第一篇：基因工程藥物的研究熱點及發展方向

當代藥物科學前沿課程論文

基因工程藥物的研究熱點及發展方向

周繼才

(化學工程學院 制藥工程101班 051003135)【摘 要】隨著現代生物技術的突飛猛進，基因工程藥物在現代生物制藥產業中的地位越來越重要。基因工程藥物已經成研究生命攸關的關鍵課題。本文對基因工程藥物的研究熱點和發展方向頗為關注，并展望了基因工程藥物美好的發展前景。

【關鍵詞】基因工程藥物；研究；熱點；發展方向；前景

Hot Topics and Developmental Direction of Genetically

Engineered Pharmaceutics ZHOU Jicai(Institute of Chemical Engineering Pharmaceutical engineering 101

class

051003135)Abstract: With the rapid development of modern biology technology, Genetically Engineered Pharmaceutics plays an important part in the modern biopharmaceutical industry.The Genetically Engineered Pharmaceutics has gradually become a crucial research subject currently.Therefore, we attempt to expound the hot topics and focused developmental direction of it.Furthermore, its developmental prospects are also viewed in this paper.Key words: Genetically Engineered Pharmaceutics；research；hot topics； direction；prospects 1 前言

以四大科學支柱：微電子、生物技術、新型材料和航天技術【1】。的現代

科學技術在今取得了世人矚目的成就，而其中以生物技術的發展科學成就尤其突 出，成績斐然。隨著現代生物技術的發展，基因工程藥物和人民群眾的生產和生

當代藥物科學前沿課程論文

活息息相關，關聯到人們的生活質量、生存狀態和生命意義。面對人們對美好生 活渴望和對生活質量的日益提高的內在追求，面對國內制藥行業對基因工程藥物 技術行業發展的迫切需要，面對當今社會科學技術發展的時代要求，基因工程藥 物在制藥業中所占的比例越來越高。《國家中長期科學和技術發展綱要（2006-2020）》【2】。指出，未來15年，中國要在生物技術領域切實掌握一 批前沿技術，包括靶標發現、動植物品種與藥物分子設計、基因操作和蛋白質工 程、基于干細胞的人體組織工程和新一代工業生物技術（包括生物催化和生物轉 化）等。隨著我國的基因工程藥物研究深入，為滿足經濟和文化建設的發展需要, 遵循科學實踐發展觀的需求，與時俱進，與國際先進技術縮小差距，基因工程藥 物與現代科研技術密切結合，將逐漸進入國際市場。基因工程藥物在治病救人和 防治疑難重癥及抗癌等方面發揮著巨大貢獻。

基因工程藥物

基因工程藥物是指用現代基因重組高科技對基因進行克隆，通過重組DNA 導入大腸桿菌、酵母或動物細胞成功構建工程菌株或細胞株，在工程菌株、細胞 中所表達生產的新型藥物包括細胞因子、多肽類激素、溶血栓藥物、疫苗、抗體、反義RNA及基因治療藥物等等多種難治疾病的基因工程藥物。基因工程藥物研究的熱點

隨著基因工程藥物的發展，轉基因技術研究的深入，轉基因技術在制藥業中

具有廣闊的發展前景，我國的基因制藥行業已初具規模【3】。隨著后基因組時 代的逐步深入，生物反應器、反義核酸技術、RNAi技術和siRNA等基因技術的 不斷完善，采用小分子干擾手段進行基因治療極具發展潛力。使用現代生物學、醫學、藥學最先進的技術設備和方法生產基因工程藥物，治療遺傳疾病和腫瘤等 病癥引起了全世界更多研究者的高度重視。發展和完善生物藥物制劑、大分子藥 物吸收、轉運機理研究和給藥系統研究、代謝工程—組合生物學與新藥研發、糖 生物學和糖基化工程與新藥研究等成為最熱門的研究熱點。基因工程藥物的生

當代藥物科學前沿課程論文

物機理和傳導機制及生物信息組學和代謝功能的研究受到了高度關注。而且，生 物信息學和功能基因組學，特別是蛋白質組學、藥物基因組學與基因藥物研究發 定點突變、DNA洗牌技術和計算機輔助新蛋白質設計等基因工程藥物技術的發展 前景廣闊，醫學應用價值深遠。基因工程藥物研究未來的發展方向

基因工程藥物目前的研究方向是通過關鍵技術的突破性研究，研發具有自

主知識產權，對治療人類重大疾病能夠產生確切的療效，毒副作用較小，可以進 行大型規模化生產，質量較為穩定的、功能可控的基因工程藥物，并且在原有基 因工程藥物的基礎上，開發系列制劑，滿足不同患者的需求，擴大臨床治療效果 和應用范圍。

基因工程藥物的未來的發展方向是將針對危害人類健康的重大疾病（創傷 修復、心腦血管疾病治療、神經系統疾病和腫瘤等方面），在基因工程多肽及基 因治療藥物、疫苗、重大疾病防治藥物、藥物新劑型、分子診斷技術等方面進行 突破性的研究和發展，并研制和加大力度開發對老年疾病的治療，研發能夠產生 有效作用的新型制劑和特效藥物.。前景和展望

