生物藥物的研究與應用

生物藥物的研究與應用

化學劑、生物藥物和中藥是中國醫(yī)療領域使用最廣泛的三種藥物來源。生物藥物是集應用生物學、醫(yī)學、物理化學和工程學以及藥學的原理與方法研制而成的一大類用于預防、診斷、治療和康復保健的醫(yī)用制品。廣義的生物藥物有:(1)天然生物藥物。如生化藥物、微生物藥物和海洋藥物;(2)基因重組多肽和蛋白質治療藥物(包括基因工程和蛋白質工程藥物),如用DNA重組技術制造的多肽、蛋白質、激素、酶、細胞因子、單克隆抗體和疫苗等;(3)基因藥物,即以遺傳物質DNA、RNA及核苷酸衍生物為基礎研制而成的基因治療劑。如基因疫苗、反義藥物、干涉核酸和核酶等;(4)合成與部分合成的生物藥物。生物藥物已應用和滲透到醫(yī)藥、保健食品和日化產品等各個領域,其在診斷、預防、控制乃至消滅傳染病,保護人類健康及延長壽命中發(fā)揮著越來越重要的作用。1生物免疫藥物的應用50多年前JamesD.Watson與FrancisH.C.Crick提出了DNA構造的雙螺旋模型,這項突破標志著現(xiàn)代生物技術的大門正式開啟。1977年,Hirose和Kitakura用基因工程法表達了人腦激素——生長抑素,這是人類第一次用基因工程法生產具有藥用價值的產品,標志著基因工程藥物走向實用化;1978年重組人胰島素獲得成功;1982年歐洲首次批準應用DNA重組技術生產動物疫苗;1986年人干擾素-a在美國投入市場,其后干擾素-γ也在歐美獲批上市;1987年乙肝疫苗在美國上市;1989年以來,促紅細胞生成素(EPO)、人生長激素、G-CSF、GM-CSF、M-CSF、白介素-2(IL-2)等基因工程藥物研發(fā)成功;截至2000年2月,美國FDA共批準生物藥物76個,歐美共有84種生物藥物上市,這些藥物廣泛應用于臨床,使6000萬患者從中受益。2001年,人類基因組測序的完成為生物制藥的研發(fā)打開了方便之門。在基因組圖譜的基礎上,通過確定特定的致病基因位點,建立分子水平的藥物篩選模型,運用生物芯片技術,借助運算能力強大的電腦進行篩選,從而大幅提高了藥物篩選的效率。今時今日,通過DNA重組技術生產的蛋白、多肽、酶、激素、疫苗、細胞生長因子及單克隆抗體等已廣泛應用在腫瘤、神經退化性疾病(如阿爾茨海默病、帕金森病)、自身免疫性疾病、病毒感染性疾病、心血管疾病等醫(yī)學領域。生物制藥的迅猛發(fā)展,為臨床醫(yī)學注入了強大的生命力,在治療危害人類健康的前幾位殺手面前,生物制藥顯示出巨大潛能。2技術研發(fā)能力對生物過程的影響,在技術到2004年初為止,全球研制中的生物技術藥物共有2200多種,進入臨床試驗的1700余種,臨床Ⅱ/Ⅲ期或Ⅲ期的有300多種,已投放市場的約140種,預計5年內投放市場的藥物200種以上。以上2200多種藥物中,80種與免疫學相關,50種與腫瘤相關。相比之下,截至目前我國只有20種生物技術藥物投入市場,10余種生物技術新藥正處于臨床試驗階段,另有40多種基因工程藥物處于研發(fā)階段。與發(fā)達國家相比,我國生物技術實驗室技術差距不大,但在產業(yè)化方面與世界的差距正在逐漸加大。當世界有20多種暢銷生物藥物時,我國可以生產10種生物藥物;而現(xiàn)在世界上有140多種生物藥物時,我國卻只能生產20多種生物藥物。