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1、 第三章第三章 基因工程制药基因工程制药基因工程药物的高回报基因工程药物的高回报碱性成纤维细胞生长因子碱性成纤维细胞生长因子 231元元/ug红细胞生成素红细胞生成素 1072元元/ug白细胞介素白细胞介素-2 410元元/ug巨细胞粒细胞集落刺激因子巨细胞粒细胞集落刺激因子 1960元元/ug胰岛素胰岛素 10.2元元/mg 基因产业将成为基因产业将成为2121世纪朝阳产业世纪朝阳产业，它的巨额经济效益吸引着投资商和企业向这它的巨额经济效益吸引着投资商和企业向这一领域汇聚。一领域汇聚。 目前美国的一些著名公司正在进行着一目前美国的一些著名公司正在进行着一场重组和改造，把主要目标放在与基因相关
2、场重组和改造，把主要目标放在与基因相关的产业开发上。如今，如果有哪家公司宣布的产业开发上。如今，如果有哪家公司宣布克隆出具有某种功能的基因，其股票马上大克隆出具有某种功能的基因，其股票马上大幅升值。人类基因研究的任何成果都会给无幅升值。人类基因研究的任何成果都会给无所不能的所不能的“基因工程基因工程”增添强大的驱动力，增添强大的驱动力，创造出人间奇迹。创造出人间奇迹。RockfellerRockfeller 大学将人肥胖基因出售大学将人肥胖基因出售0.20.2亿美元亿美元 AmgenAmgen公司将公司将FKBPFKBP神经免疫因子配体转神经免疫因子配体转让达让达3.293.29亿美元亿美元
3、MillenniumMillennium公司以公司以4.654.65亿美元亿美元向向BayerBayer公司转让公司转让225225种基因的开发权种基因的开发权 基因本身就是一个产业基因本身就是一个产业主要内容3.1 3.1 概述概述3.2 3.2 基因工程制药的特点基因工程制药的特点 3.3 3.3 基因工程药物生产的基因工程药物生产的一般程序一般程序3.4 3.4 目的基因的获得：目的基因的获得： 化学合成法；化学合成法； cDNAcDNA法法; ; PCRPCR法法 3.5 3.5 基因表达基因表达3.6 3.6 基因工程菌的稳定性基因工程菌的稳定性; ;发酵：发酵工发酵：发酵工 艺，培
4、养设备。艺，培养设备。主要内容3.7 3.7 基因工程药物的基因工程药物的分离纯化分离纯化3.83.8 基因工程药物的基因工程药物的质量控制质量控制: : 原材料的质控，培养过程质控，纯原材料的质控，培养过程质控，纯化工艺的质控，目标产品的质控，产品化工艺的质控，目标产品的质控，产品的保存。的保存。3.9 3.9 基因工程药物的制造实例基因工程药物的制造实例 3.1概述概述1b IFN（商品名“赛若金”） 我国自行研发的一类新药，“863”第一个产业化的基因工程药物干扰素干扰素(IFN )(IFN )治疗肝炎治疗肝炎(hepatitis):(hepatitis):Blood: 20,000-3
5、0,000 US$/patientBlood: 20,000-30,000 US$/patientGeneticalGenetical Engineering: 200-300 Engineering: 200-300 US$/patientUS$/patient 1000 liter blood 1000 liter blood l liter ferment l liter ferment胰岛素（胰岛素（InsulinInsulin）: : 治疗治疗糖尿病（糖尿病（diabetesdiabetes）Traditional : Calf pancreas: 1000 ponds10g ins
6、ulinNow: 200 liter ferments : 10g 重组人胰岛素（胰岛素（rhInsulinrhInsulin） 悦康仙 世界第一个基因治疗药物世界第一个基因治疗药物20042004年深圳赛百诺年深圳赛百诺基因技术有限公司研发的抗癌新药基因技术有限公司研发的抗癌新药“重组人重组人p53p53腺病毒注射液腺病毒注射液”（商品名（商品名“今又生今又生”） 基因治疗药的现状基因治疗药的现状9191年首次对先天性年首次对先天性ADAADA缺失的女孩进行基缺失的女孩进行基因治疗的临床试验因治疗的临床试验9898年批准反义寡核苷酸用于治疗艾滋病年批准反义寡核苷酸用于治疗艾滋病近近10010
7、0种基因治疗药在临床试验：种基因治疗药在临床试验： 2020多种在多种在1 1期至期至2 2期期; 40; 40多种在多种在2 2期期; ; 4 4种在种在2 2至至3 3期期; 4; 4种在种在3 3期期 2 2种已完成种已完成3 3期在等待期在等待FDAFDA的最后批准的最后批准SCIDSCID患者患者生存生存在无在无菌环菌环境中境中基因治疗药的应用前景基因治疗药的应用前景梗塞性血管病梗塞性血管病高血压病和心肌肥厚高血压病和心肌肥厚动脉粥样硬化和再狭窄动脉粥样硬化和再狭窄肿瘤肿瘤贫血贫血糖尿病和肥胖症糖尿病和肥胖症关节炎关节炎其他遗传性疾病其他遗传性疾病基因治疗人数情况基因治疗人数情况基因
8、组药物的现状基因组药物的现状HGSHGS通过基因组找到通过基因组找到6 6个药物进入一、二期临个药物进入一、二期临床试验床试验与与HGSHGS合作研究获得的合作研究获得的1 1个小分子药物进入一个小分子药物进入一期临床试验期临床试验AmgenAmgen通过基因组研究发现通过基因组研究发现OPGOPG，在一期临床在一期临床试验中试验中ImmunexImmunex与与Genentech, TRAIL,Genentech, TRAIL,在一期临床试在一期临床试验中验中在研的基因组药物在研的基因组药物KGF2HGS伤口愈合伤口愈合MPIF-1MPIF-1HGSHGS癌症癌症VEGF-2VEGF-2HG
