《生物技术制药》doc版.doc

生物技术制药名词解释1. 生物制药：是以生物体、生物组织或其成分为原料（包括组织、细胞、细胞器、细胞成分、代谢、排泄物）综合应用生物学、物理化学与现代药学的原理与方法加工制成的药物。2. 生物技术制药：采用现代生物技术可以人为地创造一些条件，借助某些微生物、植物或动物来生产所需的药品，称为生物技术制药。3. 基因工程药物：是利用重组DNA技术产生的基因工程药物。4. 基因表达：是指结构基因在生物体中的转录、翻译以及所有加工过程。5. 最佳的基因表达体系：目的基因表达产量高，表达产物稳定，生物活性高和表达产物容易分离纯化。6. 融合蛋白：氨基端是原核序列，这样的蛋白质是由一条短的原核多肽和真核蛋白结合在一起称融合蛋白。7. 正吸附：目的产物离子化，适合目的产物浓度低的发酵液。8. 负吸附：杂质离子化，适合目的产物浓度高的发酵液。9. 包含体：在某些生长条件下，大肠杆菌能积累某种特殊的生物大分子，它们致密的聚集在细胞内，或被膜包裹或形成无膜裸露结构，这种水不溶性结构称为包含体。10. 基因工程药物的质量控制：是利用活细胞作为表达系统，产物的分子量较大，并有复杂的结构，还参与生理功能的调节，用量极微，任何质和量的偏差都可贻误病情造成严重危害。11. 干扰素：是人体细胞分泌的一种活性蛋白，具有广泛的抗病毒、抗肿瘤和免疫调节活性，是人体防御系统的重要组成部分。12. 组织工程：通过对大量细胞的培养，并用细胞直接作为一种治疗手段用于临床或用培养的细胞进一步加工构成一种组织，如人造皮肤、人造肝脏、人造胰腺、人造血管、人造骨等并用于临床治疗。13. 动物细胞培养：是指在离体条件下将愈伤组织或其他易分散的组织置于液体培养基中，将组织振荡分散或游离的悬浮细胞通过继代培养使细胞增殖获得大量细胞群体的方法。14. 生物转化：用植物培养细胞为酶源使某种前体化合物生成相应产物的技术谓之生物转化。15. 基因工程制药：采用类似工程设计的方法对不同生物的遗传物质（基因）， 在立体条件下进行剪切、组合、拼接，是遗传物质重新组合，然后再将人工 重组的基因引入到适当的受体中进行无性繁殖，并使所需要的基因在受体中 表达，产生出人类所需要的产品。16. 细胞工程制药：以细胞为单位，在体外进行培养，繁殖或按照人们的意愿， 改变细胞的某些生物学特性，从而达到改良生物品种和创造新物种或获得某 些新产品的技术。17. 植物细胞培养：是指在离体条件下将愈伤组织或其他易分散的组织置于液体培养基中，将组织振荡分散成游离的悬浮细胞，通过继代培养使细胞增殖来获得大量细胞群体的方法。简答题1. 现代药物分4类：1）重组DNA药物 2）基因药物3）天然生物药物（生化药物、微生物药物、海洋药物） 4）合成半合成生物药物2. 生物技术制药与四大工程的关系：1） 基因工程：是生物技术的核心和关键，是主导技术。2） 细胞工程：是生物技术的基础。包括：A、细胞的大规模培养、B、细胞融合3） 酶工程：是生物技术的条件。4） 发酵工程：是生物技术获得最终产品的手段。3. 现代生物技术的发展趋势主要体现以下几个方面：1）基因操作技术日新月异，不断完善。2）新技术、新方法已经生产便迅速地通过商业渠道出售专项技术，并在市场上加以利用。3）基因工程药物理学和疫苗的研究和开发突飞猛进。4）新的生物治疗制剂的产业前景十分光明，整个医药业面临全面的更新改造。5）转基因植物和动物取得重大突破。6）现代生物技术在农业上广泛应用将给农业和畜牧业生产带来新的飞跃。7）阐明生物体基因组及其编码蛋白质的结构与功能是当今生命科学发展的一个方向。8）蛋白质工程将与计算机等技术结合，形成一门综合技术。9）生物信息学的发展。10）基因治疗取得重大进展。4. 生物药物的分类方法：（三种） 一。