生物技术制药目前发展状况及未来瞻望

高等教育自学考试毕业设计（论文）说明书生物技术（本科）市地信阳准考证号150107108225姓名周志远河南科技大学高等教育自学考试办公室高等教育自学考试毕业设计（论文）任务书一、题目：生物技术制药目前发展状况及未来瞻望二、本环节自2008年4月25日起至2009年3月28日三、进行地点：河南科技大学四、内容要求：综述简练完整，有见解；立论正确，论述充分，结论严谨合理，实验正确，分析处理科学；文字通顺，技术用语准确，符号统一，编号齐全，书写工整规范，图表完备、整洁、正确；论文结果有应用价值。指导教师：成泽艳职称讲师批准日期：2009年5月20日摘要：生物技术已经深入药类研究和开发的各个领域，特别是在制药工业中，更是发挥着极大的作用。生物技术的引进和导入是当今高新技术引起制药工业研究和发展的一场变革。它将促使整个制药工业在研究开发利用上发生一个新的突破，产生一个新的起点。关键词：生物技术；制药工业；发展状况；未来瞻望Abstract：Bio-technologyhasdepth-typeresearchanddevelopmentinvariousfields,especiallyinthepharmaceuticalindustry,butalsoplaysagreatrole.Andtheintroductionofbiotechnologyintothepharmaceuticalindustrycausedbytoday'shigh-techresearchanddevelopmentofaprocessofchange.Itwillmaketheentirepharmaceuticalindustryinresearchanddevelopmenthastakenplaceintheuseofanewbreakthrough,anewstartingpoint.Keywords：biotechnology;pharmaceuticalsindustry；Statusofdevelopment;lookingintothefuture目录1生物技术制药概述………………………………………………11.1现代生物技术简述……………………………………………11.2生物技术制药简述……………………………………………22生物技术制药目前的发展状况…………………………………23我国生物技术制药目前的发展状况……………………………33.1我国生物技术制药所面临的机遇……………………………33．2我国生物技术所面临的挑战…………………………………33生物技术制药的未来瞻望………………………………………34小结与讨论………………………………………………………55参考文献…………………………………………………………6高等教育自学考试毕业(论文)说明书-1-生物技术制药目前发展及未来瞻望1生物技术制药概述生物技术制药是指运用微生物学、生物学、医学、生物化学等的研究成果，从生物体、生物组织、细胞、体液等，综合利用微生物学、化学、生物化学、生物技术、药学等科学的原理和方法进行药物制造的技术。简单的说就是利用基因工程技术、细胞工程技术、微生物工程技术、酶工程技术、蛋白质工程技术、分子生物学技术等来研究和开发药物，用来诊断、治疗和预防疾病的发生。1.1现代生物技术简述现代生物技术也称生物工程。是在分子生物学基础上建立的创建新的生物类型或新生物机能的实用技术，是现代生物科学和工程技术相结合的产物。现代生物技术和古代利用微生物的酿造技术和近代的发酵技术有发展中的联系，但又有质的区别。古老的酿造技术和近代的发酵技术只是利用现有的生物或生物机能为人类服务，而现代的生物技术则是按照人们的意愿和需要创造全新的生物类型和生物机能，或者改造现有的生物类型和生物机能，包括改造人类自身，从而造福于人类。现代生物技术生物工程，是人类在建立实用生物技术中从必然王国走走向自由王国、从等待大自然的恩赐转向主动向大自然索取的质的飞跃。