基因工程藥物的發展給生物醫藥領域帶來了不斷的突破。人類基因組計劃的

完成更有利于幫助我們確定疾病發生和發展的靶標以及尋找更多的有效治療藥 物【4】隨著人類基因組計劃的完成，后基因組計劃、蛋白質組學研究和RNA的 功能等的不斷研究，人體重要器官的生理活動和功能與疾病相關的基因的關系逐 漸研究深入，功能的改變引起了人體生理功能衰退和功能的缺失的基因結構逐漸 被認識清楚，引發眾多疑難問題和頑固疾病的機理逐漸研究清晰。基因重組細胞 因子、基因重組激素、基因重組溶血栓藥物、基因工程血液代用品、基因工程重 組蛋白藥物、反義核酸藥物、RNAi基因治療藥物和siRNA基因治療藥物等對抗 病毒感染、抗腫瘤治療、對基因功能的研究及識別和確認基因靶點等領域的功能

當代藥物科學前沿課程論文

研究不斷深入，新型基因工程藥物的研制不斷取得了突破性進展。運用基因工程 藥物進行基因治療，是治療人類的遺傳病癥、癌癥的轉移和擴散等并發癥、衰老 疾病、心血管病癥、傳染性病毒和代謝性疾病等眾多疾病治療的最為有效的治療 方法。因此，基因工程藥物對人類生存和健康具有極其重要的治療潛力，發展 前景廣闊。結語

基因工程藥物理論和技術科學的快速發展，工藝和研制等技術不斷進步，促進了 人們對基因工程藥物認識和理解的加深，基因工程藥越來越突顯出它在現代生物 技術制藥領域的重要性，以及迫切發展基因工程藥物的時代緊迫感.隨著科技發 展和更新，不斷豐富和更新的基因工程藥物理論、探索基因工程藥物的生物活性、發展基因工程藥物的新技術程序和合成途徑，加快臨床研究和技術開發及應用，對于提高生命的質量和生存的意義、預防衰老、治療腫瘤等疾病有重要的醫學應 用價值。基因工程藥物已經成為研究人類生存的生命攸關的重要研究領域，對基 因工程藥物的深入研究，可不斷促進人類生命的健康發展和社會的和諧進步.。

【參考文獻】

[1] 李元主編.基因工程藥物[M].北京:化學工業出版社,2007.7 [2]《國家中長期科學和技術發展綱要（2006-2020）》（國發[2005]44號），中共中央國務院，2006年2月9日。

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第二篇：基因工程藥物論文

基因工程藥物

姓名：陳劍云 學號：U201210914 班級：機械學院測控1204班

摘要：自１９７２年ＤＮＡ重組技術誕生以來，生命科學進入了一個嶄新的發展時期。１９８２年美國禮萊公司推出基因工程胰島素，這是第一個人用基因工程藥物。從那時起，以基因工程為核心的現代生物技術已應用到農業、醫藥、化工、環境等各個領域。基因工程技術的迅速發展不僅使醫學基礎學科發生了革命性的變化，也為醫藥工業發展開辟了廣闊的前景，以ＤＮＡ重組技術為基礎的基因工程技術改造和替代傳統醫藥工業技術，已成為重要的發展方向。

關鍵詞：基因工程制藥應用

基因的定義：基因是脫氧核糖核酸（DNA）分子上的一個特定片段。不同基因的遺傳信息，存在于各自片段上的堿基排列順序之中。基因通過轉錄出的信使使核糖核酸（mRNA），指導合成特定的蛋白質，使基因得以表達。

基因工程定義：基因工程又稱基因拼接技術和DNA重組技術，是以分子遺傳學為理論基礎，以分子生物學和微生物學的現代方法為手段，將不同來源的基因(DNA分子)，按預先設計的藍圖，在體外構建雜種DNA分子，然后導入細胞，以改變生物原有的遺傳特性、獲得新品種、生產新產品。基因工程藥物定義:基因工程藥物又稱生物技術藥物,是根據人們的愿望設計的基因,在體外剪切組合,并和載體DNA 連接,然后將載體導入靶細胞(微生物、哺乳動物細胞或人體組織靶細胞),使目的基因在靶細胞中得到表達,最后將表達的目的蛋白質純化及做成制劑,從而成為蛋白類藥或疫苗。

基因工程藥物的發展歷程：自1972年DNA重組技術誕生以來,作為現代生物技術核心的基因工程技術得到飛速的發展。1982年美國Lilly公司首先將重組胰島素投放市場,標志著世界第一個基因工程藥物的誕生。美國是現代醫藥生物技術的發源地,也是率先應用基因工程藥物的國家,其基因工程技術研究開發以及產業化居于世界領先地位。美國已擁有世界上一半的生物技術公司和一半的生物技術專利。據1998年美國藥學會統計,美國FDA已批準了56種生物技術醫藥產品上市,其中絕大多數為基因工程藥物。此外,還有200多種基因工程藥物正在進行臨床試驗,其中至少有1/5的產品將可能在今后10年內上市。基因工程藥物為美國的一些公司創造了豐厚的回報,取得了巨大的經濟效益和社會效益。歐洲在發展基因工程藥物方面也進展較快,英、法、德、俄等國在開發研制和生產基因工程藥物方面成績斐然,在生命科學技術與產業的某些領域甚至趕上并超過了美國。我國基因工程藥物的研究和開發起步較晚,直至20世紀70年代初才開始將DNA重組技術應用到醫學上,但在國家產業政策的大力支持下,這一領域發展迅速,逐步縮短了與先進國家的差距。1989年我國批準了第一個在我國生產的基因工程藥物———重組人干擾素重組人干擾素αIb,標志著我國生產的基因工程藥物實現了零的突破。重組人干擾素αIb是世界上第一個采用基因克隆和表達的基因工程藥物,也是到目前為止唯一的一個我國自主研制成功的擁有自主知識產權的基因工程一類新藥。從此以后,我國基因工程制藥產業從無到有,不斷發展壯大。截止1998年底,我國已批準上市的基因工程藥物和疫苗產品共計15種，國內已有30余家生物制藥企業取得基因工程藥物或疫苗試生產或正式生產批準文號。至2000年,我國已有200多家生物技術公司,有20多家生產銷售人干擾素、白細胞介素、乙肝疫苗等12種基因工程藥物。

