转基因动植物制药
《转基因动物制药》课件
转基因动物制药的未来发展方向
创新药物研发
01
利用转基因动物模型，开发针对罕见病、遗传性疾病等创新药
物。精准医疗Fra bibliotek02通过转基因技术实现个性化治疗，根据个体基因组差异，定制
化药物和治疗方案。
生物制药生产
03
利用转基因动物生产高纯度、高质量的药物，降低生产成本，
提高药物可及性。
转基因动物制药的未来技术革新
生物能源领域
在生物能源领域，转基因动物制药技术的应用主要集中在生物燃料的生产和转化方面。
通过转基因技术，可以培育出具有高效转化能力的动物细胞或微生物，用于生产生物燃料，如乙醇、生物柴油等，这些燃料 具有可再生、环保、高效等优点，是未来能源发展的重要方向。
CHAPTER 04
转基因动物制药的未来展望
转基因动物可能对生态环境造成 不可预测的影响，如基因污染、 生态失衡等。
食品安全问题
转基因动物可能对食品链产生影 响，如基因转移至农作物等，引 发食品安全问题。
法规与监管问题
法规缺失
目前对于转基因动物制药的法规尚不完善，存在监管空白，导致相关活动缺乏规范和约 束。
监管不力
现有监管体系对于转基因动物制药的监管力度不够，可能导致一些潜在风险无法得到及 时发现和应对。
在转基因动物制药中，基因敲除技术可以用来研究特定基因 的表达对药物生产的影响，或者消除某些不良基因的表达产 物，提高药物生产的效率和安全性。
基因编辑技术
基因编辑技术是指通过特定的手段对 生物体的基因组进行精确的编辑和修 改，从而实现对生物性状的精准调控 和改造。
VS
在转基因动物制药中，基因编辑技术 可以用来精确地修改动物的基因组， 从而生产出更加高效和安全的蛋白质 药物。
转基因生物的应用
转基因生物的应用转基因生物是指经过人为基因改变的生物，包括转基因植物、转基因动物和转基因微生物。
据统计，目前全球有超过30个国家和地区已经开展了转基因研究和应用，转基因技术已经在食品、医药、农业、环境等领域得到广泛应用。
一、食品领域转基因技术在食品领域的应用主要是提高作物的产量和质量，改善作物的耐病性和适应性以及增强食品的营养价值。
例如，转基因黄金大米就是在普通大米的基础上利用基因工程技术增加了维生素A含量，从而有助于缓解世界上许多贫困地区缺乏维生素A的问题。
此外，转基因玉米、转基因大豆等转基因作物也广泛应用于食品生产中，其在生产效率、增强抗病性、品质控制和营养改良方面都具有显著优势。
二、医药领域转基因技术在医药领域的应用也十分广泛。
其中，最为著名的例子就是基因治疗，它利用基因工程技术改变人类基因，治疗一些目前无法根治的疾病，如癌症、遗传性疾病等。
此外，转基因蛋白在制药行业中也得到广泛应用，用于生产各种药物如疫苗、生长因子等，这些药物能够提高治疗效果、减轻副作用和降低成本。
三、农业领域在农业领域，转基因生物的应用也十分广泛。
它能够提高农作物及家畜的生产效率，增强抗病性和适应性，改善作物品质和提高肉类的质量。
此外，还可以把一些有益基因导入到作物中，如转基因水稻中增加硝酸盐的吸收能力、转基因玉米的抗虫性等，从而能够更好的保护作物并提高其产量。
四、环境领域转基因技术在环境领域的应用主要是利用其在微生物领域的优势，帮助解决环境污染问题。
例如，利用转基因微生物来分解污染物，可以有效清除污染物，达到环保目的。
此外，转基因油菜还可以在快速富集和转化有害金属离子的过程中发挥作用。
总之，转基因技术的应用涉及到众多领域，如食品、医药、农业和环境等，其应用范围十分广泛。
虽然在一些领域中还存在存在一些争议，但无疑它已经成为现代技术发展的重要组成部分。
生物技术制药的特征
