動物細(xì)胞工程制藥的研究報告報告進(jìn)展

1、-. z.畢業(yè)論文動物細(xì)胞工程制藥的研究進(jìn)展動物細(xì)胞工程制藥的研究進(jìn)展摘要：動物細(xì)胞工程制藥是動物細(xì)胞工程技術(shù)在制藥行業(yè)方面的應(yīng)用。當(dāng)前動物細(xì)胞工程所涉及的主要技術(shù)領(lǐng)域包括細(xì)胞融合技術(shù)、細(xì)胞器特別是細(xì)胞核移植技術(shù)、染色體改造技術(shù)、轉(zhuǎn)基因動植物技術(shù)和細(xì)胞大量培養(yǎng)技術(shù)等方面 1。本文綜合論述了動物細(xì)胞工程制藥的發(fā)展簡史，研究近況和制造實(shí)例，并在此基礎(chǔ)上探討了動物細(xì)胞工程制藥的未來發(fā)展趨勢和前景。關(guān)鍵詞：動物細(xì)胞工程制藥 細(xì)胞融合 細(xì)胞大規(guī)模培養(yǎng) 核移植21世紀(jì)，生物技術(shù)制藥是制藥行業(yè)的亮點(diǎn)，近25年來，世界生物技術(shù)工業(yè)飛速發(fā)展，創(chuàng)造了35種重要的治療性生物技術(shù)藥物。中國生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)是緊跟世界產(chǎn)業(yè)同

2、步發(fā)展的。2007年全球生物技術(shù)藥物市場銷售額已達(dá)到828億美元?；蚬こ?、細(xì)胞工程和酶工程組成三駕馬車行駛在現(xiàn)代生物技術(shù)發(fā)展大道的前列。動物細(xì)胞工程在生物制藥的研究和應(yīng)用中起關(guān)鍵作用，目前全世界生物技術(shù)藥物中使用動物細(xì)胞工程生產(chǎn)的已超過80%，例如蛋白質(zhì)、單克隆抗體、疫苗等。所以對動物細(xì)胞工程制藥的研究具有重要意義。一研究現(xiàn)狀動物細(xì)胞工程制藥主要涉及細(xì)胞融合技術(shù)、細(xì)胞器移植尤其是核移植技術(shù)、染色體改造技術(shù)、轉(zhuǎn)基因技術(shù)和細(xì)胞大規(guī)模培養(yǎng)技術(shù)等。 1.1細(xì)胞融合是用自然或人工的方法使兩個或幾個不同細(xì)胞融合為一個細(xì)胞的過程?？捎糜诋a(chǎn)生新的物種或品系及產(chǎn)生單克隆抗體等。在我國目前動物細(xì)胞工程的發(fā)展中,

3、技術(shù)最成熟的當(dāng)數(shù)細(xì)胞融合。其中淋巴細(xì)胞雜交瘤在國已普遍開展,并培育了許多具有很高實(shí)用價值的雜交瘤細(xì)胞株系,它們能分泌產(chǎn)生在診斷和治療病癥方面發(fā)揮重要作用的單克隆抗體。如甲肝病毒單克隆抗體3、抗人Ig M單克隆抗體4、腫瘤疫苗5等可用于治療疾病;抗人結(jié)腸癌雜交瘤細(xì)胞系分泌的單克隆抗體6,巨噬細(xì)胞集落刺激因子受體)胞外區(qū)的單克隆抗體等7則對診斷疾病具有重要價值。由于技術(shù)已趨成熟,目前許多單克隆抗體已經(jīng)進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化的生產(chǎn)階段。1.2細(xì)胞核移植細(xì)胞核移植就是將一個動物的細(xì)胞核, 移植到卵細(xì)胞中,并發(fā)育生長。核移植技術(shù)可用于具有良好發(fā)展前景的生物反應(yīng)器的制備。其中乳腺生物反應(yīng)器的研制是最為看好的一個轉(zhuǎn)基因

