转基因动物的实际应用

转基因动物的实际应用

姓名：张家耀学号：080108121

摘要：

经过 20 多年的长足发展。生物工程药品（重组 DNA 药品）现已成为世界医药市场上不可或缺的重要组成部分。据不完整统计数字。迄今为止世界各国已开发上市的生物工程药品（含疫苗及诊断试剂在内）至少在 500～600 种。年销售额高达 400 多亿美元。在世界第一新药研制大国美国 2004 年经 FDA 批准上市的生物工程新药即有 25 只。所有上市的生物工程药品基本上采用以下两种手段生产，即 1．大肠杆菌（DNA 杂合瘤）发酵法2．中国仓鼠卵巢细胞培养法。

关键词：转基因动物生物制药产业

正文：

许多科学家预言，21 世纪是生物科学的世纪，生物技术产业已成为众多科学家和企业家竞相研发的热点。转基因动物技术和转基因动物制药则更是近年来世界范围内研究热点中的热点。作为一门生物高新技术，转基因动物研究既具有深远的理论价值，又有重大的应用价值，因而成为近年来生物工程领域研究的热点之一。而转基因动物的重要应用领域之一就是利用转基因动物作为生物反应器生产药用或食品蛋白，即转基因动物制药。本文试图通过回顾转基因动物技术和转基因动物技术生产药物的研究进展来对转基因动物制药进行概括介绍。

1 转基因动物概述

1.1 概念

所谓转基因动物,就是用实验的方法将人们所需要的外源目的基因导入动物的生殖细胞受精卵里,并整合该细胞后发育成为个体整合的外源基因,整合的外源基因在染色体组内稳定整合,并能稳定地遗传给后代。

1.2 应用

1.2.1促进动物生长、提高畜产品产量、改善产品品质

转基因技术可以改良家畜、家禽的经济性状,增强抗病力等。还可以培育出微型动物,其生长快、易处理、饲料成本低,更加适用于药物筛选和疾病研究。另外,对于挽救濒危物种、保护动物遗传资源的意义更是十分重大。1.2.2利用转基因动物生产目的基因产物即利用转基因动物作为生物反应器,从动物的乳汁或血液中获得目的产物,提高转基因动物的基因表达水平和基因表达量,降低成本,带来巨大的经济效益和社会效益。

1.2.3进行动物品种改良

将有利目的基因转入受体动物,为家畜品种的改良提供一条非常有效的育种新途径。

1.2.4 生产可用于人体器官移植的动物器官

目前,世界范围内普通存在器官短缺的问题,异源器官移植是解决此问题的有效途径; 转基因动物将是人类最好的“器官库”,提供从皮肤、角膜到心、肝、肾等,给需要器官移植的患者带来了希望。

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。生物制药业的发展趋势我们可以从处于临床试验或申报阶段的生物技术药物、已批准上市的生物技术药物以及生物技术药物的年销售额等在制药业中的比例变化看出生物制药的发展势头。

处于临床试验阶段的生物技术药物。生物技术药物的发展非常稳健和健康，根据 IMs 的统计数据旧，截止到 2003 年 2 月，美国、欧盟和日本等大约有 500 种生物技术药物处于临床试验或申报阶段，占全部临床试验药物的 27％。在研的生物技术药物中，除了基因重组蛋白类产品外，还有核酸类产品，如基因治疗产品和 DNA 疫苗产品，有不少核酸类产品已进入 II 期或 III 期临床试验，有较好的发展前景。

研究与开发的高速增长。生物技术药物的发展仍比较平稳，从 1996 年到 2002 年，每年约有 5～9 种创新生物技术药物上市。2002 年 FDA 批准的创新药物中，生物技术药物已占当年创新药物的 1／3 以上。

3 转基因动物在生物制药中的应用

3.1 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,可以通过转基因动物来生产人血红蛋白。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,尿中几乎不含脂肪和其他蛋白,容易纯化。三是通过乳腺,不仅对动物健康没有影响,而且利用乳腺有很强的摄取、合成、分泌蛋白质的能力,能对重组蛋白质进行多种翻译后加工,同时能将重组蛋白质折叠成有功能的构象。目前,动物乳腺是公认的生产重组蛋白质的理想器官。

3.2 利用转基因动物生产可用于人体器官移植的动物器官

异种器官移植可能是解决世界范围内普遍存在的器官短缺的有效途径,目前对器官供体动物研究较多的是猪。猪做为人类器官移植的供体动物有以下一些优势:妊娠期短,易于繁殖,生产量大,与灵长目动物相比不存在伦理学方面的问题。目前已有研究者通过转基因方法,将人的补体调节蛋白因子基因导入器官供体动物中,获得了初步具有在器官移植后降低或消除补体反应的转基因猪,此技术可与基因治疗相结合,为永久性解决移植排斥反应开辟新的途径。

3.3 建立诊断、治疗人类疾病及新药筛选的动物模型

建立模型首先必须获得转基因疾病动物,这些动物的发育、生理、病理及其他有关表型可以通过缺失或破坏原来正常表达的基因来实现,而实现这一目标是通过转基因使基因加倍或基因敲除、对突变基因的修复以及对基因组基因的其他修饰等,这方面主要用于基因治疗,或者利用新型化学和蛋白药物来检测治疗效果。目前利用转基因动物可筛选抗肿瘤、抗艾滋病、抗肝炎病毒、抗肾脏疾病的药物。

4 问题与展望

研究过程中存在的困难,包括制作转基因动物成功率低;在插入宿主基因组过程中易造成宿主基因突变;外源基因表达水平低等问题。另外,转基因动物的安全性问题也一直是在人们争论的热点问题:具有某些优势性状的转基因动物可能会对生态平衡及物种的多样性产生不良影响;可能使转基因动物产品的食用者产生过敏反应;转基因动物器官移植可能会增加人畜共患病的机率;另外还可能会引发一系列社会伦理问题。

综上所述,转基因动物制药的可行性已毋庸置疑,该项技术的迅速发展为制药业带来了全新而巨大的变革,也为制药业发展提供了良机。而相关法规的出台,也必将加速和正确引导