基因工程藥物的本質是蛋白質，生產基因工程藥物的方法是：將目的基因連接在載體上，然后將導入靶細胞（微生物、哺乳動物細胞或人體組織靶細胞），使目的基因在靶細胞中的到表達，最后將表達的目的蛋白質提純做成制劑，從而成為蛋白類藥或疫苗。若目的基因直接在人體組織靶細胞表達，就稱為基因治療。

基因治療：基因治療就是從遺傳物質本身，即基因入手，不必產生或純化基因的最終產物，而是將基因，通常是通過一個載體直接導入人體，再利用人體自身就具有的基因復制、轉錄與翻譯功能來產生這些產物，達到補充正常基因產物或對抗異常基因的目的。將基因導入哺乳類動物細胞的方法有兩種，一類是理化方法，一類是病毒介導的DNA轉移。

利用基因工程技術生產藥品的優點在于：大量生產過去難以獲得的生理活性物質和多肽；挖掘更多的生理活性物質和多肽；改造內源生理活性物質；可獲得新型化合物，擴大藥物篩選來源。

基因藥物的發展前景

與傳統制藥相比，生物制藥有便于大規模生產、利潤高、生產工藝簡單、人力投入少、無污染、生產周期短等優點，因此，隨著人類基因組計劃的實施和科技水平的進一步發展，基因藥物在醫藥市場的比例也將會日益提升，也將越來越影響人類的生活。

基因藥物同時具有高投入、高收益、高風險、長周期的特征。Frost&Sullivan公司的一份最新報告指出，2004年，全球生物制藥市場的收入為450億美元。到2011年，其有望達到982億美元。據預測，全球第一個用轉基因植物生產的生物藥物可望于2005～2006年上市。隨著公眾認知度的提高和相關法規的逐步完善，用轉基因植物生產生物藥物的市場將飛速增長，到2011年，單美國市場就將達到22億美元。2002年底到2003年5月間一場突如其來的SARS疫情，再加上2005禽流感病毒傳播，席卷了亞洲及加拿大等地。在緊張而又嚴肅的應對這場疫情的過程中，生物制藥又成為醫藥行業人士關注的焦點。

我國生物制品需求巨大，過去的幾年我國企業一直能保持年均15％以上增幅，并且近年來銷售的增長速度有加快的趨勢。據統計，2005年國內生物制品銷售收入總額為157．4億元人民幣，銷售利潤總額為38.7億元人民幣。預計到2006年生物技術工業總產值將達400億到500億元，到2015年總產值可達1100億到1300億元。我國的生物制藥業將進入一個快速發展的階段,生物醫藥工業將成為醫藥產業增長最快的部分。目前,我國許多省市已將生物制藥作為本地的支柱產業重點扶持。一大批生物醫藥科技園相繼在各地高新技術開發區建成。面對入世帶給我國生物制藥業的挑戰和機遇,專家們預測,在未來若干年,我國的生物制藥業將以超過全球平均增長速度步入高速發展軌道,前景十分廣闊。

基因工程藥物的發展概況

20世紀70年代，隨著DNA重組技術的成熟，誕生了基因工程藥物，高產值、高效率的基因藥物給醫藥產業帶來了一場革命，推動了整個醫藥產業的發展，醫藥產業進入了新的歷史時期。基因藥物經歷了三個階段：第一階段是把藥用蛋白基因導入到大腸桿菌等細菌中，通過大腸桿菌等表達藥用蛋白但這類藥物往往有缺陷，人類的基因在低等生物的細菌中往往不表達或表達的蛋白沒有生物活性。第二階段是人們用哺動物的細胞代替細菌，生產第二代基因工程藥物。第三階段是到了80年代中期，隨著基因重組和基因轉移技術的不斷發展和完善，科學家可以將人們所需要的藥用蛋白基因導入到哺乳動物體內，使目的基因在哺乳動物身上表達，從而獲得藥用蛋白。

基因工程技術制藥展望

基因工程技術在醫藥工業中的應用非常廣泛，利用基因工程技術開發藥物已成為當前.最為活躍和迅猛發展的領域。隨著人類基因組計劃的完成，以及基因組學、蛋白質組學、生物信息學等研究的深入，為醫藥生物技術開拓了一個新的領域，基因工程制藥將有更多機會獲得突破性進展，為保障人類健康做出更大的貢獻。

