第七章 醫(yī)藥生物技術(shù)課件

第七章醫(yī)藥生物技術(shù)第七章醫(yī)藥生物技術(shù)猛犸80%基因組破譯完成史前巨獸有望復(fù)活從西伯利亞永久凍結(jié)帶發(fā)現(xiàn)的兩具猛犸象殘骸上獲取的DNA。在這兩具猛犸象尸體中，一具已在地下埋了2萬(wàn)年，另一具則至少埋了6萬(wàn)年。通過仔細(xì)分析它們的DNA，研究小組已經(jīng)整理出80%的猛犸象基因組或遺傳密碼。第七章醫(yī)藥生物技術(shù)7.1人類基因組研究概述7.2生物技術(shù)新藥7.3分子診斷技術(shù)7.4基因治療原理與方法7.5干細(xì)胞與組織工程第七章醫(yī)藥生物技術(shù)7.1人類基因組研究概述對(duì)人類基因組圖譜的初步分析表明，人類基因組由31.647億個(gè)堿基對(duì)組成，共有2.5萬(wàn)至2.8萬(wàn)個(gè)基因?；蚴沁z傳物質(zhì)DNA（脫氧核糖核酸）中有遺傳信息的片段，而DNA的基本單位是4種核苷酸。

第七章醫(yī)藥生物技術(shù)第七章醫(yī)藥生物技術(shù)7.2生物技術(shù)新藥7.2.1重組激素類藥物7.2.2重組細(xì)胞因子藥物7.2.3重組溶血栓藥物7.2.4人血液代用品7.2.5抗體藥物7.2.6重組可溶性受體和粘性分子藥物7.2.7反義寡核苷酸藥物7.2.8基因藥物7.2.9疫苗7.2.10天然生物藥物第七章醫(yī)藥生物技術(shù)7.2.1重組激素類藥物激素：有內(nèi)分泌腺或特異細(xì)胞產(chǎn)生的含量極少的一類生物分子，為信號(hào)分子，可分三種：多肽蛋白質(zhì)類激素、類固醇激素和氨基酸類激素目前已批準(zhǔn)上市的有：生長(zhǎng)激素（rhGH）胰島素（insulin）人促卵泡激素（rhFSH）改進(jìn)激素類：用20個(gè)左右AAs的小肽模擬胰島素與生長(zhǎng)素功能新激素類藥：促生長(zhǎng)介素－II第七章醫(yī)藥生物技術(shù)7.2.2重組細(xì)胞因子藥物細(xì)胞因子（cytokine）：由機(jī)體各種細(xì)胞合成和分泌的調(diào)節(jié)機(jī)體的生理功能、參與細(xì)胞增殖、分化、凋亡和行使功能的小分子多肽種類：干擾素(interferon,IFN)、集落刺激因子(colonystimulatingfactor,CSF)、白細(xì)胞介素(interleukin,IL)、腫瘤壞死因子(tumornecrosisfactor,TNF)、趨化因子(chemokine)、轉(zhuǎn)化因子β(transforminggrowthfactorβTGF-β)

、生長(zhǎng)因子（growthfactor）第七章醫(yī)藥生物技術(shù)細(xì)胞因子生物活性1.調(diào)節(jié)免疫應(yīng)答2.抗病毒3.抗腫瘤4.造血調(diào)節(jié)功能5.促進(jìn)炎癥反應(yīng)6.其他：參與機(jī)體不同系統(tǒng)的功能，心血管、神經(jīng)、骨骼第七章醫(yī)藥生物技術(shù)7.2.3重組溶血栓藥物已批準(zhǔn)的有：鏈激酶（SK）、尿激酶（u-PA）、重組組織型纖溶酶原激活劑（rt-PA）、APSAC、r-SK等醫(yī)治：心血管血栓栓塞性疾病改進(jìn)重組體：scu-PA,R-PA,導(dǎo)向溶栓藥物第七章醫(yī)藥生物技術(shù)7.2.4人血液代用品人血液代用品是指人紅細(xì)胞代用品，它具有氧傳遞功能、可維持血液滲透壓和酸堿平衡及擴(kuò)充溶量的人工制劑，包括全氟碳化合物和生物技術(shù)制備的血紅蛋白類和紅細(xì)胞類人血液代用品以紅細(xì)胞為基質(zhì)的攜氧劑為人血液代用品的研發(fā)主攻方向第七章醫(yī)藥生物技術(shù)人血液代用品研究意義輸血的巨大需求與安全：避免配血；安全；儲(chǔ)運(yùn)方便；解決血源短缺市場(chǎng)巨大，效益顯著第七章醫(yī)藥生物技術(shù)全氟碳化合物有毒副作用，前景不佳以紅細(xì)胞蛋白為基質(zhì)的攜氧劑不斷改進(jìn)前景廣闊克服在人體內(nèi)半衰期短及免疫原性造血干細(xì)胞培養(yǎng)、基因重組技術(shù)：大大擴(kuò)大了血紅蛋白來(lái)源第七章醫(yī)藥生物技術(shù)7.2.5抗體藥物

第七章醫(yī)藥生物技術(shù)第一代----免疫血清大多數(shù)抗原分子具有多個(gè)表位，每種表位均可刺激機(jī)體1個(gè)B細(xì)胞克隆產(chǎn)生1種特異性抗體。因此，傳統(tǒng)制備的免疫血清被稱為多克隆抗體，特異性差，易出現(xiàn)交叉反應(yīng)，限制了在免疫化學(xué)試驗(yàn)以及疾病診斷和治療中的應(yīng)用。第二代----單克隆抗體雜交瘤技術(shù)的問世使產(chǎn)生僅識(shí)別1種表位的同源抗體成為可能，稱為單克隆抗體（mono-clonalantibody,McAb）。McAb具有特異性高、親和力強(qiáng)、效價(jià)高、血清交叉反應(yīng)少等優(yōu)點(diǎn)，與化學(xué)藥物、毒素或同位素等連接后，借助識(shí)別特異性，可有效地將治療性藥物運(yùn)送到靶細(xì)胞，這種稱為“魔彈”或“生物導(dǎo)彈”的導(dǎo)向藥物療法以為攻克癌癥帶來(lái)了希望。

