生物技术制药

生物技术制药本课程知识结构及相互之间的关联基因工程细胞工程酶工程发酵工程抗体工程--核心--基础--条件--手段--实例动物细胞工程植物细胞工程生物技术制药就是通过以上工程方法的高科技新兴产业第一章绪论第一节生物技术的发展史第二节生物技术药物第三节生物技术制药第一节生物技术的发展史一概述二生物技术发展简史一概述生物技术制药概念：生物技术：基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程、生化工程、蛋白质工程、抗体工程等。生物技术制药：采用现代生物技术,借助某些微生物、植物、动物生产医药品。19世纪：细胞是生命的基本单位细胞学说：细胞是动植物结构和功能的基本单位，一切生命现象都是以细胞为基础表达的遗传密码蛋白质三维结构基因转录线性多肽链（无功能活性）翻译生命活动的分子基础以核酸和蛋白质为中心的生物大分子是生命现象的共同物质基础，细胞和有机体所有生命活动都是以这些生物大分子及其复合物的结构、运动和相互作用来实现的。结构与功能分子生物学、分子遗传学：20世纪生物学的主流生物技术的重要性有助于解决全球的重大难题：资源（能源）、人口、粮食、生态环境、健康与疾病和战争与灾害；促进传统产业的技术改造和新产业的形成，对人类社会生活产生深远的革命性影响；生物技术这一新生事物正迅速走向老百性日常生活各个方面,生物技术学科的地位世界新技术革命的主角之一,生物技术与信息技术，新材料,新能源一起已成为新产业革命四大支柱之一阳光技术，朝阳产业，黄金工程，倍受世界各国重视21世纪是生物生命世纪，生物技术将成为21世纪高技术革命的核心内容二生物技术发展简史１传统生物技术阶段公元前6000年古代巴比伦人酿造啤酒公元前4000年埃及人发酵面包我国殷朝制酱周朝制醋特点:自然发酵、全凭经验２近代生物技术阶段1860年荷兰微生物学家安东.列文虎发明显微镜发现了微生物1865年法国科学家巴斯德证明了发酵原理1928年英国Fleming发现青霉素３现代生物技术1953年Watson、Crick提出DNA双螺旋结构1973年建立DNA重组技术1975年建立单克隆抗体技术1978年大肠杆菌表达出胰岛素1988年PCR方法1997年英国克隆多利羊2003年人类基因组测序完成近半个世纪生物技术发展的10大里程碑1953年Watson与Crick发现了DNA的双螺旋结构1956年Kornberg发现了DNA聚合酶1966年破译了氨基酸三联密码子1970年发现了核酸限制性内切酶1975年研制出了第一个单克隆抗体1982年FDA批准了第一个基因工程药物--重组人胰岛素1983年Mullis发明了聚合酶链式反应(PCR)技术1990年人类基因组(HumanGenomeProject)计划启动1997年克隆羊多利诞生2003年人类基因组测序完成近半个世纪生物技术发展的10大里程碑4现代生物技术定义(1)现代生物技术定义：以现代生命科学为基础,把生物体系与工程学技术有机结合在一起，按照预先的设计，定向地在不同水平上改造生物遗传性状或加工生物原料,产生对人类有用的新产品(或达到某种目的)之综合性科学技术。(2)要点:①对象是具遗传特性有生命物质:包括病毒、细菌、植物、动物、直到人类②生物体系多个不同水平研究:从大分子(DNA、RNA、蛋白质、酶)、亚细胞、细胞、组织、器官到整个机体③应用工程学原理:经人类思维,设计方案、定向修饰、加工制作过程、经过体外环节④有目的产品:目的产品有三新特征:新遗传功能、新遗传性状、新物种。要有合乎人类所需的工业、农业、医疗和食品产品⑤高新技术起重要作用(3)生物技术与诸学科关系医学生物技术药学生物技术动物生物技术农业生物技术海洋生物技术微生物生物技术(4)生物技术的内容上游工程:是生物技术的实验室研究阶段,应用基础研究,产生三新产品的源泉。下游工程:是生物技术的扩大生产,加工应用阶段,使三新产品能达到三化:商品化、工程化、企业化,是效益阶段。现代生物技术的基础学科和分支分子生物学医药生物技术微生物学生物技术疫苗生物化学现代生物技术生物技术诊断遗传学农业生物技术细胞生物学家畜生物技术化学海洋生物技术一生物技术药物的分类二生物技术药物的特性第二节生物技术药物一生物技术药物的分类一应用重组DNA技术制造的基因重组制剂二基因核酸药物三天然生物药物四合成与部分合成的生物药物（具体例子后面会讲到）二生物技术药物的特性1分子结构复杂2具有种属特异性3针对性强，疗效高4稳定性差5基因稳定性6免疫原性7体内的半衰期短8受体效应9多效性和网络性效应10检验的特异性一生物技术制药的特征二生物技术在制药中的应用三生物技术制药的现状和前景第三节生物技术制药一生物技术制药的特征生物技术医药产业是产业化、商品化的高新技术产业之一。