基因工程药品
生物制剂是什么药
生物制剂是什么药
生物制剂是指由生物技术生产的具有生物活性的药品。
生物制剂与传统的小分子化学药物相比，具有更高的特异性和更少的副作用，可以治疗许多疾病。
生物制剂的生产采用生物技术，主要是利用生物大分子
如蛋白质、多肽、抗体、脱氧核糖核酸（DNA）和核酸酶等，
进行制药。
生物制剂可以分为四大类：
1.基因工程药物
基因工程药物是通过人工合成DNA，将其导入到原核或真核细胞中，利用细胞饮食和代谢产生出活性蛋白。
这种药物的特点在于其纯度高、特异性强、作用强、有生物效价且无或仅有微小副作用。
目前已经制得的基因工程药物包括重组人生长激素、重组人胰岛素、重组人趋化因子、重组人红白细胞生成素、重组人干细胞因子等。
2.单克隆抗体药物
单克隆抗体药物是指从同一父母细胞中衍生出的单一抗体。
单克隆抗体药物既可以在细胞内也可以在细胞外进行生产。
目前单克隆抗体药物主要用于治疗癌症、自身免疫性疾病和炎症性疾病等多种疾病。
3.疫苗
疫苗是一种预防性药物，采用减毒活疫苗、死灭菌疫苗、亚单位疫苗等技术生产。
疫苗对于传染性病原体特别有效，可以在风险较低的情况下使得人群得到保护。
4.生物制剂治疗药物
生物制剂治疗药物是一种新型的治疗技术，主要用于治疗肿瘤、自身免疫性疾病、骨关节炎、糖尿病等疾病。
它主要是通过免疫耐受和生物治疗阻止疾病的进程，改善患者的健康状况。
总之，生物制剂是一种新型的、高效的治疗方案，与传统化学药物相比优势显著。
随着生物技术的发展和应用，生物制剂将在人类健康领域得到更广泛的应用。
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。
4 基因工程药物概述
4
1972年美国斯坦福大学的Berg获得了SV40和λDNA重组的 DNA分子 1973年美国斯坦福大学的Cohen 等人，将大肠杆菌R6-5质 粒DNA（含卡那霉素抗性基因）和大肠杆菌pSC101质粒 DNA（含四环素素抗性基因）重组后转化大肠杆菌，产生同 时表现出两种抗性的细菌。 Cohen与Boyer等合作，将非洲爪蟾编码核糖体的基因同 pSC101质粒构成重组DNA分子，并导入大肠杆菌，证实动 物基因进入了细菌细胞，并在细菌细胞中增殖和转录产生相 应的mRNA。
基因工程药物概述
1
名词解释：基因工程
基因工程是通过对核酸分子的插入、拼接和重组而实 现遗传物质的重新组合，再借助病毒、细菌、质粒或 其他载体，将目的基因转移到新的宿主细胞系统，并 使目的基因在新的宿主细胞系统内进行复制和表达的 技术。基因是DNA分子上的一个特定片断，因此基因 工程又称DNA分子水平上的生物工程，其主要研究任 务是有关基因的分离、合成、切割、重组、转移和表 达等。所以基因工程又称基因操作、基因克隆或DNA 重组等。
21
市场
欧美成熟市场占了71.4%，拉美及亚非市场虽然目前仅占 5.7%及12.7%，但其增长率分别为12.75和15%,远高于北 美1.9%的增长率。 IMS预测，药品支付者对医保体系的影响力更大，未来市 场增长的来源已经从欧美国家转移到新兴市场；在未来五 年内，新兴市场对利润的贡献将与与传统成熟市场平分秋 色。 制药业巨头已经在新兴市场投入多年，投资范围不仅限于 大家普遍看好的“金砖四国”（巴西，俄罗斯，印度，中 国），还进一步扩展到沙特阿拉伯、越南、智力、委内瑞 拉、马来西亚、泰国、土耳其和墨西哥等国家。
19
制药巨头的并购
基因工程药物的综述
基因工程药物的研究及进展摘要：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。
本文以基因工程药物的发展为导向，简要的介绍了国内外基因工程药物的发展概况、研究现状、研究方向、发展方向。