现代生物技术是在分子生物学发展基础上成长起来的。1953年，美国科学家沃森和英国科学家克里克用Ｘ－衍射法搞清了遗传的物质基础核酸的结构，从而使揭开生命秘密的探索从细胞水平进入了分子水平，对于生物规律的研究也从定性走向了定量。在现代物理学和化学的影响和渗透下，一门新的科学分子生物学诞生了。在以后的十多年内，分子生物学发展迅速，取得许多重要成果，特别是科学家们破译了生命遗传密码，并在1966年编制了一本地球生物通用的遗传密码辞典。遗传密码辞典将分子生物学的研究迅速推进到实用阶段。1970年，科拉纳等科学家完成了对酵母丙氨酸转移RNA的基因的人工全合成。1971年美国保罗·伯格用一种限制性内切酶，打开一种环状DNA分子，第一次把两种不同DNA联结在一起。1973年，以美国科学家科恩为首的研究小组，应用前人大量的研究成果，在斯坦福大学用大肠杆菌进行了现代生物技术中最有代表性的技高等教育自学考试毕业(论文)说明书-2-术――基因工程的第一个成功的实验。他们在试管中将大肠杆菌里的两种不同质粒（抗四环素和抗链霉素）重组到一起，然后将此质粒引进到大肠杆菌中去，结果发现它在那里复制并表现出双亲质粒的遗传信息。1974年，他们又将非洲爪蛙的一种基因与一种大肠杆菌的质粒组合在一起，并引入到另一种大肠杆菌中去。结果，非洲爪蛙的基因居然在大肠杆菌中得到了表达（“表达”是指该基因在大肠杆菌内能合成生长激素抑制因子），并能随着大肠杆菌的繁衍一代一代地传下去。科学家们从科恩的实验中看出了基因工程的突出特点：（１）能打破物种之间的界限。在传统遗传育种的概念中，亲缘关系远一点的物种，要想杂交成功几乎是不可能的，更不用说动物与植物之间、细菌与动物之间、细菌与植物之间的杂交了。但基因工程技术却可越过交配屏障，使这一切有了实现的可能。（２）可以根据人们的意愿、目的，定向地改造生物遗传特性，甚至创造出地球上还不存在的新的生命物种。同时，这种技术对人类自身的进化过程也可能产生影响。（３）由于这种技术是直接在遗传物质核酸上动手术，因而创造新的生物类型的速度可以大大加快。这些特点，引起了世界科学家的极大关注，短短几年内，基因工程研究便在许多国家发展起来，并取得一批成果，基因工程已成为20世纪最重要的技术成就之一。现代生物技术是一个复杂的技术群。基因工程仅是现代生物技术中具有代表性的一种，它的特征是在分子水平上创造或改造生物类型和生物机能。此外，在染色体、细胞、组织、器官乃至生物个体水平上也可进行创造或改造生物类型和生物机能的工程，例如染色体工程、细胞工程、组织培养和器官培养、数量遗传工程等，这些，也属于现代生物技术的范畴。而为这些工程服务的一些新工艺体系，如现代发酵工程、酶工程、生物反应器工程等，同样被纳入了现代生物技术的系统。现代生物技术以分子生物学、细胞生物学、微生物学、免疫学、遗传学、生理学等学科为支撑，结合了化学、化工、计算机、微电子等学科，从而形成了一门多学科互相渗透的综合性学科。就其应用领域，可分为农业生物技术、医学生物技术、植物生物技术、动物生物技术、食品生物技术、环境生物技术等。目前生物技术比较成熟的技术有：高等教育自学考试毕业(论文)说明书-3-⑴重组DNA技术⑵细胞和原生质体融合技⑶酶和细胞的固定化技术⑷植物脱毒和快速繁殖技术⑸动物和植物细胞的大量培养技术⑹动物胚胎工程技术⑺现代微生物发酵技术⑻现代生物反应工程和分离工程技术⑼蛋白质工程技术⑽海洋生物技术1.2现代生物技术制药简述从第一家生物技术制药公司的成立(1971)到2004年，生物技术制药业已走完33年的路程，全球研制中的生物技术药物共有2200多种，进入临床试验的１700余种，已投放市场的约140种，预计5年内投放市场的药物将达到200种以上。生物药品已广泛应用于治疗癌症、多发性硬化症、贫血、发育不良、糖尿病、肝炎、心力衰竭、血友病、囊性纤维变性和一些罕见的遗传性疾病。已经上市的生物药品一般分为三大类：即：重组的治疗用蛋白质，重组疫苗和诊断或治疗用的单克隆抗体(Mobs)。