生物技术制药是利用生物技术手段生产药物的过程，它具有以下几个特征：
基于生物系统：生物技术制药利用生物系统，如细胞、微生物、动植物等，作为药物的生产工具。
这些生物系统可以被改造、操控和优化，以产生目标药物或药物的前体。
重视基因工程技术：生物技术制药倚重基因工程技术，通过基因克隆、DNA重组、转基因等手段，将目标基因或基因组片段导入生产宿主中，使其表达所需的蛋白质药物。
大规模生产：生物技术制药通常采用大规模发酵和培养技术，以批量生产药物。
这涉及到控制发酵过程的温度、pH、营养物质等因素，以优化生物反应条件并最大程度地提高产量。
多样性和特异性：生物技术制药能够生产多样性的药物，包括蛋白质药物、抗体、疫苗等。
这些药物通常具有高度的特异性，能够精确地与靶标相互作用，从而提高治疗效果并降低不良反应。
遗传稳定性：生物技术制药在生产过程中通常需要确保宿主细胞或微生物菌株的遗传稳定性，以确保产生的药物具有一致的品质和效力。
这要求对宿主细胞进行筛选和维持，以保持稳定的基因表达和产物产量。
药物安全性和监管要求：生物技术制药在药物安全性和监管方面具有特殊要求。
由于药物的生产是通过生物系统进行的，需要严格的质量控制、验证和审计，以确保产品的安全性、纯度和有效性。
转基因动物的应用
细胞工程转基因动物的应用转基因动物的应用◆改良动物品种◆生物制药（乳腺生物反应器）◆建立诊断和治疗人类疾病的动物模型◆生产可用于人体器官移植的动物器官◆基因治疗◆基因打靶一、动物品种改良1.抗病1988年抗病Berm将流感病毒基因Mx转入猪；1996年将猪瘟病毒核酸酶基因转移给兔子；Clements等将Visna病毒的衣壳蛋白基因转入绵羊。
2.遗传育种◆1998年美国农业部的研究者采用胰岛素生长因子-1，培育出脂肪减少、瘦肉增加的新品种；◆法国的研究人员已经生产出乳汁中乳糖成份减少50～80%的转基因鼠，并计划将这项技术用于改造牛奶成份；◆环球基因药物公司等正致力于用转基因奶牛生产人乳铁蛋白，实现动物生产人乳的愿望。
二、生物制药(乳腺生物反应器)荷兰的GenPharm公司用转基因牛生产乳铁蛋白，预计每年从牛奶生产出来营养奶粉的销售额是50亿美元。
三、建立人类疾病的动物模型已建立的部分人类疾病的转基因动物模型疾病模型基因转移方法转导的基因老年性痴呆征显微注射β淀粉样蛋白基因Ⅱ型糖尿病显微注射胰岛淀粉样多肽基因β地中海贫血症显微注射人β珠蛋白基因镰刀形细胞贫血症显微注射人α和β珠蛋白基因唐氏综合症显微注射 Cu/Zn-SOD酶基因卡氏肉瘤反转录病毒转染 HIV tat基因成骨不全症显微注射突变的α1胶原蛋白前体基因自毁容貌症 ES细胞同源重组突变HGPRT基因四、生产可移植用的动物器官我国每年有150万人需要器官移植，但是仅仅不到1万人能够得到供体。
猪的脏器移植给人，会发生超急性排斥反应。
转基因技术生产能降低或掩盖半乳糖基转移酶活性的转基因猪。
如何用细胞工程解决移植器官的来源问题？五、基因治疗上世纪九十年代初，一位因ADA(腺苷酸脱氨酶)基因缺陷导致严重免疫缺损的四岁女孩，由美国国立卫生研究院用ADA基因治愈。
“基因治疗”研究热从此波及全世界，起而效颦，为保障人类健康展现了美好的前景。
六、基因打靶基因打靶(Gene targeting)是一种在胚胎干细胞(ES)技术和同源重组技术的基础之上,定向改变生物活体遗传信息的实验手段。
科普生物技术认识基因工程和生物制药的应用
科普生物技术认识基因工程和生物制药的应用生物技术是指运用生物学原理和技术手段进行实验和操作的一门科学，它涉及到许多领域，其中包括基因工程和生物制药。
基因工程是利用DNA重组技术对生物体的基因进行操作和改变，而生物制药则是利用生物技术手段生产药物。