參考文獻：

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第三篇：基因工程藥物教學大綱（范文）

基因工程藥物教學大綱

課程名稱：基因工程藥物

課程編號：0235203 學分：1.5 學時數：28

考核方式：N+2。筆記10%，考試成績占40%，過程成績N占50%。先修課程：生物化學、微生物學、基因工程等。課程說明：專業選修課。

一、課程的性質

基因工程技術, 不僅使整個生命科學的研究發生了前所未有的深刻變化, 而且也給工農業生產和國民經濟發展帶來了巨大的經濟和社會效益, 給人類進步帶來了新的契機。目前，基因工程學正以新的勢頭繼續向前迅猛發展, 成為當今生物科學研究諸領域中最具生命力、最引人注目的前沿學科之一, 特別是基因工程在醫藥生物技術領域中的研究和應用，其意義深遠、潛力之巨大。

二、課程的目的與教學基本要求

課程目的：為了適應生物工程技術的迅速發展、拓寬專業面, 為了使學生對當今世界生物工程領域日新月異地發展的高新技術有更多的了解, 進一步擴大學生的知識面和視野，同時為他們今后從事這方面的工作和研究打下一定理論基礎, 特開設該課程。

課程任務: 通過講授基因工程制藥的概貌及國內外研究進展、基因工程制藥常用的工具酶和克隆載體、基因工程藥物無性繁殖系的組建以及基因工程藥物的生產和質量控制等, 使學生對基因工程的基本理論、基本步驟和操作技術以及基因工程藥物的生產技術原理和方法有比較系統的了解, 初步掌握基因工程制藥有關基本知識。

三、課程適用專業

本課程適用于生物技術專業等相關專業。

四、教學內容、要求與學時分配

第一章 基因工程制藥概述(2學時)

第一節：基因工程的概貌 簡述基因工程的誕生和興起，基因工程的定義、特點與基本步驟，基因工程早期的開創性研究成就，基因工程的應用與發展趨勢等。

第二節：基因工程與生物制藥 簡述基因工程藥物的研究和發展概況，介紹應用基因工程和蛋白質工程技術研究開發的幾種新型基工藥物。

第二章 基因工程制藥常用的工具酶(2學時)

第一節：限制性核酸內切酶 簡述限制酶的發現、限制酶的種類、限制酶的命名和限制酶的特性與用途等。

第二節 DNA連接酶 重點介紹DNA連接酶連接作用的特點，基因工程中常用的連接酶(T4噬菌體DNA連接酶、大腸桿菌DNA連接酶)的酶活性和用途，DNA連接酶連接作用的分子機理。

第三節 DNA聚合酶 重點介紹大腸桿菌DNA聚合酶

1、Klenow大片段酶、T4噬菌體DNA聚合酶、TaqDNA聚合酶及、反轉錄酶等的酶活性和用途。

第四節 DNA修飾酶 重點介紹末端脫氧核苷酸轉移酶、堿性磷酸酶、T4噬菌體多核苷酸激酶等的酶活性和用途。

第五節 單鏈核酸內切酶 重點介紹S1核酸酶、Bal31核酸酶等的酶活性和用途。

第三章 基因工程制藥常用的克隆載體(4學時)第一節 質粒載體 內容：質粒的定義、質粒DNA分子的特性、質粒載體的改造及構建。重點介紹基因工程制藥中常用的幾種質粒載體的結構和用途，主要包括pBR322及其衍生栽體、pUC系列載體。

第二節 λ噬菌體載休 內容：λ噬菌體的基本特性、λ噬菌體基因組的結構與功能、λ噬菌體DNA的改造及其載體的構建。重點介紹基因工程制藥中常用的幾種λ噬菌體載體，主要包括 Charon系列載體、EMBL系列載體、λgt系列載體。

第三節 M13噬菌體載體 內容包括：M13噬菌體的基本特性、M13絲狀噬菌體載體的構建、常用的M13噬菌體載體，主要包括M13mp18和M13mp19載體。

第四節 粘粒（Cosmid）載體 內容：粘粒載體的構建、常用的粘粒載體。

第五節 哺乳動物細胞載體系統 主要介紹：SV40載體、BPV載體、EBV病毒載體。

第四章 目的基因的制取(2學時)

第一節 目的基因的化學合成 內容：目的基因的設計, 寡聚核苷酸片段的合成, 寡核苷酸片段的分離和純化, 用寡核苷酸片段組裝目的基因, 化學合成寡核苷酸的其它用途。

第二節 構建基因文庫法分離目的基因 內容：構建基因文庫法分離目的基因的基本步驟, 真核基因組DNA文庫的構建過程

第三節 酶促合成法制取目的基因 內容：真核生揚細胞中的mRNA, 從構建 的cDNA文庫中篩選目的cDNA, RT-PCR法合成目的cDNA。

第五章 目的基因與克隆載體的體外重組(2學時)

第一節 目的基因與質粒載體的連接 內容：粘性末端連接法, 定向克隆法,平末端連接法, 同聚物加尾法, 加人工接頭連接法, 加DNA銜接物連接法, 其它轉換末端形式連接法。

第二節 目的基因與噬菌體載體的連接 內容包括：噬菌體載體臂DNA的制備, 噬菌體載體臂與外源目的DNA片段的連接。

第六章 重組克隆載體引入受體細胞(2學時)

第一節 概述 內容：基因工程的受體細胞, 重組體分子導入受體細胞的途徑。

第二節 重組體DNA分子的轉化或轉染 內容包括：用氯化鈣制備新鮮的感受態細胞轉化法, 用復合劑制備感受態細胞轉化法, 高壓電穿孔轉化法。

第三節 重組噬菌體DNA的體外包裝與轉染 內容：噬菌體體外包裝的基本原理, 噬菌體DNA的體外包裝, 包裝提取物的制備, 重組DNA的體外包裝與感染方法。

第四節 重組克隆載體導入哺乳動物細胞的轉染

第七章 含目的基因重組體的篩選、鑒定與分析(6學時)