关键词：基因工程，药物，现状，发展1 基因工程药物的发展概况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NN-~L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。
携带外源基因并能稳定遗传的这种动物，我们称之为转基因动物。
由于从哺乳动物乳汁中获取的基因药物产量高、易提纯，因此利用乳腺分泌出的乳汁生产药物的转基因动物称为“动物乳腺生物反应器”。
90年代中后期，国际上用转基因牛、羊和猪等家畜生产贵重药用蛋白的成功实例已有几十种，一些由转基因动物乳汁中分离的药物正用于临床试验，但还没有一例药品成功上市。
2 基因工程药物的研究现状2.1国外基因工程药物研究现状随着1971年第一家生物制药公司Cetus公司在美国的成立，1973年重组DNA技术的出现，生物医药即已显示出巨大的应用价值和商业前景。
医疗药品管理基因工程制药
（医疗药品管理）基因工程制药之间关系来见，中国国内外企业之间结成外向联盟和内向联盟，相互之间实现优势互补；从中国基因工程制药企业发展环境来见，借鉴国外生物制药的发展，中国基因工程制药行业融资渠道有不断增加的趋势，同时随着入世的临近，所面临的竞争也越来越激烈；从中国基因工程制药企业本身来见，这些企业规模不短扩大，运营机制和融资方式也有很大变革。
我国基因工程制药产业现状分析2001-9-108:27:25点击1055次自DNA重组技术1972年取得成功以来，作为现代生物技术核心的基因工程技术有了飞速的发展，基因工程药物成为各国政府和企业投资研究开发的热点领域，大量的基因工程药品问世。
年产值达数十亿美元。
近几年，世界各国均将基因工程产品视为国民经济新的增长点，展开了激烈的市场竞争。
到1999年底，全球至少已有近3000家生物工程公司从事生物药品和基因产品的研究和开发。
据不完全统计，于欧美国家，已经上市的基因工程药品有近百种，大约仍有超过300种之上的药物正处于临床试验阶段，约2000种药品处于研究开发中，形成了壹巨大的高新技术产业。
基因工程制药产业也是中国制药行业关注的焦点，从事医药健康领域市场研究的专业公司——东方健康市场研究中心对中国基因工程制药产业作了壹些系统的调查研究，下面就我国基因工程制药产业的现状及存于的司题作壹简要介绍。
中国生物技术产业经过十几年的发展，已经拥有壹支初具规模和具有壹定竞争力的研究队伍。
这支队伍是以医药科研单位为核心，壹些高等医药院校和综合大学生命科学院也纷纷参和研究、开发工作。
中国目前约有1万余名科研技术人员专门从事基因工程药物的研究、开发和生产工作，有20个基因工程国家重点实验室，3个基因工程药物开发中心，已有15种基因工程药物获准上市，有10余种生物技术新药正处于临床试验阶段，仍有重组凝乳酶等40多种基因工程药物或疫苗处于研究开发阶段。
目前，已于有关部门登记立项的基因工程药物生产企业有60余家，已取得基因工程药物试生产或获得正式生产批准文号的企业大约有30家。
生物基因工程在医药方面的应用
生物基因工程在医药方面的应用生物基因工程是指利用DNA重组技术和基因编辑技术等手段，对生物体进行基因改造和修改，以创造出具有新型功能的生物体或物质。
在医药方面，生物基因工程技术已经取得了显著的成果，为人类健康保障提供了新的选择和希望。
本文将从以下几个方面介绍生物基因工程在医药方面的应用。
1. 重组蛋白制品在医药方面，生物基因工程技术最重要的应用是生产重组蛋白制品。
因为许多疾病的发生与蛋白质的异常造成的代谢紊乱有关，因此在这些疾病的治疗中，需要补充缺失或异常的蛋白质。
例如，用于治疗贫血症的人造红细胞素和用于治疗血友病的凝血因子，都是通过生物基因工程技术制备的。
此外，其他的诸如白血病、乳腺癌等恶性肿瘤的治疗，也使用了重组蛋白制品。
这些制品可在大规模生产中组装并加工，使其纯度和规格得到严格的控制。
