08第八章_生物技术与医疗.pptx
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• 具有其各自的局限性，未能被及时准确地 诊断，从而延误了治疗良机。
• 分子诊断：从分子水平完成DNA、RNA或蛋 白质检测，从而对疾病作出诊断的方法。
• 分类: 基因诊断、肿瘤标志物检测。
一、基因诊断
• 基因诊断：用分子生物学的理论和技术， 通过直接探查基因的存在状态或缺陷，从 基因结构、定位、复制、转录或翻译水平 分析基因的功能，从而对人体状态与疾病 作出诊断的方法。
• 第一节 生物技术与疫苗 • 第二节 生物技术与疾病诊断 • 第三节 生物技术与生物制药 • 第四节 基因治疗 • 第五节 人类基因组计划
第一节 生物技术与疫苗
一、疫苗简介
1、疫苗的发展中的重要事件
• 天花病毒疫苗（人痘法、牛痘法） • 狂犬病疫苗 • 基因工程疫苗
2、疫苗作用机制：疫苗可以在接受者体内建立 起对入侵物质感染的免疫抗性，从而保护疫苗 接受者免受疾病的侵染。
• 重组DNA病毒载体
•
腺病毒载体
•
腺病毒相关病毒载体
•
重组痘苗病毒载体
•
单纯疱疹病毒载体
• 染色体外自主复制载体
外源基因导入方法
生物学方法
• DNA介导基因转移方法 • 染色体介导的基因转移方法
物理方法
• 显微注射法 • 电穿透法 • 基因枪法
基因治疗的方式
基因治疗的方法分为两大类： • 体细胞疗法 • 生殖细胞疗法 基因治疗的方式： • 体外原位基因治疗； • 体内基因治疗 • 反义基因治疗
• 检测的目标分子：DNA或RNA。
主要技术： • 核酸分子杂交 • 聚合酶链反应 • 生物芯片技术
二、肿瘤标志物检测
• 肿瘤标志物：指肿瘤细胞和组织由于相关 基因或异常结构的相关基因的表达所产生 的蛋白质和生物活性物质。
测定方法 • 生物化学技术 • 免疫组化技术 • 单克隆抗体技术
第三节 生物技术与生物制药
• 神经生长因子(NGF)和BDNF(脑源神经营养 因子)用于治疗末稍神经炎，肌萎缩硬化症， 均已进入Ⅲ期临床。
• 溶栓活性酶(Activase重组tPA)用于中风患 者治疗，可以消除症状30%。
10大热门生物制药技术
技术 组合化学
新颖性 成熟领域
技术
前导物综合鉴定技 术
药学基因组科学 发展领域
核糖酶
蛋白质工程 发展领域
抗体酶
基因治疗
发展领域
药物设计与人工智 能
糖类治疗剂 发展领域
功能抗原
新颖性 新生技术 新生技术 新生技术 新生技术 新生技术
表2 正在研究开发的生物技术药物类型
领域
开发药物品 种
领域
单克隆抗体
78
人生长激素
疫苗
62
组织ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ溶酶原激活 剂
基因治疗
28
凝血因子
细胞白介素
11
集落细胞刺激因子
• 生物技术药物：应用DNA重组技术生产的 蛋白、多肽、酶、激素、疫苗、细胞生长 因子及单克隆抗体等，主要产品类型为疾 病治疗剂、诊断试剂、预防药物与兽用治 疗剂。
• 生物技术药物的原始材料：细胞及其组成 分子。
• 发展迅速。
实例
1、肿瘤 • 如应用基因工程抗体抑制肿瘤 • 应用导向IL-2受体的融合毒素治疗CTCL肿
第八章 生物技术与医疗
• 教学目的和要求：了解掌握生物技术在疫 苗、病病诊断、生物制药、基因治疗、人 类基因组计划等方面的主要技术及应用进 展。
• 教学重点和难点：生物技术在疫苗、病病 诊断、生物制药、基因治疗、人类基因组 计划等主要技术。
• 教学方法与手段：课堂教学与自学相结合
• 计划学时：2学时
3、基因治疗临床应用必须经过细致审查
• 体外实验、动物实验 • 临床研究 • 安全性、有效性、免疫学评价
基因治疗管理
• 《人体细胞基因治疗方案考虑要点及管理条例》 • 《人体细胞治疗及基因治疗临床研究质控要点》
中国基因治疗研究 • 成纤维细胞基因治疗血友病B
基因治疗中的基因转移载体
• 反转录病毒载体
2、种类 • 非致病性微生物，通过基因工程使之携带
并表达某病原物的抗原决定簇基因，产生 免疫原性； • 致病微生物，通过基因工程的方法修饰或 去掉毒性基因后仍保持免疫原性。
第二节 生物技术与疾病诊断