4、制藥方向。利用轉(zhuǎn)基因動物乳腺作為生物反應(yīng)器,生產(chǎn)基因工程人類蛋白質(zhì)藥物8,其成本較微生物發(fā)酵、動物細(xì)胞培養(yǎng)生產(chǎn)基因工程藥物大大降低。但十幾年來, 顯微注射技術(shù)一直是生產(chǎn)乳腺生物反應(yīng)器的唯一實(shí)用手段, 由于它本身固有的缺點(diǎn),使得乳腺生物反應(yīng)器未能有長足的步。基因打靶與核移植相結(jié)合很可能成為生產(chǎn)乳腺生物反應(yīng)器更有效的途徑,它在外源基因定點(diǎn)整合、 消除位點(diǎn)效應(yīng)、降低生產(chǎn)成本、 節(jié)省時間方面具有明顯的優(yōu)勢。 核移植技術(shù)在我國特別是培育魚類新品種方面已有多年的研究基礎(chǔ)。目前我國在哺乳動物細(xì)胞核移植方面的研究也開展得很好，除了傳統(tǒng)的胚胎細(xì)胞核移植外9，體細(xì)胞克隆也在牛、山羊、小鼠等物種上均獲得了成功。如2

5、000年6月,西北農(nóng)林科技大學(xué)先后培育出了世界上第一只成年體細(xì)胞克隆山羊元元”和第二只成年體細(xì)胞克隆山羊陽陽”10。另外，在利用轉(zhuǎn)基因動物作為生物反應(yīng)器生產(chǎn)基因工程藥物方面，人類遺傳病研究所、中國農(nóng)業(yè)大學(xué)、中國科學(xué)院發(fā)育所、大學(xué)、*畜牧科學(xué)院、解放軍軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院和解放軍軍需大學(xué)等都先后獲得了可能有潛在生產(chǎn)人用藥物蛋白價值的轉(zhuǎn)基因動物。1.3轉(zhuǎn)基因動物轉(zhuǎn)基因動物是指經(jīng)人的有意干涉，通過實(shí)驗(yàn)手段將外源基因?qū)雱游锛?xì)胞中并穩(wěn)定地整合到動物基因組中，且能遺傳給子代的動物。讓動物成為制藥工廠、創(chuàng)造人類急需的生物制品，這一直是人們夢寐以求的。轉(zhuǎn)基因動物的出現(xiàn)使得這一夢想正逐步成為現(xiàn)實(shí)。在21世紀(jì)制藥工業(yè)

6、中，最具誘人前景的無疑是應(yīng)用轉(zhuǎn)基因動物生產(chǎn)轉(zhuǎn)基因藥物。轉(zhuǎn)基因動物生產(chǎn)藥物與以往的制藥技術(shù)相比，具有不可比擬的優(yōu)越性。哺乳動物生物反應(yīng)器好比在動物身上建藥廠。動物的乳汁或者血液可以源源不斷地為我們提供目的基因的產(chǎn)品。它的優(yōu)越性還表現(xiàn)在產(chǎn)量高,易提純,表達(dá)產(chǎn)物已經(jīng)過充分修飾和加工，具有穩(wěn)定的生物活性。另外，作為生物反應(yīng)器的轉(zhuǎn)基因動物又可無限繁殖，故具有投資成本低、藥物開發(fā)周期短和經(jīng)濟(jì)效益高等優(yōu)點(diǎn)。可以說轉(zhuǎn)基因動物的問世，為利用基因工程手段獲得低成本、高活性和高表達(dá)的藥物開辟了一條重要途徑。1.4動物細(xì)胞培養(yǎng)動物細(xì)胞培養(yǎng)是指離散的動物活細(xì)胞在體外人工條件下的生長、增殖的過程。動物細(xì)胞培養(yǎng)開始于本世紀(jì)

