基因工程疫苗的研究进展及应用
基因工程疫苗的研究进展及应用
摘要随着生物技术的发展基因工程疫苗的研究不断深入，传统疫苗一出现诸多缺陷，利用基因工程开发新疫苗是当前解决这个问题的最好途径之一。目前开发的主要有基因工程亚单位疫苗，基因工程活载体疫苗，核酸疫苗，合成肽疫苗，转基因植物可食疫苗，独特性疫苗。本文对新型疫苗的研究进展和应用情况作一综述。
关键词基因工程疫苗生物制品免疫系统病毒样颗粒基因工程疫苗应用
1 基因工程疫苗的概念
使用DNA重组生物技术，把天然的或人工合成的遗传物质定向插入细菌、酵母菌或哺乳动物细胞中，使之充分表达，经纯化后而制得的疫苗。应用基因工程技术能制出不含感染性物质的亚单位疫苗、稳定的减毒疫苗及能预防多种疾病的多价疫苗。如把编码乙型肝炎表面抗原的基因插入酵母菌基因组，制成DNA重组乙型肝炎疫苗；把乙肝表面抗原、流感病毒血凝素、单纯疱疹病毒基因插入牛痘苗基因组中制成的多价疫苗等。
基因工程疫苗是将病原的保护性抗原编码的基因片段克隆入表达载体,用以转染细胞或真核细胞微生物及原核细胞微生物后得到的产物.或者将病原的毒力相关基因删除掉, 使成为不带毒力相关基因的基因缺失苗。
2 各种基因工程疫苗简介
目前利用基因基因工程技术已经使用和正在研制开发生物新型疫苗主要有基因工程亚单位疫苗，基因工程活载体疫苗，核酸疫苗，合成肽疫苗，转基因植物可食疫苗，独特性疫苗等。这些疫苗统称为基因工程疫苗。
2.1基因工程亚单位疫苗
基因工程亚单位疫苗又称生物合成亚单位疫苗或重组亚单位疫苗，指只含有一种或几种抗原而不含有病原体的其他遗传信息。能利用体外表达系统大量表达病原体主要保护性蛋白作为免疫原。因此具有良好的安全性便于大规模生产。
在研制亚单位疫苗时，首先要明确免疫原活性的目的DNA片段。其次还必须选择合适的表达系统用来表达基因产物。迄今研制出的亚单位疫苗有预防毒性和细菌性疾病的，也有激素类亚单位疫苗。比较成功的重组亚单位疫苗有人乙型肝炎病毒亚单位疫苗（酵母表达系统）口蹄疫病毒亚单位疫苗，牛瘟病毒亚单位疫苗，猪细小病毒亚单位疫苗等。基因工程亚单位疫苗分为三类：细菌性疾病亚单位疫苗，现已研制出预防产肠毒素大肠埃希氏菌，炭瘯菌，链球菌等都能对相应的疾病产生有效的保护作用[1]；病毒性亚单位疫苗，病毒病原体只编码少数几种基因产物，大部分分析类病毒基因组已被克隆测序。目前已商品化和中试验阶段的病毒性疾病亚单位疫苗主要有乙型肝炎、口蹄疫、狂犬病等十几种亚单位疫苗；激素类亚单位疫苗。动物的生长受生长激素的调节。而生长激素的分泌受生长抑制素的抑制。所谓生长抑制素疫苗是以生长抑制素作免疫原，使免疫动物的生长抑制素水平下降，生长激素释放增多，使牛、羊等家畜获得显著的增重效果[5]。
2.2 基因工程活载体疫苗
基因工程活载体疫苗可以是非致病性微生物通过基因工程的方法使之表达某种特定病原物的抗原决定簇基因，产生免疫原性。也可以是致病性微生物通过基因工程的方法修饰或去掉毒性基因但仍保持免疫原性。在这种疫苗中，抗原决定簇的构像与致病性病原体抗原的构象相同或者非常相似，兼有活疫苗和死疫苗的优点。在免疫力上很有优势。主要有基因突变疫苗和复制性活载体疫苗。基因突变体疫苗，这类疫苗是认为的将病原体的某个或某些基因全部或部分删除，使其毒力下降不在引起临床疾病但仍能感染宿主并诱发保护性免疫力[2]。这种疫苗的突出特点是不易返祖而重新获得毒力。缺失的基因可以作为一种遗传标志用于建立鉴别诊断方法。虽然到目前为止这类疫苗的成功例子还不多，但的确是研制疫苗的一
个重要方向；制性活载体疫苗，这类疫苗以非致病性病毒或细菌为载体来表达其他致病性病原体的抗原基因。根据载体不同分为病毒或载体疫苗和细菌活载体疫苗。
病毒性活载体疫苗具有常规疫苗的所有优点，而且便于构建多价疫苗，建立鉴别诊断方法。常作为载体的病毒有痘苗病毒、腺病毒、禽痘病毒、反转录病毒等；细菌活载体疫苗是指将病原体的保护性抗原或插入细菌基因组或质粒使其表达。目前主要有沙门氏菌或载体疫苗、大肠杆菌活载体疫苗、卡介苗活载体疫苗以及单核细胞增多性李斯特菌活载体疫苗和小肠结肠耶尔森氏活载体疫苗。研制活载体疫苗，必须注意人用疫苗和畜擒疫苗的区别。人用疫苗的焦点是安全性，畜擒疫苗除安全性外还要考虑成本效益。选择理想的载体是活载体疫苗研制及应用成功的关键。目前常用的除痘病毒外还有孢疹病毒和腺病毒也被选作载体。
2.3 核酸疫苗
核酸疫苗又名基因疫苗或DNA疫苗是一种或多种抗原编码基因克隆到真核表达载体上，将构建的重组质粒直接注入到体内而激活机体免疫系统，因此也有人称为DNA免疫。它所合成的抗原蛋白类似于亚单位疫苗，区别在于核酸疫苗的抗原蛋白是在免疫对象体内产生，并能引起体液和细胞免疫反应[3]。核酸疫苗正以独特的优点吸引着人们。（1）抗原合成和递呈过程与病原的自然感染相似，（2）免疫原的单一性，只有编码所需抗原基因导入细胞得到表达，载体本身没有抗原性（3）易于构建和准备，稳定性好，成本低廉，适于规模化生产。但其潜在的危险性是（1）被注射的、可由宿主吸收的DNA有可能被整合到宿主的染色体中引起插入突变（2）抗原性的长期表达有可能导致不利的病理反应（3）所表达的抗原决定簇可能产生意外的生物活性。解决这些安全问题是研究核酸疫苗的焦点。
2.4 合成肽疫苗
合成肽疫苗是用化学合成法人工合成类似抗原决定簇的小肽。合成肽疫苗的研究最早始于口蹄疫病毒合成肽疫苗[4]。分析合成肽疫苗免疫效果不佳的原因主要有：（1）疫苗缺乏足够的免疫原性，很难如蛋白质那样诱导机体的多种免疫反应（2）B细胞和T细胞抗原表位很难发挥协同作用（3）缺乏足够多的B细胞抗原表位的刺激。
2.5 转基因植物可食疫苗
转基因植物可食疫苗利用分子生物学技术将病原微生物的抗原编码基因导入植物，并在植物中表达出活性蛋白，人或动物食用含有该抗原的转基因植物，激发长刀免疫系统从而产生对病毒、寄生虫等病原菌的免疫能力。与常规疫苗相比，转基因植物可食疫苗具有独特的优势：（1）可食用性，使用方便（2）生产成本低廉，易于大规模生产（3）使用安全，没有其他病原污染（4）转基因植物能对蛋白质准确翻译和修饰使三维空间结构更趋于自然状态（5）投递与胃肠道粘膜表面，进入粘膜淋巴组织，能产生较好的免疫效果。目前国外已将有乙肝病毒表面抗原、变异链球菌表面蛋白、霍乱毒素B亚单位、狂犬病病毒蛋白、口蹄疫病毒[4]、兔出血病病毒在植物中表达的报道，国内在转基因可食疫苗方面的报道甚少。
