生物技术药与基因工程药物

生物学名词生物技术药与基因工程药物01关于基因工程内容简介目录02基本信息生物工程又称生物技术，是一门应用现代生命科学原理和信息及化工等技术，利用活细胞或其产生的酶来对廉价原材料进行不同程度的加工，提供大量有用产品的综合性工程技术。生物工程的基础是现代生命科学、技术科学和信息科学。生物工程的主要产品是为社会提供大量优质发酵产品，例如生化药物、化工原料、能源、生物防治剂以及食品和饮料，还可以为人类提供治理环境、提取金属、临床诊断、基因治疗和改良农作物品种等社会服务。关于基因工程前景发展历史关于基因工程发展历史人类基因工程走过的主要历程怎样呢？1866年，奥地利遗传学家孟德尔神父发现生物的遗传基因规律；1868年，瑞士生物学家弗里德里希发现细胞核内存有酸性和蛋白质两个部分。酸性部分就是后来的所谓的DNA；1882年，德国胚胎学家瓦尔特弗莱明在研究蝾螈细胞时发现细胞核内的包含有大量的分裂的线状物体，也就是后来的染色体；1944年，美国科研人员证明DNA是大多数有机体的遗传原料，而不是蛋白质；1953年，美国生化学家华森和英国物理学家克里克宣布他们发现了DNA的双螺旋结果，奠下了基因工程的基础；1980年，第一只经过基因改造的老鼠诞生；1996年，第一只克隆羊诞生；1999年，美国科学家破解了人类第22组基因排序列图；未来的计划是可以根据基因图有针对性地对有关病症下药。基因工程人类基因组研究是一项生命科学的基础性研究。有科学家把基因组图谱看成是指路图，或化学中的元素周期表；也有科学家把基因组图谱比作字典，但不论是从哪个角度去阐释，破解人类自身基因密码，以促进人类健康、预防疾病、延长寿命，其应用前景都是极其美好的。人类10万个基因的信息以及相应的染色体位置被破译后，破译人类和动植物的基因密码，为攻克疾病和提高农作物产量开拓了广阔的前景。将成为医学和生物制药产业知识和技术创新的源泉。美国的贝克维兹正在观察器皿中的菌落，他曾对人类基因组工程提出警告。科学研究证明，一些困扰人类健康的主要疾病，例如心脑血管疾病、糖尿病、肝病、癌症等都与基因有关。依据已经破译的基因序列和功能，找出这些基因并针对相应的病变区位进行药物筛选，甚至基于已有的基因知识来设计新药，就能“有的放矢”地修补或替换这些病变的基因，从而根治顽症。基因药物将成为21世纪医药中的耀眼明星。前景克隆羊科学界预言，21世纪是一个基因工程世纪。基因工程是在分子水平对生物遗传作人为干预，要认识它，我们先从生物工程谈起。生物工程又称生物技术，是一门应用现代生命科学原理和信息及化工等技术，利用活细胞或其产生的酶来对廉价原材料进行不同程度的加工，提供大量有用产品的综合性工程技术。生物工程的基础是现代生命科学、技术科学和信息科学。生物工程的主要产品是为社会提供大量优质发酵产品，例如生化药物、化工原料、能源、生物防治剂以及食品和饮料，还可以为人类提供治理环境、提取金属、临床诊断、基因治疗和改良农作物品种等社会服务。生物工程主要有基因工程、细胞工程、酶工程、蛋白质工程和微生物工程等5个部分。其中基因工程就是人们对生物基因进行改造，利用生物生产人们想要的特殊产品。随着DNA的内部结构和遗传机制的秘密一点一点呈现在人们眼前，生物学家不再仅仅满足于探索、提示生物遗传的秘密，而是开始跃跃欲试，设想在分子的水平上去干预生物的遗传特性。美国的吉尔伯特是碱基排列分析法的创始人，他率先支持人类基因组工程如果将一种生物的DNA中的某个遗传密码片断连接到另外一种生物的DNA链上去，将DNA重新组织一下，不就可以按照人类的愿望，设计出新的遗传物质并创造出新的生物类型吗？这与过去培育生物繁殖后代的传统做法完全不同，它很像技术科学的工程设计，即按照人类的需要把这种生物的这个“基因”与那种生物的那个“基因”重新“施工”，“组装”成新的基因组合，创造出新的生物。这种完全按照人的意愿，由重新组装基因到新生物产生的生物科学技术，就被称为“基因工程”，或者称之为“遗传工程”。内容简介生物技术药生物技术世界第一个基因重组药物-胰岛素新生曙光—核糖核酸干扰技术基因工程药物12345内容简介生物技术药生物技术药是指采用DNA重组技术或其他创新生物技术生产的治疗药物。如，细胞因子、纤溶酶原激活剂、重组血浆因子、生长因子、融合蛋白、受体、疫苗和单抗、干细胞治疗技术等。生物技术药物是生物经济的重要载体。可以医病。生物技术药物包括细胞因子、重组蛋白质药物、抗体、疫苗和寡核苷酸药物等，主要用于防治肿瘤、心血管疾病、传染病、哮喘、糖尿病、遗传病、心脑血管病、类风湿性关节炎等疑难病症，在临床上已经开始广泛应用，为制药工业带来了革命性的变化。我国自1986年实施“863”计划以来，生物技术药物的研究、开发和产业化获得了飞速发展。生物技术生物技术属于当今国际上重要的高技术领域，被认为是21世纪科学技术的核心力量。生物技术从广义的角度来说，就是人类对生物资源的利用、改造并使之为人类自身服务。