生物技术制药复习资料 熊宗贵
生物技术制药期末复习提纲
生物技术制药期末复习提纲Document number：NOCG-YUNOO-BUYTT-UU986-1986UT生物技术制药复习提纲生物技术所含的主要技术范畴包含有哪几个工程基因工程；细胞工程；酶工程；发酵工程；蛋白质核酸工程和生化工程；基因工程菌在传代过程中的质粒不稳定的现象主要是指哪两种不稳定质粒不稳定分为分裂不稳定性和结构不稳定性基因工程菌的培养方式有哪几种分批培养；补料分批培养；连续培养；透析培养和固定化培养；从生产实际看，动物细胞的大规模培养主要可以分为哪几种悬浮培养、贴壁培养和贴壁-悬浮培养。
动物细胞培养基分为哪三类天然培养基合成培养基无血清培养基植物组织和细胞培养所用培养基种类较多，但通常都含有哪几类。
无机盐碳源植物生长调节剂有机氮源维生素在V区中，决定抗体分子与抗原分子发生特异性结合的关键部位称为互补决定区（CDR），而 c 区则决定了Ig分子的异种抗原性。
酶固定法中的包埋法可分为哪两种网格型微囊型发酵工业的生产水平取决于哪三个要素生产菌种、发酵工艺和发酵设备生物药物广泛应用于医学各领域，按功能用途可分为哪三类治疗药物、预防药物、诊断药物基因工程药物制造的主要步骤如何目的基因的获得；构建DNA重组体；构建工程菌；目的基因的表达；产物的分离纯化；产品的检验酶和细胞的固定化载体主要有哪三类吸附载体包埋载体交联载体单克隆抗体制备时对动物的免疫方法分为哪两种体内免疫法和体外免疫法生产用动物细胞为原代细胞、二倍体细胞系、转化细胞系以及工程细胞系。
目前工业常用的酶一般是以什么为主要来源微生物发酵工程产品开发的关键是筛选到高效菌株，一般优良菌种的选育方法主要有哪几种自然选育、诱变育种和原生质体融合.在制备大量微生物菌体或其代谢产物时，可采用不同的发酵方式。
微生物的发酵方式有哪几种分批发酵、补料分批发酵、连续发酵目的基因的获得方法有哪几种用反转录法获得目的基因，首先必须获得什么cDNA 法获得目的基因的优点是什么将构建好载体导入动物细胞最常用的方法是什么反转录法、反转录-聚合酶链反应法和化学合成法目的基因的mRNA获得的目的基因编码序列无内含子，目的基因的筛选较容易磷酸钙沉淀法电穿孔法基因工程研究中采用最多的原核表达体系基因工程药物多为胞内产物，分离提取时需破碎细胞，常用的破碎方法有哪些依据依据分子筛作用纯化基因工程药物的色谱方法是什么色谱方法大肠杆菌高压匀浆法高速珠磨法超声破碎法高压挤压法渗透冲击增溶法脂溶法生物破碎法离子交换层析凝胶过滤层析疏水层析亲和层析基因工程菌培养中需要有效的手段来控制菌体的比生长速率，控制菌体生长的意义是什么发酵培养基中需要的氮源分为速效氮源和迟效氮源，请写出相应的速效和迟效氮源。
生物制药工艺学_吴晓英_第1章-生物药物概述(1)
基础研究不断深入
2000年6月26日美、英、日、法、德、中6国合作 年 月 日 国合作 的国际人类基因协作组宣布已完成人类生命的蓝 人类基因组的“ 人类基因组的 工作框架图” 图——人类基因组的“工作框架图”，成为人类 基因组计划进展的一个重要里程碑。 基因组计划进展的一个重要里程碑。 2001年2月，Nature和Science分别发表国际人 年 月 和 分别发表国际人 类基因组合作计划协作组和美国塞莱拉公司同时 公布的人类基因组图谱， 公布的人类基因组图谱，预示着经过多国科学家 11年的合作研究，一场以排列人类基因组 年的合作研究， 年的合作研究 一场以排列人类基因组DNA全 全 序列的“结构基因组”的研究阶段基本完成。 序列的“结构基因组”的研究阶段基本完成。
生物药物的历史与现状－现状
世纪80年代开始 从20世纪 年代开始，利用基因工程开发生物药 世纪 年代开始， 物已经成为一个重要的发展方向， 物已经成为一个重要的发展方向，已经上市的有 人胰岛素（ ）、人生长素 ）、干扰素 人胰岛素（1982）、人生长素（1987）、干扰素 ）、人生长素（ ）、 ）、乙肝疫苗 （1987）、乙肝疫苗（1987）等等。 ）、乙肝疫苗（ ）等等。 应用酶工程技术、 应用酶工程技术、细胞工程技术和基因工程技术 生产抗生素、 生产抗生素、氨基酸和植物次生代谢产物也已步 入产业化阶段。 入产业化阶段。
生物药物的历史与现状－现状
目前生化药物已有近600种。还有100多种 种 还有 目前生化药物已有近 多种 临床诊断试剂。 临床诊断试剂。 我国生化药物的发展也十分迅速，并独创 我国生化药物的发展也十分迅速， 一些新品种。 天花粉蛋白（ 一些新品种。如天花粉蛋白（中期引产 药），人工牛黄（感冒药的主要成分，天 ），人工牛黄（感冒药的主要成分， 人工牛黄 然牛黄是牛的胆结石） 然牛黄是牛的胆结石）
生物技术制药考试复习资料整理版
第一章、绪论1. 生物技术制药：采用现代生物技术，借助某些微生物、植物或动物来生产所需的医药品，称为生物技术制药。
2. 生物技术药物：采用DNA重组技术或其他生物新技术研制的蛋白质或核酸类药物，称为生物技术药物。
3. 生物药物：指运用生物学、医学、生物化学等的研究成果，综合利用物理学、化学、生物化学、生物技术和药学等学科的原理和方法，利用生物体、生物组织、细胞、体液等制造的一类用于预防、治疗和诊断的制品。