7、初。1962年,其規(guī)模開始擴(kuò)大,發(fā)展至今已成為生物、醫(yī)學(xué)研究和應(yīng)用中廣泛采用的技術(shù)方法,利用動物細(xì)胞培養(yǎng)生產(chǎn)具有重要醫(yī)用價值的酶、生長因子、疫苗和單抗等,已成為醫(yī)藥生物高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的重要部分13。利用動物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)生產(chǎn)的生物制品已占世界生物高技術(shù)產(chǎn)品市場份額的50%14。大量資料表明,生物技術(shù)藥物是當(dāng)前新藥開發(fā)的重要領(lǐng)域，生物技術(shù)制藥工業(yè)是下一個10年制藥工業(yè)的重要新門類，期間將有數(shù)百種生物技術(shù)新藥上市15.動物細(xì)胞大規(guī)模培養(yǎng)技術(shù)是生物技術(shù)制藥中非常重要的環(huán)節(jié)。目前，動物細(xì)胞大規(guī)模培養(yǎng)技術(shù)水平的提高主要集中在培養(yǎng)規(guī)模的進(jìn)一步擴(kuò)大、優(yōu)化細(xì)胞培養(yǎng)環(huán)境、改變細(xì)胞特性、提高產(chǎn)品的產(chǎn)率與保證其質(zhì)量上16

8、。二 制造實(shí)例如今，利用動物細(xì)胞生產(chǎn)的生物制品已日益增多。美國自1996年以來批準(zhǔn)的33個產(chǎn)品中有25個是用動物細(xì)胞生產(chǎn)的。下面就幾個在動物細(xì)胞工程制藥的發(fā)展史上具有重要意義的產(chǎn)品進(jìn)行介紹。2.1 類淋巴細(xì)胞干擾素類淋巴細(xì)胞干擾素是由一株從Burkitt淋巴瘤的患者獲取Namalva細(xì)胞生產(chǎn)的干擾素，它含80%左右的IFN-，20%左右的IFN-。該干擾素首先由英國的Welle公司的Fante和Finter等開發(fā)成功，并擴(kuò)大至8000L罐生產(chǎn)。該產(chǎn)品1986年先在英國獲準(zhǔn)進(jìn)入市場，商品名為Wellferon”。1999年Wellferon獲美國FDA批準(zhǔn)進(jìn)入美國。該干擾素獲準(zhǔn)生產(chǎn)在動物細(xì)胞發(fā)展

9、技術(shù)史上是一個很重要的里程碑，因?yàn)檫@是第一個獲準(zhǔn)用腫瘤細(xì)胞系生產(chǎn)的人用藥品。2.2組織型纖溶酶原激活劑據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，各種血栓病已成為許多國家人口死亡和致殘的第一位原因。我國患各種血栓病的患者估計(jì)在1300萬以上。對于血栓病的治療方法多種多樣，但目前主要的療法仍是溶血栓法。組織型纖溶酶原激活劑做為第二代特異性的溶栓藥于1987年被FDA批準(zhǔn)上市。它是由美國Genetich公司用CHO細(xì)胞表達(dá)的，也是第一個用動物細(xì)胞大規(guī)模培養(yǎng)生產(chǎn)的基因工程產(chǎn)品。2.3尿激酶原作為第二代的又一個特異性的溶栓藥，單鏈尿型纖溶酶原激活劑尿激酶原目前在許多國家進(jìn)行臨床期試驗(yàn)，估計(jì)不久即可上市。在國，大學(xué)是用大腸桿菌表達(dá)的

10、，而軍事科學(xué)院生物工程研究所則是用CHO細(xì)胞表達(dá)的，目前正和*天士力公司一起進(jìn)行試驗(yàn)。尿激酶原是一種堿性蛋白，具有特異的溶血栓作用，具有很好的發(fā)展前景。2.4 促紅細(xì)胞生成素促紅細(xì)胞生成素，又稱血細(xì)胞生成素、紅細(xì)胞刺激因子，是一種酸性糖蛋白，是第一個被發(fā)現(xiàn)并批準(zhǔn)應(yīng)用于臨床的造血生長因子，也是迄今為止產(chǎn)值最高的基因工程產(chǎn)品。它主要用于多種貧血，包括慢性腎衰性貧血、惡性腫瘤放療和化療引起的貧血等。由于該藥的用量很小，因此有的單位仍采用傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)瓶生產(chǎn)工藝。也有單位為了達(dá)到高產(chǎn)目的，采用了固定化灌流培養(yǎng)的生產(chǎn)工藝。三展望動物細(xì)胞工程制藥是從疫苗開始的，迄今已有悠久的歷史。動物細(xì)胞工程制藥中目前運(yùn)用的主

