朱春燕--基因工程制药发展概述(详细)
基因工程制药技术
基因工程制药技术可能引起不可预测的副作用和风险，需要严格的监管和评估。
2 伦理问题
基因工程制药技术涉及对人类基因的修改和干预，引发了一系列伦理问题和争议。
3 成本问题
基因工程制药技术的研发和生产成本较高，对医疗资源的需求也较大。
实践案例
ห้องสมุดไป่ตู้
胰岛素生产
基因工程制药技术已经实现了大规 模合成胰岛素，使得糖尿病患者得 到了有效的治疗。
2 遗传病治疗
通过修复或替换缺陷基因，可以治疗一些遗传性疾病，如囊性纤维化和血友病。
3 新型疫苗研发
通过基因工程技术，可以快速研发出新型疫苗，提高预防和控制传染病的效果。
优势和挑战
优势:
1 高效性
基因工程制药技术可以快速合成大量药物，提高疗效和生产效率。
2 个性化治疗
通过针对个体基因差异合成药物，可以实现个性化治疗，提高疗效。 挑战:
基因工程制药技术
基因工程制药技术是一种革命性的方法，利用基因的重组和DNA的改造来合 成药物。它已经在医学领域取得了巨大的突破和成功。
定义和背景
基因工程制药技术是利用基因重组和DNA改造，通过改变生物体的遗传信息 来合成药物的一种高效方法。它革命性地改变了药物研发和生产的方式，为 医学研究带来了巨大的希望。
原理和方法
基因重组
通过将不同生物物种的基因组 合，可以创造出新的蛋白质， 用于合成药物。
DNA改造
通过改变DNA序列，可以控制 目标基因的表达，进而合成特 定的药物。
转基因技术
通过将目标基因导入宿主细胞， 使其表达目标蛋白质，从而合 成药物。
应用领域和前景
基因工程制药技术:
1 癌症治疗
通过合成特定的抗体药物，可以针对不同类型的癌细胞进行精确治疗。
基因工程制药
重要的工具酶
工具酶 限制性核酸内切酶
（Ⅱ型） T4 DNA连接酶
DNA聚合酶 逆转录酶
碱性磷酸酶 末端转移酶
活性 识别特异碱基序列，切割DNA
催化DNA5’-磷酸与3’-羟基 形成磷酸二酯键 以DNA为模板合成DNA 以RNA为模板合成cDNA 切除5’-末端磷酸 催化3’-端合成同聚尾
（三）、基因工程的载体
表达载体(expression vector)
使插入的外源DNA序列转录翻译，表达 出多肽链，这样的载体称为表达载体。
穿梭载体（shuttle vector)
这类载体中含有来源不同的复制子结构，既具 备原核细胞复制所需的序列结构，又具有能使外源 片段在真核细胞表达所需的结构元件和相应的选择 标记基因,故能在两种受体细胞中复制并检测，克隆 的外源基因在此类载体直接从一种受体转入另一种 受体中进行复制和表达．
基因工程制药
第一节 概述 第二节 基因工程基本技术与策略 第三节 基因药物生产的基本过程 第四节 基因工程药物制造实例
第一节 概述
一、基因工程建立的基础 二、基因工程的相关概念及相关酶学 三、基因工程技术所生产的药物 四、基因工程制药的优点 五、基因工程制药所使用的生物技术 六、我国基因工程制药的进展 七、基因工程制药生产的化学工艺学要求 八、基因工程的发展
四、基因工程制药的优点
（1）利用基因工程技术可 以生产出过去难以获得的 生理活性蛋白和多肽。
（2）可以通过大批量的生 产方法获得足够数量的生 物活性物质。
（3）利用基因工程技术可 以发掘出更多的内源性生 理活性物质。
（4）利用基因工程技术和 蛋白质工程技术可以对药 物蛋白进行修饰和改造， 来提高药效价值和获得新 型的化合物。
基因工程技术与生物制药发展趋势
基因工程技术与生物制药发展趋势随着科技的进步和人类对生命科学的深入探索，基因工程技术在生物制药领域的应用越来越广泛。
基因工程技术作为一种重要的生物技术手段，可以对基因进行精确操控与调节，进而改变生物体的遗传信息与生物功能。
基因工程技术的不断发展与创新，为生物制药的发展带来了新的机遇和挑战。
基因工程技术的核心是对生物体的基因进行改造与调控，以增强其特定功能或产生特定产品。
例如，利用基因工程技术可以将人类生长激素基因插入细菌中，使其产生大量的生长激素，从而制备出治疗生长激素缺乏症的生物制剂。
这种基因工程技术在生物制药领域的应用，不仅提高了药物的产量和纯度，而且显著降低了药物的成本。
基因工程技术的快速发展，使得生物制药行业有了更多的创新空间与发展机会。
随着基因工程技术的突飞猛进，生物制药发展也呈现出新的趋势。
首先，基因工程技术能够实现个性化治疗，将药物的疗效与个体基因信息进行匹配，从而实现精准治疗。
