基因工程在疾病治療方面的應用

基因工程在疾病治療方面的應用第1頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月定義用現(xiàn)代基因重組高科技對基因進行克隆通過重組DNA導入大腸桿菌、酵母或動物細胞成功構建工程菌株或細胞株在工程菌株、細胞中所表達生產的新型藥物包括細胞因子、多肽類激素、溶血栓藥物、疫苗、抗體、反義RNA及基因治療藥物等等多種難治疾病第2頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月優(yōu)點、發(fā)展和現(xiàn)狀PartOne第3頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月自1982年美國Lilly公司上市了第一個基因工程產品——人胰島素以來，至今已有基因工程藥物大約140多種上市，尚處于臨床試驗或申報階段的基因工程藥物有500多種基因工程藥物因其療效好、應用范圍廣泛、副作用小的特點成為新藥研究開發(fā)的新寵。也是發(fā)展最迅速和最活躍的領域當傳統(tǒng)制藥業(yè)的增長速度減慢時，基因工程制藥正在加速發(fā)展，全世界基因工程藥物持續(xù)6年銷售額增長率都在l5％～33％，基因工程制藥已成為制藥業(yè)的一個新亮點第4頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月目前基因工程藥物的主要類型PartTwo第5頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月分類胰島素干擾素紅細胞生成素生長激素白細胞介素集落刺激因子第6頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月胰島素是治療糖尿病的特效藥，長期以來只能依靠從豬、牛等動物的胰腺中提取，100Kg胰腺只能提取4-5g的胰島素，其產量之低和價格之高可想而知。將合成的胰島素基因導入大腸桿菌，每2000L培養(yǎng)液就能產生100g胰島素!大規(guī)模工業(yè)化生產解決了這種比黃金還貴的藥品產量問題胰島素他們首先要找到胰島素基因，在人的胰島細胞里有一段特定結構的DNA分子指揮著胰島素的合成，然后又找到在人的大腸里存在對人體無害的大腸桿菌。把人的胰島素基因轉入到大腸桿菌的細胞中，隨著大腸桿菌的繁殖，胰島素基因也一代代的遺傳下去。大腸桿菌繁殖速度相當快，大約20分鐘就能繁殖一代，把它放到大型的發(fā)酵罐里進行人工培養(yǎng)，就可以大量繁殖，并且生產出大量人的胰島素。1981年，基因重組人胰島素產品正式投入市場，大腸桿菌成了名副其實的生產胰島素的“活工廠”，胰島素供不應求的問題徹底解決了。至今仍是臨床上治療糖尿病最有效的方法。但是由于過去提取方法的落后，遠遠不能滿足病人的要求?；蚬こ碳夹g一問世，科學家就想到利用該技術來解決胰島素藥源不足的問題。第7頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月干擾素是哺乳動物細胞在誘導下產生的一種淋巴因子，能夠加強巨噬細胞的吞噬作用和對癌細胞的殺傷作用，抑制病毒在細胞內的增殖，用于腫瘤和其他病毒病的治療?；蚬こ谈蓴_素干擾素治療病毒感染簡直是“萬能靈藥”!過去從人血中提取，300L血才提取1mg!其“珍貴”程度自不用多說?；蚬こ倘烁蓴_素α-2b(安達芬)是我國第一個全國產化基因工程人干擾素α-2b，具有抗病毒，抑制腫瘤細胞增生，調節(jié)人體免疫功能的作用，廣泛用于病毒性疾病治療和多種腫瘤的治療，是當前國際公認的病毒性疾病治療的首選藥物和腫瘤生物治療的主要藥物。第8頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月生長激素白細胞介素集落刺激因子ThreeinOne人體生長激素能夠治療侏儒癥和促進傷口愈合，動物生長激素能夠加速畜禽生長發(fā)育。目前，人和動物的生長激素基因都已經在大腸桿菌中成功表達．在醫(yī)學和畜牧業(yè)領域取得了很好的應用效果。是一種抗腫瘤免疫因子．可促進T細胞的生長、增殖和分化，也可促進B細胞的生長和增殖，同時能夠增強殺傷性淋巴細胞的功能，也用于癌癥的治療。分為2類：一類為粒細胞集落刺激因子，另一類為巨噬細胞集落刺激因子。二者都可促進體內白細胞的增殖，增強粒細胞的功能，調控造血功能，用于腫瘤病人化療后白細胞下降等的治療第9頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月DNA重組技術為新一代疫苗——基因工程疫苗的研制提供了全新的方法?；颍篒=程疫苗是指應用DNA重組技術，通過基因組改造，降低病原微生物的致病性，提高免疫原性，進而達到防治傳染病的目的。