生物药物《概述》

第一章 概述,第一节 基本概念,一、生物技术；二、生物制药技术；三、生物药物 。,一、生物技术,生物技术：是以生命科学为基础，利用生物体、生物组织、细胞、体液或其代谢产物，设计构建具有预期性状的新物种或新品系，并与工程相结合，利用这样的新物种或新品系进行加工生产，为社会提供商品和服务的综合性技术应用体系。,现代生物技术（9大工程）,（1）基因工程；（2）细胞工程；（3）酶工程；（4）发酵工程；（5）生化工程；（6）蛋白质工程；（7）抗体工程；（8）糖链工程；（9）海洋生物工程等。,美国是世界生物工程产业的龙头；日本在生物技术的开发上仅次于美国;欧洲在生物技术的开发上稍落后于日本.,我国拥有自主知识产权的生物药物,1989年，重组人干扰素1b（IFN- 1b ）我国自主研制成功，拥有自主知识产权的第一个基因工程新药批准生产.,（2）细胞工程：是细胞水平上的遗传工程，应用细胞生物学和分子生物学的理论和方法，按照人们的设计蓝图，进行细胞水平上的遗传操作，改变细胞的遗传基础，大规模培养细胞、组织乃至完整生物体的技术。,（3）酶工程：是酶学与化学技术结合的产物，将酶、细胞器、微生物细胞或动植物细胞等在一定的生物反应器中，利用酶、细胞器或细胞所具有的生物催化功能，借助工程手段将相应的原料转化成所需产品的技术。,（4）发酵工程：是采用现代化工程技术手段，在合适条件下，利用生物（主要是微生物）和有活性的离体酶的某些功能，为人类生产有用产品，或直接用微生物参与控制某些工业生产过程的技术。,（5）生化工程：是为生物技术服务的化学工程，利用化学工程原理和方法对实验室所取得的生物技术成果加以开发的技术，包括：生物反应器、生物传感器的设计与应用，发酵动力学研究，反应过程优化等。,（6）蛋白质工程：是第二代基因工程，根据蛋白质的精细结构和生物活力的作用机制之间的关系，利用基因工程的手段，按照人类自身的需要，定向地改造天然的蛋白质，甚至于创造新的、自然界本不存在的、具有优良特性的蛋白质分子的技术。,（7）代谢途径工程：是第三代基因工程，综合分子生物学、微生物学等领域的最新成果，通过某些特定生化反应的修饰，在较广范围内定向改善细胞的特性或应用重组DNA技术来创造新的化合物的技术。,（8）抗体工程：是利用重组DNA和蛋白质工程技术，对抗体基因进行加工改造和重新装配，经转染适当的受体细胞后，表达抗体分子，或用细胞融合、化学修饰等方法改造抗体分子的技术。,（9）海洋生物工程：是现代生物技术与海洋生物学交叉的产物，开发利用各国领海或公海海域中的海洋生物，繁殖、改良海洋生物，并分离提取各类生物活性物质的技术。,二、生物制药技术,生物制药技术：利用生物体或生物过程在人为设定的条件下生产各种生物药物的技术，是现代药物生产的主要技术平台。现代生物技术的发展，为生物制药技术开拓了许多新的领域。,三、生物药物,生物药物：指综合运用生物学、微生物与免疫学、生物化学及药学等的原理和方法，利用生物体、生物组织、细胞、体液或其代谢产物，加工制成的一类用于预防、治疗和诊断疾病的物质。,广义的生物药物包括从动物、植物及微生物等生物原料中制取的各种天然活性物质及其完全人工合成或半合成的天然活性物质类似物。因而，抗生素、生化药品和生物制品均属于生物药物的范畴。,第二节 生物药物的特性,一、生物药物原料的生物学特性；二、生物药物生产制备的特殊性；三、生物药物剂型的特殊性；四、生物药物检验的特殊性；五、生物药物药理学特性。,作业1：通过查找资料，举例说明生物药物生产制备的特殊性？作业2：通过查找资料，列出十种不同剂型的生物药品。作业3：查找资料，了解国家863计划、国家973计划、国家级生物技术药物重点实验室及国家级基因工程药物开发中心等，并对它们进行简要介绍。,第三节 生物药物的分类,一、按照生物药物来源分类；二、按化学本质和化学特性分类；三、按功能用途分类。,一、按照生物药物来源分类,1人体组织来源的生物药物该类药物疗效好，无毒副作用，但受来源限制无法批量生产。现投产的主要品种仅限于人血液制品，人胎盘制品和人尿制品。生物技术的应用解决了因原料限制而无法生产药物的难题，保障了临床用药需求，如用基因工程技术生产人生长素。,2动物组织来源的生物药物该类药物多经提取、纯化制备而成，来源丰富，价格低廉，可以批量生产，缓解了人体组织原料来源不足的情况。但由于动物和人存在着较大的种属差异，有些药物的疗效低于人源的同类药物，甚至对人体无效。如人生长素对治疗侏儒症有效，而动物生长素对治疗侏儒症无效且会引起免疫反应。,3植物来源的生物药物该类药物为具有生理活性的天然有机化合物，如从菠萝中提取的菠萝蛋白酶，资源十分丰富。