生物技术制药论文

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1、 生物技术制药论文1现代生物技术制药研究及展望现代生物技术制药研究及展望赵育 （陕理工生科院生物科学专业 07 级 2 班，陕西 汉中 723000） 指导教师：冯自立 摘要摘要 现代生物技术制药工业始于 1971 年，现已创造出 35 个重要治疗药物，全球大约有 2500 多家公司，主要产品有重组蛋白质药品、重组疫苗和诊断、治疗用的单克隆机体三大类。我国自 80 年代开始进行现代生物技术药品的研究和开发，到 1998 年 7 月底，我国已有近 200 多个现代生物技术制药企业，已有 14 种现代生物技术药品和疫苗投产，已经批准进入临床的有近 10 种药，正在进行临床前研究的有 10 多种。在

2、采用现代生物技术改造传统生物技术制药产业方面已取得初步成果。但我国生物技术诊断试剂、酶工程、动植物细胞工程医药产品、现代生物技术支撑技术、后处理技术和制剂技术等方面与国外还存在差距。其中不重视中试放大过程是影响我国生物技术产业化发展的一个很重要的原因。 关键词关键词 生物技术制药 生物技术的应用 生物技术发展 生物药物研究进展引言引言 主要产品有重组蛋白质药品、重组疫苗和诊断、治疗用的单克隆机体三大类。我国自 80 年 代开始进行现代生物技术药品的研究和开发，到 1998 年 7 月底，我国已有近 200 多个现代生物技 术制药企业，已有 14 种现代生物技术药品和疫苗投产，已经批准进入临床的

3、有近 10 种药，正在进 行临床前研究的有 10 多种。在采用现代生物技术改造传统生物技术制药产业方面已取得初步成果。 但我国生物技术诊断试剂、酶工程、动植物细胞工程医药产品、现代生物技术支撑技术、后处理技 术和制剂技术等方面与国外还存在差距。其中不重视中试放大过程是影响我国生物技术产业化发展 的一个很重要的原因。生物技术药物(biotech drugs)或称生物药物(biopharmaceutics)是集生物学、医学、药学的 先进技术为一体，以组合化学、药学、基因功能抗原学、生物信息学等高技术为依托，以分子遗传 学、分子生物、生物物理等基础学科的突破为后盾形成的产业。现在，世界生物制药技术的

4、产业化 已进入投资收获期，生物技术药品已应用和渗透到医药、保健食品和日化产品等各个领域，尤其在 新药研究、开发、生产和改造传统制药工业中得到日益广泛的应用，生物制药产业已成为最活跃、 进展最快的产业之一。有些学者认为，20 世纪的科学技术是以物理学和化学的成就占主导地位， 而 21 世纪的科学技术是以生物学的成就占主导地位。无论这种说法是否得到普遍的认同，生物技 术是当今高技术中发展最快的领域似乎是不争的事实。 科学家预测，生命科学到 2015 年会取得革 命性进展。这些进展可以帮助人类解决很多目前无法医治的疾病的治疗问题，彻底消除营养不良， 改善食品的生产方式，消除各种污染，延长人类寿命，提

5、高生命质量，为社会安全和刑侦提供新的 手段。有些成果还可以帮助人类加速植物和动物的人工进化以及改善生态环境对人类的影响等。产 生新的有机生命的研究也会取得进展。1.生物制药现状 目前生物制药主要集中在以下几个方向： 1.1 肿瘤 在全世界肿瘤死亡率居首位，美国每年诊断为肿瘤的患者为 100 万，死于肿瘤者生物技术制药论文2达 54.7 万。用于肿瘤的治疗费用 1020 亿美元。肿瘤是多机制的复杂疾病，目前仍用早期诊断、放 疗、化疗等综合手段治疗。今后 10 年抗肿瘤生物药物会急剧增加。如应用基因工程抗体抑制肿瘤， 应用导向 IL-2 受体的融合毒素治疗 CTCL 肿瘤，应用基因治疗法治疗肿瘤(

