生化藥物制造工藝

1、 第第 十十 三三 章章本門課程由以下三大部分內(nèi)容組本門課程由以下三大部分內(nèi)容組成成基礎(chǔ)篇：生物制藥工藝基礎(chǔ)基礎(chǔ)篇：生物制藥工藝基礎(chǔ)1技術(shù)篇：技術(shù)篇： 生物分離工程技術(shù)生物分離工程技術(shù)2品種篇：重要生物藥物制造工藝品種篇：重要生物藥物制造工藝3生物藥物的類別生物藥物的類別（一）天然生物藥物（一）天然生物藥物 1.微生物藥物微生物藥物 microbil medicine 2.生化藥物（含海洋藥物）生化藥物（含海洋藥物） Biochemical medicine（Marine medicine）（二）生物技術(shù)藥物（新生物制品）（二）生物技術(shù)藥物（新生物制品） 1.DNA重組藥物（重組藥物（DNA

2、recombinant medicine）基因工程與蛋白質(zhì)工程藥物基因工程與蛋白質(zhì)工程藥物 2. 基因藥物基因藥物（三）合成或半合成生物藥物（三）合成或半合成生物藥物生化藥物的定義、分類、特點(diǎn)生化藥物的定義、分類、特點(diǎn)定義定義：具體運(yùn)用生物化學(xué)研究方法，具體運(yùn)用生物化學(xué)研究方法，從生物體中經(jīng)提取、分離、純化等手從生物體中經(jīng)提取、分離、純化等手段獲得的天然存在的生化活性物質(zhì)或段獲得的天然存在的生化活性物質(zhì)或?qū)⑸鲜鲞@些物質(zhì)加以結(jié)構(gòu)改造或人工將上述這些物質(zhì)加以結(jié)構(gòu)改造或人工合成創(chuàng)造出的自然界沒有的新的活性合成創(chuàng)造出的自然界沒有的新的活性物質(zhì)，通稱生化藥物物質(zhì)，通稱生化藥物(Biochemical m

3、edicine)。酶類藥物酶類藥物輔酶類藥物輔酶類藥物核苷酸與核酸類藥物核苷酸與核酸類藥物多肽類藥物多肽類藥物氨基酸類藥物氨基酸類藥物蛋白質(zhì)類藥物蛋白質(zhì)類藥物多糖類藥物多糖類藥物脂類藥物脂類藥物分分 類類特特 點(diǎn)點(diǎn)1一般生物學(xué)特性：一般生物學(xué)特性：1天然生物藥物是生物進(jìn)化與自然選擇的結(jié)果、組成天然生物藥物是生物進(jìn)化與自然選擇的結(jié)果、組成結(jié)構(gòu)常較復(fù)雜，分子量一般較大，生物活性受到多結(jié)構(gòu)常較復(fù)雜，分子量一般較大，生物活性受到多種因素影響種因素影響來源于生物體或其基因表達(dá)產(chǎn)物及其修飾物，活來源于生物體或其基因表達(dá)產(chǎn)物及其修飾物，活性高，針對(duì)性強(qiáng)，具有補(bǔ)充調(diào)整、增強(qiáng)、抑制、性高，針對(duì)性強(qiáng)，具有補(bǔ)充調(diào)整

4、、增強(qiáng)、抑制、替換或糾正代謝失調(diào)的功能。一般比化學(xué)藥物更替換或糾正代謝失調(diào)的功能。一般比化學(xué)藥物更合理和更有效，毒性較低、安全性較高，副作用合理和更有效，毒性較低、安全性較高，副作用較小。較小。2天然生物藥物是新型生物藥物的先導(dǎo)物，通過天然生物藥物是新型生物藥物的先導(dǎo)物，通過合理藥物設(shè)計(jì)，可以創(chuàng)制療效更高，作用更專合理藥物設(shè)計(jì)，可以創(chuàng)制療效更高，作用更專一，更易為機(jī)體接受，副作用與不良反應(yīng)更小一，更易為機(jī)體接受，副作用與不良反應(yīng)更小的新藥。的新藥。3特特 點(diǎn)點(diǎn)2特殊生物學(xué)特性：特殊生物學(xué)特性：1種屬特異性種屬特異性免疫原性免疫原性2非預(yù)期的多向性活性，一種細(xì)胞因子非預(yù)期的多向性活性，一種細(xì)胞因

