生物药物的研究与应用

生物药物的研究与应用

化学剂、生物药物和中药是中国医疗领域使用最广泛的三种药物来源。生物药物是集应用生物学、医学、物理化学和工程学以及药学的原理与方法研制而成的一大类用于预防、诊断、治疗和康复保健的医用制品。广义的生物药物有:(1)天然生物药物。如生化药物、微生物药物和海洋药物;(2)基因重组多肽和蛋白质治疗药物(包括基因工程和蛋白质工程药物),如用DNA重组技术制造的多肽、蛋白质、激素、酶、细胞因子、单克隆抗体和疫苗等;(3)基因药物,即以遗传物质DNA、RNA及核苷酸衍生物为基础研制而成的基因治疗剂。如基因疫苗、反义药物、干涉核酸和核酶等;(4)合成与部分合成的生物药物。生物药物已应用和渗透到医药、保健食品和日化产品等各个领域,其在诊断、预防、控制乃至消灭传染病,保护人类健康及延长寿命中发挥着越来越重要的作用。1生物免疫药物的应用50多年前JamesD.Watson与FrancisH.C.Crick提出了DNA构造的双螺旋模型,这项突破标志着现代生物技术的大门正式开启。1977年,Hirose和Kitakura用基因工程法表达了人脑激素——生长抑素,这是人类第一次用基因工程法生产具有药用价值的产品,标志着基因工程药物走向实用化;1978年重组人胰岛素获得成功;1982年欧洲首次批准应用DNA重组技术生产动物疫苗;1986年人干扰素-a在美国投入市场,其后干扰素-γ也在欧美获批上市;1987年乙肝疫苗在美国上市;1989年以来,促红细胞生成素(EPO)、人生长激素、G-CSF、GM-CSF、M-CSF、白介素-2(IL-2)等基因工程药物研发成功;截至2000年2月,美国FDA共批准生物药物76个,欧美共有84种生物药物上市,这些药物广泛应用于临床,使6000万患者从中受益。2001年,人类基因组测序的完成为生物制药的研发打开了方便之门。在基因组图谱的基础上,通过确定特定的致病基因位点,建立分子水平的药物筛选模型,运用生物芯片技术,借助运算能力强大的电脑进行筛选,从而大幅提高了药物筛选的效率。今时今日,通过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已广泛应用在肿瘤、神经退化性疾病(如阿尔茨海默病、帕金森病)、自身免疫性疾病、病毒感染性疾病、心血管疾病等医学领域。生物制药的迅猛发展,为临床医学注入了强大的生命力,在治疗危害人类健康的前几位杀手面前,生物制药显示出巨大潜能。2技术研发能力对生物过程的影响,在技术到2004年初为止,全球研制中的生物技术药物共有2200多种,进入临床试验的1700余种,临床Ⅱ/Ⅲ期或Ⅲ期的有300多种,已投放市场的约140种,预计5年内投放市场的药物200种以上。以上2200多种药物中,80种与免疫学相关,50种与肿瘤相关。相比之下,截至目前我国只有20种生物技术药物投入市场,10余种生物技术新药正处于临床试验阶段,另有40多种基因工程药物处于研发阶段。与发达国家相比,我国生物技术实验室技术差距不大,但在产业化方面与世界的差距正在逐渐加大。当世界有20多种畅销生物药物时,我国可以生产10种生物药物;而现在世界上有140多种生物药物时,我国却只能生产20多种生物药物。造成如此大差距的原因主要有以下几点:第一,我国生物制药产业链的技术水平发展不够均衡,有些技术产业化所需的工艺和设备达不到标准。第二,产业内企业决策层的产业化意识还不够强,管理层对生物技术产业化的经验不够丰富。第三,由于缺乏对高投入、高风险的回报机制的认识,所以对生物技术领域比较陌生的传统制药企业进入生物制药领域的信心不足。第四,目前我国在生物制药领域内专利的占有量比较低,仍以生产仿制药为主,缺乏竞争能力。第五,我国生物制药技术下游工程技术的发展落后于生物技术的发展,不能满足生物技术产品工业生产的需要。第六,我国生物制药企业很难承受生物制药产业的很大的前期投入,以至研发能力跟不上,产业化速度慢。第七,我国生物药物的检验标准跟不上国际标准水平,至使生物药物质量跟不上国际水平。第八,我国生物药物市场占有率不高。可见,我国国内生物制药产业化还没真正形成气候。3中国生物合成药物的发展方向3.1面对世界生物制药产业新的发展趋势,我国的生物制药产业可以充分发挥自身优势,如天然植物药资源,中草药及其有效生物活性成份的发酵生产。