基因工程制药产业调查研究

1、 基因工程制药产业调查 1、1 生物产业的定义生物产业,亦称生物技术产业,是将最新的科学与技术应用于生物体及其部分,为改变生物及非生物体而创造出新技术、新产品和新的服务领域而形成的生产经营活动。国家发展和改革委员会生物产业“十一五”发展规划本规划中生物产业的范围 4 生物医药产业占整个生物产业的75%生物农业生物能源生物制造生物环保生物服务其他生物产业化药制造中药与民族药生物医药工程生物制药疫苗诊断生物医药产业其他生物产业生物医药产业生物产业+=70-75%25-30% 生物产业是直接影响人类生存和生活质量的产业;生物产业是在未来20年内影响世界经济发展的支柱性产业;生物产业的高科技、高投入、

2、高产出、高风险和长周期的特点决定只有政府组织和参与才能有所实施。引自WHO 2008年度报告 美国奥巴马总统执政一年多以来采取了多项措施大力振兴和发展生物产业;奥巴马政府在生物产业的基础性研究、人类疾病预防性研究和医改政策性投资等三个方面的投入大大超过其它领域的资金投入。美国总统贝拉克·奥巴马生物产业的国家战略-日本、英国日本政府2009年提出生物技术立国的口号,并成立专门的生物产业战略研究会,由前首相小泉出任主席,提出五年内生物技术科研经费翻一番,日本前首相小泉纯一郎达到8500亿美元;英国政府第一次通过生命科学研究十年规划,将政府年度科学研究经费的三分之一用于生物产业的前沿性研究

3、。英国首相卡梅伦 节能环保产业新兴信息产业新能源产业中国的战略性新兴产业:新能源汽车产业高端装备制造产业新材料产业国家发展和改革委员会生物产业 恶性肿瘤心脑血管疾病糖尿病精神疾患免疫性疾病国家新药创制重大专项重点支持的十大疾病:国家科技部艾滋病耐药性结核病耐药的肿瘤病毒甲流生物产业的国家战略-中国医疗市场:13亿人吃饭,1.3亿人吃药高血压:现总病人数1.4亿心血管:现总病人数0.9亿糖尿病:现总病人数0.7亿肿瘤:现总病人数0.1亿肝炎:现总病人数1.3亿2007 前10位2012 前10位400784642413026232017美国 日本中国法国德国英国意大利加拿大西班牙巴西287663

4、9372323191818161.美国2.日本3.法国4.德国5.英国6.意大利7.中国8.西班牙2020 前10位美国中国日本法国德国英国 2020年中国将成为全球第二大制药大国数据来源:IMS中国生物产业黄金十年驱动中国市场持续高速增长的四大因素 政策因素-新医改的拉动经济因素-可支配收入增加人口因素-人口老龄化,城市化进程疾病谱变化-慢性病/富贵病患病率增加近几年跨国医药企业在中国的投资增加诺华公司:投资10亿美元扩建在上海的研发中心;投资25亿美元在常熟建设工厂;收购浙江天元85%的股份。百特公司:投资2.5亿美元扩大在中国的大输液生产能力,这些投资分布于广州、苏州、天津和上海。礼来公

5、司:投资12亿人民币并增加5000个职位扩大在中国的市场销售。默克:投资10亿人民币扩建在中国的生产基地。勃林格段格翰:投资10亿人民币扩建苏州工厂和上海研发基地。葛兰素史克:投资3亿人民币与深圳海王合作建疫苗生产基地。辉瑞公司:分别在大连、苏州、无锡投资3亿元扩大三个基地的生产能力。仅2009年,国外生物企业在中国的总投资就达640亿元人民币,比上一年增加37.5%。14 2、基因工程制药与传统制药的不同 基因工程是生物技术的核心,基因工程技术最成功之处就是用于生物治疗的新型生物药物的研制。 2、1 基因工程制药的重要特征:1、可把来自任何生物的基因转移到与其毫无关系的任何其他受体细胞中,可

6、以任意改造生物的遗传特性,创造出生物的新性状2、某一段DNA可在受体细胞内进行复制,为制备大量纯化的DNA片段提供了可能2、2 传统生物制药存在的问题1 材料来源困难或制造技术问题而无法付诸应用;2 从动物脏器中提取出来,也因造价太高,或因来源困难而供不应求;3 由于免疫抗原等缘故,使它们在使用上受到限制;4 在生产过程中有病毒感染,可能造成严重后果。2、3 基因工程制药的优势1 可大量生产过去难以获得的生理活性多肽和蛋白质,为临床使用提供有效的保障;2 可以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,从而扩大这些物质的应用范围;3 利用基因工程技术可以发现、挖掘更多的内

7、源性生理活性物质;4 内源性生理活性物质在作为药物使用时存在的不足之处可以通过基因工程和蛋白质工程进行改造;5 利用基因工程技术可获得新型化合物,扩大药物筛选来源。3 主要基因工程药物简介1 人胰岛素适应症:糖尿病价格:每支100元左右2 人生长激素适应症:用于内源性生长激素缺乏、慢性肾衰及特纳氏综合征所致儿童生长缓慢和重度烧伤的治疗。价格:每瓶100元左右3 干扰素药理作用:抗病毒,抑制肿瘤细胞增生,调节人体免疫功能。过去从人血中提取,300L血才提取1mg价格:每支70元左右 4 白细胞介素药理作用:免疫调节IL-2具有增强和调节人体免疫功能和抗病毒作用。价格:每支100元以上5 集落刺激

