生物制药工艺学ppt

生物制药工艺学ppt生物制药工艺学ppt第1页

因为抗生素发展快速，已成为制药工业独立门类，所以生物药品主要包含生化药品与生物制品及其相关生物医药产品（biologicalmedicinalproducts）。第一节生物药品研究范围

一、生物药品历史与现实状况我国应用生物材料作为治疗药品最早者为神农,生物制药工艺学ppt第2页11世纪沈括所著《沈存中良方》中人类用生物材料分离产品作为生理功效调整剂，中国人所创始。明代李时珍《本草纲目》所载药品1892种，除植物药外，还有动物药444种（其中鱼类63种、兽类123种、鸟类77种、蚧类45种、昆虫百余种）。书中还详述了入药人体代谢物、分泌物及排泄物等1、生化药品：早期生物药品多数来自动物脏器，有效成份也不明确，曾有脏器制剂之称。生物制药工艺学ppt第3页

二十世纪20年代，对动物脏器有效成份逐步有所了解。纯化胰岛素、甲状腺素、各种必需氨基酸、必需脂肪酸、以及各种维生素开始用于临床或保健。

50年代起开始应用发酵法生产氨基酸类药品，到90年代初，已经有生化药品500各种，还有100各种临床诊疗试剂。

截止到年2月，美国FDA已同意生物技术药品76个，欧美已同意有84种。

生物制药工艺学ppt第4页2、生物制品：早在10世纪，我国民间就有种牛痘预防天花实践。所谓种牛痘就是用降低了毒力天花病毒接种到人体上，引发轻型感染。

1796年英国医生琴纳创造了预防天花牛痘苗，从此用生物制品预防传染病方法才得到必定。

30年代中期建立了小鼠和鸡胚培养病毒方法，从而用小鼠脑组织或鸡胚制成黄热病、流感、乙型脑炎、森林脑炎和斑疹伤寒等疫苗。

50年代，在离体细胞培养物中繁殖病毒技术取得突破，从而研制成功小儿麻痹、麻疹、腮腺炎等新疫苗。生物制药工艺学ppt第5页

80年代后期，应用基因工程技术己研制成功乙肝疫苗、狂犬病疫苗、口蹄病疫苗和AIDS病疫苗。预计基因工程疫苗品种将会快速增多。同时各种免疫诊疗制品和治疗用生物制品也快速发展。生物制药工艺学ppt第6页3、生物技术药品：自1982年人胰岛素成为用DNA重组技术生产第一个生物医药产品以来，以基因重组为关键生物技术所开发研究新药数目一直居首位。另外，应用酶工程技术、细胞工程技术和基因工程技术生产抗生素、氨基酸和植物次生代谢产物也已步入产业化阶段。生物制药工艺学ppt第7页4、

生物工程在医药上开发应用生物技术是应用基因工程（含蛋白质工程）、细胞工程、发酵工程和酶工程，以生物体为依靠发展各种生物产业技术，现在所称生物技术是以基因工程为关键以及具备基因工程和细胞工程内涵发酵工程和酶工程，以区分于传统生物技术。生物技术作为高技术领域之一，已经越来越为大家所重视。

自七十年代初，以DNA重组技术和淋巴细胞杂交瘤技术创造和应用为标志，生物技术诞生了。生物制药工艺学ppt第8页

因为生物技术对处理人类面临重大问题如：粮食、健康、环境、能源等将开辟辽阔前景，所以各国政府竟相制订发展计划，国家实施优惠政策，政府和企业界巨款投入，促进生物技术发展。尤其是在医药领域。伴随生物技术不停发展、人类基因组计划实施、利用转基因动植物生产珍贵药品、基因治疗、动物克隆技术发展、生物芯片研制、胚胎干细胞美好应用前景等在医学上开发应用，必将对医学产生全方面、深远和革命性影响。生物制药工艺学ppt第9页

1995年底，美国药品研究与制造者协会（PRMA）调查统计，美国已同意上市共有24种基因工程药品和疫苗。1997年7月已到达40种。年产值约100亿美元左右。还有100各种基因工程药品已进入临床试验阶段。全球拥有数十个年销售额在10亿美元左右基因工程产品。我国基因工程制药产业是在80年代末开始。

1989年我国同意了第一个在我国生产基因工程药品——重组人干扰素α1b，这是我国自主研制成功拥有自主知识产权第一个基因工程新药。从此以后，我国基因工程药品研究开发快速发展。生物制药工艺学ppt第10页

