生物藥物概論.ppt

1、1,第二章 生物藥物概論,2,第一節(jié) 生物藥物的來源、特性、分類與制備 第二節(jié) 人體來源的藥物 第三節(jié) 動物來源的藥物 第四節(jié) 植物來源的藥物 第五節(jié) 海洋生物藥物,3,第一節(jié) 生物藥物的來源、特性、分類與制備,一、生物藥物的來源 二、生物藥物的特性 三、生物藥物的分類 四、生物藥物的制備,4,一、生物藥物的來源,1. 生物藥物的定義,生物藥物是指運用生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、生物化學(xué)等的研究成果，從生物體、生物組織、細(xì)胞、體液等，綜合利用物理學(xué)、化學(xué)、生物化學(xué)、生物技術(shù)和藥學(xué)等學(xué)科額原理和方法制造的一類用于預(yù)防、治療和診斷的制品。,2. 生物藥物的原料來源,天然生物材料：人體、動物、植物、微生物和各種海

2、洋生物等 人工生物原料：免疫法制得的動物原料、用基因工程技術(shù)制得的微生物或其他細(xì)胞原料等,5,二、生物藥物的特性,1. 藥理學(xué)特性,（1）治療的針對性強，治療的生理、生化機(jī)制合理，療效可靠 細(xì)胞色素C，治療缺氧性疾病，效果顯著 （2）藥理活性高 ATP直接供能，效果確切、顯著 （3）毒副作用小，營養(yǎng)價值高 生物藥物主要有蛋白質(zhì)、核酸、糖類、脂類等 （4）生理副作用常有發(fā)生 免疫反應(yīng)、過敏反應(yīng),6,2. 在生產(chǎn)、制備中的特殊性,（1）原料中的有效物質(zhì)含量低，雜質(zhì)種類多且含量高，因此提取、純化工藝復(fù)雜 （2）穩(wěn)定性差，容易被生物因素和理化因素破壞 （3）易腐敗，對低溫、無菌操作要求嚴(yán)格 （4）注射

3、用藥有特殊要求,3. 檢驗上的特殊性,理化檢驗指標(biāo)、生物活性檢驗指標(biāo),7,三、生物藥物的分類,生物藥物的分類方法有以下三種： 1. 按藥物的化學(xué)本質(zhì)和化學(xué)特性分類； 2. 按原料的來源分類； 3. 按生理功能和臨床用途分類。,8,1. 按藥物的化學(xué)本質(zhì)和化學(xué)特性分類,（1）氨基酸及其衍生物類藥物 （2）多肽和蛋白質(zhì)類藥物 （3）酶與輔酶類藥物 （4）核酸及其降解物和衍生物類藥物 （5）糖類藥物 （6）脂類藥物 （7）細(xì)胞生長因子類 （8）生物制品類,生物藥物的有效成分多數(shù)是比較清楚的，該分類方法有利于比較一類藥物的結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系、分離制備方法的特點和檢測方法的統(tǒng)一等。因此一般教科書均按此來分

4、類。,9,2. 按原料來源分類,（1）人體組織來源的生物藥物 （2）動物組織來源的生物藥物 （3）植物組織來源的生物藥物 （4）微生物來源的生物藥物 （5）海洋生物來源的藥物,按原料來源分類，有利于對不同原料進(jìn)行綜合利用、開發(fā)研究。對于生物技術(shù)制藥來說，不同原料來源的生物藥物對生物技術(shù)的要求有所不同。本書講述生物技術(shù)制藥，因此按照原料來源分類。,10,3. 按生理功能和用途分類,生物藥物廣泛用作醫(yī)療用品，在醫(yī)學(xué)、預(yù)防醫(yī)學(xué)、保健醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域都發(fā)揮著重要作用。,（1）治療藥物 腫瘤、艾滋病、心腦血管疾病、免疫性疾病、內(nèi)分泌障礙等 （2）預(yù)防藥物 傳染性疾?。禾旎?、麻疹、百日咳等 常見的預(yù)防藥物：菌苗

5、、疫苗、類毒素等 （3）診斷藥物 免疫診斷試劑、單克隆抗體診斷試劑、酶診斷試劑、放射性診斷藥物和基因診斷藥物等 （4）其他生物醫(yī)藥用品 生化試劑、保健品、化妝品、食品、醫(yī)用材料等,11,四、生物藥物的制備,1. 生物藥物原料的選擇、預(yù)處理與保存方法,（1）原料選擇 a. 有效成分含量高，原料新鮮；（最重要） b. 原料來源豐富，易得，原料產(chǎn)地較近； c. 原料中雜質(zhì)含量少； d. 原料成本低等。,（2）原料得預(yù)處理與保存 預(yù)處理：動物、植物、微生物原料 保存方法： a. 冷凍法，-40速凍 b. 有機(jī)溶劑脫水法，丙酮 c. 防腐劑保鮮，乙醇、苯酚等,12,2. 生物藥物的提取,（1）生物組織與