中草药经发酵、酶化后,其有效成分能被充分分离、提取,使其更具有生物活性,并含有大量的活性酶,服用后能被人体组织细胞迅速吸收,达到祛病、健体、双向免疫调节的功能,更好地发挥中草药这一天然药物的药效作用。因此,应用现代生物技术大规模工业化提取中草药的有效生物活性成份,发展具有中国特色的生物技术制药工业的前景十分广阔。3.2改造抗生素工艺技术。在目前各类药物中,抗生素用量最大,应研究采用基因工程、细胞工程技术和传统生产技术相结合的方法,选育优良菌种,加快应用现代生产技术生产高效低毒的广谱抗生素药物。3.3大力开发疫苗与酶诊断试剂。这方面我国已有一定的基础,开发重点是乙肝基因疫苗与单克隆抗体诊断试剂。3.4开发活性蛋白与多肽类药物以及它们的长效药物。这方面的开发重点是干扰素,生长激素,T-PA及PEG化蛋白及多肽。3.5开发靶向药物,以开发肿瘤药物为重点。目前治疗肿瘤药物确实存在一个所谓“敌我不分”的问题。在杀死癌细胞的同时,也杀死正常细胞。导向治疗就是针对这个问题提出来。所谓导向治疗就是利用抗体寻找靶标,如导弹的导航器,把药物准确引入病灶,而不伤及其他组织和细胞。3.6发展氨基酸工业和开发甾体激素。应用微生物转化法与酶固定化技术发展氨基酸工业和开发甾体激素,并对现在传统生产工艺进行改造。3.7人源化的单克隆抗体的研究开发。目前的单克隆抗体,多为鼠源抗体,注入人体后会产生抗体或激发免疫反应。目前国外己研究噬菌体抗体技术,嵌合抗体技术,基因工程抗体技术以解决人源化抗体问题。3.8血液替代品的研究与开发。由于人血难免被各种病原体所污染,如艾滋病病毒及乙肝病毒等,因此利用基因工程开发血液替代品引人注目。4药代动力学发展的展望4.1生物制药企业需要有高素质的人才。生物制药是一种知识密集、技术含量高、多学科高度综合互相渗透的新兴产业。以基因工程药物为例,上游技术(即工程菌的构建)涉及到目的基因的合成、纯化、测序,基因的克隆、导入,工程菌的培养及筛选;下游技术涉及到目标蛋白的纯化及工艺放大;另外还有符合标准的产品质量检测及保证等。所有这些都要求有一个拥有高知识、高技术和高度创新能力结合的团队。并且在生物制药研制过程中能有好的研究方向导向。4.3生物药品新药研发周期长,前期投入资金量大。政府应该加大对生物制药企业的支持力度。例如,厦门市政府与厦门特宝生物工程股份有限公司合作成立的生物制药孵化器就是政府对生物制药企业支持的很好的实例。另外,生物制药企业要切实的规划好生物制药的前期投入,减少不必要的费用和尽量缩短研究周期。并且可以努力使自己的研发阶段能够创造一定的经济收益。4.3政府和科研人员对知识产权保护及专利申报重视不够,使得大量的科研成果和遗传资源发生外流。因此政府应该加强对知识产权保护及专利申报的重视,鼓励新药的研究和重视产品专利。4.4我国生物制药业要走不断创新的道路。目前我国生物制药产业创新还不够、产品仿制过多,重复开发现象普遍,造成了资源的巨大浪费。企业应该在现有种类的生物药物的基础上不断开发新药,一方面可以使生物药物更好的为人类服务,另一方面能提高市场竞争力,获得更多的利润。4.5要清楚的认识到生物制药行业全球化的发展趋势。大型生物技术公司和大型制药公司都将向全球扩张,目的是最大程度开发其产品市场和在全球范围内寻求最佳的研发伙伴。因此,中国的生物制药产业不能只将眼光放在国内市场,而应该把眼光放眼国际市场,生产符合国际市场需求的产品。5国家火炬生物技术产业发展前景广阔随着国产生物药品的陆续上市,我国涌现出大批技术实力较强的企业。全国约有90多家基因工程产品开发研究单位。通过上游、中试、正试生产过程的大量实践,积累了丰富的经验,培养和锻炼了一大批从事生物技术的骨干,为我国21世纪生物技术领域的发展以及参与国际竞争打下了良好基础。根据有关部门预测,未来我国生物技术药物年均增长率不低于25%,2010年总产值可达150亿元人民币,我国生物医药行业的市场潜力诱人,市场扩容速度较快,发展前景十分广阔。从生物医药产业发展趋势来看,目前中国生物医药技术正处于大规模产业化的开始阶段,预计到2020年之后将进入快速发展期,并逐步成为中国经济的主导产业之一。但是,生物制药企业能够发展到最后的一定是那些积极进取,不断创新的技术实力强的企业。6国家主导生物药产业力度加大,国家级生物医药不断加强目前,我国国内已将生物医药产业作为经济建设的重点行业和高新技术中的支柱产业予以扶持,成立的52个国家级高新技术产业开发区,都将生物技术产业定为需要加速发展的高新技术产业之一。近年