据不完全统计，全世界约有40%的药物来源于植物，我国有详细记载的近5000种。,4微生物来源的生物药物微生物具有种类繁多、容易变异、生长繁殖迅速、易于培养等特点，是生物制药非常有发展前途的资源。来源于微生物的药物包括各种初级代谢产物、次级代谢产物及工程菌生产的各种人体内活性物质，产品有氨基酸、蛋白质、酶、糖、抗生素、核酸、维生素、疫苗等。,5海洋生物来源的生物药物海洋占地球表面的3/4，有20多万种生物生存在海洋里，统称为海洋生物。海洋生物是目前各国重资开发的领域。有些海洋生物具有耐高温或低温、耐高压、耐高盐和耐低营养的功能。研究开发利用这些具特殊功能的海洋极端生物可能获得陆地上无法得到的新的天然产物。从海洋生物制取的药物，又称海洋药物。从海洋中分离的天然化合物其结构多与陆地天然物质不同，许多物质在生物医学及疾病防治上显示出巨大的应用潜力，具有抗菌、抗病毒、抗肿瘤、抗凝血等生理活性。,二、按化学本质和化学特性分类,1抗生素（1）-内酰胺类 主要包括青霉素类、头孢菌素类及非典型-内酰胺类。如青霉素、头孢氨苄、阿莫西林克拉维酸钾等。（2）氨基糖苷类 如硫酸庆大霉素、硫酸阿米卡星等。（3）四环素类 如盐酸四环素、盐酸土霉素等。（4）大环内酯类 如红霉素、阿奇霉素等。（5）其他 如多黏菌素、杆菌肽等多肽类抗生素、氯霉素等酰胺醇类抗生素。,2生化药品（1）氨基酸类 主要包括天然的氨基酸、氨基酸混合物及氨基酸的衍生物，约有60余种。如谷氨酸，用于肝昏迷、神经衰弱和癫痫；由氨基酸与右旋糖酐或乙烯吡咯酮配伍而成的复方氨基酸注射液，是较好的血浆代用品。,（2）多肽及蛋白质类 主要包括活性多肽、蛋白质类药物及细胞生长因子等，约有100余种。如促肾上腺皮质激素，可促进肾上腺皮质的组织增生以及皮质激素的生成和分泌，属于39肽。,（3）酶类 多属于水解酶，约有50余种，已广泛应用于疾病的诊断和治疗，包括：助消化的胃蛋白酶、抗炎的溶菌酶、抗血栓的尿激酶、抗肿瘤的谷氨酰胺酶等。,（4）核酸类 主要包括碱基、核苷、核苷酸、多核苷酸及其衍生物等，约有60余种。如6-巯基嘌呤，用于急性白血病；肌苷，用于各种急性和慢性肝脏疾病；5-脱氧核苷酸，可增进骨髓造血机能。,（5）糖类 主要包括单糖、聚糖和糖的衍生物。如肝素，具有很强的抗凝作用；胎盘脂多糖是一种促B淋巴细胞分裂剂，能增强机体免疫力。,（6）脂类 主要包括不饱和脂肪酸类、磷脂类、胆酸类、固醇类等。如脑磷脂、卵磷脂可用于肝病、冠心病和神经衰弱症；亚油酸、亚麻酸有降血脂、降血压、抗脂肪肝作用，用于冠心病的防治。,（7）维生素类 主要包括水溶性维生素和脂溶性维生素。如维生素D对钙磷代谢及小儿骨骼生长具有重要作用；维生素C参与人体代谢，降低毛细血管脆性，刺激凝血功能等。,3生物制品（1）疫苗及类毒素 如皮内注射用卡介苗、流感全病毒灭活疫苗、吸附破伤风疫苗等。（2）抗体 如单克隆抗体、多克隆抗体等。（3）血液制品 如人血白蛋白、人免疫球蛋白等。（4）重组细胞因子 如注射用重组人红细胞生成素、注射用重组人干扰素等。（5）重组激素 如重组人胰岛素、重组人生长激素等。,三、按功能用途分类,1治疗药物治疗疾病是生物药物的主要功能。生物药物以其独特的生理调节作用，对许多常见病、多发病、疑难病均有很好的治疗作用，且毒副作用低。如对糖尿病、免疫缺陷病、心脑血管病、内分泌障碍、肿瘤等的治疗效果是其他药物无法替代的。,2预防疾病对于许多传染性疾病来说，预防比治疗更重要；预防是控制感染性疾病传播的有效手段，只有生物药物可担此任；对降低医疗费用，提高国民身体素质和生活质量起重要作用。,3诊断药物免疫诊断试剂：利用高度特异性和敏感性的抗原抗体反应，检测样品中有无相应的抗原或抗体。酶诊断试剂：利用酶反应的专一性和快速灵敏的特点，定量测定体液内的某一成分变化作为病情诊断的参考。单克隆抗体（McAb）诊断试剂：特点是专一性强，一个B细胞所产生的抗体只针对抗原分子上的一个特异抗原决定簇。基因诊断试剂。器官功能诊断试剂：利用某些药物对器官功能的刺激作用、排泄速度或味觉等以检查器官的功能损害程度。放射性核素诊断药物：有聚集于不同组织或器官的特性，进入体内后，可检测其在体内的吸收、分布、转运，利用及排泄等情况，从而显出器官功能及其形态，以供疾病的诊断。,4其他用途生物药物在保健品、食品、化妆品、医用材料等方面也有广泛的应用。,第四节 生物药物发展,1、传统生物药物；2、近代生物药物；3、现代生物药物。,生物制药技术“四高一低”,（1）高技术：主导技术为基因工程技术，既表现在对生产设备、生产环境的要求高，又表现在对参与者素质的高标准、严要求；（2）高投入：生物药物前期的研究开发周期