据统计，截止到1998年底，我国已同意基因工程药品和疫苗产品约15种当前我国已同意上市基因工程新药21种，已同意进口基因工程药品19种。生物制药工艺学ppt第11页

二、生物制药工艺学性质与任务（一）概念：

1、《生物制药工艺学》——是从事各种生物药品研究、生产和制剂综合性应用技术科学。

研究内容包含生化制药工艺、生物制品制造与相关生物医药产品生产工艺。主要讨论各类生物药品起源、结构、性质、制造原理、工艺过程、生产技术操作和质量控制。所以《生物制药工艺学》是一门理论与实践紧密结合崭新综合性制药工艺学。

生物制药工艺学ppt第12页2、生化药品——是利用生物化学理论、方法和研究结果，从生物体分离、纯化得到一些主要生理活性物质，如氨基酸、多肽、蛋白质、酶与辅酶、维生素、激素、糖类、脂类、核酸、核苷酸及其衍生物等生物制药工艺学ppt第13页

所以当代生化理论、免疫学、发酵工艺学、生化分离、纯化技术、工业药剂学等与生物制药工艺学关系极为亲密。也能够说，《生物制药工艺学》是以这些学科为基础发展起来一门综合性技术科学。

3、生物制品——用微生物及微生物代谢产物或动物血清制成用于预防、诊疗和治疗制品。⑴狭义疫苗亦称为病毒性疫苗，是用减毒活病毒或立克次体及灭活强毒病毒或立克次体制备一类用于自动免疫生物制品。生物制药工艺学ppt第14页⑵广义疫苗包含病毒性疫苗、细菌性疫苗（菌苗）和类毒素等由微生物所制备用于自动免疫生物制品。

生物制品定义暂时称之为用生物学方法（包含基因工程方法）和生化方法制成，含有免疫学反应或平衡生理作用药品制剂。

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生物制药工艺学是一门新型当代制药工艺学。详细任务是讨论：①生物药品起源及其原料药品生产主要路径和工艺过程；②生物药品普通提取、分离、纯化、制造原理与生产方法；③各类生物药品结构、性质、用途及其工艺过程和质量控制。

生物制药工艺学ppt第16页第二节生物药品性质和分类一、生物药品特点

新陈代谢是生命基础特征之一，生物体是有组织统一整体。生物体组成物质及其在体内进行一连串代谢过程都是相互联络、相互制约。

1、所谓疾病——主要是机体受到内外环境改变而使代谢失常，造成起调控作用酶、激素及核酸、蛋白质等生物活性物质本身或环境发生障碍。

生物制药工艺学ppt第17页2

依据其构效关系进行结构修饰和改造使之更有效、更专一、更合理地为机体所接收。在机体需要时（如生病时），应用这些活性物质作为药品来补充调整、增强、抑制、替换或纠正人体代谢失调，势必比较地有效和合理。所以生物药品在医疗上含有药理活性高、针对性强、毒性低、副作用小、疗效可靠及营养价值高等特点。生物制药工艺学ppt第18页

生物药品对热、酸、碱、重金属及pH改变和各种理化原因都较敏感，生物材料又易腐败、染菌、被微生物活动所分解或被本身代谢酶所破坏，甚至机械搅拌、压片机冲头压力、金属器械、空气、日光等对生物活性都会发生影响。为此，要确保生物药品有效药理作用，就要从原料制造、工艺过程、制剂、贮存、运输和使用各个步骤严加控制。为了确保全部制品质量，必须有严格制造管理要求，即优质产品规范（goodmanufacturingpractics），简称GMP质量管理要求，并对制品使用期，贮存条件和使用方法做出明确要求。生物制药工艺学ppt第19页

尤其对有效成份检测，除应用普通化学方法外，更应依据制品特异生理效应或专一生化反应确定其生物活性检测方法。通常采取一个国际上认可标准品作为测试时参考标准。这种标准品在国际上有统一要求制法和规格，依照这么要求制法和规格，就能够复制成对应副品，供相关生产单位使用。相关国际专业组织曾公布和制订了一些主要激素类药品标准品。鉴于生物药品多数是生物活性分子,其化学性质与生物学性质都很不稳定，在生产过程中又易受到微生物污染，从其它生物体制取生物药品对人体往往是异源物质，所以对制品均一性、有效性、安全性和稳定性等都有严格要求。生物制药工艺学ppt第20页