本篇文章将介绍基因工程和生物制药的应用。
一、基因工程基因工程是一种能改变和操作生物体的基因的技术。
通过将不同种类的DNA片段组合在一起，科学家能够创造新的基因组合，使生物体具有新的特性和功能。
1. 转基因技术转基因技术是基因工程的重要应用之一。
通过将外源基因导入到目标生物体的基因组中，科学家可以使其具有新的特性，例如抗虫、耐旱、耐寒等。
转基因作物已经在农业领域得到广泛应用，如抗虫作物、抗草甘膦作物等。
2. 基因诊断技术基因诊断技术是利用基因工程的手段对疾病进行诊断和预测。
通过检测和分析个体的基因组，医生可以准确定位和诊断疾病，包括一些遗传性疾病。
基因诊断技术已经在临床上得到广泛应用，为疾病的早期预防和治疗提供了有力的支持。
3. 基因治疗基因治疗是利用基因工程的手段修复或替代患者体内的异常基因。
通过将正常基因导入到患者体内，科学家可以修复异常基因，从而治疗一些遗传性疾病。
虽然基因治疗技术仍处于研究和试验阶段，但已经在一些疾病的治疗中取得了一定的成果。
二、生物制药生物制药是利用生物技术手段生产药物的过程。
与传统的化学合成药物相比，生物制药具有更高的效力和更低的毒副作用。
1. 基因重组制药基因重组制药是生物制药的重要方法之一。
通过将需要生产的药物基因导入到宿主生物体中，如细菌或动植物细胞，利用其自身的生物合成能力生产药物。
基因重组制药技术已经成功应用于生产多种重要的生物药物，如胰岛素、生长激素等。
2. 抗体制药抗体制药是利用生物技术手段生产的一类药物，它们是与特定抗原结合并产生免疫应答的蛋白质。
通过基因重组或体外培养的方式，科学家可以大规模生产抗体，用于治疗癌症、自身免疫性疾病等。
初中生物知识点梳理之转基因技术的应用
初中生物知识点梳理之转基因技术的应用转基因技术的应用
概念：
转基因技术是把一种生物的某个基因，用生物技术的方法转入到另一种生物的基因组中，培育出转基因生物，就可能表现出转基因所控制的性状。
转基因技术的应用：
(1)转基因技术可以使动植物甚至成为制造药物的微型工厂，例如：1996年我国科学家成功的培育了5头具有治疗血友病的凝血因子基因的山羊，其乳汁中就含有凝血因子;1999年又培育了转入人的血清蛋白基因的奶牛，总之转基因技术在生物制药领域具有广阔的发展前景。
(2)转基因技术与遗传病诊治：转基因技术可以用于遗传病诊断与治疗，随着我们对人类自身基因认识的不断深入和人类基因组计划的完成。
基因诊断和基因治疗将呈现广阔的前景。
(3)转基因技术与农业：科学家应用转基因技术，成功的培育出一批抗虫、抗病、耐除草剂的农作物新品种，如苏云金杆菌体内能产生一种毒蛋白，农作物害虫吃下就会死亡。
利用转基因技术培育出优良品质的作物，如利用转基因技术培育出高蛋白含量的马铃薯和玉米等。
(4)转基因技术与环境保护：转基因技术在环境治理方面也发挥奇妙的作用。
如转抗虫基因作用的培育成功，可以减少使用污。
转基因动物制药
转基因动物制药20世纪70年代后期，随着DNA重组技术的问世，诞生了基因工程药物或称基因药物。
高产值、高效率的基因药物的出现给药物生产带来了一场革命，推动了整个医药产业的发展、极大地加速了基因工程药物的研制进程。
1 转基因动物概述转基因动物（transgenic animals）就是用实验室方法将人们需要的目的基因导入其基因组，使外源基因与动物本身的基因整合在一起，并随细胞的分裂而增殖，在动物体内得到表达，并能稳定地遗传给后代的动物，且使遗传信息得到表达。
整合到动物基因组上的外来结构基因称为转基因，由转基因编码的蛋白质称为转基因产品，通过转基因产品影响动物性状。
如果转基因能够遗传给子代，就会形成转基因动物系或群体。
