生物技術(shù)制藥概論緒論課件

生物技術(shù)制藥

BiotechnologicalPharmaceutics生物技術(shù)制藥

BiotechnologicalP課程簡介

本課程講授生物技術(shù)藥物的基礎(chǔ)知識和常見的幾類生物制藥技術(shù)，并介紹生物制藥技術(shù)的一些新進(jìn)展及生物制藥行業(yè)的發(fā)展趨勢先修課程生物化學(xué)、微生物學(xué)、基因工程、細(xì)胞工程、免疫學(xué)、生物反應(yīng)工程、生物分離工程、儀器分析、文獻(xiàn)檢索課程簡介本課程講授生物技術(shù)藥物的基礎(chǔ)知識和常見的幾類課程內(nèi)容

生物技術(shù)藥物概論生物技術(shù)制藥的方法發(fā)酵工程制藥酶工程制藥基因工程制藥課程內(nèi)容生物技術(shù)藥物概論教學(xué)參考書

參考教材夏煥章，熊宗貴主編，生物技術(shù)制藥(第二版)，高等教育出版社，2006姚文兵主編，生物技術(shù)制藥概論(第二版)，中國醫(yī)藥科技出版社，2010科學(xué)技術(shù)部社會發(fā)展科技司編，生物醫(yī)藥發(fā)展戰(zhàn)略報告——技術(shù)篇，科學(xué)出版社，2009WalshG.著，宋海峰等譯，生物制藥學(xué)(原著第二版)，化學(xué)工業(yè)出版社，2006何華，焦慶才編，生物藥物分析，化學(xué)工業(yè)出版社，2003教學(xué)參考書參考教材生物技術(shù)制藥

BiotechnologicalPharmaceutics第一課生物技術(shù)制藥概論生物技術(shù)制藥

BiotechnologicalP生物技術(shù)制藥概論

主要內(nèi)容現(xiàn)代生物技術(shù)的發(fā)展及其含義生物技術(shù)藥物：概念、類型、特點世界各國及中國對生物技術(shù)制藥的研究和發(fā)展現(xiàn)狀要求熟悉生物制藥的基本概念掌握生物技術(shù)藥物的特點對世界生物技術(shù)行業(yè)及制藥產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀有一個大致的了解生物技術(shù)制藥概論主要內(nèi)容生物技術(shù)制藥概論生物技術(shù)制藥概論現(xiàn)代生物技術(shù)包括四個方面：（1）基因工程：生物遺傳物質(zhì)——核酸的分離、提取、體外剪切、拼接重組以及擴(kuò)增與表達(dá)等技術(shù)。（2）細(xì)胞工程：細(xì)胞（也包括器官或組織）的離體培養(yǎng)、繁殖、再生、融合及細(xì)胞核、細(xì)胞質(zhì)及染色體與細(xì)胞器（如線粒體、葉綠體等）的移植與改建等操作技術(shù)?，F(xiàn)代生物技術(shù)包括四個方面：（1）基因工程：生物遺傳物質(zhì)——核（3）酶工程：利用酶，借助固定化、生物反應(yīng)器和生物傳感器等新技術(shù)、新裝置，高效優(yōu)質(zhì)地生產(chǎn)特定產(chǎn)品的技術(shù)。（4）發(fā)酵工程（微生物工程）：給微生物提供最適宜的發(fā)酵條件以生產(chǎn)特定產(chǎn)品的技術(shù)。（3）酶工程：利用酶，借助固定化、生物反應(yīng)器和生物傳感器等新

生物技術(shù)的依據(jù)和出發(fā)點：生物有機(jī)體的種種機(jī)能，是生物在生長、發(fā)育與繁殖過程中進(jìn)行物質(zhì)合成、降解和轉(zhuǎn)化的能力（即利用其新陳代謝的能力）核心基礎(chǔ)：基因工程和細(xì)胞工程

“工程菌株”或“工程細(xì)胞株”

