基因工程药物的研究进展及其应用前景.doc

基因工程药物研究与应用新进展郭小周生物技术药物(biotechdrugs)或称生物药物(biopharmaceutics)是集生物学、医学、药学的先进技术为一体，以组合化学、药学基因（功能抗原学、生物信息学等高技术为依托，以分子遗传学、分子生物、生物物理等基础学科的突破为后盾形成的产业。现在，世界生物制药技术的产业化已进入投资收获期，生物技术药品已应用和渗透到医药、保健食品和日化产品等各个领域，尤其在新药研究、开发、生产和改造传统制药工业中得到日益广泛的应用，生物制药产业已成为最活跃、进展最快的产业之一。摘要：自20世纪70年代基因工程诞生以来,以DNA重组技术为核心的现代生物技术一直是人们研究的热点，本文主要介绍了基因药物的定义、获得途径、一些前沿技术以及基因药物的应用与发展前景。关键词:生物技术药物基因工程药物基因发展前景1.引言近年来1953年Waston和Crick发现遗传物质DNA的双螺旋结构，给整个生物学乃至整个人类社会带来了一场革命。此后，一系列有关遗传信息即基因研究的成果很快的向应用和开发拓展。1972年，美国斯坦福大学P.Berg博士研究小组使用EcorRⅠ,第一次在体外获得了包括SV40DNA和λ噬菌体DNA的重组DNA分子。1973年，S.Cohen等将两中分别编码卡那霉素和四环素的抗性基因相连，构建出重组的DNA分子，然后转化大肠杆菌，获得了既抗卡那霉素又抗四环素的转化子菌落，这是第一次成功的基因克隆实验，标志着基因工程的诞生。1977年Boyer首次获得生长激素抑制因子的克隆，1982年第一个基因工程重组产品——人胰岛素被批准应用，进入市场。迄今为止，已有50多种基因工程药物上市，近千种处于研发状态。基因工程药物已经形成一个巨大的高新技术产业，产生了不可估量的社会效益和经济效益，由于基因药物的出现，可以大大改善人类的生命质量，对于一些重大疾病的治疗将会有新的突破。2基因工程2.1基因基因是脱氧核糖核酸（DNA）分子上的一个特定片段。不同基因的遗传信息，存在于各自片段上的碱基排列顺序之中。基因通过转录出的信使使核糖核酸（mRNA），知道合成特定的蛋白质，使基因得以表达。2.2基因工程基因工程是利用重组ＤＮＡ技术，在体外对生物的基因进行改造和重新组合，然后导入受体细胞内进行无性繁殖，使重组基因在受体细胞内表达，产生出需要的基因产物。3基因药物基因工程药物又称生物技术药物,是根据人们的愿望设计的基因,在体外剪切组合,并和载体DNA连接,然后将载体导入靶细胞(微生物、哺乳动物细胞或人体组织靶细胞),使目的基因在靶细胞中得到表达,最后将表达的目的蛋白质纯化及做成制剂,从而成为蛋白类药或疫苗。基因工程药物的本质是蛋白质，生产基因工程药物的方法是：将目的基因连接在载体上，然后将导入靶细胞（微生物、哺乳动物细胞或人体组织靶细胞），使目的基因在靶细胞中的到表达，最后将表达的目的蛋白质提纯做成制剂，从而成为蛋白类药或疫苗。若目的基因直接在人体组织靶细胞表达，就称为基因治疗。利用基因工程技术生产药品的优点在于：大量生产过去难以获得的生理活性物质和多肽；挖掘更多的生理活性物质和多肽；改造内源生理活性物质；可获得新型化合物，扩大药物筛选来源。4基因药物获得途径4.1转基因植物利用转基因植物生产基因工程疫苗,是将抗原基因导入植物,让其在植物中表达,人或动物摄入该植物或其中的抗原蛋白质,以产生对某抗原的免疫应答。转基因植物生产疫苗的研究主要集中在烟草、马铃薯、蕃茄、香蕉等植物。转基因植物生产疫苗有两种方法:一是建立整合抗原基因的稳定表达植株。用农杆菌T-DNA载体或微粒子轰击法将抗原基因导入植物细胞,并整合到植物基因组,建立稳定表达的植株,并可通过无性或有性繁殖生产大量的转基因植物,也可通过杂交获得产生多种抗原的多价复合疫苗。二是建立瞬时表达的植株，如用烟草花叶病毒、豇豆花叶病毒作表达载体转染植物细胞，瞬时表达产量较高。4.2转基因动物利用转基因动物乳腺作为生物反应器,生产基因工程人类蛋白质药物,其成本较微生物发酵、动物细胞培养生产基因工程药物大大降低,故近年不少研究者从事转基因动物乳腺生物反应器生产基因工程药物的研究。动物乳腺生物反应器(Mammaryglandbioreactor)属于转基因动物范畴，是利用转基因动物的乳腺组织生产基因工程人类药用蛋白。在国外，首批转基因动物乳腺表达产品是抗凝血酶Ⅲ（AT-III)、抗胰蛋白酶（AAT)、葡萄糖苷酶、蛋白C、乳转铁蛋白以及第八因子(F-Ⅷ)等，其表达水平分别为6g/L、35g/L、10g/L、1g/L、3．5g/L和3g/L，受体动物分别为山羊、绵羊、家兔、猪、奶牛和猪，这些都是血源产品。随着此项研究的不断深入，乳腺表达产品从小分子肽到大分子蛋白质，从分泌型蛋白到内膜蛋白、多聚蛋