6、如应用 -干扰素基因 治疗骨髓瘤)。基质金属蛋白酶抑制剂(TNMPs)可抑制肿瘤血管生长，阻止肿瘤生长与转移。这类抑 制剂有可能成为广谱抗肿瘤治疗剂，已有 3 种化合物进入临床试验。1.2 神经退化性疾病 老年痴呆症、帕金森氏病、脑中风及脊椎外伤的生物技术药物治疗， 胰岛素生长因子 rhIGF-1 已进入期临床。神经生长因子(NGF)和 BDNF(脑源神经营养因子)用于治 疗末稍神经炎，肌萎缩硬化症，均已进入期临床。美国每年有中风患者 60 万，死于中风的人数 达 15 万。中风症的有效防治药物不多，尤其是可治疗不可逆脑损伤的药物更少，Cerestal 已证明 对中风患者的脑力能有明显改善和稳

7、定作用，现已进入期临床。Genentech 的溶栓活性酶 (Activase 重组 tPA)用于中风患者治疗，可以消除症状 30%。1.3 自身免疫性疾病 许多炎症由自身免疫缺陷引起，如哮喘、风湿性关节炎、多发性硬化 症、红斑狼疮等。风湿性关节炎患者多于 4000 万，每年医疗费达上千亿美元，一些制药公司正在 积极攻克这类疾病。如 Genentech 公司研究一种人源化单克隆抗体免疫球蛋白 E 用于治疗哮喘， 已进入期临床;Cetors 公司研制一种 TNF- 抗体用于治疗风湿性关节炎，有效率达 80%。Chiron 公司的 -干扰素用于治疗多发性硬化病。还有的公司在应用基因疗法治疗糖尿病，

8、如将胰岛素基因导入患者的皮肤细胞，再将细胞注入人体，使工程细胞产生全程胰岛素供应。1.4 冠心病 美国有 100 万人死于冠心病，每年治疗费用高于 1 170 亿美元。今后 10 年，防 治冠心病的药物将是制药工业的重要增长点。Centocors Reopro 公司应用单克隆抗体治疗冠心 病的心绞痛和恢复心脏功能取得成功，这标志着一种新型冠心病治疗药物的诞生。基因组科学的建 立与基因操作技术的日益成熟，使基因治疗与基因测序技术的商业化成为可能，正在达到未来治疗 学的新高度。转基因技术用于构造转基因植物和转基因动物，已逐渐进入产业阶段，用转基因绵羊 生产蛋白酶抑制剂 ATT，用于治疗肺气肿和囊性

9、纤维变性，已进入，期临床。大量的研究成果 表明转基因动、植物将成为未来制药工业的另一个重要发展领域。2.生物制药展望 据 Parexels pharmaceutical R&D statistical source book 报告，已有 723 种生物技术药 物正在进行通过 FDA 审批(包括期临床及 FDA 评估)，还有 700 种药物在早期研究阶段(研究 与临床前)，有 200 种以上产品已到最后批准阶段(期临床与 FDA 评估)。根据 Consulting Resources Corporation 统计，生物技术药物的销售规模将从 1996 年的 100 亿元扩大到 2006 年的 3

10、20 亿美元。治疗药物平均年增长 16%，诊断药物年增长 9%，将达到 40 亿美元。在 284 种开发的生物技术药物中有 2/5 用于多种肿瘤的治疗，如脑瘤、直肠癌和乳腺癌。发展 最快的是基因治疗剂，美国 FDA 已批准 100 多个基因治疗方案进入临床试验。基因治疗的主要对象 是囊性纤维变性、癌症、艾滋病及 Gauchers 症。phRMA 主席 Gerald J Mossinghoff 预言，再过 10 年，生物技术将使许多老年性疾病得到治疗，是新药“黄金时代”的新开端。开发中的生物技术疫苗迅速增加，年增加品种达 44%(达 66 种)，用于癌症、艾滋病、类风湿 性关节炎、镰刀形贫血、骨

11、质疏松症、百日咳、多发性硬化症、生殖器疱疹、乙型肝炎及其它感染 性疾病。最近生物技术药物还试用于普通感冒、帕金森氏症、遗传性慢性舞蹈症。生物技术制药论文3快速基因测序技术的进展，使诊断工具日益专一、快速，检测有关疾病的发病基因使疾病诊断 进入一个新阶段。如 hMLHI 基因与 30%继发性肿瘤相关，P53 基因涉及到近一半的肿瘤。 Alzheimers 高胆固醇症与精神分裂症基因诊断研究也已取得进展。有些疾病，如肿瘤与心脏病 是多基因性的疾病，因此一种疾病一种药物的治疗模式已愈来愈行不通，针对个体发病的基因型差 异选用特殊治疗手段将会诞生新的医药市场。10 年内基因操作将从占近代疾病检查中的

