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1、 1 生物技术的研究进展及我国生物技术药物研发对策 吉林省药品检验所 苗青 张吉安 内 容 摘 要 现代生命科学和生物技术的进展使药物研制在药物筛选药物筛选新模型的建立药 物传输系统的应用药理和毒理新方法的建立以及完善药物研制和药物治疗等方面发生了巨大 而深刻的革命性的变化 我国药学工作者应清醒地认识和掌握科学技术发展的这种趋势和规律 有效地组织力量抓住生物技术药物研发的重点应用新技术新方法新理念指导新药设计 建立自己的药物筛选新模型深化生物大分子药物的代谢与动力学研究完善质量控制和评估 体系突出重点项目进行重点部署和重点资助加快生物技术药物研发的国产化力争在某些 局部领域率先取得突破性的进展
2、 生物技术的研究进展及我国生物技术药物研发对策 吉林省药品检验所 苗青 张吉安 当今时代生命科学和生物技术的进展相当迅速 生命科学和生物技术的进展不仅为医药研 究提供了与过去的研究模式有所不同的全新理念而且也为生物技术药物的研制带来了革命性 的变化 1 生物技术在药物研制中的应用 1 . 1 生物技术与药物筛选 传统的新药筛选途径主要是寻找先导化合物构效关系研究新化合物在这个过程中 生物学研究中蛋白质高级结构研究的成果可以为靶分子提供三维立体结构为构效关系研究和 设计新化合物提供基础生物学研究中的动态结合生物大分子与其他分子作用时的构象变化 以及一整套的研究方法可以为药物与靶分子的相互作用提供
3、理论和方法此外自然界中生物 的多样性也为新化合物提供了丰富的药物资源 1 . 2 生物技术与药物筛选新模型 建立药物筛选新模型是新药研究的关键所在近 2 0 年来许多药物作用的受体已被分离 纯化一些基因的功能及相关调控物质被相继阐明这就使得药物筛选模型从传统的整体动物 器官和组织水平发展到细胞和分子水平随着分子水平的药物筛选模型的出现筛选方法和技 术都发生了根本性的变化出现了高通量筛选的新技术在较短时间内即可完成庞大数量的化 2 合物活性筛选大大加速了新药寻找和发现的速率此外利用转基因等先进技术可以建立 基因缺乏或基因转入的动物或细胞系将其作为药物研究的病理模型对药物的作用进行试验 也将对新药
4、研究发生重大作用 1 . 3 生物技术创建了药理毒理研究的新方法 许多药理研究与疾病的分子机制有着密切关系而对于人体生理过程的深入了解也为人们 了解药物的药理毒理研究带来了新的理念通过基因结构功能研究和蛋白质结构功能研究 科学地评价药物的疗效和毒性研究药物的代谢和信号转导途径可以为药理毒理研究创建 新的模型和新的方法而且利用生物技术开发的蛋白质类核酸类药物不同于一般的化学合 成药物因此对药理毒理药代等研究也提出了新的要求需要有新的药理毒理研究的方 法与它相适应 1 . 4 生物技术完善了药物研制和药物治疗 以往几乎所有的药物都是以群体基础来设计和研制的其给药剂量也基本上是以年龄和体 重为依据确
5、定的然而每一个病人却是一个有着独特基因特征的个体因此由于基因变异 许多药物经常会产生一些意想不到甚至相反的作用所以了解某些人的基因组成被认为是 创造更加有效安全的个体化药物的关键随着生物技术的进展人类遗传密码将解析基因结 构功能研究将深入必然会找出一些与疾病有关的基因这些基因可以成为药物研究的新靶 点或以这些基因为基础建立药物筛选的新模型这些模型不仅有利于分子水平的新药设计和 研制而且也可以用于化学合成药物的筛选和中草药有效成分的筛选目前国外多家生物技术 公司正在直接或间接地从事这方面的研究和开发不久的将来某些制药公司将会以与基因和 疾病相关的蛋白质酶和 R N A分子为基础依据患者个体状况及
6、基因密码量身设计定做针对 某些特殊疾病产生更显著疗效的药物以适应某些人独特的基因组成既可加快疾病的痊愈速 度也能提高药物使用的安全性 1 . 5 生物技术在药物传输系统的应用 随着药物扩展到肽蛋白和 D N A 治疗领域以往的药物传 输方式已显不足肽蛋白和 D N A是大分子容易在胃内发生变化大部分没有进入正常的循 环所以这些生物治疗在给药方式上需要创新生物技术将使药物传输领域在采用聚合技术 提高蛋白和肽等大分子的稳定性增强药物对疾病特殊的治疗作用提高药物摄取率降低副 作用等方面取得很大进展并使药物更易服用 1 . 6 生物技术为新药研制拓展了巨大空间 目前克隆技术转基因动植物等已经成功转基因
