生物技术与医疗

生物技术与医疗第1页/共38页第一节生物技术与疫苗第二节生物技术与疾病诊断第三节生物技术与生物制药第四节基因治疗第五节人类基因组计划第2页/共38页第一节生物技术与疫苗第3页/共38页一、疫苗简介1、疫苗的发展中的重要事件天花病毒疫苗（人痘法、牛痘法）狂犬病疫苗基因工程疫苗2、疫苗作用机制：疫苗可以在接受者体内建立起对入侵物质感染的免疫抗性，从而保护疫苗接受者免受疾病的侵染。第4页/共38页人体免疫系统工作机制第5页/共38页二、传统的疫苗2、种类活疫苗死疫苗1、疫苗：灭活的和减毒的致病物质，即被灭活或降低其毒性，但仍具有免疫反应能力的病原物。第6页/共38页3、传统疫苗的局限性有些致病物无法人工培养；动物病毒需要动物细胞中培养，速度慢和产量低，成本高；需对操作人员采取保护措施；疫苗未充分减毒，可能使疾病大范围流行；减毒株系可能会突变成强毒株系有些疾病用疫苗治疗效果甚微；现行疫苗有效期较短。第7页/共38页三、基因工程疫苗基因工程疫苗指的是用基因工程的方法，表达出病原物的一段基因序列，将表达产物（多数是无毒性、无感染能力、但具有较强的免疫原性）用做疫苗。第8页/共38页四、亚基疫苗亚基疫苗：利用病原物的某一部分制得的疫苗。第9页/共38页五、肽疫苗肽疫苗：用类似抗原决定簇的小肽制得基因工程疫苗。病毒粒体外表面可以与抗体结合的肽段有免疫原性，而其它无关的部分就不具免疫原性。第10页/共38页六、DNA免疫DNA免疫（基因免疫或核酸免疫）：外源DNA可引起特异性免疫反应。DNA免疫对防治一些变异较大，难以用传统疫苗防治的病原有良好的应用前景。第11页/共38页七、活体重组疫苗1、定义：用基因工程的方法对细菌和病毒进行改造。2、种类非致病性微生物，通过基因工程使之携带并表达某病原物的抗原决定簇基因，产生免疫原性；致病微生物，通过基因工程的方法修饰或去掉毒性基因后仍保持免疫原性。第12页/共38页第二节生物技术与疾病诊断疾病的诊断：依据病史、症状、体征和各种辅助检查，如血液学、病理学、免疫学、微生物学、寄生虫学乃至物理学检查等。具有其各自的局限性，未能被及时准确地诊断，从而延误了治疗良机。第13页/共38页分子诊断：从分子水平完成DNA、RNA或蛋白质检测，从而对疾病作出诊断的方法。分类:基因诊断、肿瘤标志物检测。第14页/共38页一、基因诊断基因诊断：用分子生物学的理论和技术，通过直接探查基因的存在状态或缺陷，从基因结构、定位、复制、转录或翻译水平分析基因的功能，从而对人体状态与疾病作出诊断的方法。检测的目标分子：DNA或RNA。

第15页/共38页主要技术：核酸分子杂交聚合酶链反应生物芯片技术第16页/共38页二、肿瘤标志物检测肿瘤标志物：指肿瘤细胞和组织由于相关基因或异常结构的相关基因的表达所产生的蛋白质和生物活性物质。

第17页/共38页测定方法生物化学技术免疫组化技术单克隆抗体技术第18页/共38页第三节生物技术与生物制药生物技术药物：应用DNA重组技术生产的蛋白、多肽、酶、激素、疫苗、细胞生长因子及单克隆抗体等，主要产品类型为疾病治疗剂、诊断试剂、预防药物与兽用治疗剂。生物技术药物的原始材料：细胞及其组成分子。发展迅速。第19页/共38页实例1、肿瘤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。第20页/共38页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Ⅲ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Ⅲ期临床。溶栓活性酶(Activase重组tPA)用于中风患者治疗，可以消除症状30%。第21页/共38页10大热门生物制药技术新生技术功能抗原发展领域糖类治疗剂新生技术药物设计与人工智能发展领域基因治疗新生技术抗体酶发展领域蛋白质工程新生技术核糖酶发展领域药学基因组科学新生技术前导物综合鉴定技术成熟领域组合化学新颖性技术新颖性技术第22页/共38页表2正在研究开发的生物技术药物类型

284总数6反义药物

56其他6重组可溶性受体

1SOD10生长因子

2促红细胞生成素10干扰素

3集落细胞刺激因子11细胞白介素

3凝血因子28基因治疗

4组织纤溶酶原激活剂62疫苗

5人生长激素78单克隆抗体开发药物品种领域开发药物品种领域第23页/共38页第四节基因治疗第24页/共38页1、概念：向靶细胞或组织中引入外源基因DNA或RNA片段，以纠正或补偿基因的缺陷，关闭或抑制异常表达的基因，从而达到治疗的目的。2、基因治疗的基本思想：通过使变异基因和异常表达的基因变为正常的基因和正常表达基因，从根本上治疗遗传疾病。第25页/共38页3、基因治疗临床应用必须经过细致审查体外实验、动物实验临床研究安全性、有效性、免疫学评价基因治疗管理《人体细胞基因治疗方案考虑要点及管理条例》《人体细胞治疗及基因治疗临床研究质控要点》中国基因治疗研究成纤维细胞基因治疗血友病B第26页/共38页基因治疗中的基因转移载体

反转录病毒载体重组DNA病毒载体腺病毒载体腺病毒相关病毒载体重组痘苗病毒载体单纯疱疹病毒载体染色体外自主复制载体第27页/共38页外源基因导入方法生物学方法DNA介导基因转移方法染色体介导的基因转移方法物理方法显微注射法电穿透法基因枪法第28页/共38页基因治疗的方式基因治疗的方法分为两大类：体细胞疗法生殖细胞疗法基因治疗的方式：体外原位基因治疗；体内基因治疗反义基因治疗第29页/共38页体外原位基因治疗从患者体内取出带有基因缺陷的细胞并培养；通过基因转移进行遗传修正；将经过遗传修正的细胞进行选择培养；将修正的细胞通过融合或移植的方法转入患者体内。第30页/共38页治疗效果影响因素基因转移技术转入基因在转化细胞中的稳定存在和表达基因治疗使用的受体细胞全能干细胞

T细胞肝细胞血管平滑肌第31页/共38页体内基因治疗概念:将具有治疗的基因直接转入病人的某一特定组织中。方法：反转录病毒载体介导温和病毒载体介导质粒DNA介导。第32页/共38页体内基因治疗：基因治疗的方向：

更安全更简单易控制但易被降解、转移效率较低、表达水平体内基因治疗可通过基因的包裹物的不同来实现基因的定向投送。第33页/共38页反义疗法反义RNA反义RNA通过碱基互补配对，实现基因调节。反义RNA可在基因复制、转录和翻译上起调节作用，主要在翻译水平上调节。第34页/共38页反义RNA反义RNAmRNA反义RNA与mRNA互补抑制蛋白的翻译抑制DNA的复制抑制RNA的转录DNA有两条链，