第一節 重組體(菌)的篩選 內容：抗生素抗性基因插入失活法, b-半乳糖苷酶 基因插入失活法, 快速細胞破碎與凝膠電泳篩選法, 放射性標記核酸探針雜交篩選法, 免疫化學篩選法。

第二節 重組體的鑒定 內容：酶切及凝膠電泳鑒定法, Southern印跡雜交法, 電鏡R-環檢測法, 基因產物鑒定法。

第三節 重組DNA的序列分析 內容：Sanger雙脫氧鏈終止法DNA測序, Maxam-Gilbert化學修飾法DNA測序。

第八章 目的基因在宿主細胞中的表達(2學時)

第一節 外源目的基因在原核細胞中的表達 內容：原核基因表達載體的構建, 常見的原核細胞表達載體系統, 外源目的基因在原核細胞中的表達形式, 在原核細胞中高效表達目的基因, 基因定點誘變技術。

第二節 外源目的基因在真核細胞中的表達 內容：真核細胞表達載體的功能元件, 酵母菌表達系統, 哺乳動物細胞表達系統。

第九章 基因工程無性繁殖系的組建(2學時)

內容：人胰島素原融合蛋白重組菌的組建, 人a2b型干擾素工程菌的組建, 集落刺激因子工程菌的組建, 白細胞介素融合蛋白工程菌的組建, 乙型肝炎表面抗原重組酵母的組建, 人組織型纖溶酶原激活劑細胞株的組建, 紅細胞生成素CHO細胞株的組建, 人腫瘤壞死因子昆蟲細胞株的組建。

第十章 基因工程藥物的生產(2學時)

第一節 基因工程菌（細胞）的培養與發酵 內容包括：工程細菌的培養與發酵, 工程酵母的培養與發酵, 工程細胞的培養與發酵。

第二節 基因工程藥物的分離純化 內容包括：影響分離純化工藝的主要因素, 各種產物表達形式采用的分離純化方法,。

第三節 基因工程藥物的分離純化實例 內容包括：以包涵體形式表達的rGM-CSF中試分離純化, 以分泌型表達的人a1-干擾素的分離純化, 以可溶性形式表達的rhG-CSF的分離純化, 在酵母中表達的HBsAg的分離純化。

第十一章 基因工程藥物的檢驗(學生自學)

第一節 基因工程藥物的質量控制 內容包括：主要的基因工程藥物, 基因工程藥物的特點, 基因工程藥物的質量要求, 基因工程藥物的質控要點, 基因工程藥物的制造及檢定規程。

第二節 基因工程藥物常用的檢驗方法 內容：化學檢定法, 肽圖分析法，外源性DNA殘留量的測定，宿主細胞蛋白雜質的檢測，無菌試驗，內毒素試驗，異常毒性試驗，熱原質試驗，生物學活性(效價)檢定。

第三節 主要基因工程藥物的檢驗 內容：重組人胰島素的檢驗，重組人生長激素的檢驗，重組人干擾素的檢驗，重組人白細胞介素的檢驗，重組人紅細胞生成素的檢驗，重組人集落刺激因子的檢驗，重組人組織型纖溶酶原激活劑的檢驗, 重組人腫瘤壞死因子的檢驗，重組乙型肝炎疫苗的檢驗。

五、教材和主要參考資料

理論教學教材： 《基因工程》, 楊汝德主編，華南理工大學出版社，2006.8 主要參考教材： 《基因克隆技術在制藥中的應用》, 楊汝德主編，化學工業出版社，2004.1

執筆人：闞勁松

教研室：

系主任審核簽名：

第四篇：基因工程藥物開發利用前景

基因工程藥物開發利用前景

摘 要：生物制藥是以基因工程為基礎的現代生物工程，即利用現代生物技術對DNA進行切割、連接、改造，生產出傳統制藥技術難以獲得的生物藥品。而現代生物技術是以基因為源頭，基因工程和基因組工程為主導技術，與其他高技術相互交叉、滲透的高新技術。比爾·蓋茨預言：下一個首富可能是從事生物技術的投資者。本文簡要分析了國內外基因工程藥物開發的現狀和前景。

以基因工程，細胞工程，發酵工程和酶工程為主體的現代生物技術是70年代開始異軍突起的高新技術領域，近一，二十年來發展極為神速，它與微電子技術，新材料和新能源技術并列為影響未來國計民生的四大科學技術支柱，被認為是21世紀世界科學技術的核心。現代生物技術又是一項與醫藥產業結合極為密切的高新技術，它的發展已帶給了某些醫學基礎學科的革命性變化，并給醫藥工業開辟了更為廣闊的心領域。

自1982年全世界第一個基因重組醫藥產品“人胰島素”在美國面市以來，至今已有數十個生物技術藥物上市。現代生物技術開辟了人體內源性多肽，蛋白質藥物的新天地。于此同時它也正滲透到傳統醫藥的哥哥領域，以抗生素，氨基酸，細胞融合及基因工程菌，化學合成藥物的生物轉化性，到單克隆抗體靶向制劑等等。不久之前美國的Eli Lilly公司又提出了生物技術在醫藥上的更大應用，是在新藥研究篩選方法上的革命，即用基因工程受體實驗代替傳統的動物實驗，所有這一切都表明了醫藥產業的技術基礎正在發生戰略性的變革。世界各大醫藥企業已瞅準目標，紛紛投入巨資圍繞以現代生物技術為核心的產品和技術結構開拓，展開了面向21世紀的空前激烈的競爭。基因藥物的前沿技術及部分基因藥物