3 基因工程疫苗的最新研究
现已有有关肠道71型基因工程疫苗[6]、乙肝表面抗原载体多价重组核酸疫苗[7]、重组杆状病毒介导甲型HN1流感基因工程疫苗[8]的报道。可以看到新型的基因工程疫苗正逐步的面世。
4 展望
总之，理想的疫苗必须安全、有效，同时还应具备价廉、易于推广等优点，基因工程疫苗技术是一项新兴的具有应用前景的生物技术。具有传统疫苗无法比拟的优点。研制疫苗的首要原则就是要获得巨大的经济效益和社会效益，多价或多联疫苗能降低生产成本、简化免疫程序，并且多联苗还可克服不同病毒疫苗间产生的干扰现象。因此将是基因工程疫苗的主要发展方向[9]。
5 我国基因工程疫苗的开发战略
（1）明确基因工程疫苗的开发的重点主要开发常规疫苗不能解决或很难解决的新型疫苗，积极进行传统疫苗的改造，加强治疗性疫苗的研究和发展多价疫苗。
（2）目标的选择要以社会和市场需求为导向。
（3）加强新型病毒疫苗的基础研究
（4）创新疫苗的研制需要不同学科的协作、理论的融合及各类生物技术包括动物模型的合理使用与创建。
参考文献
【3】祈贤等新型H1N1流感病毒的早期分子特征【J】微生物学报，2010
【4】陈而展等口蹄疫疫苗研究进展【J】畜牧兽医科技信息，2010
【5】罗中捷等环境胁迫因子对大肠杆菌的影响【J】中国卫生检查杂志，2010
【6】李玫颖等肠道病毒71型基因工程疫苗研究进展【J】中国病毒病杂志2012
【7】肖婷等乙肝表面抗原载体多价重组核酸疫苗的研究进展【J】中国病原生物学杂志2012
【8】苏晓月重组杆状病毒介导甲型HN1流感基因工程疫苗的研究进展【J】中国病毒病杂志2012
【9】王雨辰基因工程疫苗的研究进展保山中医药高等专科学校基础医学部2011
禽流感疫苗研究进展
禽流感疫苗研究进展 摘要对禽流感的预防，必须在采取严格的生物安全措施的同时，加强必要的免疫措施。对不同类型禽流感疫苗的研究现状、优越性与局限性进行了综述。 关键词禽流感；疫苗；研究进展 最近，亚洲一些国家不断暴发的禽流感（Avian influenza，AI）事件引起了人们对全球一系列动物和公众健康问题的极大关注，最近的联合国粮农组织（FAO）罗马提交会议指出[1]，当面临AI大流行威胁时，采取大规模扑杀感染动物的措施会丧失很大一部分食物来源，使地方养禽业遭受严重打击，显得不太合理。对禽流感的预防，必须努力集中在采取严格的生物安全措施的同时，加强必要的免疫措施。免疫能减轻临床症状，降低死亡率，减少病毒的扩散和提高群体对感染的抵抗力，从而控制禽流感病毒（Avian influenza vinus，AIV）的广泛传播[2]。然而，如果疫苗的使用和管理不当，不仅达不到预期的效果，还会污染环境，威胁公众健康。因此，研制安全、高效的AIV疫苗是专家们为之不懈努力的目标。 理想的疫苗应具有高的生物保护容量，同时消除环境污
染和易感动物感染的可能性。总的来说，对于AIV疫苗的发展，以下几种设计思路均已被采用或尝试。 1全病毒灭活疫苗 由于AIV基因组的抗原漂移，AIV疫苗仅能提供70%的保护力。针对这种特点，AIV灭活疫苗通常制备成针对几种不同亚型AIV的多价疫苗，己证明1种灭活疫苗可以至少包括4种不同的AIV亚型。同只含单一亚型的疫苗比，多价疫苗并没有减弱对同一种HA亚型AIV攻击的有效保护[3]，而且各亚型抗原之间不产生免疫干扰。AIV灭活疫苗能使免疫鸡群在感染AIV野毒时有效地减轻损失，并显著减少可能存在于鸡群和环境中的病毒数量，缩短其存活时间，是AI 防治的主动措施、关键环节和最后防线。而且灭活疫苗具有制备工艺简单、免疫效果确实、免疫持续期长等特点，许多国家已将其作为商品化的AIV疫苗应用于家禽中。我国己研制成功不同亚型的AIV疫苗，且证明具有良好的免疫保护作用。但灭活苗本身存在一些缺陷[4]，主要是：影响疫情监测；存在散播病毒的风险；免疫剂量较大，制备成本高。其最突出的缺点是不能诱导产生有效的粘膜免疫抗体和细胞免疫 应答，因而无法有效地抑制呼吸道中AIV的复制。近年来，人们试图从技术上突破此缺点，筛选并利用同亚型弱毒疫苗
基因工程药物发展进程
基因工程药物发展进程 药剂3班张楠 07106330 学习了药学分子生物学后，我对基因工程药物产生了浓厚的兴趣，通过生物化学和分子生物学的学习以及课下翻阅相关资料，让我对基因工程药物有了新的认识： 1 基因工程药物 基因工程药物是先确定对某种疾病有预防和治疗作用的蛋白质，然后将控制该蛋白质合成过程的基因取出来，经过一系列基因操作，最后将该基因放入可以大量生产的受体细胞中去，这些受体细胞包括细菌、酵母菌、动物或动物细胞、植物或植物细胞，在受体细胞不断繁殖过程中，大规模生产具有预防和治疗这些疾病的蛋白质，即基因疫苗或药物。在医学和兽医学中应用正逐步推广。 以乙型病毒性肝炎（以下简称乙肝）疫苗为例，像其他蛋白质一样，乙肝表面抗原（HBSAg）的产生也受DNA调控。利用基因剪切技术，用一种"基因剪刀"将调控HBSAg的那段DNA剪裁下来，装到一个表达载体中，所谓表达载体，是因为它可以把这段DNA的功能发挥出来；再把这种表达载体转移到受体细胞内，如大肠杆菌或酵母菌等；最后再通过这些大肠杆菌或酵母菌的快速繁殖，生产出大量我们所需要的HBSAg（乙肝疫苗）。 目前有很多基因工程对人类的贡献典例。长期以来，医学工作者在防治乙肝方面做了大量工作，但曾一度陷于困境。乙肝病毒（HBV）主要由两部分组成，内部为DNA，外部有一层外壳蛋白质，称为HBSAg。把一定量的HBSAg注射入人体，就使机体产生对HBV抗衡的抗体。机体依靠这种抗体，可以清除入侵机体内的HBV。过去，乙肝疫苗的来源，主要是从HBV 携带者的血液中分离出来的HBSAg，这种血液是不安全的，可能混有其他病原体[其他型的肝炎病毒，特别是艾滋病病毒（HIV）]的污染。此外，血液来源也是极有限的，使乙肝疫苗的供应犹如杯水车薪，远不能满足全国的需要。基因工程疫苗解决了这一难题。与上述的血源乙肝疫苗相比，基因工程生产的乙肝疫苗，取材方便，利用的是资源丰富的大肠杆菌或酵母菌，它们有极强的繁殖能力，并借助于高科技手段，可以大规模生产出质量好、纯度高、免疫原性好、价格便宜的药物。