例如，在抗癌药物的研发中，基因工程技术可以根据患者的基因组信息，调整药物的成分与剂量，提高药物的疗效与耐受性。
通过个性化治疗，可以实现更加精确、高效的治疗效果，从而提高患者的生存率和生活质量。
其次，基因工程技术还可以加强对药物的质量控制和安全监管。
传统的生物制药生产过程受到很多因素的干扰与限制，如杂质的残留、细菌或病毒的污染等。
而基因工程技术可以通过选择合适的表达宿主和优化工艺流程，有效降低药物的杂质含量和污染风险。
此外，基因工程技术还可以通过基因组编辑和质粒重组等手段，改善药物的稳定性和生物活性，延长其有效使用期限。
另外，基因工程技术在生物制药领域还有更广阔的应用前景。
目前，一些常见病和罕见病的治疗仍然存在局限性或无法根治，如癌症、糖尿病、血友病等。
基因工程技术有望为这些疾病的治疗提供新的解决方案。
例如，通过基因编辑技术，可以修复患者体细胞或干细胞中的缺陷基因，从根本上治疗疾病。
此外，基因工程技术还可以应用于生物疫苗、生物诊断试剂和基因检测等领域，为医学研究和临床实践提供更加全面和丰富的资源。
基因工程药物概述
• 骨成型蛋白2（BMP-2）：促进骨质形成，治疗脊骨退行 性融合。
• 角化细胞生长因子-1（KGF-1）：促进上皮细胞移行及再 生，用于治疗化疗引起的重度口腔黏膜炎。
• 胰岛素样生长因子-1（IGF-1）：儿童IGF缺乏性生长不 良
联物上市（用于霍奇金淋巴瘤的治疗）
第二节、基因工程药 物的种类及应用现状
参考文献： ①美国食品药物管理局网站： Drags@FDA： ②中国国家食品药品监督管理局（SFDA）网站 ③胡显文在“基因工程药物与抗体药物研发与质量控制关键技术 研讨会”上的报告。
一、基因工程药物的种类
• 基因重组多肽及蛋白药物 • 核酸类重组药物 • 重组活载体药物
长因子） ：创伤、烧伤、眼科疾病等。
（四）我国CFDA2013年9月登记的进口重组 细胞因子类药物
• rhIFN α2a注射液：罗荛愫，Roferon-A：瑞士。 • PEG化rhIFN α-2a注射液：派罗欣，Pegasys，瑞士。 • PEG化rhIFN α-2b注射剂：佩乐能，Peg-Intron，新加
1、抗原结合位点：位于N段可变区。 2、补体结合位点： 位于IgG分子Fc段的CH2，可与补体结合。 3、Fc受体结合位点：位于IgG分子Fc段的CH3，可与IgG的
FcR结合。 4、母体胎盘结合位点：位于IgG分子Fc段的CH2，可与母体胎
盘滋养层细胞上的受体结合，介导IgG从母体一侧穿过胎 盘到达胎儿。
外源治疗性可溶性受体可与相应的膜受体竞争配体 而起到抑制作用，借此发挥治疗作用。
亚单位疫苗
• 用病原体上能够诱发保护性反应的蛋白 （而非完整病原体）生产的疫苗。
基因工程技术在制药领域的应用和发展
基因工程技术在制药领域的应用和发展第一篇：基因工程技术在制药领域的应用和发展基因工程技术在制药领域的应用和发展吴苏亚（南京中医药大学，08药学一班，042008118）摘要：基因工程技术又称基因拼接技术和DNA重组技术,是以分子遗传学为理论基础,以分子生物学和微生物学的现代方法为手段将不同来源的基因按预先设计的蓝图,在体外构建杂种DNA分子,然后导入活细胞,以改变生物原有的遗传特性、获得新品种、生产新产品。
经过30多年来的进步与发展,已成为生物技术的核心内容。
本文简述了近年来基因工程技术在制药技术的应用和发展。
其中主要从基因工程制药和基因工程药物的治疗进展两方面来呈现基因工程技术在制药领域的杰出贡献以及在整个生物领域的强大生命力和广阔的应用前景。
关键词：基因工程技术，基因工程制药，基因工程药物Genetic engineering applications in the pharmaceutical sectorand developmentWu Suya Abstract: The genetic engineering technique known as gene splicing and recombinant DNA technology, is based on the theoretical basis of molecular genetics, molecular biology and microbiology, as a means of modern methods of genes from different sources according to pre-designed blueprint, in