6、細(xì)胞的破碎 常用的破碎方法：a. 磨切法，機(jī)械破碎方法 b. 壓力法，加壓與減壓兩種 c. 反復(fù)凍融法，設(shè)備簡單，活性保持好，但用時較長 d. 超聲波振蕩破碎法，局部發(fā)熱，對活性有損失 e. 自溶法或酶解法，使用較少,（2）提取 生物組織與細(xì)胞破碎后要立即進(jìn)行提取。提取時，首先要根據(jù)活性物質(zhì)的性質(zhì)，選擇提取試劑。其次是考慮提取溶劑的用量及提取次數(shù)、提取時間。三是注意提取的溫度、pH、變性劑等因素。 常用的提取試劑有：水、緩沖溶液、鹽溶液、乙醇、其他有機(jī)溶劑（如氯仿、丙酮等）。,13,3. 蛋白質(zhì)類藥物的分離純化方法,（1）沉淀法 原理：使蛋白質(zhì)膠體顆粒的表面水化膜或表面電荷破壞，從而沉淀蛋白質(zhì)

7、 常用方法：鹽析法、有機(jī)溶劑沉淀法、等電點沉淀法、與靶物質(zhì)結(jié)合沉淀法（如抗體-抗原）等,（2）按分子大小分離的方法 超濾法和透析法（即膜分離方法）、凝膠層析法、超速離心法等。其中膜分離法可用于生物大分子物質(zhì)的濃縮、分級和脫鹽。,14,（3）按分子所帶電荷進(jìn)行分離的方法 原理：氨基酸、多肽、蛋白質(zhì)、酶均為兩性電解質(zhì)，具有等電點，在離開等電點的pH時便會帶正或負(fù)電荷。因此可以利用電學(xué)性質(zhì)進(jìn)行分離。 主要方法：離子交換柱層析法、電泳法、等電聚焦法等。,（4）親和層析法 大部分生物活性物質(zhì)都有其作用的靶物質(zhì)，如酶與底物（或抑制劑）、抗原與抗體、激素與受體等，它們之間有特異的親和作用，利用該性質(zhì)設(shè)計的特

8、異層析分離技術(shù)稱為親和層析。 親和層析分離專一性強，操作簡便，是當(dāng)前應(yīng)用很廣泛的分離方法。 另外，最近出現(xiàn)的新方法還有疏水層析等。,15,4. 核酸類藥物的分離純化方法,提取法：先提取核酸和蛋白質(zhì)復(fù)合物，再解離核酸與蛋白質(zhì)，然后分離RNA與DNA。 發(fā)酵法：生產(chǎn)單核苷酸。,16,5. 糖類藥物的分離純化方法,由于各種糖類藥物的性質(zhì)和原料來源不同，沒有統(tǒng)一規(guī)范的提取和純化工藝。這里只介紹多糖和粘多糖的一般分離純化方法。,（1）提取方法：非降解法和降解法 非降解法：適用于從含一種粘多糖的動物組織中提取粘多糖，溶劑為水或鹽溶液。 降解法：適用于從組織中提取結(jié)合比較牢固的粘多糖。堿降解和酶降解。,（2

9、）分離方法：沉淀法和離子交換層析法 乙醇沉淀法：45倍體積的乙醇可以使任何結(jié)締組織中的粘多糖完全沉淀。 離子交換層析法：粘多糖的聚陰離子能夠很好地被陰離子交換劑吸附和分離，如Dowex I-X2 離子交換樹脂、DEAE-離子交換纖維素等。洗脫可用NaCl溶液進(jìn)行梯度洗脫。,17,6. 脂類藥物的分離純化方法,（1）提取方法 脂類自然狀態(tài)下是以結(jié)合形式存在的。非極性脂是與其他脂質(zhì)分子或蛋白質(zhì)分子的疏水區(qū)相結(jié)合的。提取脂質(zhì)藥物就是要選擇適當(dāng)?shù)娜軇﹣砥茐倪@種結(jié)合鍵，將脂質(zhì)溶解出來。 常用的溶劑有組合溶劑，醇是其中的主要成分，此外還有氯仿、甲醇、水等。,（2）純化方法 沉淀法：由于不同脂質(zhì)在丙酮中的溶

10、解度不同，故常用它進(jìn)行沉淀。 吸附層析法：常用的吸附劑有硅膠、氧化鋁等。它是通過極性和離子力等把各種化合物結(jié)合到固體吸附劑上。洗脫一般是采用極性逐漸增大的洗脫液來進(jìn)行，非極性的先流出，極性的后流出。 離子交換層析法：脂質(zhì)分子的存在有非解離、兩性離子和酸式解離三種狀態(tài)。根據(jù)它們在一定pH條件下的解離情況，選擇適當(dāng)?shù)碾x子交換劑可將它們提純。,18,7. 氨基酸類藥物的分離純化方法,（1）氨基酸的生產(chǎn)方法 a. 蛋白質(zhì)水解法 酸水解：水解迅速、完全，產(chǎn)物全部是L-型氨基酸，缺點是色氨酸全部被破壞，絲氨酸等部分被破壞。 堿水解：易產(chǎn)生消旋作用，較少應(yīng)用。 酶水解：水解不夠完全。 b. 發(fā)酵法 選育特異

11、產(chǎn)生某種氨基酸的菌株，經(jīng)過發(fā)酵后，從培養(yǎng)液中提取純氨基酸。 c. 化學(xué)合成法 得到DL-型氨基酸，尚需要對異構(gòu)體拆分。 d. 酶促合成法 技術(shù)工藝簡單，轉(zhuǎn)化率高，副產(chǎn)物少，易提純。,19,（2）氨基酸的分離方法 a. 沉淀法 依據(jù)不同氨基酸在水中或其他溶劑中的溶解度差異進(jìn)行沉淀分離。 用特殊試劑沉淀某種氨基酸。 b. 吸附法 利用吸附劑根據(jù)氨基酸吸附力的差異進(jìn)行氨基酸分離的方法。 c. 離子交換法 氨基酸是兩性電解質(zhì)，在一定pH條件下，不同氨基酸帶電性質(zhì)及解離狀態(tài)是不相同的，因此在離子交換劑上被吸附的強度不同。 常用的離子交換劑為強酸型陽離子交換樹脂，洗脫主要用pH梯度洗脫。,20,第二節(jié) 人