第七章醫(yī)藥生物技術(shù)

第三代----基因工程抗體第三代抗體始于20世紀(jì)80年代中期，它是利用重組DNA和蛋白蛋工程技術(shù)，對(duì)抗體基因進(jìn)行加工改造和重新裝配，經(jīng)轉(zhuǎn)染適當(dāng)?shù)氖荏w細(xì)胞所表達(dá)的抗體分子。其主要工作包括：一是運(yùn)用DNA重組技術(shù)對(duì)已有的McAb進(jìn)行“人源化”和“小型化”的改造；二是用噬菌體抗體庫(kù)技術(shù)篩選、克隆新的McAb。免疫球蛋白（IgG）分子是腫瘤治療最常用的抗體。由兩條相同的輕鏈和兩條相同的重鏈組成，每條包含可變區(qū)和恒定區(qū)?？勺儏^(qū)包含高變區(qū)或稱互補(bǔ)決定區(qū)（CDRs）。這些短的，高度可變的氨基酸序列是試劑的主要作用位點(diǎn)。第七章醫(yī)藥生物技術(shù)基因工程抗體⑴小鼠McAb的人源化嵌合抗體：1998年8月美國(guó)食品藥品管理局正式批準(zhǔn)1種抗腫瘤壞死因子-a(tumornecrosisfactor-a,TNF-a)的人鼠嵌合抗體應(yīng)用于慢性腸炎，是首例作為慢性病治療藥品上市。人源化抗體：將小鼠的CDR序列移植到人抗體V區(qū)框架中，CDR移植抗體，即人源化抗體。完全人源抗體：將小鼠免疫球蛋白（immunoglobulin,Ig）基因敲除，轉(zhuǎn)以人Ig輕、重鏈基因片段（約1.8Mb），抗原刺激后，在小鼠體內(nèi)產(chǎn)生針對(duì)該抗原的人Ig，再用雜交瘤技術(shù)大量生產(chǎn)。

第七章醫(yī)藥生物技術(shù)⑵小分子抗體：Ig可以被酶解為不同的片段，如F(ab)2、Fab和Fc含重鏈、輕鏈V區(qū)的Fv片段。這些小片段因相對(duì)分子質(zhì)量小、穿透力強(qiáng)、抗原性低、可在原核系統(tǒng)表達(dá)，以及易于進(jìn)行基因工程操作等優(yōu)點(diǎn)而逐漸受到重視。第七章醫(yī)藥生物技術(shù)7.2.6重組可溶性受體和藥物細(xì)胞受體是指細(xì)胞表面與各種配體特異性結(jié)合的大分子，大多為糖蛋白，包括膜外區(qū)、跨膜區(qū)、膜內(nèi)區(qū)。粘附分子（celladhesionmolecules,CAM)是指細(xì)胞產(chǎn)生的介導(dǎo)細(xì)胞與細(xì)胞或細(xì)胞與基質(zhì)間相互接觸和結(jié)合的所有分子的總稱。第七章醫(yī)藥生物技術(shù)7.2.7反義寡核苷酸藥物根據(jù)核酸雜交原理，反義藥物能與特定基因雜交，在基因水平，干擾致病蛋白的產(chǎn)生過程，即干擾遺傳信息從核酸向蛋白質(zhì)的傳遞。高效低毒。種類：硫代反義寡核苷酸、2’－甲氧/乙氧基反義寡核苷酸、肽核酸（PNA）、其他。問題：安全性、專一性、穩(wěn)定性。第七章醫(yī)藥生物技術(shù)7.2.8基因藥物基因藥物（genemedicines）亦稱為DNA藥物，它是將具有治療意義的基因重組進(jìn)真核表達(dá)載體，直接轉(zhuǎn)移至人體的細(xì)胞，表達(dá)出具有治療作用的多肽和蛋白質(zhì)，從而達(dá)到治病目的的一種新方法。它是對(duì)既往傳統(tǒng)藥物一個(gè)挑戰(zhàn)，被稱為醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)的一次革命。

與經(jīng)典的基因治療的區(qū)別是：它不要求整合進(jìn)基因組而終身表達(dá)，也不要求100％的細(xì)胞轉(zhuǎn)染外源基因。不同傳統(tǒng)藥物，它持續(xù)，無(wú)耐藥性。第七章醫(yī)藥生物技術(shù)

多肽藥物基因藥物產(chǎn)物多肽－蛋白質(zhì)基因質(zhì)粒原核表達(dá)載體無(wú)信號(hào)肽真核表達(dá)載體信號(hào)肽宿主細(xì)胞大腸桿菌酵母（體外）人體細(xì)胞（體內(nèi)）轉(zhuǎn)染易難生產(chǎn)工藝復(fù)雜較簡(jiǎn)單純化復(fù)雜較簡(jiǎn)單成本較昂貴較經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定性不穩(wěn)定穩(wěn)定保存難易半衰期短長(zhǎng)用法長(zhǎng)期注射一次性注射療效短持久副作用高低多肽藥物與基因藥物的比較

第七章醫(yī)藥生物技術(shù)問題與展望基因轉(zhuǎn)移的效率：安全性可控性發(fā)展新型基因藥物：

基因轉(zhuǎn)錄調(diào)控藥物：用雙鏈寡聚核苷酸抑制轉(zhuǎn)錄因子和啟動(dòng)子區(qū)域特異性的結(jié)合，抑制致病基因的表達(dá)。

肽核酸（PNA）第七章醫(yī)藥生物技術(shù)7.2.9疫苗疫苗(vaccine)傳統(tǒng)疫苗高技術(shù)疫苗減毒活疫苗滅活疫苗亞單位疫苗核酸疫苗重組疫苗基因工程疫苗微膠囊可控緩釋疫苗抗獨(dú)特型抗體疫苗基因工程亞單位疫苗基因缺失活疫苗基因工程載體疫苗合成肽疫苗蛋白質(zhì)工程疫苗第七章醫(yī)藥生物技術(shù)已用于人類疾病預(yù)防的主要疫苗

