1、 生物技术及应用论文：现代生物制药技术在医药领域的应用及未来展望摘要:现代生物制药技术是一项与制药产业结合极为密切的高新技术,不断为医药行业提供新产品、新剂型,为制药界开创一条崭新之路,正在改变生物制药业的面貌,为解决人类医药难题提供最有希望的途径。本文列举了几项生物制药技术,并对生物制药的展望进行了分析。 关键词:生物制药技术 应用 展望 1、生物制药技术简介 1.1 基因工程技术 激素和许多活性因子是调节人体生理代谢与机能的重要物质,其活性强,临床疗效明显,但这些物质自然界甚为稀少,从人体及动物中提取难度大,来源有限,无法满足临床需要,而现代生物制药技术却为临床提供了这类廉价、高效的药品。
2、胰岛素是治疗糖尿病的激素类药物,一般从动物中提取,其资源缺乏,价格昂贵,利用基因工程手段将人或动物胰岛素合成基因分离后移植到微生物细胞中,并实现基因表达,这样用基因工程手段得到基因重组微生物被称为基因工程菌,利用基因工程菌在 200L 发酵灌中产生 10 克胰岛素相当于 450 千克胰脏中提取的产量。人生长激素(简称 HGH)是脑下垂体前叶分泌的由 191 种氨基酸组成蛋白质类激素,分子量为 22000D。以前,人生长激素只能从人脑垂体前叶中分离纯化,应用深受限制,而目前利用基因工程技术动物细胞工艺可得到,并且与人生长激素相同,临床用于治疗垂体前叶HGH 分泌障碍引起的侏儒症,促进烧伤及骨折等
3、创伤性组织的恢复,也用于改善老年性肾萎缩的症状及治疗胃溃疡。 1.2 酶及细胞固定化技术 微生物转化及酶催化工艺早已在制药工业中广泛应用。酶与固定化技术结合弥补酶的不足,在制药界取得显著发展,如用大肠杆菌酞化酶生产 6 一 APA、犁头霉素生产氢化可的松、乳酸菌转化蔗糖制备右旋糖醉等。原西德 BeohringerNannhein 公司在青霉素酞化酶固定化方面取得了很大的进展,他们用聚丙酞胺凝胶包埋法制成微型小球状固定化酶已投人生产,其表面活性为 100 一 150U/g,1kg 固定化酶可生产 500kg6 一 APA,能连续反应 300 次,他们用第二代工程菌的固定化酶转化率达到 85%一
4、90%,反应次数达 900 次,有人用固定化后活力可维持 100 天以上,固定化细胞、特别微生物细胞在抗生素、激素、氨基酸等药物的合成中得到广泛的研究和应用。用固定化酶的膜反应器分离布洛芬可得到许多有光学活性的化合物,体外试验证明其 S 一异构体比 R 一异构体活性高 100 倍。近年采用多种固定化系统组成的人工肾可在体内反复返转具有显著临床效果。 1.3 细胞工程及单克隆抗体 植物细胞工程培养技术为开辟药物新资源、使微生物原料生产工业化、保护自然界生态平衡具有重要意义。中医临床应用之中,中草药数千种,其中 89%来源地植物,初始靠手集野生资源,最后鉴于野生资源有限,及不断开发利用,难以满足需
5、要,许多名贵药材如天麻、人参、当归、黄茂等均采用植物细胞,大规模培养技术,其所含有效成份较天然植物含量高。如培养的人参细胞中 Ginselagoside 含量较天然植物高 5.7 倍。培养的烟草细胞 C。QIO 含量较天然植物高 16.30 倍等等。由此可知,植物细胞工程将为人类创造一代新型中药制剂造福人类。动物细胞培养技术主要以植物的微生物难以生产出蛋白质类药品,并实现工业化、商品化。英国韦尔科母公司采用 8 立方米培养罐培养生产 a 一干扰素为工业化动物细胞培养典型实例,被称为“超大规模”动物细胞培养获得成功。1975 年英国科学家通过淋巴细胞与骨髓细胞融合产生的杂交瘤,经体外培养、分离可
6、得到一些无性繁殖细胞株,它们能分泌免疫学均一抗体。这种抗体为单克隆抗体,单克隆抗体一经间世显示巨大生命力,由于单克隆抗体目前在医药领域具有特异性强、操作方便等特点,因此现在已有越来越多的单克隆抗体代替传统的抗血清用于临床诊断。1981 年美国批准第一个单克隆抗体诊断试剂后,1983 一 1984年又批准了 37 种,1985 年美国 FDA 认可就有 55 种,到 1987 年底,美国已批准单克隆诊断试剂在上百种以上,它主要用于艾滋病、肿瘤性疾病、乙型肝炎及细菌性感染等疾病的诊断,临床疗效显著。由于单克隆抗体对相应抗原结合,具有高度专一性,因此有人试用肿瘤抗原的抗体作为抗肿瘤药物的携带者,将药
7、物导人肿瘤细胞,从而使肿瘤药物有选择性杀伤肿瘤细胞而不伤害正常细胞,这种由单克隆抗体和抗癌药物组成的导向药物为“生物导弹” 。 2、应用展望 2.1 加大研发投入,建立高效研发产品线。国内大多数生物医药中小企业缺乏完善的自主研发体系,新产品研发效率低下。这与国内生物医药业研发投入严重不足有关。目前,国内生物医药企业大多数研发投入占销售收入不足 10%,甚至低于 2%,远低于国外同类企业的研发投入。没有足够的研发投入往往造成后续产品开发乏力。国内生物医药企业需要加大研发投入,建立或完善从上游构建、小试、中试放大、临床研究到最终生产的高效通用技术平台,为企业发展提供源源不断的新产品。国内少数企业,
8、如沈阳三生,每年的研发投入占销售收入的 10%,该公司陆续开发出了干扰素、 IL-2、EPO、重组人血小板生成素等一系列产品,经营业绩良好。 2.2 哺乳动物细胞表达药物开发是国内生物医药的重大发展机会。全球销售领先品种大部分都采用哺乳动物细胞培养的技术平台,目前,特别是单克隆抗体药物已经成为了生物医药的重要发展方向。在国内,大多数销售领先的主要品种不能实现国产化,往往不是由于专利限制,而是国内基本未能掌握该技术平台。预期在未来数年内,能真正解决哺乳动物细胞高效表达及大规模培养技术这一重大技术平台的国内企业,将会获得丰厚的利润回报。 2.3 选择合适的产业化项目。医药产品开发风险大,即使产品开
9、发成功,一般每 10 个新药中大约只有 3 个能获得超过其开发费用的收入,而另外 7 个新药的收入还不足以补偿其研发费用。与其它化学药一样,大多数生物医药产品盈利能力低下,甚至亏损。因此,在生物医药研发立项前,必须对其进行科学、市场等方面的全面论证,以减少项目研发及市场销售失败风险。 生物医药产业是发展前景巨大的一个产业,随着“人类基因组”等生物医学的发展,越来越多的生物基因药物将被研发和投入生产,生物医药产业将蓬勃发展。 参考文献: 1何宏宇、文建平.欧美国家推动生物技术产业发展一瞥 J.中国药业,2005,2(14):16-17 2王宏飞.美国生物技术产业发展现状J. 全球科技经济望 ,2005(1):42-44 3文淑美.全球生物制药产业发展态势J. 中国生物工程杂志 ,2006,26(1):92-96
