藥學(xué)中的生物技術(shù)和方法生物制藥

藥學(xué)中的生物技術(shù)和方法生物制藥第1頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月WhatisBiotechnologyTheuseofcells(suchastissuesormicroorganisms)orbiologicalsubstances(suchasenzymes)toperformspecificindustrialormanufacturingprocesses.Applicationsincludetheproductionofcertaindrugs,synthetichormones,andbulkfoodstuffsaswellasthebioconversionoforganicwaste.第2頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月生物技術(shù)藥物-I生物技術(shù)藥物是指利用基因工程和細(xì)胞工程技術(shù)生產(chǎn)的源自生物體內(nèi)的天然物質(zhì)，用于臨床診斷、治療或疾病預(yù)防。相對于傳統(tǒng)合成藥物，生物技術(shù)藥物有著突出的療效和社會效益。特別應(yīng)用于嚴(yán)重威脅人類健康的重大疾病的治療，如遺傳性疾病、癌癥、糖尿病等。第3頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月生物技術(shù)藥物-II傳統(tǒng)生物技術(shù)制藥（MedicalBiologicalProducts）用生物發(fā)酵方法產(chǎn)生藥物，如抗生素、維生素、氨基酸、藥酒等直接從動物及動物毒素制作的免疫制劑，如疫苗等中藥加工工藝加工成的藥材（俗稱“生藥”和中成藥等）生化制藥（BiologicalDrugs）從生物（多指動物）的組織或分泌物，中提取有效藥用成份，如氨基酸、肽類、核酸類、酶類等現(xiàn)代生物制藥（Biopharmaceuticals）以基因工程技術(shù)為基礎(chǔ)的的生物制備技術(shù)，主要包括：基因重組多肽、蛋白質(zhì)類基因藥物，如基因疫苗和反義藥物等干細(xì)胞制劑第4頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月/paike/V8H1BIE6U/VAK4KNNCK.html魏于全院士：生物治療和生物技術(shù)藥物研發(fā)進(jìn)展RMB￥9000第5頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月第6頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月藥物公司分子類型批準(zhǔn)說明2014全球銷售額($millions)HumiraAbbViemAbRA,juvenileRA,Crohn'sdisease,PA,psoriasis,ankylosingspondylitis,UC,Beh?etsyndrome12,543.00SovaldiGileadSciencesSmallmoleculeHepatitisC(antiviral)10,282.70EnbrelAmgenProteinRA,psoriasis,ankylosingspondylitis,PA,juvenileRA8,940.10Lantus(insulinglargineinjection)SanofiPeptideDiabetesmellitus,typeI;diabetesmellitus,typeII8,411.30Rituxan(rituximab)RochemAbRA,chroniclymphocyticleukemia/smallcelllymphocyticlymphoma,NHL,antineutrophilcytoplasmicantibody–associatedvasculitis,indolentNHL,diffuselargeB-celllymphoma7,543.502015NatureBiotechnology：十大最賺錢的生物技術(shù)藥物第7頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月藥物公司分子類型批準(zhǔn)說明2014全球銷售額($millions)Remicade(infliximab)Johnson&JohnsonmAbRA,Crohn'sdisease,psoriasis,UC,ankylosingspondylitis,Beh?etsyndrome,PA7,186.50Avastin(bevacizumab)RochemAbColorectalcancer,breastcancer,non-smallcelllungcancer,renalcellcancer,ovariancancer,braincancer(malignantglioma;AAandGBM),cervicalcancer7,013.60Herceptin(trastuzumab)RochemAbBreastcancer,gastriccancer6,862.10RevlimidCelgeneSmallmoleculeMultiplemyeloma,myelodysplasticsyndrome,mantlecelllymphoma(NHL)4,979.70Gleevec(imatinibmesylate)NovartisSmallmoleculeChronicmyelogenousleukemia,gastrointestinalstromaltumor,acutelymphocyticleukemia,hypereosinophilicsyndrome,mastocytosis,dermatofibrosarcomaprotuberans,myelodysplasticsyndrome,myeloproliferativedisorders4,746第8頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月2015生物技術(shù)藥物行業(yè)趨勢小公司的研發(fā)投入大并成功率高；生物技術(shù)新藥全球同步臨床試驗；表觀遺傳學(xué)和大數(shù)據(jù)醫(yī)學(xué)：五年內(nèi)潛在市場價值超過7.8億美元；臨床組學(xué)和個性化醫(yī)療：十年內(nèi)成為日常醫(yī)務(wù)活動；基因治療技術(shù)的復(fù)興；巨大成功潛力：CRISPR/Cas9基因編輯技術(shù)；腫瘤免疫治療：單抗和基因工程細(xì)胞治療；納米靶向治療方法；合成生物學(xué)；生物仿制藥；第9頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月我國生物技術(shù)藥物“現(xiàn)代生物制藥”是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)，“知識經(jīng)濟(jì)”的支柱產(chǎn)業(yè)之一2010年，國務(wù)院就發(fā)布《關(guān)于加快培育和發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)的決定》：要求大力發(fā)展用于重大疾病防治的生物技術(shù)藥、新型疫苗和診斷試劑等生物產(chǎn)業(yè)2012年生物制藥實現(xiàn)工業(yè)總產(chǎn)值1852.7億元，同比增長20.5%第10頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月現(xiàn)狀：深陷囧境中國生物藥市場總額僅占全球的2%，在國內(nèi)整體醫(yī)藥市場的比重近五年來一直停留在~5%生物仿制藥多，自主和尖端產(chǎn)品少原創(chuàng)（6類9支21個規(guī)格）僅占5.5%（全部13類25支382個規(guī)格僅在低端、制備工藝相對簡單的疫苗、細(xì)胞因子等領(lǐng)域占據(jù)一席之地。