使酶工程或發(fā)酵工程生產(chǎn)出更多、更好的產(chǎn)品，發(fā)揮出更大的經(jīng)濟(jì)效益。酶工程和發(fā)酵工程

現(xiàn)代生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)化，特別是發(fā)展大規(guī)模生產(chǎn)的最關(guān)鍵環(huán)節(jié)。生物技術(shù)的依據(jù)和出發(fā)點：生物有機(jī)體的種種機(jī)能，是生物二、現(xiàn)代生物技術(shù)的優(yōu)越性（一）不可取代性植物品種改良雜交育種基因工程改良品種

基因資源的來源可不受限制牛(豬)

生長激素基因

魚

生長、發(fā)育快，體重速增

人血紅蛋白基因

豬體內(nèi)

生產(chǎn)人的血紅蛋白，分離，可作為人血液的替代物。

生長激素釋放抑制因子（抑制生長激素不合時宜的分泌，“肢端肥大癥”的特效藥）

50萬個羊腦

5mg樣品，化學(xué)法

300多美元/5mg

基因工程7.5升大腸桿菌發(fā)酵

5mg,成本幾十美分。二、現(xiàn)代生物技術(shù)的優(yōu)越性（一）不可取代性生長激素（二）快速、精確試劑盒有效的早期診斷（遺傳病、病毒引起的疾病和癌癥等）。McAb檢查婦女妊娠比用抗血清法檢查提高了靈敏度，懷孕后8天得知，準(zhǔn)確率100％（二）快速、精確McAb檢查婦女妊娠（三）低耗、高效

“酶”催化化學(xué)效應(yīng)，無需高溫、高壓和強酸堿等→大大降低成本和能耗。例：L-蘋果酸生產(chǎn)（生物技術(shù)）產(chǎn)氨短桿菌→收集菌體→固定化細(xì)胞→→L-蘋果酸原理：延胡索酸→

L-蘋果酸成本比化學(xué)合成降低幾十倍。人生長激素（治療侏儒病）一個患者每年需用量

50個死人的垂體中提取基因工程生產(chǎn)價格為1／4提取，不需依賴死人腦。

（三）低耗、高效人生長激素（治療侏儒?。ㄋ模└碑a(chǎn)物少、不良反應(yīng)小、安全性好疫苗的生產(chǎn)常規(guī)方法用血液，成本高，可帶來病毒感染的危險性?，F(xiàn)代生物技術(shù)用大腸桿菌如乙肝疫苗，凝血因子等→大大改進(jìn)使用的安全性。（四）副產(chǎn)物少、不良反應(yīng)小、安全性好生物技術(shù)制藥概論

現(xiàn)代生物技術(shù)發(fā)展大事記年代主要發(fā)現(xiàn)和進(jìn)展1953Watson和Crick闡明了DNA的雙螺旋結(jié)構(gòu)1958分離得到DNA聚合酶I，并在試管內(nèi)制得人工DNA1960發(fā)現(xiàn)mRNA，并闡明了mRNA在蛋白質(zhì)合成中的作用1966破譯遺傳密碼1967分離得到DNA連接酶1970分離出第一個限制性內(nèi)切酶1971第一次用限制性內(nèi)切酶和連接酶獲得重組DNA1972合成了完整了tRNA基因1974Boyer和Cohen建立了DNA重組技術(shù)1975Kohler和Milstein建立了單克隆抗體技術(shù)1976DNA測序技術(shù)誕生1978Genentech公司在大腸桿菌中表達(dá)出胰島素生物技術(shù)制藥概論現(xiàn)代生物技術(shù)發(fā)展大事記年代主要發(fā)現(xiàn)和進(jìn)展1生物技術(shù)制藥概論