12、體來源的藥物,一、人體來源藥物的特點與研究意義 二、人體來源藥物的種類與用途 三、人體來源藥物的制備實例 四、人體來源藥物的研究前景,21,一、人體來源藥物的特點與研究意義,1. 人體來源的生物藥物的特點,（1）安全性好 （2）效價高，療效可靠 （3）穩(wěn)定性好,2. 研究意義,（1）資源的有限性：由于受到法律的嚴(yán)格保護(hù)或倫理的制約，人體來源的藥物原料是有限的?，F(xiàn)能用于生產(chǎn)的原料主要有血液、胎盤、尿液等少數(shù)幾個原料品種。 （2）研究的重要意義：對醫(yī)學(xué)和藥學(xué)具有重大意義。,22,二、人體來源藥物的種類與用途,1. 人血液成分制品,血液制劑是在輸血療法的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。 輸血的真正開始應(yīng)該是從維也

13、納大學(xué)病理解剖學(xué)會的青年助理 Karl Landsteiner（1868-1943）發(fā)現(xiàn)血型開始的。 使用檸檬酸鹽進(jìn)行抗凝血研究的成功及血液低溫保存的成功，為血庫或血站的誕生創(chuàng)造了基本條件。 人血成分制品可分為全血制品、血液成分制品、血漿成分制品和體液細(xì)胞內(nèi)成分制品等。 血液成分制品包括紅細(xì)胞、白細(xì)胞、血小板和血漿。這些成分制品系指單用物理方法自全血中分離制備的成分。主要分離方法為離心、過濾等。,23,（1）紅細(xì)胞制劑,a. 壓積紅細(xì)胞：是心臟病、慢性腎病和肝病患者補充血紅蛋白的首選品種，對于骨髓功能衰竭性貧血、術(shù)前及術(shù)后需要補充血紅蛋白者及其他原因造成的低血紅蛋白者都十分有效。,b. 少含白

14、細(xì)胞的壓積紅細(xì)胞：生產(chǎn)率較高，這種制劑對于需要經(jīng)常輸血的慢性病人特別適用。,c. 冰凍貯藏紅細(xì)胞：一般在-80-196下低溫長期保存。優(yōu)點是稀有血型的紅細(xì)胞可以貯備多年，重融后回收良好。缺點是貯藏維持費昂貴。該品種特別適于給腎臟移植患者輸用。,24,（2）白細(xì)胞濃縮液,輸注白細(xì)胞療法，一般在腫瘤病人經(jīng)細(xì)胞藥物治療后，處于骨髓細(xì)胞抑制期間遭受感染且各種抗菌素治療無效情況下采用，療效顯著。,白細(xì)胞（粒細(xì)胞）成分需用單采粒細(xì)胞技術(shù)（即將所有其他血液成分全部回輸給供體）自供血者血循環(huán)中采集。用過濾法或離心法得到的細(xì)胞存活率較低。改進(jìn)的連續(xù)離心法可將粒細(xì)胞得率提高一倍。,25,白細(xì)胞是生產(chǎn)干擾素（IFN

15、）的重要原料。干擾素（IFN）系指由干擾素誘生劑誘導(dǎo)有關(guān)生物細(xì)胞所產(chǎn)生的一類高活性、多功能的誘生蛋白質(zhì)，可用于提高人體的免疫功能。人白細(xì)胞干擾素已可以完全純化。用于制備干擾素的白細(xì)胞在使用時現(xiàn)制備。一般是將抗凝后的全血離心，然后取出白細(xì)胞層（灰黃色）。,白細(xì)胞有幾個組織相容的HLA位點（human leucocyte locus A，人白細(xì)胞A位點）。由于HLA抗原致敏，以及存在凝集抗體和細(xì)胞毒抗體，使輸入體內(nèi)后存活率很差。因此應(yīng)輸注HLA組織抗原相容的白細(xì)胞，但不易獲得供體。此外離體白細(xì)胞保存問題尚未解決。,26,（3）血小板制劑,血小板的分離和使用在國外已經(jīng)比較普遍，我國尚未推廣使用。,血

16、小板制劑的適應(yīng)癥為白血病、淋巴瘤及其他腫瘤因治療而導(dǎo)致的骨髓抑制癥狀。許多再生障礙性貧血病人往往需要長時間輸注。此外，對血小板缺乏性出血有糾正作用，但對免疫性或原發(fā)性血小板缺乏性紫癜則無效。輸入劑量可根據(jù)病人體重計算。設(shè)每份血小板濃縮液含有總數(shù)為81010的血小板，則每10kg體重輸注1份。,人體輸注血小板往往會很快產(chǎn)生抗體，使輸入的血小板遭到破壞，還會引起短期的粒細(xì)胞減少。采用單人的血小板，最好應(yīng)用HLA相容的單人血小板輸注，可延遲、減少這種破壞作用。,27,（4）新鮮冰凍血漿（FFP）,新鮮冰凍血漿能有效地保存血漿中各種生物活性成分的功能。FFP產(chǎn)品規(guī)定自采血到血漿冰凍的時間不超過8h，在