2. 基因治疗基因治疗是指利用基因工程技术，将缺失或异常的基因修复、替换或添加到人体细胞中，以治疗基因缺陷病。
目前许多原因不明、难以治疗的遗传性疾病可通过基因治疗获得治疗或缓解。
基因治疗的发展，给许多罕见病患者带来了新的治疗希望。
例如，第一例成功的基因治疗是用于治疗类风湿性关节炎的药品的批准，该药品可通过DNA重组工程技术制备。
此外，临床试验表明，利用基因治疗方法治疗固有免疫缺陷病有望获得积极的治疗效果。
3. 基于基因编辑的药物研发基因编辑技术是指利用人工核酸内切酶将DNA中的特定位点剪切、删除、替换甚至缺失，从而实现根治遗传疾病的目的。
近年来，基因编译技术已经渐成熟，被广泛应用于药物开发、生物抗体和重组蛋白质制备等领域中。
基于基因编辑的药物研发，将引发一场药物制造范式的根本性改变。
相比于传统的肽类药物、重组蛋白质等，基于基因编辑的药物具有更为显著的特异性、强大的效力和持续的治疗效果等诸多优势。
4. 疫苗研发疫苗是指利用生物材料，让人体自身产生抗体，从而增强人体的免疫力，预防患上传染病的疾病。
利用基因工程技术，研发的新型疫苗可通过病毒、细菌的基因工程技术篡改，同时利用DNA或RNA作为疫苗基因串珠，使人体刺激产生对应的抗体。
[医疗药品管控]基因工程药物研究进展
![[医疗药品管控]基因工程药物研究进展](https://img.taocdn.com/s3/m/6441df0cb14e852459fb5769.png)
（医疗药品管理）基因工程药物研究进展基因工程药物研究进展姓名：邵亚男学号：10201210240班级：土木专升本10②基因工程药物研究进展摘要：近年来，肿瘤、肝炎、艾滋病等疾病严重影响着人类健康，传统化学药物日益显露出其局限性，而利用生物技术制取新药方面取得了惊人的成就。
自1982年FDA批准首个重组人胰岛素后，基因工程药物带来了治疗学的新突破，于临床治疗中日益发挥举足轻重的作用。
据统计1998年全球首次上市的45个新药中，基因工程药物就占16个。
目前基因工程药物的研发主要针对肿瘤、艾滋病、自身免疫疾病及器官移植免疫排斥等。
于这些传统化学药物难以攻克的疾病面前，基因工程药物表现了较好的应用前景。
本文主要概述基因工程药物的研究进展。
壹、基因工程药物的发展历程自1972年DNA重组技术诞生以来,作为现代生物技术核心的基因工程技术得到飞速的发展。
1982年美国Lilly公司首先将重组胰岛素投放市场,标志着世界第壹个基因工程药物的诞生。
美国是现代医药生物技术的发源地,也是率先应用基因工程药物的国家,其基因工程技术研究开发以及产业化居于世界领先地位。
美国已拥有世界上壹半的生物技术公司和壹半的生物技术专利。
1996年美国就已有1300多家专门从事生物技术产品研究开发和生产的公司(其中70%是从事医药产品的开发公司),其销售额达1.01x101美元之多,年增长率为12%。
据1998年美国药学会统计,美国FDA已批准了56种生物技术医药产品上市,其中绝大多数为基因工程药物。
此外,仍有200多种基因工程药物正于进行临床试验,其中至少有1/5的产品将可能于今后10年内上市。
1999年美国基因工程药物的销售额为7.56x1010美元(占生物技术产品总额的75%),年增长率为12.6%。
基因工程药物为美国的壹些公司创造了丰厚的回报,取得了巨大的经济效益和社会效益。
欧洲于发展基因工程药物方面也进展较快,英、法、德、俄等国于开发研制和生产基因工程药物方面成绩斐然,于生命科学技术和产业的某些领域甚至赶上且超过了美国。
基因工程药物
§-4 实 例
糖尿病： 糖尿病是个历史悠久的慢性代谢性疾
病，有文字记载的历史已有上千年。但 对糖尿病病因的了解和治疗上有实质上 的进展还不到一百年。
37
胰岛素与糖尿病：
胰岛素的发现对改变糖尿病患者的命 运及揭示糖尿病的病因及相关影响因素 意义重大。