4. 现代生物药物四大类型：⑴应用重组DNA技术制造的基因重组多肽，蛋白质类治疗剂；⑵基因药物⑶来自动物、植物和微生物的天然药物；⑷合成与部分合成的生物药物。
5. 生物药物功能用途分类：⑴治疗药物，⑵预防药物⑶诊断药物。
6. 生物技术制药的特征：⑴高技术⑵高投入⑶长周期⑷高风险⑸高收益7. 生物技术在制药中的应用：⑴基因工程制药：①基因工程药物品种的开发、②基因工程疫苗、③基因工程抗体、④基因诊断与基因治疗、⑤应用基因工程技术建立新药的筛选模型、⑥应用基因工程技术改良菌种，产生新的微生物药物、⑦基因工程技术在改进药物生产工艺中的应用、⑧利用转基因动、⑨植物生产蛋白质类药物⑵细胞工程制药：①单克隆抗体技术、②动物细胞培养⑶酶工程制药⑷发酵工程制药8. 我国生物技术制药现状和发展前景（自己阐述观点）第二章基因工程制药1．基因工程生产哪些药：⑴免疫性蛋白，如各种抗原和单克隆抗体。
⑵细胞因子，如各种干扰素、白细胞介素、集落刺激生长因子、表皮生长因子及凝血因子。
⑶激素，如胰岛素、生长激素、心钠素⑷酶类，如尿激酶、链激酶、葡激酶、组织型纤维蛋白溶酶原激活剂及超氧化物歧化酶等。
2. 利用基因工程技术生产药品的优点在于：⑴利用基因工程技术可大量生产过去难以获得的生理活性蛋白和多肽（如胰岛素、干扰素、细胞因子等），为临床使用建立有效的保障。
⑵可以提供足够数量的生理活性物质，以便对其生理、生化和结构进行深入的研究，从而扩大这些物质的应用范围。
生物制药复习资料
生物技术制药总复习（11级制药工程）一、名词解释1.生物技术:，为社会提供商品和服务的一个综合性技术体系。
2.生物技术制药:3.生物技术药物:是指采用4.细胞工程:地进行精心设计，精心操作，从而达到改良或产生新品种的目的，以及使细胞增加或重新获得产生某种特定产物的能力，从而在离体条件下进行大量培养、增殖，并提取出对人类有用的产品。
5.cDNA文库:cDNA文库是指某种生物基因组转录的全部mRNA经反转录产生的cDNA片段分别与克隆载体重组，并将其引入到相应的宿主细胞中繁殖和扩增，理论上此群体就包含有该物种的全部mRNA 信息，称该生物基因组的cDNA文库。
6.限制酶 : 是指限制性核酸内切酶，是一类能识别双链DNA分子中的特定核苷酸序列，并对核苷酸之间的磷酸二酯键进行切割的核酸内切酶。
7.PCR :是指聚合酶链式反应，由变性、退火、延伸三个基本反应组成。
8.模拟酶：在分子水平上模拟酶活性部位的形状、大小及其微环境等结构特征，以及酶的作用机制和立体化学等特性，用各种方法人为制造的具有酶性质的催化剂。
9.抗体酶：抗体酶是抗体的高度选择性和酶的高效催化能力巧妙结合的产物，本质上是一类具有催化活力的免疫球蛋白，在其可变区赋予了酶的属性。
10.外植体：外植体是指用于植物组织（细胞）培养的器官或组织（的切段），植物的各部位如根、茎、叶、花、果、穗、胚珠、胚乳、花药和花粉等均可作为外植体进行组织培养。
11.微生物和植物的原生质体：是指去除细胞壁的微生物和植物细胞。
12.免疫：机体一种生理功能，机体依靠这一功能识别“自已”和“非已”成分，从而破坏与排拆进入机体的抗原物质或机体产生的异构物质。
13.抗原：凡能激发机体产生体液免疫或细胞免疫，并能与免疫应答的产物抗体和致敏淋巴细胞相结合的物质。
对人有重要性的抗原包括微生物、寄生虫、异物血清、异型红细胞、异体组织等。
14.抗体：机体内B淋巴细胞在抗原剌激下所合成的具特异性免疫功能的球蛋白；抗体与相应抗原能发生特异性结合，从而促进白细胞的吞噬作用，将抗原清除，或使微生物失去致病性。
生物技术制药绪论
长周期
三、生物技术制药
高技术
主要表现在其高知识层次的人才和高新的技术手段 生物制药是一种知识密集、技术含量高、多学科高度综合 互相渗透的新兴产业。以基因工程药物为例，上游技术(即工程 菌的构建)涉及到目的基因的合成、纯化、测序；基因的克隆、 导入；工程菌的培养及筛选；下游技术涉及到目标蛋白的纯化 及工艺放大，产品质量的检测及保证。生物医药的应用扩大了 疑难病症的研究领域，使原先威胁人类生命健康的重大疾病得 以有效控制。
代表药物
二、生物技术药物
6、 生物技术药物的功能用途
治疗疾病
疑难病例——如免疫系统异常 遗传病例——基因治疗
疾病预防
疫苗、基因工程疫苗 类毒素
疾病诊断
诊断试剂盒 诊断试纸 膜生物传感器
二、生物技术药物
美国已上市销售的常用生物技术药物
中文名 胰岛素 人生长激素 Insulin rhGH 英文名
时间。
三、生物技术制药
新药开发的一般流程
临床试验 （I期、II期、III期） 向管理机构提出 生产/销售申请 管理机构审查
天然生化药物 微生物药物 海洋药物
生物制品
生物技术药物（狭义）:一般来说，采用DNA重组技术或其他生物
新技术研制的蛋白质或核酸类药物，称为生物技术药物。
二、生物技术药物
3、生物技术药物的四大类型
基因重组药物
多肽、蛋白质、抗体 利用 DNA 重组技术制取
基因药物
核酸类药物，主要用于基因治疗
一、生物技术概况
近代生物时期的特点：
（１）产品种类多 （２）生产技术要求高 （３）生产设备规模巨大 （４）技术发展速度快
生物制药 绪论
摩尔根 “果蝇的伴性实验”
J D Watson
F H C Crick