造成如此大差距的原因主要有以下幾點:第一,我國生物制藥產業(yè)鏈的技術水平發(fā)展不夠均衡,有些技術產業(yè)化所需的工藝和設備達不到標準。第二,產業(yè)內企業(yè)決策層的產業(yè)化意識還不夠強,管理層對生物技術產業(yè)化的經驗不夠豐富。第三,由于缺乏對高投入、高風險的回報機制的認識,所以對生物技術領域比較陌生的傳統(tǒng)制藥企業(yè)進入生物制藥領域的信心不足。第四,目前我國在生物制藥領域內專利的占有量比較低,仍以生產仿制藥為主,缺乏競爭能力。第五,我國生物制藥技術下游工程技術的發(fā)展落后于生物技術的發(fā)展,不能滿足生物技術產品工業(yè)生產的需要。第六,我國生物制藥企業(yè)很難承受生物制藥產業(yè)的很大的前期投入,以至研發(fā)能力跟不上,產業(yè)化速度慢。第七,我國生物藥物的檢驗標準跟不上國際標準水平,至使生物藥物質量跟不上國際水平。第八,我國生物藥物市場占有率不高。可見,我國國內生物制藥產業(yè)化還沒真正形成氣候。3中國生物合成藥物的發(fā)展方向3.1面對世界生物制藥產業(yè)新的發(fā)展趨勢,我國的生物制藥產業(yè)可以充分發(fā)揮自身優(yōu)勢,如天然植物藥資源,中草藥及其有效生物活性成份的發(fā)酵生產。中草藥經發(fā)酵、酶化后,其有效成分能被充分分離、提取,使其更具有生物活性,并含有大量的活性酶,服用后能被人體組織細胞迅速吸收,達到祛病、健體、雙向免疫調節(jié)的功能,更好地發(fā)揮中草藥這一天然藥物的藥效作用。因此,應用現(xiàn)代生物技術大規(guī)模工業(yè)化提取中草藥的有效生物活性成份,發(fā)展具有中國特色的生物技術制藥工業(yè)的前景十分廣闊。3.2改造抗生素工藝技術。在目前各類藥物中,抗生素用量最大,應研究采用基因工程、細胞工程技術和傳統(tǒng)生產技術相結合的方法,選育優(yōu)良菌種,加快應用現(xiàn)代生產技術生產高效低毒的廣譜抗生素藥物。3.3大力開發(fā)疫苗與酶診斷試劑。這方面我國已有一定的基礎,開發(fā)重點是乙肝基因疫苗與單克隆抗體診斷試劑。3.4開發(fā)活性蛋白與多肽類藥物以及它們的長效藥物。這方面的開發(fā)重點是干擾素,生長激素,T-PA及PEG化蛋白及多肽。3.5開發(fā)靶向藥物,以開發(fā)腫瘤藥物為重點。目前治療腫瘤藥物確實存在一個所謂“敵我不分”的問題。在殺死癌細胞的同時,也殺死正常細胞。導向治療就是針對這個問題提出來。所謂導向治療就是利用抗體尋找靶標,如導彈的導航器,把藥物準確引入病灶,而不傷及其他組織和細胞。3.6發(fā)展氨基酸工業(yè)和開發(fā)甾體激素。應用微生物轉化法與酶固定化技術發(fā)展氨基酸工業(yè)和開發(fā)甾體激素,并對現(xiàn)在傳統(tǒng)生產工藝進行改造。3.7人源化的單克隆抗體的研究開發(fā)。目前的單克隆抗體,多為鼠源抗體,注入人體后會產生抗體或激發(fā)免疫反應。目前國外己研究噬菌體抗體技術,嵌合抗體技術,基因工程抗體技術以解決人源化抗體問題。3.8血液替代品的研究與開發(fā)。由于人血難免被各種病原體所污染,如艾滋病病毒及乙肝病毒等,因此利用基因工程開發(fā)血液替代品引人注目。4藥代動力學發(fā)展的展望4.1生物制藥企業(yè)需要有高素質的人才。