生物制品第五章

第五章动物源性生物制品第一节动物源性生物制品概述我国应用动物药物历史悠久，4000年前就已经使用40多种动物药。本草纲目中收集了440种，中国药用动物志收载了1500多种。到20世纪50年代开始，我国陆续开展了动物药物的研究与生产，其中取得的重大成果是关于胰岛素的研究，1965年得到结晶牛胰岛素。生物药物在治疗和预防疾病方面有其他药物不可取代的特点，所以越来越引起人们的注意。一、动物来源药物的特点原料来源丰富，牛、猪、羊的器官、组织、腺体、血液、毛角等都可做为原料，来源丰富且健康、新鲜，品种繁多，可以制备出人体所需要的各种活性物质；要重视安全性，动物与人体种属差异大，活性物质的结构有一定的差异，蛋白质是抗原，不同来源的蛋白质注射于人体内要产生抗原反应，严重时会有生命危险。二、动物源性生物制品的种类与用途按其原料的来源可分为血液用品、组织和器官来源的生物制品、腺体来源的生物制品、乳源生物制品及禽蛋来源的生物制品。按其有效成分的化学性质可分为动物蛋白质与多肽类制品、酶与辅酶类制品、核酸类制品、糖类制品、脂类制品、动物细胞因子等。1、动物多肽与蛋白质类药物（1）、动物多肽药物的重要性与种类1）重要性：脑垂体所分泌的多肽激素，药效显著，且毒副作用小，细胞因子已有近百种，通过对这些活性物质的结构和功能的研究，有助于我们设计和研制新型药物。2）种类：多肽类激素：垂体多肽激素（促肾上腺皮质激素、促黑激素、脂肪水解激素、催产素、加压素）；下丘脑激素（促甲状腺激素释放激素、生长素抑制激素、促性腺激素释放激素）；甲状腺激素（甲状旁腺素、降钙素）；胰岛激素（胰高血糖素、胰解痉多肽）；胃肠道激素（胃泌素、胆囊收缩素-促胰酶素、肠泌素、肠血管活性肽、抑胃肽、缓激肽、P物质）；胸腺激素（胸腺素、胸腺肽、胸腺血清因子）。多肽类细胞因子：脑氨肽、蛇毒、胎盘提取物、脾水解物、肝水解物、心脏激素、转移因子、抗癌肽等。（2）、动物蛋白类药物蛋白质激素（生长素、催乳激素、促甲状腺素、促黄体生成激素、促卵泡激素）；血浆蛋白质，动物血浆制品不能用于人类；蛋白质类细胞因子；粘蛋白（胃膜素、硫酸糖肽、内在因子、血型物质）；胶原蛋白（明胶、阿胶、氧化聚合明胶）；其他：硫酸鱼精蛋白、胰蛋白酶抑制剂。2、动物酶与辅酶类药物种类：促消化酶类（胃酶可口服，蛋白酶，胰酶）；消炎酶类（溶菌酶、胰蛋白酶、糜蛋白酶等可提高毛细血管通透性，消退浮肿）；治疗心血管疾病（纤溶酶、尿激酶、凝血酶）；抗肿瘤的酶（天冬氨酰酶、谷氨酰胺酶、半胱氨酸酶、组氨酸酶）；与氧化还原电子传递有关的治疗酶（细胞色素c、超氧化物歧化酶、过氧化物酶）；其他药用酶（有机磷解毒酶、青霉素酶）。动物辅酶类药物：大多数属于核苷酸类药物。3、动物核酸类药物（1）、组成与作用

核酸由核苷酸、核苷酸、核苷、碱基及其衍生物。可用在癌症、肝炎、抗放射性、心脏病等方面的治疗。（2）、主要种类和用途DNA：能改善机体虚弱疲劳、与细胞毒药物合用可提高细胞毒药物对癌细胞的选择性作用，与红霉素合用，可降低毒性、提高疗效；RNA：口服可用于精神迟缓、记忆衰退、动脉硬化性痴呆、静注用于刺激造血和促进白细胞生成、治疗慢性肝炎、肝硬化和初期癌症；辅酶A用于动脉硬化、白细胞、血小板减少，肝、肾病等；ATP用于心力衰竭、心肌炎、心肌梗死、脑动脉和冠状动脉硬化、急性脊髓灰质炎、肌肉萎缩、慢性肝炎等。

