生物制药工艺学课件ppt

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一、生物药物研究发展现状
生物药物的发展已走过传统生物制药技 术和工业化生物制药时代,从1982年10月 rhIns上市,正式步入现代生物制药阶段。
1、世界现状:已上市200多种生物技术药 物,已进入Ⅲ其临床400种;其中200种进 入FDA审批,还有700多种进入Ⅰ-Ⅱ期临 床,在各个不同临床前研究的有2600多种。
(1)Learn to know. (2) Learn to do.
(3) Learn to be. (4) Learn to together. 2、培养自己成为药物研究、生产、流通、应用
与管理的专门人才。为人民的防病、治病、 保健、康复提供疗效好,副作用少,价格便 宜,使用方便的生物药物。
二、本课程的性质: 是生物技术、生物工程、海洋药学、生化制药、微
如:快速Ins,B9-Ser→B9-Asp, B27-Thr →B27-Glu 长效Ins, B21-Asn→B21-Gly, B-C末端加入2个Arg PI由pH5.4→pH6.8
2. 中国现状:
(1)生产生化药物100多种,抗生素近100种; (2)已批准生物技术药物30多种:如INF-α1b,INF-
CSF,EPO,TPO,SCF (4)重组蛋白和多肽类激素药物:Ins,
rHGH,FSH,LH,HCG (5)生长因子类药物:EGF,PDGE,TGFα,NGF (6)心血管病治疗剂与酶制剂:水蛭素,t-PA,尿激酶,
门冬酰胺酶
(7)重组蛋白疫苗与基因工程治疗性抗体:乙肝疫苗、丙 肝疫苗、对淋巴瘤CD3单抗(OKT3)抗排斥。HER-2 (表皮生长因子受体抗体),抗乳腺癌转移(人源化抗 体)
中国生物制药企业近代生物制药企业通过GMP的厂家已近 200家,年产值400多亿元,仅占全国医药产值7.5%发展空间 可观(美国400多亿美元/年),已开始进入自主创新阶段。如: (1)γ-bFGF(全球首家上市);
(2)思凯通(注射SK,1997年上市); (3)注射用重组葡激酶(2003年上市); (4)今又生Gendicine(P53腺病毒注射剂); (5)TNF衍生物
(二)、化学特性:
(1)含量低、杂质多、工艺复杂、收率低、 技术要求高;
(2)组成结构复杂,具严格空间结构,才 有生物活性。对多种物理、化学、生物 学因素不稳定,故研究时要执行GLP规 范,生产时要求GMP管理。
(3)活性高,有效剂量小,对制品的有效 性,安全性要严格要求(包括标准品的 制订)。
二、生物药物的类别:共分4大类 (一)天然生物药物 1.微生物药物 microbil medicine
生物制药、、生物技术制药的专业必修课,也是药学专 业的重要选修课。 三、 本课程研究内容
是从事各类生物药物的研究,生产和制剂工艺过程 的一门综合性应用技术科学。 (1)生化与微生物药物制造工艺。 (2)生物技术药物与生物制品制造工艺。 (3)其它生物医药产品(康复保健品)制造工艺。 四、学习任务与要求: (1)掌握制造工艺基本原理及相关基础理论。 (2)熟练制造技术过程及制剂技术。 (3)熟悉生物药物的来源、结构、性质及临床用途。
微生物制取的生化活性物质。
(1)氨基酸类药物 amino Acid 如胱AA、色氨酸、精 氨酸等。
(2)多肽类药物 Poly peptide如缩宫素、加压素等。 (3)蛋白质类药物 如人血白蛋白,r-球蛋白 (4)酶类药物 如胃蛋白酶,尿激酶 (5)辅酶类药物 如CoQ10,CoASH (6)核苷酸与核酸类药物 如RNA注射液:PolyI:C (7)多糖类药物(polysaccharide):如肝素、玻璃酸。 (8)脂类药物:如去氢胆酸,胆红素、PGE1、PGE2。
二、生物药物的发展与展望
1.生物技术药物研究已进入蛋白质工程药物时代 第一代重组药物时代 :一级结构与功能和天然活性蛋白
质完全一样; 第二代重组药物时代:对天然产物表达物进行简单修饰,
如PEG化或糖基化; 第三代重组药物时代:蛋白质工程药物,在DNA水平上,
