基因工程药物

基因工程药物简介及实例介绍成员：张尊月刘畅杨薪洁苑博峰生物医药基因工程药物（蛋白类药物）人源化治疗性单克隆抗体药物现代中药基因治疗技术特点：毒副作用小、靶点明确、针对性强、疗效好一、基因工程药物用现代基因重组高科技对基因进行克隆，通过重组DNA导入大肠杆菌、酵母或动物细胞成功构建工程菌株或细胞株。在工程菌株、细胞中所表达生产的新型药物包括细胞因子、多肽类激素、溶血栓药物、疫苗、抗体、反义RNA及基因治疗药物等等多种难治疾病的基因工程药物。先确对某种疾病有预防和治疗作用的蛋白质，然后将控制该蛋白质合成过程的基因取出来，经过一系列基因操作，最后将该基因放入可以大量生产的受体细胞中去（包括细菌、酵母菌、动物或动物细胞、植物或植物细胞），在受体细胞中不断繁殖，大规模生产具有预防和治疗这些疾病的蛋白质。二、基因工程药物的发展历程DNA重组技术诞生——1972世界第一个基因工程药物的诞生：美国Lilly公司的重组胰岛素投放市场——19821996年美国已拥有1300多家专门从事生物技术产品研究开发和生产的公司，70%从事生物医药开发；1998年美国药学会统计，美国FDA已批准56种生物技术医药产品上市，其中绝大多数为基因工程药物。欧洲，英、法、德、俄等国在开发研制和生产基因工程药物方面成绩斐然，甚至赶超美国。20世纪70年代初开始将DNA重组技术应用到医学上。第一个批准的我国生产的基因工程药物——重组人干扰素ɑ1b(RhuIFNɑ1b),1989年开始申报，1993年批准试生产，也是唯一的独创的一类新药。“七五”末期到“八五”中期，以仿制为主；90年代以来是我国生物技术产业蓬勃发展的时期。至2000年，我国已有200多家生物技术公司，其中有20多家生产销售12种基因工程药物。1、我国基因工程药物的发展历程2、我国基因工程药物研究现状（1）药品生产多以仿制为主,自主开发产品少1989年,我国科学家成功研制出具有我国自主知识产权的基因工程一类新药α1b干扰素,成为我国批准生产的第一个基因工程药物,也是到目前为止惟一一个由我国自主研制成功的拥有自主知识产权的基因工程一类新药。（2）同种产品生产厂家过多(3)新药研发创新的体制尚未形成(4)医药市场混乱3、国外现状上市药类种类多，幅面广研发机制成熟投资规模大，抗风险能力强利润大，投资回报率高4、发展方向开发针对神经系统、肿瘤、心血管系统、艾滋病及免疫缺陷等重大疾病的多肽、蛋白质和核酸等新生物技术产品。此方面开发重点将主要是干扰素、生长激素与T-PA（组织型纤溶酶原激活剂）等。选择一批市场前景好的生物技术产品及疫苗、诊断用单克隆抗体进行开发（如乙肝基因疫苗与单克隆抗体诊断试剂）血液替代品的研究与开发血液制品是采用大批混合的人体血浆制成的,由于人血难免被各种病原体所污染,如艾滋病病毒及乙肝病毒等,通过输血而使患者感染艾滋病或乙型肝炎的案例时有发生,因此利用基因工程开发血液替代品引人注目实例——用基因工程合成人胰岛素的两种方法胰岛素与糖尿病糖尿病是个历史悠久的慢性代谢性疾病，有文字记载的历史已有上千年。但对糖尿病病因的了解和治疗上有实质上的进展还不到一百年。胰岛素的发现对改变糖尿病患者的命运及揭示糖尿病的病因及相关影响因素意义重大。胰岛素的结构PHEVALASNGLNHISLEUCYSGLYSERHISLEUVALGLUALALEUTYRLEUVALCYSGLYGLUARGGLYPHEPHETYRTHRPROLYSTHRGLYILEVALGLUGLNCYSCYSTHRSERILECYSSERLEUTYRGLNLEUGLUASNTYRCYSASNSSSSSSA链B链人胰岛素的一级结构胰岛素的两个肽链分别为21个氨基酸组成的A链和30个氨基酸组成的B链，氨基酸排列有种属差异。