5、子可有多種生物活性，多種細(xì)胞因子通可有多種生物活性，多種細(xì)胞因子通過網(wǎng)絡(luò)效應(yīng)可產(chǎn)生同種生物活性。過網(wǎng)絡(luò)效應(yīng)可產(chǎn)生同種生物活性。3特特 點(diǎn)點(diǎn)3化學(xué)特性：化學(xué)特性：1含量低、雜質(zhì)多、工藝復(fù)雜、含量低、雜質(zhì)多、工藝復(fù)雜、收率低、技術(shù)要求高；收率低、技術(shù)要求高；結(jié)構(gòu)復(fù)雜，生物活性受空間結(jié)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，生物活性受空間結(jié)構(gòu)嚴(yán)格限制，穩(wěn)定性差；構(gòu)嚴(yán)格限制，穩(wěn)定性差；2劑量小，活性高，對(duì)制品的均一性，劑量小，活性高，對(duì)制品的均一性，有效性，安全性，穩(wěn)定性，生物活性有效性，安全性，穩(wěn)定性，生物活性要求嚴(yán)格。故常有國際標(biāo)準(zhǔn)品的對(duì)照要求嚴(yán)格。故常有國際標(biāo)準(zhǔn)品的對(duì)照品作為測試對(duì)照。品作為測試對(duì)照。380年代至今年代至今7

6、0-80年代年代50-70年代年代有機(jī)溶劑分級(jí)分離、等電沉淀有機(jī)溶劑分級(jí)分離、等電沉淀-粗提物。粗提物。離子交換層析、凝膠層析、超濾等技術(shù)離子交換層析、凝膠層析、超濾等技術(shù)-提高了產(chǎn)品的純度和收率提高了產(chǎn)品的純度和收率多種層析技術(shù)、超速離心等多種層析技術(shù)、超速離心等-高純度的生化藥物高純度的生化藥物尿激酶從每尿激酶從每1mg蛋白質(zhì)活力不得少于蛋白質(zhì)活力不得少于35，000單單位提高到位提高到100，000單位，高于英國藥典及歐洲單位，高于英國藥典及歐洲藥典水平（藥典水平（70，000單位），與日本藥典相同。單位），與日本藥典相同。胰島素，激肽釋放酶都與國外先進(jìn)水平相當(dāng)。胰島素，激肽釋放酶都與國

7、外先進(jìn)水平相當(dāng)。輔酶輔酶A標(biāo)準(zhǔn)從標(biāo)準(zhǔn)從220U/mg提高到提高到250u/mg。肝素鈉出口產(chǎn)品也超過國外藥典標(biāo)準(zhǔn)肝素鈉出口產(chǎn)品也超過國外藥典標(biāo)準(zhǔn)生物藥物的資源生物藥物的資源植植 物物動(dòng)動(dòng) 物物動(dòng)物臟器血液、分泌物及其它代謝物動(dòng)物臟器血液、分泌物及其它代謝物微微 生生 物物海海 洋洋 生生 物物毒蜥Exendin-4是自毒蜥唾液中提取的是自毒蜥唾液中提取的一種多肽，研究發(fā)現(xiàn)該多肽與人體一種多肽，研究發(fā)現(xiàn)該多肽與人體內(nèi)的內(nèi)的GLP-1在序列上有在序列上有53的同源的同源性，同性，同GLP-1一樣具有促進(jìn)胰島素一樣具有促進(jìn)胰島素分泌、抑制胰高血糖素分泌及保護(hù)分泌、抑制胰高血糖素分泌及保護(hù)胰島胰島細(xì)胞