在小孩出生后，按计划实施新生儿到六个月龄内先后注射三次乙肝疫苗的免疫程序，就可获得终身免疫，免受乙型肝炎之害。正是基于1996年我国已有能力生产大量的基因工程乙肝疫苗，我国才有信心遏制这一威胁人类健康最严重、流行最广泛的病种。这是基因工程药物对人类的贡献典例之一。 基因工程药物另一个重要应用就是干扰素的生产。当人或动物受到某种病毒感染时，体内会产生一种物质，它会阻止或干扰人体再次受到病毒感染，故人们把此种物质称为干扰素（Interfero,简称IFN），是1957年英国科学家多萨克斯（Lossaacs）和林德曼（Lindenmann）在研究流感病毒干扰现象时发现的。干扰素具有广谱抗病毒的效能，是一种治疗乙肝的有效药物，国际上批准治疗丙型病毒性肝炎的药物只有它。但是，通常情况下人体内干扰素基因处于"睡眠"状态，因而血中一般测不到干扰素。只有在发生病毒感染或受到干扰素诱导物的诱导时，人体内的干扰素基因才会"苏醒"，开始产生干扰素，但其数量微乎其微。即使经过诱导，从人血中提取1mg干扰素，需要人血8000ml，其成本高得惊人。据计算：要获取1磅（453g）纯干扰素，其成本高达200亿美元。使大多数病人没有使用干扰素的能力。1980
基因工程疫苗的研究进展及应用
基因工程疫苗的研究进展及应用 摘要随着生物技术的发展基因工程疫苗的研究不断深入，传统疫苗一出现诸多缺陷，利用基因工程开发新疫苗是当前解决这个问题的最好途径之一。目前开发的主要有基因工程亚单位疫苗，基因工程活载体疫苗，核酸疫苗，合成肽疫苗，转基因植物可食疫苗，独特性疫苗。本文对新型疫苗的研究进展和应用情况作一综述。 关键词基因工程疫苗生物制品免疫系统病毒样颗粒基因工程疫苗应用 1 基因工程疫苗的概念 使用DNA重组生物技术，把天然的或人工合成的遗传物质定向插入细菌、酵母菌或哺乳动物细胞中，使之充分表达，经纯化后而制得的疫苗。应用基因工程技术能制出不含感染性物质的亚单位疫苗、稳定的减毒疫苗及能预防多种疾病的多价疫苗。如把编码乙型肝炎表面抗原的基因插入酵母菌基因组，制成DNA重组乙型肝炎疫苗；把乙肝表面抗原、流感病毒血凝素、单纯疱疹病毒基因插入牛痘苗基因组中制成的多价疫苗等。 基因工程疫苗是将病原的保护性抗原编码的基因片段克隆入表达载体,用以转染细胞或真核细胞微生物及原核细胞微生物后得到的产物.或者将病原的毒力相关基因删除掉, 使成为不带毒力相关基因的基因缺失苗。 2 各种基因工程疫苗简介 目前利用基因基因工程技术已经使用和正在研制开发生物新型疫苗主要有基因工程亚单位疫苗，基因工程活载体疫苗，核酸疫苗，合成肽疫苗，转基因植物可食疫苗，独特性疫苗等。这些疫苗统称为基因工程疫苗。 2.1基因工程亚单位疫苗 基因工程亚单位疫苗又称生物合成亚单位疫苗或重组亚单位疫苗，指只含有一种或几种抗原而不含有病原体的其他遗传信息。能利用体外表达系统大量表达病原体主要保护性蛋白作为免疫原。因此具有良好的安全性便于大规模生产。 在研制亚单位疫苗时，首先要明确免疫原活性的目的DNA片段。其次还必须选择合适的表达系统用来表达基因产物。迄今研制出的亚单位疫苗有预防毒性和细菌性疾病的，也有激素类亚单位疫苗。比较成功的重组亚单位疫苗有人乙型肝炎病毒亚单位疫苗（酵母表达系统）口蹄疫病毒亚单位疫苗，牛瘟病毒亚单位疫苗，猪细小病毒亚单位疫苗等。基因工程亚单位疫苗分为三类：细菌性疾病亚单位疫苗，现已研制出预防产肠毒素大肠埃希氏菌，炭瘯菌，链球菌等都能对相应的疾病产生有效的保护作用[1]；病毒性亚单位疫苗，病毒病原体只编码少数几种基因产物，大部分分析类病毒基因组已被克隆测序。目前已商品化和中试验阶段的病毒性疾病亚单位疫苗主要有乙型肝炎、口蹄疫、狂犬病等十几种亚单位疫苗；激素类亚单位疫苗。动物的生长受生长激素的调节。而生长激素的分泌受生长抑制素的抑制。所谓生长抑制素疫苗是以生长抑制素作免疫原，使免疫动物的生长抑制素水平下降，生长激素释放增多，使牛、羊等家畜获得显著的增重效果[5]。 2.2 基因工程活载体疫苗 基因工程活载体疫苗可以是非致病性微生物通过基因工程的方法使之表达某种特定病原物的抗原决定簇基因，产生免疫原性。也可以是致病性微生物通过基因工程的方法修饰或去掉毒性基因但仍保持免疫原性。在这种疫苗中，抗原决定簇的构像与致病性病原体抗原的构象相同或者非常相似，兼有活疫苗和死疫苗的优点。在免疫力上很有优势。主要有基因突变疫苗和复制性活载体疫苗。基因突变体疫苗，这类疫苗是认为的将病原体的某个或某些基因全部或部分删除，使其毒力下降不在引起临床疾病但仍能感染宿主并诱发保护性免疫力[2]。这种疫苗的突出特点是不易返祖而重新获得毒力。缺失的基因可以作为一种遗传标志用于建立鉴别诊断方法。虽然到目前为止这类疫苗的成功例子还不多，但的确是研制疫苗的一
基因工程技术的现状和前景发展
基因工程技术的现状和前景发展 摘要 从20世纪70年代初发展起来的基因工程技术，经过30多年来的进步与发展，已成为生物技术的核心内容。许多科学家预言，生物学将成为21世纪最重要的学科，基因工程及相关领域的产业将成为21世纪的主导产业之一。基因工程研究和应用范围涉及农业、工业、医药、能源、环保等许多领域。 基因工程应用于植物方面 农业领域是目前转基因技术应用最为广泛的领域之一。农作物生物技术的目的是提高作物产量，改善品质，增强作物抗逆性、抗病虫害的能力。基因工程在这些领域已取得了令人瞩目的成就。由于植物病毒分子生物学的发展，植物抗病基因工程也也已全面展开。自从发现烟草花叶病毒(TMV)的外壳蛋白基因导入烟草中，在转基因植株上明显延迟发病时间或减轻病害的症状，通过导入植物病毒外壳蛋白来提高植物抗病毒的能力，已用多种植物病毒进行了试验。在利用基因工程手段增强植物对细菌和真菌病的抗性方面，也已取得很大进展。植物对逆境的抗性一直是植物生物学家关心的问题。由于植物生理学家、遗传学家和分子生物学家协同作战，耐涝、耐盐碱、耐旱和耐冷的转基因作物新品种(系)也已获得成功。植物的抗寒性对其生长发育尤为重要。科学家发现极地的鱼体内有一些特殊蛋白可以抑制冰晶的增长，从而免受低温的冻害并正常地生活在寒冷的极地中。将这种抗冻蛋白基因从鱼基因组中分离出来，导入植物体可获得转基因植物，目前这种基因已被转入番茄和黄瓜中。随着生活水平的提高，人们越来越关注口味、口感、营养成分、欣赏价值等品质性状。