疫苗類型國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)狀況國(guó)內(nèi)國(guó)外1小兒麻痹（OPV）減毒活疫苗（I-Ⅲ型聯(lián)合）++小兒麻痹（IVP）滅活疫苗（I-Ⅲ）-+2麻疹減毒活疫苗++3卡介苗（BCG）減毒活疫苗++4白喉-百日咳-破傷風(fēng)（DPT）亞單位疫苗（聯(lián)合）-+亞單位疫苗（基因工程P）++5乙型肝炎亞單位疫苗（血源）++亞單位疫苗（基因工程CHO）+（S）+（S2）亞單位疫苗（基因工程酵母）+）+6乙腦減毒活疫苗+-滅活疫苗++7流腦亞單位疫苗（多糖）++8甲肝減毒活疫苗++流感滅活疫苗

10狂犬滅活疫苗++11風(fēng)疹減毒活疫苗++12腮腺炎減毒活疫苗++

麻疹-風(fēng)疹-腮腺炎（MMR）減毒活疫苗（三種聯(lián)合）-+13出血熱滅活疫苗++14腺病毒（Ad4,Ad7）減毒活疫苗-+15水痘減毒活疫苗-+16黃熱病減毒活疫苗++17輪狀病毒腹瀉減毒活疫苗（人-猴遺傳重配）-+減毒活疫苗（人-羊遺傳重配）+-20霍亂亞單位+滅活（CTB+WC）-

亞單位+滅活（基因工程CTB+WC）

減毒活疫苗（基因工程CDV-HgR）-+21鼠疫減毒活疫苗++22斑疹傷寒滅活疫苗++23布氏桿菌減毒活疫苗++24炭疽桿菌減毒活疫苗++25痢疾減毒活疫苗（基因工程FS）+-26鏈球菌肺炎亞單位疫苗（多糖）-+27嗜血桿菌流感亞單位疫苗（多糖）-+28痘苗（天花）減毒活疫苗+*+*注：“+”為已投入生產(chǎn)，“-”為未生產(chǎn)，“*”為停止生產(chǎn)。第七章醫(yī)藥生物技術(shù)基困工程亞單位疫苗（geneengineeredsubunitvaccine）主要是指將基因工程表達(dá)的蛋白抗原純化后制成的疫苗。載體疫苗（vectoredvaccine）是指利用微生物做載體，將保護(hù)性抗原基因重組到微生物體中，由能表達(dá)保護(hù)性抗原蛋白質(zhì)的重組微生物制成的疫苗。這種疫苗多為活疫苗，重組體用量少，抗原不需純化，免疫接種后靠重組體在機(jī)體內(nèi)繁殖產(chǎn)生大量保護(hù)性抗原刺激機(jī)體產(chǎn)生特異免疫保護(hù)反應(yīng)，載體本身可發(fā)揮佐劑效應(yīng)增強(qiáng)免疫效果。DNA疫苗（DNA

vaccine）基因缺失活疫苗（genedeletedlivevaccine）是最有效的一種疫苗，應(yīng)用傳統(tǒng)的活疫苗如痘苗已經(jīng)消滅了天花，應(yīng)用脊髓灰質(zhì)炎活疫苗正在全世界消滅脊髓灰質(zhì)炎（小兒麻痹）。第七章醫(yī)藥生物技術(shù)蛋白工程疫苗（proteinengineeredvaccine）是指將抗原基因加以改造，使之發(fā)生點(diǎn)突變、插入、缺失、構(gòu)型改變，甚至進(jìn)行不同基因或部分結(jié)構(gòu)域的人工組合，以期達(dá)到增強(qiáng)其產(chǎn)物的免疫原性，擴(kuò)大反應(yīng)譜，去除有害作用或付反應(yīng)的一類疫苗。遺傳重組疫苗（geneticrecombinantvaccine）是指使用經(jīng)遺傳重組方法（geneticreassortment）獲得的重組微生物制成的疫苗。合成肽疫苗（Syntheticpeptidevaccine）是指使用化學(xué)方法合成能夠誘發(fā)機(jī)體產(chǎn)生免疫保護(hù)的多肽制成的疫苗?？躬?dú)特型抗體疫苗（anti-idiotypevaccine）是指使用與特定抗原的免疫原性相近的抗抗體（ab2）做抗原制成的疫苗。微膠囊疫苗（micro-capsulizedvaccine）也稱可控緩釋疫苗（controlledslowreleasevaccine），是指使用微膠囊技術(shù)將特定抗原包裹后制成的疫苗。第七章醫(yī)藥生物技術(shù)DNA疫苗第七章醫(yī)藥生物技術(shù)DNA用疫苗的優(yōu)越性與問題第七章醫(yī)藥生物技術(shù)急需研制的基因工程病毒疫苗及研究進(jìn)展1.艾滋病（AIDS）疫苗：多抗原疫苗設(shè)計(jì)2.乙肝（HBV）疫苗：含前S抗原的疫苗＋新佐劑3.丙肝（HCV）疫苗：4.戊肝（HEV）疫苗：5.呼吸道合胞病毒（RSV）疫苗：第七章醫(yī)藥生物技術(shù)基因工程寄生蟲疫苗廣義的治療性疫苗：是指在已感染病原微生物或患某些疾病的機(jī)體內(nèi)，通過誘生機(jī)體的特異性或非特異性免疫應(yīng)答，以達(dá)到治療或防止疾病惡化的制品。第七章醫(yī)藥生物技術(shù)7.2.10天然藥物的現(xiàn)代化概念與內(nèi)容凡自然界存在或采用相應(yīng)技術(shù)獲得的且具有治療疾病作用的天然物質(zhì)均為天然藥物。天然藥物包括：中藥（主要來(lái)源于動(dòng)植物、微生物及礦物）、天然藥物化學(xué)修飾物、現(xiàn)代生物技術(shù)天然藥物。天然藥物按照來(lái)源可分為生物藥物、生物技術(shù)藥物及化學(xué)合成的天然藥物。第七章醫(yī)藥生物技術(shù)生物藥物簡(jiǎn)介動(dòng)植物藥及微生物藥的主要類型有生物大分子、次級(jí)代謝物、初級(jí)代謝物、最終代謝物、動(dòng)植物體及部分真菌體。動(dòng)物主要以部分動(dòng)物的腺體、組織、器官或代謝物為原料而制取，如胰臟、腦垂體、血液、膽汁及人尿等；第七章醫(yī)藥生物技術(shù)生物藥物簡(jiǎn)介植物藥是從植物的根、莖、花、皮、葉或果實(shí)中制取的藥物，如從銀杏葉中分離銀杏黃酮，從麻黃草中分離麻黃堿，從卡瓦胡椒根中分離瓦內(nèi)脂，從馬錢子中分離士的寧及從金雞納樹皮中分離奎尼丁等，大多數(shù)動(dòng)植物藥針對(duì)性強(qiáng)，毒副作用小，是臨床上藥品的主要來(lái)源之一。第七章醫(yī)藥生物技術(shù)表1部分動(dòng)植物藥來(lái)源及其適應(yīng)證品名來(lái)源適應(yīng)證蛇毒纖溶酶蛇毒血栓尿激酶人尿心肌梗死促皮質(zhì)毒腦垂體關(guān)節(jié)炎胰酶動(dòng)物胰臟消化不良硫酸軟骨素動(dòng)物軟骨偏頭痛、關(guān)節(jié)炎絨促性素孕婦尿不孕豬胰島素豬胰臟糖尿病熊膽粉熊膽汁肝膽疾患小檗堿黃連根莖感染銀杏黃酮銀杏葉血管硬化L-麻黃堿麻黃草哮喘、過敏喜樹堿喜樹腫瘤麥角堿麥角菌偏頭痛剌烏頭堿高烏頭疼痛奎寧金雞納樹皮瘧疾利血平蘿夫木高血壓延胡索乙素延胡索疼痛長(zhǎng)春堿常春花腫瘤青蒿素黃花蒿瘧疾齊墩果酸齊墩果，女貞子黃疸性肝炎黃芩甙黃芩慢性肝炎地高辛毛花洋地黃心力衰竭靛玉紅木蘭腫瘤左旋多巴油麻藤帕金森病紫杉醇紫杉樹皮腫瘤部分生物物藥來(lái)源及其適應(yīng)證