1953年4月25日，英国《自然》杂志发表了 沃森和克立克的文章 “核酸的分子结构 — DNA 的一个结构模型”。标志着DNA双螺旋结构的 建立，从此，遗传学和生物学的历史从细胞阶段 进入了分子阶段。
F Sanger
桑格（英国化学家）最早 测定胰岛素的氨基酸顺序获得 1958年诺贝尔化奖。22年后， 他因测定了一种噬菌体的一级 结构获1980年的诺贝尔化学奖。 吉尔伯特在DNA测序领域， 因其卓越的工作获得1980年诺 贝尔化学奖。
8.热循环仪(聚合酶链式反应仪、PCR仪)
9.序列分析软件 10.基因转移设备 11.色谱软件
DNA快速扩增
核酸/蛋白质序列分析 将外源DNA引进靶细胞 控制色谱仪、收集和处理数据
12.高效液相色谱仪
13.电泳设备 14.凝胶电泳系统 15.毛细管电泳仪 16.超速、高速离心机 17.电子显微镜
物质的分离与纯化及纯度鉴定
到2004年初为止，全球研制中的生物技术药物共 有2200多种，进入临床试验的1700余种，临床二／三 期或三期300多种，已投放市场的约140种，预计５年 内投放市场的药物200种以上。以上2200多种药物中， 80％与免疫学相关，50％与肿瘤相关。相比之下，截 至目前，我国只有20个生物技术药品投入市场，10余 种生物技术新药正处于临床试验阶段，另有40多种基 因工程药物处于研发阶段。与发达国家相比，我国生 物技术实验室技术差距不大，但在产业化方面与世界 的差距正在逐渐加大：当世界有20多种畅销生物药时， 我国能生产10种；而现在世界上有140多种时，我国却 只能生产20多种 。
4、新型生物反应器和新型生物技术不断 出现
生物技术制药复习资料
《生物技术制药》复习资料（Biotech nological Pharmaceutics ）第一章绪论一、概述1.概念：生物药物（生物制药）是泛指包括生物制品在内的生物体的初级和次级代谢产物或生物体的某一组成部分，甚至整个生物体用作诊断和治疗疾病的医药品。
|采用现代生物技术人为地创造一些条件，借助某些微生物、植物或动物来生产所需的医药品，叫做生物技术制药。
2.技术范畴：基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程、生化工程以及后来衍生出来的第二代、第三代的蛋白质工程、抗体工程、糖链工程和海洋生物技术等。
3.相关学科：有生物学（含微生物学、分子生物学、遗传学等）、化学、工程学（化学工程、电子工程等）、医学、药学、农学等。
但从基础学科来讲，生物学、化学和工程学是其主要的学科。
4.应用范围：（1）医药；（2）农业；（3）食品；（4）工业；（5）环境净化；（6）能源。
二、生物技术的发展简史1.传统生物技术阶段主要产品：乳酸、酒精、丙酮、丁酸、柠檬酸、淀粉酶。
生产的特点：过程简单，大多属兼气发酵或表面培养，生产设备要求不高，产品化学结构简单，属初级代谢产物。
2.近代生物技术阶段主要产品：抗生素、维生素、甾体、氨基酸；食品工业的工业酶制剂、食用氨基酸、酵母、啤酒；化工业的酒精、丙酮、丁醇、沼气；农林业的农药；环境保护业的生物治理污染。
生物技术的特点：（1）产品类型多，初级（氨基酸、酶、有机酸）、次级（抗生素）、生物转化（甾体）；（2）生物技术要求高，纯种、无菌、通气，产品质量要求也高；（3）生产设备规模大；（4）技术发展速度快。
3.现代生物技术主要产品：胰岛素、干扰素、生长激素等。
生物技术的内容包括：（1）重组DNA技术及其它转基因技术（基因工程）；（2）细胞和原生质体融合技术（细胞工程）；（3）酶或细胞的固定化技术（酶工程）；（4）植物脱毒和快速繁殖技术；（5）动物细胞大量培养技术；（6）动物胚胎工程技术；（7）现代发酵技术；（8）现代生物反应工程和分离工程技术；（9）蛋白质工程技术；（10）海洋生物技术。
生物技术制药概论
生物技术制药概论教学大纲（药学专业）四川大学华西药学院生物技术药物学系2015年9月一、课程基本信息课程名称：生物技术制药Biotechnological Pharmaceutics课程号（代码）：505013020L课程类别：限选学时：32 学分：2二、教学目的及要求现代生物技术是一门以现代生命科学为基础，由多学科综合而形成的崭新学科，而生物技术制药则是以现代生物技术为主要手段来研究制造药物。
通过本课程的教学，可以使学生掌握现代生物制药的基本知识、基本理论和基本技能，了解21实际生物制药工业的发展及药物生物技术的新进展，为学生应用现代生物技术研究新药和从事生物药物的研究开发及生产奠定基础。
三、教学内容第一章绪论（3学时）1.生物技术的定义和组成2.生物技术制药的概念和研究范围3.生物技术制药在药学中的重要性。