实践证明，利用基因工程可以有效地改善植物的品质，而且越来越多的基因工程植物进入了商品化生产领域，近几年利用基因工程改良作物品质也取得了不少进展，如美国国际植物研究所的科学家们从大豆中获取蛋白质合成基因，成功地导入到马铃薯中，培育出高蛋白马铃薯品种，其蛋白质含量接近大豆，**提高了营养价值，得到了农场主及消费者的普遍欢迎。在花色、花香、花姿等性状的改良上也作了大量的研究。 基因工程应用于医药方面 目前，以基因工程药物为主导的基因工程应用产业已成为全球发展最快的产业之一，发展前景非常广阔。基因工程药物主要包括细胞因子、抗体、疫苗、激素和寡核甘酸药物等。它们对预防人类的肿瘤、心血管疾病、遗传病、糖尿病、包括艾滋病在内的各种传染病、类风湿疾病等有重要作用。在很多领域特别是疑难病症上，基因工程工程药物起到了传统化学药物难以达到的作用。我们最为熟悉的干扰素(IFN)就是一类利用基因工程技术研制成的多功能细胞因子，在临床上已用于治疗白血病、乙肝、丙肝、多发性硬化症和类风湿关节炎等多种疾病。目前，应用基因工程研制的艾滋病疫苗已完成中试，并进入临床验证阶段；专门用于治疗肿瘤的“肿瘤基因导弹”也将在不久完成研制，它可有目的地寻找并杀死肿瘤，将使癌症的治愈成为可能。由中国、美国、德国三国科学家及中外六家研究机构参与研制的专门用于治疗乙肝、慢迁肝、慢活肝、丙肝、肝硬化的体细胞基因生物注射剂，最终解决了从剪切、分离到吞食肝细胞内肝炎病毒，修复、促进肝细胞再生的全过程。经4年临床试验已在全国面向肝炎患者。此项基因学研究成果在国际治肝领域中，是继干扰素等药物之后的一项具有革命性转变的重大医学成果。 基因工程应用于环保方面
基因工程药物发展的历史及启示
基因工程药物发展的历史及启示 吴岚晓1,郭坤元1,秦 煜2 (11第一军医大学珠江医院血液科,广东广州510282;21第一军医大学南方医院创伤骨科,广东广州510282) 摘要:基因工程诞生20余年,运用于医药行业,研制和开发基因工程药物,已取得长足进展。迄今为止,已有近100 个基因工程新药上市,并有数百种正在研制和开发中。可以预计,基因工程药物的发展具有无比强大的生命力。 就基因工程药物发展史进行概述,会从中得到许多启示。 关键词:基因工程;药物;科学;技术 中图分类号:R-02 文献标识码:A 文章编号:1002-0772(2002)12-0011-03 Developing History and the E nlightenment of G enetic E ngineering Drug W U L an-xiao,GUO Kun-yuan,QIN Y u (1.Depart ment of Hem atology,Zhujiang Hospital,First Military Medical U niversity,Guangz hou510282,China;2. N anf ang Hospital,First Military U niversity,Guangz hou510282,China) Abstract:G enetic engineering has made remarkable development in the area of drug production and research since it ap2 peared twenty years ago.More than100new geneitc engineering drugs have been used in clinic,and more drug-projects are undergoing.It can be predicted that genetic engineering drug will make more and more influence in people’s life.A perspective view about genetic engineering drug developing history was made in this article and some philosophic opinions inspired from it were discussed. K ey Words:genetic engineering;drug;science;technology 1 基因工程原理和技术 基因工程是在分子水平上人工改造生物遗传性,创造世间新的生物物种技术,亦称DNA重组或分子克隆,包括基因和载体的制备、切割和连接,重组DNA的转移、表达及产物分离等。基因的制备方法有,多聚酶链反应、互补文库、基因组文库、染色体DNA的酶切分离、酶合成法和化学合成法等,迄今为止,已制备人胰岛素、人尿激酶、人生长激素、人α-干扰素及生长因子等多种药物的基因。载体是能将外源性目的基因运输至宿主细胞的小分子DNA,目前大抵有细菌质粒、嗜菌体DNA及病毒DNA构建人工载体,如pBR322、Charon系列、Cos2 mid、反转录病毒、腺病毒及其相关病毒的DNA,此外,尚有酵母人工染色体DNA,及哺乳动物人工染色体DNA等。载体和含目的基因的DNA分别经限制性内切酶切割后,两者混合通过连接酶连接构成重组DNA,经转化、转导、转染、激光打孔、微注射或基因枪等技术,可转移至宿主内,获得基因工程细胞,后者经培养和表达,即可产生相应的基因工程药物。近年来还发现不用载体也不重组,将编码完整的DNA片段或mRNA直接注射内实现完全表达,表明非重组DNA和mRNA可被细胞直接吸收和表达,既简化了基因操作程序,也修正了基因工程基本概念,又促进了基因工程药物的发展,同时还为基因治疗提供了新理论和新途径。 2 基因工程药物发展的历史 应用基因工程技术,研制和开发的药物称为基因工程药物。它是通过重组DNA技术将治疗疾病的蛋白质、肽类激素、酶、核酸和其他药物基因转移至宿主细胞进行繁殖和表达,最终获得相应药物。包括蛋白质类生物大分子、初级代谢产物,如苯丙氨酸及丝氨酸等以及次生代谢产物抗生素等。自20世纪70年代初基因工程药物诞生以来,基因工程药物发展十分迅速。 ? 1 1 ? 医学与哲学2002年12月第23卷第12期总第259期
基因工程疫苗