38
胰岛素的结构
S
S
GLYILEVALGLUGLNCYSCYSTHRSERILECYSSERLEUTYRGLNLEUGLUASNTYRCYSASN
A链
S
S
S
S
B链
PHEVALASNGLNHISLEUCYSGLYSERHISLEUVALGLUALALEUTYRLEUVALCYSGLYGLUARGGLYPHEPHETYRTHRPROLYSTHR
39
人胰岛素的一级结构
胰岛素的两个肽链分别为21个氨基酸组 成的A链和30个氨基酸组成的B链，氨基酸排 列有种属差异。
即先合成人胰岛素 的前体，即胰岛素 原，再用酶切除C肽 而制备人胰岛素。
C肽 A链
B链
44
合成人胰岛素原的DNA
引入大肠杆菌K-1 2 株，生成与色氨酸合成
酶相连的人胰岛素原
以溴化氰切断、 纯化
在β-巯基乙醇存在下使胰岛素原分子折叠，在正
确的位置 形成二硫键
精制
用胰蛋白酶切断C 肽、用羧肽酶B除去B链C
46
以酵母菌为宿主细胞进行合成人胰岛素。
47
48
28
③小规模试验的情况下原本是安全的供 体、载体、受体等实验材料，在大规模 生产时完全有可能产生对人和其它生物 及其生存环境的危害。
29
④在短期研究和开发利用期间内是安全 的基因工程药物很可能在长期使用后产 生无法预料的危害。 后两种情况一旦 发生，将会是不可逆的。
生物技术制药-第二章-基因工程制药(201309-201401-2)
7、目的cDNA克隆的分离和鉴定
cDNA克隆示意图
mRNA
逆转录酶
ss-DNA
DNA聚合酶I Klenow片段
ds-cDNA 核酸酶S1
ds-cDNA
二、逆转录－聚合酶链反应法（RT-PCR）
1985，PCR发明以后，RT-PCR得到了广泛的应用。
特异引物 mRNA 逆转录酶 ss-DNA PCR 目的cDNA链
优点：表达产物可由重组转化细胞分泌到培养 液中，纯化容易。产物是糖基化的接近天然物。 缺点：生长慢，生产率低，培养条件苛刻，费 用高，培养液浓度稀。
二、大肠杆菌体系中的基因表达
（一）表达载体 表达载体必须具备的条件
（1）载体能独立地进行复制 (复制起点，ori)
（2）应具有灵活的克隆位点和方便的筛选标记
核酸酶S1
第三节 目的基因的获得
克隆真核基因常用方法：逆转录法和化学合 成法。（不能直接分离？）
一、逆转录法
逆转录法就是先分离纯化目的基因的mRNA，再 反转录成 cDNA，然后进行 cDNA 的克隆表达。 cDNA与模板mRNA序列严格互补，而不含内含子。
逆转录法的步骤
1、mRNA的纯化 2、cDNA第一链的合成 3、cDNA第二链的合成 4、cDNA克隆
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； （2）可以提供足够数量的生理活性物质；
（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）基因工程和蛋白质工程进行改造和去除 内源性生理活性物质的不足之处。 （5）利用基因工程技术可获得新型化合物，
又分为普通表达载体和精确表达载体
基因工程蛋白质类药物
质量很小 ,直接用于表达有较大困难。 • 采用特定的限制性内切酶位点来构建串联体 ,其优
点在于可人为地控制串联体的大小。从理论上讲 只要不超出一定范围 ,可构建 4 串联体、8 串联 体、16 串联体等任意大小的模拟肽多聚体。
等。
第六页，编辑于星期六：二十一点 十三分。
获→BamHⅠ酶切→回收 酶切片段→插入噬因片段为探针→筛选完整EPO基因的插
入片段→克隆
• 人工化学合成的方法获得EPO基因：对部份氨基
• 天然的 hEPO制品一般是从贫血病患者尿中提取的， 所以药源极为匮乏，不能满足需要。因此，在20世 纪80年代就开始rhEPO的研究，从胎儿肝中克隆出
