【正文】 子類的干擾素和白介素，刺激免疫、調(diào)節(jié)炎癥，治療復(fù)雜疾病。 2023年，人類基因組測序的完成和蛋白組學(xué)研究的興起，為基于基因組和蛋白組的生物藥物設(shè)計(jì)，特別是蛋白質(zhì)類和核酸類藥物提供了大量的生物信息，成為藥物研發(fā)的一個(gè)新熱點(diǎn)。在 20世紀(jì) 50年代以前，大量的藥物就是從植物中發(fā)現(xiàn)的，如地高辛、洋地黃毒苷、阿司匹林、可待因和紫杉醇等。 植物是潛在藥物最豐富的來源，顯花植物約 萬種，到目前為止不到 1％的物種被用于藥物篩選。一條途徑種是收集營養(yǎng)體部分，最直接的隨機(jī)篩選， 雖然象紫杉醇這樣的藥物是相當(dāng)成功的，但總體來說，成功率仍較低。在這方面可以借鑒中藥的經(jīng)驗(yàn)，以提高中選率。目前發(fā)現(xiàn)并描述的微生物藥物近 15000種，大約 2/3由放線菌產(chǎn)生，不少藥物用于臨床。大規(guī)模系統(tǒng)篩選天然或合成物質(zhì)，已獲得了大批現(xiàn)代藥物。靶標(biāo)往往是蛋白質(zhì)或酶或受體， X射線晶體結(jié)構(gòu)和 NMR分析結(jié)果都可用于設(shè)計(jì)。 對(duì)傳統(tǒng)的隨機(jī)藥物篩選的一個(gè)改進(jìn)就是組合化學(xué)庫的高通量篩選，組合文庫在較短時(shí)間內(nèi)相對(duì)容易和低價(jià)合成，實(shí)際上許多大型制藥公司擁有數(shù)十萬個(gè)天然和合成的化合物。此外，各種生物文庫，如噬菌體展示文庫、酵母展示文庫、酵母雙雜交系統(tǒng)等可用于蛋白質(zhì)類藥物的篩選和發(fā)現(xiàn)。如 IL2的 125位由半胱氨酸變?yōu)榻z氨酸后，明顯延長半衰期。 Amegen公司在 20世紀(jì) 80年代發(fā)現(xiàn)的 8種干擾素 α的基礎(chǔ)上，進(jìn)行同源性分析，發(fā)現(xiàn)完全的相同位點(diǎn) 99個(gè)。 多種溶栓蛋白藥物的突變改造體也正在不同的試驗(yàn)研究階段。對(duì) IFNα 1c的受體結(jié)合域 AB環(huán) 3 32位進(jìn)行突變?nèi)〈?，提高了抗病毒的生物活性。常常需要組合 2～ 3種高分辨率的色譜純化方法，以獲得均質(zhì)的初始蛋白質(zhì)。完成特性鑒定后，可申報(bào)專利。 臨床試驗(yàn)需要 5年甚至更長時(shí)間，而且新藥申請(qǐng)專利受到保護(hù)。 設(shè)計(jì)最適生產(chǎn)過程用于藥物評(píng)價(jià)并有利于以后的放大是十分重要的 。 小規(guī)模生產(chǎn)克級(jí)藥物 ， 用于臨床前和臨床試驗(yàn) 大規(guī)模生產(chǎn)百克至公斤級(jí)藥物 ， 用于商業(yè)藥品銷售 。 隨著生物學(xué)和有機(jī)化學(xué)的發(fā)展 ， 能人工合成某些具有治療作用化合物 。 直到 1930年代 ， 制藥工業(yè)才開始大發(fā)展 。 大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)胰島素也成為現(xiàn)實(shí) 。 早期的制藥幾乎都是化學(xué)合成的 。 屬單方入藥 ， 簡單加工制造 ， 幾乎沒有規(guī)模 ， 是以原料藥為主 。 某些臟器制劑仍然在歐亞地區(qū)特別是第三世界國家和日本使用 。 起初沿用初級(jí)代謝產(chǎn)物的發(fā)酵條件 ， 采用表面培養(yǎng)法生產(chǎn)青霉素 。 以后鏈霉素 、 金霉素 、 紅霉素等抗生素出現(xiàn) ，抗生素成為制藥業(yè)的獨(dú)立門類 。 在 20世紀(jì) 20年代 ， 就出現(xiàn)了酶工程 ， 以自然酶制劑在工業(yè)上大規(guī)模應(yīng)用的特征 ， 原料以動(dòng)植物為主 。 1969年 ， 千畑一郎等用固定化氨基?