基因藥物的直接體內基因治療發展迅速,新型基因藥物不斷產生。現著重介紹對效果比較肯定關于基因藥物的幾項前沿技術，基因疫苗、反義RNA 藥物、三鏈DNA 藥物這三種新型基因藥物技術的基本方法。1.1基因疫苗

基因疫苗的免疫方法即基因疫苗的給藥途徑,目前使用的方法有以下幾種:（1）裸DNA 直接注射:將裸質粒DNA 直接注射到機體的肌肉、皮內、皮下、粘膜、靜脈內。這種方法簡單易行。

（2）脂質體包裹DNA 直接注射:包裹DNA 的脂質體能與組織細胞發生膜融合,而將DNA 攝入,減少了核酸酶對DNA 的破壞。注射途徑同裸DNA直接注射。

（3）金包被DNA 基因槍轟擊法:將質粒DNA 包被在金微粒子表面,用基因槍使包被DNA 的金微粒子高速穿入組織細胞.。

（4）繁殖缺陷細菌攜帶質粒DNA 法:選擇一種容易進入某組織器官的細菌,將其繁殖基因去掉,然后用質粒DNA 轉化細菌,當這些細菌進入某組織器官后,由于不能繁殖,則自身裂解而釋放出質粒DNA。1.2反義RNA 反義RNA 指與mRNA 互補后,能抑制與疾病發生直接相關基因的表達的RNA。它封閉基因表達,具有特異性強、操作簡單的特點,可用來治療由基因突變或過度表達導致的疾病和嚴重感染性疾病,反義RNA 治療的基本方法有： 1)反義寡核苷酸：體外合成十至幾十個核苷酸的反義寡核苷酸或反義硫代磷酸酯寡核苷酸序列,用脂質體等將反義寡核苷酸導入體內靶細胞,然后反義寡核苷酸與相應mRNA特異性結合,從而阻斷mRNA 的翻譯。

2)反義RNA表達載體:合成或PCR 擴增獲取反義RNA 的DNA ,將它克隆到表達載體,然后

將表達載體用脂質體導入靶細胞, 該DNA 轉錄反義RNA ,反義RNA 即與相應的mRNA 特異性結合,同樣阻斷某基因的翻譯。

反義RNA目前主要用于惡性腫瘤、病毒感染性疾病等。有報導，用反義封閉胰腺癌、肺癌的癌基因，對癌細胞具有明顯的抑制作用。1.3三鏈DNA 脫氧寡核苷酸能與雙螺旋雙鏈DNA 專一性序列結合,形成三鏈DNA ,來阻止基因轉錄或DNA 復制,此脫氧寡核苷酸被稱為三鏈DNA 形成脫氧寡核苷酸(TFO)。為了與作用在mRNA 翻譯水平的反義RNA 的反義技術相區別,將三鏈DNA 技術稱之為反基因技術。

基本方法與機理

設計合成15～40個堿基的脫氧寡核苷酸, 這些序列具有較短而兼并性較高的特點, 與雙鏈DNA結合,通常結合在蛋白識別位點處,形成三鏈DNA ,干擾DNA與蛋白質的結合, 如轉錄激活因子, 從而阻止基因的轉錄與復制。1.4部分基因藥物

生物技術的開發迅猛異常、日新月異。生物技術的核心是基因工程, 基因工程技術 最成功的是用于生物治療的新型藥物的研制。已有近50 種基因工程藥物投入市場, 產生 了巨大的社會效益和經濟效益。生物技術用于疾病的預防和疑難病癥的治療已經成為現 實。基因藥物主要為以下幾個系列：

（1）干擾素系列(IFN)IFN是一類具有廣譜抗病毒活性的蛋白質，僅在同種細胞上可發揮作用。根據其來源、理化及生物學性質的不同，可分為IFN-α、IFN-β、IFN-γ 3種干擾素。干擾素具有很強的生物活性，主要表現在：

①抗病毒作用 目前慢性丙型肝炎的治療以IFN-α為首選。②抗腫瘤作用。③免疫調節作用。

（2）白介素系列 白細胞介素是非常重要的細胞因子家族，現在得到承認的成員已達15個；它們在免疫細胞的成熟、活化、增殖和免疫調節等一系列過程中均發揮重要作用，此外它們還參與機體的多種生理及病理反應。

（3）集落刺激因子類藥物(CSF)一些細胞因子可刺激不同的造血干細胞在半固體培養基中形成細胞集落，這些因子被命名為集落刺激因子，根據其作用對象，進一步命名分為粒細胞-CSF，巨噬細胞-CSF，粒細胞和巨噬細胞-CSF及多集落刺激因子。

（4）其他基因工程藥物

①促進紅細胞生成素 促紅細胞生成素(Epo)是一種調節紅細胞生成的體液因子，自從成功地克隆人類Epo基因后，其產物重組人促紅細胞生成素被成功用于治療腎性貧血及腫瘤等疾病伴發的貧血。最近的研究認為Epo是一種由缺氧誘導因子(Hypoxia-inducible factor，HIF)家庭誘導產生的多功能細胞因子超家庭成員，對于多種器官都有保護作用。有報導，Epo能通過降低腎IRI時MDA、IL-6水平，增加SOD水平從而發揮保護作用，而最新研究還表明Epo有促進血管生成的作用。