9、SHGS血管疾病血管疾病BLyS(THANKBLyS(THANK) )HGSHGS免疫功能低下免疫功能低下 BLySBLyS mAbmAb HGS HGS自身免疫性疾病自身免疫性疾病BLySBLyS-X-XHGSHGS癌症癌症DR4 DR4 mAbmAbHGSHGS癌症癌症TRAILTRAILImmunexImmunex癌症癌症TRAILTRAILGenentech Genentech 癌症癌症OPG/TR1OPG/TR1 Amgen Amgen 骨质疏松骨质疏松基因组药物的前景基因组药物的前景除已进入临床试验的基因组药物以外，尚有一除已进入临床试验的基因组药物以外，尚有一大批候选药正在临床前
10、实验，预计以后每年将大批候选药正在临床前实验，预计以后每年将成倍增长成倍增长在未来十年内，人造器官、转基因动物及器官在未来十年内，人造器官、转基因动物及器官生产等与基因组相关的技术将会有重大进展，生产等与基因组相关的技术将会有重大进展，加上越来越多与疾病有关的基因功能将为基因加上越来越多与疾病有关的基因功能将为基因组后研究所确定，组后研究所确定，基因组医药作为第三代生物基因组医药作为第三代生物医药必将掀起生物医药业发展的第三次浪潮医药必将掀起生物医药业发展的第三次浪潮转基因动物转基因动物（Transgenic animals）Transgenic goat,2002,9-10Transgeni
11、c -IFN, anti-agglutinin IIITransgenic mouse expressing hormones3.2 基因工程制药的特点1.1.可以获得天然来源难以得到的生理活性可以获得天然来源难以得到的生理活性物质物质, ,使之成为新药。使之成为新药。 动物脏器提取的不足：来源困难动物脏器提取的不足：来源困难, ,免疫抗原性免疫抗原性, ,病毒污染。病毒污染。2.2.利用基因工程技术使得活性蛋白、多肽利用基因工程技术使得活性蛋白、多肽基因可以在微生物、细胞乃至动、植物基因可以在微生物、细胞乃至动、植物反应器中获得反应器中获得高效表达高效表达, ,批量生产批量生产, ,保障保障
12、了临床治疗的迫切需求。了临床治疗的迫切需求。3.3.提供足够数量的生理活性物质以对其结提供足够数量的生理活性物质以对其结构、生理、生化性质进行深入研究构、生理、生化性质进行深入研究, ,从从而可以进一步扩大这些活性物质的使用而可以进一步扩大这些活性物质的使用范围。范围。4.4.通过基因工程技术可以不断发掘和开发通过基因工程技术可以不断发掘和开发更多的更多的新型生理活性物质新型生理活性物质。如。如 EPOEPO、 G-CSFG-CSF等。等。5.5.采用基因工程、蛋白质工程技术可以改采用基因工程、蛋白质工程技术可以改造内源生理活性物质造内源生理活性物质, ,进一步进一步提高生物提高生物活性。活性
13、。 如采用蛋白质工程对如采用蛋白质工程对IL-2IL-2进行改造：进行改造：使使125125位位半胱氨酸改为半胱氨酸改为serser, ,明显延长体明显延长体内半衰期内半衰期, ,降低用量并提高药效。降低用量并提高药效。6.6.采用基因工程技术可以获得新型化合物采用基因工程技术可以获得新型化合物, ,扩大药物筛选来源扩大药物筛选来源。 如基因工程抗体、基因重组免疫毒素。如基因工程抗体、基因重组免疫毒素。 3.3 3.3 基因工程药物生产的基因工程药物生产的一般程序一般程序 获得目的基因获得目的基因 组建重组质粒组建重组质粒 构建基因工程菌构建基因工程菌( (或细胞或细胞) ) 培养工程菌（发酵
14、）培养工程菌（发酵） 上上游游：实实验验室室阶阶段段 培养工程菌培养工程菌 产物分离纯化产物分离纯化 除菌过滤除菌过滤 半成品检定半成品检定 成品检定包装成品检定包装下下游游：生生产产阶阶段段Drug Resistance Gene Transferred by PlasmidPlasmid gets out and into the host cellResistant StrainNew Resistance StrainNon-resistant StrainPlasmidDrug Resistant GenemRNAEnzymeHydrolyzingAntibioticsTarget
15、Genes Carried by PlasmidRestrictionEnzymeRestrictionEnzymeTarget GenesDNA RecombinationTransformationHost CellsChromosomal DNATarget Gene RecombinationRecombinant PlasmidTransformation1 plasmid1 cellAmplification and Screening of Target Gene1X100X1,000PlasmidDuplicationBacteria DuplicationPlatingPick the colonycontaining target gene1 cell line, 1 colony=100,000