4.生物药物的概念与生物医药产业第二章基因工程制药（4学时）1.基因工程的概念与原理2.基因工程药物的概念及基本过程3.基因工程制药的关键技术第三章蛋白质工程制药（2学时）1.蛋白质工程的定义与研究内容2.蛋白质工程基本特征3.蛋白质工程实施的主要条件4.蛋白质工程药物第四章动物细胞工程制药（4学时）1.动细胞的培养和融合的基本原理及方法2.干细胞技术3.动物细胞的大规模培养第五章植物细胞工程制药（4学时）1.植物细胞工程的产生和发展2.植物细胞工程原理3.植物细胞大规模培养技术4.转基因动植物技术与植物细胞工程制药第六章发酵工程技术（4学时）1发酵工程的基本原理2发酵工程的基本过程与工艺控制的关键因素2发酵工程技术的应用第七章酶工程技术（4学时）1.酶工程概述与发展2.固定化酶、固定化细胞生物反应器的制备3.生物反应工程的设计及生物反应器4.酶工程技术在制药工业的应用第八章抗体工程与抗体药物（3学时）1. 抗体工程与抗体药物2. 单克隆抗体技术第九章合成生物学（2学时）1.合成生物学的概念与发展2合成生物学技术与在医药领域应用第十章生物技术药物的质量控制与安全性评价（2学时）1. 生物技术药物的质量控制2. 生物技术药物的安全性评价复习、考试（3学时）四、教材姚文兵主编.生物技术制药概论. 第3版中国医药科技出版社，2015五、主要参考资料1.夏焕章熊宗贵主编《生物技术制药》（第2版）高等教育出版社20062..王凤山主编《生物技术药物》人民卫生出版社20103..Nature Reviews: Drug discovery4.4Nature biotechnology六、成绩评定理论考核70% 平时考察30%。
生物技术制药复习知识点
生物技术制药复习知识点第一章绪论1.生物制药的研究内容包括基因工程制药, 细胞工程制药, 酶工程制药和发酵工程制药。
2.生物技术制药, 是采用现代生物技术人为地创造一些条件, 借助某些微生物、植物或动物来生产所需的医药品。
3.生物技术药物, 是采用DNA 重组技术、单克隆抗体技术或其它生物新技术研制的蛋白质、治疗性抗体或核酸类药物。
4.生物药物, 指包括生物制品在内的生物体的初级和次级代谢产物或生物体的某一组成部分, 甚至整个生物体用作诊断和治疗的医药品。
5.现代生物药物四种类型: ①应用DNA重组技术制造的基因重组多肽、蛋白质类治疗剂。
②基因药物, 如基因治疗剂、基因疫苗、反义药物和核酶等。
③来自动植物和微生物的天然生物药物。
④合成与部分合成的生物药物。
6.生物药物按功能用途分为三类: 治疗药物, 预防药物和诊断药物。
7.生物技术药物的特性：分子结构复杂, 具种属特异性, 治疗针对性强、疗效高, 稳定性差, 基因稳定性, 免疫原性、重复给药会产生抗体, 体内半衰期短, 受体效应, 多效性和网络效应, 质量控制的特殊性, 生产系统的复杂性。
8.生物技术制药特征：高技术, 高投入, 长周期, 高风险, 高收益。
9.基因诊断: 指采用分子生物学的方法在DNA水平或RNA水平对基因的结构和功能进行分析从而对特定的疾病进行诊断。
第二章基因工程制药1.利用基因工程技术生产药品的优点: （1）可以大量生产过去难以获得的生理活性蛋白和多肽（如胰岛素、干扰素、细胞因子等）, 为临床使用提供有效的保障；（2）可以提供足够数量的生理活性物质, 以便对其生理、生化和结构进行深入的研究, 从而扩大这些物质的应用范围；（3）利用基因工程技术可以发现、挖掘更多的内源性生理活性物质；（4）内源性生理活性物质在作为药物使用时存在的不足之处, 可通过基因工程和蛋白质工程进行改造和去除；（5）利用基因工程技术可获得新型化合物, 扩大药物筛选来源。
生物技术制药概述
生物医药行业特征
3. 长周期
生物药品从开始研制到最终转化为产品要经过很多环节：试验室研究阶 段、中试生产阶段、临床试验阶段（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的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
生物制药产品
生物制药产品主要包括三大类： 1. 基因工程药物 2. 生物疫苗 3. 生物诊断试剂
生物医药产业
生物医药产业的概念可以分为广义和狭义两种。
广义的生物医药产业是指将现代生物技术与各种形式的新 药研究、开发、生产相结合，以及与各种疾病的诊断、防治和 治疗相结合的产业。
狭义的定义，是指以基因工程、细胞工程、发酵工程和酶 工程为基础的产业。
生物医药行业特征
1. 高技术
这主要表现在其高知识层次的人才和高新的技术手段。生物制药是一 个知识密集、技术含量高、多学科高度综合互相渗透的新兴产业。以基因 工程药物为例，上游技术（即工程菌的构建）涉及到目的基因的合成、纯 化、测序；基因的克隆、导入；工程菌的培养及筛选；下游技术涉及到目 标蛋白的纯化及工艺放大，产品质量的检测及保证。生物医药的应用扩大 了疑难病症的研究领域，使原先威胁人类生命健康的重大疾病得以有效控 制。21世纪生物药物的研制将进入成熟的研发阶段，使医药学实践产生了 巨大的变革，从而极大地提高了人们的健康水平。
生物医药行业特征
2. 高投入
生物制药是一个投入相当大的产业，主要用于新产品的研究开发及医药 厂房的建造和设备仪器的配置方面。目前国外研究开发一个新的生物医药的 平均费用在1~3亿美元左右，并随新药开发难度的增加而增加（目前有的还 高达6亿美元）。一些大型生物制药公司的研究开发费用占销售额的比率超 过了40%。显然，雄厚的资金是生物药品开发成功的必要保障。
第1章 绪论生物技术制药
前言 关于生物技术
生物技术（Biotechnology）是当代新技术革 命主要领域之一，它的兴起是由于70年代中期 基因工程的出现，到目前已在各国迅猛发展， 不仅提供了不少新的产业，并对人类社会所面 临的许多问题起着重要作用。
