基因基因工程制药

基因基因工程制药第1页，课件共65页，创作于2023年2月第2页，课件共65页，创作于2023年2月

有人认为，冰晶破坏了冰冻细胞的DNA，使它们丧失机能。但是，日本科学家们利用的是冷冻动物的大脑细胞，他们认为大脑的高脂肪以及头骨可以有效地保护脑细胞，减小被冰晶破坏的可能性。英国生殖伦理评论家约瑟芬·昆塔瓦莱认为，日本科学家的克隆实验已经走向了可接受科学的边界。“这样的研究提出了一个令人不安的问题。我们死后，如果将遗体捐献给医疗机构用于医学研究的话，多年后也许可能会被用作克隆研究。”但英国科学家们却对日本的突破性研究成果持欢迎态度。

第3页，课件共65页，创作于2023年2月基因工程制药

陈侃第4页，课件共65页，创作于2023年2月基因工程：在体外对DNA进行切割、拼接，使遗传物质重新组合，经载体转移到细胞中扩增表达、获得人类所需产品，或组建新生物类型的技术。也称为DNA重组技术，基因工程是生物技术的核心。第5页，课件共65页，创作于2023年2月基因工程的重要工具核酸内切酶、连接酶和载体的发现:内切酶——DNA分子的“手术刀”连接酶——DNA片段的“缝衣针”载体——DNA转移的“交通工具”核心技术：DNA重组技术第6页，课件共65页，创作于2023年2月基因工程的基本环节第7页，课件共65页，创作于2023年2月转基因小鼠转基因烟草第8页，课件共65页，创作于2023年2月基因制药的概念

从一种生物体中分离编码某蛋白质的基因，将它装入表达载体构建成表达质粒，再转入受体细胞经大量发酵或细胞培养，令受体细胞大量表达这种蛋白质的过程。第9页，课件共65页，创作于2023年2月第10页，课件共65页，创作于2023年2月为什么要基因制药？

利用微生物、动物、植物作为“生物工厂”生产一些药物多肽和疫苗。例如：原来一种生长激素只能从动物脑中提取，5毫克的量需要从50万只羊的脑中才能得到，而用基因工程方法，只需要9升的细菌培养液（价值几美元）。第11页，课件共65页，创作于2023年2月安全，不易被病原体，污染。成本低、产量高用传统技术提取5毫克的生长激素释放抑制因子需要50万头的绵羊脑，而用基因工程技术生产只需9升细菌发酵液。生产的蛋白质药物性质更稳定、活性高、副作用低。可以通过基因工程的方法对蛋白质基因的结构加以改造，以改变蛋白质结构，使其更稳定。基因工程药物的优点

第12页，课件共65页，创作于2023年2月第一个基因工程药物----胰岛素

19世纪以前，糖尿病患者的平均生存时间是5年，它象恶魔一样肆意夺走人们的生命，而人类对此却一筹莫展。第13页，课件共65页，创作于2023年2月加拿大科学家FrederickBanting,因发现胰岛素于1923年荣获诺贝尔生理学奖Banting的助手——加拿大生理学家CharlesBest第14页，课件共65页，创作于2023年2月

1917年,班廷从多伦多大学毕业，并未得到应有的完整的医学训练，因为受第一次世界大战影响，刚毕业就被征兵，派到法国前线做陆军军医。战争结束之后，回国的他找不到像样的工作，只能到一个边远的小镇开了个诊所，生意惨淡。为了糊口，他又跑到当地一所医学院兼课——他的关于糖尿病的知识就是为了给学生讲课现学现卖的。第15页，课件共65页，创作于2023年2月有一天，班廷备课的时候读到一份病例报告说，一个病人的胰脏导管被结石堵塞之后，几种分泌消化酶的消化腺萎缩了，可是胰岛细胞却依然存活良好。这次偶然的阅读给班廷带来了流芳千古的机会，这是为什么呢？第16页，课件共65页，创作于2023年2月胰岛所分泌的激素之所以难以提取，就是因为胰蛋白酶的存在——这种酶能够降解其它的蛋白质；在班廷之前，早就有很多科学家认为胰蛋白酶会降解他们想要提取出来的激素。班廷的灵感说来也简单，他想的是：要是模仿结石阻塞的状况，把狗的胰脏导管用手术结扎，等消化腺萎缩之后，再提取胰岛素！第17页，课件共65页，创作于2023年2月小地方设备不够，班廷需要支持。于是，小伙子跑回母校多伦多大学，找到当时的糖尿病权威麦克劳德(J.J.R.Macleod)教授。第18页，课件共65页，创作于2023年2月班廷关掉诊所，辞了兼课工作，可是麦克劳德却不冷不热，因为班廷要解决的是无数人都未能解决的，这个二十几岁的小伙怎么看着都像是异想天开而已，最终麦克劳德还是答应了班廷，不是因为他独具慧眼，而是因为班廷要的东西实在是太容易满足了——他只要十条狗，一个助手，八个星期。麦克劳德给班廷了一个阴暗狭窄的小房间，21岁的医学生查尔斯·贝斯特(CharlesBest）和十条狗。两三年之后，这个叫“Best”的傻傻地只知道听话的小伙子成了历史上运气最好的人之一。第19页，课件共65页，创作于2023年2月