纵观生物技术发展历史，也是由简单到复杂，由传统到现代的发展过程，经历了三个重要的历史时期。传统的生物技术阶段—酿酒与制醋早在公元前几千年就有了酿酒和制醋的生产工艺，简而言之，传统生物技术阶段就是酿造技术。很长时间内人们都不知道这些技术的内在原因。直到发明了显微镜，人类知道自然界有微生物的存在，才明白酿酒与制醋和微生物以及发酵之间的关系。从19世纪末到20世纪30年代，陆续出现了许多产品的工业发酵。当然这只是早期的生物技术运用到实际生产中去，并非完全应用到医药行业中来。近代生物技术阶段—微生物发酵技术20世纪40年代，由于第二次世界大战的爆发，急需疗效好而毒副作用小的抗细菌感染药物。1941年，美国和英国合作开发研究了英国人Fleming发现的，并于1940年经Florey及Chain等所提取、经临床证明具有卓越疗效和低毒性的青霉素。世界第一个基因重组药物-胰岛素1921年，29岁的班廷和22岁的拜斯特经过两个多月的艰苦奋战，终于从狗的胰腺中提出了胰腺抽提液，注射这种抽提液可使狗过高的血糖浓度迅速下降。1923年，班廷由于这一贡献获得了医学和生理学诺贝尔奖。1926年，纯化的胰岛素已经能做成结晶。从1945年到1955年，英国的桑格经过十年不懈的努力，终于搞清楚了胰岛素的全部化学结构，为胰岛素的人工合成以及胰岛素分子结构与功能关系的研究奠定了基础。半个多世纪以来，胰岛素都是从牛、猪等大牲畜的胰脏中提取，一头牛的胰脏或一头猪的胰脏只能产生30毫升的胰岛素，而一个糖尿病患者每天则需要4毫升的胰岛素，胰岛素产量远远不能满足需要。由于胰岛素分子量很大，在实验室很难通过化学合成。1978年，基因泰克（Genentech）公司利用重组DNA技术成功地使大肠杆菌生产出胰岛素。1982年首先将重组人胰岛素投放市场的是美国礼来（EliLilly）公司，这是全球开发的第一个基因重组药物，标志着基因重组技术的应用正式成为一个产业。干扰素1980年，由美国生物化学家博耶和科恩创建的基因工程公司，通过各种不同基因重组得到几种生产干扰素的细菌。1981年，利用酵母菌生产干扰素又获得成功。过去，用白细胞生产干扰素，每个细胞最多只能产生100~1000个干扰素分子；而用基因工程技术改造的大肠杆菌发酵生产，在1~2天内，每个菌体能产生20万个干扰素分子。新生曙光—核糖核酸干扰技术随着生物技术的发展，基因芯片的产生，人类基因组计划的完成，RNAi技术的不断完善，人们对生命现象的认识也不断深入。在人类约3万个基因当中，有相当数量的基因与疾病相关，药物可能作用的靶基因约有5000个。目前，重组蛋白药物和抗体药物的开发也遇到了重重困难。但让人们欣喜的是，在生物技术的地平线上又出现了一道新的曙光—核糖核酸干扰（RNAinterference，RNAi）技术。RNAi（RNAinterference，RNAi）是指通过双链RNA（DoubleStrandRNA，dsRNA），在特定酶参与下，特异性地抑制靶基因的转录后表达的现象，它通过人为地引入与内源靶基因具有同源序列的双链RNA，从而诱导内源靶基因的mRNA降解，达到阻止基因表达的目的。同以往的生物技术相比，RNAi直接作用于遗传物质—基因，因而在疾病的治疗上能更直接地发挥作用，尤其是对病毒感染的治疗。治疗病毒感染的传统药物主要是通过抑制病毒复制过程中的某个关键酶而发挥作用，RNAi技术可以特异性针对病毒转录产物从而阻断病毒复制。这种方式不会激活非特异性细胞反应，避免了传统药物治疗上的不良反应。同传统药物相比，少量的siRNA就能在体内抑制病毒基因转录及降低蛋白表达水平，避免了大量服用药物产生的毒性。RNAi技术的优越性不单单表现在病毒感染上，在肿瘤治疗上也凸显光芒。肿瘤是多基因、多因素疾病，是多基因相互作用的结果。传统治疗方式单一的作用于单个靶基因，而RNAi技术特异地抑制癌基因、癌相关基因或突变基因的过度表达，使这些基因沉默。由于RNAi的特异性使抑制效果互不干扰，从而有望达到抗肿瘤作用。基因工程药物基因工程药物是先确定对某种疾病有预防和治疗作用的蛋白质，然后将控制该蛋白质合成过程的基因取出来，经过一系列基因操作，最后将该基因放入可以大量生产的受体细胞中去，这些受体细胞包括细菌、酵母菌、动物或动物细胞、植物或植物细胞，在受体细胞不断繁殖过程中，大规模生产具有预防和治疗这些疾病的蛋白质，即基因疫苗或药物。在医学和兽医学中应用正逐步推广。举例以乙型病毒性肝炎（以下简称乙肝）疫苗为例，像其他蛋白质一样，乙肝表面抗原（HBSAg）的产生也受DNA调控。利用基因剪切技术，用一种"基因剪刀"将调控HBSAg的那段DNA剪裁下来，装到一个表达载体中，所谓表达载体，是因为它可以把这段DNA的功能发挥出来；再把这种表达载体转移到受体细胞内，如大肠杆菌或酵母菌等；最后再通过这些大肠杆菌或酵母菌的快速繁殖，生产出大量我们所需要的HBSAg（乙肝疫苗）。基因工程对人类的贡献典例长