迄今為止，基因工程疫苗是最先進的疫苗，相比傳統(tǒng)疫苗而言它有巨大的優(yōu)勢。123一種腎臟產生的作用于腎髓的造血相關細胞因子.使原始紅細胞的成熟期縮短，調節(jié)腎髓中的造血細胞含量，用于腎功能不全引起的貧血、放射化療引起的貧血以及其他一些罕見的貧血癥的治療．還可用于外科手術前準備自體輸血的病人.紅細胞生成素目前是在培養(yǎng)的哺乳動物細胞中表達，但成本較高，生產過程復雜.紅細胞生成素第10頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月基因工程藥物目前的研究方向是通過關鍵技術的突破性研究，研發(fā)具有自主知識產權，對治療人類重大疾病能夠產生確切的療效，毒副作用較小，可以進行大型規(guī)?；a，質量較為穩(wěn)定的、功能可控的基因工程藥物，并且在原有基因工程藥物的基礎上，擴大臨床治療效果和應用范圍.開發(fā)系列制劑，滿足不同患者的需求，第11頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月基因工程疫苗種類PartThree第12頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月應用基因工程技術開發(fā)的已經使用和正在研制的新型疫苗種類主要有基因工程亞單位疫苗、基因工程活載體疫苗、核酸疫苗、合成肽疫苗、轉基因植物可食疫苗等。展望疫苗開發(fā)具有安全性、有效性、價廉性、易推廣性等特點?；蚬こ桃呙缇哂袀鹘y(tǒng)疫苗無可比擬的優(yōu)點，是疫苗產品開發(fā)的主要方向。研制多聯(lián)或多價疫苗是基因工程疫苗的主要發(fā)展方向。蔬菜水果為“天然藥物”我國科學家，他們也正在為西紅柿做著各式各樣的“基因手術”，使蔬果成為“天然藥物”功能食品，可用來治病。生病了，也許不必打針，也用不著吃藥，只要隨口來上幾個水果就行。研究人員首先要將某種特定蛋白植入普通西紅柿，經多代繁殖，使被轉入的基因逐步穩(wěn)定化，并最終成為一個獨立的番茄品系。這時，這些番茄家族新成員就可以從實驗室大步走向田間大規(guī)模繁衍。首批問世的藥物西紅柿將分別用于治療高血壓、血蔬果為“天然藥物”友病和骨質疏松癥。對于一些重癥患者，西紅柿療法也許還不能完全替代傳統(tǒng)藥物治療，但它們至少能起到“神奇”的輔助療效。一種名為抗乙肝的西紅柿也已在中國農科院生物技術研究中心培育成功，目前正處于環(huán)境釋放階段。雖然它不能治愈乙肝，但只要一年吃上幾個，就能完全代替乙肝疫苗注射。預計~U2004年底，這種“疫苗水果”將首先亮相于全國20個大城市的超市，每個西紅柿售價約為2元?？梢灶A見，用不了很長時間，酸甜可口的番茄就將正式升格為人見人愛的“天然藥物”。對于病人而言，吃藥將變成一種品嘗美味的享受。第13頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月基因工程藥物研究未來的發(fā)展方向PartFour第14頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月基因工程藥物開發(fā)研究是一個系統(tǒng)工程，技術含量高，決策管理風險大。但是只要在具體的研發(fā)過程中充分注意并解決好其內在問題，所投入的人力、財力就會發(fā)揮最大作用，成功的可能性就越大。相信隨著基因組學、蛋白質組學的發(fā)展，人們對基礎醫(yī)學、基礎藥學、基礎藥理學、分子生物學、生物信息學等的認識也越來越深入，特別是對許多疾病的發(fā)病機理的認識越來越清楚，越來越多的基因產物將成為基因工程藥物開發(fā)的目標，基因工程藥物開發(fā)將會迎來一個美好的明天阻塒?；蚬こ碳夹g的運用使藥品開發(fā)發(fā)生了根本性的轉變，治療性蛋白質分子設計與工程化已取得突破性進展，如今基因工程藥物已進入第三代蛋白質治療藥物發(fā)展階段。通過基因工程手段可以使過去一些生產困難的產品，如激素、酶、抗體等生物活性物質明顯提高產品質量與收率，同時大幅度降低生產成本，提高患者的用藥水平和生活質量。基因工程技術應用于藥物研制是一項造福于人類的宏偉工程，隨著科學技術的發(fā)展，基因工程藥品必將會給人類帶來巨大的經濟效益和社會效益。..............................第15頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月基因治療PartFive第16頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月非病毒載體遞送微小RNA治療腫瘤微小RNAs(microRNAs，miRNAs)是一種轉錄后水平調控基因表達的非編碼小RNAs。