8、等作用。細(xì)胞等作用。2005年經(jīng)年經(jīng)FDA批準(zhǔn)用于二型糖尿病的治療。批準(zhǔn)用于二型糖尿病的治療。Exenatide是是Exendin-4的人工合成的人工合成品。品。Exenatide麻省麻省Transmolecular公司的公司的科學(xué)家將放射性科學(xué)家將放射性I131附著附著于自蝎子毒液中提取的一種于自蝎子毒液中提取的一種多肽制成藥物，研究發(fā)現(xiàn)該多肽制成藥物，研究發(fā)現(xiàn)該藥物具有靶向性，對(duì)晚期神藥物具有靶向性，對(duì)晚期神經(jīng)膠質(zhì)瘤有較好療效，患者經(jīng)膠質(zhì)瘤有較好療效，患者只需要從外部注射這種化合只需要從外部注射這種化合物，而無需再進(jìn)行化療或放物，而無需再進(jìn)行化療或放射治療。該藥物目前仍處于射治療。該藥物目

9、前仍處于臨床研究階段。臨床研究階段。蝎蝎 毒毒 肽肽微微 生生 物物1利用微生物作為工具利用微生物作為工具微生物的代謝物微生物的代謝物 2微生物菌體微生物菌體3海海 洋洋 生生 物物1海藻類：海藻類：已知的海藻有已知的海藻有1萬多種萬多種海洋動(dòng)物類：海洋動(dòng)物類：腔腸動(dòng)物類、節(jié)腔腸動(dòng)物類、節(jié)肢肢 動(dòng)物類、軟體動(dòng)物類、魚類、動(dòng)物類、軟體動(dòng)物類、魚類、爬行動(dòng)爬行動(dòng) 物類、海洋哺乳動(dòng)物類物類、海洋哺乳動(dòng)物類2海洋微生物：海洋微生物：3僧袍芋螺齊考諾肽齊考諾肽（ziconotide）最初由僧袍芋螺中提取，最初由僧袍芋螺中提取，現(xiàn)已人工合成，是一種現(xiàn)已人工合成，是一種神經(jīng)細(xì)胞鈣通道阻斷劑。神經(jīng)細(xì)胞鈣通道阻

10、斷劑。作為一種非阿片類鎮(zhèn)痛作為一種非阿片類鎮(zhèn)痛藥物，用于治療嚴(yán)重的藥物，用于治療嚴(yán)重的慢性神經(jīng)性疼痛，其鞘慢性神經(jīng)性疼痛，其鞘內(nèi)注射劑經(jīng)內(nèi)注射劑經(jīng)FDA批準(zhǔn)于批準(zhǔn)于2005年上市年上市。 齊考諾肽（齊考諾肽（ziconotide）Didemnin B是一種由是一種由7個(gè)氨基酸和個(gè)氨基酸和2個(gè)羧個(gè)羧酸組成的帶有分枝的環(huán)縮肽酸組成的帶有分枝的環(huán)縮肽,既能抑制蛋既能抑制蛋白質(zhì)的合成白質(zhì)的合成,也能抑制也能抑制DNA、RNA的合的合成成,對(duì)黑色素瘤對(duì)黑色素瘤B16細(xì)胞周期作用的研究細(xì)胞周期作用的研究表明表明,它可殺傷各期細(xì)胞它可殺傷各期細(xì)胞,尤以尤以G1至至S期細(xì)期細(xì)胞敏感胞敏感 ，它可快速完全介導(dǎo)，