②人生長激素人類的生長激素(Growth hormone，GH)是一條單鏈、非糖化、191個氨基酸合成的親水性球蛋白，分子量21700Da，等電點pI為4.9.人生長激素具有促生長、促進蛋白質合成、對脂肪、糖、能量代謝有影響。

③人表皮生長因子 皮膚細胞表達10種以上的生長因子，它們以自分泌和旁分泌的方式對細胞自身和鄰近細胞進行多種調節。

④重組鏈激酶 對心腦血管疾病有一定的療效。

⑤腫瘤壞死因子 研究表明，巨噬細胞是產生TNF的主要來源。當肝、脾等網狀內皮系統受到刺激后，借助于脂多糖的幫助，TNF基因開始轉錄，產生并釋放TNF。同時B淋巴細胞也

產生一種與TNF類似的淋巴毒素，并與TNF享有共同受體。為了便于區分二者，將巨噬細胞產生的毒素稱為TNF—α，淋巴細胞產生的毒素稱為TNF-β。

TNF-α是迄今為止發現的抗腫瘤作用最強的細胞因子，它能特異性地直接殺傷腫瘤細胞，而對正常細胞無不良影響，能抑制腫瘤細胞的增殖并促使其溶解，還可激活機體的抗腫瘤免疫反應。但是由于TNF-α能被腎快速排泄和各種蛋白酶分解作用，在體內很不穩定，半衰期很短(15～30min)，而殺傷腫瘤細胞需要12～36 h。若希望通過靜脈給藥獲得明顯的抗腫瘤效果，則必須頻繁大劑量注射，進而導致嚴重的不良反應。目前國內外學者對其的制劑研究主要集中在高分子化學修飾和藥物載體傳遞系統兩方面．無論采取何種手段，其最終目的有二：一是減少RES的攝取，延長藥物血中半衰期；二是提高藥物的靶向性，降低不良反應.國外基因工程藥物研究開發現狀和展望

據不完全統計，歐美諸國目前已經上市的基因工程藥物近100 種，還有約300 種藥物正在臨床試驗階段，處于研究和開發中的品種約2 000 個。近兩年基因藥物上市的周期明顯縮短，與一般藥物研究開發相比，基因工程藥物研究投入較大。

美國作為基因重組技術的發源地和眾多基因工程藥物的第一制造者，每年在基因工程藥物研究方面的投資高達數十億美元，現已成為國際公認的現代生物技術研究和開發的“帶頭羊”。日本，歐洲等地也不甘落后，都根據各自的特點，制定出符合本國國情的發展戰略和對策，進行著激烈的競爭和角逐，就連亞洲的韓國，新加坡等也野心勃勃地著手這方面的研究和開發。

美國：在基因工程藥物的研究和開發方面美國一直保持著世界領先地位。從1971年成立第一家美國生物技術公司到現在已形成擁有1300余家公司（占全世界生物技術公司總數的2/3的令人注目的產業規模，不過短短25年的歷史，到1996年8月美國有20多種基因工程藥物和疫苗上市。（詳見表1）另有113家美國公司的284個產品處于臨床試驗階段或等待FDA批準，呈現了強勁的發展勢頭。

日本：日本在基因工程藥品的研究和開發方面也投入了大量資金，并取得了豐碩成果。現已開發出干擾素，乙肝疫苗，人促紅細胞生產素，組織纖溶酶原激活劑，人生長激素，人胰島素，人巨噬細胞集落刺激因子，人粒細胞集落刺激因子等眾多產品。國內基因工程藥物研究開發現狀及展望

我國生物工程藥物研究雖起步較晚，基礎較差，但一開始就受到黨和國家的高度重視。為跟蹤世界新技術革命迅猛發展的浪潮，1986年3月我國一批著名科學家倡導起草了“高技術研究計劃”——“863計劃”，并將現代生物技術列為“863計劃”最優先發展的項目和國家“七五”，“八五”攻關項目。經過廣大科技工作者的艱苦努力，已取得了鼓舞人心的進展，一批基因工程產品的上游研究正在努力展開；一些產品正逐步進入開發研究階段，不少產品已步入臨床試驗階段或已獲新藥證書，進入工業化生產，詳見表2。

與傳統制藥相比，生物制藥有便于大規模生產、利潤高、生產工藝簡單、人力投入少、無污染、生產周期短等優點，因此，隨著人類基因組計劃的實施和科技水平的進一步發展，基因藥物在醫藥市場的比例也將會日益提升，也將越來越影響人類的生活。

基因藥物同時具有高投入、高收益、高風險、長周期的特征。Frost&Sullivan公司的一份最新報告指出，2004年，全球生物制藥市場的收入為450億美元。到2011年，其有望達到982億美元。據預測，全球第一個用轉基因植物生產的生物藥物可望于2005～2006年上市。隨著公眾認知度的提高和相關法規的逐步完善，用轉基因植物生產生物藥物的市場將飛速增長，到2011年，單美國市場就將達到22億美元。2002年底到2003年5月間一場突如其來的SARS疫情，再加上2005禽流感病毒傳播，席卷了亞洲及加拿大等地。在緊張而又嚴肅的應對