基因工程疫苗 发布时间：2012-03-09 | 基因工程疫苗是用基因工程方法或分子克隆技术，分离出病原的保护性抗原基因，将其转入原核或真核系统使表达出该病原的保护性抗原，制成疫苗，或者将病原的毒力相关基因删除掉，使成为不带毒力相关基因的基因缺失苗。 戊肝疫苗研制 基因工程疫苗是用基因工程方法或分子克隆技术，分离出病原的保护性抗原基因，将其转入原核或真核系统使表达出该病原的保护性抗原，制成疫苗，或者将病原的毒力相关基因删除掉，使成为不带毒力相关基因的基因缺失苗。包括多肽或亚单位疫苗、颗粒载体疫苗、病毒活载体疫苗、细菌活载体疫苗、基因重配疫苗以及基因缺失疫苗如乙肝疫苗等。 2012年1月11日——一个原本并不特殊的日子，却因一份捷报而注定要被载入史册。科技部在这一天宣布：由厦门大学和养生堂万泰公司联合研制的“重组戊型肝炎疫苗（大肠埃希菌）”已获得国家一类新药证书和生产文号，成为世界上第一个用于预防戊型肝炎的疫苗。 这是50年来，人类在经受了10余次万人以上的戊肝重大疫情后等来的一份捷报。 14年“磨”出世界第一 戊肝疫苗的成功研发，标志着我国在生物制药原始创新领域取得重大突破，它的面世让中国在基因工程病毒疫苗的原始创新上实现了零的突破。11.3万人、30余万针次的研究显示，该疫苗具有良好的安全性和保护性。 2月28日，疫苗研发团队的核心成员——厦门大学国家传染病诊断试剂与疫苗工程技术研究中心主任夏宁邵教授，在接受科技日报记者采访时表示：“重组戊肝疫苗是迄今唯一使用大肠杆菌表达系统研制的病毒疫苗。它的成功研制扭转了国际医药界中‘原核系统不能用于病毒疫苗研制’的传统认识。” “传统的疫苗研制方法主要有两种途径。一种是将病毒放在细胞内进行大量培养、灭活，再辅以佐剂，用这种方法制成的疫苗叫灭活疫苗；第二种是将病原体在体外反复传代，去除其致病性，但保留其免疫原性，用这种方法制成的疫苗叫减毒活疫苗。而我们这次是采用的基因工程技术。”夏宁邵告诉记者，“与传统灭活疫苗和减毒活疫苗比较，基因工程疫苗的研发不依赖于病原体的培养，因此对于大量尚未建立成熟体外培养技术的病原体也能进行疫苗的研制。在生产过程中，基因工程疫苗完全不涉及病原体，消除了由于病原体灭活不彻底或减毒不完全导致的安全性问题。不仅如此，基因工程疫苗的研发还可通过精心设计的纯化过程实现对生产过程中伴随的各类杂质的高效清除和残余成分的高度可控，降低了由于杂质导致的各类接种副反应的风险，提高了疫苗的安全性和耐受性，同时还能提高不同疫苗生产批次间的均一性。” 从1998年开始，时任国家试剂与疫苗中心主任、厦门大学公共卫生学院院长的夏宁邵便带领着他的团队，着手进行戊肝疫苗的研发。与所有的新药研发一样，重组戊肝疫苗的研发并非一路坦途。 历经14年艰苦研发，由厦门大学国家传染病诊断试剂与疫苗工程技术研究中心和企业的200余名科研人员组成的课题组，在基础研究领域、应用基础研究领域和应用研究领域，取得了保护性抗原识别及结构表征、病毒颗粒组装机制等多项发现成果，并突破了原核表达类病毒颗粒、高效纯化及体外自组装等一系列关键技术障碍，创建出具有多项全球自主知识产权的核心技术体系。 夏宁邵告诉记者，该体系的关键技术已在14个主要国家申请了12项发明专利，对我国发展具有自主知识产权的创新疫苗并高起点地参与国际竞争具有深远意义。基于该体系关键技术，团队研
基因工程的现状与发展趋势
题目：基因工程的现状与发展趋势专业：13食品科学与工程 学号：132701105 姓名：盛英奇 日期：2015/7/1
【摘要】从20世纪70 年代初发展起来的基因工程技术，经过40多年来的进步与发展，已成为生物技术的核心内容。生物学成为21世纪最重要的学科，基因工程及相关领域的产业将成为21世纪的主导产业之一。基因工程研究和应用范围涉及农业、工业、医药、能源、环保等许多领域。 【关键词】基因工程技术；应用；前景；现状 一、墓因工程的原理及研究内容 基因工程是人们在揭示生命之谜的过程中建立起来的。早在300多年前，人们就发现，世界上生物尽管种类繁多，千姿百态，但都是细胞(如肉眼看不见的细菌等微生物)或者是由细胞构成的(如现存的200多万种多细胞动植物)。人们还发现，生物有遗传和变异的特征，遗传保证了生物种类的延续不断，变异则赋予生物种的进化，保证生物种类对环境的适应。而生物的所有特性及遗传变异都是由生物体细胞内的遗传物质所决定的，这种遗传物质就是被科学家称之为脱氧核糖核酸(简称DNA)的大分子物质，一般位于生物的细胞核内。DNA是由许多核昔酸连接而成的高分子化合物，如把DNA比喻成长链条，核昔酸就是组成这链条的一个个环节。生物细胞核内的DNA分子是由两条成对的多核昔酸长链互相缠人类开始学会干预生物的变异，即通过杂交、筛选等方式改变生物物种的某些特性，使之有利于人类，如水稻、小麦等作物的育种，家禽家畜优良品系的培育等，它是通过动植物父、母本交配繁殖时，生殖细胞内DNA上相应性状基因互相间可能出现的交换来实现的，这种交换的概率是人们不能控制的，所以选种的过程较为缓慢，需几年乃至几十年的时间，而且亲缘关系相差较远的生物种之间很难杂交。而本世纪}o年代初诞生的基因工程，则是按照人类的需要，从某种生物体的基因组中，分离出带有目的基因(即所需基因)的DNA片段，运用重组DNA技术，对这些DNA片段进行体外操作，把不同来源的基因按照设计的蓝图，重新构成新的基因组(即重组体)，再将重组DNA分子插入到原先没有这类DNA 片段的受体细胞(亦称宿主细胞)的DNA上，并使其不仅能“安家落户”，而且能“传种接代”，即能准确地把该外源基因的遗传特性在新的细胞(宿主细胞)里增殖和表达出来。就像一台机器上的零部件拆下来安装到另一台机器上。在生物体中，这种生命零件就是基因。因为用的是工程技术的方法原理，故称基因工程，亦叫遗传工程。用这种方法所形成的杂种DNA分子与神话中的那种狮首、羊身、
生物技术疫苗研究进展