班廷开始了没日没夜的工作，他要先把一只狗变成糖尿病狗，然后再给另一只狗做胰脏导管结扎手术，等到这只狗的胰脏萎缩之后，手术摘取出来，提取他们想要的物质，而后再注射到糖尿病狗的静脉中去——然后再检测这条糖尿病狗的血糖水平，以判断他们提取的物质到底是不是真的有用。八周很快就过去，狗一条又一条地死掉，贝斯特的工资也发不出来了，实验依然没有实质性的进展，天气越来越热，实验环境越来越差。第20页，课件共65页，创作于2023年2月终于有一天，贝斯特有点迟疑地说，“不知道我测的准不准，刚刚我们注射的那条狗的血糖降到了正常水平……”班廷和贝斯特死盯着那条狗，一小时内，眼睁睁看着那条糖尿病狗从连头都抬不起到可以坐起来，再到竟然可以站起来！

第21页，课件共65页，创作于2023年2月糖尿病昏迷小狗将胰腺搅拌过滤，并收集少量液体注射入出现糖尿病昏迷小狗体内。液体注射完以后，小狗苏醒了第22页，课件共65页，创作于2023年2月无数医生、科学家梦寐以求的神秘物质终于被这两个年轻人揭开了面纱。他们俩为之取名为“岛素”——就是我们今天说的“胰岛素”（Insulin）。第23页，课件共65页，创作于2023年2月第24页，课件共65页，创作于2023年2月Banting(右)和助手Best(左)与第一只去除胰腺后注射胰岛素而存活下来的狗第25页，课件共65页，创作于2023年2月1922年，Banting医生再接再厉第26页，课件共65页，创作于2023年2月对已患糖尿病，医生已放弃治疗的小男孩进行治疗，结果药到病除，全世界为之欢呼。第一位接受胰岛素注射的患者第27页，课件共65页，创作于2023年2月1965年我国首次人工合成结晶牛胰岛素第28页，课件共65页，创作于2023年2月至今为止，胰岛素仍然是治疗糖尿病有效的方法，而胰岛素主要是从猪等大的家畜胰腺中提取。从一头猪的胰腺中只能提取出300单位胰岛素，而一个病人每天需要40单位胰岛素，因此远远不能满足需要。我的胰腺拿走可是，还不够啊第29页，课件共65页，创作于2023年2月怎么办呢？基因工程技术问世科学家的设想找到人胰岛素基因找到合适的大肠杆菌把胰岛素基因转入到大肠杆菌的细胞中第30页，课件共65页，创作于2023年2月第31页，课件共65页，创作于2023年2月现代科学家们进一步设想，将胰岛素基因移植到糖尿病患者体内的有关细胞中，让新移入的基因来指挥细胞生产机体所需要的胰岛素，若成功，糖尿病人就不用象现在这样天天注射胰岛素了。第32页，课件共65页，创作于2023年2月基因重组人生长激素使“小不点”拔高生长激素分泌过多巨人症分泌过少侏儒症小不点第33页，课件共65页，创作于2023年2月要使“小不点”长高，唯一的办法是向人体注射生长激素。如果从动物体内提取，50万只羊脑才能提到0.005克的纯激素如果从死亡不久的尸体中摘取脑垂体提取生长激素，600具尸体中提到的剂量，仅仅够救治一个侏儒症病人，而且还要面临不寻常毒素或病毒污染的危险，“小不点”们只能望高兴叹了。第34页，课件共65页，创作于2023年2月而大肠杆菌每20分钟就可以繁殖一代，如果把它放到大型的发酵罐里进行人工培养，就可以大量繁殖，生产出大量的人生长激素，从而满足人类的需要。第35页，课件共65页，创作于2023年2月基因制药让我长高了第36页，课件共65页，创作于2023年2月基因重组人干扰素给肝炎和癌症患者带来希望