；讣夹g(shù)拆分了 DL氨基酸 ， 生產(chǎn) L氨基酸 ， 隨后固定化天冬氨酸酶生產(chǎn) L天冬氨酸等 ， 開創(chuàng)了固定化酶應(yīng)用的局面 。 在制藥工業(yè)上的應(yīng)用 : 酶制劑直接或間接應(yīng)用于醫(yī)藥 。細(xì)胞固定化技術(shù)用于動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)制藥 。 固定化大腸桿菌細(xì)胞 （ 產(chǎn)生青霉素?；?） 轉(zhuǎn)化青霉素 G、 V， 除去側(cè)鏈生產(chǎn)無側(cè)鏈青霉素 ， 即 6氨基青霉烷酸 。 固定化氨基?；覆鸱只瘜W(xué)合成的 DL氨基酸 ，產(chǎn)生有活性的 L氨基酸 。 阿卡波糖 ,抑制葡萄糖苷酶活性 ， 降血糖 。 四 、 動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù) 1838年植物學(xué)家 Schleiden和 1839年動(dòng)物學(xué)家Schwann首次把細(xì)胞作為植物 、 動(dòng)物的基本結(jié)構(gòu)單元 ， 創(chuàng)立了細(xì)胞學(xué)說 ， 是 19世紀(jì)的三大發(fā)現(xiàn)之一 。 1923年 Carrel發(fā)明了卡士瓶培養(yǎng)法 ， 1951年 ，Earle等開發(fā)了培養(yǎng)基 ， 動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)開始形成 。 動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)生產(chǎn)的藥物有：病毒疫苗 ， 如乙肝疫苗 、 脊椎灰質(zhì)炎疫苗 、 狂犬疫苗等；非抗體免疫調(diào)節(jié)劑 ， 如干擾素 、 白細(xì)胞介素 、 巨噬細(xì)胞激活因子等；多肽生長因子 ， 如神經(jīng)生長因子 、 成纖維細(xì)胞生長因子 、 表皮生長因子 、 血清生長因子等；酶類 ， 如組織血纖維溶酶原激活劑 、 VIII因子等；激素類如促黃體生成素 、 促濾胞素等 。 五 、 植物細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)與轉(zhuǎn)基因植物制藥 創(chuàng)始人德國 Haberlandt于 19世紀(jì)末期對(duì)植物細(xì)胞在培養(yǎng)液中培養(yǎng) ， 能存活一段時(shí)間 。 到 30年代 ， 利用組織培養(yǎng)可以使細(xì)胞分化成完整的植株 ，Gautheret對(duì)煙草細(xì)胞 、 Nobercourt對(duì)蘿卜細(xì)胞 、 White對(duì)楊樹細(xì)胞成功培養(yǎng) 。 Routier和 Nickell首先申請(qǐng)用植物細(xì)胞培養(yǎng)生產(chǎn)有機(jī)產(chǎn)物的專利 。 用高度分化的組織仍能培養(yǎng)發(fā)育成完整植株 ， 即細(xì)胞的全能性是今天培養(yǎng)技術(shù)的基礎(chǔ) 。 現(xiàn)在已生產(chǎn)的藥物有奎寧 、 長春堿 、 嗎啡 、 可卡因 、 莨菪堿 、 蛇根堿 、 阿托品 、 多巴 、 小檗堿等 。 六 、 抗體工程技術(shù) 抗體是能與相應(yīng)抗原特異性結(jié)合的具有免疫反應(yīng)功能的球蛋白 。 1937年 Tiselius等電泳分離血清蛋白 ， 發(fā)現(xiàn)抗體活性主要為 γ 球蛋白 。 60年代 ， 發(fā)現(xiàn)患骨髓瘤的病人血清中有與抗體分子結(jié)構(gòu)類似的球蛋白 ， 因此把具有抗體活性 、 化學(xué)結(jié)構(gòu)與抗體相似的球蛋白通稱為免疫球蛋白 Ig。 這些抗體制劑在使用中經(jīng)常發(fā)生非特異性交叉反應(yīng)而導(dǎo)致假陽性結(jié)果 ， 同時(shí)產(chǎn)量低 ， 難以滿足臨床需要 。 