目前一般使用逆转录病毒载体法（应用较为成功的方法）、显微注射法、精子载体法及等来制作转基因动物。
2 生物制药产业的发展生物医药产业的发展经历了3个不同的历史阶段。
早期是天然药物，如中草药（或加工成中成药）。
但人类并不满足于此，以后通过化学方法合成新的药物。
合成的药物成分单纯，有些是天然药物没有的，有些是对天然药物的改进，使它更为有效。
到20世纪70 年代后期，随着DNA重组技术的问世，诞生了基因工程药物或称基因药物。
3 转基因动物制药基因工程药物的发展经历了三个阶段：第一阶段是细菌基因工程，第二阶段是细胞基因工程，第三阶段就是用转基因动物来生产药用蛋白。
3.1转基因动物制药的应用转基因动物在生物制药中的应用主要包括以下几个方面：改良动物品种和生产性能；生产人药用蛋白和营养保健蛋白；生产人用器官移植的异种供体；建立疾病和药物的筛选模型；生产新型生物材料等。
1）利用转基因动物生产药用蛋白利用转基因动物生产药用蛋白主要通过3种渠道。
一是通过血液，将人的血红蛋白基因转移给猪种，这样可以通过转基因猪来生产人血红蛋白。
二是通过尿腺，利用膀胱中尿腺合成和分泌蛋白的功能作为反应器的优点是，转基因动物终其一生都将产尿，并且尿中几乎不含脂肪和其他蛋白，容易纯化。
11.转基因植物技术与制药
• 转基因沉默
– 由于外源基因ＤＮＡ的甲基化及基因共抑制等 而使外源基因的表达不稳定.
提高表达水平的一些方法
• 1 优化密码子的使用； • 2 启动子的选择； • 3 对目的基因进行改造与优化（使用植物偏爱密 码子）； • 4 特定调控序列的使用（增强子、内含子使用）； • 5 消除位臵效应（应用核基质结合区以及定点整 合技术）； • 6 外源蛋白的靶向表达（蛋白体、种子中的质体、 叶绿体等）。
3 转基因植物疫苗种类及应用
• 1990年,在转基因烟草中用农杆菌介导转化法表达 出约占烟草蛋白0.02%的变异链球菌表面蛋白 (spaA); • Mason(1992)提出了利用转基因植物生产可食用 疫苗的概念; • 在短短10年左右的时间里,已经有十几种病毒或细 菌的抗原基因在转基因植物中获得表达,且基本保 留了其天然免疫原性。
发展史
• 1989，Hiat首次在Nature发表了转基因植 物疫苗的研究； • 1990年,Curtiss等人在烟草种子中表达了具 抗原性的变异链球菌表面蛋白获得成功。 • 1992年,Ｍason等人在烟草中又表达了乙肝 表面抗原(ＨBsAg); • 至今，有70多篇研究论文发表，有的进入 临床阶段。
报道的植物疫苗主要种类
• (1)细菌疫苗:
– 主要有大肠杆菌热不稳定毒素B亚单位疫苗和 霍乱毒素B亚单位疫苗。
• (2)病毒疫苗:
– 目前研制出的病毒疫苗有乙型肝炎疫苗、免出 血症病毒疫苗、口蹄疫病毒疫苗、传染性胃肠 炎冠状病毒疫苗、狂犬病病毒疫苗、诺沃克病 毒疫苗、传染性胃肠炎病毒疫苗、呼吸道合胞 病毒疫苗等。
介绍几种基因工程产品及其特点
介绍几种基因工程产品及其特点基因工程是一项现代生物科学的重要领域，通过改变生物体的基因组来创造新的产品和改善现有产品的性能。
下面将介绍几种常见的基因工程产品及其特点。
1. 植物转基因产品:植物转基因产品是通过将外源基因导入植物细胞来改变其性状和特性的产物。
例如，转基因玉米、大豆和棉花等主要作物通常具有抗虫害、耐草药、抗病毒和提高产量的特点。
这些产品可以提高作物的抗性、耐受性和产量，从而增加农作物产量，减少农药使用。
2. 动物转基因产品:动物转基因产品是将外源基因导入动物细胞，改变其性状和功能的产物。
例如，转基因动物常用于医药研究，如转基因小鼠用于研究人类基因功能和疾病模型的建立。
