生物技術與醫(yī)療.ppt

第八章生物技術與醫(yī)療,教學目的和要求：了解掌握生物技術在疫苗、病病診斷、生物制藥、基因治療、人類基因組計劃等方面的主要技術及應用進展。,教學重點和難點：生物技術在疫苗、病病診斷、生物制藥、基因治療、人類基因組計劃等主要技術。教學方法與手段：課堂教學與自學相結合計劃學時：2學時,第一節(jié)生物技術與疫苗第二節(jié)生物技術與疾病診斷第三節(jié)生物技術與生物制藥第四節(jié)基因治療第五節(jié)人類基因組計劃,第一節(jié)生物技術與疫苗,一、疫苗簡介,1、疫苗的發(fā)展中的重要事件天花病毒疫苗（人痘法、牛痘法）狂犬病疫苗基因工程疫苗2、疫苗作用機制：疫苗可以在接受者體內建立起對入侵物質感染的免疫抗性，從而保護疫苗接受者免受疾病的侵染。,人體免疫系統(tǒng)工作機制,二、傳統(tǒng)的疫苗,2、種類活疫苗死疫苗,1、疫苗：滅活的和減毒的致病物質，即被滅活或降低其毒性，但仍具有免疫反應能力的病原物。,3、傳統(tǒng)疫苗的局限性,有些致病物無法人工培養(yǎng)；動物病毒需要動物細胞中培養(yǎng)，速度慢和產量低，成本高；需對操作人員采取保護措施；疫苗未充分減毒，可能使疾病大范圍流行；減毒株系可能會突變成強毒株系有些疾病用疫苗治療效果甚微；現(xiàn)行疫苗有效期較短。,三、基因工程疫苗,基因工程疫苗指的是用基因工程的方法，表達出病原物的一段基因序列，將表達產物（多數(shù)是無毒性、無感染能力、但具有較強的免疫原性）用做疫苗。,四、亞基疫苗,亞基疫苗：利用病原物的某一部分制得的疫苗。,五、肽疫苗,肽疫苗：用類似抗原決定簇的小肽制得基因工程疫苗。病毒粒體外表面可以與抗體結合的肽段有免疫原性，而其它無關的部分就不具免疫原性。,六、DNA免疫,DNA免疫（基因免疫或核酸免疫）：外源DNA可引起特異性免疫反應。DNA免疫對防治一些變異較大，難以用傳統(tǒng)疫苗防治的病原有良好的應用前景。,七、活體重組疫苗,1、定義：用基因工程的方法對細菌和病毒進行改造。2、種類非致病性微生物，通過基因工程使之攜帶并表達某病原物的抗原決定簇基因，產生免疫原性；致病微生物，通過基因工程的方法修飾或去掉毒性基因后仍保持免疫原性。,第二節(jié)生物技術與疾病診斷,疾病的診斷：依據(jù)病史、癥狀、體征和各種輔助檢查，如血液學、病理學、免疫學、微生物學、寄生蟲學乃至物理學檢查等。具有其各自的局限性，未能被及時準確地診斷，從而延誤了治療良機。,分子診斷：從分子水平完成DNA、RNA或蛋白質檢測，從而對疾病作出診斷的方法。分類:基因診斷、腫瘤標志物檢測。,一、基因診斷基因診斷：用分子生物學的理論和技術，通過直接探查基因的存在狀態(tài)或缺陷，從基因結構、定位、復制、轉錄或翻譯水平分析基因的功能，從而對人體狀態(tài)與疾病作出診斷的方法。檢測的目標分子：DNA或RNA。,主要技術：核酸分子雜交聚合酶鏈反應生物芯片技術,二、腫瘤標志物檢測腫瘤標志物：指腫瘤細胞和組織由于相關基因或異常結構的相關基因的表達所產生的蛋白質和生物活性物質。,測定方法生物化學技術免疫組化技術單克隆抗體技術,第三節(jié)生物技術與生物制藥,生物技術藥物：應用DNA重組技術生產的蛋白、多肽、酶、激素、疫苗、細胞生長因子及單克隆抗體等，主要產品類型為疾病治療劑、診斷試劑、預防藥物與獸用治療劑。生物技術藥物的原始材料：細胞及其組成分子。發(fā)展迅速。,實例,1、腫瘤如應用基因工程抗體抑制腫瘤應用導向IL-2受體的融合毒素治療CTCL腫瘤，應用基因治療法治療腫瘤基質金屬蛋白酶抑制劑(TNMPs)可抑制腫瘤血管生長，阻止腫瘤生長與轉移。這類抑制劑有可能成為廣譜抗腫瘤治療劑，已有3種化合物進入臨床試驗。,2、神經(jīng)退化性疾病老年癡呆癥、帕金森氏病、腦中風及脊椎外傷的生物技術藥物治療。胰島素生長因子rhIGF-1已進入期臨床。神經(jīng)生長因子(NGF)和BDNF(腦源神經(jīng)營養(yǎng)因子)用于治療末稍神經(jīng)炎，肌萎縮硬化癥，均已進入期臨床。溶栓活性酶(Activase重組tPA)用于中風患者治療，可以消除癥狀30%。,第四節(jié)基因治療,1、概念：向靶細胞或組織中引入外源基因DNA或RNA片段，以糾正或補償基因的缺陷，關閉或抑制異常表達的基因，從而達到治療的目的。2、基因治療的基本思想：通過使變異基因和異常表達的基因變?yōu)檎５幕蚝驼１磉_基因，從根本上治療遺傳疾病。,3、基因治療臨床應用必須經(jīng)過細致審查體外實驗、動物實驗臨床研究安全性、有效性、免疫學評價基因治療管理人體細胞基因治療方案考慮要點及管理條例人體細胞治療及基因治療臨床研究質控要點中國基因治療研究成纖維細胞基因治療血友病B,基因治療中的基因轉移載體,反轉錄病毒載體重組DNA病毒載體腺病毒載體腺病毒相關病毒載體重組痘苗病毒載體單純皰疹病毒載體染色體外自主復制載體,外源基因導入方法,生物學方法DNA介導基因轉移方法染色體介導的基因轉移方法物理方法顯微注射法電穿透法基因槍法,基因治療的方式,基因治療的方法分為兩大類：體細胞療法生殖細胞療法基因治療的方式：體外原位基因治療；體內基因治療反義基因治療,體外原位基因治療,從患者體內取出帶有基因缺陷的細胞并培養(yǎng)；通過基因轉移進行遺傳修正；將經(jīng)過遺傳修正的細胞進行選擇培養(yǎng)；將修正的細胞通過融合或移植的方法轉入患者體內。,治療效果影響因素基因轉移技術轉入基因在轉化細胞中的穩(wěn)定存在和表達基因治療使用的受體細胞全能干細胞T細胞肝細胞血管平滑肌,體內基因治療,概念:將具有治療的基因直接轉入病人的某一特定組織中。方法：反轉錄病毒載體介導溫和病毒載體介導質粒DNA介導。,體內基因治療：基因治療的方向：更安全更簡單易控制但易被降解、轉移效率較低、表達水平體內基因治療可通過基因的包裹物的不同來實現(xiàn)基因的定向投送。,反義療法,反義RNA反義RNA通過堿基互補配對，實現(xiàn)基因調節(jié)。反義RNA可在基因復制、轉錄和翻譯上起調節(jié)作用，主要在翻譯水平上調節(jié)。,反義RNA,反義RNA,mRNA,反義RNA與mRNA互補抑制蛋白的翻譯,