變體）；EPO（促紅細(xì)胞生成素),4、RNA干涉（RNAi）RNA interference,是指在生物體細(xì)胞內(nèi)，dsRNA(雙鏈RNA)引起同源mRNA的特異性降解，因而抑制相應(yīng)基因表達(dá)的過(guò)程。 一種轉(zhuǎn)錄后水平的基因沉默 生物體內(nèi)普遍存在 抵御外在感染的重要保護(hù)機(jī)制,siRNA (small interfering RNA) ：是一種小RNA分子（21-25核苷酸），由Dicer（RNAase 家族中對(duì)雙鏈RNA具有特異性的酶）加工而成。siRNA是siRISC (RNA induced silencing complex,由核酸內(nèi)切酶、核酸外切酶、解旋酶等構(gòu)成，作用是對(duì)靶mRNA進(jìn)行識(shí)別和切割）的主要成員，激發(fā)與之互補(bǔ)的目標(biāo)mRNA的沉默。,RNAi引發(fā)的基因沉默機(jī)制,5、基因治療劑：,DNA疫苗與基因藥物發(fā)展迅速，將功能基因與表達(dá)載體重組，導(dǎo)入人體細(xì)胞，使其在體內(nèi)表達(dá)活性蛋白，產(chǎn)生免疫或治療作用。已研究成功乳腺癌DNA疫苗（可能對(duì)病毒性腫瘤均可獲得成功），還有黑色瘤基因治療也取得突破（使病人晚期腫瘤消失），將病人的T-cell分離出來(lái)，用腫瘤抗原受體基因改造T-cell，再注入人體，可以對(duì)黑色素瘤產(chǎn)生有效清除作用。,世界制藥行業(yè)具有以下特征,（1）并購(gòu)風(fēng)云不斷，重組形成更大集團(tuán)，強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，戰(zhàn)略性驅(qū)動(dòng)，企業(yè)經(jīng)營(yíng)的專業(yè)化，企業(yè)間的合作。并購(gòu)數(shù)量增加，藥品生產(chǎn)的集中度不斷提高。 （2）研發(fā)費(fèi)用持續(xù)上升，投入繼續(xù)增大，國(guó)際10大制藥公司的年均投入占銷(xiāo)售額的16左右。1個(gè)新藥的研發(fā)費(fèi)用約810億美元，但新藥批準(zhǔn)上市的數(shù)目在下降。研發(fā)的難度越來(lái)越大，新產(chǎn)品是行業(yè)的希望。 （3）重磅炸彈藥物數(shù)目持續(xù)增加，從1995年到2004年，增長(zhǎng)了近4倍?？鐕?guó)公司更多依賴于重磅炸彈藥物，是企業(yè)的主要利潤(rùn)來(lái)源。 （4）生物技術(shù)藥物異軍突起。20世紀(jì)80年代以前是治療性藥物，20世紀(jì)90年代是改善生命質(zhì)量的藥物，而進(jìn)入21世紀(jì)，將是靶向的蛋白質(zhì)、多肽和核酸類(lèi)治療性藥物。 目前，全世界生物技術(shù)公司4400多家，主要集中在歐美，美國(guó)1444家，歐洲1815家，加拿大472家，亞太地區(qū)685家。年產(chǎn)值超過(guò)10億美元的生物技術(shù)公司