转基因动物也可以用于生产人类蛋白质药物，如转基因牛产生人类胰岛素。
这些产品在医药研究和生产上具有重要意义。
3. 微生物转基因产品:微生物转基因产品是通过改变微生物的基因组，使其生产特定的化学物质或酶而得到的产物。
例如，转基因细菌可以用于生产抗生素、酶和其他用于工业生产的化合物。
这些产品在生物技术、制药和能源产业中具有重要应用价值。
4. 基因工程药物:基因工程药物是通过基因工程技术制造的药物，可以治疗多种疾病。
例如，基因工程胰岛素是一种由转基因细胞产生和分泌的胰岛素。
其他基因工程药物包括生长因子、抗体和疫苗等。
这些药物由于其高效性和低副作用性而取得了显著的临床效果。
总之，基因工程产品的发展为农业、医学和工业带来了巨大的进步。
它们在提高农作物产量和品质、研究疾病和生产药物等方面具有重要的应用价值。
当然，基因工程产品的安全性和伦理问题也需要得到充分的考虑和监管，以确保其正常而可靠的使用。
转基因动物制药
转基因动物制药20世纪70年代后期，随着DNA重组技术的问世，诞生了基因工程药物或称基因药物。
高产值、高效率的基因药物的出现给药物生产带来了一场革命，推动了整个医药产业的发展20世纪70年代后期，随着DNA重组技术的问世，诞生了基因工程药物或称基因药物。
高产值、高效率的基因药物的出现给药物生产带来了一场革命，推动了整个医药产业的发展、极大地加速了基因工程药物的研制进程。
在此之前，人们生产基因工程药物的方法，一是微生物基因工程，即把目的基因导入大肠杆菌等工程菌中，通过它表达目的基因蛋白，目前已上市的基因工程药物均采用这一方法；二是细胞基因工程，用哺乳动物细胞株表达目的产物，如生产凝血因子Ⅸ。
转基因动物则可将人们所需要的目的基因直接导入鼠、兔、羊、猪等动物体内，使目的基因在其体内表达，从而获得目的产品。
转基因动物制药为当今最具发展前景的新药生产方式，兹将国内外近年的研究进展概述如下：一、转基因动物所谓转基因动物，就是用实验的方法将人们所需要的目的基因导入动物的受精卵内，使外源基因与动物本身的基因(染色体)整合到一起，前者就能随细胞的分裂而增殖，并在体内得到表达，稳定地遗传给后代。
1982年世界第一只转基因动物“巨鼠”的产生，就是把大白鼠的生长激素基因导入小白鼠的受精卵里，将之再导入一“借腹怀孕”的母鼠体内，而生下一只比正常小鼠体格增长一倍的“巨鼠”。
转基因动物与克隆动物截然不同。
1996年英国的克隆绵羊“多利”，是把体细胞的核移植到一个去掉细胞核的卵细胞中，组装成一个类似受精卵的细胞，经无性生殖发育而成。
转基因羊是将外源基因通过显微注射等方法导入羊受精卵的原核中，然后将之移植到母羊宫腔，让其发育成小羊。
出生的小羊带有注射的外源基因，如注有人类凝血因子Ⅸ基因者，子代小羊的乳汁中就有可能含有大量人凝血因子Ⅸ蛋白，提取后即成治疗血友病的基因药物。
克隆动物的意义在于突破了有性生殖的框架，证明了高等动物也可无性繁衍；转基因动物则重在它具有的经济价值，可以用来大量廉价地生产出珍贵的药物。
转基因动物及其在医学中的应用
转基因动物及其在医学中的应用转基因动物是指通过加减特定的DNA片段而改变了基因构成和性状的动物，也可以认为是指体内基因组中稳定地整合有外源基因的动物。
该项技术始于80年代初，很快便成为研究动物基因表达特性及其功能的重要手段，在基因表达的调控机制等方面的基础理论研究、家畜家禽的遗传性状改造、培育能为人类提供器官移植材料的家畜、培育人类疾病的模型动物、作为生物反应器主产工业和医学所需要的珍贵生物活性蛋白等方面被广泛应用。
本文主要对其在人类医学方面的应用现状及前景作以论述。