按化学本质和特性分： 1）氨基酸及其衍生物 2）多肽及蛋白质类药物 3）酶和辅酶类药物 4）核酸及其降解物和衍生物类药物 5）糖类：甲壳质、肝素、透明质酸、硫酸软骨素 6）酯类药物 7）细胞生长因子类 8）生物制品类 二按原料来分： 1）人类组织来源的生物药物 2）动物组织来源的生物组织 3）植物组织来源的生物药物 4）微生物来源的生物药物 5）海洋生物来源的生物药物 三按生理功能和临床应用 1）治疗药物 2）预防药物 3）诊断药物 4）其他生物医药用品5. 生物药物的特性：1）治疗的针对性强，治疗的生理生化机制合理，疗效可靠。2）分子结构复杂 3）具有种属特异性4）稳定性差 5）基因稳定性 6）易为微生物污染7）注射用药有特殊要求 8）检验上的特殊性6. 生物技术制药的特性：高技术、高收入、长周期、高风险、高收益。7. 生物技术制药特性中长周期经历的阶段：实验室研究阶段、中试生产阶段、临床试验阶段、规模化生产阶段、市场商品化阶段、监督每个环节。8. 临床阶段包括：I期（确认药学作用和安全性，2030病例） II期（计量研究，100病例） III期（对照试验，300500病例） IV期（广泛试验，20005000病例）。9. 生物技术在制药中的应用：1）基因工程制药基因工程药物品种的开发 基因工程疫苗 基因工程抗体 基因诊断与基因治疗 应用基因工程技术建立新药的筛选模型 应用基因工程技术改良菌种，产生新的微生物药物 基因工程技术在改进药物生产工艺中的应用 利用转基因动、植物生产蛋白质类药物。2）细胞工程：单克隆抗体技术 动物细胞培养 植物细胞培养生产此生代谢产物3）酶工程制药：利用酶或细胞、细胞器所具有的催化功能用于药品工业化 功能用于药品工业化生产，检测的技术称为酶工程。4）发酵工程制药：采用的新技术主要应用于3个方面：工艺改进、新药研 治、菌种改造。10. 中国生物医药产业化问题：缺乏创新，仿制产品 重复过多，水平不高 投入不足，少而分散产权保护意识淡薄 质量管理落后 支持技术落后药政管理滞后11. 中国生物医药产业的发展方向：中草药有效成分的发酵生产 改造抗生素生产工艺 大力开发疫苗开发活性蛋白与多肽 开发肿瘤药物 发展氨基酸工业 血液替代品的开发12. 基因工程制药的优点：1）可大量生产过去难以获得的生理活性物质，为临床提供有效的保障。2）可提供足够数量的生理活性物质，以便对其生理、生化和结构进行深入的研究。3）可发现更多的内源性生理活性物质。4）不足之处可通过基因工程和蛋白质工程进行改造和去除，可获得新的化合物。13. 天然蛋白药物的不足：1）来源有限：表皮生长因子（EGF）、干细胞因子（SCF）、干扰素（SCF）2）制备困难：价格昂贵。14. 基因工程药物生产的基本过程：获得目的基因构建基因工程菌工程菌大规模培养产物分离纯化除菌过滤半成品检测成品加工成品检测。15. 目的基因的获得克隆真核基因常用方法：逆转录法、化学合成法、反转录-聚合酶链法。16. 是何目的基因表达的宿主细胞应满足以下要求：容易获得较高浓度的细胞 能利用易得价廉原料 不致病，不产生内毒素发热量低、需氧低、适当的发酵 温度和细胞形态 易进行代谢调控易经行DNA重组技术操作 产物的产量、产率高 产物容易提取17. 大肠杆菌的优缺点： 生长迅速，目前仍是基因工程研究中采用最多的原核生物。 优点：遗传背景清楚，基因工程操作方便，商品化表达载体种类齐全，表达 效率高。 不足：蛋白质不能糖基化，大肠杆菌中的表达不存在信号肽，产品多为细内 内产物，提取困难。18. 影响目的基因在大肠杆菌中表达的因素：外源基因表达产量与细胞浓度和细胞表达产量呈正相关，单个细胞产量取决于：1）多源基因的拷贝数1） 外源基因的表达效率：启动子的强弱 核糖体结合位点的有效性 SD序列和起始密码AUG的间距 密码子的组成3）表达产物的稳定性 4）细胞代谢负荷 5）工程菌的培养条件19. 真核基因在大肠杆菌中的表达形式：1) 以融合蛋白的形式表达药物基因：优点：操作简便，表达蛋白在菌体内稳定，易实现高效表达。