生物技术制药第一章 绪论-文档资料

（2）农业 转基因动植物的新品种，大幅度提高产量和质量
（3）食品 氨基酸（天冬氨酸、半胱氨酸），有机酸（苹果酸、
酒石酸），食品ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ加剂，香料，葡萄糖，果糖，淀粉酶 （4）工业
农药、香料、饲料、工业酶、有机酶、皮革工业脱毛 软化、丝绸脱胶、加酶洗衣粉 （5）环境净化
利用微生物或酶处理废物和废水。 （6）能源
微生物发酵产甲烷 ——沼气
二、生物技术发展简史
（一）传统生物技术阶段 公元前几千年，直到20世纪30年代，主要是酿造技术，当
时人们只知道酿造技术，但不知道这些技术的内在原因，1680 年出现了显微镜，人们才知道有微生物的存在，1857年用实验 方法证明了酒精发酵与酵母菌有关，并最终确证为酶，到此才 揭开了发酵现象的奥秘 主要产品：乳酸、酒精、丙酮、丁醇、柠檬酸、淀粉酶 技术特点：过程简单，大多数属于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，属于初级代谢产物
技术特点：（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，500立方米，2000立方米
（4）技术发展速度快，青霉素，200单位每毫升，8万单位每毫升， 形成了交叉学科生化工程
（三）现代生物技术
1953年，Watson和Crick提出了DNA的双螺旋结构模型，标志着现代 生物技术阶段的开始，揭开了生命科学划时代的一页，此后，又相继 出现了一系列新发现和新进展，遗传中心法则，破译遗传密码，基因 重组，单克隆抗体，DNA测序等（见表1-1）
该阶段产品种类很多，胰岛素、干扰素、生长激素等（表1-2） 该阶段生物技术的内容包括：（1）重组DNA技术及其它转基因技术； （2）细胞和原生质体融合技术；（3）酶或细胞的固定化技术；（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（高密度发酵、连续发酵、新型发 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
3.新试剂、新技术不断出现
细胞工程及基因工程的应用产生了新的医疗技术—细胞移植和基因治 疗。细胞移植用于骨髓移植，治疗白血病、淋巴病，免疫缺陷，再生障碍 性贫血及放疗、化疗后的肿瘤病人，基因治疗目前仍在实验阶段，可用于 遗传病、癌症、爱滋病的治疗，心脏内直接注入外来基因，两三周长出新 血管，关键点是如何将有用基因引入靶组织中，并使之在合适的地方、合 适的时间表达合适量的活性多肽或蛋白质
2.新产品不断出现
自20世纪80年代以来，仅美国、日本开发的生物新技术新药物便达 200多种，大都是重组蛋白质药物和重组DNA药物
世界范围内，销路最好的生物技术药物，临床应用时间比较长，疗效 比较好，毒副作用比较小，干扰素，抗病毒、抗癌，有种属特异性，动 物干扰素对人无效，最初收集大量血液，提取白血球再与诱导物作用来 生产，现在用基因重组技术把干扰素基因插入大肠杆菌来生产。白介素 与机体免疫功能有关，白介素-2促进淋巴细胞分化增殖。乙型肝炎疫苗， 预防乙肝。集落刺激因子，可减轻化疗时副作用，可用于爱滋病、白血 病。肿瘤坏死因子，可损伤癌细胞。研制更新一代的药物和更新的应用 方法，集落刺激因子和白介素的基因构建到酵母细胞中，使之产生融合 蛋白质，药效增强。生产方法从利用重组DNA的微生物生产转向利用动植 物来生产蛋白质类药物，构建新型多价活疫苗
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一、概述
（一）名词术语
1.生物药物 泛指包括生物制品在内的生物体的初级和次极代谢产物或
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
生物制品用基因工程、细胞工程、发酵工程等生物学技术 制成的免疫制剂或有生物活性的制剂。可用于疾病的预防、诊 断和治疗
2.生物技术制药 采用现代生物技术人为地创造一些条件，借助某些微生物、
人类基因组计划的研究目标就是要定位所有的基因和测定它们的核苷 酸序列，人类基因组大约有10万个基因，30亿个核苷酸对，完成这项研究 是一项空前浩大的工程，它的实施对人类了解自身和医学发展有划时代的 意义。与疾病相关的基因有约5000个，一些重要的遗传病基因已被分离并 测序
“基因转移”是人们能按自己的意愿设计新生命体的前提
植物或动物来生产所需的医药品
3.生物技术药物 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（包括治疗性抗体等）或核酸类药物 4.生物技术
以生命科学为基础，利用生物体（或生物组织、细胞及 其组分）的特性和功能，设计构建具有预期性状的新物种或 新品系，并与工程相结合，利用这样的新物种（品系）进行 加工生产，为社会提供商品和服务的一个综合性技术体系
（二）生物技术的内容
基因、细胞、酶、发酵、生化、蛋白质、抗体、糖 链工程和海洋生物技术
（三）与生物技术相关的学科
生物学（微生物学、分子生物学、遗传学） 化学（生物化学、无机、有机、分析、物理化学） 工程学（化学工程、电子工程） 医学、药学、农学
（四）生物技术的应用
（1）医药 1977年出现第一个重组的生长激素抑制因子后，美国成立
（二）近代生物技术阶段
20世纪40年代，第二次世界大战的爆发，急需疗效好、毒副作用 小的抗细菌感染药物，出现了青霉素，产量低，产品价格昂贵，随着 发酵新技术的出现，又相继发现了链霉素、红霉素、金霉素等药物
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
三、医药生物技术新进展
1.基础研究不断深入 重组DNA技术，新基因的克隆和基因表达调控的研究全面展开，分子生
物学理论和技术两大体系已基本完成，生物学中的中心法则所体现的遗传 信息的转移规律奠定了遗传工程的理论基础，有关基因表达的各种研究结 果又丰富和发展了中心法则，DNA测序，为对付不治之症提供了可能性
了第一家遗传工程公司—Genetech，进行小牛和小猪的生长激 素的开发研究，与其他公司合作开发了干扰素，从此以后出现 许多生物技术公司，1981年第一个诊断用单克隆抗体首先在美 国上市
利用基因治疗人类疾病的技术取得了突破性进展，原来用 于治疗单基因缺陷的遗传病的治疗技术，现在已快速扩展到癌 症、爱滋病、乙型肝炎、心血管病，此外，诊断试剂、酶试剂、 动植物医药产品、核酸类药物也取得了很大进展