the in vitro Hybrid DNA molecules into living cells and then to change the genetic characteristics of the original bio, access to new varieties, production of new products.After 30 years of progress and development, has become the core of biotechnology.This paper describes the genetic engineering technology in recent years in the pharmaceutical technology and development.Mainly from the pharmaceutical and genetic engineering, geneticengineering of drugs both to render the treatment of advanced genetic engineering technology in the pharmaceutical field, and outstanding contribution to the field in the biological application of strong vitality and broad prospects.Key words: genetic engineering, genetic engineering, pharmaceuticals, genetic engineering drugs 所谓基因工程是指将所得的目的基因节基因、载体相结合，然后将它引进受体细胞，使之进行复制并产生相应基因产物的技术。
基因工程制药应用及研究进展
1989 年
我国首个基因工程药物 IFN - a1 1989 年经卫生部 批准 获新药证书
1995 年 1997 年
自然杂志汇集发表了人基 因组全物 理图, 以及 3 号、16 号和 22 号人染色体的高密度物理图
中国科学院国家基 因研究中 心以洪国 藩教授 为首的 科 学家小组, 在世界上首次成功构建了高分辨的水稻 基因 组物理图 英国爱丁堡罗斯林研究院首次克隆成功多莉羊, 引 起世 界轰动。
St rait Pharmaceut ical Journal Vol 22 No 12 2010
素损伤心肌的作用 J 药学与临床研究, 2009, 17( 3) : 177 181 31 Shen XC, Y Lu, Q ian ZY , et al Eff ect s of crocet in on the matrix
基因工程制药已经成为利用现代生物技术生产的最重要 的产品, 并成为衡量一个 国家现 代生物 技术发 展水平 的一个 最重要的标志, 生物制药 已成为 制药业 中发展 最快和 技术含 量最高的领域。从 1982 年 第一个新 生物技 术药 物基因 重组 人胰岛素 3 上 市至今, 生物制 药产业只有 20 余 年历史, 约有 100 余种产品, 但这些 产品 在治疗 肾性 贫血、白 细胞 减少、癌 症、器官移植排斥、类风湿关节炎、糖尿病、矮小症、心肌 梗死、
Research progress and application in genetic engineering of pharmacy
HUANG Rong Zhen( Fujian provincial Institution for Drug cantrol Fuzhou 350001, China)
基因工程制药碎片网载基因工程制药
基因表达的调控是一个复杂的过程，如何有效调 控基因的表达以达到治疗目的，是基因工程制药 中的一大挑战。
细胞和组织特异性
如何将药物准确地递送到病变细胞或组织，避免 对其他细胞或组织的损伤，是基因工程制药中的 另一个技术挑战。
伦理和法律问题
人类基因编辑
基因工程制药涉及到人类基因编辑，如何确保技术的安全性和伦理 的合理性，是当前面临的重要问题。
知识产权保护
基因是天然存在的，如何保护知识产权，避免侵权行为，是基因工 程制药中需要关注的问题。
法规监管
基因工程制药涉及到法规监管问题，如何制定合理的法规和监管政策， 以确保技术的安全性和有效性，是当前面临的重要挑战。