17、-30以下保存。FFP可在許多臨床疾病中應(yīng)用，包括先天性或獲得性凝血因子缺乏癥、免疫球蛋白缺乏癥等。,28,2. 血漿的綜合利用,表2-1 血漿情況表,29,（1）轉(zhuǎn)輸?shù)鞍最?這是一類能在血液循環(huán)中對機(jī)體的營養(yǎng)物質(zhì)、代謝產(chǎn)物、激素、藥物等進(jìn)行轉(zhuǎn)輸?shù)难獫{蛋白。,30,（2）免疫球蛋白,這類蛋白構(gòu)成了機(jī)體防御感染的體液免疫系統(tǒng)，它和細(xì)胞免疫系統(tǒng)一起，對機(jī)體抵抗外來病原物的侵襲，發(fā)揮極其重要的作用。,31,（3）凝血系統(tǒng)蛋白,血漿中的凝血系統(tǒng)蛋白，在維持機(jī)體的正常凝血機(jī)制、保護(hù)血管滲漏方面起著重要作用。這類蛋白包括與凝血有關(guān)的蛋白質(zhì)、酶或因子等，如纖維蛋白原、凝血酶原等，因子IV與凝血有關(guān)，但它是鈣

18、而不是蛋白質(zhì)。第二類是與溶纖有關(guān)的酶，如纖溶酶原，被尿激酶活化后成為具有酶活性的纖溶酶，具有溶栓作用。蛋白C（PC）是新近發(fā)現(xiàn)的抗凝系統(tǒng)中的一種主要蛋白。它可被凝血酶激活，活化后的蛋白C能作用于活化的因子V和VIII，起到抗凝作用。該類蛋白大部分為微量或超微量。,32,（4）補體系統(tǒng)蛋白,補體系統(tǒng)是機(jī)體主要防御體系之一，在許多生物學(xué)反應(yīng)中，如吞噬、調(diào)理、趨化和細(xì)胞溶解等，均起重要作用。另一方面補體在自身免疫性疾病及循環(huán)免疫復(fù)合物性疾病中，起著損傷機(jī)體的作用。 參與補體傳統(tǒng)活化途徑的有9種成分（C1C9），B、D和P因子為參與旁路活化途徑的補體成分，C36-INA和IH為補體旁路活化過程中的調(diào)節(jié)

19、因子。,33,（5）蛋白酶抑制物類,34,3. 人體液細(xì)胞中的活性物質(zhì),35,4. 人類來源的其他原料的利用,（1）人胎盤的利用,人胎盤制品主要有人胎盤丙種球蛋白、人胎盤白蛋白、人胎盤RNA酶抑制劑等，它們的研究亦有重要進(jìn)展。人胎盤能分泌多種激素，如絨膜促性激素（HCG）、絨膜促乳激素（HCS）等，故可從胎盤中提取得到。,（2）人尿的綜合利用,人尿是來源豐富的寶貴生物資源。由人尿制取的藥物與人體成分是同源的，不存在異種蛋白抗原性的問題。,從健康男性尿液種可以制備尿激酶、激肽釋放酶、尿抑胃素、蛋白酶抑制劑、睡眠因子、集落刺激因子（CSF）和表皮生長因子（EGF）等。從妊娠婦女與絕經(jīng)期婦女的尿液中

20、，可制備絨膜促性激素（HCG）等。,36,5. 細(xì)胞因子,（1）特點與生理作用,細(xì)胞因子是在體內(nèi)或體外對效應(yīng)細(xì)胞的生長、增殖和分化起調(diào)控作用的一類物質(zhì)。這類物質(zhì)的化學(xué)本質(zhì)主要是蛋白質(zhì)和多肽，其他結(jié)構(gòu)物質(zhì)也有存在。許多生長因子在靶細(xì)胞上有特異性受體，這類因子包括細(xì)胞生長因子和細(xì)胞生長抑制因子。,在臨床上，細(xì)胞因子可促進(jìn)受損組織的恢復(fù)，但對正常組織無作用。細(xì)胞生長抑制因子對于抗癌新藥的研究具有重要意義。對人的細(xì)胞調(diào)節(jié)因子進(jìn)行研究，將為用生物技術(shù)生產(chǎn)人細(xì)胞因子打下堅實的基礎(chǔ)。,（2）主要種類,已發(fā)現(xiàn)的細(xì)胞因子在100種以上，大部分是從動物原料種制得，其調(diào)節(jié)作用很多。,37,6. 人體激素,激素是調(diào)節(jié)

21、機(jī)體正常發(fā)育與活動的重要物質(zhì)，是一類動物體內(nèi)腺體細(xì)胞和非腺體組織細(xì)胞所分泌的化學(xué)信息分子。脊椎動物已經(jīng)發(fā)現(xiàn)近百種激素。由于激素的結(jié)構(gòu)是多樣的，目前主要是以分泌部位或生理功能來命名的。 激素主要有蛋白質(zhì)激素、多肽激素、氨基酸衍生物激素和脂類激素。激素分子很少是大分子蛋白質(zhì)，因此很少有免疫反應(yīng)，激素在體內(nèi)的含量也極低，因此研究人體激素的目的，不是在于用人體材料進(jìn)行生產(chǎn)，而是用于指導(dǎo)用其他原料進(jìn)行生產(chǎn)和如何正確使用激素藥物進(jìn)行治療。 現(xiàn)在激素的生產(chǎn)是以動物原料提取為主，近年來，用半合成法和基因工程法來生產(chǎn)激素發(fā)展很快，用這些方法生產(chǎn)人胰島素已取得成功。,38,三、人體來源藥物的制備實例,1. 人血漿

