1、生物工程导论吴绵斌浙江大学生物工程研究所 玉泉校区 教十-6100 E-mail: ,生物技术的历史,生物技术的历史,生物技术的定义,生物技术的技术内涵,生物技术的商品属性,生物技术的定义,生物技术的现状-1,10大生物技术药品 (依1998年全球销量,单位百万美元.),10大生物技术药品 (依1998年全球销量,单位百万美元.),迄今投放市场的生物技术药物和疫苗已达100多种，还有350多种生物技术药物处在最后的临床实验阶段。从1995年到1999年，仅美国食品和药物管理局批准通过的新产品就有62种。,生物技术的现状-2,1998年全球生物技术药品销售额达130亿美元，比1997年上升了20
2、%；而1998年全球医药市场销售额为2400亿美元，仅比1997年增长10%。预计2006年生物技术药品销售额可达240亿美元。,10大生物技术上市公司（1999）,10大生物技术药品（1998）,促红细胞生成素,促红细胞生成素,粒细胞集落刺激因子,胰岛素,乙肝疫苗,干扰素,干扰素,生长激素,干扰素,乙肝疫苗,美国生物技术的发展-1,自年代以基因重组技术和单克隆抗体技术为标志的生物技术诞生以来，在艾滋病、克隆、干细胞、人类基因组和人类蛋白组等研究领域，美国作为科技和经济大国均占据了领先地位，各种生物技术产品被广泛应用于医疗、工业、农业、海洋和国防等领域。,美国生物技术的发展-2,截止年底，美国
3、食品和药物管理局已经批准了种以上生物技术药品和疫苗，目前正在临床试验的生物技术药物和疫苗至少有种。这些药物或疫苗针对多种疾病而开发，包括各种癌症、早老性痴呆症、心脏病、糖尿病和艾滋病等。,美国生物技术的发展-3,到年初，美国已有家生物技术公司，这还不包括众多涉足生物技术的传统制药公司。在生物技术产业就业的人数达万人，超过了玩具和体育用品产业的就业人数总和。生物技术产业还为服务于它的行业创造了近万个就业机会。,美国生物技术的发展-4,美国生物技术的飞速发展与政府和社会的支持密切相关。 （1）美国国家卫生研究院的科研经费一直占政府科研预算的大头，2001财政年度获得的拨款达亿美元；（2）美国各州也
4、制定了各自的生物技术产业发展计划，全美个州中有个州已实施了至少一项生物技术产业发展计划； （3）民间资本对美国生物技术产业的发展也举足轻重，美国的生物技术公司中有多家公开上市，其市场资本总额在年达到亿美元。,美国生物技术的发展-5,自年以来，美国的生物技术产业的收入已从亿美元增加到亿美元。虽然从整体上来说生物技术产业还不是一个赢利的行业，但它的发展带动了相关产业，为之提供服务和相关技术的行业的年收入达到亿美元，生物技术产业还为联邦、州和地方带来了多美元的税收。,欧洲生物技术的发展,到2001年初，欧洲生物技术公司的数目已达到1351家，资产总值达178亿欧元，比1998年的107亿欧元增长66
5、%。目前德国暂居于欧洲生物科技企业数量的榜首，并是生物科技企业增长最快的国度，其后是英国、法国、瑞典、瑞士、芬兰，荷兰、比利时等。,德国生物技术的发展,德国生物技术公司发展进度,欧洲生物技术公司比较,欧洲生物技术公司数目比较 （2000）,欧洲与美国生物技术公司比较,欧洲与美国生物技术公司比较 （2000）,我国的生物技术,我国的生物技术在第三世界处领先地位。与发达国家比较，在实验室技术上差距也不大，有的还处于国际领先水平，但在工业化水平上则差距很大。1999年医药生物技术公司约为320家， 2000年达到500多家，但是有国家相关部门药品生产批文的不过40多家。,我国生物制药年制造额增长图（
6、单位：亿元人民币）,国内外基因药物实现商业化时间比较,我国的发展速度比较快，正在逐步缩小与发达国家的差距。,美国和中国生物技术产业发展状况对比 （数据截止于1999年）,生物技术产业的特点,美国中小型生物技术公司每年获得FDA批准的新产品数量,生物技术产业的主要领域,生物技术药品 生物技术营养保健品 应用于生物技术的设备 生物技术的信息化生物技术诊断方法和试剂,生物技术产业的主要领域-1,1) 生物技术药品促红细胞生成素 干扰素重组人粒细胞集落刺激因子等,生物技术产业的主要领域-2,2) 生物技术营养保健品纯天然促生长素释放配方“高身长”阿拉斯加深海鱼油OMEGA-3 等,生物技术产业的主要领
7、域-3,3) 应用于生物技术的设备发酵培养设备 分离纯化设备全自动生化分析仪等,生物技术产业的主要领域-4,生物技术的信息化（人类基因组计划HGP）,生物技术产业的主要领域-5,5) 生物技术诊断方法和试剂乙肝病毒基因扩增检测试剂盒、妊娠检测试剂盒、吗啡类毒品检测试纸条等,生物技术药品的分类,10大生物技术药品 (依1998年全球销量,单位百万美元.),10大生物技术药品 (依1998年全球销量,单位百万美元.),生物技术公司典范Amgen Inc. （安进公司）Genentech Inc. （基因技术公司）Novo Nordisk （诺和诺德公司）,Amgen Inc.,Amgen Inc.
