08第八章_生物技術(shù)與醫(yī)療

1、 教學(xué)目的和要求：了解掌握生物技術(shù)在疫苗、病病診斷、生物制藥、基因治療、人類基因組計(jì)劃等方面的主要技術(shù)及應(yīng)用進(jìn)展。 教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)：生物技術(shù)在疫苗、病病診斷、生物制藥、基因治療、人類基因組計(jì)劃等主要技術(shù)。 教學(xué)方法與手段：課堂教學(xué)與自學(xué)相結(jié)合 計(jì)劃學(xué)時(shí)：2學(xué)時(shí) 第一節(jié) 生物技術(shù)與疫苗 第二節(jié) 生物技術(shù)與疾病診斷 第三節(jié) 生物技術(shù)與生物制藥 第四節(jié) 基因治療 第五節(jié) 人類基因組計(jì)劃1、疫苗的發(fā)展中的重要事件、疫苗的發(fā)展中的重要事件 天花病毒疫苗（人痘法、牛痘法） 狂犬病疫苗 基因工程疫苗2、疫苗作用機(jī)制、疫苗作用機(jī)制：疫苗可以在接受者體內(nèi)建立起對入侵物質(zhì)感染的免疫抗性，從而保護(hù)疫苗接受者免受疾病

2、的侵染。二、傳統(tǒng)的疫苗二、傳統(tǒng)的疫苗2、種類活疫苗死疫苗1、疫苗：滅活的和減毒的致病物質(zhì)，即被滅活或降低其毒性，但仍具有免疫反應(yīng)能力的病原物。 有些致病物無法人工培養(yǎng)； 動物病毒需要?jiǎng)游锛?xì)胞中培養(yǎng)，速度慢和產(chǎn)量低，成本高； 需對操作人員采取保護(hù)措施； 疫苗未充分減毒，可能使疾病大范圍流行； 減毒株系可能會突變成強(qiáng)毒株系 有些疾病用疫苗治療效果甚微； 現(xiàn)行疫苗有效期較短。 基因工程疫苗指的是用基因工程的方法，表達(dá)出病原物的一段基因序列，將表達(dá)產(chǎn)物（多數(shù)是無毒性、無感染能力、但具有較強(qiáng)的免疫原性）用做疫苗。 亞基疫苗：利用病原物的某一部分制得的疫苗。 肽疫苗：用類似抗原決定簇的小肽制得基因工程疫苗

3、。 病毒粒體外表面可以與抗體結(jié)合的肽段有免疫原性，而其它無關(guān)的部分就不具免疫原性。 DNA免疫（基因免疫或核酸免疫）：外源DNA可引起特異性免疫反應(yīng)。 DNA免疫對防治一些變異較大，難以用傳統(tǒng)疫苗防治的病原有良好的應(yīng)用前景。1、定義：用基因工程的方法對細(xì)菌和病毒進(jìn)行改造。2、種類 非致病性微生物，通過基因工程使之?dāng)y帶并表達(dá)某病原物的抗原決定簇基因，產(chǎn)生免疫原性； 致病微生物，通過基因工程的方法修飾或去掉毒性基因后仍保持免疫原性。第二節(jié)第二節(jié) 生物技術(shù)與疾病診斷生物技術(shù)與疾病診斷 疾病的診斷：依據(jù)病史、癥狀、體征和各種輔助檢查，如血液學(xué)、病理學(xué)、免疫學(xué)、微生物學(xué)、寄生蟲學(xué)乃至物理學(xué)檢查等。 具有

4、其各自的局限性，未能被及時(shí)準(zhǔn)確地診斷，從而延誤了治療良機(jī)。 分子診斷：從分子水平完成DNA、RNA或蛋白質(zhì)檢測，從而對疾病作出診斷的方法。 分類: 基因診斷、腫瘤標(biāo)志物檢測。 一、基因診斷 基因診斷：用分子生物學(xué)的理論和技術(shù)，通過直接探查基因的存在狀態(tài)或缺陷，從基因結(jié)構(gòu)、定位、復(fù)制、轉(zhuǎn)錄或翻譯水平分析基因的功能，從而對人體狀態(tài)與疾病作出診斷的方法。 檢測的目標(biāo)分子：DNA或RNA。 主要技術(shù)： 核酸分子雜交 聚合酶鏈反應(yīng) 生物芯片技術(shù)二、腫瘤標(biāo)志物檢測 腫瘤標(biāo)志物：指腫瘤細(xì)胞和組織由于相關(guān)基因或異常結(jié)構(gòu)的相關(guān)基因的表達(dá)所產(chǎn)生的蛋白質(zhì)和生物活性物質(zhì)。測定方法生物化學(xué)技術(shù)免疫組化技術(shù)單克隆抗體技術(shù)

5、第三節(jié)第三節(jié) 生物技術(shù)與生物制藥生物技術(shù)與生物制藥 生物技術(shù)藥物：應(yīng)用DNA重組技術(shù)生產(chǎn)的蛋白、多肽、酶、激素、疫苗、細(xì)胞生長因子及單克隆抗體等，主要產(chǎn)品類型為疾病治療劑、診斷試劑、預(yù)防藥物與獸用治療劑。 生物技術(shù)藥物的原始材料：細(xì)胞及其組成分子。 發(fā)展迅速。1、腫瘤 如應(yīng)用基因工程抗體抑制腫瘤 應(yīng)用導(dǎo)向IL-2受體的融合毒素治療CTCL腫瘤，應(yīng)用基因治療法治療腫瘤 基質(zhì)金屬蛋白酶抑制劑(TNMPs)可抑制腫瘤血管生長，阻止腫瘤生長與轉(zhuǎn)移。 這類抑制劑有可能成為廣譜抗腫瘤治療劑，已有3種化合物進(jìn)入臨床試驗(yàn)。2、神經(jīng)退化性疾病 老年癡呆癥、帕金森氏病、腦中風(fēng)及脊椎外傷的生物技術(shù)藥物治療。 胰島素