生物技术疫苗的研究进展 摘要：随着分子生物学及重组DNA技术的发展，出现了生物技术疫苗，生物技术疫苗是利用生物技术制备的分子水平的疫苗，包括基因工程亚单位疫苗、合成肽疫苗、基因缺失或突变疫苗、基因工程活载体疫苗、DNA疫苗。 关键词：基因工程亚单位疫苗、合成肽疫苗、基因缺失或突变疫苗、基因工程活载体疫苗、DNA疫苗 1生物技术疫苗 上世纪，常规疫苗的局限性日益明显：原始疫苗不安全，人工灭活疫苗免疫持续时间短，生产成本高，灭活不彻底往往容易散毒；体外培养细菌或病毒容易污染其它病原，长期存在于环境中，难与自然感染动物鉴别，使疾病流行复杂化等[1]。生物技术疫苗是分子生物学发展的产物，是用基因工程方法或分子克隆技术分离出病原的保护性抗原基因，将其转人原核或真核系统使其表达出该病原的保护性抗原，制成疫苗或者将病原的毒力相关基因删除掉或进行突变，使成为不带毒力相关基因的基因缺失苗或突变苗。生物技术疫苗只含有病原的部分组成，而常规疫苗往往是一个完整的病原体，因此生物技术疫苗的最大优点是安全性好，对致病力强的病原更是如此。生物技术疫苗可以降低生产成本，更廉价更大批地生产；易于区分感染动物和免疫动物，由于生物技术疫苗中只含有病原的一种蛋白成份，或者缺失某一蛋白成份，因此通过检测野毒中含有，而生物技术疫苗中没有的病毒蛋白的抗体可以方便地从免疫动物中区分出野毒感染者；利用活载体可制成多价疫苗，达到一针防多病的目的。就其应用前景而言生物技术疫苗的优势在于克服了常规疫苗的大量培养病原微生物、灭活不彻底、活疫苗的毒力返强等缺点；动物机体免疫系统更集中产生免疫应答；有利于制成多价苗和多联苗，简化免疫接种程序；易于工业化生产，可以大幅度降低成本；有利于区分疫苗抗体和野毒感染抗体，不影响疫病的监测与诊断，利于疫病的控制、净化和消灭；使用方便，便于保存等。生物技术疫苗为一种理想疫苗，它只能在细胞中剌激合成抗源，从而引发细胞的免疫应答。与传统疫苗相比，生物技术疫苗还有独特明显的优势：①具备可操作性，如BCG卡介活疫苗，是构成一次免疫产生对多种疾病持久防御的疫苗，将刺激机体对各病原体产生保护性免疫；②安全广泛性，1949 年以来全世界有35 亿人接种BCG,并发症极少，安全性高；③免疫应答范围广，植物可表达动物和人类病原体，一种植物可以同时表达几种抗原；④稳定、成本低，种子或块茎中的抗原可以长期保存而不失去活性，基因疫苗生产成本低，价廉，适宜于广大农村；⑤卫生无病原污染，可直接食用免疫，避免了使用注射器的疾病传染，易于推广，易被人们所接受；⑥经济性好，大规模种植疫苗无需提取纯化过程和冷藏，长途运输方便，种植者也无需反复购买种子和种苗；⑦母体抗体存在时新生儿免疫也是可能的；③易获得多价疫苗，将不同抗原基因的转基因植物进行杂交，很容易获得多价转基因植物疫苗；⑨免疫期持久；⑩能同时使用多种疫苗[2]。 2生物技术疫苗的分类 根据生物技术疫苗研制的技术路线和疫苗组成的不同，目前可分为四大类：①基因工程亚单位苗②基因缺失苗或突变苗③活载体苗④DNA疫苗⑤合成肽疫苗。 各种生物技术疫苗的性质见表[3] 项目基因工程亚基因缺失或活载体苗DNA苗合成肽疫苗
基因工程疫苗
基因工程疫苗概述 1 绪论 现代意义的疫苗，就是一种使用抗原、通过诱发机体产生特异免疫反应、预防和治疗疾病或达到特定医学目的的生物制剂。目前用于人类疾病防治的疫苗有20多种，根据预防对象可分为病毒疫苗和细菌疫苗，根据技术特点则分为传统疫苗和新型疫苗。传统疫苗主要包括减毒活疫苗、灭活疫苗和亚单位疫苗；新型疫苗以基因工程疫苗为主，主要包括：基因工程疫苗（基因工程亚单位疫苗、基因工程载体疫苗、核酸疫苗、基因缺失活疫苗及蛋白工程疫苗）、遗传重组疫苗、合成肽疫苗、抗独特型抗体疫苗以及微胶囊可控缓释疫苗等。 人类自1796年第一次成功使用疫苗到现在已经制备了近60余种不同的疫苗(表1),这些疫苗使人类最终免除了天花的灾难,同时每年还使数以百万的人免遭 多种疫病的侵害。 表1 主要人用疫苗的发明时间及成份 时间疫苗成份 1796 年天花疫苗异源病毒 1885 年狂犬病疫苗灭活病毒 1897 年鼠疫疫苗弱毒/灭活细菌 1920 年伤寒疫苗灭活细菌或多糖 1923 年白喉疫苗灭活毒素 1926 年百日咳疫苗灭活毒素 1927 年卡介苗弱毒菌 1927 年破伤风疫苗灭活毒素 1935 年黄热病疫苗弱毒病毒 1936 年流感疫苗灭活病毒 1955 年脊髓灰质炎注射疫苗灭活病毒 1962 年脊髓灰质炎口服疫苗弱毒病毒 1964 年麻疹疫苗弱毒病毒 1967 年腮腺炎疫苗弱毒病毒 1970 年风疹疫苗弱毒病毒 1981 年乙肝疫苗蛋白质 1985 年流感嗜血菌疫苗多糖 1990 年甲肝疫苗灭活/弱毒病毒 2基因工程疫苗
即DNA 疫苗（遗传工程疫苗），是用重组DNA技术克隆并表达保护性抗原基因，利用表达的抗原产物或重组体本身（多数无毒性、无感染能力、有较强免疫原性）制成的疫苗。基因工程疫苗就是用基因工程方法或分子克隆技术分离出病原的保护性抗原基因, 将其转人原核或真核系统使其表达出该病原的保护性抗原, 制成疫苗或者将病原的毒力相关基因删除掉或进行突变,使成为不带毒力相关基因的基因缺失苗或突变苗,基因工程疫苗只含有病原的部分组成,而常规疫苗往往是一个完整的病原体,因此基因工程疫苗的最大优点是安全性好, 对致病力强的病原更是如此。与传统疫苗相比,基因工程疫苗还具有以下优点：第一,可以降低生产成本,更廉价更大批地生产。第二,易于区分感染动物和免疫动物, 由于荃因工程苗中只含有病原的1-2 种蛋白成份,或者缺失某一蛋白成份, 因此通过检测野毒中含有, 而基因工程疫苗中没有的病毒蛋白的抗体可以方便地从免疫动物中区分出野毒感染者。第三,利用活载体可制成多价疫苗,达到一针防多病的目的。 目前用于防制人和动物传染病的疫苗,无论是灭活苗、弱毒苗,还是亚单位苗,其研制都是以大量培养致病微生物为基础的,这不仅给疫苗的制造带来了局限性,同时在疫苗的安全性、免疫性能、产量及保存等诸多方面存在缺陷, 如病原微生物灭活不彻底,导致强毒散播；致弱的疫苗返强等。近几年发展起来的基因工程技术为研制新的更为有效的疫苗带来了希望, 已成为目前生物技术的热点之一。 根据基因工程疫苗研制的技术路线和疫苗组成的不同,目前可分为四大类：①基因工程亚单位苗；②基因缺失苗或突变苗；③活载体苗；④DNA疫苗。各种基因工程疫苗的性质见表2。 表2 几种基因工程苗的特性比较 项目基因工程亚单位苗基因缺失或突变苗活载体苗DNA疫苗 免疫效果较差好好较好 免疫次数多次一次一次二次 佐剂需要不需要不需要需要 安全性好好较好好 稳定性强强较强较强 保存期长长较长较长 研制周期较长较长长短 亚单位疫苗
幽门螺杆菌疫苗的研究进展