高技术，高投入，高风险，高收益，长周期---‘四高一长’的特点二生物技术在制药中的应用基因工程技术，转基因技术细胞工程技术，干细胞培养及定向分化酶工程技术，细胞及酶的固定化技术发酵工程技术，生物反应器,胚胎克隆技术生物大分子修饰,生物物理、生物信息及其他相关领域技术三生物技术制药现状和前景20世纪80年代以来仅美、日开发的生物新药200多种。如：干扰素、白细胞介素、粒细胞集落刺激因子、红细胞生成素、纤溶酶原激活剂、胰岛素、生长激素、乙肝疫苗等。1.新试剂新技术不断出现细胞移植用于:骨髓移植治疗白血病、免疫缺陷、再障性贫血等。基因治疗有:致死性遗传疾病、癌症、爱滋病、心脏病等。生物试剂开发单克隆抗体用于诊断和治疗，荧光抗体法、DNA探针、PCR等检测技术的建立。2.新型生物反应器和新型生物技术不断出现新型生物反应器有:气升式生物反应器、流化床式生物反应器、固定床式生物反应器、袋式或膜式生物反应器、中空纤维生物反应器等。3、我国的医药生物技术已上市的基因工程药物和疫苗1992年乙型肝炎疫苗1995年白细胞介素-21996年α1b-干扰素α2a-干扰素α2b-干扰素1997年粒细胞集落因子红细胞生成素4美国生物技术产业发展情况0100200300400500产值（亿美元）19801991199619972000年份美国生物技术产业发展情况目前FDA已经批准了117个生物技术药物和疫苗，其中75%为最近6年批准有350生物技术药物和疫苗针对超过200种疾病正在进行临床试验有几百种诊断试剂应用于疾病诊断、血液检定等美国目前有1273家生物技术公司，其中300家是上市公司1999年至2000年生物技术市场资产总值增长156%，从1379亿美元增加至3535亿美元1993年至2000年生物技术工业收入成倍增长，从80亿美元增加至223亿美元美国生物制药现状FDA批准的生物制品时期批准的数目临床试验期审评期总时间1982-19891432.724.053.21990-19941546.521.367.81995-19992658.614.773.3*时间单位为月美国生物制药产品种类及数量（PHRAM）疾病种类产品数量疾病种类产品数量感染性疾病39心脏病26神经系统疾病28呼吸系统疾病22艾滋病及相关疾病19自主免疫系统疾病19皮肤病19移植13消化系统疾病11遗传疾病11血液疾病9糖尿病及并发症7不育症5眼病3生长发育不良症3骨质疏松2妊娠预防2肿瘤疾病175美国已进入临床研究阶段的革新性生物技术药物种类作用AntiVEGF(抗内皮细胞生长因子)治疗结肠直肠癌和非小细胞肺癌(Ⅲ期临床)Dendriticcellvaccine(树突细胞疫苗)治疗前列腺癌(Ⅲ期临床)Dendriticcellvaccine(树突细胞疫苗)治疗乳腺癌(Ｉ期临床)ONYX015(肿瘤抑制治疗基因)治疗头颈癌(II期临床)AntiIgEhumanizedmonoclonalantibody治疗哮喘(Ⅲ期临床结束)(人源化抗IgE单克隆抗体)PRO542(PRO542抗体)预防HIVPegasya(PEG修饰IFN)治疗丙型肝炎(Ⅲ期临床)Recombinathumanparathyroidhormone治疗骨质疏松症(Ⅲ期临床)(重组人甲状旁腺激素)Somatokine(免疫系统激发剂)治疗严重烧伤(Ⅲ期临床结束)ConXn(松弛素蛋白)治疗硬皮病(ＩＩ/Ⅲ期临床)ABX-ILB(ABX-ILB抗体)治疗牛皮癣(ＩＩ期临床)5、医药生物技术发展展望21世纪是医药生物技术快速发展的时期,生物制药、化学药物、中药形成三足鼎立,有效的为人类健康服务。1.利用新发现的人类基因开发新型药物2.新型疫苗的研制：滋病疫苗和基因型癌疫苗等。3.基因工程活性肽的生产及基因药物:淋巴因子、生长因子、激素和酶4.其它医药业将得到不断改造和发展,早期诊断技术，转基因药材第一节重点：掌握生物技术的概念了解生物技术发展史第二节重点：了解生物技术药物的分类和特性第三节重点：了解生物技术制药的特性了解生物技术在制药中的应用了解-要求知道；掌握-要求记忆；熟练-要求完全理解并记忆。