6、生長因子rhIGF-1已進(jìn)入期臨床。 神經(jīng)生長因子(NGF)和BDNF(腦源神經(jīng)營養(yǎng)因子)用于治療末稍神經(jīng)炎，肌萎縮硬化癥，均已進(jìn)入期臨床。 溶栓活性酶(Activase重組tPA)用于中風(fēng)患者治療，可以消除癥狀30%。10大熱門生物制藥制藥技術(shù)新生技術(shù)功能抗原發(fā)展領(lǐng)域糖類治療劑新生技術(shù)藥物設(shè)計(jì)與人工智能發(fā)展領(lǐng)域基因治療新生技術(shù)抗體酶發(fā)展領(lǐng)域蛋白質(zhì)工程新生技術(shù)核糖酶發(fā)展領(lǐng)域藥學(xué)基因組科學(xué)新生技術(shù)前導(dǎo)物綜合鑒定技術(shù)成熟領(lǐng)域組合化學(xué)新穎性技術(shù)新穎性技術(shù)表表2正在研究開發(fā)的生物技術(shù)藥物類型284總數(shù)6反義藥物56其他6重組可溶性受體1SOD10生長因子2促紅細(xì)胞生成素10干擾素3集落細(xì)胞刺激因子11

7、細(xì)胞白介素3凝血因子28基因治療4組織纖溶酶原激活劑62疫苗5人生長激素78單克隆抗體開發(fā)藥物品種領(lǐng)域開發(fā)藥物品種領(lǐng)域 1、概念：向靶細(xì)胞或組織中引入外源基因DNA或RNA片段，以糾正或補(bǔ)償基因的缺陷，關(guān)閉或抑制異常表達(dá)的基因，從而達(dá)到治療的目的。 2、基因治療的基本思想：通過使變異基因和異常表達(dá)的基因變?yōu)檎５幕蚝驼１磉_(dá)基因，從根本上治療遺傳疾病。3、基因治療臨床應(yīng)用必須經(jīng)過細(xì)致審查、基因治療臨床應(yīng)用必須經(jīng)過細(xì)致審查 體外實(shí)驗(yàn)、動物實(shí)驗(yàn) 臨床研究 安全性、有效性、免疫學(xué)評價(jià)基因治療管理基因治療管理 人體細(xì)胞基因治療方案考慮要點(diǎn)及管理?xiàng)l例 人體細(xì)胞治療及基因治療臨床研究質(zhì)控要點(diǎn)中國基因治療

8、研究中國基因治療研究 成纖維細(xì)胞基因治療血友病B 反轉(zhuǎn)錄病毒載體 重組DNA病毒載體 腺病毒載體 腺病毒相關(guān)病毒載體 重組痘苗病毒載體 單純皰疹病毒載體 染色體外自主復(fù)制載體生物學(xué)方法生物學(xué)方法 DNA介導(dǎo)基因轉(zhuǎn)移方法 染色體介導(dǎo)的基因轉(zhuǎn)移方法物理方法物理方法 顯微注射法 電穿透法 基因槍法基因治療的方法分為兩大類：基因治療的方法分為兩大類： 體細(xì)胞療法 生殖細(xì)胞療法基因治療的方式：基因治療的方式： 體外原位基因治療； 體內(nèi)基因治療 反義基因治療 從患者體內(nèi)取出帶有基因缺陷的細(xì)胞并培養(yǎng)； 通過基因轉(zhuǎn)移進(jìn)行遺傳修正； 將經(jīng)過遺傳修正的細(xì)胞進(jìn)行選擇培養(yǎng)； 將修正的細(xì)胞通過融合或移植的方法轉(zhuǎn)入患者體內(nèi)。治療效果影響因素治療效果影響因素 基因轉(zhuǎn)移技術(shù) 轉(zhuǎn)入基因在轉(zhuǎn)化細(xì)胞中的穩(wěn)定存在和表達(dá)基因治療使用的受體細(xì)胞基因治療使用的受體細(xì)胞 全能干細(xì)胞 T細(xì)胞 肝細(xì)胞 血管平滑肌概念: 將具有治療的基因直接轉(zhuǎn)入病人的某一特定組織中。方法： 反轉(zhuǎn)錄病毒載體介導(dǎo) 溫和病毒載體介導(dǎo) 質(zhì)粒DNA 介導(dǎo)。體內(nèi)基因治療：基因治療的方向體內(nèi)基因治療：基因治療的方向： 更安全 更簡單 易控制 但易被降解、轉(zhuǎn)移效率較低、表達(dá)水平 體內(nèi)基因治療可通過基因的包裹物的不同來實(shí)現(xiàn)基因的定向投送。反義反義RNA 反義RNA通過堿基互補(bǔ)配對，實(shí)現(xiàn)基因調(diào)節(jié)。 反義RNA可在基因復(fù)制、轉(zhuǎn)錄和翻譯上起調(diào)節(jié)作用，主要在翻譯水