生物技术药物

1、生物药物,（供药学类专业用） 广西医科大学生物化学与分子生物学教研室,主讲教师：蓝秀万 2008.12,第十四章,第一节 生物药物概述 第二节 生物药物的分类与临床用途 第三节 生物药物的研究进展 第四节 生物技术药物,第一节 生物药物概述,一、生物药物的概念,化学药物、生物药物与中草药是人类防病、治病的三大药源。 生物药物（Biopharmaceutics）利用生物体、 生物组织或其成分，综合应用生物学、生物化学、微生物学、免疫学、物理化学和药学的理论与方法进行加工、制造而成的一大类预防、诊断、治疗的制品称为生物药物。,广义的生物药物包括从动物、植物、微生物等生物体中制取的各种天然生物活性物

2、质及其人工合成或半合成的天然物质类似物。,生物制品 生化药品,动物、植物、微生物等,人工合成或半合成的天然类似物,1、基因重组多肽、蛋白质类治疗剂2、基因药物3、天然生物药物4、合成与部分合成生物药物,1、即应用重组DNA技术（包括基因工程技术、蛋白质工程技术）制造的重组多肽、蛋白质类药物； 2、即基因治疗剂、基因疫苗、反义药物和核酶等；3、即来自动物、植物、微生物和海洋生物的天然产物；4、合成与部分合成生物药物。,生物药物已形成四大类型：,生物技 术药物,化学药物 或中药类,二、生物药物的发展,公元前597年 （类似植物淀粉酶制剂） 10世纪 我国种痘预防天花 1796年英国医生琴纳发明牛痘

3、苗,公元11世纪 沈括 秋石 “性激素”,取人尿三、五担，尿液新、陈均可用。发臭味的尿液也可以用。先把尿液放入大盆中，加入一倍清水，用棒棍不停地搅拌达数百次，然后静置使其澄清后，倾去上层清水。取沉渣，再兑入大量清水再搅，静置后取沉渣。这样重复数遍，直到沉渣不现任何臭味为止。这些沉渣便是秋石了。待其干燥后，便成为洁白的粉末。然后，用人奶汁和成膏，曝干。干后再加奶汁研膏。如此重复九遍，最后做成丸药备用。,古代 近代 现代,植物、动物脏器用于治疗疾病,使用预防制品预防传染性疾病,天然与人工产品、基因工程产品,按纯度、工艺特点等将生物药物的发展阶段分为：,第一代：利用生物材料加工的粗制品 成分不明 工

4、艺简单 有一定疗效 如：脑垂体后叶制剂、肾上腺提取物等 第二代：根据生物化学和免疫学而进行的精制品 成分明 确 疗效确切 如：胰岛素、尿激酶、肝素、香菇多糖、前列腺素E等 第三代：应用现代生物技术生产的天然活性物 应用蛋白工程原理设计的天然类似物 如：1982年胰岛素、-干扰素、白介素-2、乙肝疫苗,目前三生物药物处于并存、竞争、互补共同发展。,甘乐能(多剂量笔)基因工程干扰素,药理学特性： 治疗的针对性强 如：Cyt c 药理活性高 如：ATP 毒副作用小，营养价值高 生理副作用常有发生,三、生物药物的特点,在生产、制备中的特殊性： 原料中有效物质含量低 如：胰腺中 胰岛素 0.002% 稳

5、定性差 易腐败 注射用药有特殊要求 检验上的特殊性： 由于生物药物具有特殊的生理功能，因此生物药物不仅要有理化检验指标，更要有生物活性检验指标。这也是生物药物生产的关键。,第二节 生物药物的分类及临床用途,一、生物药物的分类,按药物的来源物制造方法分类 按药物的化学本质和化学特性分类 按药物的生理功能和临床用途分类,（一）按来源和制造方法分类,1、动物来源,许多生物药物来源于动物脏器。 （占较大比重）,动物：家畜（猪、马、牛、羊等）、家禽和 海洋生物。,人体组织来源疗效好、无副作用，来源有限。人血液制品类、人胎盘制品类、人尿制品类。,2、微生物 （微生物发酵法生产是生物药物的重要途径）,优点：

6、 （1）微生物及其代谢物资源丰富。 （2）易培养，产量高，成本低。 （3）可综合利用，可通过诱变培育优良菌种。 （4）微生物体内酶的转化作用可进行生物药物的半合成。,生产规模较大的有氨基酸、核酸及其降解物、酶和辅酶等； 多肽、蛋白质、糖、脂、维生素、激素和有机酸。,3、植物,食用植物 药用植物,4、生物技术产品,干扰素 白细胞介素 集落刺激因子 肿瘤坏死因子 疫苗,目前已经拥有的基因工程产品,胰岛素（1982年） 人生长素（1987年） 干扰素（1987年） 乙肝疫苗（1987年） 人组织纤溶酶原激活剂（1988年） SOD（1990年） 促红细胞生长素（1988年） 人白介素-2（1989年

7、） 集落细胞刺激因子（1990年）,5、化学合成,氨基酸 多肽 蛋白质 维生素 激素 胆酸 核酸降解物,结构改造达到高效、长效和高转移性； 化学修饰提高稳定性和降低抗原性。,（二）按化学本质和化学特性分,美国科学家 乔恩格兰特 “N-乙酰半胱氨酸”的氨基酸能抑制某些人的赌瘾,应用微生物（细菌、噬菌体、立克次体、病毒等）、微生物代谢产物、寄生虫和动物的毒素、人或动物的血液或组织等，直接制成或用现代生物技术、化学方法制成，作为预防、治疗、诊断特定传染病或其它有关疾病的制剂，通称生物制品。,（1、菌苗、2、疫苗、3、类毒素）接种后，能刺激人体自动产生免疫力，这种方法叫“人工自动免疫法”，这类制品叫“