其制造工艺设计与质量标准制订也就与普通化学药品有较多区分。依据中华人民共和国卫生部制订公布《新药审批方法》要求，新药研究内容应包含工艺路线、质量标准、临床前药理及临床研究，同时，必须研究该药物理、化学性能、纯度及检验方法、药理、毒理、动物药代动力学、临床药理、处方、剂量、剂型、生物利用度、稳定性等并提出药品质量标准草案。同时强调注射用生化制品还应进行热原、异性蛋白及过敏试验，普通无须进行特殊毒理研究（三致试验：致突变、致癌和致畸试验）。生物制药工艺学ppt第21页

对新生物制品研究内容应包含选种、生产方法和工艺路线、质量标准、人体观察或临床试验。应对菌种抗原性、免疫原性、毒性，基因稳定性、生产工艺和生产条件，制品安全性、有效性、稳定性、保留条件及相关生物学、理化学、免疫学、检定方法和质量标准进行研究，并提出制造及检定规程和使用说明书草案。生物制药工艺学ppt第22页二、生物药品分类生物药品能够按其生理功效和临床用途分类，还能够按其起源和制造方法进行分类，但通常是按其化学本质和化学特征进行分类。（一）生化药品生化药品有效成份和化学本质多数己比较清楚，故普通按其化学本质和药理作用进行分类和命名。1、氨基酸类药品全世界氨基酸总产量已逾百万吨／年。年产值达几十亿美元。应用于医药、食品、饲料工业，还供合成高效无残毒农药及甜味剂。生物制药工艺学ppt第23页

⑴

氨基酸类药品有个别氨基酸制剂和复方氨基酸制剂两类。2、多肽和蛋白质类药品⑴活性多肽是由各种氨基酸按一定次序连接起来多肽链化合物，分子量普通较小，多数无特定空间构象。最近发觉，一些多肽也有一定构象，只是其构象坚固性远不如蛋白质，其特点是构象浮动性很大，有时甚至在几个构象中进行摆动或在发挥某种生物功效时才出现某种构象。⑵蛋白质类药品有单纯蛋白质与结合蛋白类（包含糖蛋白、脂蛋白、色蛋白等）。

生物制药工艺学ppt第24页3、酶与辅酶类药品

酶制剂也广泛用于疾病诊疗和治疗。在制药工业、轻工食品和农业方面酶制剂使用种类和数量也十分可观。酶类药品有以下几类：（1）助消化酶类（2）消炎酶类（3）心血管疾病治疗酶（4）抗肿瘤酶类（5）其它酶类超氧化物歧化酶（SOD）用于治疗类风湿性关节炎和放射病PEG—腺苷脱氨酶（PEG—AdenaseBovine）用于治疗严重联合免疫缺点症。生物制药工艺学ppt第25页（6）辅酶类药品

辅酶或辅基在酶促反应中起着递氢，递电子或基因转移作用，对酶催化作用化学反应方式起着关键性决定作用。各种酶辅酶或辅基成份含有医疗价值。生物制药工艺学ppt第26页4、核酸及其降解物和衍生物

（1）核酸类

免疫RNA（iRNA）是一个高度特异性免疫触发剂，可用于肿瘤免疫治疗。（2）多聚核苷酸多聚胞苷酸、多聚次黄苷酸、双链聚肌胞（polyI：C），聚肌苷酸及巯基聚胞苷酸是干扰素诱导剂，含有刺激吞噬作用，调整免疫功效作用，用于抗病毒、抗肿瘤。（3）核苷、核苷酸及其衍生物较为主要核苷酸类药品有混合核苷酸、混合脱氧核苷酸注射液、生物制药工艺学ppt第27页

经人工化学修饰核苷酸、核苷或其碱基衍生物是有效核酸抗代谢物，常见于治疗肿瘤和病毒感染。

5、多糖类药品多糖类药品起源有动物、植物、微生物和海洋生物，它们在抗凝、降血脂、抗病毒、抗肿瘤、增强免疫功效和抗衰老方面含有较强药理作用。

6、脂类药品脂类药品包含许多非水溶性、能溶于有机溶剂小分子生理活性物质，主要有：（1）磷脂类脑磷脂、卵磷脂多用于肝病、冠心病和神经衰弱症。生物制药工艺学ppt第28页（2）多价不饱和脂肪酸和前列腺素。（3）胆酸类（4）固醇类（5）卟啉类7、细胞生长因子与组织制剂细胞生长因子是在体内对动物细胞生长有调整作用，并在靶细胞上含有特异受体一类物质。它们不是细胞生长营养成份。已发觉细胞生长因子均为多肽或蛋白质。