7、动植物的发展除了可以生产出新的生 物技术药物外也可以为人类提供新的保健产品随着生物技术的进展以及人们对疾病的分子 3 机制认识的不断深化将有越来越多的疫苗细胞因子活性多肽人源化单克隆抗体等生物 技术药物被研制出来用于疾病的预防和治疗微生物研究的成果使一些次级代谢产物可以通 过发酵的方法得到应用细胞工程技术培养成功了多种菌类中草药如冬虫夏草灵芝等使 一些名贵的中草药可以用发酵的方法生产出来此外现代生物技术的进展也给制药业创造了 许多新工艺例如在生物研究中产生的各种层析技术已用于制药生产工艺并带来了明显的效 益一些重要的用提取法或基因工程生产的酶已被用于药物中间体的酶促转化一些新的生物 材料已被用
8、作药物的辅料创造了新剂型药物如缓释型药物等生物技术的进展已带来了越 来越多的药物新品种和药物生产的新方法并正在促进中国传统的中医中药理论与现代医药 理论相结合 2 . 我国生物技术药物研发对策 在高新技术领域中我国生物技术药物研发的总体技术水平与国外差距相对较小具有技 术创新的潜力今后抓住机遇面向未来跟踪世界生物医药技术前沿和热点更是必需的 2 . 1 我国生物技术药物研发的重点 根据目前国内外医药市场现状和医疗实际需要 我国应重点研究和发展的生物技术药品为 传统预防类生物技术产品重组疫苗重组活疫苗载体疫苗合成肽疫苗D N A 疫苗等新生物 技术产品治疗艾滋病肝炎和肿瘤遗传性疾病动脉粥样硬化老
9、年性痴呆等疾病的生物 技术产品和基因治疗与细胞治疗产品传染性疾病各种肿瘤疾病遗传性疾病以及其他常见 疾病诊断试剂和生物芯片等此外还应发展与生物技术相关的支撑系统使生物技术医药产 品研究和生产所必须的生物反应器和层析介质等国产化 2 . 2 应用新技术新方法新理念指导新药设计 分子生物学的快速发展对基因蛋白信号通路及大分子结构的了解使人们开使从偶 然的发现新药进入到合理的设计药物的新阶段在这种情势下我国药学工作者应以先进的分 子生物学理论以及疾病的发病机制药物作用机制耐药性产生机制和药物分子识别分子调 节机制等研究为基础结合结构生物学等理论方法和技术建立和发展发现创新药物的理论 以指导合理药物设
10、计及对现有药物的结构改造 2 . 3 建立自己的药物筛选新模型 利用现代生物技术建立独特的筛选模型是发现创新药物先导化合物的关键和焦点 近几年 来各种新的筛选模型随着生命科学基础研究的新成就不断应运而生我国药学工作者不能盲 目照搬和引进国外的筛选方式和研究模式应根据我国国情着重于建立和发展适合我国条件 又有自己特色的筛选方式和研究模式应以先导化合物发现与优化为核心重视生物技术药物 的研究途径方法和技术注重建立新的药物筛选模型筛选出具有知识产权的先导化合物 4 进而发展创新药物 2 . 4 深化生物大分子药物的代谢与动力学研究 多糖类蛋白多肽类寡核苷酸类等大分子药物的研究与开发是当前备受国内外关
11、注的热 点课题应鼓励采用化学免疫学生物检定等技术通过良好的试验设计探讨进行生物大 分子类药物的代谢与动力学研究的方法开展生物膜受体离子通道酶多糖与糖复合物 等机体内生物大分子与生物活性物质和药物的相互作用信号转导途径细胞调控等的研究 揭示疾病的发病机制和药物作用机制 2 . 5 完善质量控制和评估体系 我国药学工作者应充分认识生物技术药物的特殊性和复杂性加强对其分离纯化定性 定量测定方法和技术及药物分析方法的自动化和标准化研究注重建立和发展对药物作用体 内过程药物毒性等进行研究筛选预测和评价的方法与技术指标建立和完善严格的质量 控制和评价体系保证生物技术药物用药的安全性和有效性 2 . 6 突
12、出重点项目进行重点部署和重点资助 我国应将生物筛选系统在药物筛选中的应用蛋白质阵列多肽芯片的研制及其在医药研 究中的应用研究等作为重点项目予以重点布署和重点资助2 1 世纪人类基因组和蛋白质组资 料将成为新药开发和发展的重要基础我国药学工作者应充分意识到在使用这些信息方面存在 着的巨大潜力结合人类基因组的研究进展开展药物相关基因药理学研究揭示药物在基因 和蛋白质水平的作用机制与临床药理学研究相结合从药代及药效学等方面阐明人体基因表 达的多样性及对同一种药物反应的个体差异性运用新的生物技术寻找新的药物作用靶点 开展新的生物技术药物的研制和开发包括基因工程药物多肽药物核酸药物以及制备生物 技术药物
13、的新技术新方法的研究开展药理毒理研究中新的生物技术和方法以及其他新生 物技术新生物材料的研究 2 . 7 加快生物技术药物研发的国产化 新兴生物技术药物将成为 2 1 世纪最具竞争力的新兴药物品种 国内医药企业在国际竞争中 求得生存和发展的关键莫过于加快生物医药研发的国产化目前生物制药领域具有自主知 识产权的技术多被发达国家所垄断我国医药生物技术由于投入不够研发创新能力和产业化 水平很低主要靠模仿和跟踪缺少独立的知识产权这种现状成了制约国内生物医药企业发 展的“瓶颈”所以应加强自主创新和前瞻性基础研究注意打造生物医药研发国产化航母 主要从事医药生物产业的产品开发, 包括凝聚筛选培育项目和创业投资等力争在某些局部 领域率先取得突破性进展