社会和经济影响
01
社会接受度
基因工程制药是一种新兴的技术，如何获得社会的广泛接受和支持，是
未来发展方向和前景
创新药物的研发
随着基因工程技术的不断发展，未来将有更多的创新药物 问世，为患者提供更有效的治疗方案。
个性化医疗的发展
基因工程制药技术的发展将推动个性化医疗的进步，根据 患者的基因组信息量身定制治疗方案，提高治疗效果。
跨界合作与国际合作
未来将有更多的跨界合作和国际合作，共同推动基因工程 制药领域的发展。同时，国际合作将有助于制定统一的法 规和标准，促进技术的全球推广和应用。
利用基因工程技术进行细胞培养，生 产生物药物。
利用基因工程技术生产生物催化剂， 用于生物制药生产。
蛋白质表达
通过基因工程技术表达蛋白质，生产 生物药物。
04
基因工程制药的挑战与前景
技术挑战
1 2 3
基因测序技术
随着基因测序技术的不断发展，如何提高测序速 度、降低成本和提高准确性是当前面临的重要挑 战。
基因工程制药中
未来发展趋势
1 智能化技术的应用
基因分析技术、大数据技术、人工智能等的 应用将加速新药研发，降低药物研发成本和 提高研发效率。
2 社会化医药资本
医学科技飞速发展，引发大批资本的涌入， 未来的医疗产业将由传统的政府和大企业主 导转向社会化资本。
3 创新型人才培养
育人需要注重实践教学、合作教学，强化学 生实践动手能力和团队协作能力。
4 国际化发展
加强与国外研究单位、知名医药公司的合作， 形成全球化资本与创新环境下的国际化发展。
基因工程制药的伦理和法律考量
伦理考虑
开展基因工程制药研究应该遵循诚实守信原则，尊 重人的利益和尊严。
法律考虑
制药企业应符合 FDA 的质量标准和相关安全法规， 防止医用假冒伪劣药品的出现。
总结和展望
基因工程制药是继化学制药和生物制药之后的又一种重要的制药手段。它创造了许多新的治疗方法和新型生物 制剂，并将极大地改变人类医疗卫生方式。展望未来，基因工程制药必将推动医药工业的自主创新和高效发展， 也将充分发挥全球协作的作用，为新时代的医疗卫生事业作出贡献。
基因工程制药中
基因工程制药是利用生物技术手段，将包含特定目的基因的外源 DNA 导入宿 主细胞，通过改变宿主细胞代谢，生产出治疗疾病的生物制品。
制药的革命：基因工程制药发展历程
1
1 973年
卡彭特和斯坦利首次成功重组 DNA
2
1 976年
首个重组的人类基因生产出来
3
1 979年
首个人类基因治疗药物 Humulin 通过 FDA 批准
生物制品
如 Insulin、Erythropoietin 等蛋白类生物制品，取 代了使用动物胰岛素的药物，具有生产成本低、 不易感染病毒等特点。
《基因工程制药技术》课件
02
该系统可用于生产具有治疗价值 的蛋白质药物，如疫苗、抗体等
。
转基因植物表达系统的优点是生 产成本低，且易于大规模生产。
03
缺点是可能存在食品安全和环境 问题，需要加强监管和控制。
04
04 基因工程制药的挑战与前 景
安全性问题
基因工程制药产品的安全性是首要考 虑的问题，需要经过严格的临床试验 和审批程序，确保产品的安全性和有 效性。
02 基因工程制药技术的基本 原理
基因克隆与表达
基因克隆
01
通过特定的方法将目的基因从生物体中分离出来，并在体外进
行复制和扩增的过程。
基因表达
02
在细胞内，基因通过转录和翻译过程，将遗传信息转化为蛋白
质的过程。
基因克隆与表达在制药工业中的应用
03
利用基因克隆技术获取药物靶点基因，通过基因表达技术生产
未来发展前景与展望包括开发更加高效和精准的基因工程制药技术、拓展新的治 疗领域和应用范围、降低生产成本和提高可及性等，需要加强研发和创新投入， 推动基因工程制药技术的可持续发展。
பைடு நூலகம்
05 基因工程制药的案例分析
胰岛素的基因工程生产
总结词
通过基因工程技术，将胰岛素基因转入到大肠杆菌或 酵母菌中，实现大规模生产。
感谢您的观看
THANKS
具有生物活性的蛋白质药物。
重组DNA技术
01
重组DNA技术
通过人工方法将不同来源的DNA片段进行剪切、拼接和重组，形成新
的DNA分子。
02
重组DNA技术在制药工业中的应用
利用重组DNA技术构建基因表达载体，将目的基因导入受体细胞，实
现目的基因的高效表达。
基因工程制药—基因工程制药的发展
二、基因工程制药的概念
是指在体外通过重组DNA技术、对生物的遗传基因进行剪切、拼接、重新组合， 与适宜的载体连接，构成完整的基因表达系统，任何导入宿主生物细胞内，与原有遗传 物质整合或以质粒形式单独在细胞中繁殖，并表达活性蛋白质、多肽等药物的工艺过程。