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（二）生物制品生物制品有预防用制品、治疗用制品和诊疗用制品。

预防用制品可分为菌苗（如卡介苗、霍乱菌苗、百日咳菌苗、鼠疫菌苗等）、疫苗（如乙肝疫苗、流感疫苗、乙型脑炎疫苗、狂犬疫苗、痘苗、斑疹伤寒疫苗等）及类毒素（如白喉类毒素、破伤风类毒素）。治疗用制品有特异性治疗用具与非特异性治疗用具诊疗用制品主要指免疫诊疗用具，如结核菌素、锡克试验毒素及各种诊疗用单克隆抗体等。生物制药工艺学ppt第30页

伴随生物科学快速发展，生物制品在品种上从原来疫苗发展到菌苗和类毒素等，性质上从减毒活苗发展到灭活疫苗和死菌苗，并由自动免疫制剂发展到抗毒素等被动免疫制剂，用途上从预防制剂发展到治疗和诊疗制剂。因为基因工程发展，生物制品也不再只限于来自天然材料加工而成产品，尚可来自人工合成化合物。应用范围也不局限于传染病等，比如对肿瘤诊疗与治疗等也有不少新品种诞生与应用。生物制药工艺学ppt第31页三、生物药品用途（－）作为治疗药品对许多常见病和多发病，生物药品都有很好疗效。（二）作为预防药品以预防为主方针是我国医疗卫生工作一项主要战略。许多疾病，尤其是传染病（如细菌性和病毒性传染病）预防比治疗更为主要。经过预防，许多传染病得以控制，直到根绝。生物制药工艺学ppt第32页（三）作为诊疗药品生物药品用作诊疗试剂是其最突出又独特另一临床用途，绝大个别临床诊疗试剂都来自生物药品。诊疗用药有体内（注射）和体外（试管）二大使用路径。（1）免疫诊疗试剂利用高度特异性和敏感性抗原抗体反应，检测样品中有没有对应抗原或抗体。（2）酶诊疗试剂利用酶反应专一性和快速灵敏特点，定量测定体液内某一成份改变作为病情诊疗参考。（3）器官功效诊疗药品利用一些药品对器官功效刺激作用、排泄速度或味觉等以检验器官功效损害程度。生物制药工艺学ppt第33页（4）放射性核素诊疗药品放射性核素诊疗药品有聚集于不一样组织或器官特征，故进入体内后，可检测其在体内吸收、分布、转运，利用及排泄等情况，从而显出器官功效及其形态，以供疾病诊疗。（5）诊疗用单克隆抗体（McAb）McAb特点之一是专一性强，一个B细胞所产生抗体只针反抗原分子上一个特异抗原决定簇。生物制药工艺学ppt第34页（四）用作其它生物医药用具生物药品应用另一个主要发展趋势就是渗透到生化试制、生物医学材料，营养、食品及日用化工，保健品和化装品等各个领域。（l）生化试剂生化试剂品种繁多，如细胞培养剂，细菌培养剂，电泳与层析配套试剂，DNA重组用一系列工具酶、植物血凝素，同位素标识试剂和各种抗血清与免疫试剂等。（2）生物医学材料主要是用于器官修复、移植或外科手术矫形及创伤治疗等一些生物材料。生物制药工艺学ppt第35页（3）营养保健品及美容化装品这类药品已渗透到广大人民日常生活中，前景可观。第三节生物药品研究发展趋势

20多年来，生物药品研究开发取得了巨大进展。新生理活性物质不停发觉，原有药品在医疗上用途又有新认识和评价；药品新剂型日益增多；生物技术普遍进入试验室；生物工程药品快速步入产业化。教授预见，许多医学上疑难杂症将在此突破，将造成产生全新制药工业技术体系，许多原先无法生产药品将用生物技术生产，从而促使医药产品更新换代。生物制药工艺学ppt第36页一、资源综合利用与扩充开发开展综合利用，由同一资源生产各种有效成份，到达一物多用，充分、合理地利用生物资源，不但能够降低成本，而且能够降低三废，提升药品纯度，降低副作用。

（－）脏器综合利用（二）血液综合利用

人血含有性质和功效不一样各种成份。大多数病人只需要一个成份，极少需要各种成份。所以最好方法是分离出各种成份，分别对症使用，既可