现代生物制药绪论课件

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1、现代生物制药技术,13793662370 2014.10,课程大纲,第一章 生物制药技术概念 第二章 生化分离技术与血液制品 第三章 天然生物材料与天然药物 第四章 发酵工程技术与发酵药物 第五章 酶工程技术与生化反应制药 第六章 细胞工程技术与免疫技术药物 第七章 基因工程技术与基因药物,课程基本情况 & 课程设置情况,以生物药物的制备技术为主线，依据由易到难、循序渐进的次序，分为基本概念、生物提取制药和生化反应制药三个模块 分别讲授： 生化分离技术与血液制品制备 天然生物材料提取与天然药物制备 发酵工程技术与发酵药物制备 酶工程技术与生化反应制药 细胞工程技术与免疫技术药物制备 基因工程技

2、术与基因药物制备等,概念,工艺特征,实际操作技能,要求学生在熟悉生物技术的发展与应用、掌握生物制药技术的发展趋势的基础上，掌握天然药物、生化药物、发酵药物的制备原理和典型药物的生产工艺，熟悉和了解基因药物、细胞与免疫药物、分子诊断试剂的生产方法与工艺流程，未将来从事生物制药及相关技术领域的岗位工作奠定良好的职业技能基础。,第一章 生物制药技术概念,知识要求： 掌握现代生物技术、生物制药技术的基本概念与内涵，了解现代生物技术的应用与发展历史，掌握和熟悉生物药物的原料来源与分类。 能力要求： 掌握现代生物技术的内涵和发展特征，熟悉现代生物技术在制药领域中的应用。,生物制药技术,生物技术(biote

3、chnology),有时也被称为生物工程(bioengineering)，或是生物工艺学，是生命科学与工程技术相结合的综合性科学。 定义：直接或间接地利用生物体的机能来生产物质的技术。 包括： 基因工程: (基因拼接技术和DNA重组技术)，是以分子遗传学为理论基础，以分子生物学和微生物学的现代方法为手段，将不同来源的基因按预先设计的蓝图，在体外构建杂种DNA分子，然后导入活细胞，以改变生物原有的遗传特性、获得新品种、生产新产品。 细胞工程：应用细胞生物学和分子生物学的理论和方法，按照人们的设计蓝图，进行在细胞水平上的遗传操作及进行大规模的细胞和组织培养。 酶工程: (蛋白质工程学)，是指工业上

4、有目的的设置一定的反应器和反应条件，利用酶的催化功能，在一定条件下催化化学反应，生产人类需要的产品或服务于其它目的的一门应用技术。 发酵工程：采用现代工程技术手段，利用微生物的某些特定功能，为人类生产有用的产品，或直接把微生物应用于工业生产过程的一种新技术 （包括菌种的选育、培养基的配制、灭菌、扩大培养和接种、发酵过程和产品的分离提纯）。,积雪草Centella asiatica (L.) Urban 又称崩大碗、落得打、连钱草、半边钱等，为伞形科积雪草属，广泛分布于长江流域以南各地，是广东民间地区常用中草药，我国医药商用积雪草外用及内服治病已有两千多年历史。积雪草性寒、味苦、辛，具有清热利湿

5、、活血止血、解毒消肿之功效。全草主含三萜类，多炔烯烃类，挥发油等成分。临床多用于湿热黄疸、痈肿疮毒、跌打损伤、传染性肝炎、皮肤病、流行性脑脊髓膜炎等。 伞形科植物积雪草Centella asiatica (L.)Urban的干燥全草为原料，乙醇提取、系统溶剂萃取、减压回收正丁醇部分得积雪草总皂苷，采用现代提取、纯化、分离、鉴定手段,从积雪草总皂苷中分离得到7个化合物，经理化常数测定和波谱数据分析鉴定了6个化合物的结构，它们分别为积雪草酸()、6-羟基积雪草酸()、积雪草单糖苷()、积雪草二糖苷()、积雪草苷()和-L-鼠李糖()。采用紫外分光光度法，以积雪草苷为对照品，通过正交试验法进行了积雪

6、草原药材提取工艺的优选研究，利用从种植人参的土壤中分离鉴定的稀有菌种Fusarium sacchari对积雪草苷单体进行生物转化，经TLC、HPLC分析与HPLC制备分离得到积雪草单糖苷及苷元积雪草酸；通过体外抗肿瘤活性实验，研究了积雪草系列化合物的抗肿瘤活性关系。,生物技术的发展,一两千年以前：酿酒、酿醋、面粉发酵等。,酿酒与酿醋的方法 有什么不同呢？,19世纪：细胞学说、达尔文生物进化论、孟德尔遗传定律 1928：青霉素被发现 1953：脱氧核糖核酸（DNA）双螺旋结构模型被建立 （从分子水平揭示生命现象本质的新纪元） 20世纪70年代：重组DNA技术和淋巴细胞杂交瘤技术出现 （现代生物技