就学科内容来说，生物技术是以基因工程为主 导，以发酵工程为基础，还包括酶工程、细胞 工程、生化工程，随着生物科学的发展，有衍 生出第二代、第三代的蛋白质工程、抗体工程、 海洋生物技术等。就产业来说，它涉及制药工 业、化学工业、食品工业、环境保护、农作物 育种与病虫害防治、能源开发等。
功能抗原
新生技术
世界生物技术专利分布
地区或国家
生物技术专利 药物专利
/%
/%
人DNA序列专利 /%
美国(USA)
59
51
40
欧洲(Europe)
19
33
24
日本(Japan)
17
12
33
其它(Other)
5
生物技术既是新兴领域，19世纪以来发展迅速; 又有着悠久的历史，公元前几千年，人们就开 始酿酒和制醋。 本门课程主要讲述生物技术在制药工业中的应 用，重点是基因工程、抗体工程、酶工程以及 细胞工程在制药工业中的应用。
教材与参考资料
1、教 材： 夏焕章，熊宗贵主编，《生物技术制药》第二版，高等
教育出版社，2006年4月。 2、参考资料： 吴梧桐主编，《生物制药工艺学》第二版，中国医药科
技术领域； 3. 学生领物域技；术研究开发的60~80%的力量主要集中在医 4. 总销售额超过10亿美元的生物技术产品主要为医
药生物制品； 5. 多美家国生13物00技多术家公生司物中技近术8公0%司集的中60在%医以药上领，域欧；洲800
第一章生物制药绪论
2013-6-8
苏州大学医学部
三类 已在国外上市销售但尚未在国内上市销售的药品： （1）已在国外上市销售的制剂及其原料药，和/或改变该制 剂的剂型，但不改变给药途径的制剂； （2）已在国外上市销售的复方制剂，和/或改变该制剂的剂 型，但不改变给药途径的制剂； （3）改变给药途径并已在国外上市销售的制剂； （4）国内上市销售的制剂增加已在国外批准的新适应症 。 四类 改变已上市销售盐类药物的酸根、碱基（或者金属元 素），但不改变其 药理作用的原料药及其制剂。 五类 改变国内已上市销售药品的剂型，但不改变给药途径 的制剂。 六类 已有国家药品标准的原料药或者制剂。
2013-6-8
苏州大学医学部
19
3、相对分子质量较大 酶类药物：1－50万dolt， 抗体蛋白:5-95万dolt 多糖类药物:小的上千，大的可上百万。 4、对酸碱、重金属、热等理化因素的变化较 敏感。 这类生物药物功能的发挥需要保持其特定 的生理活性结构。
20
2013-6-8
苏州大学医学部
5、制药所用的材料大多含有丰富的营养成分， 利于微生物生长，故易被微生物分解。 6、生产中搅拌力、金属器械及空气等也可能 对活性有影响。 生产中必须全面严格控制，包括从原料选择和 预处理、生产工艺、制剂成型、保藏、运输及 使用各个环节。
2013-6-8 苏州大学医学部 12
二、生物制药的研究内容
(1) 发酵工程制药
(2) 基因工程制药 (3) 细胞工程制药 (4) 酶工程制药
2013-6-8 苏州大学医学部 13
1、发酵工程制药
（1） 发酵工程制药：是指利用微生物代 谢过程生产药物的技术。此类药物有抗 生素、维生素、氨基酸、核酸有关物质、 有机酸、辅酶、酶抑制剂、激素、免疫 调节物质以及其他生理活性物质。 （2）主要研究：微生物菌种筛选和改良、 发酵工艺的研究、产品后处理即分离纯 化等问题。重组DNA技术改良微生物菌种。
生物制药第二版
（第2版Biotechnological Pharmaceutics）（夏焕章熊宗贵，主编北京：高等教育出版社，2006年）复习思考题第一章绪论（4学时）一、目的要求：1、掌握生物技术制药、生物技术的概念。
2、了解生物技术的组成及其在各个领域的应用。
3、了解医药生物技术的新进展与发展展望。
二、复习思考题1、生物技术制药的概念？2、生物技术可分为哪几个发展阶段？3、生物技术药物有哪些类型？有什么特点？3、生物技术制药有哪些特征？4、生物技术在制药中有哪些应用？第二章基因工程制药（18学时）一、目的要求：1、掌握基因工程技术的概念及基因工程制药的基本过程。
2、理解目的基因的获得，基因在宿主细胞中的表达。
3、理解基因工程菌的生长代谢特点，其质粒不稳定产生的原因及提高质粒稳定性的方法。
4、理解基因工程药物的分离纯化。
5、理解基因工程菌的培养方式，发酵工艺及培养设备。
6、了解基因工程药物的质量控制。
二、复习思考题1、基因工程制药的基本过程是什么？2、逆转录法获得目的基因的过程是什么？3、影响目的基因在大肠杆菌中表达的因素有哪些？4、质粒不稳定产生的原因及提高质粒稳定性的方法是什么？5、影响基因工程菌发酵的因素有哪些？如何控制发酵的各种参数？6、什么是高密度发酵？影响高密度发酵的因素有哪些？采取哪些方法实现高密度发酵？7、分离纯化常用的色谱分离方法有哪些？各原理是什么？8、对基因重组技术所获得的蛋白质药物产品进行鉴定时，常作哪些项目分析？第三章动物细胞制药（10学时）一、目的要求：1、掌握细胞工程的概念。
2、理解动物细胞的形态和生理特点。
3、理解生产用动物细胞的要求和获得。
4、理解动物细胞的培养条件和培养基。
5、了解动物细胞生物反应器及其检测控制系统。
6、了解动物细胞制药的前景与展望。
二、复习思考题1、离体培养的动物细胞分哪些类型？2、生产用动物细胞分哪些类型？各有何特点？3、简述动物细胞的培养基种类和培养基对动物细胞培养的影响。
生物技术制药期末复习提纲
生物技术制药期末复习提纲