• 疾病的诊断：依据病史、症状、体征和各 种辅助检查，如血液学、病理学、免疫学、 微生物学、寄生虫学乃至物理学检查等。
干扰素
10
促红细胞生成素
生长因子
10
SOD
重组可溶性受 体
6
其他
反义药物
6
总数
开发药物品 种 5
4
3 3 2 1
56
284
第四节 基因治疗
• 1、概念：向靶细胞或组织中引入外源基 因DNA或RNA片段，以纠正或补偿基因的 缺陷，关闭或抑制异常表达的基因，从而 达到治疗的目的。
• 2、基因治疗的基本思想：通过使变异基 因和异常表达的基因变为正常的基因和正 常表达基因，从根本上治疗遗传疾病。
• 病毒粒体外表面可以 与抗体结合的肽段有 免疫原性，而其它无 关的部分就不具免疫 原性。
六、DNA免疫
• DNA免疫（基因免疫或核酸免疫）：外源 DNA可引起特异性免疫反应。
• DNA免疫对防治一些变异较大，难以用传 统疫苗防治的病原有良好的应用前景。
七、活体重组疫苗
1、定义：用基因工程的方法对细菌和病毒进 行改造。
瘤，应用基因治疗法治疗肿瘤 • 基质金属蛋白酶抑制剂(TNMPs)可抑制肿
瘤血管生长，阻止肿瘤生长与转移。 • 这类抑制剂有可能成为广谱抗肿瘤治疗剂，
已有3种化合物进入临床试验。
2、神经退化性疾病
• 老年痴呆症、帕金森氏病、脑中风及脊椎 外伤的生物技术药物治疗。
• 胰岛素生长因子rhIGF-1已进入Ⅲ期临床。
• 现行疫苗有效期较短。
三、基因工程疫苗
• 基因工程疫苗指的是用基因工程的方法， 表达出病原物的一段基因序列，将表达产 物（多数是无毒性、无感染能力、但具有 较强的免疫原性）用做疫苗。
四、亚基疫苗
• 亚基疫苗：利用病原物的某一部分制得的疫苗。
五、肽疫苗
• 肽疫苗：用类似抗原 决定簇的小肽制得基 因工程疫苗。
人体免疫系统工作机制
二、传统的疫苗
1、疫苗：灭活的和减毒的致病物质，即 被灭活或降低其毒性，但仍具有免疫反应 能力的病原物。
2、种类 •活疫苗 •死疫苗
3、传统疫苗的局限性
• 有些致病物无法人工培养； • 动物病毒需要动物细胞中培养，速度慢和产量低，
成本高； • 需对操作人员采取保护措施； • 疫苗未充分减毒，可能使疾病大范围流行； • 减毒株系可能会突变成强毒株系 • 有些疾病用疫苗治疗效果甚微；
• 分子诊断：从分子水平完成DNA、RNA或蛋 白质检测，从而对疾病作出诊断的方法。
• 分类: 基因诊断、肿瘤标志物检测。
一、基因诊断
• 基因诊断：用分子生物学的理论和技术， 通过直接探查基因的存在状态或缺陷，从 基因结构、定位、复制、转录或翻译水平 分析基因的功能，从而对人体状态与疾病 作出诊断的方法。
• 第一节 生物技术与疫苗 • 第二节 生物技术与疾病诊断 • 第三节 生物技术与生物制药 • 第四节 基因治疗 • 第五节 人类基因组计划
第一节 生物技术与疫苗
一、疫苗简介
1、疫苗的发展中的重要事件
• 天花病毒疫苗（人痘法、牛痘法） • 狂犬病疫苗 • 基因工程疫苗
2、疫苗作用机制：疫苗可以在接受者体内建立 起对入侵物质感染的免疫抗性，从而保护疫苗 接受者免受疾病的侵染。
• 重组DNA病毒载体
•
腺病毒载体
•
腺病毒相关病毒载体
•
重组痘苗病毒载体
•
单纯疱疹病毒载体
• 染色体外自主复制载体
外源基因导入方法
生物学方法
• DNA介导基因转移方法 • 染色体介导的基因转移方法
物理方法
• 显微注射法 • 电穿透法 • 基因枪法
基因治疗的方式
基因治疗的方法分为两大类： • 体细胞疗法 • 生殖细胞疗法 基因治疗的方式： • 体外原位基因治疗； • 体内基因治疗 • 反义基因治疗
• 检测的目标分子：DNA或RNA。
主要技术： • 核酸分子杂交 • 聚合酶链反应 • 生物芯片技术
二、肿瘤标志物检测
• 肿瘤标志物：指肿瘤细胞和组织由于相关 基因或异常结构的相关基因的表达所产生 的蛋白质和生物活性物质。
测定方法 • 生物化学技术 • 免疫组化技术 • 单克隆抗体技术
第三节 生物技术与生物制药
• 神经生长因子(NGF)和BDNF(脑源神经营养 因子)用于治疗末稍神经炎，肌萎缩硬化症， 均已进入Ⅲ期临床。
• 溶栓活性酶(Activase重组tPA)用于中风患 者治疗，可以消除症状30%。
10大热门生物制药技术
技术 组合化学