2000年以来，我国相继出台了一系列相关政策，对医药行业未来几年的发展指出了明确的战略性发展方向，生物制药业面临良好的发展机遇，真正立足于生物制药业并有一定高技术产品支持的医药企业已表现出良好的增长趋势。预计在今后几年，我国生物制药业将会保持20-30%的年增长率，到2005年生物制药业的市场销售额达到130-150亿元，利润达到40-48亿元。与发达国家相比，虽然国内生物医药技术仍存在明显的差距，但生物医药业无疑正处在加速上升阶段，市场潜力巨大。生物技术在制药工业上的应用已越来越广泛，它使得制药工业在生产成本、经济效益、生产工艺等方面都得到了优化。下面以生物制药新试剂、基因工程药物和疫苗为例介绍生物技术在制药工业上的应用。一、现代生物制药新试剂新技术(1)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。高等教育自学考试毕业(论文)说明书-4-(2)基因治疗有:致死性遗传疾病、癌症、爱滋病、心脏病等。(3)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(4)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。二、基因工程药物和疫苗(1)白细胞介素-2(2)α1b-干扰素α2a-干扰素α2b-干扰素(3)粒细胞集落因子红细胞生成素(4)乙型肝炎疫苗2生物技术制药目前的发展状况目前生物制药的发展重点在肿瘤、神经退化性疾病、自身免疫性疾病、冠心病等一些方面一、肿瘤在全世界肿瘤死亡率居首位，美国每年诊断为肿瘤的患者为100万，死于肿瘤者达54.7万。用于肿瘤的治疗费用1020亿美元。肿瘤是多机制的复杂疾病，目前仍用早期诊断、放疗、化疗等综合手段治疗。今后10年抗肿瘤生物药物会急剧增加。如应用基因工程抗体抑制肿瘤，应用导向IL-2受体的融合毒素治疗CTCL肿瘤，应用基因治疗法治疗肿瘤(如应用γ-干扰素基因治疗骨髓瘤)。基质金属蛋白酶抑制剂(TNMPs)可抑制肿瘤血管生长，阻止肿瘤生长与转移。这类抑制剂有可能成为广谱抗肿瘤治疗剂，已有3种化合物进入临床试验。二、神经退化性疾病老年痴呆症、帕金森氏病、脑中风及脊椎外伤的生物技术药物治疗，胰岛素生长因子rhIGF-1已进入Ⅲ期临床。神经生长因子(NGF)和BDNF(脑源神经营养因子)用于治疗末稍神经炎，肌萎缩硬化症，均已进入Ⅲ期临床。美国每年有中风患者60万，死于中风的人数达15万。中风症的有效防治药物不多，尤其是可治疗不可逆脑损伤的药物更少，Cerestal已证明对中风患者的脑力能有明显改善和稳定作用，现已进入Ⅲ期临床。Genentech的溶栓活性酶(Activase重组tPA)用于中风患者治疗，可以消除症状30%。三、自身免疫性疾病许多炎症由自身免疫缺陷引起，如哮喘、风湿性关节炎、高等教育自学考试毕业(论文)说明书-5-多发性硬化症、红斑狼疮等。风湿性关节炎患者多于4000万，每年医疗费达上千亿美元，一些制药公司正在积极攻克这类疾病。如Genentech公司研究一种人源化单克隆抗体免疫球蛋白E用于治疗哮喘，已进入Ⅱ期临床;Cetor′s公司研制一种TNF-α抗体用于治疗风湿性关节炎，有效率达80%。Chiron公司的β-干扰素用于治疗多发性硬化病。还有的公司在应用基因疗法治疗糖尿病，如将胰岛素基因导入患者的皮肤细胞，再将细胞注入人体，使工程细胞产生全程胰岛素供应。四、冠心病美国有100万人死于冠心病，每年治疗费用高于1170亿美元。今后10年，防治冠心病的药物将是制药工业的重要增长点。Centocor′sReopro公司应用单克隆抗体治疗冠心病的心绞痛和恢复心脏功能取得成功，这标志着一种新型冠心病治疗药物的延生。3我国生物技术制药目前的发展状况我国生物技术药物的研究和开发起步较晚，，全国80年代初才开始将重组技术应用到医学上，但在国家产业政策特别是国家“高新技术”计划的大力支持下，使