hEPO基因, 并研制成功 rhEPO。1985年美国FDA 批
准rhEPO作为治疗肾性贫血的药物。
• 研制rhEPO的主要环节包括: 获得人促红细胞生成 素基因和建立重组人促红细胞生成素的有效表达系统
药物主要有促红细胞生成素(EPO)、集落刺激因子
(CF)、干扰素（IFN）、白细胞介素(IL)、肿瘤坏死因 子(TNF)、趋化因子、生长因子（GF）和凝血因子 （F）等。
第二页，编辑于星期六：二十一点 十三分。
基因重组人促红细胞生成素 （erythropoietin,EPO）
• EPO是最早发现并首先运用于临床的造血生长因子， 1985年成功表达了重组人促红细胞生成素(rhEPO)。 rhEPO成为当前研究开发最成功的基因工程药物。
第四页，编辑于星期六：二十一点 十三分。
促细胞生成素的生物学作用
EPO 主要通过促进骨髓中红系祖细胞的存活、 增殖和分化以调控红细胞的生成。
《基因工程制药》课件
基因治疗技术
基因治疗技术定义
基因治疗技术是指将目的基因导入到病变细胞中，以纠正 或补偿缺陷的基因，从而达到治疗疾病的目的的技术。
基因治疗技术原理
基因治疗技术基于分子生物学原理，通过将目的基因导入 到病变细胞中，实现对缺陷基因的补偿或纠正，从而改善 疾病症状。
基因治疗技术应用
基因治疗技术在遗传性疾病、肿瘤等疾病的治疗中具有广 泛的应用前景，例如用于治疗囊性纤维化、血友病等遗传 性疾病。
基因修饰技术
基因修饰技术定义
基因修饰技术是指通过特定的方 法对目的基因进行修饰，以改变
其表达水平或功能的技
基因修饰技术原理
基因修饰技术主要基于DNA的化 学修饰和酶学修饰，通过改变目 的基因的序列、启动子、增强子 等调控元件，实现目的基因的高
表达或抑制表达。
基因修饰技术应用
基因修饰技术在制药、生物治疗 、生物合成等领域具有广泛的应 用，例如用于生产重组蛋白药物
。
03
免疫反应
免疫反应是基因工程制药中另一个重要问题，可能导致免疫排斥或免疫
攻击。解决方案包括采用免疫沉默技术、降低免疫原性等。
伦理与法律问题
伦理问题
基因工程制药涉及人类基因改造，可能引发伦理争议，如人 类尊严、基因优劣等。解决方案需要遵循伦理原则，如尊重 人权、保护隐私等。
法律问题
基因工程制药涉及法律法规的制定和执行，可能存在法律空 白或法律冲突。解决方案需要完善相关法律法规，明确监管 职责和法律责任。
基因工程制药的发展历程
1970年代
基因工程的诞生，科学 家开始探索利用基因工
程技术生产药物。
1980年代
基因工程药物开始进入 临床试验阶段，如胰岛
基因工程药物的质量控制
3 无菌性
4 稳定性
基因工程药物应符合无菌性标准，确保药品不会 对患者带来细菌感染等危害。
稳定性是衡量基因工程药物质量的重要特征，药 品应能在质保期内维持一定的质量标准。
质量控制的挑战
复杂的生产工艺
基因工程药物的生产工艺复杂，质量控制需要全面了解和监控整个生产流程。
不断变化的技术
随着技术的不断发展，新的生产和分析技术给质量控制带来新的挑战。
人工智能
人工智能在数据分析和模型建立方 面具有优势，可提供更快速和准确 的质量控制结果判断。
未来的发展和前景
随着基因工程药物领域的不断发展，质量控制将会面临更多挑战，同时也将 受益于新兴技术的应用，为基因工程药物的质量提供更全面、精确的保障。
3 符合法规要求
质量控制确保基因工程药物符合法规要求，遵循相关法律法规，避免风险与纠纷。
国际质量标准
国际药典
国际药典（Pharmacopoeia）为基因工程药物的质量标准提供了规范的指导，确保药物的一 致性和稳定性。
国际标准组织
国际标准组织（ISO）提供了基因工程药物质量管理体系的标准，促进质量控制的国际合作 与交流。
全球市场需求
基因工程药物的市场需求不断增长，质量控制也要面对更广泛、更复杂的市场要求。
新兴技术在质量控制中的应用