4、动物糖类药物单糖、寡糖、多糖。多糖以粘多糖为主，是一类胞外生物大分子物质，是动物体内蛋白多糖分子中的糖链部分，可抗凝血、降血脂、抗病毒、抗肿瘤和抗放射性。（1）、粘多糖的种类与分布粘多糖（中性和酸性）、粘蛋白、糖蛋白、糖脂等。粘多糖主要分布在动物骨、软骨、皮、角、血管、肠、滑膜液、脑、角膜、肺、肝、心、尿等原料中。甲壳质：虾、蟹、昆虫等甲壳动物外壳，高等植物细胞壁，人造皮肤、血管、手术线；消炎、降低胆固醇和血脂。肝素：肠黏膜、肺、肝、心、肾等部位，抗凝血药物，外科手术后防止形成血栓，可预防血栓形成。（2）、制备方法原料处理，提取有效成分，去除非粘多糖，脱色，脱蛋白，纯化，用乙醇分级沉淀，季铵盐络合沉淀，离子交换柱层析，分子筛分离，亲和层析等。5、动物脂类药物溶于氯仿、苯、石油醚等非极性溶剂，而不溶于或微溶于水中，可分为脂肪、类脂和衍生物，又可分为复合脂和简单脂。（1）、脂类药物的种类与分布脂肪酸及其衍生物、磷脂类、胆酸类、卟啉和衍生物。主要为脂肪酸和磷脂，分布在脑、脊髓等神经组织中，脂肪组织、赶等含量也较丰富，胆酸分布在胆汁中，卟啉以血液为主。脂类药物的一个特点是，从生物组织中制得的药物再经过分子改造可以得到更高疗效的产品。脑磷脂可止血、防动脉硬化以及神经衰弱；卵磷脂防治动脉硬化、神经衰弱和肝病。（2）、制备方法提取法：将原料粉碎后用适当的有机溶剂进行直接提取，再经纯化即得到。水解法：将目的产物与其他不需要的成分进行水解分离，提取纯化；生物转化法：利用酶、微生物发酵、动植物细胞培养来生产药物；化学合成或半合成。6、动物细胞因子

动物来源的细胞生长调节因子。

几种重要的动物源性生物制品1．动物血红素血红素是动物体内血红蛋白的成色成分，是血红蛋白（Hb）、肌红蛋白（Mb）的辅基，肌红蛋白是珠蛋白与1分子血红素结合，血红蛋白是珠蛋白与4分子血红素相结合。血红素是一种优良的铁强化剂及抗贫血药，还是治疗恶性肿瘤的卟啉药物和肝炎的原卟啉二钠盐的前提。在食品行业中是一种安全性高的天然着色剂。2．胰蛋白酶胰蛋白酶易溶于水，不溶于氯仿、乙醇、乙醚等有机溶剂。在pH1.8时，短时煮沸不失活，在碱性溶液中加热则变性沉淀，钙对其有保护和激活作用。临床上常用作抗炎剂，在外科手术时常常使用。