2) 以非融合蛋白的形式表达药物基因：优点：保持原有蛋白活性 缺点：易被蛋白酶破坏3) 分泌性表达药物基因优点：在周质中稳定，有活性 缺点：产量不高20. 基因工程菌在传代过程中常出现不稳定现象：分裂不稳定：指工程菌分裂时出现一定比例不含质粒子代菌的现象。结构不稳定：指外源基因从质粒上丢失或碱基重排、缺失所致工程菌性能的改变。21. 质粒不稳定产生的原因：1) 含质粒菌产生不含质粒子代菌的频率、培养条件等。2) 这两种菌比生长速率差异的大小。22. 提高质粒稳定性的方法：1) 两阶段培养法：（1）先使菌体生长至一定密度 （2）再诱导外源基因的表达。2) 在培养基中加入抗菌素抑制质粒丢失菌的生长，提高质粒稳定性，调控参数如温度、PH、培养基组分和溶氧温度。3) 选择适合的载体和宿主细胞。4) 选择压力23. 基因工程的培养方式：补料分批培养 连续培养 透析培养 固定化培养24. 基因工程菌的发酵工艺：基因工程菌的发酵工艺传统为生物发酵工艺材料带外源基因重组载体的微生物不含外源基因的微生物目的使外源基因高效表达初级或次级代谢产物24. 基因工程菌的发酵工艺要求：对发酵影响较大的几个因素：1）培养基的影响 2）接种量的影响 3）温度的影响 4）溶解氧的影响 5）诱导机制的影响6）PH的影响25. 发酵罐的组成：发酵罐体、搅拌器、温度控制系统、灭菌系统、空气过滤装置、残留气体处理装置、参数测量与控制系统、培养液配置及连续操作装置26. 基因工程药物或生物技术产品特点：目的产物含量较低 组成复杂 稳定性差 种类繁多 应用面广27. 基因工程菌发酵的根据：1) 含目的产物的起始物料的特点：基因工程菌的发酵产物其上游过程的各种因素对分离、纯化工艺有影响：包括：1.菌种的类型及其代谢特性。 2.原材料培养基的来源及其质量。 3.生产工艺及条件。 4.初始物料的物理、化学和生物学特性。2）物料中杂质的种类和性质。3）目的产物的特性。4）产品质量的要求。28. 分离纯化的基本过程：细胞破碎、固液分离、浓缩与初步纯化、高度纯化直接得到纯品以及成品加工。29. 分离纯化的技术要求：1) 技术条件温和能保持产物生物活性。2) 选择性好，能从复杂的混合物中有效的将目的产物分离，达到较高的分离倍数。3) 收率要高。4) 两个技术间能直接衔接，不需要对物料加以处理。5) 纯化过程要快，满足高生产的要求。30. 细胞破碎的方法：按是否外加作用力分为：机械法、非机械法。按所用方法的属性分为：物理法、化学法、生物法。细胞收集：离心法、膜分离法。1）物理破碎法：（1）高压匀浆法： 不宜采用高压匀浆法：易造成堵塞的团状或丝状真菌 较小的革兰氏阳性菌 含有包含体的基因工程菌（因包含体坚硬，易损伤匀浆法） （2）高速珠磨法 （3）超声破碎法 （4）高压挤压法2）化学破碎法：渗透冲击法、增溶法、脂溶法。3）生物破碎法：酶溶法、自溶法。31. 固液分离的方法：1) 离心沉淀：是固液分离的主要手段。2) 膜过滤：微滤、超滤、反渗透。3) 双水相萃取：常用的有聚乙二醇无机盐、聚乙二醇葡聚糖。32. 选择分离纯化方法的依据：1) 根据产物表达形式来选择分泌型表达产物的发酵液体积很大但浓度较低纯化前必须浓缩。2) 根据分离单元之间的衔接选择。3)根据分离纯化工艺的要求来选择原则：具有良好的稳定性和重复性 尽可能减小组成工艺的步骤 各技术步骤间要相互适应和协调，工艺和设备相适应。33. 包含体形成的原因：主要是高水平表达的结果，高水平表达时新生肽链的聚集速率一旦超过蛋白正确折叠的速率就会导致其形成。另一原因重组蛋白在大肠杆菌中表达时，缺乏一些蛋白折叠过程中需要的酶和辅助因子。34. 包含体的溶解与变性：包含体的溶解与复性的主要任务是折开错配的二硫键和次级键。5） 包含体的分离：对培养收集的重组菌进行破碎（机械方法），可加入溶菌酶，离心，取沉淀加低浓度的变性剂或去垢剂等洗涤。6） 包含体的溶解：加入强变性剂，含有半胱氨酸的蛋白质，还需加入还原剂EDTA等，可加热至30。C。35. 