三、常见的基因工程药物
主要是药用蛋白质和多肽类，如 • 免疫蛋白质：抗体、抗原等 • 细胞因子：表皮生长因子、凝血因子、干扰素等 • 激素：胰岛素、生长激素等 • 酶类：尿激酶、链激酶、淀粉酶等
值或者获得新型的化合物； • 为制药工业提供新技术，为新药研发提供了新途径和新技术，提高药物研发的速度。
五、基因工程制药的发展
（一）基因工程的历史 1973年——DNA重组技术的建立 1977年——重组生长激素抑制因子克隆成果，美国成立第一家基因工程公司 1982年——美国lilly公司首先将重组胰岛素投放市场，标志着世界上第一个基因 药物工程诞生。 八十年代中期发明了PCR技术
五、基因工程制药的发展
（一）基因工程的历史 1985年——第一批转基因家畜培育成功 1999年——中国获准加入人类基因组计划 2003年——人类基因组计划的测序工作完成
五、基因工程制药的发展 （二）我国基因工程药物发展
我国从20世纪80年代初期开始基因工程药物的开发研究 1989年我国首个基因工程药物重组人干扰素批准上市，1997年通过Ⅲ期临床， 标志着我国生产的基因工程药物实现了零的突破，是我国自主研制成功的拥有自主 知识产权的基因工程一类新药。 1992年，第一个基因工程疫苗——乙肝疫苗投入市场。
小结
1、基因工程的概念。 2、基因工程制药的概念。 3、与传统制药技术相比，基因工程的 制药优点。
基因工程制药的发展一、基来自工程的概念将某一生物体（供体）的遗传信息分离出来，与载体在体外进行拼接重组，然后 转入另一种生物体（受体）内，使之按照人们的意愿稳定遗传并表达出新产物或新性 状的DNA体外操作程序，也叫重组DNA技术。
基因工程生物药物的研发与生产
基因工程生物药物的研发与生产第一章：基因工程生物药物的概述基因工程生物药物是指利用基因工程技术来研发和生产的一类新型药物。
它们通过对生物体的基因进行修改和重组，使其产生具有特定功能的蛋白质或多肽。
这些蛋白质或多肽能够作用于人体的疾病靶点，从而起到治疗疾病的效果。
相比传统的化学合成药物，基因工程生物药物具有更高的特异性和效力，能够更好地满足临床需求。
第二章：基因工程生物药物的研发过程基因工程生物药物的研发包括四个主要阶段：目标选择、基因克隆、表达与纯化、药物评价。
目标选择是在众多疾病靶点中筛选出最具潜力的目标，通过对靶点的研究，确定治疗疾病的理论基础。
基因克隆是将目标基因克隆到合适的表达载体中，并引入宿主细胞中，目的是使宿主细胞能够有效地表达目标蛋白。
表达与纯化是将表达的目标蛋白从细胞中提取出来，并进行一系列的纯化步骤，以获取高纯度、高活性的蛋白。
药物评价是对纯化的蛋白进行一系列的体外与体内研究，包括药理学、毒理学、药代动力学等，以评估药物的安全性和有效性。
第三章：基因工程生物药物的生产工艺基因工程生物药物的生产工艺主要包括细胞培养、表达与分泌、纯化与精制。
细胞培养是指将经过基因工程改造的细胞株培养在合适的培养基中，并提供适宜的培养条件，以获得大量的目标蛋白。
表达与分泌是指经过培养的细胞在一定条件下，通过蛋白合成机制，将目标蛋白表达并分泌到培养液中。
纯化与精制是将目标蛋白从培养液中提取出来，并进行一系列的纯化和精制步骤，以去除杂质，得到高纯度的目标蛋白。
第四章：基因工程生物药物的质量控制基因工程生物药物的质量控制是确保药物质量和安全性的关键环节。
质量控制主要包括原材料控制、生产工艺控制、药物检测与评价等方面。
原材料控制是通过对原材料的检查和筛选，保证所使用的原材料符合相关标准和规范。
生产工艺控制是通过严格控制生产过程中的环境条件、工艺参数等，确保药物的一致性和稳定性。
药物检测与评价是对生产得到的药物进行一系列的化学、物理、生物学等方面的检测与评价，以确保药物质量符合相关标准和规范。
《基因工程制药》课件 (2)
通过利用基因工程技术，制造创新的药物和生物制品，为医疗和健康领域带 来巨大好处。
基因工程制药的定义
基因工程制药是一种利用基因工程技术，通过改变生物体的基因组来制造药 物和生物制品的过程。它已经成为当今医药领域的重要发展领域。
基因工程制药的发展历史
1
1 978年
莱昂纳德·赞科夫首次成功将人类胰岛素基因植入大肠杆菌，开创了基因工程制 药的先河。
总结和展望
基因工程制药是医疗和健康领域的重要创新领域，具有巨大潜力和市场前景。随着技术的发展和应用的深入， 基因工程制药将为人类的生命健康带来更多惊喜和福音。