3．胰酶胰酶呈白色或淡黄色无定形粉末，具有特殊的肉臭味，有吸湿性，部分溶于水及低浓度的乙醇溶液中，不溶于高浓度的乙醇、丙酮和乙醚等有机溶剂中。水溶液pH2～3时稳定，pH6以上不稳定，钙可增加其稳定性。遇酸、热及重金属等蛋白质沉淀剂产生沉淀。生产以猪胰为主，采用稀醇提取，低温激活，浓醇低温沉淀来制取。4．胰岛素胰岛素是一种蛋白质激素，在动物体内具有促进葡萄糖氧化及肝糖原合成的生理功能，注射胰岛素后能使体内血糖降低，肝糖原增加。5．胸腺肽胸腺肽是一种具有高活力的混合肽类药物制剂，其中氨基酸组成达15种，必需氨基酸含量高，对热较稳定，加热80℃生物活性不降低。在临床上用来调节细胞免疫功能，有较好的抗衰老和抗病毒作用。6．胆红素胆红素是金黄色或深红棕色单斜晶体，干燥固体较稳定，其氯仿溶液在暗处较稳定，在碱性溶液中和遇Fe3＋极不稳定，很快被氧化为胆绿素。具有多种药理作用，对乙型脑炎类病毒的灭活率、抑制指数高，可以治疗肝脏疾病；是制造人工牛黄的主要原料。7．肝素肝素是一种含硫酸酯的黏多糖，属于不均一的多糖分子。肝素是一种抗凝血物质，能够配合治疗脑血管疾病，防止癌细胞转移的治疗。8．硫酸软骨素硫酸软骨素为白色粉末，无臭无味，吸水性强，易溶于水而成黏度大的溶液，不溶于乙醇、丙酮和乙醚等有机溶剂。其盐类对热较稳定，受热80℃不被破坏。但其水溶液遇高温和酸不稳定。9．溶菌酶溶菌酶又称胞壁质酶，为糖苷水解酶，全称为1，4－β－N－溶菌酶。蛋溶解酶是由129个氨基酸组成的碱性球蛋白。目前使用的溶菌酶主要是从鸡蛋清中提取。溶菌酶的化学性质较稳定。蛋清溶菌酶的最适pH为6.6，等电点为10.8左右。三、动物来源生物制品制备的实例1、胰岛素的制备（productionofinsulin）（1）胰岛素的性质：pI=5.3-5.4，由A链、B链通过两个二硫键连接；A链含21个氨基酸，B链含30个氨基酸；是所有蛋白质中研究得最多，也是研究得最清楚的蛋白。

胰岛素是由动物胰脏中兰氏小岛β细胞分泌的一种具有降低血糖作用的蛋白激素，因此得名胰岛素。1955年阐明了胰岛素的结构。1965年我国首次人工合成。人胰岛素基因位于11号染色体上，单拷贝基因，全长1.75kb，其结构基因由3个外显子和4个内含子组成，约1.25kb。胰岛素在弱酸性水溶液或混悬在中性溶液中较稳定，在碱性溶液中易水解而失活，温度升高失活越快。胰岛素可作用于全身几乎所有的组织细胞，其最主要的靶器官是肝脏、肌肉及脂肪组织，调节糖、蛋白质、脂肪三大营养物质在细胞的代谢和贮存。（2）工艺路线

猪胰脏提取乙醇，草酸，10-15℃提取液碱化氨水，pH8-8.4碱化液酸化硫酸，pH3.6-3.8,5℃酸化液浓缩30℃以下，减压浓缩液去脂速热速冷去脂溶液盐析NaCl,pH2-2.5盐析物水、丙酮、氨水（pH4.2~4.3）除酸性蛋白滤液锌沉淀氨水，Zn（Ac）2，pH6.0沉淀除碱性蛋白，结晶Zn（Ac）2，丙酮、氨水，pH8.0，5℃以下，柠檬酸调pH6.0结晶洗涤，干燥水、丙酮、乙醚胰岛素精品图猪胰岛素生产的工艺路线

（3）工艺要点①提取：绞碎胰脏，加2.3-2.6倍的86%-88%乙醇和5%的草酸，提取3h。②浓缩：30℃减压浓缩至比重为1.04-1.06为止。③除酸性蛋白：加入7倍量的蒸馏水溶解，再加3倍量冷丙酮，用氨水调pH至4.2-4.3，补加丙酮，离心去除酸性质白沉淀。④锌沉淀：用氨水调pH为6.2-6.4，加入3.6%醋酸