包含体复性方法：1) 稀释，透析复性法。2) 含二硫键的蛋白复性空气容氧化法。加入氧化-还原转换试剂。用还原试剂或亚硫酸钠等还原剂。7） 小分子添加剂促进复性。8） 分子伴侣或折叠酶促进复性。36. 质量控制：原材料质量控制 培养过程质量控制 纯化工艺质量控制 目标产品质量控制（目标产品质量控制包括：产品的鉴别、纯度、活性、安全性、稳定性、一致性）37. 纯度分析：1) 蛋白质含量测定：SDSPAGE、各种HPLC2) 杂质：蛋白质杂质：残留宿主细胞蛋白，采用免疫分析的方法。 非蛋白类杂质：病毒、细菌等微生物、热源、内毒素、致敏原及DNA.38. 干扰素的分类：根据产生干扰素细胞的来源、理化性质和生物活性等差异可分为：型、型、型等3种，其中IFN为多基因产物，有23种以上的亚型1) 动物来源2) 抗原：白细胞、成纤维细胞、T淋巴细胞。3) 分子结构：型、型、型、型、型、型。38. 干扰素的基本特征或作用特点：1）种属特异性 2）作用的广谱性和选择性3）相对无害性 4）特殊稳定性39. 干扰素的制备基因工程干扰素的制备：工程菌制备制备种子液发酵培养粗提精提半成品制备分装冻干成品检定成品包装。40. 干扰素的临床应用：抗病毒 乙型肝炎 抗肿瘤、白血病 免疫调节活性41. 人胰岛素生产基因工程方法：1）直接提取法制人胰岛素 2）化学合成法制人胰岛素3）化学转型法制人胰岛素 4）基因工程法制人胰岛素42. 重组人胰岛素的大肠杆菌工程菌的构建：1）A链和B链分别表达 2）人胰岛素原表达法3）A链和B链同时表达法 4）分泌型重组人胰岛素表达法43. 重组人胰岛素类似物：速效性：门冬脯胰岛素、赖脯胰岛素 长效性：甘精胰岛素。44. 动物细胞工程的应用： 动物细胞培养生产医药产品（单克隆抗体） 新品种培育 试管动物与婴儿 组织工程 珍稀动物资源的保存与保护45. 动物细胞的形态： 1）贴壁细胞：生长须有贴附的支持物表面，自身分泌或培养基中提供的贴 附因子才能在该表面上生长。 2）悬浮细胞：生长不依赖支持物表面，在培养基中成悬浮状态生长，如淋 巴细胞。 3）兼性贴壁细胞：生长不严格依赖支持物，如中国地鼠卵巢细胞46. 动物细胞的生理特点： 1）细胞的分裂周期长 2）细胞生长需贴附于基质，并有接触抑制现象 3）正常二倍体细胞的生长寿命是有限的 4）动物细胞对周围环境十分敏感 5）动物细胞对培养基的要求高 必需氨基酸、维生素、无机盐、微量元素、葡萄糖、细胞生长因子、贴 壁因子等 6）动物细胞蛋白质的合成途径和修饰功能与细菌不同 合成部位：游离核糖体，粗糙内质网的核糖体47. 动物细胞生产药物： 缺点：培养条件高、成本高、产量低 有点：分泌胞外、纯化方便、翻译后修饰糖基化，与天然产品一致48. 生产用动物细胞的： 1）原代细胞 2）二倍体细胞系 3）转化细胞系 4）融合细胞系 5）重组工程细胞系：49. 基因载体导入细胞常用方法：磷酸钙沉淀法、电穿孔法 磷酸钙沉淀法：溶解的DNA加Aa2HPO4和CaCl2形成磷酸钙沉淀DNA被 包在磷酸钙沉淀中，形成DNA-磷酸钙共沉淀物，当和细 胞接触时，则通 过细胞吞噬作用将DNA导入。 电穿孔法：借助电穿孔仪的高压脉冲电场，使细胞膜出现瞬时可逆性小孔， 外源DNA沿小孔进入细胞，转化效率较高。50. 细胞库的建立： 生产用的工程细胞必须建立两个细胞库：原始细胞库、生产用细胞库 1）原始细胞库贮存时必须有该细胞的详细档案： 该细胞系的历史 该细胞系的特性 对各种有害因子的检查结果 2）生产用细胞库：从原始细胞库来的，经培养扩增在分装储存形成细胞库。51. 细胞体外培养基基本条件： 无菌 营养充足，防止有害物质 氧气 随时清除代谢有害物质 良好的生存外环境 及时分种，保持适合的细胞密度52. 动物细胞的培养条件： 1）器材的清洗和消毒（1）器材的清洗：侵泡，刷洗，泡酸，冲洗 （2）器材的消毒灭菌：物理消毒，化学消毒 2）水质：去热源 3）pH：7.2-7.4 4）渗透压：290-300m，氧分压4-0.7KPa53. 