11、它可快速完全介導(dǎo)HL-60細(xì)胞細(xì)胞凋亡。目前凋亡。目前Didemin B已能夠人工全合已能夠人工全合成成,該藥完成了臨床該藥完成了臨床期實(shí)驗(yàn)期實(shí)驗(yàn),最有希望最有希望開發(fā)成治療癌癥的新藥。此外第二代開發(fā)成治療癌癥的新藥。此外第二代didemnins-脫氫脫氫didemnins B(aplidine)現(xiàn)現(xiàn)也已進(jìn)入臨床實(shí)驗(yàn)。也已進(jìn)入臨床實(shí)驗(yàn)。 海鞘來源的抗癌肽海鞘來源的抗癌肽 Didemnin B海兔體內(nèi)存在著多種結(jié)構(gòu)獨(dú)特、海兔體內(nèi)存在著多種結(jié)構(gòu)獨(dú)特、生理功能各異的次生代謝產(chǎn)物生理功能各異的次生代謝產(chǎn)物,如萜類、毒素、甾體、大環(huán)內(nèi)如萜類、毒素、甾體、大環(huán)內(nèi)酯及肽類等酯及肽類等,其中肽類化合物尤其中肽

12、類化合物尤為引人注目。其中為引人注目。其中 Dolastatin15和和Dolastatin10已經(jīng)完成全合成已經(jīng)完成全合成,并正在美國進(jìn)行并正在美國進(jìn)行期和期和期臨期臨床試驗(yàn)床試驗(yàn),主要用于小細(xì)胞肺癌、主要用于小細(xì)胞肺癌、卵巢癌、黑色素瘤和前列腺癌卵巢癌、黑色素瘤和前列腺癌等實(shí)體瘤的治療。等實(shí)體瘤的治療。 海兔來源的抗癌作用肽海兔來源的抗癌作用肽氨基酸類的分類氨基酸類的分類1蛋白質(zhì)氨基酸：蛋白質(zhì)氨基酸：編碼氨基酸編碼氨基酸非蛋白氨基酸：非蛋白氨基酸：D型氨基酸、型氨基酸、-氨基酸、氨基酸、-氨基酸等氨基酸等2衍生氨基酸：衍生氨基酸：谷氨酰胺、硫酸甘谷氨酰胺、硫酸甘氨酸、磷葡精氨酸等氨酸、磷葡

13、精氨酸等 3氨基酸的生產(chǎn)方法氨基酸的生產(chǎn)方法蛋白水解法：蛋白水解法：胱氨酸、半胱氨酸胱氨酸、半胱氨酸 化學(xué)合成法：化學(xué)合成法：甘氨酸、蛋氨酸、丙氨甘氨酸、蛋氨酸、丙氨 酸、苯丙氨酸、絲氨酸等酸、苯丙氨酸、絲氨酸等發(fā)酵法：發(fā)酵法：蘇氨酸、異亮氨酸、纈氨酸、精氨蘇氨酸、異亮氨酸、纈氨酸、精氨 酸、組氨酸、脯氨酸、鳥氨酸、瓜酸、組氨酸、脯氨酸、鳥氨酸、瓜 氨酸、賴氨酸、亮氨酸等氨酸、賴氨酸、亮氨酸等酶法：酶法：丙氨酸、天冬氨酸、色氨酸等丙氨酸、天冬氨酸、色氨酸等微生物，植物細(xì)微生物，植物細(xì)胞，動(dòng)物細(xì)胞胞，動(dòng)物細(xì)胞化學(xué)合成，生物化學(xué)合成，生物合成，天然存在合成，天然存在底底 物物()生物反應(yīng)器生物反應(yīng)器含含L-AA反應(yīng)液反應(yīng)液酶轉(zhuǎn)化法生產(chǎn)酶轉(zhuǎn)化法生產(chǎn)L-AA流程流程結(jié)結(jié) 構(gòu)構(gòu)分子量分子量等電點(diǎn)等電點(diǎn)性性 質(zhì)質(zhì)溶解性溶解性L-AspL-Ala L-Asp和和L-Ala的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)HOOCCHNH2COOHCH2CHNH2COOHH3C133.1089.092.776.0酸性氨基酸酸性氨基酸中性氨基酸中性氨基酸溶于水和鹽溶于水和鹽酸，不溶于酸，不溶于乙醇和乙醚乙醇和乙醚在水中有一在水中有一定溶解性，定溶解性，不溶于丙酮不溶于丙酮及乙醚及乙醚HOOCCHCOOHCHHOOCCHNH2COOHCH2CHNH2