单细胞分析
单细胞分析技术可以更精确地评估 药物中各个细胞成分的质量，提升 质量控制的准确性。
生物打印技术
生物打印技术可以实现对基因工程 药物的复杂结构进行精确控制，提 高药物的质量和稳定性。
3
数据分析
对质量检测结果进行数据分析、汇总，并与标准进行对比和评估，以确定样品的质量。
4
记录归档
对质量检测过程和结果进行详细记录和归档，为后续追溯和质量管理提供依据。
第三章 基因工程制药技术
美国基因制药状况
药品名 原适应症 2000年新适应症 Actimmune 类风湿（1990） 恶性骨刺 Ambisone 细菌感染（1997） HIV感染 Apligraf 腿溃疡(1998) 糖尿病足 Enbrel 风湿病(1998) 类风湿关节炎 Helixate 血友病A(1994) 第二代VIII因子（血友病） KogenateES 血友病A(1989) 第二代VII因子（血友病） Novantrone 白血病(1996) 前列腺癌 Gonal-F 妇科感染(1998) 不育症 Renagel Capsules 肾透析(1998) 血透析 Tamiflu 流感初期(1998) 急性流感 Tripedia 百白破预防(1996) 4-6岁预防百白破
DNA合成仪细胞染色体DNA 限制性内切酶 基因片断 克隆载体* （1）从基因组 DNA获取目 的基因基因组DNA
存在于转化细胞内 由克隆载体所携带的所 有基因组DNA的集合
重组DNA分子 受体菌
• 起步较晚，基础较差。α 1b 型基因工程 干扰素是由我国自行研制开发的具有国 际先进水平的生物高科技成果，于1997 年 通过Ⅲ 期临床，并获得国家一类新药 证书，成为“863”计划生物技术领域第 一个实现产业化的基因工程药物。它源 于中国人基因，最适于黄种人使用。 • 目前我国已批准15种基因工程药物和疫 苗上市，在研究开发中的也有10余种。
3’ 3’
3’ 变性、退火 3’
延伸
变性、退火、延伸
PCR原理图
* （2）化学合成法获取目的基因
由已知氨基酸序列推测可能的DNA序列
• 亚磷酰胺三酯法是将 DNA 固定 在固相载体上完成 DNA 链的合 成的，合成的方向是由待合成引 物的 3' 端向 5' 端合成的，相邻的 核苷酸通过 3' → 5' 磷酸二酯键连 接，
基因工程药物
细胞培养技术
细胞株的选择
选择适合表达目的蛋白的细胞株，如大肠杆菌、酵母、哺乳动物 细胞等。
细胞培养条件的优化
调整培养基成分、温度、pH值等参数，优化细胞生长和蛋白表 达条件。
细胞扩增与蛋白表达
在优化后的培养条件下，扩增细胞并诱导目的蛋白的表达。
干细胞治疗
利用基因工程手段对干细胞进行改造和优化，提高其治疗效果和安全性，常用 于治疗遗传性疾病、组织损伤和退行性疾病等。
05
基因工程药物在临床应用中的优势 与挑战
个性化治疗方案设计
01
02
03
精准医疗
基因工程药物可以根据患 者的基因信息，设计个性 化的治疗方案，实现精准 医疗。
预测药物反应
通过分析患者的基因变异 ，可以预测其对特定药物 的反应，从而避免不必要 的用药和副作用。
06
基因工程药物市场前景预测与行业 发展趋势分析
市场规模增长趋势预测
随着基因测序技术的不断发展和成本降低， 基因工程药物市场规模将持续增长，预计未 来几年将保持高速增长态势。
新兴市场如亚洲、非洲等地区的医疗需求增 长，将带动全球基因工程药物市场的进一步 扩张。
随着个性化医疗和精准医疗的兴起，基因工 程药物将更广泛应用于罕见病、肿瘤等领域 ，进一步推动市场规模扩大。
政策法规与行业标准
政策法规
各国政府对基因工程药物的研发、生产、销售和使用都有严 格的法规监管，包括药品审批、生产质量管理规范（GMP） 认证、临床试验管理等方面。
行业标准