免疫治疗
利用基因工程技术可以改变 免疫细胞的基因表达，提高 免疫系统对疾病的应对能力。
基因工程制药的制备工艺
1. 基因克隆：将目标基因插入宿主细胞中的载体。 2. 转化：将插入载体的细胞转化为表达机器，并产生目标蛋白。 3. 纯化：通过多种技术，将目标蛋白从细胞表达物中纯化出来。 4. 制剂：将纯化的目标蛋白制备成药物形式，如注射剂、片剂等。
2
1982 年
人类胰岛素经过基因重组技术制备成功，成为第一种基因工程制药产品。
3
1 997年
美国批准上市第一种基因工程制药产品——重组人粒细胞集落刺激因子（GMCSF）。
基因工程制药的应用领域
肿瘤治疗
基因工程制药可以通过改变 细胞的基因表达，研发更有 效的抗癌药物。
遗传性疾病
基因工程制药可以研发治疗 遗传性疾病的基因治疗药物， 帮助患者恢复健康。
基因工程制药的优势和挑战
1 优势
提高治疗效果、减少副作用、增强药物稳定性。
2 挑战
技术复杂性、高ห้องสมุดไป่ตู้本、监管要求严格。
03-3 基因工程制药
3.菌种库的建立与保藏
1.基因工程假单胞杆菌菌种建立 第一步：干扰素α-2b基因的克隆 第二步：表达载体的构建
第三步：工程菌的构建
第一步：干扰素基因的克隆(RT-PCR) 制备白细胞，病毒诱导，分离mRNA，反转录酶合成cDNA，
PCR，基因连接质粒，转化E.coli（感受态细胞），筛选鉴定
基因工程假单胞杆菌发酵生产工艺
宿主：腐生型假单胞杆菌（Pseudomonas putida） 上市产品：IFN α-2b/安福隆 表达产物：无糖基化可溶性蛋白质，具有天然分子结构和生物 活性 工艺特点： 发酵周期短：几个小时
无需变性、复性过程，获得有活性产品
纯化过程：淘汰抗体亲和层析
二、基因工程假单胞杆菌的构建与保藏
4 生产实例
重组人干扰素生产工艺
一、干扰素概述
二、基因工程假单胞杆菌的构建与保藏
三、干扰素的发酵工艺过程 四、干扰素的分离纯化工艺过程
一、干扰素概述
干扰素简介
干扰素的临床应用 干扰素的研究与生产现状 干扰素的生产工艺路线
1.干扰素简介
概念(interferon, IFN)：机体免疫细胞产生的一类细胞因子， 是机体受到病毒感染时，免疫细胞通过抗病毒应答反应而产生 的一组结构类似、功能接近的生物调节蛋白。 功能：干扰病毒在细胞内的繁殖
第二步：表达载体构建
IFN基因与表达载体连接 转化大肠杆菌 筛选阳性克隆
获得序列正确的表达载体
第三步：工程菌构建
转化假单胞杆菌
筛选高表达、稳定遗传的工程菌
获得原始菌种
2.基因工程菌的特性 （1）具有宿主菌的特征 细菌：革兰氏阴性菌，有荚膜，无芽孢，杆状。
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基因工程制药的发展概述摘要：随着20 世纪 70 年代 DNA重组技术的建立，基因工程制药开始得到迅速的发展，随着基因组和蛋白质组研究的深入,基因工程药物将有更多的机会获得突破性进展。
本综述主要从基因工程制药的发展、种类、应用和进展作一概述。
关键词：基因工程制药应用引言生物学发展推动着医学迅猛发展,特别是生物技术在临床医学上的应用,丰富了对疾病诊断、预防和治疗的新方法。
二十世纪七十年代基因工程技术的诞生为医学发展注入了新鲜血液。
1 基因工程制药概述基因工程制药是指按照人们的意图,将外源基因整合入宿主基因组中,表达具有生物学活性的蛋白药物。
基因工程制药的快速发展开发了一系列针对疑难病症的工程药物,极大程度地改善了人们的生活品质。
基因工程药物自年问世以来,每年平均有一个新药疫苗问世, 开发成功的约五十个药品已广泛应用于治疗癌症、肝炎、发育不良、糖尿病、囊纤维变性和一些遗传病上, 在很多领域特别是疑难病症上,起到了传统化学药物难以达到的作用。
其原因在于,基因工程制药物的研究与开发多是以对疾病的分子水平上的有了解为基础的,往往会产生意想不到的高疗效。
基因工程制造药行业在近二十年中的飞速发展是以分子遗传、分子生物、分子病理、生物物理等基础学科的突破, 以及基因工程、细胞工程、发酵工程、酶工程和蛋白质工程等基础工程学科的高速进展为后盾的。
基因工程药物的开发时间为一年,比开发新化学单体一年要短一些，适应症不断延伸也是蛋白类药物的一大特点［1］。
基因工程药物又称生物技术药物,是根据人们的愿望设计的基因,在体外剪切组合,并和载体DNA 连接,然后将载体导入靶细胞(微生物、哺乳动物细胞或人体组织靶细胞) ,使目的基因在靶细胞中得到表达,最后将表达的目的蛋白质纯化及做成制剂,从而成为蛋白类药或疫苗［2］。
