第1章 绪论生物技术制药

生物制药工艺学湖北工业大学生物工程学院刘志刚前言关于生物技术生物技术（Biotechnology）是当代新技术革命主要领域之一，它的兴起是由于70年代中期基因工程的出现，到目前已在各国迅猛发展，不仅提供了不少新的产业，并对人类社会所面临的许多问题起着重要作用。

就学科内容来说，生物技术是以基因工程为主导，以发酵工程为基础，还包括酶工程、细胞工程、生化工程，随着生物科学的发展，有衍生出第二代、第三代的蛋白质工程、抗体工程、海洋生物技术等。就产业来说，它涉及制药工业、化学工业、食品工业、环境保护、农作物育种与病虫害防治、能源开发等。

生物技术既是新兴领域，19世纪以来发展迅速;又有着悠久的历史，公元前几千年，人们就开始酿酒和制醋。

本门课程主要讲述生物技术在制药工业中的应用，重点是基因工程、抗体工程、酶工程以及细胞工程在制药工业中的应用。教材与参考资料1、教材：夏焕章，熊宗贵主编，《生物技术制药》第二版，高等教育出版社，2006年4月。2、参考资料：吴梧桐主编，《生物制药工艺学》第二版，中国医药科技出版社，2004年12月。GaryWalsh著，宋海峰等译，《生物制药学》[原著第二版]，化学工业出版社，2006年6月。考试范围

本课程为采用闭卷考。考试范围1—8章及课堂讲授的内容，第3章至第7章为主要内容。考试题型与分数比例（1）名字解释（5小题）10%。（2）填空题（10小题）20%。（3）简答题（4小题）20%。（4）问答题（2大题）50%。总成绩设置（1）考勤和作业10%（2）本课程相关领域综述或研究进展20%（3）考试成绩70%

第一章绪论一.概述生物制品：广义，指任何由生物技术得到的药用产品；狭义，在药学界中指来自于血液的医疗产品以及疫苗，毒素和变态反应原产品。生物药物：生物体内可用于诊断和治疗疾病的医药品。生物技术制药概念：采用传统或现代生物技术,借助各种生物体生产医药品，叫作生物技术制药。现代生物技术的基础学科和分支分子生物学医药生物技术微生物学生物技术疫苗生物化学现代生物技术生物技术诊断遗传学农业生物技术细胞生物学家畜生物技术化学工程海洋生物技术二、生物技术发展简史１传统生物技术阶段公元前6000年古代巴比伦人酿造啤酒公元前4000年埃及人发酵面包我国殷朝制酱周朝制醋特点:自然发酵、全凭经验２近代生物技术阶段1860年荷兰微生物学家安东.列文虎克发明显微镜发现了微生物。1865年法国科学家巴斯德证明了发酵原理。1928年英国Fleming发现青霉素1940年英国弗洛里、钱恩分离出青霉素特点:产品多，技术要求高，发展快速３现代生物技术1953年Watson、Crick提出DNA双螺旋结构1973年建立DNA重组技术1975年建立单克隆抗体技术1988年PCR方法1997年英国克隆多利羊特点:以基因工程技术为核心的高技术综合体系现代生物技术包括:⑴重组DNA技术⑵细胞和原生质体融合技术⑶酶和细胞的固定化技术⑷植物脱毒和快速繁殖技术⑸动物和植物细胞的大量培养技术⑹动物胚胎工程技术⑺现代微生物发酵技术⑻现代生物反应工程和分离工程技术⑼蛋白质工程技术⑽海洋生物技术Mendel

奥地利原天主教神父

不能忘记的人在1865年他根据豌豆七对不同性状的杂交实验,发现生殖细胞成熟中同对因子分离,异对因子自由组合两条遗传规律,即遗传学分离规律和自由组合规律.为遗传学提供了数学基础,创立了孟德尔学派。孟德尔碗豆杂交实验

不能忘记的人THMorgan（1866-1945）美国遗传学家从1910年到30年代他在果蝇遗传实验中进一步证实了孟德尔分离定律和自由组合定律。他的两大重要发现：一是发现基因在染色体上，二是发现遗传的基因链锁和互换定律。建立了摩尔根基因学说。他的格言：“实验方法的本质在于每一种见解和假说都必须通过实验的检验，然后才被承认其科学地位。摩尔根“果蝇的伴性实验”

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JDWatsonFHCCrick1953年4月25日，英国《自然》杂志发表了沃森和克立克的文章“核酸的分子结构—DNA的一个结构模型”。标志着DNA双螺旋结构的建立，从此，遗传学和生物学的历史从细胞阶段进入了分子阶段。

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FSangerWGilbert桑格（英国化学家）最早测定胰岛素的氨基酸顺序获得1958年诺贝尔化奖。22年后，他因测定了一种噬菌体的一级结构获1980年的诺贝尔化学奖。吉尔伯特在DNA测序领域，因其卓越的工作获得1980年诺贝尔化学奖。

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PaulBerg伯格（美国生物化学家）通过把两个不同来源的DNA连结在一起并发挥其应有的生物学功能，证明了完全可以在体外对基因进行操作。他作为“重组DNA技术之父”于1980年获诺贝尔化奖。

不能忘记的人KaryBMullis1985年穆利斯发明了高效复制DNA片段的聚和酶链式反应（PCR）技术，利用该技术可从极其微量的样品中大量生产DNA分子，使基因工程获得了革命性发展。三、医药生物技术新进展医药生物技术产业化、商品化成高新技术产业之一。高投入、高风险、高利润,利润率达17.6%2000年全世界销售额1490亿美元。1.基础研究不断深入新基因的克隆和基因表达调控的研究全面展开。以DNA、RNA和蛋白质为轴心的分子生物学理论和技术两大体系已基本完成。人类基因组计划已完成。1986年美国科学家达尔贝科提出的人类基因组计划，1990年启动该计划。23对染色体30亿对碱基，3.5万个基因进行测序。美国承担54%，英33%，日7%，法2.8%,德2.2%,中国1%。1999年中国加入人类基因组计划，投资3亿元，负责测定3号染色体3000万对碱基，2000年4月完成。

2.新产品不断出现20世纪80年代以来仅美、日开发的生物新药200多种。如：干扰素、白细胞介素、粒细胞集落刺激因子、红细胞生成素、纤溶酶原激活剂、胰岛素、生长激素、乙肝疫苗等。3.新试剂新技术不断出现细胞移植用于:骨髓移植治疗白血病、免疫缺陷、再障性贫血等。基因治疗有:致死性遗传疾病、癌症、爱滋病、心脏病等。生物试剂开发单克隆抗体用于诊断和治疗，荧光抗体法、DNA探针、PCR等检测技术的建立。4.新型生物反应器和新型生物技术不断出现新型生物反应器有:气升式生物反应器、流化床式生物反应器、固定床式生物反应器、袋式或膜式生物反应器、中空纤维生物反应器等。四、我国的医药生物技术已上市的基因工程药物和疫苗1995年白细胞介素-21996年α1b-干扰素α2a-干扰素α2b-干扰素1997年粒细胞集落因子红细胞生成素1992年乙型肝炎疫苗五、医药生物技术发展展望21世纪是医药生物技术快速发展的时期,生物制药、化学药物