干扰素：当人体受到某种病毒感染时，体内会产生一种物质阻止或干扰人体再次受到病毒感染，人们把这种物质叫做干扰素，它具有抗病毒、抗微生物入侵、抗肿瘤血管生成，从而抑制肿瘤生长等功能。第37页，课件共65页，创作于2023年2月我国乙型肝炎患者很多，干扰素用于慢性乙型肝炎患者的治疗短期有效率可达70%以上，长期有效率接近50%,而且疗效持久，病人有望完全康复。干扰素用于治疗Kaposi肉瘤，40%的肿瘤明显消退，体腔内给药可使胸、腹水及其癌细胞减少，甚至消失。第38页，课件共65页，创作于2023年2月用传统方法提取的干扰素远不能满足临床需要8000毫升人血1毫克干扰素一磅干扰素（453克）成本为200亿美元运用基因重组技术生产高纯的干扰素一磅干扰素（453克）成本不足0.1亿美元第39页，课件共65页，创作于2023年2月有望开辟生产抗癌药紫杉醇的新途径

人们谈癌色变是因为至今还没有治疗癌症的特效药。美国科学家20年来筛选了11.4万种植物和1.6万种动物的提取物，发现紫杉醇是一种安全有效的抗癌药，临床应用也证明其对卵巢癌、乳腺癌、胃癌和肺癌都有较好的疗效，特别是成为治疗卵巢癌的首选药后，临床需求量急剧增加，而大量砍伐红豆杉又会造成紫杉树资源枯竭的危机。科学家不得不寻找获取紫杉醇的新途径，以解燃眉之急。第40页，课件共65页，创作于2023年2月从紫杉树里分离紫杉醇的基因把紫杉醇基因转入微生物进行体外大规模微生物培养提取微生物表达的紫杉醇第41页，课件共65页，创作于2023年2月有望研制出新型抗生素

绿脓杆菌容易感染烧伤病人、艾滋病患者和癌症病人，它适应能力很强，能在多种环境下生存，其内部的耐药机制会象“泵”一样把外来的化学物质排出。因此，普通的消毒剂和抗生素都难以消灭绿脓杆菌。第42页，课件共65页，创作于2023年2月人类解读绿脓杆菌的基因组图谱解析“泵”的编码基因研制新型抗生素直接攻击“泵”杀死病菌第43页，课件共65页，创作于2023年2月

最新研究：西班牙科学家发现了迄今为止最小的基因，这个被命名为MCCA的基因含有制造天然抗生素的遗传指令，可以指挥产生某种抗生素，并能杀死其他细菌。这一发现有助于人类认识生命演变过程和由遗传变异而引起的各种疾病。第44页，课件共65页，创作于2023年2月

最新研究：西班牙科学家发现了迄今为止最小的基因，这个被命名为MCCA的基因含有制造天然抗生素的遗传指令，可以指挥产生某种抗生素，并能杀死其他细菌。这一发现有助于人类认识生命演变过程和由遗传变异而引起的各种疾病。第45页，课件共65页，创作于2023年2月遍地会走的“制药厂”听说过身价30万美元的羊吗？听说过600美元一磅的羊奶吗？听说过年产奶价值数十亿美元的奶牛吗？第46页，课件共65页，创作于2023年2月身价百倍的奥秘？我们都是转基因呦第47页，课件共65页，创作于2023年2月利用转基因羊生产凝血因子第48页，课件共65页，创作于2023年2月第49页，课件共65页，创作于2023年2月全世界每年人血清白蛋白需求量达440吨，需要从400多万名献血员提供的血浆中提取，所需金额达15亿美元，而如果用转基因牛来生产，则只要2000头牛就够了，而且可以避免从人血中提取可能带来的肝炎病毒、艾滋病病毒等感染。第50页，课件共65页，创作于2023年2月有人把转基因动物比喻成会走的“制药厂”。今后，我们将看到“遍地是牛羊”的草原景色，竟是遍地会走的“制药厂”。第51页，课件共65页，创作于2023年2月美国有各类生物技术公司两千多家，其中70%从事医药产品的开发研究。预计到2000年红细胞生成素（EPO）销售额将超过30亿美元；粒细胞集落刺激因子（G-CSF）超过20亿美元；人生长激素（hGH）、干扰素（IFN）、尿激酶（UK）均超过10亿美元；胰岛素、降钙素将超5亿美元。