新颖性 成熟领域
技术
前导物综合鉴定技 术
药学基因组科学 发展领域
核糖酶
蛋白质工程 发展领域
抗体酶
基因治疗
发展领域
药物设计与人工智 能
糖类治疗剂 发展领域
功能抗原
新颖性 新生技术 新生技术 新生技术 新生技术 新生技术
表2 正在研究开发的生物技术药物类型
领域
开发药物品 种
领域
单克隆抗体
78
人生长激素
疫苗
62
组织ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ溶酶原激活 剂
基因治疗
28
凝血因子
细胞白介素
11
集落细胞刺激因子
• 生物技术药物：应用DNA重组技术生产的 蛋白、多肽、酶、激素、疫苗、细胞生长 因子及单克隆抗体等，主要产品类型为疾 病治疗剂、诊断试剂、预防药物与兽用治 疗剂。
• 生物技术药物的原始材料：细胞及其组成 分子。
• 发展迅速。
实例
1、肿瘤 • 如应用基因工程抗体抑制肿瘤 • 应用导向IL-2受体的融合毒素治疗CTCL肿
第八章 生物技术与医疗
• 教学目的和要求：了解掌握生物技术在疫 苗、病病诊断、生物制药、基因治疗、人 类基因组计划等方面的主要技术及应用进 展。
• 教学重点和难点：生物技术在疫苗、病病 诊断、生物制药、基因治疗、人类基因组 计划等主要技术。
• 教学方法与手段：课堂教学与自学相结合
• 计划学时：2学时
3、基因治疗临床应用必须经过细致审查
• 体外实验、动物实验 • 临床研究 • 安全性、有效性、免疫学评价
基因治疗管理
• 《人体细胞基因治疗方案考虑要点及管理条例》 • 《人体细胞治疗及基因治疗临床研究质控要点》
中国基因治疗研究 • 成纤维细胞基因治疗血友病B
基因治疗中的基因转移载体
• 反转录病毒载体
2、种类 • 非致病性微生物，通过基因工程使之携带
并表达某病原物的抗原决定簇基因，产生 免疫原性； • 致病微生物，通过基因工程的方法修饰或 去掉毒性基因后仍保持免疫原性。
第二节 生物技术与疾病诊断
• 疾病的诊断：依据病史、症状、体征和各 种辅助检查，如血液学、病理学、免疫学、 微生物学、寄生虫学乃至物理学检查等。
干扰素
10
促红细胞生成素
生长因子
10
SOD
重组可溶性受 体
6
其他
反义药物
6
总数
开发药物品 种 5
4
3 3 2 1
56
284
第四节 基因治疗
• 1、概念：向靶细胞或组织中引入外源基 因DNA或RNA片段，以纠正或补偿基因的 缺陷，关闭或抑制异常表达的基因，从而 达到治疗的目的。
• 2、基因治疗的基本思想：通过使变异基 因和异常表达的基因变为正常的基因和正 常表达基因，从根本上治疗遗传疾病。
• 病毒粒体外表面可以 与抗体结合的肽段有 免疫原性，而其它无 关的部分就不具免疫 原性。
六、DNA免疫
• DNA免疫（基因免疫或核酸免疫）：外源 DNA可引起特异性免疫反应。
• DNA免疫对防治一些变异较大，难以用传 统疫苗防治的病原有良好的应用前景。
七、活体重组疫苗
1、定义：用基因工程的方法对细菌和病毒进 行改造。
瘤，应用基因治疗法治疗肿瘤 • 基质金属蛋白酶抑制剂(TNMPs)可抑制肿
瘤血管生长，阻止肿瘤生长与转移。 • 这类抑制剂有可能成为广谱抗肿瘤治疗剂，
已有3种化合物进入临床试验。
2、神经退化性疾病
• 老年痴呆症、帕金森氏病、脑中风及脊椎 外伤的生物技术药物治疗。
• 胰岛素生长因子rhIGF-1已进入Ⅲ期临床。
• 现行疫苗有效期较短。
三、基因工程疫苗
• 基因工程疫苗指的是用基因工程的方法， 表达出病原物的一段基因序列，将表达产 物（多数是无毒性、无感染能力、但具有 较强的免疫原性）用做疫苗。
四、亚基疫苗
• 亚基疫苗：利用病原物的某一部分制得的疫苗。
五、肽疫苗
• 肽疫苗：用类似抗原 决定簇的小肽制得基 因工程疫苗。
人体免疫系统工作机制
二、传统的疫苗
1、疫苗：灭活的和减毒的致病物质，即 被灭活或降低其毒性，但仍具有免疫反应 能力的病原物。
2、种类 •活疫苗 •死疫苗
3、传统疫苗的局限性
• 有些致病物无法人工培养； • 动物病毒需要动物细胞中培养，速度慢和产量低，
成本高； • 需对操作人员采取保护措施； • 疫苗未充分减毒，可能使疾病大范围流行； • 减毒株系可能会突变成强毒株系 • 有些疾病用疫苗治疗效果甚微；