1 转基因动物的制备技术用以培育转基因动物的技术叫做转基因技术或基因转移。
其总体过程是：首先从某种动物分离目的基因或人工构建该目的基因，把该目的基因在体外进行重组和扩增，然后再把加工好的目的基因设法导入另一个同种或异种动物受精卵的原核内(或细胞质内)，使其稳定地整合到受体细胞的基因组中，最后使该受精卵发育成携带外源目的基因的个体，即产生了转基因动物。
目前常用的转基因技术主要有：1)原核内显微注射法是将在体外构建的目的基因，在显微操作仪下用极细的微吸管注射到处于原核时期的受精卵的原核中，让这种外源基因通过某种方式整合到受体细胞的基因组中去，以实现转基因的目的。
2)转染技术主要以RNA病毒或DNA病毒为载体，在体外将目的基因或连同启动子等序列一同重组到病毒的核酸载体上。
再让该病毒感染受精卵或胚胎于细胞，利用载体病毒具有主动整合到受体细胞基因组中去的特性，让其连同所携带的目的基因等也一同整合到受体细胞的基因组上去。
90年代后又出现了两种较新的方法，即基因剔除和基因楔入技术。
3)细胞载体技术主要使用胚胎干细胞(ES)作为操作对象。
胚胎干细胞是从哺乳动物早期胚胎的内细胞团中分离得到的一种二倍体细胞，可在体外培养并保持全能分化的潜能，一旦回复到适当的环境条件下即可形成胚系集落。
可以用转基因技术将外源目的基因转移到胚胎干细胞中，通过同源重组或转换的方法使外源基因整合到胚胎干细胞的基因组中。
动物及植物细胞制药
植物细胞制药的生产流程
基因工程
将目的基因导入植物细胞或组织中，构建 稳定遗传的转基因植物。
提取与纯化
从植物细胞或组织中提取目的药物蛋白， 并进行纯化处理，去除杂质。
培养与表达
通过培养技术，使植物细胞或组织表达目 的药物蛋白。
制剂与质量控制
将目的药物蛋白制剂为药物成品，并进行 质量控制，确保药物安全性和有效性。
伦理挑战与解决方案
伦理问题
动物及植物细胞制药的伦理问题主要涉及生命伦理、 人权伦理以及生态伦理等方面。
解决方案
建立完善的伦理审查机制，加强伦理教育，提高公众 的伦理意识，确保研究符合伦理道德规范。同时，应 注重保护动物和植物的权益，避免对生态环境造成不 良影响。
05
展望未来
动物及植物细胞制药的发展前景
药物提取与纯化
从培养的细胞中提取和纯化目标药 物，进行质量控制和活性检测。
动物细胞制药的优缺点
优点
动物细胞制药可以生产具有复杂结构和功能的药物，如蛋白 质、抗体等；生产过程较为稳定，可以规模化生产；同时， 动物细胞制药还可以模拟人体内环境，使药物更具人体适应 性。
缺点
动物细胞制药的生产成本较高，需要大量的资金投入；同时 ，生产过程中涉及的生物安全和质量控制问题也需要严格把 关。
生物医药领域的新机遇
随着生物技术的迅速发展，动物及植物细胞制药作为新兴领域， 为生物医药领域带来了新的发展机遇。
满足临床需求
动物及植物细胞制药能够生产出许多难以通过传统方法获得的药 物，可以满足临床对某些特殊药物的需求。
拓展药物可及性
通过技术创新和规模化生产，动物及植物细胞制药有助于降低药 物成本，拓展药物可及性，造福更多患者。
生物制药技术的潜在风险及防范措施
生物制药技术的潜在风险及防范措施生物制药技术是利用生物体或其生物学活性组分制备药物的先进技术，已经为医药领域带来了革命性的突破。
然而，随着生物制药技术的发展和广泛应用，其潜在风险也日益引起人们的关注。
本文将从个体健康风险和环境风险两个方面探讨生物制药技术的潜在风险，并提出相应的防范措施。
一、个体健康风险1. 过敏反应：生物制药技术在制造药物时使用的生物材料往往具有高度纯度，但仍然存在一定的过敏性。
有些人对这些生物材料过敏，容易引发过敏反应，如呼吸困难、皮肤发红等。