第七章醫(yī)藥生物技術(shù)合成或以天然結(jié)構(gòu)為先導(dǎo)物合成的天然藥物

品名天然先導(dǎo)物作用阿司匹林水楊苷解熱、鎮(zhèn)痛色甘酸鈉凱琳抗過敏甲紅霉素紅霉素抗感染蒿甲醚青蒿素抗瘧疾普魯卡因可卡因局麻十烴雙胺d-筒箭毒堿肌肉松弛右甲嗎南嗎啡鎮(zhèn)痛特尼泊苷鬼臼毒素抗癌依托泊苷鬼臼毒素抗癌華法林雙香豆素抗凝血多西環(huán)素四環(huán)素抗感染多馬托品阿托品擴(kuò)瞳溴化甲基東茛菪堿東茛菪堿解痙氟氧頭孢菌素氧頭孢烯抗感染氨曲南單環(huán)β-內(nèi)酰胺抗感染亞胺培南β-內(nèi)酰胺抗感染米帕林奎寧抗瘧疾紫杉醇10-去乙酰巴可亭Ⅲ抗癌米格列醇脫氧野尻霉素降血糖藥薯喜樹堿抗直腸癌乙胺香豆素凱琳擴(kuò)張冠脈第七章醫(yī)藥生物技術(shù)ii.藥用植物與海洋生物資源成為開發(fā)的熱點(diǎn)天然藥物來(lái)源途徑甚多，不過今后將主要來(lái)源于藥用植物，據(jù)估計(jì)全球約有（40~50）萬(wàn)種植物，但僅有極少部分進(jìn)行過化學(xué)成分及其活性測(cè)試研究。海洋生物更是一個(gè)有待開發(fā)的寶庫(kù)我國(guó)也是植物資源最豐富的國(guó)家之一，迄今已發(fā)現(xiàn)3萬(wàn)多種高植物，其數(shù)量?jī)H次于巴西和哥倫比亞，居世界第3位，其中50%以上是特有品種，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)11000多種藥植物，其種類和數(shù)量之大均居世界首位，為我國(guó)研制新的天然藥物奠定的良好的資源基礎(chǔ)。天然藥物發(fā)展現(xiàn)狀與前景i.天然藥物的開發(fā)成為新藥研發(fā)的重要策略獲取先導(dǎo)化合物；縮短研發(fā)周期；提高成功率第七章醫(yī)藥生物技術(shù)iii.天然藥物發(fā)展前景廣闊1.近10多年來(lái)天然藥物研究與開發(fā)取得長(zhǎng)足進(jìn)展

如免疫抑制藥環(huán)孢素、抗糖尿病新藥阿卡波糖和降血脂新藥洛伐他汀及其類似物等相繼面市。鎮(zhèn)痛藥河豚毒素及貝類毒素等海洋藥物也取得了良好的進(jìn)展。美國(guó)還從非洲真菌“偽黑團(tuán)殼”中分離出一種五環(huán)化合物，口服有胰島素樣作用。此外正在研制的卡麥角林（cabegoline）是麥角生物堿的類似物，為多巴胺D2的受體激動(dòng)藥，選擇性強(qiáng)，藥效持久，有望成為治療帕金森病的有效藥物?？芍苯託[瘤細(xì)胞和具有免疫調(diào)節(jié)作用的苦馬豆素也進(jìn)入臨床試驗(yàn)階段。其次具有防治腫瘤作用的番荔枝內(nèi)酯及白藜蘆醇的研究也引起了國(guó)內(nèi)外醫(yī)藥界的關(guān)注。1989~1995年FDA批準(zhǔn)臨床使用的87種抗癌藥中，62%為天然產(chǎn)物。50多年來(lái)，我國(guó)以中草藥為源料也開發(fā)出了40多種特有新藥，如黃連素、四氫巴馬汀、東茛菪堿、丁公藤堿、茛菪堿、樟柳堿、石杉?jí)A甲、芫花酯甲、靛玉紅、天麻素、豆腐果苷、草烏甲素、蒿甲醚及丹參酮ⅡA等。第七章醫(yī)藥生物技術(shù)2.各國(guó)政府開始放松對(duì)中藥制品的管制