合理设计、改造、创制新型治疗蛋白。目的: (1)提高活性; (2)减少或消除毒副作用; (3)提高体内外稳定性; (4)产生新的功能特性。
留抗体可变区。 (2)人源化抗体:可变区中仅CDR(轻链可变区)为鼠源,其FR
及恒定区均来自人源。
4、干涉RNA(RNAi)RNA interference,是细胞内外 源性或内源性双链RNA,可引起与其同源的mRNA 特异性降低,抑制基因表达,是抗病毒、抗肿瘤治 疗剂的重要设计方向。
5、基因治疗剂:DNA疫苗与基因药物发展迅速,将 功能基因与表达载体重组,导入人体细胞,使其在 体内表达活性蛋白,产生免疫或治疗作用。已研究 成功乳腺癌DNA疫苗(可能对病毒性肿瘤均可获得 成功),还有黑色瘤基因治疗也取得突破(使病人 晚期肿瘤消失),将病人的T-cell分离出来,用肿 瘤抗原受体基因改造T-cell,再注入人体,可以对 黑色素瘤产生有效清除作用。
2.药品 Drug
直接用于临床的药物制剂产品,是特 殊商品。
药品特点:有固定组成,明确规定有 适应症、用法与用量,疗程,并说明可 能存在的毒副反应。还规定使用有效期。
药品有3大类:(1)化学药品,(2) 生物药品,(3)中药(药材,饮片,中 成药)。
生物药物 Biopharmaceutics
是以生物材料(生物体、生物组织或其成分: 组织、细胞、细胞器、细胞成分、代谢物、排 泄物)为原料,综合应用生物学、物理化学与 现代药学的原理与方法加工制成的药物。通常 有5类: (1)生化药物 Biochemical medicine (2)微生物药物 Microbial medicine (3)海洋药物 Marine medicine (4)生物制品 Biologics(biologicals) (5)生物医药产品 Biological medicinal products
第一节 微生物制药工艺技术基础
一、菌种的选育与保芷 1.自然选育 是一种纯种选育方法,依据自发突
变原理,通过不断分离筛选,除去衰变型菌落, 选择高产菌,达到强化、复壮、稳定生产目的。
操作:单孢子悬浮液→分离及单菌落培养→ 筛选
纯培养:从一个单细胞微生物取得的后代培 养称纯培养
方法:(1)平板划线法 (2)稀释平板法
FDA已批准17种治疗性抗体,在抗肿瘤、治疗风湿性关 节炎,防止感染、抗血小板凝集等方面疗效突出。在369种 进入临床试验的生物技术药物中有75种是抗体类产品,预计 2008年会有17种上市。如抗TNFα嵌合抗体,TNFα-R-Fc融 合蛋白。
抗体人源化分为 (1)嵌合抗体:用人源抗体恒定区替换鼠源抗体恒定区,保
度<70%,细菌可保存1月,放线菌2月,酵母 4~6月;②液体石蜡封芷法 121℃×30mm灭 菌,干燥,封管;③甘油冷冻法;④冷冻干燥 法;⑤液氮保藏法
2.诱变育种 (1)诱变处理:①化学诱变;②物理诱变 (2)代谢调节选育 (3)基因重组技术改变代谢途径 (4)原生质体融合 突变株筛选一般进程如图所示
第三第四轮同第二轮
3.菌种保存
(1)保存目的:防止退化 (2)菌种退化检查方法 (3)菌种退化防止方法 (4)菌种保芷方法:①斜面低温保存 4℃,湿
第一章 生物药物概述
Introduction of Biopharmaceutics
1.药物 Medicine(remedy)
药物是用于预防、治疗或诊断疾病与调节机 体生理功能、促进康复促健的物质,有4大类: (1)预防药物:如疫苗、卡介苗、艾滋病疫苗、 SARS疫苗、肿瘤疫苗。 (2)治疗药物:如抗生素、INS、尿激酶。 (3)诊断药物:如肝肾功能检查试剂盒、免疫 诊断试剂盒。 (4)康复保健药物:如维生素、氨基酸、叶酸。
2. 基因药物(核酸类药物)
(1)核酸疫苗:将目的基因与表达载体构建 成重组体导入人体,使其表达免疫蛋白, 呈递免疫应答,如乳腺癌疫苗。
(2)反义药物ISIS2900,用于治疗巨细胞病 毒性视网膜炎。
(三)合成或半合成生物药物:
如催产素,降钙素,PEG-腺苷脱氨酶, PEG-门冬酰胺酶
第二章 生物制药工艺技术基础 Basis of biopharmaceutical technology