日本基因工程药物的年销售额也高达几千亿日元。

我国基因工程药物数量少、市场规模仍然十分有限。

展望：基因工程药物的巨大经济效益

第52页，课件共65页，创作于2023年2月用基因工程技术生产的人类蛋白质药物

蛋白质名称

用

途

促肾上腺皮质激素（adrenocorticotrophichormone）

治疗风湿（rheumaticdisease）B细胞生长因子（B-cellgrowthfactor）

治疗免疫系统功能失调降钙素(calcitonin)治疗软骨病(osteomalacia)集落刺激因子(colonystimulatingfactor)治疗血液病、肿瘤辅助治疗绒毛膜促性腺激素(chorionicgonadotropin)治疗不排卵症内啡肽和脑啡肽(endorphineandenkephalin)镇痛剂(analgesicagent)上皮生长因子(epidermalgrowthfactor)促进伤口愈合红细胞生成素(erythropoietin)治疗贫血(anemia)凝血因子Ⅷ(factorⅧ)治疗血友病(hemophilia)凝血因子Ⅸ(factorⅨ)治疗血友病生长激素(growthhormone)促进生长生长激素释放因子(growthhormonereleasingfactor)促进生长胰岛素(insulin)治疗糖尿病(diabetes)干扰素(interferon)抗病毒抗肿瘤白细胞介素(interleukin)治疗癌症第53页，课件共65页，创作于2023年2月淋巴细胞毒素(lymphotoxin)抗肿瘤巨噬细胞激活因子(macrophageactivatingfactor)抗肿瘤神经生长因子(nervegrowthfactor)促进神经系统损伤的修复血小板衍生因子(platelet-derivedgrowthfactor)治疗动脉粥样硬化松弛素(relaxin)助产剂血清白蛋白(serumalbumin)血浆补充物生长调节素(somatomedinC)促进生长组织型纤溶酶原激活剂(tissueplasminogenactivator)溶栓剂肿瘤坏死因子(tumornecrosisfactor)抗肿瘤尿抑胃素(urogastrone)抗溃疡药物尿激酶(urokinase)溶栓剂第54页，课件共65页，创作于2023年2月我国已经批准上市的基因工程药物

药品名

开发生产公司

批准时间

适应症

重组人干扰素α1b（外用）长春生研所1989年试生产

病毒性角膜炎

重组人干扰素α1b上海生研所1996年正式生产

乙肝，丙肝等

深圳科兴1996年正式生产

乙肝，丙肝

重组人干扰素α2a长春生研所1996年正式生产

尖锐湿疣，疱疹

长生药业1997年正式生产

乙肝，丙肝

三生药生1997年正式生产

乙肝，丙肝

大洲药业1997年正式生产

乙肝，丙肝

重组人干扰素α2b里亚哈尔1996年正式生产

乙肝，丙肝

华立达1997年正式生产

乙肝，丙肝

安科1997年试生产

乙肝，丙肝

华新1997年试生产

乙肝，丙肝

重组干扰素-Υ

上海生研所1994年试生产

类风湿

克隆1995年试生产

类风湿

丽珠生物工程1995年试生产

类风湿第55页，课件共65页，创作于2023年2月

重组人白细胞介素-2长春生研所1997年正式生产

癌症辅助治疗

长生药业1997年正式生产

癌症辅助治疗

四环制药1997年正式生产

癌症辅助治疗

华新1997年正式生产

癌症辅助治疗

三生药业1997年正式生产

癌症辅助治疗

深圳科兴1997年正式生产

癌症辅助治疗

中化合通1995年试生产