美國(guó)已開始對(duì)中藥復(fù)方與制劑的臨床試驗(yàn)，2001年版美國(guó)藥典已正式收載銀杏、月見草油、卡瓦內(nèi)脂、金絲桃素、人參、鋸齒棕、雪花蓮及β-葉皂苷等20多種暢銷的藥材及其制劑的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，表明藥用植物及天然藥物已被美國(guó)官方認(rèn)可，德國(guó)則打算將中藥列入傳統(tǒng)療法范疇，俄國(guó)、瑞士等國(guó)看好中藥，東南亞等國(guó)早已把中藥列入家庭必備之藥品。中藥真正走向世界當(dāng)不會(huì)太久。第七章醫(yī)藥生物技術(shù)中藥發(fā)展的現(xiàn)代化戰(zhàn)略I.我國(guó)中藥發(fā)展的機(jī)遇與挑戰(zhàn)我國(guó)藥用植物及中藥材種類繁多，新版《中藥大辭典》將收載12807種中藥材，其中藥用植物11146種，動(dòng)物1581種，礦物80種。此外其他民族地區(qū)尚有藏藥2294種，蒙藥1342種，傣藥1200種，苗藥1000種，維藥600種，彝藥及羌藥各百余種。目前人工種植的藥材200余種，600余萬(wàn)畝，生產(chǎn)基地600多個(gè)，對(duì)具有藥用作用的野生動(dòng)物也進(jìn)行了人工飼養(yǎng)。

我國(guó)的中藥藥效不夠準(zhǔn)確、穩(wěn)定、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、重金屬在藥理、劑型、標(biāo)準(zhǔn)化等方面尚有很多問題：中藥制品落后的外包裝，攜帶不便，藥汁味苦，這些都影響我國(guó)的中藥出口。第七章醫(yī)藥生物技術(shù)II.中藥現(xiàn)代化---我國(guó)的必然選擇中醫(yī)藥理論的現(xiàn)代化必須加大中醫(yī)藥理論現(xiàn)代化研究是研究開發(fā)中藥、新藥的關(guān)鍵問題。中藥資源保護(hù)與再生的現(xiàn)代化

目前由于人們盲目采挖和全球性的生態(tài)環(huán)境惡化，不少名貴中藥品種瀕滅絕，中藥資源的保護(hù)和合理開發(fā)是當(dāng)務(wù)之急。藥材、飲片的現(xiàn)代化

在中藥現(xiàn)代化的工程中，中藥材既是原料藥，又是半成品藥，主要是實(shí)現(xiàn)中藥材的生產(chǎn)規(guī)范化和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化。制劑現(xiàn)代化生產(chǎn)技術(shù)的現(xiàn)代化

要以繼承和發(fā)揚(yáng)中醫(yī)藥優(yōu)勢(shì)和特色為基礎(chǔ)，充分利用現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)方法和手段，借鑒國(guó)際通行的醫(yī)藥標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，對(duì)中藥生產(chǎn)工藝和裝備及中藥劑型進(jìn)行開發(fā)研究，使中藥產(chǎn)品被國(guó)際醫(yī)藥市場(chǎng)所接受。質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的現(xiàn)代化

質(zhì)量控制是藥品生產(chǎn)和安全使用的保證。中藥化學(xué)、中藥藥理學(xué)研究的現(xiàn)代化、標(biāo)準(zhǔn)化中藥說明書的現(xiàn)代化生產(chǎn)企業(yè)的現(xiàn)代化

我國(guó)中藥生產(chǎn)企業(yè)數(shù)量多，規(guī)模小，技術(shù)落后，經(jīng)營(yíng)管理保守，急需更新觀念，實(shí)現(xiàn)規(guī)?；⒓瘓F(tuán)化、現(xiàn)代化。第七章醫(yī)藥生物技術(shù)7.3分子診斷技術(shù)7.3.1分子診斷(moleculardiagnosis)技術(shù)產(chǎn)生與發(fā)展1978年.著名美籍華裔科學(xué)家簡(jiǎn)悅威(Yuetwaikan)等首先應(yīng)用DNA分子雜交成功地進(jìn)行了鐮形細(xì)胞貧血癥的基因診斷.特點(diǎn)：專一性（specificity）強(qiáng)靈敏度(sensitivity)高操作簡(jiǎn)單(simplicity)第七章醫(yī)藥生物技術(shù)分子診斷是采用分子生物學(xué)理論和方法對(duì)疾病進(jìn)行預(yù)測(cè)、鑒定和分析的技術(shù)。分子診斷的作用：產(chǎn)前檢測(cè)；潛病檢測(cè)；先病檢測(cè)；病因的臨床檢測(cè)。

第七章醫(yī)藥生物技術(shù)7.3.2分子診斷方法i.酶聯(lián)免疫吸附測(cè)定(enzyme-linkedimmunosorbantassay,ELISA)利用抗原抗體分子高度特異結(jié)合而測(cè)定疾病相關(guān)因子的診斷方法。一抗：與目標(biāo)分子特異結(jié)合的抗體二抗：只與一抗特異結(jié)合的抗體，如：堿性磷酸酶、過氧化物酶、脲每等，可以催化無(wú)色底物變?yōu)橛猩?。第七章醫(yī)藥生物技術(shù)加入無(wú)色底物有色底物加入酶聯(lián)二抗加入一抗固定目標(biāo)分子酶聯(lián)免疫吸附測(cè)定示意圖第七章醫(yī)藥生物技術(shù)ii.分子雜交利用遺傳疾病或致病微生物特異的核酸序列設(shè)計(jì)的探針進(jìn)行疾病的診斷。Southern雜交，分子標(biāo)記等。第七章醫(yī)藥生物技術(shù)第七章醫(yī)藥生物技術(shù)原位雜交(insituhybridization)FISH:(FluorescentInSituHybridization)