胰岛素种类（一）按来源不同分类1、动物胰岛素：从猪和牛的胰腺中提取，两者药效相同，但与人胰岛素相比，猪胰岛素中有1个氨基酸不同，牛胰岛素中有3个氨基酸不同，因而易产生抗体。2、半合成人胰岛素：将猪胰岛素第30位丙氨酸，置换成与人胰岛素相同的苏氨酸，即为半合成人胰岛素。3、生物合成人胰岛素：利用生物工程技术，获得的高纯度的生物合成人胰岛素，其氨基酸排列顺序及生物活性与人体本身的胰岛素完全相同。（二）按药效时间长短分类1、超短效：注射后15分钟起作用，高峰浓度1--2小时。2、短效（速效）：注射后30分钟起作用，高峰浓度2--4小时，持续5--8小时。3、中效（低鱼精蛋白锌胰岛素）：注射后2--4小时起效，高峰浓度6--12小时，持续24--28小时。4、长效（鱼精蛋白锌胰岛素）：注射后4--6小时起效，高峰浓度4--20小时，持续24--36小时。5、预混：即将短效与中效预先混合，可一次注射，且起效快（30分钟），持续时间长达16--20小时。市场有30%短效和70%中效预混，和短、中效各占50%的预混两种。（三）按胰岛素纯度分类1、结晶胰岛素：纯度为95%。含有较多的胰岛素原、胰多肽、生长激素、胰蛋白酶等杂质，因而具有致敏性与抗原性，久用后可引起过敏反应，胰岛素抗体等。主要是从动物胰腺提取经结晶方式产生的胰岛素。2、单峰胰岛素：将结晶胰岛素进行层析，剔除含胰蛋白酶的A峰与胰岛素原的B峰，仅取含胰岛素的C峰，使纯度达98%。3、单组分胰岛素：将单峰胰岛素再经离子交换树脂处理而取得更纯的胰岛素为单组分胰岛素，纯度在99%以上。4、人胰岛素：不论半合成人胰岛素或生物合成胰岛素，其结构、功能与人体内生胰岛素完全一致。故免疫原性最小，效果更好。一、分别合成A链和B链法1978年，美国国立医学中心的有关专家用基因重组法进行人胰岛素的合成，即让大肠杆菌分别产生胰岛素的A链和B链，再用化学方法将两者连结起来。胰岛素的合成方法参考文献：《人类胰岛素的基因工程合成法》分别合成人胰岛素A链、B链的人工基因，（把甲硫氨基酸基因引入其中，以色氨酸合成酶基因作为启动子）制备A链和B链的质粒。游离的A链、B链进行初步纯化将两者混合，在二硫代苏糖醇存在下形成二硫链，合成了“生物合成的人胰岛素(BHI)”分别引入大肠杆菌K12，并使其增殖二、通过合成人胰岛素原的方法即先合成人胰岛素的前体，即胰岛素原，再用酶切除C肽而制备人胰岛素。胰岛素原C肽B链A链C肽B链合成人胰岛素原的DNA引入大肠杆菌K-12株，生成与色氨酸合成酶相连的人胰岛素原以溴化氰切断、纯化在β-巯基乙醇存在下使胰岛素原分子折叠，在正确的位置形成二硫键精制用胰蛋白酶切断C肽、用羧肽酶B除去B链C端残留的精氨酸，即生成胰岛素三、两者比较后法优点：工序缩短；纯度提高；生物学半衰期约为胰岛素的5倍；对肝脏释出葡萄糖的抑制作用较强。后法缺点：人胰岛素原降血糖的能力虽仅为人胰岛素的l／7；使用人胰岛素原的患者心肌梗塞发病例数较多，因此使用胰岛素原本身治疗糖尿病的计划即告中止。•最近又研究了以酵母菌为宿主细胞进行合成人胰岛素。可参考文献：《人类胰岛素基因的克隆及其真核表达载体的构建》、《产人胰岛素毕赤酵母工程菌的构建》基因工程长效人胰岛素类似物参考文献：《2种新型基因工程长效胰岛素类似物》甘精胰岛素是将人胰岛素A链上天然排列在第21位的天门冬酰胺（Asn）置换为甘氨酸(Gly)；在B链第30位的苏氨酸（Thr）上添上2个精氨酸（Arg）而合成的人胰岛素类似物。地特胰岛素是第一个采用化学修饰的方法，用能与蛋白质可逆结合的脂肪酸酰化肽链上天然排列在第30位的苏氨酸（Thr）去掉，在第29位赖氨酸（Lys）上结合一个14碳游离脂肪酸形成。看个视频吧~THEENDTHankYou!