22、白蛋白制劑的制備,（1）結(jié)構(gòu)和性質(zhì),白蛋白（albumin）又稱清蛋白，約占血漿總蛋白的65。同種白蛋白制品無抗原性，其主要功能除前述功能外，還是維持血漿膠體滲透壓的主要物質(zhì)。,白蛋白為單鏈分子，由584個氨基酸殘基組成，N端為天門冬氨基酸，C端為亮氨酸，Mr為66103，在離子強度為0.15時，pI為4.7，易溶于水，在60硫酸銨飽和度以上沉淀。對酸較穩(wěn)定，受熱變性。,從人體中分離的白蛋白有兩種：一種是從健康人血漿中分離制得的人血清白蛋白，另一種是從健康產(chǎn)婦胎盤中分離制得的胎盤白蛋白。,39,（2）工藝路線及要點,人血漿,絡(luò)合物,解離液,濃縮液,熱處理液,白蛋白溶液,白蛋白,圖2-1 白蛋白

23、生產(chǎn)工藝路線,40,2. 尿激酶（urokinase）的制備,（1）結(jié)構(gòu)與性質(zhì),尿激酶有多種分子形式，主要為31.3103和54.7103兩種。Mr為54.7103的天然尿激酶是由Mr為33.1103和18.6103的兩條肽鏈通過二硫鍵連接而成的。該酶是絲氨酸蛋白酶，絲氨酸、組氨酸是活性中心必需的氨基酸。該酶對底物專一性很強，血纖維蛋白溶酶原是它唯一的天然蛋白質(zhì)底物，它作用于Arg-Val鍵上，使纖溶酶原轉(zhuǎn)為纖溶酶。,尿激酶的pI為89。溶液狀態(tài)是不穩(wěn)定的。廣泛用于治療各種新血栓形成或血栓梗塞疾病。,41,（2）工藝路線及要點,圖2-2 尿激酶生產(chǎn)工藝路線,42,3. 絨膜促性激素（HCG）的

24、制備,（1）HCG的性質(zhì),HCG是一種糖蛋白，由、兩個亞基組成，Mr為4759103。其活性部位由氨基酸以共價鍵與寡糖鏈相結(jié)合構(gòu)成，寡糖鏈占HCG Mr的31。糖鏈由甘露糖、巖藻糖、半乳糖、乙酰氨基半乳糖和乙酰氨基葡萄糖組成，糖鏈末端有一帶負(fù)電的唾液酸。易溶于水，pI為3.23.3。HCG由胎盤滋養(yǎng)層合體細(xì)胞所分泌。婦女妊娠4570天，尿中HCG含量可達(dá)3000050000IU/24h。 HCG主要用于治療女性不育癥，對神經(jīng)性皮炎亦有效。臨床用于由男性垂體功能分泌不足所致的性功能過低癥和隱睪癥，以及由黃體功能不全引起的子宮出血和習(xí)慣性流產(chǎn)，療效顯著。,43,（2）工藝路線及要點,圖2-3 HC

25、G生產(chǎn)工藝路線,44,4. 白細(xì)胞介素-2（IL-2）的制備,（1）性質(zhì),IL-2是由活化的淋巴細(xì)胞所產(chǎn)生的，含133個氨基酸殘基的糖蛋白，Mr為15103。有一個鏈內(nèi)二硫橋（58位，105位）。等電點為pH6.5。檢測方法用IL-2依賴型細(xì)胞株增殖反應(yīng)。,45,（2）工藝路線及要點,圖2-4 IL-2生產(chǎn)工藝路線,46,四、人體來源藥物的研究前景,1. 可進(jìn)一步開發(fā)新產(chǎn)品,（1）血液的利用,按Cohn的低溫乙醇工藝，除冷沉淀外，可把血漿蛋白分離為IV5個成分。目前僅利用了其中的I（纖維蛋白原）、II（免疫球蛋白）和V（白蛋白）3個組分，而含有大量血漿蛋白成分的III和IV，目前基本未加以利用

26、。,（2）對其他原料的利用,胎盤、尿液等。,2. 用現(xiàn)代生物技術(shù)生產(chǎn)人類活性物質(zhì),基因工程、蛋白質(zhì)工程、細(xì)胞工程、酶工程、發(fā)酵工程等技術(shù)在生物藥物研制方面發(fā)揮了重要作用。,47,第三節(jié) 動物來源的藥物,一、動物來源藥物的特點 二、動物來源藥物的種類與用途 三、動物來源藥物的制備實例 四、動物來源藥物的研究前景,48,一、動物來源藥物的特點,1. 原料來源豐富,動物原料主要有牛、豬、羊等的器官、組織、腺體、血液、毛角等。其次是各種小動物。這類資源的來源豐富且健康、新鮮。這類原料品種繁多，可以制備出人體所需要的各種活性物質(zhì)，是生產(chǎn)生物藥物的主要資源。,2. 要重視安全性,動物與人體的種族差異較大，