国际药品监管机构如FDA、EMA等制定了一系列基因工程药 物研发和审批的技术标准和指南，为药物的研发提供了规范 和指导。此外，行业组织也制定了相关标准，如生物类似药 的评价标准等。
基因工程药物
3
重组溶血栓药物
❖ 治疗用酶：超氧化物歧化酶、羧肽酶、尿酸氧化酶、葡糖脑苷脂酶、脱氧核糖核酸酶和胸苷激 酶等。
❖ 可溶性受体和黏附分子：可溶性补体受体Ⅰ型 ❖ 其他：血红蛋白、白蛋白等。
核酸类药物
❖ 核酸类药物主要是在核酸水平(DNA和RNA)上发挥作用，它通过纠正突变的基因并使之重新获得 适当的功能来治疗或预防疾病。
专利权终止后，其发明创造就成为公共财富，任何人都可利用 4. 无效
自授权日起满6个月内，任何单位或个人认为该专利权的授予不符合专利法规定的，都可以请求专利 复审委员会宣告该专利无效。宣告无效的专利视为自始即不存在
基因工程蛋白质类药物
基因工程蛋白质类药物
1
基因工程细胞因子类药物
2
基因工程肽类激素药物
在我国，专利包含发明专利、实用新型和外观设计三种类型。 专利保护的主体是指有权获得专利保护的个人和单位。它可以是专利的发明人或设计人以及他们的 合法继受人和工作单位，也可是是向中国专利局申请专利的外国人。专利保护的客体是指专利保护 的对象，也就是可取得专利保护的发明创造。
❖ 授予专利权的条件：具备新颖性 、创造性和实用性。 ❖ 专利申请前须考虑的问题： 1、经济效益的分析 2、专利前景分析 3、专利类型的分析与选择 4、不失时机地申请专利 5、申请国别的选择
基因工程药物的安全性及质量检控
❖ 目前对基因工程操作的后果还存在一定程度的不可预测性和不可控制性，转基因生物有可能隐 藏某些危害性。
❖ 基因工程药物与一般药品不同，它来源于活的生物体，在发酵、细胞培养、产品分离纯化等生 产过程有其固有的易变性，导致基因工程药物质量的不稳定性。
❖ 在制备的基因工程药物中残留的抗生素有可能使病人产生对抗生素的抗药性。 ❖ 用于基因治疗的基因工程药物除了能杀死不正常细胞外可能同时伤害正常的细胞。 ❖ 当用于生产基因工程药物的重组体发生突变或对目的产品进行修饰、纯化时，都有可能产生或
基因工程药物
大可能被开发。
四、基因工程药物的技术路线
• 基本技术路线2：基因组未知功能的人类基因全长cDNA群组 入表达载体受体细胞瞬间表达功能初筛功能验证重组蛋 白表达体内外药效分析临床前研究临床验证申报新药证 书
• 优点：建立在庞大人类基因资源基础上的，具有巨大的开发潜力， 缩短新药开发的时间，可大规模增加新药的数量。
• 功能：刺激免疫细胞增殖、 免疫调节（抑制或增强）、 促进炎症等作用。
2.核酸类重组药物
• 利用重组核酸进行疾病防治的药物。 • DNA疫苗（ DNA vaccine ）：是把编码病原体保护性抗原的基因连
接到真核表达载体上，用重组载体制成的疫苗。又称为基因疫苗 （genetic vaccine）、核酸疫苗（nucleic acid immunizaiton）等。
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• 可溶性受体和黏附分子：可溶性补体受体Ⅰ型 • 其他：血红蛋白、白蛋白等。
细胞因子药物 如：
干扰素 • 具有干扰病毒感染和复制的
低分子可溶性糖蛋白。
白细胞介素
• 由白细胞产生并主要介导白 细胞间相互作用的细胞因子 命名为白细胞介素 （interleukin， IL）。已发现 33种，IL-1~IL-33。
• 蛋白质类激素药物：生长激素、胰岛素、胰岛素样生长因子、促卵泡素、甲 状旁腺素、降钙素、胰高血糖素、促黄体生成素、甲状腺刺激素和心钠素等。
• 溶血栓药物：组织型纤溶酶激活剂、尿激酶型纤溶原激活物、蝙蝠唾液纤溶 酶原激活剂、链激酶和葡激酶等。
• 治疗用酶：超氧化物歧化酶、羧肽酶、尿酸氧化酶、葡糖脑苷脂酶、脱氧核 糖核酸酶和胸苷激酶等。