8、,Amgen（安进公司）是由一群科学家和风险投资商于1980年创建的，1981年公司开始运作。由于一直没有产品上市，公司先后于1983，1986，1987年通过公开发行股票筹集资金以维持公司的生存。,全球生物技术公司的领头羊,Amgen是应用分子遗传学(Applied Molecular Genetics)的缩写,Amgen Inc.,1989年6月第一个产品重组人红细胞生成素(EPO) 获得美国 FDA批准，用于治疗慢性肾功能衰竭引起的贫血和HIV感染治疗的贫血。 1991年2月公司第二个产品重组粒细胞集落刺激因子(G-CSF)获得美国FDA批准，其适应证为肿瘤化疗引起的嗜中性白细胞减少症。
9、 安进公司的这两个全球商业化最为成功的生物技术药物EPO(商品名EPOGEN)和G-CSF(商品名NEUPOGEN)，不仅造福了无数血液透析患者和癌症化疗患者，也为公司带来了巨额的利润，公司也据此迅速发展壮大。,Amgen Inc.,10大生物技术药品 (依1998年全球销量,单位百万美元.),10大生物技术药品 (依1998年全球销量,单位百万美元.),1992年安进公司首次跻身财富500强，当年公司产品销售首次突破10亿美元。 2000年财富500强排名，安进公司排在455位。 2000年在全球医药50强中排在21位。 安进公司现拥有近7000名员工，公司分部遍布全球。 若当年对Amgen
10、公司投资100美元，那么10年后的今天投资者将获得近60倍的回报：5884美元! Amgen是当之无愧的国际生物技术公司的成功典范。,Amgen Inc.上市药物,10大生物技术药品 (依1998年全球销量,单位百万美元.),10大生物技术药品 (依1998年全球销量,单位百万美元.),Amgen Inc.成功经验,1强有力的专利保护对公司开发的产品及时申请专利，使公司的产品独占市场。安进公司的产品品种不多，Amgen上市品种总共只有三个(EPO、G-CSF和INF-1)。其成功全赖公司的两个拳头产品Epogen和Neupogen卓越的市场销售。相比之下，Infergen的市场表现平平，并不出
11、色。因为前两个产品公司拥有专利独占权，并处于市场垄断地位，而干扰素在市场上同类产品数量繁多。,Amgen Inc.成功经验,10大生物技术药品 (依1998年全球销量,单位百万美元.),10大生物技术药品 (依1998年全球销量,单位百万美元.),2强大研发力度为了保持在生物技术方面的领先水平，Amgen公司不断增加R&D投入，加大新产品、新技术的研发力度。同时对现有产品进行完善，作进一步的深入开发。2000年公司的研发费用为8.45亿美元， 占当年销售收入的26.4，公司已在全球范围建立起发展机构，配合全球的临床计划。在R&D方面的投资促使Amgen公司形成大量很有市场前景的新高效治疗药物产
12、品链。,Amgen Inc.研发中的新药,10大生物技术药品 (依1998年全球销量,单位百万美元.),10大生物技术药品 (依1998年全球销量,单位百万美元.),Darbepoetinalfa 重组蛋白，一种新型刺激红细胞生成蛋白 CalCimimetics 口服小分子化合物，减少甲状旁腺激素的分泌 Abarellxdepot多肽抑制剂，抑制促性腺素释放素的作用 聚乙二醇(PEG)修饰的粒细胞集落刺激因子(G-CSF)，化疗引起的嗜中性白细胞减少症 Keratinocyte growth factor(KGF) 重组上皮组织生长因子， 治疗癌症放化疗患者重度和长期口腔粘膜炎 Anakinr
13、a(IL-lra) 重组白介素-1受体拮抗剂，治疗类风湿性关节炎 sTNF-RI重组可溶性肿瘤坏死因子受体-1，治疗中度到重度的类风湿性关节炎 Osteoprotegerin(OPC) 一种可抑制骨丢失的蛋白质，预防骨质疏松和抑制肿瘤扩散到骨组织引起的骨再吸收 BDNF (Brain-derivedneurotrophic factor) 一种脑源性的神经营养因子，治疗肌萎缩侧索硬化 Leptin 重组蛋白，治疗肥胖症 Neuroimmunophilins 口服有效的小分子神经营养剂 ，帕金森综合征,Genentech Inc.,Genentech Inc.,1976年，Kleiner Per
14、kins公司的风险投资家Swanson鼓动重组DNA技术的发明人之一Boyer，合伙成立公司共同探索重组DNA的商业化，并给公司取名为Genentech，即为基因工程技术的缩写。,风险投资在生物技术领域的成功典范,Genentech Inc.,10大生物技术药品 (依1998年全球销量,单位百万美元.),10大生物技术药品 (依1998年全球销量,单位百万美元.),1976年4月，Swanson从Kleiner Perkins公司得到了10万美元的风险投资，条件是Kleiner Perkins公司拥有25的产权。 随着企业经营的进展，9个月后，KleinerPerkins公司又进行了一轮风险投