現(xiàn)代生物技術(shù)發(fā)展大事記年代主要發(fā)現(xiàn)和進(jìn)展1981第一個單克隆抗體診斷試劑盒在美國被批準(zhǔn)使用1981第一臺商業(yè)化生產(chǎn)DNA自動測序儀誕生1982用DNA重組技術(shù)生產(chǎn)的第一個動物疫苗在歐洲獲得批準(zhǔn)1983基因工程Ti質(zhì)粒用于植物轉(zhuǎn)化1988PCR（聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)）技術(shù)誕生1990美國批準(zhǔn)第一個體細(xì)胞基因治療方案1997英國培養(yǎng)出第一只克隆羊多莉1998美國批準(zhǔn)艾滋病疫苗進(jìn)行人體實驗2001人類基因組草圖完成2003世界上第一個正式批準(zhǔn)的基因治療藥物重組腺病毒-p53注射液在中國上市2008人類將表皮細(xì)胞激活為干細(xì)胞生物技術(shù)制藥概論現(xiàn)代生物技術(shù)發(fā)展大事記年代主要發(fā)現(xiàn)和進(jìn)展1生物技術(shù)制藥概論

什么是生物技術(shù)藥物（biopharmaceutics）廣義：所有以生物質(zhì)為原料制取的各種生物活性物質(zhì)及其人工合成類似物，以及通過現(xiàn)代生物技術(shù)制得的藥物狹義：利用生物體、生物組織、細(xì)胞及其成分，綜合應(yīng)用化學(xué)、生物學(xué)和醫(yī)藥學(xué)各學(xué)科原理和技術(shù)方法制得的用于預(yù)防、診斷、治療和康復(fù)保健的制品特指：采用DNA重組技術(shù)或其他現(xiàn)代生物技術(shù)研制的蛋白質(zhì)或核酸類藥物重組蛋白、人工抗體、基因工程疫苗等生物技術(shù)制藥概論什么是生物技術(shù)藥物（biopharmace生物技術(shù)制藥概論生物醫(yī)藥工程技術(shù)生物技術(shù)制藥工程生物藥物學(xué)生物技術(shù)制藥生物技術(shù)制藥概論生物醫(yī)藥工程技術(shù)生物制藥生物生物技術(shù)生物技術(shù)制藥概論

生物技術(shù)藥物的四大類型基因重組藥物多肽、蛋白質(zhì)利用DNA重組技術(shù)制取基因藥物核酸類藥物，主要用于基因治療天然產(chǎn)物來源于陸生或海洋的動物、植物和微生物合成的、半合成的生物技術(shù)藥物以天然產(chǎn)物為母體經(jīng)過化學(xué)修飾或全合成而得生物技術(shù)制藥概論生物技術(shù)藥物的四大類型生物技術(shù)制藥概論

生物技術(shù)藥物的主要特點劑量小，活性高分子結(jié)構(gòu)復(fù)雜，分子量一般較大穩(wěn)定性較差，易失活或分解，體內(nèi)半衰期短具有種屬特異性具有免疫原性分析檢驗的特殊性生物技術(shù)制藥概論生物技術(shù)藥物的主要特點生物技術(shù)制藥概論

生物技術(shù)藥物與化學(xué)藥物的區(qū)別比較項目化學(xué)藥物生物技術(shù)藥物生產(chǎn)方法一般通過化學(xué)合成合成路線長，總產(chǎn)率較低生物體合成或生物技術(shù)合成生物轉(zhuǎn)化效率較高相對分子質(zhì)量大多<1,000小分子：100～1,000大分子：>100,000分子結(jié)構(gòu)一般較簡單容易用特定的結(jié)構(gòu)式表示大多較復(fù)雜部分藥物難以用結(jié)構(gòu)式準(zhǔn)確表示化學(xué)穩(wěn)定性相對較好對光、熱、pH敏感大多易失活或降解療效和特異性療效較好特異性不高，副作用較強療效較好特異性高，副作用一般較小免疫原性一般不顯著較顯著代表藥物阿司匹林（aspirin）重組人胰島素（insulin）（51aa，5.8kDa，由A、B兩條肽鏈通過兩個二硫鍵連接）生物技術(shù)制藥概論生物技術(shù)藥物與化學(xué)藥物的區(qū)別比較項目化學(xué)藥生物技術(shù)制藥概論

生物技術(shù)藥物的功能用途治療疾病疑難病例——如免疫系統(tǒng)異常遺傳病例——基因治療疾病預(yù)防疫苗、基因工程疫苗類毒素疾病診斷診斷試劑盒診斷試紙膜生物傳感器生物技術(shù)制藥概論生物技術(shù)藥物的功能用途生物技術(shù)制藥概論