目前人类60 %以上的生命科学成果集中应用于医药工业。
这些药物包括细胞因子、菌苗、疫苗、毒素、抗原、血清、DNA 重组产品。
体外诊断试剂等等,在预防、诊断、控制乃至消灭传染病,保护人类健康,延长生命过程中发挥着越来越重要的作用。
基因工程药物引入医药产业,由此引起了医药工业的重大变革,使得医药产业成为最活跃、发展最快的产业之一。
2 发展历史和现状20世纪70年代，随着DNA重组技术的成熟，诞生了基因工程药物，高产值、高效率的基因药物给医药产业带来了一场革命，推动了整个医药产业的发展，医药产业进入了新的历史时期。
基因药物经历了三个阶段：第一阶段是把药用蛋白基因导入到大肠杆菌等细菌中，通过大肠杆菌等表达药用蛋白，但这类药物往往有缺陷，人类的基因在低等生物的细菌中往往不表达或表达的蛋白没有生物活性。
第二阶段是人们用哺乳动物的细胞代替细菌，生产第二代基因工程药物。
但由于哺乳动物细胞培养条件相对苛刻，生产的药物成本居高不下。
第一、二代基因药物的研制和生产已经成熟。
从第一个反义核酸药物Vitrovene于1998年和1999相继在美国和欧洲上市以来，发展迅速。
第三阶段是到了80 年代中期，随着基因重组和基因转移技术的不断发展和完善，科学家可以将人们所需要的药用蛋白基因导入到哺乳动物体内，使目的基因在哺乳动物身上表达，从而获得药用蛋白。
我国这项技术虽然起步较晚，基础较差，但一开始就受到党和国家的高度重视，为跟踪世界新技术革命迅猛发展的浪潮，863计划得到党中央、国务院的批准，并将现代生物技术列为“863 计划”最优先发展的项目和国家“七五”、“八五”、“九五”攻关项目。
我国的这一重大决策为现代生物技术在我国的发展提供了良好的机会。
经过广大科技工作者的艰苦努力，已取得了很大的进展。
一批基因工程产品的上游研究正在努力展开，一些产品正逐步进入研究开发阶段，不少产品已步入临床试验阶段或已获得新药证书，进入工业化生产[4]。
3 基因工程基因工程是在分子水平上对基因进行操作的复杂技术，是将目的基因和载体在体外进行剪切、组合和拼接，然后通过载体转入受体细胞（微生物、植物或植物细胞、动物或动物细胞），使目的基因在细胞中表达，产生出人类所需要的产物或组建成新的生物类型。
自 20 世纪 70 年代基因工程诞生以来，最先应用且目前最为活跃的是在医药领域，尤其在新药的研究、开发和生产中得到日益广泛的应用。
4 基因工程制药基因工程药物是先确定对某种疾病有预防和治疗作用的蛋白质，然后将控制该蛋白质合成过程的基因取出来，经过一系列基因操作，最后将该基因放入可以大量生产的受体细胞中去，在受体细胞不断繁殖过程中，大规模生产具有预防和治疗这些疾病的药用蛋白质。
利用基因工程技术生产药物的优点是：（1）大量生产过去难以获得的生理活性物质和多肽，为临床应用提供有力保障；（2）发现、挖掘更多的内源性生理活性物质；（3）对内源生理活性物质的不足之处进行改造和去除；（4）可获得新型化合物，扩大药物筛选来源[3]。
4.1 基因工程药物治疗肿瘤李振宇[5]等制备慢病毒载体为基础的野生型及突变型单纯疱疹病毒胸苷激酶基因工程T 细胞并研究应用HSV2sr392TK/ ACV 系统进行防治GVHD ,以达到减轻前体药物毒性,拓宽前体药物选择范围的目的。
高丽等[7]研究基因重组荞麦胰蛋白酶抑制剂(rBTI) 诱导HL260 细胞凋亡的作用,结果表明来自蓼科植物的重组荞麦胰蛋白酶抑制剂能够有效的抑制HL260 肿瘤细胞的生长,抑制作用呈剂量依赖性,但对正常外周血单核细胞的生长没有影响。
4.2 基因工程药物治疗病毒感染杨延梅等[10]应用安福隆(第二代基因工程干扰素)治疗慢性乙型病毒性肝炎患者45例,第1个月每天肌肉注射1次安福隆500万单位，后改为隔天肌肉注射1次,疗程为6个月，与给予甘利欣、维生素C等保肝药物治疗的对照组47例进行了比较。
结果治疗组肝功能复常率、HBV2DNA阴转率、HBeAg 阴转率、HBeAb 阳转率均明显高于对照组并有显著统计学意义。
该临床研究证明安福隆治疗慢性乙型病毒性肝炎疗效确切。
治疗组疗效明显优于对照组,显示联合用药的强大抗病毒活性,是目前治疗慢性乙型肝炎较为理想的方案。
4.3 基因工程药物治疗心脑血管疾病余蓉等[12]通过计算机分子设计,预测了水蛭素12肽通过柔性肽(Gly)3与r2PA 连接形成的融合蛋白的空间结构与功能,并构建了表达该融合蛋白的工程菌,融合蛋白表达后通过复性,得到了分子设计预期的具有较高溶栓抗凝双功能活性的新型蛋白。