27、因此活性物質(zhì)的結(jié)構(gòu)也有一定的差異。特別是蛋白質(zhì)類藥物在化學(xué)結(jié)構(gòu)和空間結(jié)構(gòu)上都會有不同程度的差別。蛋白質(zhì)是抗原，不同來源的蛋白質(zhì)注射于人體內(nèi)要產(chǎn)生抗原反應(yīng)，嚴(yán)重者會有生命危險。因此，對此類藥物的安全性研究要特別引起重視。同時也要重視藥效問題。,49,二、動物來源藥物的種類與用途,1. 動物多肽與蛋白質(zhì)類藥物,（1）動物多肽藥物的重要性與種類,20世紀(jì)50年代，主要集中于腦垂體所分泌的多肽激素的研究； 60年代，開始了對神經(jīng)肽的研究； 70年代，腦啡肽等的研究進(jìn)入高潮； 此后，生物技術(shù)的迅速發(fā)展開始了多肽藥物的新領(lǐng)域細(xì)胞因子。,50,主要的活性多肽藥物有以下幾種： 多肽激素 垂體多肽激素：促腎上腺

28、皮質(zhì)激素（ACTH）、促黑激素（MSH）、脂肪水解激素（LPH）、催產(chǎn)素（OT）、加壓素（AVP）。 下丘腦激素：促甲狀腺激素釋放激素（TRH）、生長素抑制激素（GRIF）、促性腺激素釋放激素（LHRH）。 甲狀腺激素：甲狀旁腺素（PTH）、降鈣素（CT）。 胰島激素：胰高血糖素、胰解痙多肽。 胃腸道激素：胃泌素、膽囊收縮素促胰酶素（CCK-PZ）、腸泌素、腸血管活性肽（VIP）、抑胃肽（GIP）、緩激肽、P物質(zhì)。 胸腺激素：胸腺素、胸腺肽、胸腺血清因子。 多肽類細(xì)胞因子（單列一類） 含有多肽成分的其他生化藥物，此類藥物品種繁多且不斷更新。如腦氨肽、蛇毒、胎盤提取物、脾水解物、肝水解物、心臟激

29、素、轉(zhuǎn)移因子、抗癌肽等。此類藥物大部分是多種物質(zhì)的混合物。,51,（2）動物蛋白質(zhì)類藥物,蛋白質(zhì)激素：垂體蛋白質(zhì)激素有生長素（GH）、催乳激素（PRL）、促甲狀腺素（TSH）、促黃體生成激素（LH）、促卵泡激素（FSH）。促性腺激素有人絨毛膜促性腺激素（HCG）、絕經(jīng)尿促性腺激素（HMG）、血清性促性腺激素（SGH）。其他蛋白質(zhì)激素有胰島素、胰抗脂肝素、松弛素、尿抑胃素。 血漿蛋白質(zhì) 蛋白質(zhì)類細(xì)胞因子 粘蛋白：主要品種有胃膜素、硫酸糖肽、內(nèi)在因子、血型物質(zhì)A和B等。 膠原蛋白：明膠、阿膠、氧化聚合明膠等。 其他：硫酸魚精蛋白、胰蛋白酶抑制劑等。,52,2. 動物酶與輔酶類藥物,（1）促消化酶類

30、 （2）消炎酶類 （3）治療新腦血管疾病的相關(guān)酶 （4）抗腫瘤的酶 （5）與氧化還原電子傳遞有關(guān)的治療酶 （6）其他藥用酶 （7）動物輔酶類藥物,53,3. 動物核酸類藥物,（1）組成與作用,（2）主要種類與用途,54,4. 動物糖類藥物,動物多糖類藥物以粘多糖類為主。粘多糖具有多種藥理活性，包括抗凝血、降血脂、抗病毒、抗腫瘤及抗放射性等作用。,（1）粘多糖的種類與分布,廣義的粘多糖：粘多糖、粘蛋白、糖蛋白、糖脂等。 多糖類藥物：以粘多糖為主，包括中性粘多糖和酸性粘多糖。 粘多糖主要分布：動物骨、軟骨、皮、角、血管、腸、滑膜液、腦、角膜、肺、肝、心、尿等原料。其他動物如腔腸動物、海綿動物中含量

31、也較高。,（2）粘多糖制備的一般方法,原料處理，提?。òń到夥ê头墙到夥ǎ?，去除非粘多糖，脫色，脫蛋白等，純化，用乙醇分級沉淀，季銨鹽絡(luò)合沉淀，離子交換柱層析分離，分子篩分離，親和層析等。,55,5. 動物脂類藥物,脂類藥物是易溶于氯仿、苯、石油醚等非極性溶劑，而不溶或微溶于水的一類藥物。,（1）脂類藥物種類及分布,種類：脂肪酸及其衍生物、磷脂類、膽酸類（含固醇類）、卟啉及其衍生物等。 主要分布：脂肪酸及磷脂類主要分布在腦、脊髓等神經(jīng)組織中，脂肪組織、肝等含量亦較豐富；膽酸類藥物分布以膽汁為主，卟啉類以血液為主。,56,（2）脂類藥物的制備方法, 提取法 水解法 生物轉(zhuǎn)化法 化學(xué)合成或半合成