第七章醫(yī)藥生物技術(shù)iii.基于PCR的分子診斷套式PCR（nestedPCR）病原微生物的檢測(cè)原位PCR(insituPCR)：在細(xì)胞組織切片上檢測(cè)低拷貝數(shù)基因PCR-酶解鑒定：遺傳病有限制性內(nèi)切酶位點(diǎn)的丟失，如：鐮刀形細(xì)胞貧血癥，CvnI

PCR／OLA（oligo-nucleotideligationassay）第七章醫(yī)藥生物技術(shù)LCR(ligasechainreaction)鑒定:較PCR／OLA簡(jiǎn)單，但靈敏度低些。

PCR－ELISE檢測(cè)：雙標(biāo)記寡聚核苷酸捕獲分析法特異性等位基因寡聚核苷酸雜交（allele-specificoligonucleotidehybridization,ASO）:同一基因中多個(gè)不同位點(diǎn)的突變檢測(cè)擴(kuò)增阻滯突變系統(tǒng)（amplificationrefractorymutationsystem,ARMS）第七章醫(yī)藥生物技術(shù)人工引入酶切位點(diǎn)（artificialintroductionofrestrictionsite,AIRS）直接測(cè)序法（directsequencing,DS）引物延伸法（primerextension,PEX）PCR-SSCP法免疫PCR第七章醫(yī)藥生物技術(shù)原理：

擴(kuò)增模板數(shù)S=S0(1+Es)j

(其中S0為初始模板數(shù),Es為平均擴(kuò)增效率,j為循環(huán)次數(shù))。利用這種線性關(guān)系,通過S值可求解出初始模板數(shù)S0,從而實(shí)現(xiàn)定量。

定量PCR技術(shù)

定量PCR主要建立在競(jìng)爭(zhēng)性PCR基礎(chǔ)上：向樣本中加入一個(gè)作為內(nèi)標(biāo)的競(jìng)爭(zhēng)性模板,它與目的基因具有相同的引物結(jié)合位點(diǎn),在擴(kuò)增中兩者的擴(kuò)增效率基本相同,而且擴(kuò)增片段在擴(kuò)增后易于分離,然后據(jù)內(nèi)標(biāo)的動(dòng)力學(xué)曲線求得目的基因的原始拷貝數(shù)。

第七章醫(yī)藥生物技術(shù)以乙肝病為例,熒光定量ＰＣＲ可測(cè)到每微升血清中含有10～100個(gè)病毒顆粒,乙肝表面抗原強(qiáng)陽(yáng)性的患者血清中,可測(cè)得高達(dá)105～106·μｌ-1的病毒顆粒。隨著治療進(jìn)程,病毒復(fù)制逐漸減少。治愈后便測(cè)不出病毒顆粒。據(jù)此可建立乙肝治愈的分子診斷標(biāo)準(zhǔn)。熒光定量PCR熒光定量ＰＣＲ融匯了ＰＣＲ技術(shù)的核酸高效擴(kuò)增,探針技術(shù)的高特異性,光譜技術(shù)的高敏感性和高精確定量的優(yōu)點(diǎn),直接探測(cè)ＰＣＲ過程中熒光信號(hào)的變化以獲得定量的結(jié)果。完全封閉操作,儀器直接讀數(shù),避免了因污染而導(dǎo)致的假陽(yáng)性,使結(jié)果準(zhǔn)確可靠,結(jié)果判斷更客觀真實(shí),定量范圍寬(可包括0～108個(gè)拷貝/μｌ),且無(wú)需樣品梯度稀釋等特點(diǎn)。

第七章醫(yī)藥生物技術(shù)ＦＱ-ＰＣＲ的Ｔａｑ酶不僅有延伸的ＤＮＡ引物的活性還有5′→3′外切核酸酶活性,可在鏈延伸過程中實(shí)現(xiàn)鏈替換,并將被替換的單鏈切斷,這就是ＦＱ-ＰＣＲ的酶學(xué)基礎(chǔ)。ＦＱ-ＰＣＲ反應(yīng)體系中不僅有兩條普通的引物,還有一條熒光標(biāo)記探針,這條探針的5’端和3’端分別標(biāo)記了熒光報(bào)告基團(tuán)(Ｒ)和熒光淬滅基團(tuán)(Ｑ)。當(dāng)這條探針保持完整時(shí)Ｒ基團(tuán)的熒光信號(hào)被Ｑ基因所淬滅;一旦探針被切斷,淬滅作用消失,產(chǎn)生熒光發(fā)射,通過熒光光譜分析儀檢測(cè)熒光強(qiáng)度,即可測(cè)知擴(kuò)增產(chǎn)物的含量。原理：第七章醫(yī)藥生物技術(shù)第七章醫(yī)藥生物技術(shù)IV.基因芯片與分子診斷什么是基因芯片基因芯片指將大量不同的探針分子固定于支持物上后形成的微點(diǎn)陣載片，用他與標(biāo)記的樣品分子進(jìn)行雜交，通過檢測(cè)每個(gè)探針分子的雜交信號(hào)強(qiáng)度對(duì)樣品中不同基因的數(shù)量和序列信息進(jìn)行并行處理分析。第七章醫(yī)藥生物技術(shù)基因芯片第七章醫(yī)藥生物技術(shù)第七章醫(yī)藥生物技術(shù)PrincipleofMicroarray(Chip)AssaySyntheticDNAprobesPrehybridizationPosthybridizationProbeswith