4.4 基因工程药物治疗艾滋病艾滋病患者的后期一般会感染上巨细胞病毒性视网膜炎，FAD上市了针对这种病毒的首个反义药物福米韦生，该药是新的反义硫代磷酸脂寡核苷酸，与CMV 的MRNA互补碱基链相结合，特异性的抑制CMV的复制，而不干扰人体正常的基因功能。
临床用药8天便可观察到边缘浑浊降低，明显延缓了病人CMV视网膜炎的病变[14]。
4.5 基因工程药物治疗其他疾病成骨生长肽(OGP) 是一种促进体外成骨细胞增殖和体内成骨的多肽。
利用人工合成的人成骨生长肽基因,与质粒pTYB2 重组,转化大肠杆菌E1coliBL21,经异丙基硫代2β2D2半乳糖苷诱导,融合蛋白在E1coli中得到表达,经一步亲和层析纯化得到重组人成骨生长肽。
5 基因工程制药的发展[5-6]生物工程( bioengineering ) 主要包括基因工程、细胞工程、酶工程、蛋白质工程和发酵工程等5个部分。
现代生物技术的核心是基因工程，人工进行基因切割、重组、转移和表达的技术。
基因工程诞生于70 年代。
自1978 年成功地用大肠杆菌生产生长激素释放抑制因子以来, 人胰岛素、人生长激素、胸腺素、干扰素、尿激酶、乙肝病毒疫菌和肿瘤坏死因子等数十种基因工程产品相继问世; 1982年开始进入商品市场, 在疾病防治中获得广泛应用, 并已取得或正在取得巨大的效果和收益。
6 目前基因工程药物的主要类型[7-8]6.1 干扰素是哺乳动物细胞在诱导下产生的一种淋巴因子，能够加强巨噬细胞的吞噬作用和对癌细胞的杀伤作用，抑制病毒在细胞内的增殖，用于肿瘤和其他病毒病的治疗。
6.2 生长激素人体生长激素能够治疗侏儒症和促进伤口愈合，动物生长激素能够加速畜禽生长发育。
目前，人和动物的生长激素基因都已经在大肠杆菌中成功表达，在医学和畜牧业领域取得了很好的应用效果。
6.3 红细胞生成素是一种肾脏产生的作用于肾髓的造血相关细胞因子，使原始红细胞的成熟期缩短，调节肾髓中的造血细胞含量，用于肾功能不全引起的贫血、放射化疗引起的贫血以及其他一些罕见的贫血症的治疗，还可用于外科手术前准备自体输血的病人。
红细胞生成素目前是在培养的哺乳动物细胞中表达，但成本较高，生产过程复杂。
6.4 白细胞介素是一种抗肿瘤免疫因子，可促进 T 细胞的生长、增殖和分化，也可促进 B 细胞的生长和增殖，同时能够增强杀伤性淋巴细胞的功能，也用于癌症的治疗。
6.5 集落刺激因子分为 2 类：一类为粒细胞集落刺激因子，另一类为巨噬细胞集落刺激因子。
二者都可促进体内白细胞的增殖，增强粒细胞的功能，调控造血功能，用于肿瘤病人化疗后白细胞下降等的治疗。
7 基因工程制药技术的应用[9-16]基因工程技术在医药工业中最重要的应用是新药的研究、开发、生产和改造传统药物。
目前，通过基因工程技术已经能够获得以前由于材料来源困难或制造技术问题无法生产的药物，主要有生理活性物质、抗体、疫苗 3 大类。
7.1 生理活性物质的生产利用基因工程技术已能够生产激素类药物、细胞因子类药物、重组溶血栓类药物等。
如胰岛素、重组人生长激素、重组人促卵泡激素、干扰素、集落刺激因子、白细胞介素、肿瘤坏死因子、趋化因子、转化生长因子 B、生长因子、重组链激酶及重组组织型纤维酶原激活剂等。
7.2 抗体的生产基因工程抗体又称重组抗体，是指利用重组 DNA 及蛋白质工程技术对编码抗体的基因按不同需要进行加工改造和重新装配，经转染适当的受体细胞所表达的抗体分子，被广泛应用于疾病的临床诊断、预防和治疗及基础理论研究等领域。
自从基因工程抗体技术诞生以来，它的发展经历了好几个阶段。
主要包括完整的抗体分子、抗体可变区 Fv、单链抗体ScFv、抗原结合片段Fab以及其它为改善抗体药物的某些性质而产生的各种抗体衍生物。
7.3 疫苗的生产基因工程疫苗是将病原体的编码保护性抗原的基因片段克隆入表达载体, 用以转染细胞或真核细胞微生物及原核细胞微生物后得到的产物或者将病原的毒力相关基因删除掉, 使成为不带毒力相关基因的基因缺失苗。
其包括基因工程亚单位疫苗、基因缺失活疫苗、基因工程活载体疫苗、核酸疫苗、转基因植物疫苗等。
和传统疫苗相比，基因工程疫苗有许多优点：（1）具有可靠的安全性和有效性；（2）易于大规模使用；（3）生产成本低。
中国基因工程药物的发展方向及对策结合生物技术的发展趋势和目前市场上基因工程药物的种类分布,我国基因工程药物的发展方向大致如下。