現(xiàn)代生物技術(shù)的發(fā)展和生物醫(yī)藥

1、現(xiàn)代生物技術(shù)的發(fā)展和生物醫(yī)藥,華 子 春南京大學(xué)醫(yī)藥生物技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,生物技術(shù)醫(yī)藥,疾病與基因： 預(yù)測、診斷、預(yù)防、治療、用藥 疾病的診斷： 基因診斷(產(chǎn)前診斷)、生物芯片 疾病的預(yù)防： 疫苗、DNA疫苗 疾病的治療： 基因工程藥物 核酸藥物 基因治療

2、 器官移植 生物醫(yī)學(xué)材料 干細(xì)胞治療,基因工程和蛋白質(zhì)工程藥物,基因工程：將不同生物的基因在體外經(jīng)人工剪切組合，然后轉(zhuǎn)入到微生物或細(xì)胞內(nèi)，并使轉(zhuǎn)入的基因在細(xì)胞內(nèi)表達(dá)，產(chǎn)生所需要的蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)工程：用基因工程方法生產(chǎn)自然界沒有的、經(jīng)過人工理性設(shè)計(jì)和改造的、性能更加優(yōu)良的蛋白質(zhì)。,基因工程技術(shù)和重組基因工程藥物的

3、誕生,1972年 基因工程技術(shù)誕生 基因工程表達(dá)體系： 細(xì)菌（大腸桿菌）、酵母、昆蟲細(xì)胞、哺乳動(dòng)物細(xì)胞、 昆蟲、轉(zhuǎn)基因動(dòng)物（乳腺反應(yīng)器）、轉(zhuǎn)基因植物1982年 醫(yī)藥生物技術(shù)崛起 重組人胰島素上市 t-PA、EPO, etc.,基因工程藥物的現(xiàn)狀,至2003年，美國已產(chǎn)業(yè)化的基因工程藥物77種， 銷售額300多億美元，占藥品總銷售額的10%； 預(yù)計(jì)2007-2008年整體盈利，2020

4、年由成長期 進(jìn)入成熟期； 我國生物技術(shù)藥物的研究和開發(fā)起步較晚， 目前已有16種基因工程藥物和兩種疫苗上市， 正在進(jìn)行臨床試驗(yàn)的品種近100種，美國的1/6。,中國醫(yī)藥企業(yè)現(xiàn)狀,中國醫(yī)藥企業(yè)4000家以上，其中約2/3為化學(xué)制藥廠，1/3為中藥廠；稱為生物技術(shù)公司的企業(yè)有200多家，真正涉及基因工程技術(shù)的不足100家，其中已申報(bào)基因工程藥物在有關(guān)部門登記立項(xiàng)的60余家，目前已具生產(chǎn)能力的基因工程制藥企業(yè)(試生產(chǎn)或

5、正式生產(chǎn))約30家 問題：自主創(chuàng)新不足,基因工程藥物的生產(chǎn),現(xiàn)有的基因工程表達(dá)體系： 細(xì)菌(大腸桿菌)； 酵母； 昆蟲細(xì)胞 昆蟲生物反應(yīng)器(家蠶)； 哺乳動(dòng)物細(xì)胞； 轉(zhuǎn)基因動(dòng)物(乳腺生物反應(yīng)器)； 轉(zhuǎn)基因植物,大腸桿菌表達(dá)體系,優(yōu)點(diǎn)：基因組清楚生長周期短價(jià)格低廉: rhinsulin:$400/g, rbGH:$11.6/g通用性好,易于放大生產(chǎn)缺點(diǎn)：表達(dá)產(chǎn)物易形成不溶性的包涵體,無生物活

6、性不能進(jìn)行糖基化修飾等,,酵母表達(dá)系統(tǒng),優(yōu)點(diǎn)： 使用安全；使用歷史較長；基因組清楚； 表達(dá)水平高； 能分泌表達(dá)蛋白質(zhì)； 蛋白質(zhì)一般確折疊；能翻譯后修飾; 生長快；培養(yǎng)基便宜 。缺點(diǎn)： 糖基化修飾與哺乳動(dòng)物不同，可能影響蛋白質(zhì)的生物活性、 安全性等； 可能含有免疫物質(zhì)或抗原。 乙肝疫苗、胰島素、鏈激酶、人血清蛋白等,昆蟲細(xì)胞與昆蟲表達(dá)系統(tǒng),優(yōu)點(diǎn)：能翻譯后修飾；蛋白質(zhì)能正確折疊；表達(dá)水平較好

7、；棒狀病毒對人無損害； 缺點(diǎn)：使用歷史較短；生長慢；培養(yǎng)基昂貴；含有免疫宿主蛋白；糖基化形式不同；哺乳類病毒可以感染此類細(xì)胞。 昆蟲蟲體表達(dá)系統(tǒng)：表達(dá)水平高（2-10倍于細(xì)胞培養(yǎng)）分離純化難度大；昆蟲（家蠶）飼養(yǎng)要求高，GMO的問題等。,哺乳動(dòng)物細(xì)胞表達(dá)體系,優(yōu)點(diǎn)： 蛋白質(zhì)能夠正確折疊和翻譯后修飾； 有長期的、良好的正規(guī)使用紀(jì)錄； 對大的、復(fù)雜的蛋白質(zhì)的生產(chǎn)是唯一的選擇； 缺點(diǎn)：

8、培養(yǎng)基昂貴； 生長緩慢； 含有免疫物質(zhì)或抗原； 需要深入的鑒別； 精制手續(xù)復(fù)雜； 產(chǎn)品昂貴。,優(yōu)點(diǎn)：可表達(dá)復(fù)雜、巨大的蛋白質(zhì)；表達(dá)水平高；蛋白質(zhì)折疊正確，有翻譯后修飾；易于放大；費(fèi)用低廉： 缺點(diǎn)：正規(guī)使用的經(jīng)驗(yàn)很少；是否易于被病毒感染尚為未知數(shù)；表達(dá)水平不穩(wěn)定；周轉(zhuǎn)期限長；精制方法尚需研究；生產(chǎn)周期不能確定；有關(guān)農(nóng)場的eGMP生長尚存在問題；,轉(zhuǎn)基因動(dòng)物,能夠制作含有人類免疫系統(tǒng)的轉(zhuǎn)基因動(dòng)物，