hybridizedDNA第七章醫(yī)藥生物技術(shù)第七章醫(yī)藥生物技術(shù)MicroarrayRobot第七章醫(yī)藥生物技術(shù)7.4基因治療原理與方法5.4.1概述5.4.2經(jīng)典基因治療的基本操作步驟5.4.3導(dǎo)入載體研究進(jìn)展5.4.4基因治療的新策略5.4.5基因治療的安全問題第七章醫(yī)藥生物技術(shù)7.4.1概述基因治療(genetherapy)是指將人的正常基因或有治療作用的基因通過一定方式導(dǎo)入人體靶細(xì)胞以糾正基因的缺陷或者發(fā)揮治療作用，從而達(dá)到治療疾病目的生物醫(yī)學(xué)新技術(shù)。廣義的基因治療是指利用基因藥物的治療，而通常說的狹義的基因治療是指用完整的基因進(jìn)行基因替代治療，一般用DNA序列，主要的治療途徑是體外（exvivo）基因治療。第七章醫(yī)藥生物技術(shù)直接往人體組織細(xì)胞中轉(zhuǎn)移基因的治病方法叫做體內(nèi)（invivo）基因治療。采用安全、無(wú)毒的載體導(dǎo)入工具攜帶外源基因穿過細(xì)胞膜，進(jìn)入細(xì)胞核與染色體整合，這是基因治療成敗的關(guān)鍵。目前基因轉(zhuǎn)移的方法分為生物學(xué)方法、物理方法和化學(xué)方法。病毒載體是目前基因治療最為常用的病毒載體?；蛑委煹陌屑?xì)胞主要分為兩大類：體細(xì)胞和生殖細(xì)胞?；蛑委熌壳爸饕侵委熌切?duì)人類健康威脅嚴(yán)重的疾病。包括：遺傳?。ㄈ缪巡　⒛倚岳w維病、家庭性高膽固醇血癥等）、惡性腫瘤、心血管疾病、感染性疾病（如AIDS、類風(fēng)濕等）。第七章醫(yī)藥生物技術(shù)7.4.2經(jīng)典基因治療的基本操作步驟在大多數(shù)基因治療的臨床試驗(yàn)中，來(lái)自患者血液或骨髓的細(xì)胞在實(shí)驗(yàn)室中培養(yǎng)。這些細(xì)胞被暴露在帶有目的基因的病毒中轉(zhuǎn)化。病毒進(jìn)入細(xì)胞后，目的基因就成為宿主細(xì)胞DNA的一部分。這些細(xì)胞在實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)后，通過靜脈注射重新回到患者體內(nèi)。在患者體內(nèi)繁殖，形成正常的功能。第七章醫(yī)藥生物技術(shù)7.4.3導(dǎo)入載體研究進(jìn)展病毒細(xì)菌質(zhì)粒哺乳動(dòng)物人工染色體蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)導(dǎo)類固醇介導(dǎo)脂質(zhì)體多聚賴氨酸納米顆粒非病毒逆轉(zhuǎn)錄病毒腺病毒腺相關(guān)病毒慢病毒重組痘疫苗病毒單純皰疹病毒第七章醫(yī)藥生物技術(shù)7.4.5基因治療的安全問題病毒通常能感染改變非目標(biāo)細(xì)胞。新基因插入DNA的位置可能出現(xiàn)錯(cuò)誤，導(dǎo)致癌癥和其他損傷的產(chǎn)生。基因表達(dá)的控制，轉(zhuǎn)化基因“過度表達(dá)”，產(chǎn)生過多的缺失蛋白，導(dǎo)致?lián)p害；病毒載體產(chǎn)生炎癥或免疫響應(yīng)；患者可能將病毒傳播給其他個(gè)體或傳播到環(huán)境中。第七章醫(yī)藥生物技術(shù)7.5干細(xì)胞與組織工程干細(xì)胞的概念：

干細(xì)胞是一類能復(fù)制自身并產(chǎn)生特化細(xì)胞的細(xì)胞類型。

在受精后的第一小時(shí)內(nèi)受精卵經(jīng)幾次分裂發(fā)育成相同的全能細(xì)胞（totipotent

cells）,受精9天后這些細(xì)胞經(jīng)數(shù)次分裂發(fā)育成囊胚，囊胚具有外層細(xì)胞和內(nèi)層細(xì)胞（innercellmass），外層細(xì)胞形成胎盤和支持組織，內(nèi)層細(xì)胞將形成各器官系統(tǒng)。這類內(nèi)層細(xì)胞即胚胎干細(xì)胞又稱為全能干細(xì)胞（pluripotent）全能干細(xì)胞進(jìn)一步特化產(chǎn)生具有特殊功能的細(xì)胞群體。如造血干細(xì)胞分裂分化產(chǎn)生紅細(xì)胞、白細(xì)胞、血小板，皮膚干細(xì)胞產(chǎn)生各種類型的皮膚細(xì)胞。第七章醫(yī)藥生物技術(shù)胚胎干細(xì)胞具有4個(gè)特點(diǎn):能大量繁殖并保持未分化狀態(tài);在一定條件下能向內(nèi)、中、外3個(gè)胚層組織和細(xì)胞分化;具有全能性,易于進(jìn)行基因改造操作;能夠形成嵌合體動(dòng)物,從而成為聯(lián)系細(xì)胞和個(gè)體之間的橋梁第七章醫(yī)藥生物技術(shù)成體干細(xì)胞成年動(dòng)物的許多組織和器官，如表皮和造血系統(tǒng)，具有修復(fù)和再生的能力。成體干細(xì)胞在其中起著關(guān)鍵的作用。在特定條件下，成體干細(xì)胞或者產(chǎn)生新的干細(xì)胞，或者按一定的程序分化，形成新的功能細(xì)胞，從而使組織和器官保持生長(zhǎng)和衰退的動(dòng)態(tài)平衡。成體干細(xì)胞普遍存在。微環(huán)境中的間質(zhì)細(xì)胞能夠產(chǎn)生一系列生長(zhǎng)因子或配體，與干細(xì)胞相互作用，控制干細(xì)胞的更新和分化。第七章醫(yī)藥生物技術(shù)成體干細(xì)胞可分化為特定組織,當(dāng)組織受到外傷、老化、疾病等損傷時(shí),這些干細(xì)胞就增殖分化,產(chǎn)生新的組織來(lái)代替它們,以保持機(jī)體的動(dòng)態(tài)平衡。成體干細(xì)胞還可橫向分化為其它組織。在成體干細(xì)胞中,目前研究較多的是：造血干細(xì)胞(HematopoiticStemCell,HSC)間質(zhì)干細(xì)胞(MesenchymalStemCell,MSC)神經(jīng)干細(xì)胞(NuralStemCell,NSC)第七章醫(yī)藥生物技術(shù)