7、术诞生的标志）,生物技术的应用,农业品种改良 提高产量、改善品质、增强抗逆性 （抗病毒转基因黄瓜、抗虫的转基因棉花） 2. 畜牧养殖业 畜禽疾病防治 细菌基因工程疫苗、病毒基因工程疫苗 3. 医药卫生 基因工程药品、疾病诊断与治疗 4. 食品、化工 利用生物发酵和生化酶反应等改进传统化学工艺 利用生物技术开发单细胞蛋白（解决全球蛋白质缺乏的一条重要途径） 5. 环境保护 最终转化产物大都是无毒无害、稳定的物质 生物过滤法、生物洗涤法、生物吸收法,生物过滤法,基因工程与农牧业、食品工业,转基因鱼 -生长快、耐不良环境、肉质好的转基因鱼（中国）。 转基因牛 -乳汁中含有人生长激素的转基因牛（阿根廷

8、）。 转黄瓜抗青枯病基因的甜椒 转鱼抗寒基因的番茄 转黄瓜抗青枯病基因的马铃薯 不会引起过敏的转基因大豆 超级动物 -导入贮藏蛋白基因的超级羊和超级小鼠 特殊动物 -导入人基因具特殊用途的猪和小鼠 抗虫棉 -苏云金芽胞杆菌可合成毒蛋白杀死棉铃虫，把这部分基因导入棉花的离体细胞中，再组织培养就可获得抗虫棉,生物制药技术（Biomedical Technology)的发展趋势,生物药物(Biological pharmaceutical) 是指运用微生物学、生物学、医学、生物化学等的研究成果，从生物体、生物组织、细胞、器官、体液等，综合利用微生物学、化学、生物化学、生物技术、药学等科学的原理和方法

9、制造的一类用于预防、治疗和诊断的制品,抗生素(antibiotics),生化药物,生物制品,微生物(细菌、真菌、放线菌）或高等动植物在生活过程中所产生的具有抗病原体或其它活性的一类次级代谢产物，能干扰其他生活细胞发育功能的化学物质。（利用发酵工程等技术生产的一类主要用于治疗感染性疾病的药物）,以生物化学方法为手段从生物体中分离、纯化、精制所得的一类具有调节人体生理功能、达到预防和治疗疾病目的的物质。(e.g. 氨基酸、肽、蛋白质、酶类),利用生物制品如病原微生物（细菌、病毒、立充次体）、病原微生物的代谢产物（毒素）以及动物和人血浆等制成的制品。通过刺激机体免疫系统，产生免疫物质（如抗体）才发挥

10、其功效，在人体内出现体液免疫、细胞免疫或细胞介导免疫，用于人类免疫性疾病的预防、诊断和治疗的一类制品。 可用于预防、治疗和诊断疾病。用于防治传染病的生物制品可分为人工自动免疫制品（如疫苗和类毒素等）和人工被动免疫制品（如丙种球蛋白、白喉抗毒素、破伤风机毒素等）,抗生素,抗生素以前被称为抗菌素，事实上它不仅能杀灭细菌而且对霉菌、支原体、衣原体、螺旋体、立克次氏体等其它致病微生物也有良好的抑制和杀灭作用，近年来通常将抗菌素改称为抗生素。抗生素可以是某些微生物生长繁殖过程中产生的一种物质，用于治病的抗生素除由此直接提取外；还有完全用人工合成或部分人工合成的。通俗地讲，抗生素就是用于治疗各种非病毒感染

11、的药物。 但是在临床使用中已经显现了许多副作用。,自1943年以来，青霉素应用于临床，现抗生素的种类已达几千种。在临床上常用的亦有几百种。其主要是从微生物的培养液中提取的或者用合成、半合成方法制造。其分类有以下几种： -内酰胺类：青霉素类和头孢菌素类的分子结构中含有-内酰胺环。近年来又有较大发展，如硫酶素类(thienamycins)、单内酰环类(monobactams)，-内酰酶抑制剂(-lactamadeinhibitors)、甲氧青霉素类(methoxypeniciuins)等。 氨基糖苷类：包括链霉素、庆大霉素、卡那霉素、妥布霉素、丁胺卡那霉素、新霉素、核糖霉素、小诺霉素、阿斯霉素等。

