【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 抗體工程 是指通過對(duì)抗體分子結(jié)構(gòu)和功能關(guān)系的研究，有計(jì)劃地對(duì)抗體基因序列進(jìn)行改造，改善抗體的某些功能的技術(shù)。 在 80年代初， 抗體基因結(jié)構(gòu)和功能 的研究成果與 重組 DNA技術(shù) 相結(jié)合，產(chǎn)生了基因工程抗體技術(shù)。 基因工程抗體 即將抗體的基因按不同需要進(jìn)行加工、改造和重新裝配，然后導(dǎo)入適當(dāng)?shù)氖荏w細(xì)胞中進(jìn)行表達(dá)的抗體分子。 （四）抗體工程（ Antibody engineering ） 抗體工程的內(nèi)容 （ 1）完整抗體，及抗體的人源化 （ 2）完整抗體與抗體片段的藥代動(dòng)力學(xué)比較 （ 3）改造抗體片段的多種特異性 （ 4） mRNA蛋白質(zhì)復(fù)合物庫(kù) （ 5）抗體庫(kù)的構(gòu)建、展示和篩選 （ 6）抗體的生產(chǎn)、穩(wěn)定性和表達(dá)水平 （ 7）噬菌體展示技術(shù)親和力成熟 （ 8）雙功能抗體 （ 10） 細(xì)胞表面庫(kù) （ 9） 轉(zhuǎn)基因鼠 （ 11）骨架替換 （四）抗體工程（ Antibody engineering ） 臨床應(yīng)用 （ 1）中和病原體及抗病毒治療 （ 2）細(xì)胞內(nèi)抗體 （ 3）腫瘤治療與細(xì)胞補(bǔ)充療法 （ 4）疫苗應(yīng)用 （ 5）用于未來診斷的生物傳感器和微矩陣技術(shù) （四）抗體工程（ Antibody engineering ） (五 ) 組織工程 (Tissue engineering) 對(duì)象 ：干細(xì)胞、組織和器官。 定義 ： 組織工程 就是運(yùn)用工程學(xué)和生命科學(xué)原理和方法， 在了解正常和病理學(xué)組織結(jié)構(gòu)與功能關(guān)系和生長(zhǎng)機(jī)理的基礎(chǔ)上，研制生物學(xué)組織器官替代品，通過移植，達(dá)到重建、恢復(fù)、維持和改進(jìn)組織功能學(xué)科。 要點(diǎn)： （ 1） 依據(jù)正常組織結(jié)構(gòu)、功能設(shè)計(jì)方案； （ 2） 選擇種子細(xì)胞培養(yǎng)； （ 3） 選擇細(xì)胞外基質(zhì)、生物支架材料； （ 4） 體外構(gòu)建三維結(jié)構(gòu)替代品； （ 5） 植入機(jī)體，替代病理組織。 應(yīng)用 ： 組織器官移植。 (六 )干細(xì)胞工程 (stem cell engineering) 干細(xì)胞 干細(xì)胞是具有無(wú)限期產(chǎn)生各種分化細(xì)胞能力的細(xì)胞。它是各種干細(xì)胞的統(tǒng)稱。 通常認(rèn)為干細(xì)胞有幾個(gè)主要特征 （ 1）未分化的早期細(xì)胞； （ 2）具有分化成各種特定細(xì)胞的能力； （ 3）可無(wú)限地分裂增值，產(chǎn)生大量后裔 。 （ 4）其子細(xì)胞有兩種命運(yùn)，保持為干細(xì)胞或分化為特定 細(xì)胞。 克隆羊多莉 體細(xì)胞核 供卵母羊 供體細(xì)胞羊 卵子 體細(xì)胞 去核卵子 植入受體去核卵中 克隆羊多莉 外源核卵子 植入代育母羊子宮發(fā)育、成長(zhǎng)、降生 克 隆 技 術(shù) 克隆羊“多莉” 美國(guó)鄉(xiāng)村音樂 女歌手多利 帕頓（ Dolly Parton） ①羅斯林研究所 1997年 7月宣布培育成功“多莉” 多莉出生于 1996年 7月 5日下午 5時(shí)，蘇格蘭的羅斯林研究所， 。 供體： a 芬蘭多賽特母羊 乳腺細(xì)胞 培養(yǎng) 5天 取核 b 蘇格蘭黑臉母羊 卵細(xì)胞 去核 電擊誘導(dǎo)融合 創(chuàng)造一個(gè)人造受精卵 特殊培養(yǎng) 再移植到代孕母親 (受體：蘇格蘭白臉母羊 )子宮中 出生 。 ② 維爾穆特及其同事： 1000個(gè)卵 — 434個(gè)人造未融合的卵 — 電擊融合 — 277個(gè)人造受精卵 — 移植到羊輸卵管中 特殊培養(yǎng)存活 247個(gè) — 29個(gè)發(fā)育到早期胚胎的高級(jí)階段（桑葚胚） — 移植到 13只代孕母 親的子宮中 — 只有多利出生了。 英國(guó)羅斯林研究所正式向外界宣布 ， 克隆羊多莉已于 1998年4月當(dāng)上了媽媽 。 該研究所發(fā)布的新聞公報(bào)說 ， 多莉 1998年 4月 13日當(dāng)?shù)貢r(shí)間凌晨自然分娩順利產(chǎn) 下一只母羊羔 ， 這只取名為 “ 邦尼 ’’ 的小羊體重 。 新聞公報(bào)稱 ， 目前多莉母女倆 “ 狀況良好 ” 。 羅斯林研究所所長(zhǎng)布爾菲爾德教授在一份書面聲明中表示 ， 他對(duì)多莉的生產(chǎn)感到高 興 。 盡管多莉身份非同尋常 ， 但小羊羔的出世證明多莉完全能夠正常懷胎并生下健康的 后代 。 羅斯林研究所指出 ， 多莉的生育成功 ， 對(duì)克隆技術(shù)的商業(yè)化具有非常重要的意義 。 因 為 ， 當(dāng)利用細(xì)胞核移植技術(shù)培育出少量轉(zhuǎn)基因動(dòng)物之后 ， 不必再利用克隆的方法 ， 完全可 以通過像多莉這樣正常懷孕生子獲得更多性能改良的下一代 。 邦尼的父親戴維是一只普通威爾士公山羊 ， 多莉懷孕的時(shí)間為 1997年年底 。 羅斯林 研究所說 ， 在邦尼出生之后 ， 研究人員對(duì)母女倆的情況進(jìn)行了一段時(shí)間觀察 ， 以確保它們安然無(wú)恙 ， 另外也是為了讓邦尼和多莉能有時(shí)間不受外界干擾地在一起聯(lián)絡(luò)感情 ， 因此他 們推遲了 10天左右才 正 式 發(fā) 布 多 莉 當(dāng) 媽 媽 的 消 息 。 (七 ) 轉(zhuǎn)基因動(dòng)物 (亦稱 : 胚胎工程 Transgeic animal） 對(duì)象 ： 胚胎早期細(xì)胞上實(shí)現(xiàn)基因轉(zhuǎn)移。 定義 : 胚胎工程 是指把新的遺傳信息 (DNA序列 ) 用特定技術(shù) 導(dǎo)入 胚胎早期受精卵 , 經(jīng) 發(fā)育 后 , 外源遺傳信息分布到所有體細(xì)胞 生殖細(xì)胞中去 , 這種使動(dòng)物帶有 新遺傳信息 的基因轉(zhuǎn)移技術(shù)稱胚胎工程。 所得動(dòng)物稱轉(zhuǎn) 基因動(dòng)物 (Transgeic animals)， 或 基因工程動(dòng)物。 過程 : （ 1）提取人所需要蛋白質(zhì)基因、 cDNA； （ 2）基因重組 (cDNA＋控制基因＋載體 )； （ 3） 分離、培養(yǎng)人工受精的卵細(xì)胞 (如牛 )； （ 4）把重組體轉(zhuǎn)入到受精的卵細(xì)胞； （ 5）植入子宮 ,使之發(fā)育為個(gè)體 (每一個(gè)體細(xì)胞均含有新的 基因 ) （ 6）活化植入新基因，使之表達(dá) （如在乳腺中表達(dá) )； （ 7） 提取目的基因表達(dá)產(chǎn)物 ,進(jìn)行驗(yàn)證 (定性、定量 )； （ 8） 進(jìn)行安全性及臨床試驗(yàn)。 (七 ) 轉(zhuǎn)基因動(dòng)物（亦稱 : 胚胎工程 Transgeic animal） 要點(diǎn) : （ 1）必須有外源新基因轉(zhuǎn)移 , （ 2）在早期生殖細(xì)胞整合 , （ 3）發(fā)育成新個(gè)體中有外源基因正常表達(dá) , （ 4）可遺傳后代。 應(yīng)用 : （ 1） 腫瘤發(fā)生、傳染病的動(dòng)物模型 , （ 2） 新品種 :新物種研究 , （ 3） 藥物生產(chǎn)、動(dòng)物乳汁中分泌有 tPA, IX因子 , （ 4） 免疫機(jī)制研究。 (七 ) 轉(zhuǎn)基因動(dòng)物（亦稱 : 胚胎工程 Transgeic animal） 對(duì)象 : 人體 定義 : 生物醫(yī)學(xué)工程 是指從工程學(xué)角度研究人體結(jié)構(gòu)、功能及生命現(xiàn)象 , 為防治疾病提供新技術(shù)、新方法、新儀器和新材料的科學(xué) 。 