因此，在生物制药的生产和使用过程中，必须加强对过敏原的筛选和监测，同时提高人员的安全意识，及时发现并处理过敏反应。
2. 免疫抑制风险：生物制药技术主要是通过干扰人体的免疫系统来治疗疾病，这可能导致患者的免疫系统受到抑制，容易引发感染和其他免疫相关的副作用。
为了防范这一风险，生物制药产品需要经过严格的临床试验，确保其安全性和有效性。
此外，在使用过程中，需要密切关注患者的免疫功能，并根据需要进行适当的免疫调节。
3. 基因突变和癌变风险：生物制药技术中常用的基因工程技术可能会导致细胞基因突变或癌变，增加个体患病风险。
为减少这种风险，在生物制药技术的研发和应用过程中，需要遵守严格的生物安全规范，确保基因编辑的准确性和安全性。
此外，对通过生物制药技术制备的药物进行严格的质量控制，保证产品的稳定性和安全性。
二、环境风险1. 基因流动风险：生物制药技术中常用的基因工程技术可能使基因从转基因植物或动物流向非转基因种群，对生态系统造成潜在风险。
为防范这一风险，需要在基因编辑过程中采用有效的隔离措施，防止转基因物种与自然种群的杂交。
此外，在转基因物种的研发和应用过程中，需要进行生态风险评估，评估可能产生的环境影响，并采取相应的控制和监测措施。
2. 药物残留风险：生物制药技术制备的药物通常具有高度特异性，但仍存在一定程度的药物残留风险。
这些药物残留可能对环境中的生物体产生毒性影响，破坏生态平衡。
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乳腺生物反应器的应用
目前，国际上已有30多家公司正在开发乳腺 生物反应器。
乳腺生物反应器的应用
2006年：世界上第一个利用转基因动物（山 羊）乳腺生物反应器生产的基因工程药物重 组人抗凝血酶Ⅲ（商品名：ATryn ）上市
„美国Genzyme公司旗下的GTC Biotherapeutics公司‟
Pharming
Farming
其他动物生物反应器
动物生物反应器的主要类型
动物乳腺生物反应器 动物血液生物反应器 动物膀胱生物反应器 精液、蛋清、蚕茧
动物血液生物反应器
血液中表达，大型家畜血液丰富，屠宰 即可收获产物 产物进入血液循环：有些物质会影响动 物健康（如激素、细胞分裂素、血纤维 溶酶因子等） 外源蛋白与内源蛋白难分离 可生产人血红蛋白、抗体、生长激素及 非活性状态的融合蛋白
重组人抗凝血酶Ⅲ：可抑制血液中凝血酶活 性，用于预防和治疗血栓血塞形成，对治疗 抗凝血酶缺失症具有显著效果。全球每年的 潜在市场约为1.5亿美元。
乳腺生物反应器的应用
其他应用：利用转基因绵羊、牛和兔乳腺生
物反应器生产的
人α-抗胰蛋白酶（抗蛋白酶缺乏性肺气肿） 人组织纤维蛋白溶酶原激活剂（tPA,抗栓药） 人C1抑制剂（治疗血管神经性水肿）等
乳腺生物反应器的优点
1、产量高，成本低 以防治A型血友病的凝血因子Ⅷ为例： 美国目前的需求总量是120g 血浆提取：需120万升血浆，1200万人次捐血 转基因动物：只需1.2头转基因牛 生产1g重组蛋白的成本： 乳腺生物反应器：0.02-0.50美元 哺乳动物细胞： 800-5000美元
乳腺生物反应器的优点
FDA已批准应用基因技术公司（AGTC）α1－ AT进入II期临床实验
乳腺生物反应器的应用
α1-AT基因位于第14号染色体。α1AT是肝脏产生的一种糖蛋白，广泛分 布于唾液、十二指肠液、呼吸道分泌 物、泪液、鼻腔分泌物和脑脊液，是 人体内血清蛋白酶的主要抑制物。
1-AT缺乏症：新生儿肝炎、肝硬化、肝癌、肺气肿
S1 转基因动物制药
乳腺生物反应器的应用 乳腺生物反应器的优点 其他动物生物反应器
乳腺生物反应器的应用