美國已上市銷售的常用生物技術(shù)藥物中文名英文名胰島素Insulin人生長激素rhGH干擾素rhIFN-

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白細(xì)胞介素rhIL2粒細(xì)胞集落刺激因子rhG-CSF粒細(xì)胞巨噬細(xì)胞集落刺激因子rhGM-CSF紅細(xì)胞生成素rhEPO組織溶纖原激活劑rhTPA生長激素Somatotropin促生長素Somatopin生物技術(shù)制藥概論美國已上市銷售的常用生物技術(shù)藥物中文名英文生物技術(shù)制藥概論

美國已上市銷售的常用生物技術(shù)藥物中文名英文名抗血友病因子VIIIFactorVIII葡糖腦苷酶Glucocerebrosidase脫氧核糖核酸酶Dornase乙型肝炎疫苗HepatitisBvaccine甲型肝炎疫苗HepatitisAvaccine體內(nèi)用單克隆抗體MAB,bloodclots,MAB,kidneyMAB,diaginject鼠單克隆抗體MurineMAB生物技術(shù)制藥概論美國已上市銷售的常用生物技術(shù)藥物中文名英文生物技術(shù)制藥概論

我國已批準(zhǔn)上市的基因工程藥物藥品名生產(chǎn)企業(yè)適應(yīng)癥rhIFN

1b(外用)rhIFN

1b

rhIFN

2a長春生研所上海生研所深圳科興長春生研所長生藥業(yè)三生藥業(yè)病毒性角膜炎HBV，HCV等HBV，HCV尖銳濕疣，皰疹等HBV，HCVHBV，HCVrhIFN

2b

rhIFN

1b新大洲藥業(yè)里亞哈爾華立達(dá)安科華新上海生研所克隆麗珠生物工程HBV，HCVHBV，HCVHBV，HCVHBV，HCVHBV，HCV類風(fēng)濕類風(fēng)濕類風(fēng)濕生物技術(shù)制藥概論我國已批準(zhǔn)上市的基因工程藥物藥品名生產(chǎn)企業(yè)生物技術(shù)制藥概論

我國已批準(zhǔn)上市的基因工程藥物藥品名生產(chǎn)企業(yè)適應(yīng)癥rhIL2(白細(xì)胞介素)長春生研所長春藥業(yè)四環(huán)制藥華新三生藥業(yè)深圳科興中華合通金絲利康利制藥癌癥輔助治療癌癥輔助治療癌癥輔助治療癌癥輔助治療癌癥輔助治療癌癥輔助治療癌癥輔助治療癌癥輔助治療癌癥輔助治療rhG-CSF杭州九源化療生白細(xì)胞rhGM-CSF廈門特寶化療生白細(xì)胞rSK(鏈激酶)醫(yī)大實業(yè)心肌梗塞、溶栓rhEPO華欣永銘維沃再生障礙性病血再生障礙性病血hEGF珠海東大創(chuàng)傷、燒傷生物技術(shù)制藥概論我國已批準(zhǔn)上市的基因工程藥物藥品名生產(chǎn)企業(yè)生物技術(shù)制藥概論

我國已批準(zhǔn)上市的基因工程藥物藥品名生產(chǎn)企業(yè)適應(yīng)癥人胰島素通化東寶糖尿病治療Anti-CD3鼠源單抗武漢生研所抑制移植排斥[11]腫瘤細(xì)胞核嵌合抗體注射液*上海華晨腫瘤治療乙肝疫苗深圳康泰乙肝預(yù)防北京生研所乙肝預(yù)防華北制藥乙肝預(yù)防痢疾疫苗*蘭州生研所痢疾預(yù)防軍事醫(yī)學(xué)研究院痢疾預(yù)防霍亂疫苗*軍事醫(yī)學(xué)研究院霍亂預(yù)防重組腺病毒-p53注射液*深圳賽百諾腫瘤治療生物技術(shù)制藥概論我國已批準(zhǔn)上市的基因工程藥物藥品名生產(chǎn)企業(yè)生物技術(shù)制藥概論