一、分子生物学
1.克隆技术：反应机理、克隆流程以及克隆技术的应用
2.基因工程：基因分子的识别、基因突变以及基因工程的应用
3.基因转录与转译：基因转录反应的步骤、转录末端修饰以及基因转录和转译的应用
4.基因表达：基因表达技术的基本原理、转录组研究方法以及应用
二、制药技术
1.生物技术制药：生物技术制药的优势、研发流程以及生物技术制药的应用
2.双孢制药：双孢药物的原理、双孢药物的药动学以及双孢药物的应用
3.化学合成制药：化学合成制药的优势、合成流程以及化学合成制药的应用
4.生物制药：生物制药的优势、研发流程以及生物制药的应用
三、制药公司
1.实验室：实验室设备、实验室运行方式以及实验室的重要性
2.生物制造：生物制造原理、生物制造过程以及应用
3.GMP质量控制：GMP质量控制的基本原则、GMP系统的运行原理以及GMP的应用
四、再生医学
1.再生植入物：再生植入物的分类、再生植入物的研发过程以及再生植入物的应用
2.细胞培养：细胞培养技术的基本原理、细胞培养的研究方法以及细胞培养的应用
3.细胞治疗：细胞治疗的优势、细胞治疗的产品开发过程以及细胞治疗的应用
五、细胞分子生物学。
生物制药工艺学第1章、第2章
氨基酸 半合抗
书： P7页
第一节 生物药物的研究范围
一、生物药物的发展简史
1. 传统生物制药技术阶段 （ Traditional biopharmaceutics ）指从生物材料粗 加工制成粗制剂阶段。 （1）公元4世纪葛洪《肘后良方》 —海藻治瘿病 （2）公元631～682，孙思邈 羊肝治“雀目” （3）神农，用蟾酥治疗创伤
生物药物 Biopharmaceutics
是以生物体、生物组织或其成份为 原料（包括组织、细胞、细胞器、细胞 成分、代谢、排泄物）综合应用生物学、 物理化学与现代药学的原理与方法加工 制成的药物。
(书：P1页)
生物是奥妙的
水蛭（俗称蚂蝗）→ 水蛭素：抗凝血
苍蝇
→ 抗菌肽
现代生物药物分四大类：
（1）重组DNA药物（又称基因工程药物） （2）基因药物：以遗传物质DNA、RNA为物 质基础制造的药物 一般把采用DNA重组技术或单克隆抗体技 术或其他生物技术制造的蛋白质、抗体或核 酸类药物统称为生物技术药物(biotech drug)， 在我国又统称为生物制品。 （3）天然生物药物 （4）合成或半合成生物药物
二、生物活性物质物质常用的提取方法与优化
（一）几种常用提取方法 1．酸、碱、盐水溶液提取方法 2．表面活性剂提取方法与反胶束提取方法 3．有机溶剂提取 4. 双水相萃取法 5．超临界萃取法
（二）提取方法与优化 1.溶剂选择 2.选择添加剂 ①保护剂； ②酶抑制剂 3.提取条件 ①温度； ②pH； ③盐； ④表面活性剂
3．中国的三大药源：
化学药 生物药 中药
{
生化药物
微生物药物 生物制品 (P1页)
中国药典2005年版分一部、二部和三部。 药典一部收载药材及饮片、植物油脂和提取 物、成方制剂和单味制剂等； 药典二部收载化学药品、抗生素、生化药品、 放射性药品以及药用辅料等； 药典三部收载生物制品，首次将《中国生物 制品规程》并入药典。
《生物技术制药》教学大纲
《生物技术制药》教学大纲课程编码：(0304012A-生)适用专业：生命科学与技术基地班一、前言《生物技术制药》是研究利用现代生物技术研制和生产药物的一门课程，主要内容是基因工程制药、细胞工程制药、抗体制药、酶工程制药、发酵工程制药，本课程要求学生掌握生物技术药物制备和生产的基本方法、制造工艺及其控制原理。
熟悉生物技术药物的质量控制。
了解生物技术制药的新进展。
总学时为32，学分2。
教材选用夏焕章、熊宗贵主编《生物技术制药》（第二版），高等教育出版社2006年出版。
二、课程内容与要求第一章绪论（2学时）[基本内容]生物技术与医药工业的关系，生物技术药物的分类和特性，生物技术在制药工业中的应用。
[基本要求]掌握：生物技术药物的分类和特性，熟悉生物技术制药的任务。
熟悉：生物技术药物在预防、诊断、治疗中的应用。
第二章基因工程制药（10学时）[基本内容]基因工程技术在药品生产中的应用，基因工程制药的基本过程，目的基因获得的方法，基因表达体系，不同表达体系的特点及高效表达的措施基因工程菌的稳定性，不稳定的表现及提高稳定性的方法。
基因工程菌培养培养方式和设备，基因工程药物的分离纯化的基本过程，分离纯化技术。
基因工程药物的质量控制及产品质量分析。
[基本要求]掌握：基因工程菌发酵影响因素及控制方法，不稳定的表现及提高稳定性的方法，基因工程药物分离纯化方法。
熟悉：基因工程药物的质量控制。
了解：基因工程制药的基本过程。
难点：基因工程菌的代谢。
第三章动物细胞工程制药（8学时）[基本内容]动物细胞的形态、细胞的结构和功能、细胞的化学组成和代谢、细胞的分裂和周期，生产用动物细胞的要求和获得。
基因工程细胞株的构建和筛选。
细胞的培养技术和要求。
器材的清洗和消毒。
细胞培养的基本方法。
生物反应器的基本要求，生物反应器的检测控制系统，培养过程中需检测的主要参数。
[基本要求]掌握：生产用动物细胞的要求和获得方法，动物细胞培养的技术和要求。
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第二章生物药物概论一、生物药物生产原料选择的主要原则、生物药物的特性及种类。