15、资。这一轮投资额为85万美元，条件是再占有公司25的产权。 1977年，基因技术公司成功地使人工合成的生长激素释放抑制因子(14肽)基因在大肠杆菌中表达，这是人类第一次采用基因工程方法生产出有药用价值的产品。 风险投资家们也从中看出希望，进行第三轮投资，但这次95万美元的投资仅换回了8.6的产权。在短短16个月的时间里，基因技术公司的价值便由40万美元增长为1100万美元。,Genentech Inc.,10大生物技术药品 (依1998年全球销量,单位百万美元.),10大生物技术药品 (依1998年全球销量,单位百万美元.),目前基因技术公司已拥有4200多名职工，年销售额达128亿美元。20
16、00年公司再一次被财富杂志评为“100家美国最佳工作公司”，且由1999年的52位上升到32位。2000年在全球医药50强中排在37位。,Genentech Inc.,10大生物技术药品 (依1998年全球销量,单位百万美元.),10大生物技术药品 (依1998年全球销量,单位百万美元.),基因技术公司的研究领域主要集中在肿瘤、心血管系统疾病和内分泌疾病。已有14种生物技术药物获得批准，公司自己生产 并销售其中的9种产品，其它的转让给其他公司生产。,Genentech Inc.成功经验,10大生物技术药品 (依1998年全球销量,单位百万美元.),10大生物技术药品 (依1998年全球销量,单
17、位百万美元.),1风险投资的成功典范 基因技术公司可以说是风险投资家和科学家成功合作的典范， 已被当作经典案例写入教科书。由一项并未成熟的实验技术发展到具有巨大社会效益和经济效益的一系列产品上市，这需要风险投资家独具慧眼，要敢于投资；也需要科学家认真务实的工作和勇于创新的魄力。事后Swanson对外界说“每个人都说我为时过早。从人体内中提取得一种有开发价值的激素也许要花上10年，要转变为一个商业产品，顺利的话恐怕也要20年。每个人都这么说，除了Herb Boyer“。,Genentech Inc.成功经验,10大生物技术药品 (依1998年全球销量,单位百万美元.),10大生物技术药品 (依1
18、998年全球销量,单位百万美元.),2鼓励创新，营建以知识为中心的企业文化氛围 基因技术公司积极鼓励公司员工创造性的工作，公司给每位员工很大的自由度。公司对研究人员坚持让他们在完成份内工作外可以花25的时间在自己感兴趣的项目上。目前基因技术公司4200多名员工中大学生占80，其中有硕士和博士学位的人占25。公司拥有300多位科学家和技术专家，平均每年有250篇论文发表，几乎每个工作日发表一篇，公司拥有3600项专利，另有2600项等待审批，这在生物技术公司中是少有的。,Novo Nordisk,Novo Nordisk,Novo Nordisk (诺和诺德)是欧洲最大的生物制药公司之一。主要业
19、务范围是研究和生产生物药物和工业用酶制剂。在生物药物领域，诺和诺德在胰岛素研究和生产方面处于世界领先地位；在工业用酶领域，诺和诺德公司已成为世界上最大的酶制剂供应商。 总部 位于丹麦哥本哈根现今在全球70个国家设有分支机构，员工16,000人，销售遍及超过179个国家。,Novo Nordisk,2000年11月14日，为了便于管理和发展，公司决定把制药产业和工业酶制剂分离。新成立的Novozymes(诺维信)公司主要致力于工业用酶制剂方面的发展。而诺和诺德公司则集中在制药行业领域里的发展。 2000年公司在全球的药品销售额为24.79亿美元，在全球医药50强中排在27位。 诺和诺德1994年
20、进入中国，建立了诺和诺德(天津)生物技术有限公司。,Novo Nordisk,上市的主要产品,Novo Nordisk,10大生物技术药品 (依1998年全球销量,单位百万美元.),10大生物技术药品 (依1998年全球销量,单位百万美元.),Novo Nordisk公司有雄厚的科研基础。公司研究发展发展经费超过总营业额的16%，科研人员占员工总数的22%。除丹麦之外， Novo Nordisk公司还在美国，瑞士，日本和马来西亚均建立了研究中心。公司的科研人员在工作中与全世界的学术研究中心进行了普遍的接触，建立了广泛的国际合作项目。,注重科学研究,Novo Nordisk,10大生物技术药品 (依1998年全球销量,单位百万美元.),10大生物技术药品 (依1998年全球销量,单位百万美元.),Novo Nordisk公司2001年1月25日在北京亦庄经济技术开发区建立了世界级研发中心，诺和诺德公司中国研发中心，同时也是跨国制药公司中第一家在中国设立的致力于生物技术研究的研发中心 。该中心瞄准世界高水平，运用生物技术和分子生物学领域国际前沿的研究方法，进行着与国际先进水平同步的研究。,