综述 幽门螺杆菌疫苗的研究进展 摘要: 幽门螺杆菌(Helicobacterpylori, HP)是一种革兰氏阴性螺旋杆菌，能够导致胃炎、胃和十二指肠溃疡、胃黏膜相关淋巴瘤和胃癌。1994年，和HP被世界卫生组织（ＷＨＯ）列为Ⅰ类致癌原。此外,ＨP还与糖尿病、冠心病、血小板减少性紫癜等一些肠道外疾病有重要关系。目前ＨP感染的主要治疗方案是联合应用质子泵抑制剂、铋剂和抗生素的三联疗法，杀灭细菌效率超过９０％。但是，这种治疗方案仍存在以下问题：药物疗法副作用较多，如口腔异味、腹痛、恶心、呕吐等；抗生素耐药菌株的不断增多；对于发展中国家感染人群来说治疗费用相对昂贵等。免疫接种有望成为预防ＨP感染最有效最经济的方法(1)。近年来,HP感染呈上升趋势,有效疫苗的研制是根除HP的最简单、经济、快捷的手段。随着疫苗研究的深入,诸如灭活全菌疫苗、亚单位疫苗、载体疫苗、DNA疫苗及缓释疫苗等相继问世,其优、缺点也比较明显。本文对以上几种疫苗的研究进展作一综述。 关键词：幽门螺杆菌疫苗 一. 研究幽门螺杆菌疫苗的迫切性 早在1994年,WHO就已将幽门螺杆菌(Heli-cobacterpylori,HP)确认为一级致癌因子,但长期以来对HP感染的药物治疗一直受到治愈率低、费用昂贵、病人依从性差及耐药菌株出现等诸多因素的制约,使现阶段全球感染人数仍呈上升趋势。HP疫苗的研制和应用对有效
控制及降低HP感染率、发病率会起到举足轻重的作用(2)。二．Hpylori疫苗开发策略 由于Hpylori仅感染胃上皮细胞表面,它们的发病由病原菌的粘附、定居和繁殖所决定,其感染局限于循环抗体难以达到的地方。因此,这类疫苗应主要着眼于产生分泌性抗体,阻止细菌对胃粘膜上皮细胞的粘附。 这种疫苗以经血循环途径给予通常是无效的,疫苗只是通过与感染相同的途径给予,才能在通常的感染部位诱导出足够的分泌型抗体。疫苗接种应能诱导针对大量表面蛋白的强烈的粘膜免疫应答。而疫苗引起的免疫主要针对H pylori开始粘附过程的关键性抗原结构,即阻断Hpylori在胃粘膜的粘附。 Hpylori的毒力因子有许多种,如尿素酶、热休克蛋白、VacA、CagA、过氧化氢酶等,从理论上讲,不大可能运用“减法”策略研制一种成功的减毒疫苗,因此, “加法”策略是Hpylori疫苗研究过程中应用的最佳选择。由此可见,Hpylori疫苗开发策略必须建立在经充分鉴定的、高度保守的纯化抗原上,并能诱导有效的粘膜免疫应答。 三. 幽门螺杆菌疫苗的进展 1.HP全菌灭活菌苗 Czinn和Nedrud首先证实Hpylori全菌蛋白抗原联合霍乱毒素(Cholera Toxin,CT)可预防小鼠和雪貂感染Hpylori,并表明预防性疫苗与胃肠道IgG和IgA反应有关。1999年Goto等用超声处理的H pylori悉尼株全菌抗原+CT口服接种C57BL/6小鼠,取胃组织做细菌
我国基因工程药物的发展现状
我国基因工程药物的发展现状 以基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程为代表的现代生物技术在近几十年来的发展中受到了全球科技界和企业界的普遍关注，有许多专家认为21世纪将是生命科学的世纪。现代生物技术之所以能受到各界的重视，一方面是由于现代生物技术发展迅速，用途广泛，生物技术的应用范围已遍及医药、农业、食品、能源、环保等各个领域；另一方面是由于现代生物技术可以解决人类发展所面临的许多难题，如人口膨胀、粮食短缺、资源枯竭、环境污染等。人们越来越认识到了生物技术在全球经济进程中的重要性和必要性。由于生物技术是以生物(动物、植物、微生物、培养细胞等)为基本资源，因此其原料具有再生性，同时生物系统生产产品产生的污染物少，对环境的破坏性很小或几乎没有，重组微生物甚至还可以消除环境中的污染物。 基因工程(genetic engineering )又称基因拼接技术和DNA重组技术。所谓基因工程是在分子水平上对基因进行操作的复杂技术，是将外源基因通过体外重组后导入受体细胞内，使这个基因能在受体 细胞内复制、转录、翻译表达的操作。 基因工程制药的出现是因为，许多药品的生产是从生物组织中提取的，受材料来源限制产量有限，其价格往往十分昂贵。微生物生长迅速，容易控制，适于大规模工业化生产。若利用基因工程将生物合成相应药物成分的基因导入微生物细胞内，让它们产生相应的药物， 不但能解决产量问题，还能大大降低生产成本。
一、产业现状及地位 1989年，中国批准了第一个在中国生产的基因工程药物一一重组人干扰素，标志着中国生产的基因工程药物实现了零的突破。重组人干扰素是世界上第一个采用中国人基因克隆和表达的基因工程药物，也是到目前为止唯一的一个中国自主研制成功的拥有自主知识产权的基因工程一类新药。从此以后，中国基因工程制药产业从无到有，不断发展壮大。1998年，中国基因工程制药产业销售额已达到了7.2 亿元人民币。截止1998年底，中国已批准上市的基因工程药物和疫苗产品共计15种。国内已有30余家生物制药企业取得了基因工程药物或疫苗试生产或正式生产批准文号。 根据1997年对全国452从个事生物技术研究、开发和生产的单位进行的通讯调查结果，截止1996年底，中国已有8种基因工程药物和疫苗商品化（包括试生产），1996年基因工程药物和疫苗销售额约为2.2亿元人民币，仅占同期全国医药生物技术产品年销售额21.16亿元人民的10.4%。然而可喜的是，中国基因工程制药产业发展迅猛，年销售额已从1996年的2.2亿元人民币增长到1998年的7.2亿元人民币，年均增长率高达80%预计2000年中国基因工程药物销售额将达到22.8亿元人民币。 基因工程在制药业中具有广阔的发展前景，中国的基因制药行业 已经初具规模，但与世界发达国家存在差距，主要表现在具有自主知识产权的产品较少，产业规模小、经济效益低。基因制药产业面临着历史性的机遇，主要表现在政府支持、资源丰富、基因信息公开、国际交流
基因工程技术的发展历史-现状及前景
学号 1234567 基因工程课程论文 （ 2013 届本科） 题目：基因工程技术发展历史、现状及前景 学院：农业与生物技术学院 班级：生物科学 091 班 作者姓名： X X X 指导教师： XXX 职称：教授 完成日期： 2013 年 3 月 16 日 二○一三年三月