這是首次把雜交瘤技術(shù)應(yīng)用于單克隆抗體的制備 。 單克隆抗體是第二代抗體 。 人源單克隆抗體才是最終目標(biāo) 。 1981年美國第一種單克隆抗體診斷試劑盒被批準(zhǔn)進(jìn)行商品化生產(chǎn) ， 至今品種已達(dá)數(shù)百種 。 抗體類型 商品名 應(yīng)用 鼠源單克隆抗體 Orthoclone 器官移植排斥 嵌合抗體 Peopro 冠狀動(dòng)脈成形術(shù) ， 心絞痛 嵌合抗體 Rituxan B細(xì)胞型非霍奇金淋巴瘤 嵌合抗體 Simulect 器官移植排斥 嵌合抗體 Remicade 回腸炎 ， 類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎 人源化抗體 Zenapax 器官移植排斥 人源化抗體 Synagis 嬰兒呼吸道合胞病毒 人源化抗體 Herceptin 乳腺癌 人源化抗體 Campath 慢性淋巴細(xì)胞白血病 人源化抗體偶聯(lián)物 Mylotarg 急性復(fù)發(fā)骨髓白血病 鼠源抗體放射性偶聯(lián)物 Zevalin B細(xì)胞型非霍奇金淋巴瘤 七 、 基因工程技術(shù) 基因工程是在體外對(duì)生物的遺傳物質(zhì)基因進(jìn)行剪切 、 拼接 、 重新組合 ， 與適宜的載體連接 ， 構(gòu)成完整的基因表達(dá)系統(tǒng) ， 然后導(dǎo)入宿主生物細(xì)胞內(nèi) ，與原有遺傳物質(zhì)整合或以質(zhì)粒形式單獨(dú)在細(xì)胞中繁殖 ， 編碼產(chǎn)生人類所需的物質(zhì)或創(chuàng)造新的物種 ，也可對(duì)疾病進(jìn)行基因治療 。 應(yīng)用于農(nóng)業(yè) 、 醫(yī)藥 、 輕工 、 化工 、環(huán)境等領(lǐng)域 ， 成為人類解決糧食 、 能源 、 環(huán)境 、制藥的主要手段 。 1982年世界上第一個(gè)基因工程藥物重組人胰島素獲得 FDA批準(zhǔn) ， 由 Eli Lilly公司正式生產(chǎn) ， 推向市場 。 研究開發(fā)的治療藥物是癌癥 、 心腦血管疾病 、 艾滋病 、 遺傳病等重大病而用常規(guī)方法又難以獲得的藥物 。生物技術(shù)引入醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)，使得生物醫(yī)藥業(yè)成為最活躍、進(jìn)展最快的產(chǎn)業(yè)之一。而與此同時(shí)，全球醫(yī)藥市場銷售額年遞增幅度卻遠(yuǎn)低于生物藥物的發(fā)展水平 (近 10%)，顯示出生物藥物的良好發(fā)展勢頭，并呈現(xiàn)出加速的跡象。 年產(chǎn)值超過 10億美元的生物技術(shù)公司有 20余家 。 年研究經(jīng)費(fèi) 70億美元以上 。 美國 2023年已達(dá) 1450余家 。 形成規(guī)?；a(chǎn)的有 Amgen , Biogen, Chiron, Schering－ plough, Eli Lilly, Merker, Genentech, Hoffman－ La Roche, Smith Kline Beecham, Ortho Biotech等 20余家公司 ， 其中 Genentech、 Amgen、Biogen、 Chiron和 Genzyme的銷售額名列前茅 。 到 2023年底 ， FDA批準(zhǔn) 234種生物技術(shù)藥物和疫苗 （ 包括新的適應(yīng)癥 ） 正式投放市場 ， 其中新生物技術(shù)藥物和疫苗為 141種 。 項(xiàng)目主要集中在肝炎 、 疫苗 、 血液制品等產(chǎn)品 ， 企業(yè)數(shù)目極少 。 20世紀(jì) 90年代 ， 企事業(yè)單位齊頭并進(jìn) ， 大發(fā)展 。 1998年 ， 基因工程藥物銷售額達(dá) 。 