這場疫情的過程中，生物制藥又成為醫藥行業人士關注的焦點。

我國生物制品需求巨大，過去的幾年我國企業一直能保持年均15％以上增幅，并且近年來銷售的增長速度有加快的趨勢。據統計，2005年國內生物制品銷售收入總額為157．4億元人民幣，銷售利潤總額為38.7億元人民幣。預計到2006年生物技術工業總產值將達400億到500億元，到2015年總產值可達1100億到1300億元。我國的生物制藥業將進入一個快速發展的階段,生物醫藥工業將成為醫藥產業增長最快的部分。目前,我國許多省市已將生物制藥作為本地的支柱產業重點扶持。一大批生物醫藥科技園相繼在各地高新技術開發區建成。面對入世帶給我國生物制藥業的挑戰和機遇,專家們預測,在未來若干年,我國的生物制藥業將以超過全球平均增長速度步入高速發展軌道,前景十分廣闊。

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第五篇：抗丙肝藥物的研究歷程及發展方向

抗丙肝藥物的研究歷程及發展方向

丙型肝炎病毒（HCV）主要通過血源傳播，此外還可以通過其他方式如母嬰垂直傳播，家庭日常接觸和性傳播，由于目前尚無預防丙型肝炎的疫苗，使得HCV的感染成為嚴重危險人們的公共衛生問題。丙型肝炎分為急性丙肝和慢性丙肝。急性肝炎多位自限性，一般可完全康復，一般輔以抗病毒藥以防其轉變為慢性肝炎。

對于慢性丙肝的治療，最初單用干擾素(IFN)，即通過影響肝炎病毒的MAPK，Jak-STAT等信號通路促使PKR,OAS等蛋白的生成發揮抗肝炎的作用。其后，采用IFN聯合病毒唑即利巴韋林治療，利巴韋林為合成的核苷類的光譜抗病毒藥物，其效果優于單用IFN。在二十世紀末，隨著聚乙二醇化蛋白質的大量出現，研究者對干擾素進行聚乙二醇化修飾形成聚乙二醇化-IFN，改變了藥物代謝的動力學特征，使其具有如下特點：半衰期長，給藥間隔時間長，效果明顯提高且無增加的副作用。與此同時提倡其與利巴韋林聯合使用，使得持久病毒應答(SVR)率有了很大的提高。目前認為PEG-IFN-2a或者2b，聯合利巴韋林治療是最有效的抗HCV治療方案。但是，二者的聯合使用會使患者產生很多副作用使得患者不能堅持用藥，故現在對丙肝的藥物研究有一些其他的方向和思路，主要包括一下幾個方面。

1：新型干擾素類和利巴韋林類似物藥物 在新型干擾素(IFR)中，人血清白蛋白干擾素已經進入Ⅱ期臨床試驗。它是通過構建編碼人血清白蛋白和IFNa2b的融合基因，并在載體中高效表達而獲得的，在前兩期結果表明其具有半衰期更長、抗病毒作用強等優點。其他正在研究的干擾素包括：復合干擾素、高度純化的干擾素Multiferon和應用了納米技術的Medusa干擾素。而利巴韋林的類Taribavirin也進入了Ⅲ期臨床試驗，有研究顯示，聯合Taribavirin和聚乙二醇化干擾素具有抗丙肝病毒的作用，并具有安全性。

2：特異性靶向的治療的藥物 包括以下幾個方面的研究（1）HCV生命周期中的酶抑制劑，包括非結構蛋白NS3／4A，NS5B蛋白酶抑制劑,病毒在宿主細胞中裝配和釋放所需要的酶的抑制劑。其中，非結構蛋白NS3/4A的抑制劑Telaprevir研究最多，其與利巴韋林和聚乙二醇化干擾素已經用于臨床，病毒應答率明顯提高，但是副作用也明顯增加。

3：免疫調節劑 這是大部分專家認同的理論。Toll樣受體(TLR)拮抗劑，是一組特別刺激內在免疫系統的小分子物質。在臨床試驗中，TLR拮抗劑包括CPGl0101、TLR9拮抗劑、ANA975和rI'LR7拮抗劑，已分別進入I期或Ⅱ期臨床試驗。但是令人擔心的是，由于其較強的免疫刺激作用可能會導致不良反應。

4：HCV基因分型 目前，HCV有六種基因性和十一種基因亞型，我國以1b型為主。HCV基因分型與丙肝的臨床治療效果息息相關，丙型肝炎病毒有多種基因型，對不同基因型患者的抗病毒治療方案，包括藥物劑量和療程均不同。例如患者HCV DNA型為1型，可以使用IFN 3—5Mu，隔1次肌肉或皮下注射，聯合口服利巴韋林1000 ms／d，建議治療48周。所以在治療前進行HCV基因分型可有效指導臨床上抗丙肝病毒治療的療程和劑量，可以達到最好的治療效果。

此外，研究人員在HCV非功能蛋白NS4B中發現一個關鍵的功能域4BAH2，該功能域在病毒復制、基因組復制所必需的。研究人員通過試管試驗合成的一種蛋白質，能夠特異性抑制4BAH2活性，從而破壞丙肝病毒的復制能力。該人工合成的蛋白質通過干擾病毒特有的機制來發揮作用，毒性小。此發現也許可以為丙肝治療提供新的思路。