基因及转基因药物的现状及前景

基因及转基因药物的现状及前景

10生工李贵琛

[摘要] 生物工程，生物技术被称为自第三次产业革命以来最具影响力的新兴产业，其中基因及转基因药物颇受关注。自1989年我国第一种基因工程药物重组α1b干扰素问世, 至今已有18种因工程药物和疫苗获准投放市场其中9种拥有自主知识产权, 另有18种药物已完成或正在进行床试验、种处于实验室研究阶段, 这其中的大部分具有自主知识产权。本文以论述基因及转基因药物的现状及前景为主，希望能够为今后的学习提供帮助。 [关键字] 基因药物转基因药物现状及前景

随着生物工程，生物技术的快速发展，人们已开始从最初对它的神秘感转变为现在希望的寄托。科学理论证明，几乎所有的疑难杂症都可通过基因的方式来解决。然而，实际的发展并不是人们想的那么容易。不错，每年确实有许多相关的进展，但是，浩瀚的生命的海洋并非人们想象的那样简单。

1 ，基因药物

1．1基因药物

生命科学已经揭示，基因是维持生命机体特性及其生长、繁殖、遗传和对（包括药物环境）响应的物质，它存在于细胞核的核酸之中。己证实核酸呈双螺旋结构。核酸中的DNA（脱氧核糖核酸）就是生物学家称之为基因（gene）的这种生命物质。DNA

分子的各个（或基因组）代表各自相应的生物功能和遗传信息。基因药物的研究主要针对功能基因组和基因转录本mRNA 两类生

物大分子。

实践证明，在对基因片段作出定位和分离的基础上，进行基

因改造、修饰或重组，可以改变生物的品种，可以改良物种的遗传特性，可以防治遗传性疾病，也可以应用基因重组技术寻找或研发新的药物，或通过对生物体（包括微生物及寄生虫）的基因组学（包括受体基因）的分析研究，深入阐明药物与机体相互作用的机理及寻找新作用机制的药剂。以上科学技术称为生物基因学技术（或生物基因工程技术）。

基因的核酸药物制剂研究开始于1970 年代中期, 从第一个

反义核酸药物Vitrovene 于1998 年和1999 相继在美国和欧洲

上市以来, 发展迅速. 目前全球已有近30 个药物和治疗方案进

入临床试验, 治疗病人总数已接近1000 人, 其中以癌症为首位, 涉及炎症、糖尿病、心血管疾病和AIDS 等病毒感染疾病.基因的核酸药物治疗在致病靶基因选择上, 可以分为癌基因、抑癌基因、生长因子及其受体、细胞信号转导系统功能分子、细胞周期调控物质、酶类等基因以及外源致病微生物( 例如HIV, SARS)

的结构基因. 通常人体细胞中大多因为致病基因过表达或者异

常表达( 不适当的时间达) 而导致了人类疾病发生.

1．2 基因治疗

基因治疗(gene therapy) 是从根本上消除各种基因遗传缺陷,

治疗疑难疾病的重大理论和技术突破。大量针对癌症的基因疗法和其他基因药物已经进人临床实验, 我国的p 53 肿瘤抑制基因药物“今又生”也已于2004 年获得国家食品和药品监督管理局批准成为全世界第一个上市销售正式应用于临床的基因药物。基因治疗是将嵌有基因信息的DNA质粒导人细胞核, 取代或修饰那些缺失和病变的基因片段, 可以从根源上治疗相关疾病。广义的基因治疗不仅指单纯的基因修饰, 还包括了基因阻断、DNA 疫苗、反义药物、D N A 修饰和基于D NA 的免疫调节剂等。

1．3 方法及途径

目前, 已有文献报道的基因药物递送方法大致可以归纳为: 机械转染法基因枪、细胞穿刺; 物理转染法电穿孔、渗透压冲击、超声、冻融; 化学递药体系磷酸钙沉淀、高分子、蛋白和多肤、脂质体等; 生物转染法病毒、细菌感染。

病毒载体( viralvector ) 的基因表达效率非常高, 它

们的缺陷主要来自于安全0 性考虑和工业化生产的难度。病毒竞争性复制对人类安全存在潜在威胁, 病毒载体可能含有其他病原, 诱发感染, 并有高免疫原性卜。特别是其免疫原性成为全身性基因治疗的最大障碍, 由此诱发的宿主免疫反应会严重地影

响转染率, 同时还增加了全身毒性。另外, 重组的病毒限制了基因载药量, 也就是嵌人基因片段的大小( 嵌入基因片段一般小

于sk L ) , 很难大规模工业化生产。病毒载体基因突变的可能性( 导致新癌症) 、全身给药后的快速灭活等等潜在不明副作用

所引起的安性威胁, 促使美国于2002 年暂停了重组逆转录病毒载体的临床实验。

因此，使用非病毒基因药物载体便成为明智的选择。包括：高分子聚合物载体、阳离子脂质体载体、脂质体包裹的DNA 基因载体和人造病毒。通过对相关文献资料的阅读，我认为纳米粒给药系统，作为以高分子物质载体，将药物溶解，吸附或包裹于材料中。

1．4 纳米技术在药物制剂及临床中的作用

1）可增大药物溶解度2）可通过血脑屏障并成功用于癌症治疗3）可改善口服药物的吸收和生物利用度4）可增强药物靶向作用5）可穿透表皮，加强药物吸收

1．5 生产工艺方法

1）利用基因工程技术改造传统的制药工业，用DNA 重组技术改造制药所需要的菌种，提高抗菌素、维生素、氨基酸产量等。2）用克隆的基因生产肽类和蛋白质药物或疫苗，特别是在人类有需求，但自然界来源困难且不易获得的活性多肽、酶等物质方面，基因工程技术更显现出特殊的价值。

2 转基因药物

2．1 转基因药物的特点

成本低在美国, 用纯化的凝血因子Ⅷ治疗一名血友病患者, 每年最少也需1 万美元, 如经常用药则年花费将超过10 万美元。采用转基因牛生产, 1 g蛋白成本只需0. 02～0. 5 美元。

转基因牛不但可产生大量制品, 其下一代亦可产生更多制品。

周期短研制一种新药, 过去需要20～30 年时间, 现在也需10～15 年。若用转基因动物生产药物,其周期就缩短了许多。例如转基因羊, 从目的基因的受精卵显微注射, 到转基因动物的

出生、成熟、泌乳,理论上是18 周。转基因牛也只需2～3 年。效益高荷兰金发马( Gen Pharm) 公司用牛生产的乳铁蛋白, 预计每年销售额是50 亿美元。芬兰一公司, 将促红细胞生成素基因( EPO ) 转移到牛, 在牛奶中表达了这种( EPO ) 基因。经计算这头牛所产乳中含EPO 的价值达42 亿美元, 这是其它生产技术无法达到的。

安全可靠近年来对献血者进行了严格的筛选, 病毒灭活技术也得到了广泛的使用, 但人血制品仍可能存在某种危险。加之艾滋病毒( HIV ) 感染的日益严重和丙型肝炎病毒( HCV ) 的威胁, 科学家正在寻找替代血源。近年疯牛病接连发生, 欧美等国已开始限制血源制品的应用。用健康转基因动物生产的血液制品就不存在类似问题

3 小结

我国在各种致病基因的发现、治疗病患的基因筛选和研究领域非常活跃, 与国外的研究范围和水平差距不大, 在某些方面已经

处于领先地位,如基因组测序和基因药物的上市销售。但是对非病毒基因载体的研究相对国外落后不少, 基因治疗研究工作中

使用的阳离子脂质体载体完全靠进口, 基因药物的脂质体制剂