生物技術(shù)與醫(yī)療

生物技術(shù)與醫(yī)療第1頁/共38頁第一節(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)人類基因組計劃第2頁/共38頁第一節(jié)生物技術(shù)與疫苗第3頁/共38頁一、疫苗簡介1、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，從而保護疫苗接受者免受疾病的侵染。第4頁/共38頁人體免疫系統(tǒng)工作機制第5頁/共38頁二、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。第6頁/共38頁3、傳統(tǒng)疫苗的局限性有些致病物無法人工培養(yǎng)；動物病毒需要動物細胞中培養(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。第7頁/共38頁三、基因工程疫苗基因工程疫苗指的是用基因工程的方法，表達出病原物的一段基因序列，將表達產(chǎn)物（多數(shù)是無毒性、無感染能力、但具有較強的免疫原性）用做疫苗。第8頁/共38頁四、亞基疫苗亞基疫苗：利用病原物的某一部分制得的疫苗。第9頁/共38頁五、肽疫苗肽疫苗：用類似抗原決定簇的小肽制得基因工程疫苗。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。第10頁/共38頁六、DNA免疫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。第11頁/共38頁七、活體重組疫苗1、定義：用基因工程的方法對細菌和病毒進行改造。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12頁/共38頁第二節(jié)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。具有其各自的局限性，未能被及時準確地診斷，從而延誤了治療良機。第13頁/共38頁分子診斷：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。第14頁/共38頁一、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。

第15頁/共38頁主要技術(shù)：核酸分子雜交聚合酶鏈反應(yīng)生物芯片技術(shù)第16頁/共38頁二、腫瘤標(biāo)志物檢測腫瘤標(biāo)志物：指腫瘤細胞和組織由于相關(guān)基因或異常結(jié)構(gòu)的相關(guān)基因的表達所產(chǎn)生的蛋白質(zhì)和生物活性物質(zhì)。

第17頁/共38頁測定方法生物化學(xué)技術(shù)免疫組化技術(shù)單克隆抗體技術(shù)第18頁/共38頁第三節(jié)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：細胞及其組成分子。發(fā)展迅速。第19頁/共38頁實例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種化合物進入臨床試驗。第20頁/共38頁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。胰島素生長因子rhIGF-1已進入Ⅲ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，均已進入Ⅲ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%。第21頁/共38頁10大熱門生物制藥技術(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)第22頁/共38頁表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促紅細胞生成素10干擾素

3集落細胞刺激因子11細胞白介素

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)域第23頁/共38頁第四節(jié)基因治療第24頁/共38頁1、概念：向靶細胞或組織中引入外源基因DNA或RNA片段，以糾正或補償基因的缺陷，關(guān)閉或抑制異常表達的基因，從而達到治療的目的。2、基因治療的基本思想：通過使變異基因和異常表達的基因變?yōu)檎５幕蚝驼１磉_基因，從根本上治療遺傳疾病。第25頁/共38頁3、基因治療臨床應(yīng)用必須經(jīng)過細致審查體外實驗、動物實驗臨床研究安全性、有效性、免疫學(xué)評價基因治療管理《人體細胞基因治療方案考慮要點及管理條例》《人體細胞治療及基因治療臨床研究質(zhì)控要點》中國基因治療研究成纖維細胞基因治療血友病B第26頁/共38頁基因治療中的基因轉(zhuǎn)移載體

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)制載體第27頁/共38頁外源基因?qū)敕椒ㄉ飳W(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)移方法物理方法顯微注射法電穿透法基因槍法第28頁/共38頁基因治療的方式基因治療的方法分為兩大類：體細胞療法生殖細胞療法基因治療的方式：體外原位基因治療；體內(nèi)基因治療反義基因治療第29頁/共38頁體外原位基因治療從患者體內(nèi)取出帶有基因缺陷的細胞并培養(yǎng)；通過基因轉(zhuǎn)移進行遺傳修正；將經(jīng)過遺傳修正的細胞進行選擇培養(yǎng)；將修正的細胞通過融合或移植的方法轉(zhuǎn)入患者體內(nèi)。第30頁/共38頁治療效果影響因素基因轉(zhuǎn)移技術(shù)轉(zhuǎn)入基因在轉(zhuǎn)化細胞中的穩(wěn)定存在和表達基因治療使用的受體細胞全能干細胞

T細胞肝細胞血管平滑肌第31頁/共38頁體內(nèi)基因治療概念: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)。第32頁/共38頁體內(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、表達水平體內(nèi)基因治療可通過基因的包裹物的不同來實現(xiàn)基因的定向投送。第33頁/共38頁反義療法反義RNA反義RNA通過堿基互補配對，實現(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，主要在翻譯水平上調(diào)節(jié)。第34頁/共38頁反義RNA反義RNAmRNA反義RNA與mRNA互補抑制蛋白的翻譯抑制DNA的復(fù)制抑制RNA的轉(zhuǎn)錄DNA有兩條鏈，