12、 酰胺醇类：包括氯霉素、甲砜霉素等。 大环内酯类：临床常用的有红霉素、白霉素、无味红霉素、乙酰螺旋霉素、麦迪霉素、交沙霉素等、阿奇霉素。 多肽类抗生素：万古霉素、去甲万古霉素、替考拉宁，后者在抗菌活性、药代特性及安全性方面均优于前两者。 作用于G-菌的其他抗生素，如多粘菌素、磷霉素、卷霉素、环丝氨酸、利福平等。 作用于G+细菌的其他抗生素，如林可霉素、克林霉素、杆菌肽等. 抗真菌抗生素：分为棘白菌素类、多烯类、嘧啶类、作用于真菌细胞膜上麦角甾醇的抗真菌药物、烯丙胺类、氮唑类。 抗肿瘤抗生素：如丝裂霉素、放线菌素D、博莱霉素、阿霉素等。 抗结核菌类：利福平、异烟肼、吡嗪酰胺等。 具有免疫抑制作用

13、的抗生素如环孢霉素。 四环素类：包括四环素、土霉素、金霉素及强力霉素等。,生化药物,生物制品,根据生物制品的用途可分为： 1. 预防用生物制品 均用于传染病的预防。包括疫苗、类毒素和 -球蛋白三类。 2. 治疗用生物制品 包括各种血液制剂、免疫制剂如干扰素。按治疗作用机理可分为特异的（如抗毒素和-球蛋白）和非特异的（如干扰素和人白蛋白等）。 3. 诊断用生物制品 大都用于检测相应抗原、抗体或机体免疫状态，属于免疫学方法诊断。随着免疫学技术的发展,诊断用生物制品的种类不断增多,不仅用于传染病,也用于其他疾病。主要包括两类： 诊断血清,包括细菌类、病毒立克次氏体类、抗毒素类、肿瘤类、激素类、血型及

14、 HLA、免疫球蛋白诊断血清、转铁蛋白、红细胞溶血素、生化制剂等。 诊断抗原，包括细菌类、病毒立克次氏体类、毒素类、梅毒诊断抗原、鼠疫噬菌体等。此外还有红细胞类、荧光抗体、酶联免疫的酶标记制剂、放射性核标记的放射免疫制剂、妊娠诊断制剂（激素类）、诊断用单克隆抗体。,生物制药技术体系,生物化学工程进行分离、纯化和精制 获得由细胞/病毒、生化成分或其混合物组成的用于制备各种生物药物的原料产品 这些原料产品在经过制剂工程的加工，成为各类生物药物制剂 （传统的生化药物、发酵药物、基因药物等，）,将化学材料和动植物材料，通过一系列细胞生化代谢反应后，货的生物药物的原料,将动物、植物等生物材料，不经过细胞

15、内的生化代谢反应，而是通过提取组织或细胞内的生化物质而获得生物药物的原料,生物制药技术的发展历程,生物制药技术发展到今天，大体经历了如下三代变化： 第一代，从远古到20世纪中叶，使用天然活性物质加工的制剂（胎盘制剂）未经分离、纯化，制造工艺简便，确有一定疗效。 第二代，利用近代生化技术从生物材料中分离、纯化获得的具有针对性治疗作用的生物活性物质（纯化胰岛素）。 第三代，20世纪80年代，生物化学和分子生物学的最新研究成果日益渗透到生物学的各个领域，并应用到微生物发酵、动植物细胞培养、基因操作、干细胞与组织的全能性培育，进入了基因工程、蛋白质工程和动植物克隆的时代。,生物药物的来源与分类,人体来

16、源药物种类,人血液成分制品 人血成分：红细胞、白细胞、血小板、血浆 E.g. 白细胞是生产干扰素（INFa)的重要原料。干扰素（INF）是指由生物细胞在干扰素诱发剂诱导下产生的一类具有高活性、多功能的诱生蛋白质，干扰素可以用来提高人体的免疫机能。 血浆制品 人体液细胞中的活性物质 人体来源的其他原料物质 人体细胞因子 人体激素,酶类药物,助消化酶类,胰蛋白酶（trypsin），俗称结晶胰蛋白酶 由牛的胰腺中分离而得 具有分解肽链的作用，能消化溶解变性蛋白质，对未变性的蛋白质无作用。 【适用症】 用于脓胸、血胸、外科炎症、溃疡、创伤性损伤、娄管等所产生的局部水肿、血肿、脓肿。 用于呼吸道疾病 用于治疗毒蛇咬伤，曾使用与竹叶青、银环蛇、眼镜蛇、蝮蛇等毒蛇咬伤的各型病人800余例，均获治愈。,诊断试剂,