8、自动免疫制剂”。 （4）免疫血清是抗毒、抗菌、抗病毒血清的总称。这类血清中含有大量抗体，注入人体后，人体不用自身制造抗体，就可以获得免疫力，这种免疫方法叫“人工被动免疫法”，这类制品叫“被动免疫制剂”。 （5）人血液制品如冻干人血白蛋白、人血雨种球蛋白等。 （6）诊断用品供诊断用，如结核菌素等,（三）按生理功能和用途分类,二、生物药物的临床用途,（一）治疗药物,1、内分泌障碍治疗药： 胰岛素降低血糖的激素，治疗糖尿病 生长素生长、发育，治疗侏儒症,2、维生素类 A、D、E、K、 C、B族,治疗维生素缺乏症,3、中枢神经系统药 L-多巴治疗神经震颤 人工牛黄镇静、抗惊厥 脑啡肽镇痛,4、血液和造

9、血系统药 血红素抗贫血、升高血红蛋白 肝素抗凝血 凝血酶止血 右旋糖酐增血容量,5、呼吸系统药 平喘前列腺素、肾上腺素 祛痰乙酰半胱氨酸 镇咳蛇胆、鸡胆,6、心血管系统药 降血压甲巯丙脯酸、激肽释放酶 降血脂弹性蛋白酶、猪去氧胆酸 治疗冠心病类肝素、硫酸软骨素A,7、消化系统药 助消化胰酶、胃蛋白酶 治疗溃疡胃膜素、维生素U 止泻药鞣酸蛋白,8、抗病毒药 抑制病毒核酸合成碘苷、三氟碘苷 抑制病毒合成酶阿糖腺苷、无环鸟苷 调节免疫功能干扰素、异丙肌苷,9、抗肿瘤药 核酸类抗代谢物阿糖胞苷（Arc）、6- MP、5-FU 抗癌大分子天冬酰胺酶 提高免疫力抗癌物IL-2、干扰素、集落 细胞刺激因子,

10、10、抗辐射药 SOD抗氧化、抗损伤 MPG（2-巯基丙酰甘氨酸）细胞免于破坏,11、计划生育用药 口服避孕药复方炔诺酮 早中期引产药PGE及其类似物,12、生物制品类治疗药 人血免疫球蛋白破伤风、甲肝、乙肝 抗毒素白喉抗毒素 抗血清蛇毒抗血清等,（二）预防药物,1、菌苗 活菌苗（鼠疫、炭疽）、死菌苗（霍乱、百日咳、伤寒）、纯化与组分菌苗（流行性脑膜炎、多糖菌苗）,2、疫苗 减毒疫苗（脊髓灰质炎、腮腺炎）、灭活疫苗（乙型脑炎、狂犬病）,3、类毒素 经过甲醛等处理的细菌毒素（破伤风类毒素、白喉类毒素）,4、基因疫苗（genetic vaccination,DNA疫苗)是将外源基因克隆在表达质粒上

11、，直接注射到动物体内，外源基因表达抗原而犹大机体产生免疫应答。,（三）诊断药物,1、免疫诊断试剂 2、酶诊断试剂 3、器官功能诊断药物 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功能顺害程度。 4、放射性核素诊断药物 如：131碘化血清白蛋白 用于测定心脏放射图 5、诊断用McAb 6、基因诊断芯片,（四）其他生物医药用品,1、生化试剂 2、生物医学材料 如：止血海绵，牛、猪心脏瓣膜，人工肾脏，人工胰脏等。 3、营养保健品及美容化妆品,第三节 生物药物的研究进展,一、资源的综合利用与扩大开发,1、脏器综合利用 2、血液综合利用 3、人尿综合利用 4、新资源的开发利用,二、利用

12、现代生物技术大力发展生物药物,现代主要开发领域：,生理活性物质 干扰素 抗体 疫苗 抗生素 维生素 医疗诊断制品,三、从天然存在的生理活性物质中寻找新的生物药物,苍蝇-抗菌肽,我国科学家成功地从苍蝇体内分离出抑制多种病源菌和病毒的抗菌肽，使苍蝇这一让人无比讨厌的“四害”之一，有望成为人类多种疾病的克星。,四、利用化学合成和蛋白质工程技术创造研制新的生物药物,五、中西医结合创制新的生物药物,六、努力提高产品质量，优化产品结构开发新剂型,第四节 生物技术药物,生物技术药物（也称基因工程药物，Biotech drugs），指以DNA重组技术生产的蛋白质、多肽、酶、激素、疫苗、单克隆抗体和细胞生长因子类药物。,一、生物技术药物的主要品种,欧美 批准上市116个 正审批723 个 研究700多个 我国 批准上市21个,二、生物技术药物发展趋势,（一）生物技术药物的发展已进入蛋白工程药物的新时期 提高重组蛋白活性，改善稳定性，提高生物利用度，延长在体内半衰期，降低免疫原性等。 （二）新的高效表达系统的研究与应用 E.coli (34种），中国仓鼠卵巢细胞(Chinese hamster ovary，CHO）（14种），幼仓鼠细胞（2种）和酿