11、要手段有：細(xì)胞融合、核移植、轉(zhuǎn)基因動物、細(xì)胞培養(yǎng)等。隨著細(xì)胞工程技術(shù)研究的不斷深入,我們必能開發(fā)出更具有安全性，有效性的技術(shù)手段。目前已研發(fā)的細(xì)胞產(chǎn)品實(shí)例主要有類淋巴細(xì)胞干擾素，組織型纖溶酶原激活劑，尿激酶原，促紅細(xì)胞生成素，凝血因子，乙型肝炎疫苗。隨著繼續(xù)深入的研究，更多的不同結(jié)構(gòu)的細(xì)胞產(chǎn)品將應(yīng)用于臨床。動物細(xì)胞工程不僅可大量工業(yè)生產(chǎn)天然稀有的藥物,而且其產(chǎn)品具有高效性和對疾病鮮明的針對性。因而,動物細(xì)胞工程藥物的發(fā)展必將給制藥工業(yè)帶來一次革命性飛躍,在人類的醫(yī)療保健中發(fā)揮越來越重要的作用。 作為現(xiàn)代生物技術(shù)之一的細(xì)胞工程技術(shù)在近半個世紀(jì)來突飛猛進(jìn),并已在醫(yī)藥領(lǐng)域取得了許多具有開創(chuàng)性的研究成

12、果,如通過細(xì)胞融合技術(shù)形成的雜交瘤細(xì)胞生產(chǎn)的單克隆抗體已廣泛用于臨床治療, 并顯示出獨(dú)特的療效, 獲得了很好的社會和經(jīng)濟(jì)效益。隨著細(xì)胞工程技術(shù)研究的不斷深入,它的前景及其產(chǎn)生的影響將會日益地顯示出來。參考文獻(xiàn)1 剛,鵬,誠迅等. 我國細(xì)胞工程制藥的研究現(xiàn)狀和發(fā)展前景J.中國現(xiàn)代應(yīng)用藥學(xué)雜志.2002,8,19(4):278.2 唐祖明,紀(jì)山,肖中黨等.甲肝病毒單克隆抗體的研制與應(yīng)用J.東南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2000,30 (5):21.3 彩霞,滬霞.抗人Ig M單克隆抗體的研究-脾免疫建立抗人Ig M單克隆抗體雜交瘤細(xì)胞株J.微生物學(xué)免疫學(xué)進(jìn)展,1998年,26 (1):66.4 彥君

13、,王皓,衛(wèi)立辛等.人肝癌細(xì)胞與自體激活B淋巴細(xì)胞融合制備腫瘤疫苗J.第二軍醫(yī)大學(xué)學(xué)報,1998,19 (6):507.5 京航,賀武.抗人結(jié)腸癌雜交瘤細(xì)胞系的建立及單克隆抗體特性研究J.細(xì)胞與分子免疫學(xué)雜志,1997,13 (2):25.6 學(xué)輝,彥信,永春.重組人巨噬細(xì)胞集落刺激因子受體胞外區(qū)蛋白的純化及單抗的制備J.醫(yī)科大學(xué)學(xué)報,2000,21 (4):196.7 譚曉紅,曉,程萱等.核移植技術(shù)生產(chǎn)乳腺生物反應(yīng)器的研究進(jìn)展J.生物工程進(jìn)展,2000,20 (6):46.8 建永,常萬存,桑潤滋等.家兔胚胎細(xì)胞核移植的研究J.農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報,2000,23 (2):1.9 王玉閣,鄒賢剛,成國祥等.由胎兒成纖維細(xì)胞而來的克隆山羊 (Capra hircus).科學(xué)通報,