干細(xì)胞的可塑性當(dāng)成體干細(xì)胞被移植入受體中,它們表現(xiàn)出很強(qiáng)的可塑性。從一種組織分離出的干細(xì)胞可以分化為各種不相關(guān)的細(xì)胞類型。例如,神經(jīng)干細(xì)胞可分化成為造血細(xì)胞系。與之相似,源于骨髓的干細(xì)胞可分化為某些非造血細(xì)胞類型,如包括骨骼肌、大腦的小神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞和星形神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞和肝細(xì)胞。這些結(jié)果增加了采用骨髓移植治療各種疾病如肌營(yíng)養(yǎng)不良、帕金森病、卒中和肝衰竭的可能性。第七章醫(yī)藥生物技術(shù)組織工程1988年,ＮＳＦ定義:“應(yīng)用工程科學(xué)和生命科學(xué)的原理和方法,認(rèn)識(shí)哺乳動(dòng)物正常和病理組織與器官的結(jié)構(gòu)—功能關(guān)系,并開發(fā)具有生物活性的人工替代物,以恢復(fù)、維持或改善組織、器官的功能”。第七章醫(yī)藥生物技術(shù)組織工程組織工程學(xué)的基本原理和方法

將體外培養(yǎng)的高濃度組織細(xì)胞,吸附擴(kuò)增于一種生物材料上,形成細(xì)胞-生物材料復(fù)合物。該生物材料為細(xì)胞提供一個(gè)生存的三維空間,有利于細(xì)胞獲得足夠的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),進(jìn)行營(yíng)養(yǎng)物交換,并能排除廢物,使細(xì)胞能在按照預(yù)制設(shè)計(jì)的三維形狀支架上生長(zhǎng)。然后將此細(xì)胞-生物材料復(fù)合體植入機(jī)體組織病損部位。種植的細(xì)胞在生物支架逐步降解吸收過程中,繼續(xù)增殖并分泌基質(zhì),形成新的具有與自身功能和形態(tài)相應(yīng)的組織和器官。這種具有生命力的活體組織能對(duì)病損組織進(jìn)行形態(tài)、結(jié)構(gòu)和功能的重建并達(dá)到永久性替代。第七章醫(yī)藥生物技術(shù)1995年籌建組織工程學(xué)會(huì),并出版了正式刊物“組織工程學(xué)”。在美國(guó),目前已經(jīng)形成價(jià)值60億美元的產(chǎn)業(yè),并以每年25%的速度遞增。在我國(guó),組織工程學(xué)研究雖然起步較晚,但發(fā)展迅速,在很多領(lǐng)域的研究已接近或達(dá)到國(guó)際研究水平。組織工程學(xué)是繼細(xì)胞生物學(xué)和分子生物學(xué)之后,生命科學(xué)發(fā)展史上又一新的里程碑,標(biāo)志著醫(yī)學(xué)將走出器官移植的范疇,步入制造組織和器官的新時(shí)代。它是對(duì)外科領(lǐng)域中組織、器官缺損和功能障礙傳統(tǒng)治療方法和模式的一次革命。

第七章醫(yī)藥生物技術(shù)組織工程種子細(xì)胞為支架材料提供生命源泉、并能形成組織的功能細(xì)胞稱為種子細(xì)胞。依據(jù)其來(lái)源可分為自體、同種異體和異種細(xì)胞。自體細(xì)胞可由活檢或穿刺所得到的組織進(jìn)行分離培養(yǎng),獲得所需要的功能細(xì)胞;同種異體細(xì)胞主要來(lái)自胚胎、新生兒和成體組織;異種細(xì)胞主要來(lái)自于豬、牛等動(dòng)物。干細(xì)胞研究最為突出。

第七章醫(yī)藥生物技術(shù)具有特定的分化表型或定向分化潛能;可靠的細(xì)胞來(lái)源;不引發(fā)移植排斥反應(yīng)。體外構(gòu)建工程組織、器官的細(xì)胞需滿足以下三個(gè)基本前提:第七章醫(yī)藥生物技術(shù)支架材料支架材料為細(xì)胞的停泊、生長(zhǎng)、繁殖、新陳代謝、形成新組織提供支持。目前研究較多的有以下幾種:I.可降解高分子材料研究較多的是聚羥基乙酸、聚乳酸、聚羥基乙酸與聚乳酸的共聚物等。這些材料具有可標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)、可降解、細(xì)胞相容性好等優(yōu)點(diǎn),但其酸性降解產(chǎn)物有可能對(duì)細(xì)胞的活性產(chǎn)生不利影響;同時(shí)其親水性、細(xì)胞相容性、力學(xué)強(qiáng)度等均尚待改進(jìn)。采用多種改性技術(shù)有可能滿足組織工程對(duì)支架材料的要求。II.陶瓷類材料目前研究較成熟的是多孔羥基磷灰石(HA)、磷酸三鈣等。這類材料生物相容性好,有一定強(qiáng)度,是骨的無(wú)機(jī)鹽成分,常用作骨組織工程的支架材料。但由于它們降解慢,脆性大,降低了這類材料的實(shí)用性。

第七章醫(yī)藥生物技術(shù)III.復(fù)合材料

將有機(jī)材料與無(wú)機(jī)材料復(fù)合,可克服單純材料的缺點(diǎn),并能綜合其優(yōu)點(diǎn)。近幾年對(duì)納米材料或納米復(fù)合材料的研究有了新的突破,這已成為組織工程支架材料研究的方向之一。IV.生物衍生材料生物組織經(jīng)過處理后獲得的材料稱為生物衍生材料。來(lái)源于人體的生物衍生材料保留了正常的網(wǎng)架結(jié)構(gòu),組織相容性好,是較為理想的組織工程支架材料。如膠原凝膠、脫細(xì)胞真皮構(gòu)建組織工程皮膚,纖維蛋白凝膠構(gòu)建組織工程軟骨等。脫細(xì)胞、去抗原處理的生物衍生骨支架構(gòu)建的組織工程骨已有臨床應(yīng)用報(bào)道.第七章醫(yī)藥生物技術(shù)組織構(gòu)建a.組織工程骨的構(gòu)建a.1單純構(gòu)建

a.2復(fù)合構(gòu)建

Isogai(1999)將可降解高分子材料預(yù)制成人指骨形狀