一些生物技術(shù)藥物的年產(chǎn)值商標(biāo)（公司）產(chǎn)品描述適應(yīng)癥年銷售額(億美元)Procrit(Amgen/Johnson&Johnson)促紅細(xì)胞生成素貧血癥27Epogen(Amgen)促紅細(xì)胞生成素貧血癥20IntronA(ScheringPlough)干擾素

白血病14Neupogen(Amgen)集落刺激因子嗜中性粒細(xì)胞減少癥12Avonex(Biogen)干擾素

多發(fā)性硬化癥8Embrel(Immunex)單克隆抗體類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎7Betasteron(Chiron/ScheringPlough)干擾素

多發(fā)性硬化癥6Cerezyme(Genzyme)葡萄糖腦苷酯酶戈謝病5生物技術(shù)制藥概論一些生物技術(shù)藥物的年產(chǎn)值商標(biāo)（公司）產(chǎn)品描生物技術(shù)制藥概論

全球著名的生物制藥公司

Genentech（基因泰克）公司世界上第一家生物技術(shù)制藥公司

1976年由Boyer和Swanson共同創(chuàng)建，總部設(shè)在美國舊金山

1977年公司通過E.coli.表達(dá)出重組生長激素抑制素

1982年，該公司生產(chǎn)的重組人胰島素正式獲批上市，成為第一種用DNA重組技術(shù)生產(chǎn)的藥品上市的生物藥品涉及激素類、重組蛋白類、抗體、溶栓藥物等多個種類的數(shù)十種藥物

2008年銷售總額達(dá)134.18億美元

2009年Genentech被Roche（羅氏）公司完全收購生物技術(shù)制藥概論全球著名的生物制藥公司生物技術(shù)制藥概論

全球著名的生物制藥公司

Amgen（安進(jìn)）公司創(chuàng)立于1980年，總部位于美國加州ThousandOaks1988年，第一個產(chǎn)品重組人紅細(xì)胞生成素EPO獲美國FDA批準(zhǔn)，用于治療慢性腎功能衰竭引起的貧血和HIV感染治療的貧血

1991年，第二個產(chǎn)品重組粒細(xì)胞集落刺激因子G-CSF獲美國FDA批準(zhǔn)，其適應(yīng)證為腫瘤化療引起的嗜中性白細(xì)胞減少癥

2001年，收購了Immunex制藥公司

2009年，Amgen公司銷售總額達(dá)147億美元，其中約1/4投入研發(fā)目前全球最大的生物技術(shù)制藥公司生物技術(shù)制藥概論全球著名的生物制藥公司生物技術(shù)制藥概論

全球著名的生物制藥公司

Biogen（生物基因）公司

1978年成立于瑞士日內(nèi)瓦，是歐洲第一家生物制藥企業(yè)主要產(chǎn)品有干擾素系列產(chǎn)品Avonex、腫瘤單抗藥Rituxan、乙肝疫苗Engerix、凝血酶抑制劑Angiomax等

2003年，Biogen公司與Idec制藥公司兼并，成為世界第三大生物制藥公司

2006年凈收入26.9億美元

2007年Biogen公司被美國最大的生物技術(shù)公司之一ImClone的董事會主席CarlIcahn收購生物技術(shù)制藥概論全球著名的生物制藥公司生物技術(shù)制藥概論

世界生物技術(shù)制藥的研究和發(fā)展現(xiàn)狀全球生物技術(shù)藥物年銷售額的增長（截至2004年）生物技術(shù)制藥概論世界生物技術(shù)制藥的研究和發(fā)展現(xiàn)狀生物技術(shù)制藥概論

世界生物技術(shù)制藥的研究和發(fā)展現(xiàn)狀

2008年，全球生物藥品處方藥銷售達(dá)750億美元，增長12.5%22種生物藥品銷售額超過10億美元抗腫瘤靶向藥物、免疫制劑、抗糖尿病藥和疫苗所占份額最大，銷售額增速最快市場份額：美國56%，歐洲24%，日本5%，其他15%