12、0.5%扩大 到占全部诊断检查的 8%，到 2000 年基因操作将达到 20 亿美元的市场效益。今后 10 年生物技术将 对当代重大疾病治疗剂创造更多的有效药物，并在所有前沿性的医学领域形成新领域。主要涉及下 列医疗领域今后 10 年生物技术将对当代重大疾病治疗剂创造更多的有效药物，并在所有前沿性的医学领 域形成新领域。目前热门的药物生物技术如下：表 1 热门药物生物技术技术新颖性技术新颖性组合化学成熟领域前导物综合鉴定技术新生技术要学基因组科学发展领域核糖酶新生技术蛋白质工程发展领域抗体酶新生技术基因治疗发展领域药物设计与人工智能新生技术糖类治疗机发展领域功能抗原新生技术表 2 正在研究开发

13、的生物技术药物类型领域开发药物品种领域开发药物品种单克隆体78人生长激素5 疫苗62纤溶酶原激活剂4 基因治疗28凝血因子3 白介素11集落细胞刺激因子3 干扰素10促红细胞生长素2 生长因子10SOD1 重组可溶性受体6其他56 反义药物6总数284生物学的革命不仅依赖于生物科学和生物技术的自身发展，而且依赖于很多相关领域的技术走 向，例如微机电系统、材料科学、图像处理、传感器和信息技术等。尽管生物技术的高速发展使人 们难以作出准确的预测，但是基因组图谱、克隆技术、遗传修改技术、生物医学工程、疾病疗法和 药物开发方面的进展正在加快。除了遗传学之外，生物技术还可以继续改进预防和治疗疾病的疗法。

14、 这些新疗法可以封锁病原体进入人体并进行传播的能力，使病原体变得更加脆弱并且使人的免疫功 能对新的病原体作出反应。这些方法可以克服病原体对抗生素的耐受性越来越强的不良趋势，对感生物技术制药论文4染形成新的攻势。除了解决传统的细菌和病毒问题之外，人们正在开发解决化学不平衡和化学成分 积累的新疗法。例如，正在开发之中的抗体可以攻击体内的可卡因，将来可以用于治疗成瘾问题。 这种方法不仅有助于改善瘾君子的状况，而且对于解决全球性非法毒品贸易问题具有重大影响。各 种新技术的出现有助于新药物的开发。计算机模拟和分子图像处理技术(例如原子力显微镜、质量 分光仪和扫描探测显微镜)相结合可以继续提高设计具有特定

15、功能特性的分子的能力，成为药物研 究和药物设计的得力工具。药物与使用该药物的生物系统相互作用的模拟在理解药效和药物安全方 面会成为越来越有用的工具。例如，美国食品药物管理局(FDA)在药物审批的过程中利用 Dennis Noble 的虚拟心脏模拟系统了解心脏药物的机理和临床试验观测结果的意义。这种方法到 2015 年 可能会成为心脏等系统临床药物试验的主流方法，而复杂系统(例如大脑)的药物临床试验需要对这 些系统的功能和生物学进行更为深入的研究。目前生物技术药物的种类数目还尚未超过一般药物的总数，但生物技术制药公司总数已超过前 10 年的 6 倍。目前主要的生物技术公司多分布在美国，如 Amg

16、en,Genetics institute,Genzyme,Genentech 和 Chiron，还有 Biogen 也发展较快。1987 年尚没有一种重组 DNA 药物进入世界药品销售额排名前列表，但到 1996 年已有多种生物工程药物榜上有名。经上市的生 物技术药物主要含 3 大类，即重组治疗蛋白质、重组疫苗和诊断或治疗用的单克隆抗体。药物的研 究开发成本目前已经高到难以为继的程度，每种药物投放市场前的平均成本大约为 6 亿美元。这样 高的成本会迫使医药工业对技术的进步进行巨大的投资，以增强医药工业的长期生存能力。综合利 用遗传图谱、基于表现型的定制药物开发、化学模拟程序和工程程序以及药物试验模拟等技术已经 使药物开发从尝试型方法转变为定制型开发，即根据服药群体对药物反应的深入了解会设计、试验 和使用新的药物。这种方法还可以挽救过去在临床试验中被少数患者排斥但有可能被多数患者接受