基因技术与生物制药前景展望

基因技术与生物制药前景展望要紧结论:

（1）生物工程领域目前正处于技术变革的重大时期，基因技术产业是新经济的重要组成内容。

（2）基因组和后基因组的研究导致生物制药业产生重大变革，人类由此步入基因诊断、基因药物和基因治疗的时代。

（3）国外大型制药企业的新药开发已始于基因组研究，使得从事基因组和后基因组研究的基因技术公司在美国NASDAQ市场表现突出。

（4）国内由于制药企业在新药研究开发方面的落后和基因工程产业化分离提纯技术的薄弱，基因技术产业尚处于萌芽状态。

（5）"以功能基因组研究为重点，以基因组药物开发为目标，从我国自主克隆的人类基因和公共数据库的人类基因中查找新药，开发出具有自主知识产权的基因组药物"，成为我国生物制药业摆脱逆境的可行方案。

主题词：生物制药，行业研究

前言

2000年6月26日，是人类历史上一个纪念的生活，在世界各国科学家的通力合作下，"人类基因组打算"第一时期性工作－工作框架图正式公布，这标志人类基因组打算取得了庞大的时期性成果。同时，后基因组研究取得专门大的进展，深刻地阻碍着制药领域，同时导致医药产业的结构和内容发生许多变化，这些变化在美国资本市场差不多有所表现，本文进一步分析国内的基因组和后基因组研究的进展，并对国内生物制药的前景和涉及这一领域的上市公司进行探讨。

一、基因组和后基因组研究概况

1、人类基因组打算(HGP)

人类基因组打算(Human Genome Project，HGP)是由美国科学家领先提出的，旨在阐明人类基因组30亿碱基对的序列，发觉所有人类基因并阐明其在染色体上的位置，并破译人类全部遗传信息的全球范畴内的科学打算。该打算于1989年开始组织实施，预备用15年的时刻，耗资30亿美

元，目标是在2005年完成绘制人体全部基因图谱和核苷酸测序工作。目前的进展差不多显现提早实现的趋势。在去年底，国际上的科学家已对人体2 3对染色体里的30亿个碱基对中的10亿个完成了识不和测序工作，并已将这10亿个碱基对的测定结果公布发表。国际人类基因组于今年6月完成全部30亿个碱基对的人类基因组草图。在此基础上，再对测定的基因序列进行认真核实，估量能在明年6月绘制出最后的精确的人类基因组图谱。那个图谱就像是一张构成一个人体细胞DNA（脱氧核糖核酸）的30亿个碱基对精确排列的"地图"，这些碱基对以一种专门方式排列形成人体的10万个基因。

人类基因组是所有染色体或基因位点的总合，含有有关生、长、老、病、死的全部遗传信息。因为人类个体的基因位点是相同的，因而人类只有一个基因组，不同个体之间差异的全然缘故是每一基因位点上的等位基因并不是完全相同的，如果基因结构变异导致关键蛋白质数量或质量的专门，则可引起疾病。因此HGP的实施极大地带动了人类疾病有关基因的定位、克隆与结构、功能等的研究，通过对每一个基因的测定，能够找到它的准确位置，从而为预防、诊断、治疗6000多种人类单基因遗传病和一批多基因病（如恶性肿瘤、心血管疾病）提供了准确依据。目前已有大约500个基因用于药物开发，到HGP完成时，这一数字将增加6～20倍，达到3000～10000个。

2、后基因组研究

人类后基因组研究是在已知基因序列的基础上进行基因功能的研究，即收集、整理、检索和分析基因序列中表达的蛋白质的结构与功能等信息，找出规律，发觉重要功能基因，使其具有经济用途。后基因组的研究重点将从揭示生命的所有遗传信息转移到在整体水平上对功能的研究，从基因组整体水平上对基因的活动规律进行阐述。

后基因组学所要解决的核心咨询题确实是如何破译天文数字般的DNA信息所编码的蛋白质功能以及占人基因组序列95％以上的非编码区的调控功能。如检测基因表达水平即检测基因的差不表达进而找出与疾病有关基因和变异的基因；检测基因多型性；从整体基因组水平上考察生物

代谢途径，如细胞分化发育时期转换的关键时刻基因表达的差不和特点等方面。同时，人们尽管对约占人类基因组95%的非编码区的作用还不太了解，但从生物进化的观点看来，这部分序列必定具有重要的生物功能，它们与基因在四维时空的表达调控有关。查找这些区域编码特点，信息调剂与表达规律是以后相当长时刻内的热点课题。

