1、,,第三章 基因工程制藥,基因工程藥物的高回報(bào),堿性成纖維細(xì)胞生長(zhǎng)因子 231元/ug紅細(xì)胞生成素 1072元/ug白細(xì)胞介素-2 410元/ug巨細(xì)胞粒細(xì)胞集落刺激因子 1960元/ug胰島素 10.2元/mg,基因產(chǎn)業(yè)將成為2

2、1世紀(jì)朝陽(yáng)產(chǎn)業(yè)，它的巨額經(jīng)濟(jì)效益吸引著投資商和企業(yè)向這一領(lǐng)域匯聚。 目前美國(guó)的一些著名公司正在進(jìn)行著一場(chǎng)重組和改造，把主要目標(biāo)放在與基因相關(guān)的產(chǎn)業(yè)開發(fā)上。如今，如果有哪家公司宣布克隆出具有某種功能的基因，其股票馬上大幅升值。人類基因研究的任何成果都會(huì)給無(wú)所不能的“基因工程”增添強(qiáng)大的驅(qū)動(dòng)力，創(chuàng)造出人間奇跡。,Rockfeller大學(xué)將人肥胖基因出售0.2億美元 Amgen公司將FKBP神經(jīng)免疫因子配體轉(zhuǎn)讓達(dá)3.29億美元

3、Millennium公司以4.65億美元向Bayer公司轉(zhuǎn)讓225種基因的開發(fā)權(quán) ……,基因本身就是一個(gè)產(chǎn)業(yè),主要內(nèi)容,3.1 概述3.2 基因工程制藥的特點(diǎn) 3.3 基因工程藥物生產(chǎn)的一般程序3.4 目的基因的獲得： 化學(xué)合成法； cDNA法; PCR法 3.5 基因表達(dá)3.6 基因工程菌的穩(wěn)定性; 發(fā)酵：發(fā)酵工 藝，培養(yǎng)設(shè)備。,主要內(nèi)容,3.7 基因工程藥物的分離純化3.8 基因工程藥物的質(zhì)量控制:

4、 原材料的質(zhì)控，培養(yǎng)過程質(zhì)控，純化工藝的質(zhì)控，目標(biāo)產(chǎn)品的質(zhì)控，產(chǎn)品的保存。3.9 基因工程藥物的制造實(shí)例,3.1概述,α1b –IFN（商品名“賽若金”）,,我國(guó)自行研發(fā)的一類新藥，“863”第一個(gè)產(chǎn)業(yè)化的基因工程藥物,,干擾素(IFN )治療肝炎(hepatitis):Blood: 20,000-30,000 US$/patientGenetical Engineering: 200-300 US$/patie

5、nt 1000 liter blood ? l liter ferment,,胰島素（Insulin）: 多肽激素, 治療糖尿?。╠iabetes）傳統(tǒng)制法：從動(dòng)物胰臟中提取 1000 磅牛胰臟 10 克胰島素現(xiàn)代方法：采用基因工程手段制備 200 升發(fā)酵液 10 克胰島素,,現(xiàn)代制法：A.在大腸桿菌中合成A、B鏈，再用化學(xué)方法連接兩條肽鏈組成胰島素。B.用重組酵母分

6、泌產(chǎn)生胰島素原，再用酶法轉(zhuǎn)化為胰島素。C.用牛凝乳酶原B基因與人胰島素基因融合，高表達(dá)出融合蛋白，加工后獲得有活性的胰島素制品。（北大）,重組人胰島素（rhInsulin）,,悅康仙,,世界第一個(gè)基因治療藥物—2004年深圳賽百諾基因技術(shù)有限公司研發(fā)的抗癌新藥—“重組人p53腺病毒注射液”（商品名“今又生”）鼻咽癌,,安柯瑞(重組人5型腺病毒)注射液,世界上第1個(gè)溶瘤藥物，直接瘤內(nèi)注射 (2006年上市)鼻咽癌、頭頸癌患者,基因治

7、療藥的現(xiàn)狀,91年首次對(duì)先天性ADA缺失的女孩進(jìn)行基因治療的臨床試驗(yàn),SCID患者生存在無(wú)菌環(huán)境中,,98年批準(zhǔn)反義寡核苷酸用于治療艾滋病近100種基因治療藥在臨床試驗(yàn)： 20多種在1期至2期; 40多種在2期; 4種在2至3期; 4種在3期 2種已完成3期在等待FDA的最后批準(zhǔn),基因治療藥的應(yīng)用前景,梗塞性血管病高血壓病和心肌肥厚動(dòng)脈粥樣硬化和再狹窄腫瘤貧血糖尿病和肥胖癥關(guān)