医药产业经历了三个不同的历史阶段： 天然药物 化学合成药物 基因工程药物 基因工程制药也经历了三个阶段： 发酵工程 细胞工程 转基因动物
大肠杆菌 酵母等微生物
把人或哺乳动物 的基因直接导入 哺乳动物的细胞
1、产量高，成本低
蛋白 1-抗胰蛋白酶 抗凝血酶III 血红蛋白 长效t-PA 血浆内水平 （g/L） 1.4~3.2 0.17~0.39 —— ——
重组蛋白水平 （g/L）
10.0
动物种属
16.0 10.0 7.0 32.0 3.0
小鼠 绵培养：重组蛋白表达量为0.1～1g/L
乳腺生物反应器的优点
1、产量高，成本低
乳腺组织是一种高效的产奶器官： 奶牛：8000～10000L/头· 年， 绵羊和山羊：800～ 1000L/头· 年 以最低表达量1g/L的重组蛋白计算： 奶牛： 8～10kg /头· 年 绵羊和山羊：0.8～1kg /头· 年
一头奶牛重组蛋白年产量相当于1000L发酵罐
2、周期短 一种新药从研制开发、通过药审直到上市， 约需10-15年的周期，用转基因动物生产药物， 周期可缩短5年。 3、产品的质量好，高活性 生产的重组蛋白药物生理活性好，与人同源 性高，非常接近天然产品。
乳腺生物反应器的优点
3、设备简单，不耗能，无污染
该技术基本上为一畜牧业过程，虽饲养环境要求特 别洁净，但仍是给牛羊草料，由牛羊奶中提取药品， 因此蛋白生产过程不需昂贵设备，不消耗能源，不 会产生工业废料，也不会对环境产生污染，因此动 物乳腺生物反应器制药技术是一种可持续发展的新 型生物制药技术。
利用转基因 动物制药
乳腺生物反应器的应用
1980年，Gordon用DNA显微注射法获得了 转基因小鼠 1982年，Palmiter获得 “超级”小鼠 1985年，转基因兔、绵羊、猪 1986年，转基因牛
乳腺生物反应器的应用
1987年，第一个动物乳腺生物反应器模型：
Gorden等利用组织纤溶酶原激活剂（tPA） 与小鼠乳清酸蛋白（WAP）启动子重组基因， 在转基因小鼠乳汁中表达了tPA。
这些重组蛋白药物也已经完成或进入临床Ⅲ期 试验。另外还有10多种重组蛋白药物处于临床 研究，上百种重组蛋白处于研发阶段。
乳腺生物反应器的应用
据美国权威机构预测，到2010年，转基因动物 生产的重组蛋白产品销售额将达到350亿美元， 生产的药物将占整个基因工程药物种类的90% 以上。
乳腺生物反应器的优点
动物膀胱生物反应器
报道较少，生产人生长激素取得初步成果 优点： 1、从尿液中收集产物对动物无伤害 2、分离纯化经济有效，不需除脂肪等 3、生产周期短，不管是雌、雄动物从出生 开始就可获得表达产物
精液系统
有些动物精液很丰富并易于收集，如猪
精液系统
研究例子：小鼠的P12基因启动区可特异 地驱动在雄性小鼠的附性腺表达，已用 来表达人生长激素。该激素在转基因小 鼠精液中高达0.5mg/ml 精液系统与尿液一样，具有特异性的优 点，但复杂的蛋白质在此两种系统中成 熟与分泌的情况如何，目前尚不太清楚
动物乳腺生物反应器
（mammary gland bioreactor）
是指利用动物乳腺特异性启动子调控元件指 导外源基因在乳腺中特异性表达，并能从 转基因动物乳汁中获取重组蛋白的一种生 物反应器。
乳腺生物反应器的应用
1991年，英国爱丁堡制药公 司，转基因绵羊：羊乳中含 有1-抗胰蛋白酶（1-AT）， 含量高达16g/L，估计泌乳 期的每只羊可产70g，价值 达70万美元
蛋清系统
蛋清含量丰富，所含蛋白 质的量高，且分泌到体外， 有望成为重组蛋白质的优 良生产系统 最近已得到在蛋清中生成 外源蛋白质的转基因鸡， 但在总体上，禽类的转基 因技术还不成熟
蚕茧系统