32、法,6. 動物細(xì)胞因子,57,三、動物來源藥物的制備實例,1. 胰島素的制備,（1）胰島素的性質(zhì),胰島素的pI5.35.4，由A鏈、B鏈通過兩個二硫鍵連接；A鏈含21個氨基酸，B鏈含30個氨基酸；Mr近6000；能與鋅離子結(jié)合成鋅胰島素。鋅胰島素在pH2的水溶液中呈二聚體。胰島素是所有蛋白質(zhì)中研究得最多，也是研究得最清楚的蛋白。,58,（2）工藝路線及要點,圖2-5 豬胰島素生產(chǎn)工藝路線,59,2. 超氧化物岐化酶（SOD）的制備,（1）超氧化物岐化酶的性質(zhì),超氧化物岐化酶（superoxide dismutase，SOD），美、德、澳等國均有產(chǎn)品。對SOD的化學(xué)、藥理、臨床及其作用機(jī)制進(jìn)行的

33、一系列研究，發(fā)現(xiàn)SOD的存在可能與機(jī)體衰老、腫瘤發(fā)生、自身免疫疾病和輻射防護(hù)等有關(guān)。目前主要用于炎癥、類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、慢性多發(fā)性關(guān)節(jié)炎及放射治療后的炎癥等。 SOD存在于動物、植物、微生物中，有Cu-Zn-SOD、Mn-SOD、Fe-SOD等。 牛紅細(xì)胞SOD為Cu-Zn-SOD，Mr為32000，由兩個亞基組成，每個亞基含一個Cu和一個Zn。在pH7.69.0時穩(wěn)定。它催化超氧負(fù)離子歧化為H2O2。,60,（2）工藝路線及要點,圖2-6 豬血SOD生產(chǎn)工藝路線,61,3. 用肝臟生產(chǎn)核糖核酸（RNA）,用肝臟生產(chǎn)的動物RNA具有其他生物來源RNA所不具有的藥用功能。但由于肝組織中成分很復(fù)雜，

34、因此提純難度較大。,62,工藝路線及要點,圖2-7 肝RNA生產(chǎn)工藝路線,63,4. 提取法制備腺苷三磷酸（ATP）,ATP的生產(chǎn)主要有提取法和用AMP合成法。,工藝路線及要點,圖2-8 提取法生產(chǎn)ATP工藝路線,64,5. 肝素鈉的制備,肝素是一種含有硫酸脂的粘多糖，生產(chǎn)原料以腸粘膜、肺等為主。它的主要功能是降血脂和抗血栓形成。,工藝路線及要點,圖2-9 肝素鈉生產(chǎn)工藝路線,65,6. 前列腺素E2（PGE2）的制備,PGE2藥用品為淡黃色粘稠狀油液，味微苦；易溶于乙醇、丙酮、氯仿及pH8.0的緩沖液中，幾乎不溶于水；結(jié)晶品為白色固體，熔點6466。,工藝路線及要點,圖2-10 PEG2生產(chǎn)

35、工藝路線,66,7. 表皮細(xì)胞生長因子（EGF）的制備,EGF是由53個氨基酸組成的單鏈多肽，Mr為6.05103，等電點pH為4.6。耐熱，-20可長期保存。其生理功能是刺激表皮生長和角化。,工藝路線及要點,圖2-10 EGF生產(chǎn)工藝路線,67,四、動物來源藥物的研究前景,1. 動物資源中活性成分的深入研究與擴(kuò)大開發(fā) （1）哺乳動物中藥用活性物質(zhì)研究 （2）陸生其他動物藥物研究 （3）水生動物藥物研究 2. 現(xiàn)代生物技術(shù)在動物藥物研究中的應(yīng)用 3. 動物藥物的分子改造、化學(xué)合成與新藥設(shè)計,68,第四節(jié) 植物來源的藥物,一、植物來源藥物的特點 二、植物來源藥物的種類與用途 三、植物來源藥物的制

36、備實例 四、植物來源藥物的研究前景,69,一、植物來源藥物的特點,根據(jù)不完全統(tǒng)計，全世界大約有40的藥物來源于植物。我國中草藥資源極為豐富，有詳細(xì)記載的近5000種，使用中草藥治療疾病的歷史有上千年，中醫(yī)藥已形成完整的科學(xué)體系。隨著現(xiàn)代科學(xué)理論與技術(shù)的迅速發(fā)展，對于植物藥物有效成分的研究引起了特別重視，形成了“天然藥物化學(xué)”研究的新領(lǐng)域。,藥用植物中具有藥物功能的物質(zhì)種類繁多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。除小分子的各種天然有機(jī)化合物以外，還含有多種生物大分子活性物質(zhì)，如蛋白質(zhì)、多肽、酶、核酸、糖類和脂類等。,70,二、植物來源藥物的種類與用途,1. 植物中的天然有機(jī)化合物,“天然藥物化學(xué)”是運用現(xiàn)代科學(xué)理論與方

37、法研究天然藥物中的化學(xué)成分及其生理功能的一門學(xué)科，內(nèi)容包括各類天然藥物的化學(xué)成分、結(jié)構(gòu)特征、性質(zhì)、提取和分離方法、結(jié)構(gòu)鑒定及生理活性等的研究。主要研究內(nèi)容是植物中的天然有機(jī)化合物的分離提純、結(jié)構(gòu)確定及構(gòu)效關(guān)系等。它所包括的化合物主要有以下幾類：,（1）糖和糖苷類 （5）鞣質(zhì) （2）苯丙素類 （6）萜類 （3）醌類 （7）甾體 （4）黃酮類 （8）生物堿,71,2. 植物蛋白質(zhì)、多肽、酶類生理活性物質(zhì)的種類和作用,目前應(yīng)用植物作原料制備蛋白質(zhì)、多肽、酶類的藥物品種不多，這是由于這些生物大分子物質(zhì)在結(jié)構(gòu)上與人體種族差異很大，免疫反應(yīng)強烈。目前多用于口服和外用。,大多數(shù)中草藥原料均需經(jīng)過較激烈條件的