8、節(jié)炎其他遺傳性疾病,基因治療人數(shù)情況,基因組藥物的現(xiàn)狀,HGS通過基因組找到6個(gè)藥物進(jìn)入一、二期臨床試驗(yàn)與HGS合作研究獲得的1個(gè)小分子藥物進(jìn)入一期臨床試驗(yàn)Amgen通過基因組研究發(fā)現(xiàn)OPG，在一期臨床試驗(yàn)中Immunex與Genentech, TRAIL,在一期臨床試驗(yàn)中,在研的基因組藥物,KGF2HGS傷口愈合MPIF-1HGS癌癥VEGF-2HGS血管疾病BLyS(THANK)HGS免疫

9、功能低下 BLyS mAb HGS自身免疫性疾病BLyS-XHGS癌癥DR4 mAbHGS癌癥TRAILImmunex癌癥TRAILGenentech 癌癥OPG/TR1 Amgen 骨質(zhì)疏松,基因組藥物的前景,除已進(jìn)入臨床試驗(yàn)的基因組藥物以外，尚有一大批候選藥正在臨床前實(shí)驗(yàn)，預(yù)計(jì)以后每年將成倍增長(zhǎng)在未來(lái)十年內(nèi)，人造器官、轉(zhuǎn)基因動(dòng)物及器官生產(chǎn)等與基因組相關(guān)

10、的技術(shù)將會(huì)有重大進(jìn)展，加上越來(lái)越多與疾病有關(guān)的基因功能將為基因組后研究所確定，基因組醫(yī)藥作為第三代生物醫(yī)藥必將掀起生物醫(yī)藥業(yè)發(fā)展的第三次浪潮,轉(zhuǎn)基因動(dòng)物（Transgenic animals）,Transgenic goat,2002,9-10Transgenic β-IFN, anti-agglutinin III,,Transgenic mouse expressing hormones,3.2 基因工程制藥的特點(diǎn),1.可以獲得天

11、然來(lái)源難以得到的生理活性物質(zhì),使之成為新藥。 動(dòng)物臟器提取的不足：來(lái)源困難,免疫抗原性,病毒污染。2.利用基因工程技術(shù)使得活性蛋白、多肽基因可以在微生物、細(xì)胞乃至動(dòng)、植物反應(yīng)器中獲得高效表達(dá),批量生產(chǎn),保障了臨床治療的迫切需求。,3.提供足夠數(shù)量的生理活性物質(zhì)以對(duì)其結(jié)構(gòu)、生理、生化性質(zhì)進(jìn)行深入研究,從而可以進(jìn)一步擴(kuò)大這些活性物質(zhì)的使用范圍。4.通過基因工程技術(shù)可以不斷發(fā)掘和開發(fā)更多的新型生理活性物質(zhì)。如 EPO、 G-C

12、SF等。5.采用基因工程、蛋白質(zhì)工程技術(shù)可以改造內(nèi)源生理活性物質(zhì),進(jìn)一步提高生物活性。 如采用蛋白質(zhì)工程對(duì)IL-2進(jìn)行改造：使125位半胱氨酸改為ser,明顯延長(zhǎng)體內(nèi)半衰期,降低用量并提高藥效。6.采用基因工程技術(shù)可以獲得新型化合物,擴(kuò)大藥物篩選來(lái)源。 如基因工程抗體、基因重組免疫毒素。,,3.3 基因工程藥物生產(chǎn)的一般程序,獲得目的基因 ↓ 組建重組質(zhì)粒

13、 ↓ 構(gòu)建基因工程菌(或細(xì)胞) ↓ 培養(yǎng)工程菌（發(fā)酵）,,上游：實(shí)驗(yàn)室階段,,,培養(yǎng)工程菌 ↓ 產(chǎn)物分離純化 ↓ 除菌過濾 ↓ 半成品檢定 ↓ 成品檢定包裝,下游：生產(chǎn)階段,Drug Resistance

14、 Gene Transferred by Plasmid,,,,,,Plasmid gets out and into the host cell,Resistant Strain,New Resistance Strain,Non-resistant Strain,Plasmid,mRNA,EnzymeHydrolyzingAntibiotics,Target Genes Carried by Plasmi

15、d,RestrictionEnzyme,RestrictionEnzyme,Target Genes,DNA Recombination,Transformation,Host Cells,,,Chromosomal DNA,Target Gene Recombination,Recombinant PlasmidTransformation,1 plasmid1 cell,Amplification and Screeni