內(nèi)容 : （ 1）生物材料 ( 人造器官、起搏器的材料 ) （ 2）康復(fù)工程 （ 3）醫(yī)學(xué)成像 ( 超聲、 CT、核磁 ) （ 4）生物傳感 （ 5）監(jiān)護(hù)系統(tǒng)等。 (八 ) 生物醫(yī)學(xué)工程 ( Biomedical engineering) (九 ) 生物制藥／化學(xué)制藥工程 (Biochemical pharmaceutical engineering) 生產(chǎn)對(duì)象 : 藥物 ( 活性多肽、酶、抗生素等 ) 定義 (待確定 ): 生物制藥／化學(xué)制藥工程 是指 利用現(xiàn)代生物技術(shù) , 以生物反應(yīng)器（微生物、動(dòng)物細(xì)胞、植物及動(dòng)物個(gè)體），大規(guī)模地制備高純度的藥物。如基因工程藥物、同份異構(gòu)體的拆分（利用 Abzyme 特異結(jié)合、特異地進(jìn)行酶消化來完成）等。 對(duì)象 : 酶分子修飾、生產(chǎn)應(yīng)用和酶的固定化 定義 : 酶工程 是指在給定的生產(chǎn)工藝和生物反應(yīng)器中 , 利用酶、細(xì)胞器或細(xì)胞所具有的特異催化功能，或?qū)γ高M(jìn)行修飾改造提高酶的轉(zhuǎn)化率 , 把對(duì)應(yīng)的原料高效地轉(zhuǎn)化成所需有用的物質(zhì)之技術(shù)。 要點(diǎn) : 固定化酶、酶分子改造技術(shù)和酶反映器的設(shè)計(jì)是當(dāng)前酶工程的重點(diǎn)。 近年把酶電極生物傳感器也歸到酶工程范圍內(nèi)。如 : 底物＋固定化酶 — → 化學(xué)信號(hào) — → 電信號(hào) — → 人視覺 — → 控制反應(yīng)。 （十） 酶工程 (Enzyme engineering) 對(duì)象： 微生物 , 在常規(guī)發(fā)酵工藝上發(fā)展而成。有時(shí)也稱微生物工程。 定義 : 發(fā)酵工程 是指利用微生物特定性狀（生長(zhǎng)快、培養(yǎng)簡(jiǎn)單和代謝過程特殊等） , 通過現(xiàn)代化工程技術(shù) , 快速、連續(xù)生產(chǎn)人類所需物質(zhì)的技術(shù)。 要點(diǎn) : ① 核心是提高產(chǎn)率 , ② 過程包括 : 菌種選育、生產(chǎn)、代謝產(chǎn)物的利用。 ③ 所用技術(shù)包括大規(guī)模懸浮培養(yǎng) ,細(xì)胞固定化 , 產(chǎn)物分離提取。 應(yīng)用 : 藥物生產(chǎn) ( 活性多肽、抗生素 )、單細(xì)胞蛋白生產(chǎn)、環(huán)境保護(hù)、微生物冶金技術(shù)。 （十一）發(fā)酵工程 (Fermentation engineering) (十二 ) 生化工程 (Biochemistry engineering) 對(duì)象 : ① 生化反應(yīng)器 (反應(yīng)環(huán)境與裝置 )， ② 產(chǎn)品的分離提純技術(shù)。 定義 (待確定 ): 生化工程 是指為活細(xì)胞和酶提供適宜反應(yīng)環(huán)境 , 能大規(guī)模自動(dòng)化生產(chǎn)、分離、精制出所需產(chǎn)品的技術(shù)。 內(nèi)容包括 : 生物反應(yīng)器的設(shè)計(jì)、傳感器的制造、電泳、離心、層折、免疫層析等。這是下游工程的關(guān)鍵一環(huán)。 注 十二大工程相互聯(lián)系 , 相輔相成。 上游中 , 基因工程是基礎(chǔ)、核心 , 通過它才能真正按人的意向通過設(shè)計(jì)、改造、生產(chǎn)特定生物工程產(chǎn)品。 下游工程中關(guān)鍵是發(fā)酵工程的生產(chǎn)和利用生化工程對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行提純 , 它們是生物技術(shù)產(chǎn)生效益的必要條件。其他工程相互配合 ,共同組成生物技術(shù)體系。