而在單克隆抗體類藥物等高端產(chǎn)品甚少。由于各種原因，中國在生物制藥方面的投入很多都“打了水漂”2014年《基因工程與生物技術(shù)新聞》（GEN）：中國以1600億美元的研發(fā)支出位列亞洲第一第11頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月基礎(chǔ)薄弱，各自為戰(zhàn)科研機(jī)構(gòu)與企業(yè)之間的聯(lián)系不夠缺乏研發(fā)人才和熟練技術(shù)人員研發(fā)投入急功近利歐美國家經(jīng)驗：需要長期、集中的投入。實驗室設(shè)備齊全，人員相對固定，研發(fā)方向相對集中，堅持不懈，才可能有創(chuàng)新突破。成果轉(zhuǎn)化不足政策制約讓企業(yè)和研發(fā)機(jī)構(gòu)不愿在新藥上冒險，導(dǎo)致一哄而上做生物仿制藥中國生物醫(yī)藥業(yè)創(chuàng)新不夠是最大弱點第12頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月桑國衛(wèi)院士：目前我國醫(yī)藥創(chuàng)新面臨的五大關(guān)鍵問題在科學(xué)監(jiān)管方面，臨床準(zhǔn)入時間長、過程管理薄弱、新藥注冊綁定生產(chǎn)許可；源頭創(chuàng)新能力和轉(zhuǎn)化能力不強(qiáng)，研究平臺與先進(jìn)生產(chǎn)力聯(lián)盟作用有待發(fā)揮；私有資本不愿投入，早期研究支持不足；招標(biāo)采購周期長、流程不一，創(chuàng)新藥無法及時進(jìn)入醫(yī)保或招標(biāo)采購目錄；知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)機(jī)制不完善。2015-7?蘇州?“專業(yè)信息引領(lǐng)中國藥企創(chuàng)新與國際化——第二屆湯森路透中國制藥行業(yè)大會”第13頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月桑國衛(wèi)院士：2015-2030生物技術(shù)領(lǐng)域展望十二個前沿重大技術(shù)：科技部“十三五”新藥專項生物藥重點發(fā)展領(lǐng)域：新型抗體、Antibody-DrugConjugates、新型疫苗、免疫治療、基因治療非編碼基因及精細(xì)基因組干細(xì)胞與器官再生腦科學(xué)與神經(jīng)科學(xué)細(xì)胞衰老與調(diào)控蛋白影像技術(shù)合成生物學(xué)細(xì)胞治療與基因治療抗體工程與新型抗體生物大數(shù)據(jù)復(fù)方中藥代謝組學(xué)與中藥現(xiàn)代化表觀遺傳學(xué)以及轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)與健康第14頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月Key#1ofBiotechnology:biotransformationTheuseofenzymes–employedeitherasisolatedenzymes,crudeproteinextractsorwholecells–forthetransformationofnon-naturalorganiccompoundsThetrendofapplyingnaturalcatalyststotransformnon-naturalorganiccompoundswasenhancedbytherecommendationoftheFDA-guidelines(1992)withrespecttotheuseofchiralbioactiveagentsinenantiopureform.第15頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月生物技術(shù)藥物的過程原料和前體生物反應(yīng)器分離純化產(chǎn)品保存基因工程菌株生物酶原始菌株動植物組織基因工程細(xì)胞株第16頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月第17頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月PreparationofL-homocysteine±homocysteineAdenosineSAHhydrolaseAdenosyl-L-homocysteineAdenosineS-homocysteineL-homocysteine+InosineSAHhydrolaseAdenosinedeaminaseAdenosyl-L-homocysteineHPLCInosineL-homocysteineHPLC第18頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月EnzymeforbiotransformationTherearemanyenzymeswhichareverystrictlyboundtotheirnaturalsubstrate(s).Theyplayanimportantroleinmetabolismandtheyaregenerallynotapplicableforbiotransformations.Ontheotherhand,animpressivenumberofbiocatalystshavebeenshowntopossessawidesubstratetolerancebykeepingtheirexquisitecatalyticpropertieswithrespecttochemoregionand,mostimportant,enantio-selectivity.第19頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月Key#2:GeneTech.RecombinantDNAtechnologyIn1973:thefirstgenetransferintoEscherichiacoli.Byusingmolecularbiologicalmethods,specificgeneistransferredinmicrobes,animalandplantcellsinorderto:ImprovementofyieldandproductivityProductionofnovelcompoundsExtensionofsubstraterangeDevelopmentofnovelbiosyntheticroutesthatmayreplacechemicalsynthesisroutesImprovementofcellularproperties第20頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月MetabolicengineeringTheimprovementofcellularactivities