預(yù)計到2014年，僅單克隆抗體就將產(chǎn)生230億美元的市場生物技術(shù)制藥概論世界生物技術(shù)制藥的研究和發(fā)展現(xiàn)狀生物技術(shù)制藥概論

世界生物技術(shù)制藥的研究和發(fā)展現(xiàn)狀

2008年美國正在開發(fā)的生物技術(shù)藥物種類生物技術(shù)制藥概論世界生物技術(shù)制藥的研究和發(fā)展現(xiàn)狀生物技術(shù)制藥概論

世界生物技術(shù)制藥的研究和發(fā)展現(xiàn)狀生物技術(shù)領(lǐng)域全球SCI發(fā)文領(lǐng)先的國家（截至2006年）生物技術(shù)制藥概論世界生物技術(shù)制藥的研究和發(fā)展現(xiàn)狀生物技術(shù)制藥概論

我國生物技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀中國生物技術(shù)領(lǐng)域在世界的排名（截至2006年）排名發(fā)表文獻(xiàn)數(shù)量排名前10位生物技術(shù)企業(yè)數(shù)量排名前10位1美國美國2德國加拿大3日本德國4英國英國5法國澳大利亞6加拿大法國7意大利瑞典8中國伊朗9荷蘭中國10瑞士瑞士生物技術(shù)制藥概論我國生物技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀排名發(fā)表文獻(xiàn)數(shù)量生物生物技術(shù)制藥概論

我國生物技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀中國基因組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)、生物芯片研究情況（截至2006年）國家芯片(%)基因組(%)蛋白質(zhì)組(%)美國34.4844.5643.49日本13.209.935.31德國8.299.4310.44中國4.792.954.20英國4.148.468.46法國3.617.035.52意大利3.173.813.64加拿大3.765.094.61荷蘭2.373.032.38澳大利亞0.972.943.11生物技術(shù)制藥概論我國生物技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀國家芯片(%)基因組生物技術(shù)制藥概論

我國生物技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀我國關(guān)鍵生物技術(shù)領(lǐng)域SCI發(fā)文數(shù)量及全球排名（截至2006年）技術(shù)名稱文獻(xiàn)數(shù)量(篇)全球占比(%)全球排名組織工程6225.495生物芯片15294.795蛋白質(zhì)組7824.207重組蛋白23043.218基因組29482.959疫苗16652.3211干細(xì)胞13761.9312單克隆抗體15171.5314基因治療1921.4115生物技術(shù)制藥概論我國生物技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀技術(shù)名稱文獻(xiàn)數(shù)量(篇生物技術(shù)制藥概論

我國生物技術(shù)制藥產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀我國生物制藥產(chǎn)業(yè)仍處于成長初期，發(fā)展雖快但實力較弱，一直以來都是政府重點扶持的對象國內(nèi)生物制藥行業(yè)的研發(fā)實力較弱，與國際企業(yè)的差距較大，國內(nèi)生物制品以仿制居多。不過國內(nèi)在疫苗，診斷試劑等方面與國際企業(yè)的差距正在逐步縮小2010年1～5月，我國生物、生化制品制造業(yè)累計實現(xiàn)銷售收入432.38億元，比增37.35%，5月末，企業(yè)數(shù)量達(dá)到832個，從業(yè)人員13.46萬人生物技術(shù)制藥概論我國生物技術(shù)制藥產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀生物技術(shù)制藥概論

我國生物技術(shù)制藥產(chǎn)業(yè)的主要特點生物制藥起步不晚，且原核制藥水平不低某些領(lǐng)域有新突破生物制藥在制藥行業(yè)所占比重不高，約7%

生物制藥企業(yè)規(guī)模小，實力弱缺乏核心技術(shù)，低水平重復(fù)建設(shè)，國際競爭力差我國生物制藥研發(fā)偏離國際“主流”——《2008-2010年中國生物制藥行業(yè)調(diào)研及投資咨詢報告》