已有大量研究顯示，miRNAs在腫瘤發(fā)生發(fā)展過程中發(fā)揮重要調控作用，如腫瘤細胞的增殖、轉移、凋亡和耐藥性等方面。因此，miRNAs可作為腫瘤基因治療的重要潛在靶標。①極不穩(wěn)定，在血漿中易被核酸酶降解.②由于帶負電荷，它很難穿過脂質雙分子層構成的細胞膜以及在胞內不能釋放，造成生物利用度低；因此選擇安全高效的遞送載體是miRNAs分子腫瘤基因治療成功的關鍵所在③全身性給藥要求miR—NAs必須具有靶向性第17頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月在基因治療中，病毒載體由于其對人體具有潛在的致病威脅，因此近來非病毒載體受到矚目關注。與病毒載體相比較，非病毒載體具有低毒、低免疫原性，而且所攜帶的基因不整合至宿主細胞基因組等優(yōu)點，有著病毒載體不可替代的作用。因此，更深入地探討非病毒基因遞送載體及其聚合物在腫瘤基因治療中的作用，具有重要的臨床意義。目前，非病毒遞送載體主要包括脂質載體、聚合物載體、無機納米載體等類型：脂質載體(Lipid—basedcarriers)是遞送miR．NAs分子最常用的載體。研究表明，脂質載體可通過包裹miRNAs分子，保護其免受血清中核酸酶的降解，并維持該分子的完整性和生物活性，還具有良好的生物相容性以及可與細胞膜融合增加細胞攝取率J。此外，脂質載體還具有可應用熒光示蹤技術及對靶基因化學修飾等優(yōu)點第18頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月重組人5型腺病毒(H101)是基因工程改造后的缺失Elb55ku蛋白的腺病毒[3]。H101感染突變型P53的腫瘤細胞后，由于P53蛋白功能缺失，可以在腫瘤細胞內復制并發(fā)揮溶瘤作用，細胞死亡后，釋放的病毒感染周圍腫瘤細胞，進一步殺滅腫瘤。它是世界上第一個被批準用于治療腫瘤的溶瘤病毒，而且有報道[4稱經改造的重組人5型腺病毒(H101)對腫瘤細胞有殺傷作用，但對健康人體細胞的損害微乎其微。重組人5型腺病毒是一種溶瘤病毒，它是利用基因重組技術將人腺病毒加以修飾而來，而修飾后的腺病毒可以在人類腫瘤細胞中選擇性增殖，大量復制，從而殺死腫瘤細胞。肝動脈灌注化療栓塞、聯(lián)合多種方法綜合治療已經成為肝癌治療的發(fā)展趨勢證明了重組人5型腺病毒聯(lián)合TACE治療中晚期肝癌是一種安全的治療方法。重組人5型腺病毒作為一種新生的抗腫瘤藥物，要想完全替代傳統(tǒng)放、化療方法，目前還有一定距離。但可以肯定的是經肝動脈直接注人重組人5型腺病毒，提高其在靶器官的濃度，增加感染率；與碘油混合，讓其在腫瘤局部釋放，提高了轉染率，從而能夠提高肝癌治療的療效。重組人5型腺病毒注射液在肝癌介入治療中的療效探討第19頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月近年來我國女性乳腺癌的發(fā)病率以及病死率均呈直線上升的態(tài)勢，乳腺癌已成為威脅婦女生命和健康的頭號殺手而倍受世界各國矚目[】]。傳統(tǒng)的治療方式已經遠遠不能滿足人們對于乳腺癌治療后的生活質量的要求，因此基因治療這種新型的方法應運而生?；蛑委煵恢皇菑幕蛩缴蠌氐准m正細胞的遺傳缺陷，更是大大減輕了病人的痛苦MENWOMEN乳腺癌基因治療研究進展第20頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月癌基因是指人類或其他動物細胞固有的一類基因，癌基因正常的生物學功能是刺激細胞正常的生長，以滿足細胞更新的要求。當癌基因受到激活發(fā)生突變后，會在沒有接收到生長信號的情況下仍然不斷地促使細胞生長或使細胞免于死亡，最后導致細胞癌變。針對癌基因的治療策略主要是抑制其表達，目前常用的方法有：反義核苷酸核酸或siRNA阻止癌基因mRNA轉錄和翻譯。李玉強等研究發(fā)現(xiàn)NUP88基因沉默，可抑制MCF_7細胞系的增殖、侵襲和促進其凋亡.1抑制癌基因的活性第21頁，課件共23頁，創(chuàng)作于2023年2月抑癌基因同樣也是正常細胞中存在的基因。在正常情況下，當細胞生長到一定程度時，會自動產生反饋抑制，抑癌基因表達增高，癌基因則不表達或低表達。但在某些特殊情況下被抑制或丟失以后可減弱甚至消除抑癌作用。目前針對乳腺癌治療應用較多的抑癌基因主要有P53、BRCA1、Ki67等。近年來，除了上述傳統(tǒng)的抑癌基因的研究，越來越多新型的抑癌基因進入人們的視野，WWOX(WWdomain-containingoxi—doreductase)表達的失活和乳腺癌等腫瘤有著密切的關系。GeF等研究發(fā)現(xiàn)WWOX針對乳腺癌的抑癌作用和另一種癌基因KLF5(Kriippel-liketranscriptionfactor5)有著密切的關