8、因子药理作用:刺激白细胞的上升肿瘤放化疗或者白血病化疗后针对白细胞减少的症状,减少放化疗后因身体抵抗力下降而产生感染危险。价格:每支300元以上 6 红细胞生成素适应症:用于慢性肾衰性贫血,也用于多发性骨髓瘤相关的贫血和骨髓增生异常及骨癌引起的贫血。对结缔组织病(类风湿关节炎和红斑狼疮所致的贫血,也有效。价格:每支在100元左右7 肿瘤坏死因子药理作用:抗肿瘤价格:每支在200元以上 8 组织型纤溶酶原激活剂适应症:治疗血栓性疾病价格:每支在1000元以上9 重组乙肝疫苗价格:每支10元左右4、基因工程药物生产的基本过程基因工程技术是将重组对象的目的基因插入载体,拼接后转入新的宿主细胞,构建成

9、工程菌(或细胞,实现遗传物质的重新组合,并使目的基因在工程菌内进行复制和表达的技术。基因工程技术的特点与步骤(一基因工程技术的特点可按人们的意愿来事先设计和控制基因工程技术是人工的、离体的、分子水平上所进行的遗传重组能在动植物和微生物间进行任意的、定向的超远缘杂交(二基因工程基本过程 获得目的基因组建重组质粒构建基因工程菌(或细胞培养工程菌产物分离纯化除菌过滤半成品检定成品检定包装制备基因工程药物的一般程序上游阶段下游阶段4.1、基因工程菌种建立第一步:干扰素-2b基因的克隆 第二步:表达载体的构建第三步:工程菌的构建人体白细胞重组干扰素IFN1b:世界上第一个采用中国人干扰素基因克隆和表达的

10、IFN1b型干扰素,商品名为赛若金,深圳科兴生物制品有限公司生产,有300万U/支和500万U/支两种剂量,为粉剂。IFN-2a:罗氏公司(瑞士生产的罗扰素,有300万U/支和450万U/支两种剂量,粉剂和水剂两种剂型;沈阳三生公司生产的因特芬,每支300万U;辽宁卫星生物研究所生产的迪恩安,每支300万U和500万U两种剂型,均为粉剂,但备有专用溶解液。IFN2b:先灵葆雅(美国公司生产的干扰能300万U/支和500万U/支,均为粉剂;天津华立达公司生产的安福隆, 300万U/支,粉剂;安徽安科公司生产的安达芬,100万U/支。300万U/支、500万U/支粉剂。第一步:干扰素基因的克隆(R

11、T-PCR 制备白细胞,病毒诱导,分离mRNA,反录酶合成cDNA,PCR,基因连接质粒, 转化E.coli,筛选鉴定克隆。测序:编码人IFN-2b基因序列,501bp,165aa。 第二步:表达载体构建 IFN基因与表达载体连接 转化大肠杆菌 筛选阳性克隆 获得序列正确表达载体第三步:工程菌构建转化假单胞杆筛选高表达、稳定遗传的工程菌 获得原始菌种4.2 干扰素-2b的发酵工艺过程 (1摇瓶培养取保存工作种子批菌种,室温融化摇瓶培养:30,pH7.0,250 r/min,18±2h 检测:OD值和发酵液杂菌检查。(2种子罐培养接种:接入50L种子罐,接种量10%。培养:30,pH7

12、.0。控制:级联调节通气量和搅拌转速34h,OD>4.0。检测:显微镜和LB培养基划线检查,控制杂菌。(3发酵罐培养接种:通入300L培养基的发酵罐,接种量10%。控制:级联调节通气量和搅拌转速。前4h:30,pH7.0。4h后:20,pH6.0,56.5h。终点控制:OD值达9.0±1.0,5冷却水快速降温至15以下。检测:发酵液杂菌检查(4菌体收集连续流离心机:冷却的发酵液,16000 r/min离心收集。菌体保存:-20冰柜,不超过12个月。检测:干扰素含量、菌体蛋白含量、菌体干燥失重、质粒结构一致性、质粒稳定性。4.3 干扰素的分离纯化工艺过程菌体裂解预处理初级分离(1

13、菌体裂解裂解缓冲液:纯化水配制,210(pH7.5使用保护剂:EDTA,PMSF。破碎-20菌体:2厘米以下的碎块搅拌:加裂解缓冲液,210,2hr 冻融: 细胞完全破裂,释放干扰素。苯甲基磺酰氟可抑制丝氨酸蛋白酶例如胰蛋白酶(trypsin和胰凝乳蛋白酶(chymotrypsin,也可抑制半胱氨酸蛋白酶和乙酰胆碱酯酶。有效浓度为0.1-1mM。(2预处理-沉淀加絮凝剂聚乙烯亚胺:210,搅拌45min,对菌体碎片进行絮凝。 加凝聚剂醋酸钙溶液:210,搅拌15min,对菌体碎片、DNA等进行沉淀。(3离心连续流离心机:210,16000 r/min收集上清液:含有重组干扰素蛋白质杂质沉淀:121、30min 蒸汽灭菌,焚烧处理。(4初级分离盐析: 4M硫酸铵,210,搅匀,静置过夜。 离心:连续流离心机,16000 r/min保存:收集沉淀,粗干扰素,4保存。溶解粗干扰素沉淀与疏水层析阴离子交换层析与浓缩阳离子交换层析与浓缩凝胶过滤层析无菌过滤分装