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1t水中只有10个病毒也能被DNA探针检测出来
2、环境污染治理： 基因工程做成的“超级细菌”能吞食和分 解多种污染环境的物质。
通常一种细菌只能分解石油中的一种烃类，用基因 工程培育成功的“超级细菌”却能分解石油中的多种烃 类化合物。有的还能吞食转化汞、镉等重金属，分解 DDT等毒害物质。
基因工程的应用
硝化纤维素
报告基因（含荧光素分子）
d
基因诊断的原理： DNA分子杂交
• 基因诊断： 也称为DNA诊断或基因探针技术，即在 DNA水平分析检测某一基因，从而对特定的 疾病进行诊断。
探针制备：放射性同位素(如32P)、荧光
分子等标记的DNA分子； 原 理：利用DNA分子杂交原理
3、基因治疗
1990年9月，美国医学家安德森对一例患 ADA缺乏症的4岁女孩谢德尔进行基因治疗。 该女孩由于先天缺乏ADA基因，自身不能 生产ADA，先天免疫功能不全（SCID）， 美国医学家安德森 只能生活在无菌的隔离帐里。他们将含有 这个女孩自己的白血球的溶液输入她左臂 将正常基因（ ADA基因）通过哪些步骤 的一条静脉血管中，这种白血球都已经过 才能导入谢德尔体细胞 ? 改造，有缺陷的基因已经被健康的基因所 替代。在以后的10个月内她又接受了7次 这样的治疗，同时也接受特定抗体的治疗。 谢德尔，1999 经治疗后，免疫功能日趋健全，能够走出 隔离帐，过上了正常人的生活。
1、生产基因工程药物 • 基因工程药品 —— 胰岛素 胰岛素是治疗糖尿病的特效药。一般临 床上使用的胰岛素主要从猪、牛等家畜的胰 腺中提取，每100kg胰腺只能提取4~5g胰岛 素。用该方法生产的胰岛素产量低，价格昂 贵，远不能满足社会需要。1979年，科学家 将动物体内的胰岛素基因与大肠杆菌DNA分 子重组，并在大肠杆菌内实现了表达。1982 年，美国一家基因公司用基因工程方法生产 的胰岛素投入市场，售价降低了30%~50%。
基因工程的应用
一、基因工程与遗传育种
1、转基因植物 2、转基因动物
‥‥
二、基因工程与医药卫生
1、生产基因工程药物 2、基因诊断与基因治疗
三、基因工程与生态环境保护
1、环境监测： 2、环境污染治理：
1、转基因植物 ——农杆菌转化法 （导入目的基因的方法）
2、转基因动物 ——显微注射法 （导入目的基因的方法）
• 基因工程药品 ——乙型肝炎疫苗
2、基因诊断
利用已知基因 制备探针(单链 DNA或RNA) 两者在一种特 制的尼龙膜上 进行混合 探针与突变基因结合形 成特定颜色的杂交斑
将待测基因经热处理 成单链DNA,并扩增 得到大量DNA单链
a
变性
DNA
b
附着在膜上
DNA杂交
（如检测SARS病毒等）
c
加探针
SCID:复合型免疫缺 陷疾病 ada基因:腺苷酸脱氨 酶基因，而腺苷酸脱 氨酶是免疫系统完成 正常功能所必需的，
选择治基因转 入患者体内
治疗基因的表 达
三、基因工程与环境保护 1、环境监测： 基因工程做成的DNA探针能够十分灵敏地检 测环境中的病毒、细菌等污染。
一、基因工程与遗传育种 1、转基因植物 2、转基因动物 … 二、基因工程与医药卫生 1、生产基因工程药物 2、基因诊断与基因治疗
三、基因工程与环境保护
1、环境监测 2、环境污染治理：
• 基因工程药品 —— 干扰素
• 基因工程药品 —— 干扰素 干扰素是病毒侵入细胞后产生的一种糖 蛋白。干扰素几乎能抵抗所有病毒引起的感 染，是一种抗病毒的特效药。此外干扰素对 治疗某些癌症和白血病也有一定疗效。 传统的干扰素生产方法是从人血液中的 白细胞内提取，每300L血液只能提取出1mg 干扰素。1980~1982年，科学家用基因工程方 法在大肠杆菌及酵母菌细胞内获得了干扰素， 是传统的生产量的12万倍。1987年上述干扰 素大量投放市场。