动物细胞的培养基的种类： 天然培养基、合成培养基、无血清培养基54. 添加小修牛血清作用： 提供生长因子和激素 提供贴附因子和伸展因子 提供结合蛋白 提供必需脂肪酸和微量元素55. 无血清培养基的优点： （1）提高重复性（2）减少为生物污染（3）供应充足稳定 （4）产品以纯化（5）避免血清因素对细胞的毒性 （6）减少血清中蛋白对生物测定的干扰56. 动物细胞大规模培养的方法： 从生产实际分为：悬浮培养、贴壁培养、贴壁-悬浮培养 1）悬浮培养：让细胞自由的悬浮于培养基内生长繁殖。 培养对象：极少数原代细胞适合悬浮培养。 仅有造血细胞系、啮齿类的腹水和小细胞肺癌 2）贴壁细胞：让细胞贴附在某种培养基上生长，繁殖的培养方法。 实验室培养：多孔板培养皿和培养瓶等小容器。 3）贴壁-悬浮培养： （1）微载体培养：支持物：玻璃、塑料制品、微载体 （2）包埋和微囊培养：材料有人工合成的高分子聚合物、糖类、蛋白质等 优点：细胞可获得保护；可得到较高的细胞密度；可采用多种生物反 应器。 （3）结团培养：细胞本身作为基质，相互贴附，节省成本。57. 动物细胞培养的操作方法： 1）分批式操作：一种是将细胞和培养基一次性加入反应器内进行培养，最后 将条件培养基或连同细胞一并取出，另一种是先将细胞和培养基加入反应 器，待细胞生长至一定密度后，往反应器内加入病毒，在培养一定时间后， 将反应物取出。 2）半连续操作：该方法是当细胞和培养基一起加入反应器后，在细胞增长和 产物形成过程中，每隔一定时间，取出部分培养物，然后补充同样数量的 新鲜培养基，继续培养。 3）灌流式操作：与半连续式操作相似，不同之处在于取出部分条件培养基， 绝大部分细胞仍留在反应器内。 优点：细胞处在良好的环境，可提高细胞密度。58. 动物细胞培养的设备和仪器： 无菌实验室、超净工作台、培养箱和CO2培养箱、倒置显微镜、液N罐、 器材的清洗与消毒、灭菌消毒器具。59. 动物细胞生物反应器的类型： 1）搅拌式生物反应器 2）气升式生物反应器 3）真空纤维式生物反应器 4）透析袋或膜式生物反应器 5）固定床或流化床式生物反应器60. 动物细胞制药的前景与展望： 一：提高产量降低成本和改进质量方面的研究 为了提高产量，要提高细胞表达水平 为降低成本，须改进培养基配方 为改进产品质量，关键是糖基化质量 改进工艺生产设备等 二：转基因动物的研究 优点：产量高、成本低、质量与天然一样 三：组织工程的研究61. 动物细胞制备实例：组织纤溶酶原激活剂 tPA为第二代溶栓药，对血栓有特异性作用，与纤维蛋白结合来激活纤溶酶 原形成的纤溶酶，来水解纤维蛋白。 生产方法：1.可采用动物细胞培养方法，人黑色素瘤种质细胞进行分散后， 洗涤、稀释、接种、培养、分离纯化。 2.获得基因，构建表达载体，转入CHO细胞中进行培养。62. 植物细胞工程的应用 1）植物组织培养 2）植物细胞融合 3）转基因植物技术生物药品：药用蛋白：疫苗、抗体、细胞因子等 优点：产量高、成本低、可做食品直接服用 转基因食品 工业用酶：消化酶、乙醇分解酶、-淀粉酶 转基因农作物（GMC） 4）植物次生代谢物的生产63. 植物细胞生理活性物质及其他化学成分 1）生力活性物质：是一类对细胞内的生化反应和生理活动其调节作用的物质 的总称。 （1）酶类：酶反应一般在常温、常压、中性水溶液中进行。 （2）维生素：常参与酶的形成，对植物的生长、呼吸和物质代谢有调节作用。 （3）植物激素：是植物细胞原生质体产生的一类复杂的调节代谢的有机物质。 （4）抗生素和植物杀菌素 2）其他成分： 生物碱：是一类含氮的有机化合物 糖苷类：是指某些有机化合物和糖经苷键结合而成的化合物 挥发油：是一类具有芳香气味，在常温下易于挥发的油类 有机酸：是糖类代谢的中间产物64. 培养基种类及特点： MS培养基：硝酸盐含量高 B5培养基：庵的浓度低 White培养基：无