基因工程技术发展历史、现状及前景 摘要：生物学已是现代最重要学科之一，而从20世纪70年代初发展起来的基因工程技术，经过30多年来的发展与进步，已成为生物技术的核心。基因工程技术现应用范围涉及农业、工业、医药、能源、环保等诸多领域。许多科学家预言，生物学将成为21世纪最重要的学科，基因工程技术及相关领域将成为21世纪的主导产业之一。 关键词：基因工程技术、发展历史、现状、前景 引言 基因工程是在分子生物学和分子遗传学综合发展基础上于本世纪70年代诞生的一门崭新的生物技术科学。一般来说，基因工程是指在基因水平上的遗传工程，它是用人为方法将所需要的某一供体生物的遗传物质--DNA大分子提取出来，在离体条件下用适当的工具酶进行切割后，把它与作为载体的DNA分子连接起来，然后与载体一起导入某一更易生长、繁殖的受体细胞中，以让外源遗传物质在其中"安家落户"，进行正常复制和表达，从而获得新物种的一种崭新的育种技术。基因工程具有以下几个重要特征：首先，外源核酸分子在不同的寄主生物中进行繁殖，能够跨越天然物种屏障，把来自任何一种生物的基因放置到新的生物中，而这种生物可以与原来生物毫无亲缘关系，这种能力是基因工程的第一个重要特征。第二个特征是，一种确定的DNA小片段在新的寄主细胞中进行扩增，这样实现很少量DNA样品"拷贝"出大量的DNA，而且是大量没有污染任何其它DNA序列的、绝对纯净的DNA分子群体。科学家将改变人类生殖细胞-DNA 的技术称为“基因系治疗”，通常所说的“基因工程”则是针对改变动植物生殖细胞的。无论称谓如何，改变个体生殖细胞的DNA都将可能使其后代发生同样的改变。 一、基因工程技术的发展历史 （一）基因工程发展简述 人类与动物的许多病害都是由单细胞原核生物——细菌引起的。在一段时间，细菌成为人类的第一大杀手，成千上万的生命被其感染吞噬。虽然青霉素以及磺胺类等搞菌药物的出现拯救了无数的生命，但是，好景不长，青霉素使用不到期10年，即在世界上20世纪50年代中期，就发现了严重的细菌抗药性，并且这种抗药性还具有“传染性”，也就是说，一种细菌的抗药性可以传给另一种细菌。
基因工程药物的设计研究进展和应用前景
基因工程药物研究与应用新进展 郭小周 生物技术药物(biotech drugs)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SV40 DNA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
转基因技术的研究进展
作物转基因技术的研究进展 摘要：作为生物技术领域的前沿，转基因技术已在多种植物上取得重大进展。本文主要介绍了当前作物转基因技术的三大主流方法：农杆菌介导法、基因枪介导法和花粉管通道法，并阐述了这几种转基因技术在水稻、小麦、棉花、玉米、大豆，甘薯等几种主要农作物的应用进展状况。 关键词：转基因技术、农作物、应用 Genetically Modified---转基因，简称GM，是指运用科学手段从某种生物体中提取所需要的基因，将其转入另一种生物中，使与另一种生物的基因进行重组，再从结果中进行数代的人工选育，从而获得特定的具有变异遗传性状的物质。而其衍生出的转基因技术就是将人工分离和修饰过的基因导入到目的生物体的基因组中，从而达到改造生物的目的，即把一个生物体的基因转移到另一个生物体DNA中的生物技术。 1983年比利时科学家Montagu 等人和美国Monsanto 公司Fraley等人分别将T- DNA上的致瘤基因切除并代之以外源基因,获得了世界上第一株转基因植株———转基因烟草。自此之后，作物转基因技术得到了迅速发展.截至目前,几乎所有的作物都开展了转基因研究,育种目标涉及到高产、优质、高效兼抗性及多用途等诸多方面.一批抗病、抗虫、抗逆、抗除草剂等转基因作物已进入商品化生产阶段. 国际农业生物技术应用服务组织2 月13 日在京发布的1 份报告显示，全球27 个国 家超过1800 万农民，2013 年种植转基因作物，种植面积比2012 年增加了500 万公顷。此外，首个具有耐旱性状的转基因玉米杂交品种亦于2013 年在美国开始商业化。 据该报告显示，全球转基因作物的种植面积于转基因作物商业化的18 年中增加了100 倍以上，从1996 年的170 万公顷增加到2013 年的1.75 亿公顷，其中美国仍是全球转基因作物的领先生产者，种植面积达7010 万公顷，占全球种植面积的40%。国际农业生物技术应用服务组织创始人兼荣誉主席、本年度报告作者Clive James 表示，目前排名前10 位的国家种植转基因作物的面积均超过100 万公顷，这为将来转基因作物的多样化持续发展打下了广泛基础。在种植转基因作物的国家中，有19 个为发展中国家，8 个为发达国家；发展中国家的种植面积连续2 年超越发达国家。 目前，作物遗传转化的方法有农杆菌介导法、基因枪法、电激法、PEG 法、脂质体法、低能离子束法、超声波介导法、显微注射法、花粉管通道法等.但在当前作物基因工程研究中,主要采用农杆菌介导法、基因枪法、花粉管通道法,这三种转基因技术也相对较为成熟. 一、农杆菌介导法 农杆菌介导法是指农杆菌侵染植物时，受到植物受伤后释放的酚类物质的刺激，活化质粒上Vir 区基因的表达，将质粒上的另一段DNA（T-DNA）共价整合到植物基因组上，在植物体内表达而改变植物的遗传特性。农杆菌介导法的转化效率受众多因素影响，如农杆菌侵染外植体的影响因素、外植体再生能力的内在因素和环境条件（pH、温度和光照条件）等[32]，此法具有流程简单、仪器设备便宜、拷贝数低[33]，且基因沉默少，转移的基因片段长等优点。 农杆菌介导法是获得第一个转基因植物的方法，迄今为止，农杆菌介导法获得的转基因植物占转基因植物总数85%，已成为植物基因转化首选方法。 二、基因枪介导法 基因枪法又称微弹轰击法，是将外源基因包裹在直径1~2 nm的钨或金颗粒表面，加速轰击植物外植体靶组织，穿过植物细胞壁和细胞膜而将外源基因带入植物细胞。因此，通过该方法进行DNA的转移过程不受外植体基因型的限制，可以将外源基因转移至几乎所有的植物细胞、组织器官和原生质体中。 最早的基因枪是由美国Cornel 大学的Sanford 等在1987 年研制成功的。目前基因枪介