主要原则:有效成分含量高,原料新鲜;来源丰富,易得;原料产地较近;杂质含量少;原料成本低;易提取。
特性:(1)药理学特性:治疗的针对性强;药理学活性高;毒副作用小,营养价值高;生理副作用常有发生。
(2)生产、制备中的特殊性:原料中的有效物质含量低;稳定性差;易腐败;注射用药有特殊要求。
(3)检验上的特殊性:要有理化检验指标,与生物活性检验指标。
分类:按药物化学本质与化学特性分类:(1)氨基酸及基衍生物类(2)多肽与蛋白质类(3)酶与辅酶类(4)核酸及其降解物与衍生物类(5)糖类(6)脂类(7)细胞生长因子类(8)生物制品类(9)小动物制剂(10)动物器官或组织制剂。
按原料来源分类:(1)人体组织(2)动物组织(3)植物组织(4)微生物(5)海洋生物来源的药物。
按生理功能与用途分类:(1)治疗药物(2)预防药物(3)诊断药物(4)其她。
二、生物药物提取分离制备方法的工艺过程。
在对生物药物进行提取操作时,选择提取试剂需注意的问题。
工艺流程:1、生物药物原料的选择、预处理与保存(保存方法: 冷冻法,-40℃;②有机溶剂脱水法;③防腐剂保鲜,多用于液体)。
2、生物药物的提取:(1)生物组织与细胞破碎:磨切法,压力法,反复冻融法,超声波震荡破碎法,自溶法,酶溶法(2)选择合适的溶剂进行提取(考虑提取剂的用量、提取时间、提取次数,注意温度、变性剂等因素)。
3、生物药物的分离纯化:(1)蛋白质类药物的分离纯化:沉淀法,亲与层析法,疏水层析法(2)核酸类药物的分离纯化:提取法,发酵法(3)糖类:沉淀法,离子交换层析法(4)脂类:沉淀法,吸附层析法,离子交换层析法(5)氨基酸类:沉淀法,吸附法,离子交换法。
试剂的选择:1、对所需要提取的活性成分溶出度较高,对杂质较低。
2、不破坏活性成分。
3、利于后续预处理。
4、对环境影响较小,有利于回收与处理。
5、对设备要求不高。
6、成本较低。
7、最好对人体无害。
第三章基因工程制药一、基因工程制药的主要工艺过程。
获得目的基因→组建重组质粒→构建基因工程菌(或细胞)→培养工程菌→产物的分离纯化→质量控制→产品检验包装二、什么就是目的基因？有几种获取方法？用于构建基因工程菌的目的基因应该达到什么要求？目的基因既就是人们所需要的特定基因,一般也就是接受目的基因的细胞或个体原本没有的基因。
获取方法:(1)直接从生物体中提取总DNA,构建基因文库,从中调用目的基因;(2)以mRNA为模板,反转录合成互补的DNA片段;(3)利用聚合酶链式反应(PCR)特异性地扩增所需要的目的基因片段(4)化学合成法;⑸逆转录(RT)-PCR法合成cDNA。
基本要求:不含多余干扰成分,纯度高;片段大小适合重组操作;结构、序列正确,达到一定数量。
三、基因工程克隆细胞与表达细胞、克隆载体与表达载体其各自特点。
克隆载体:1、具备复制原点,在宿主细胞内必须能够自主复制。
2、有一个或多个用于筛选的选择标记。
3、具备合适的限制性核酸内切酶的单一识别位点。
4、有较高的拷贝数。
表达载体:要使克隆基因在宿主细胞中表达,就要将她放入带有基因表达所需要的各种调控元件的载体中,这种载体就成为表达载体。
表达载体的结构比克隆载体复杂,除了必须具备与克隆载体相同的复制原点,多克隆位点与筛选标记基因以外,还必须有控制目的基因表达的调控序列,包括启动子,转录终止子等。
四、目的基因高效表达的方式有哪些？怎样全面提高目的基因的表达水平？有何措施？目的基因高效表达的方式:1、目的基因的不溶性高效表达。
表达的蛋白质往往形成不溶性的无生物活性的包涵体,需要经过溶解与复性才能获得有活性的目的蛋白。
2、目的基因的高效可溶性表达。
可溶性的目的蛋白本身常具有生物活性,无需复杂的变性复性的后分离过程,就是一种很有希望的提高目的基因表达的新策略。
3、目的基因的高效分泌型表达。
目的基因的分泌型表达有两种情形:目的蛋白分泌到细胞周质中与目的蛋白转运到细胞周质后再分泌到细胞外。
对于能分泌到细胞外的表达系统,能进一步简化产物分离工艺。
提高目的基因表达水平的措施:1、对基因工程宿主菌进行改造。
如在上游阶段通过改造宿主的遗传性能从而减少或消除乙酸的生成;通过改造大肠杆菌使之能在贫氧条件下生长。
2、提高工程菌的质粒稳定性。
如在上游阶段质粒构建时插入抗生素抗性基因;在质粒构建时应该加入称为par与cer的位点(par位点能够在细胞分裂过程中使质粒分布更均匀,cer位点则能够防止多聚体质粒的形成,从而能从源头上提高质粒稳定性)。
在下游阶段采用细胞生长期与诱导表达时期分开的分段培养策略,另外还可采用培养条件循环控制策略与采用固定化细胞培养等。
3、选择能高密度表达的宿主菌与对重组菌进行高密度培养。
如选择培养时菌体密度与表达水平能尽可能高的宿主菌。
在下游阶段赋予工程菌生长与产物表达的最适环境条件。
4、减少乙酸等抑制性副产物的形成。
如在下游阶段设计好培养基的组成;选取合适的比生长速率;适当降低培养温度;限制性流加葡萄糖;将基因工程菌培养与乙酸的分离同时进行等。
5、选择能提高目的蛋白表达质量的宿主菌以及能提高目的蛋白表达质量的方法。
如在上游阶段选择尽可能地不产生或少产生能引起蛋白质变性或降解的酶系的宿主细胞。
而在下游阶段可采用将菌体生长与蛋白表达时期分开的策略。