38、加工而成，因此內(nèi)含的很多大分子蛋白質(zhì)、酶等已失去原有生物活性，因此對于新鮮藥材中生物活性物質(zhì)的研究具有更重要的意義。,72,3. 植物糖類藥物,（1）單糖類：植物單糖有葡萄糖、果糖、核糖、脫氧核糖和木糖等；糖酸類有維生素C等；糖醇類有木糖醇、山梨醇、肌醇、甘露醇等。 （2）聚糖類：低聚糖主要有蔗糖、麥芽糖、棉籽糖等；多聚糖有淀粉、纖維素、人參多糖、黃芪多糖、海藻糖等。 （3）糖的衍生物：如葡萄糖-6-磷酸、果糖-1,6-二磷酸、磷酸肌醇、氨基葡萄糖等。,73,4. 植物脂類藥物,脂類藥物是存在于生物體中的脂肪及其他能夠被有機(jī)溶劑提取出來的藥物。因此這類藥物只是在溶解性上相似，結(jié)構(gòu)卻是幾類不同的

39、化合物。植物脂類藥物是植物生物藥物的重要部分，“天然藥物化學(xué)”中的醌類、黃酮類、萜類、甾類、苯丙素、鞣質(zhì)等均屬植物脂類藥物，因此植物脂類藥物的研究引起特別的重視。,脂質(zhì)類藥物根據(jù)其化學(xué)結(jié)構(gòu)和組成可分為： （1）脂肪和脂肪酸類：主要有亞油酸、亞麻酸、花生四烯酸等不飽和脂肪酸。 （2）磷脂類：大豆磷脂（含磷脂酯膽堿）等。 （3）固醇類：-谷固醇、豆固醇等。,74,三、植物來源藥物的制備實例,1. 植物超氧化物歧化酶（SOD）的制備,植物SOD的研究近年來引起了科學(xué)家們的特別重視，一是因為SOD具有清楚體內(nèi)過量的超氧自由基（O2）的功能，對于預(yù)防衰老、血管硬化等有顯著效果，對疾病治療也初步顯出效果。

40、二是植物SOD穩(wěn)定性較動物SOD好，特別是類-SOD，因相對分子質(zhì)量小，易透性好，引起保健品、美容品方面研究的特別重視。比較好的品種有刺梨、沙棘、茶葉等植物SOD。 植物SOD研究在農(nóng)業(yè)新品種培育研究中具有重要意義。SOD的同工酶譜對于差異很小的品種就能顯出不同，對于鑒定新植物品種具有重要意義。,75,圖2-12 茶葉SOD制備工藝路線,76,2. 植酸鈣鎂與肌醇的制備,（1）植酸鈣鎂（菲汀）是一種良好的營養(yǎng)藥。適用于治療神經(jīng)系統(tǒng)各種疾病、血管張力減退、軟骨病、貧血、結(jié)核病等。也是制備肌醇的原料。,圖2-13 菲汀生產(chǎn)的工藝路線,77,（2）肌醇又稱肌糖（環(huán)己六醇）臨床用于治療肝硬化、血管硬化

41、和脂肪過多癥。,圖2-14 肌醇生產(chǎn)的工藝路線,78,3. 植物不飽和脂肪酸的制備,植物不飽和脂肪酸主要有棕櫚油酸、油酸、亞油酸、亞麻酸、花生四烯酸等，它們含有不同量的C=C雙鍵，具有抗氧化，防止血管硬化的功能。在肌體內(nèi)也用于合成其他生物活性物質(zhì)，如前列腺素E1、E2等的原料。,圖2-15 亞油酸制備的工藝路線,79,四、植物來源藥物的研究前景,由于藥用植物本身具有種類多、療效突出等特點，在自然界中分布比較有限，因此利用生物技術(shù)研究與開發(fā)植物藥物，倍受各國重視。我國在20世紀(jì)70年代就已經(jīng)重視這方面的研究?！捌呶濉庇媱澠陂g將人參、三七、紫草細(xì)胞培養(yǎng)列為國家攻關(guān)項目；“八五”計劃期間又將紫草細(xì)胞大量培養(yǎng)生產(chǎn)紫草寧、紅豆杉細(xì)胞大量培養(yǎng)生產(chǎn)紫杉醇列為攻關(guān)項目。 1. 植物細(xì)胞培養(yǎng)研究工作 2. 植物組織培養(yǎng) 3. 天然藥用植物中有效成分的分離、純化，結(jié)構(gòu)、功能測定,80,第五節(jié) 海洋生物藥物,一、海洋生物藥物的研究進(jìn)展 二、海洋生物及海洋生物藥物的種類與用途 三、海洋生物藥物的制備實例 四、海洋生物藥物的研究前景 五、生物技術(shù)在海洋藥物研究與發(fā)展中的重要作用,81,一、海洋生物藥物的研究進(jìn)展