bymanipulating:EnzymaticactivityTransportpropertiesRegulatoryfunctions第21頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月SyntheticBiology合成生物學(xué)是生物學(xué)領(lǐng)域的工程，將以生物學(xué)為基礎(chǔ)或者由生物學(xué)激發(fā)的復(fù)雜系統(tǒng)綜合化，展示出自然界中不存在的功能，能夠以理性化和系統(tǒng)化的方式進(jìn)行‘生物系統(tǒng)’的設(shè)計。合成生物學(xué)家們已經(jīng)將這項技術(shù)用在生物燃料、疫苗和抗體、植物、工業(yè)酶和生物基化學(xué)品等領(lǐng)域的開發(fā)。Implications:Improvingtheunderstandingofexistingbiologicalsystemsthroughreverseengineering.Couldresultinthethirdindustrialrevolutionoverthenext50years第22頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月Cont.Syntheticbiologyinarationalway:ReducebiologicalsystemstotheircomponentpartsBuildnovelsystemsorrebuildexistingonesCreatingnewfunctionsfromnewcombinationsofcomponentpartsSyntheticbiologycanprovidenewprocessesforproducingchemicalsanddrugsTheuseofayeastcellsystemtransformedwithanewenzymepathwaytoproduceArtemisininprecursor第23頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月警告：科學(xué)家要有文化和倫理

克服醫(yī)生的“上帝情結(jié)”抑制化學(xué)家生產(chǎn)“新物質(zhì)”的沖動

我們手握巨大能力第24頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月“營造學(xué)社”的建筑科學(xué)觀本社命名之初，本擬為‘中國建筑學(xué)社’，顧以‘建筑’本身，雖為吾人所欲研究者最為重要之一端，然若專限于建筑本身，則其于全部文化之關(guān)系，仍不能彰顯。夫所以為研求營造學(xué)者，豈徒為材木之輪奐，足以炫耀耳目而已哉。吾民族之文化進(jìn)展。其一部分寄之于建筑。朱啟玲梁思成和林徽因第25頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月旗幟鮮明的反對轉(zhuǎn)基因農(nóng)業(yè)≈黃金大米飯配綠菜花咖喱牛肉牛腩飯（抗癌食品）鮭魚籽蒸米飯（養(yǎng)顏護(hù)膚）<胡蘿卜素含量第26頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月溫嶺殺醫(yī)慘案

和

“空鼻癥”第27頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月Key#3:IndustrialBioreactorsInlaboratory:Smallreactors,spinnerorshakeflasksIndustrialbioreactorsLargesizeExacerbatedturbulenceintensityandlocalshearforcesCausesstresstothemicro-organismsandcells.HigherheterogeneityofthecultivationmediumNormallyuseimmobilizedbiocatalysts第28頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月MethodsofcellimmobilizationMatrix/supportcellgelimmobilizedgelcross-linkingreagent第29頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年2月Methodsofenzymeimmobilization：microboxmicroboxenzyme第30頁，課件共40頁，創(chuàng)作于2023年