α2a,INFα2b,INF-γ,IL-2,IL2-ser125,IL-11,G25F,GM-CSF,γ-SK, γGH,EPO,TPO,EGF,EGF衍生物,bFGF,Ins,TNF衍生 物,脑钠素,心钠素,抗IL-8单抗乳膏剂,胸苷激酶基因工程 细胞制剂,CHO乙肝疫苗,痢疾疫苗,WuT3单抗(抗 CD3CMAb,抗肾移植排斥),131I-chTNT人鼠嵌合型单抗 (治肺癌),P53腺病毒抗癌注射剂,葡激酶等,已进入临床 的有SARS疫苗,禽流感疫苗,艾滋病疫苗。
第二节 生物药物的性质与类别
一、生物药物的特性 (Characterization of Biopharmaceutics) (一)生物学特性: 1、组成、结构与天然活性物质一致,是生物进化与自然选择 的结果。 2、具有调节、控制生物功能,战胜疾病的物质基础。 3、对人体进行补充、调整、增强、抑制,替换或纠正代谢失 调更为合理和有效。 4、活性强,毒副作用一般较少,针对性强,疗效确切,还有 营养作用。 5、是创新药物的优良先导物,通过分子设计可以研制新型有 效药物,如从抑长素研制环己肽(环6肽)。 28肽 ———环6肽 Pro-Phe-D-Trp Pe-Thr-Lys
由微生物产生的生理活性物质:包括初 级及次级代谢产物和转化产物。 (1)抗生素:抗菌、抗肿瘤抗生素,如青 霉素,链霉素,红霉素,四环素,多粘菌 素,两性霉素B,氯霉素,利福霉素,磷 霉素等。 (2)酶抑制剂:如克拉维酸,β-内酰胺酶抑 制剂(青霉素增效剂) (3)免疫抑制剂:如环孢霉素A
2.生化药物(含海洋药物):Bio chemical medicine 用生物化学的原理与技术从动植物、海洋生物和
(二)生物技术药物(新生物制品)Biotech-drugs
1. DNA重组药物(DNA recombinant medicine)-基因工 程与蛋白质工程药物
(1)细胞因子干扰素类药物:IFNα,IFN-β,IFNγ (2)细胞因子白介素类和肿瘤坏死因子:IL-2,IL-6,IL-
11;TNF-,TNF -R (3)造血系统生长因子类: G-CSF,GM-
随着生物技术药物的快速发展,现代 生物药物已形成4大类:
(1)重组DNA药物(包括基因工程和蛋白 质工程药物)
(2)基因药物genetic medicine(核算类药 物,以遗传物质DNA、RNA为治疗物质 基础的药物),如核算疫苗、反义药物。
(3)天然生物药物
(4)合成或半合成药物。
第一节 生物药物的研究与发展前景
生物制药工艺学
主讲教师:吴梧桐教授
生物制药工艺学
《生物制药工艺学》主要参考书
1.吴梧桐 主编 《生物制药工艺学》第二版,北京,中 国医药科技出 版社,2006.
2.王志军 主编《生物技术药物研究开发和质量控制》, 北京,科学出版社,2002.
3.吴剑波 《微生物制药》,北京,化学出版社,2002
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杂志期刊:
1. 中国抗生素杂志.
2. 药物生物技术.
3. 中国生物工程学报. 4. 中国生化药物杂志.
5. 中国天然药物.
Fra Baidu bibliotek
6. 中国医药工业.
生物制药工艺学 Biopharmaceutical process
一、学习本课程的目的:
1、培养自己掌握扎实的专业知识,具有创新、 创业能力的高素质人才,按联合国科教文组 织对世界大学生的要求:
2. 哺乳动物细胞表达产物所占比重快速增加 2000年已批准创新生物技术药物:酵母表达产品2种,
E.coli表达产品4种,分子量均在3.5KDa~6KDa,表示它表达 多肽有优势,而通过动物细胞表达系统22种(包括抗体、酶、 凝血因子)如:TNKase(t-pA突变体);(58KDa); AlsuraZyme(laromidase)(58KDa治疗粘多糖病)Fabrazyme (Algasidasebeta,100KDa,治疗Fabry’s病) 3. 治疗性抗体发展迅猛
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