通過國家 863計(jì)劃 、 科技攻關(guān)計(jì)劃 、 火炬計(jì)劃及973等國家計(jì)劃的實(shí)施 ， 使這一領(lǐng)域發(fā)展迅速 ， 逐步縮短了與先進(jìn)國家的差距 ， 產(chǎn)品從無到有 ， 不斷發(fā)展壯大 。 1000多家單位從事生物工程研究 、 生產(chǎn)和開發(fā)工作 。 2023年底 ， 我國已批準(zhǔn)上市的基因工程藥物和疫苗產(chǎn)品共計(jì) 20余種 ， 其中一類新藥有重組人干擾素 α 1ｂ 、 重組堿性成纖維細(xì)胞生長因子 （ 外用 ） 、 重組人表皮生長因子（ 外用 ） 和重組鏈激酶 ， 其他藥物有重組人干擾素 α 2ａ 、重組人干擾素 α 2ｂ 、 重組人干擾素 γ 、 重組人白細(xì)胞介素 重組人 GCSF、 重組人 GMCSF、 重組人紅細(xì)胞生成素 、 重組人胰島素和重組人生長激素 ， 胸苷激酶 、 TNF衍生物 ， 疫苗有重組乙肝疫苗和重組痢疾菌苗 。 生物制藥發(fā)展的幾大重點(diǎn)領(lǐng)域：診斷與檢測試劑 、新型基因工程疫苗 、 基因工程活性肽和蛋白質(zhì) 、治療功能基因藥物 、 轉(zhuǎn)基因動(dòng)植物反應(yīng)器 。根據(jù)人類對(duì)蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)和功能關(guān)系的了解，借助電子計(jì)算機(jī)技術(shù)，把分子生物學(xué)、基礎(chǔ)醫(yī)藥學(xué)、藥物化學(xué)、藥理學(xué)等的知識(shí)綜合起來，進(jìn)行新型藥物的設(shè)計(jì)，可以制成上萬種新的化合物。人類基因組測序已經(jīng)完成，約 3～ 4個(gè)基因，藥物靶點(diǎn)將增加 10倍， 3000～ 5000個(gè)潛在的基因可能成為藥物的蛋白質(zhì)。 在目前各類藥物中 ， 抗生素用量最大 ，應(yīng)研究采用基因工程與細(xì)胞工程技術(shù)和傳統(tǒng)生產(chǎn)技術(shù)相結(jié)合的方法 ， 選育優(yōu)良菌種 ， 固定化與生物轉(zhuǎn)化相結(jié)合 ， 研究大規(guī)模半合成工藝抗生素的生產(chǎn)技術(shù) ， 應(yīng)用現(xiàn)代生產(chǎn)技術(shù)生產(chǎn)高效低毒的廣譜抗生素 。 開發(fā)預(yù)防 、 診斷與治療性疫苗： 研究新型疫苗 、 診斷試劑和生物技術(shù)藥物 、 人源化的單克隆抗體 、 血液替代品 ， 大力開發(fā)疫苗與酶診斷試劑 。單克隆鼠源抗體 ， 會(huì)產(chǎn)生抗體或激發(fā)免疫反應(yīng) 。 大批混合的人體血漿制成的血液制品 ， 由于人血難免被各種病原體所污染 ， 如艾滋病病毒及乙肝病毒等 ， 通過輸血而使患者感染案例時(shí)有發(fā)生 ，利用基因工程開發(fā)血液替代品引人注目 。 中草藥及其有效生物活性成份的發(fā)酵生產(chǎn)。因此，應(yīng)用現(xiàn)代生物技術(shù)大規(guī)模工業(yè)化提取中草藥的有效生物活性成份，發(fā)展具有中國特色的中藥生物技術(shù)。 1990 年臨床首次將腺苷酸脫氨酶基因?qū)牖颊甙准?xì)胞，治療遺傳病重度聯(lián)合免疫缺損病以來，到 1998年接受基因治療的病人已達(dá) 400多例。 開發(fā)靶向腫瘤藥物 ： 治療腫瘤藥物確實(shí)存在一個(gè)所謂 “敵我不分 ”的問題?？贵w的導(dǎo)向治療可望解決此問題。 開發(fā)現(xiàn)有生物術(shù)產(chǎn)品的新劑型 ， 包括涂劑 ， 栓劑 ，氣霧劑 ， 滴劑等 。 即使皮下和肌肉注射 ， 生物利用度也較低 。 但可以通過化學(xué)修飾制成前藥 ， 使用吸收促進(jìn)劑和酶抑制劑 ，增加透皮吸收和各種新的給藥途徑得以解決 。 思考題 （ 1） 名詞解釋：生物藥物 ， 生物技術(shù)藥物 ， 生物制品 （ 2） 分析現(xiàn)代生物技術(shù)制藥 （ 包括研發(fā)和生產(chǎn) ）的特征及發(fā)展趨勢 ， 比較與化學(xué)制藥的異