生物制藥是一種知識密集、技術含量高、多學科高度綜合互相滲透的新興產業(yè)。以基因工程藥物為例,上游技術(即工程菌的構建)涉及到目的基因的合成、純化、測序,基因的克隆、導入,工程菌的培養(yǎng)及篩選;下游技術涉及到目標蛋白的純化及工藝放大;另外還有符合標準的產品質量檢測及保證等。所有這些都要求有一個擁有高知識、高技術和高度創(chuàng)新能力結合的團隊。并且在生物制藥研制過程中能有好的研究方向導向。4.3生物藥品新藥研發(fā)周期長,前期投入資金量大。政府應該加大對生物制藥企業(yè)的支持力度。例如,廈門市政府與廈門特寶生物工程股份有限公司合作成立的生物制藥孵化器就是政府對生物制藥企業(yè)支持的很好的實例。另外,生物制藥企業(yè)要切實的規(guī)劃好生物制藥的前期投入,減少不必要的費用和盡量縮短研究周期。并且可以努力使自己的研發(fā)階段能夠創(chuàng)造一定的經濟收益。4.3政府和科研人員對知識產權保護及專利申報重視不夠,使得大量的科研成果和遺傳資源發(fā)生外流。因此政府應該加強對知識產權保護及專利申報的重視,鼓勵新藥的研究和重視產品專利。4.4我國生物制藥業(yè)要走不斷創(chuàng)新的道路。目前我國生物制藥產業(yè)創(chuàng)新還不夠、產品仿制過多,重復開發(fā)現(xiàn)象普遍,造成了資源的巨大浪費。企業(yè)應該在現(xiàn)有種類的生物藥物的基礎上不斷開發(fā)新藥,一方面可以使生物藥物更好的為人類服務,另一方面能提高市場競爭力,獲得更多的利潤。4.5要清楚的認識到生物制藥行業(yè)全球化的發(fā)展趨勢。大型生物技術公司和大型制藥公司都將向全球擴張,目的是最大程度開發(fā)其產品市場和在全球范圍內尋求最佳的研發(fā)伙伴。因此,中國的生物制藥產業(yè)不能只將眼光放在國內市場,而應該把眼光放眼國際市場,生產符合國際市場需求的產品。5國家火炬生物技術產業(yè)發(fā)展前景廣闊隨著國產生物藥品的陸續(xù)上市,我國涌現(xiàn)出大批技術實力較強的企業(yè)。全國約有90多家基因工程產品開發(fā)研究單位。通過上游、中試、正試生產過程的大量實踐,積累了豐富的經驗,培養(yǎng)和鍛煉了一大批從事生物技術的骨干,為我國21世紀生物技術領域的發(fā)展以及參與國際競爭打下了良好基礎。根據(jù)有關部門預測,未來我國生物技術藥物年均增長率不低于25%,2010年總產值可達150億元人民幣,我國生物醫(yī)藥行業(yè)的市場潛力誘人,市場擴容速度較快,發(fā)展前景十分廣闊。從生物醫(yī)藥產業(yè)發(fā)展趨勢來看,目前中國生物醫(yī)藥技術正處于大規(guī)模產業(yè)化的開始階段,預計到2020年之后將進入快速發(fā)展期,并逐步成為中國經濟的主導產業(yè)之一。但是,生物制藥企業(yè)能夠發(fā)展到最后的一定是那些積極進取,不斷創(chuàng)新的技術實力強的企業(yè)。6國家主導生物藥產業(yè)力度加大,國家級生物醫(yī)藥不斷加強目前,我國國內已將生物醫(yī)藥產業(yè)作為經濟建設的重點行業(yè)和高新技術中的支柱產業(yè)予以扶持,成立的52個國家級高新技術產業(yè)開發(fā)區(qū),都將生物技術產業(yè)定為需要加速發(fā)展的高新技術產業(yè)之一。近年