(也可以分上、下游表述为:上游----对基因工程宿主菌进行改造;提高工程菌的质粒稳定性;选择能高密度表达的宿主菌;选择能提高目的蛋白表达质量的宿主菌。
下游----提高工程菌的质粒稳定性;对重组菌进行高密度培养;减少乙酸等抑制性副产物的形成;选择能提高目的蛋白表达质量的方法。
)五、工程菌的稳定性及其影响因素与考察方法。
基因工程菌的遗传不稳定性主要表现在重组质粒的不稳定性,这种不稳定性具有下列两种表现形式:1、结构不稳定性:重组DNA分子上某一区域发生缺失、重排、修饰导致其表观生物学功能的丧失。
2、分配不稳定性:整个重组DNA分子从受体细胞中逃逸。
影响基因工程菌稳定性的因素:遗传特性:1、载体的选择 2、宿主的选择 3、外源基因整合到宿主染色体上发酵工艺:1、培养基 2、生长速率 3、限制性机制 4、温度 5、pH与溶氧 6、外源基因表达六、基因工程菌的常见培养方式及其各自特点有哪些？连续式发酵对基因工程产品的大规模生产有什么优势？影响基因工程菌发酵的因素。
基因工程菌构建与基因工程菌生产其发酵研究各自的目的、意义及相应研究内容。
培养方式:分批培养,补料分批培养,连续培养,透析培养,固定化培养。
补料分批培养将种子接人发酵反应器中进行培养,经过一段时间后,间歇或连续地补加新鲜培养基,使菌体进一步生长的培养方法。
连续培养将种子接人发酵反应器中,搅拌培养至一定菌体浓度后,开动进料与出料的蠕动泵,以控制一定稀释率进行不间断的培养。
透析培养透析培养就是利用膜的半透性原理使代谢产物与培养基分离,通过去除培养液中的代谢产物来解除其对生产菌的不利影响。
固定化培养即将固定化技术应用于基因工程菌培养,基因工程菌经固定化后,质粒的稳定性大大提高,便于进行连续培养,特别就是对分泌型菌更为有利。
连续培养可为微生物提供恒定的生活环境,控制其比生长速率,可为研究基因工程菌的发酵动力学、生理生化特性、环境因素对基因表达的影响等创造良好条件。
在连续式培养中,还可以将工程菌的生长阶段与基因表达阶段分开进行两阶段连续培养,并通过优化诱导水平、稀释率与细胞比生长速率这3个参数,可以保证在第一阶段培养时质粒稳定,在第二阶段可获得最高表达水平或最大产率。
影响基因工程菌发酵的主要因素:1、培养基的影响。
2、接种量的影响。
3、温度的影响。
4、溶解氧的影响。
5、诱导时机的影响。
6、诱导表达程序的影响。
7、pH的影响基因工程菌发酵研究内容:1、选择宿主菌:研究不同宿主菌对外源基因表达的影响 2、基因工程菌的生长曲线测定 3发酵条件对外源基因表达的影响 4、重组质粒稳定性研究。
七、以包涵体表达形式的基因工程药物的分离纯化过程与方法,分离纯化出具有活性的蛋白质的一般步骤及其操作要点。
进行分离纯化研究涉及到的研究项目及内容。
过程方法及操作要点:1、菌体细胞的收集与破碎(既要使菌体破碎率尽可能高,又要保持包涵体的完整性)。
2、包涵体的分离、洗涤与溶解(通过离心法使包涵体与上清液中的碎片及杂质蛋白分开,包涵体洗涤的基本原则就是杂质去除率尽可能高而不溶解包涵体中的目的蛋白。
溶解包涵体的试剂选择基本原则就是对目的蛋白的溶解性强、选择性好;保护蛋白质的生物活性;安全性;适合后续各种操作;成本低)。
3、变性蛋白的纯化(对包涵体抽提物采用柱层析、凝胶过滤、离子交换层析与HPLC等方法进一步分离纯化)。
4、蛋白质的复性(恢复可溶性与生物活性,应考虑影响因素:蛋白质浓度、杂质含量、冲折叠速度、氧化还原剂用量与比例、重折叠配体的掺入、温度、pH、离子强度等)。
分离纯化研究:1、破菌研究:破菌方法及其条件研究,镜检评价其破碎效果,原则就是使菌体破碎率尽可能高,又要保持包涵体的完整性2、包涵体的分离与洗涤研究:(1)分离包涵体时的离心力与时间的考察;(2)洗涤剂及其她浓度、用量研究;(3)洗涤时间与温度研究。
包涵体洗涤操作的基本原则:(1)洗涤剂杂质去除率尽可能高,而不溶解包涵体中的目的蛋白;(2)分离包涵体时的离心力与离心时间尽可能满足将包涵体与细胞碎片等杂质很好地分离。
3、目的蛋白的变性(抽提)研究:(1)变性剂及其浓度、用量的研究(2)变性操作时间与温度研究(3)变性操作后的固液分离(离心力与离心时间)研究。
4、变性蛋白的纯化研究:对包涵体抽提物可采取柱层析、凝胶过滤、离子交换层析与HPLC等方法进一步分离纯化。
Ps:重组蛋白的纯化可以在包涵体溶解后进行,也可以在复性后进行,因此还应进行两种方法的对比研究。
5、变性蛋白的复性研究:考察比较不同复性方法对目的蛋白复性效果的影响。
主要考察其对蛋白回收率与复性程度的影响;另外,还需要考察复性时间的影响因素,如蛋白质浓度、杂质的含量、重折叠速度、氧化还原剂的用量与比例、重折叠配体的掺入、温度、pH值与离子强度等对复性效果的影响。
6、目的蛋白的高度纯化研究:对经复性后得到的目的蛋白进行进一步高度纯化,以满足不同的需要。
八、基因工程药物质量控制的必要性及其质控要点,基因工程药物最终产品的质量控制特点及要点。
必要性:1、它就是利用获得细胞作为表达系统来制备产品,所获得的蛋白质往往分子量较大,并且具复杂的表达结构;2、许多基因工程药物都就是参与人体一些生理功能精密的蛋白质,在极微量的差别的情况下产生显著效应;3、宿主细胞中表达的外源基因在翻译、转录及工艺放大的过程中会产生变化。