在后基因组时代，生物学家面对的不仅是序列和基因而是越来越多的完整基因组，对这些完整基因组研究所导致的比较基因组学必将为后基因组研究开创新的领域。随着人类基因组打算的执行，找到人类10万个基因的碱基序列是指日可待的事，因而确定人的上千个原癌基因和几万个与疾病有关基因表达产物的氨基酸顺序也会逐步实现，然而要找到这些蛋白质致病的分子基础，只有氨基酸顺序的知识是不够的，必须明白它们的三维结构，因此蛋白组学(Proteomics)的研究显得专门重要，基于蛋白质的结构与功能的药物设计将成为后基因组研究的重中之重。另外医药基因组学也是一个重要方向，揭示人的基因多样性和变异性是如何阻碍药物成效和安全性，一方面可按照病人的基因检测结果因人施药，另一方面，在新药整个开发过程中，专门多环节都需要医药基因组学的研究与开发，如阻碍药物作用的是哪些基因？这些基因变异的类型如何？通过医药基因组学的研究能够发觉有关基因功能新药靶，并在鉴定与药物分布、活化、代谢等有关的基因及其变异等情形下，推测新药在不同个体内的成效和安全性。

3、生物信息学

生物信息学确实是在生命科学的研究中，以运算机为工具对生物信息进行储存、检索和分析的科学。它是当今生命科学和自然科学的重大前沿领域之一，同时也将是21世纪自然科学的核心领域之一。随着HGP

的逐步实施和基因组研究的许多进展，基因序列数据正往常所未有的速度迅速增长，建立新型杂交和测序方法以对大量的遗传信息进行高效、快速的检测、分析就显得极其重要，生物信息学的基因芯片技术确实是顺应这一科学进展要求的产物。该技术系指将大量（通常每平方厘米点阵密度高于400）探针分子固定于支持物上后与标记的样品分子进行杂交，通过检测

每个探针分子的杂交信号强度进而猎取样品分子的数量和序列信息。在19 80年左右，有人曾经就将短的DNA片断固定到支持物上，借助杂交方式进行序列测定。但基因芯片从实验室走向工业化却直截了当得益于探针固向原位合成技术和照相平板印刷技术的有机结合、运算机以及激光共聚显微技术的引入。它使得合成、固定高密度的数以万计的探针分子切实可行，而且借助激光共聚焦显微扫描技术使得能够对杂交信号进行实时、灵敏、准确的检测和分析。基因芯片技术由于同时将大量探针固定于支持物上，因此能够一次性对样品大量序列进行检测和分析，从而解决了传统核酸印迹杂交技术操作纷杂、自动化程度低、操作序列数量少、检测效率低等不足。目前已有多种方法能够将寡核苷酸或短肽固定到固相支持物上，这些方法总体上有两种，即原位合成与合成点样两种。

基因芯片技术研究重点要紧体现在基因组学(Genomics)和蛋白组

学(Proteomics)两方面，具体讲，是从核酸和蛋白质序列动身，分析序列中表达的结构与功能的生物信息。目前基因组学的研究显现了几个重心的转移：一是将已知基因的序列与功能联系在一起的功能基因组学研究。二是从作图为基础的基因分离转向以序列为基础的基因分离。三是从研究疾病的起因转向探究发病机理。四是从疾病诊断转向疾病易感性研究。生物芯片(Biochip)的应用将为上述研究提供最差不多和必要的信息及依据，将成为基因组信息学研究的要紧技术支撑。生物芯片要紧指通过平面微细加工技术在固体芯片表面构建的微流体分析单元和系统，以实现对细胞、蛋白质、核酸以及其他生物组分的准确、快速、大信息量的检测。高密度基因芯片是最重要的一种生物芯片，芯片上集成的成千上万的密集排列的基因探针，能够在同一时刻内分析大量的基因，使人们可迅速、准确、高效地破译遗传密码。这将是继大规模集成电路之后的又一次具有深远意义的科学技术革命。它可应用于基因表达检测、突变检测、基因组多态性分析和基因文库作图以及杂交测序等方面。1998年底美国科学促进会将基因芯片技术列为1998年度自然科学领域十大进展之一，足见其在科学史上的意义。它通过使用半导体工业中的微加工和微电子技术和其他有关的技术，将现在庞大的分立式生物化学分析系统缩微到半导体硅芯片中，从而具有高速度、