生物技术在动物制药方面的应用

生物技术在动物制药方面的应用

现代生物制药技术是一项与制药产业结合极为密切的高新技术，不断为医药行业提供新产品、新剂型，为制药界开创一条崭新之路，正在改变生物制药业的面貌，为解决人类及动物医药难题提供最有希望的途径。从最初出现到现在的蓬勃发展，生物制药产业已经经历了40余年的发展历程。在此过程中，生物制药产业经历了包括政治经济等各种因素的影响，使其获得了快速的发展。

一、国际生物制药产业发展概况

生物制药产业的发展是随着生物技术的发展而发展的，自从美国发明了生物技术以后，该技术就迅速被应用到新型药物的研制上，并取得了极大的成功。从当前实际情况来看，生物制药产业市场广阔，但是主要集中于美国、日本和欧洲等发达国家。

作为现代生物技术的发源地，又是首次应用该技术的国家，美国在生物制药产业发展方面领先于世界各国。美国目前已有超过1000家的生物技术企业，约占世界总量的2/3，已经成功研发出30多个重要的治疗药物，这些药物广泛应用于癌症糖尿病肝炎等疾病的治疗方面，给社会创造了极大的价值。

欧洲在生物制药方面整体落后于美国，但是英、法、德、俄等国在开发研制和生产生物药品方面成绩斐然，在生物技术的某些领域甚至赶上并超过了美国。

日本在生物制药产业上也发展较快，重点展开生物信息技术及纳米生物技术等的基础研究、疾病相关遗传基因及其产生的蛋白质结构研究等，以“基因新药”为目标来推动日本的生物技术产业。

日本之外的其他亚太国家在生物制药产业方面也发展较快，尤其是澳大利亚、中国、印度等国家在政策引导下，不断吸纳世界范围内的投资，在世界范围的市场正不断拓展壮大。

二、我国生物制药产业发展现状

我国生物制药产业起步比较晚，经过了将近20年的发展，以基因工程药物为核心的研制开发和产业化已经颇具规模。近10年来，我国开发出了一大批新的特效药物，解决了过去用常规方法不能生产或者生产成本特别昂贵的药品的生产技术问题，这些药品对肿瘤、心脑肺血管、免疫性内分泌等严重威胁人类健康

的疑难病症起到了较好的治疗效果，且副作用明显低于传统药品。

与世界先进国家的生物医药产业相比，我国生物医药产业还处于比较落后的状态，但是国家和地方政府都在不断加大对该产业的发展力度，从政策和资金等各方面不断加大投入。当前一些科技发达或经济发达地区正在不断建立国家级生物制药产业基地，并初步形成了初具规模的生物医药产业集群，这对我国的生物医药产业发展起到了很好的带动作用。

三、我国生物制药研究的进展

3.1、生化药物

生化药物是指在生物化学研究成果的基础上，利用生物体中起重要作用的各种基本物质，通过一定的提取、分离、纯化等手段研制出的具有生物活性的物质，如氨基酸、多肽、蛋白质、酶、辅酶、多糖、核苷酸、脂和生物胺等，以及它们的衍生结构。目前，我国对于生化药物的研究已经有一定的进展：在抑制肿瘤生长、抗血栓、脑出血临床应用、抗疲劳、治疗骨关节炎等方面都获得了一些科研成功。

3.2、基因工程药物

激素和许多活性因子是调节人体生理代谢与机能的重要物质，其活性强，临床疗效明显，但这些物质自然界甚为稀少，从人体及动物中提取难度大，来源有限，无法满足临床需要，而现代生物制药技术却为临床提供了这类廉价、高效的药品。基因工程药物的生产一般是通过先确定对某种疾病有预防和治疗作用的蛋白质，然后利用限制性内切酶，从外源基因中将控制该蛋白质合成过程的目的基因取出来，再通过DNA连接酶把目的基因与载体（质粒、噬菌体、病毒）DNA 连接，接着转入微生物或细胞内进行克隆，并使目的基因最终在宿主细胞内成功表达，获得所需的蛋白质。

胰岛素是治疗糖尿病的激素类药物，一般从动物中提取，其资源缺乏，价格昂贵，利用基因工程手段将人或动物胰岛素合成基因分离后移植到微生物细胞中，并实现基因表达，这样用基因工程手段得到基因重组微生物被称为基因工程菌，利用基因工程菌在200L发酵罐中产生10克胰岛素相当于450千克胰脏中提取的产量。现在，人生长激素、人胰岛素、促细胞生长素、乙肝疫苗、白蛋白及组织溶纤维蛋白酶原等试剂已广泛应用于临床。

3.3、酶及细胞固定化技术

微生物转化及酶催化工艺早已在制药工业中广泛应用。酶与固定化技术结合弥补酶的不足，在制药界取得显著发展，如用大肠杆菌酞化酶生产6-APA、犁头霉素生产氢化可的松、乳酸菌转化蔗糖制备右旋糖酐等。

用固定化酶的膜反应器分离布洛芬可得到许多有光学活性的化合物，体外试验证明其S-异构体比R-异构体活性高100倍。酶及固定化技术直接用于临床。酶通过微囊化过程固定在半透膜内，组成人工细胞，再配上固定的氦吸附剂就组成了初步的人工肾。近年采用多种固定化系统组成的人工肾可在体内反复返转具有显著临床效果。

3.4、细胞工程及单克隆抗体

细胞工程制药是细胞工程技术在制药工业方面的应用。这一技术在生物制药的研究中起着不可替代的作用，目前全世界生物技术药物中使用动物细胞工程生产的已超过80%，例如蛋白质、单克隆抗体、疫苗等。植物细胞工程的应用集中体现在大规模植物细胞培养生产药用成分和转基因植物生产药物两个方面，同时植物生物反应器在国外的生物制药领域已经开始发展，并取得一定的科研成功，而国内也正在逐渐被重视起来。

1975年英国科学家通过淋巴细胞与骨髓细胞融合产生的杂交瘤，经体外培养、分离可得到一些无性繁殖细胞株，它们能分泌免疫学均一抗体。这种抗体为单克隆抗体，由于单克隆抗体目前在医药领域具有特异性强、操作方便等特点，因此现在已有越来越多的单克隆抗体代替传统的抗血清用于临床诊断。到1987年底，美国已批准单克隆诊断试剂在上百种以上，它主要用于艾滋病、肿瘤性疾病、乙型肝炎及细菌性感染等疾病的诊断，临床疗效显著。由于单克隆抗体对相应抗原结合，具有高度专一性，因此有人试用肿瘤抗原的抗体作为抗肿瘤药物的携带者，将药物导人肿瘤细胞，从而使肿瘤药物有选择性杀伤肿瘤细胞而不伤害正常细胞，这种由单克隆抗体和抗癌药物组成的导向药物为“生物导弹”。

四、我国生物制药的发展方向及存在的问题

4.1、我国生物制药的发展方向

目前，我国为了发展具有科技优势和自主创新特点的生物制药产品，需要重点研究和开发以下几个领域：（1）中草药及其有效生物活性成分的发酵生产；（2）