基因工程多肽药物的方法
以中药材为主原料制备基因工程多肽药物的方法
药物分析复习题
药物的专属鉴别试验是证实某一种药物的依据，它是根据每一种药物化学结构的差异及其所引起的物理化学特性不同，选用某些特有的灵敏的定性反应，来鉴别药物的真伪。 氧瓶燃烧法系将有机药物放入充满氧气的密闭的燃烧瓶中进行燃烧，并将燃烧所产生的欲测物质吸收于适当的吸收液中，然后根据欲测物质的性质，采用适宜的分析方法进行鉴别、检查或测定含卤素有机药物或含硫、氮、硒等其它元素的有机药物。 比旋度——偏振光透过长1d m 并每1ml含有旋光性物质1g的溶液，在一定的波长与温度下测得的旋光度称之。（符号[ ]） 准确度是指用特定方法测得的生物样品浓度与真实浓度的接近程度，可用相对回收率表示，即采用“回收率”或“加样回收率”得到的药物自样品中回收率。 微生物检定法─以抗生素对微生物的杀伤或抑制程度为指标来衡量抗生素效价的一种方法。其测定方法有稀释法、比浊法、管碟琼脂扩散法生物药物：利用生物体、生物组织或器官等成分，综合运用生物学、生物化学、微生物学、免疫学、物理化学和药学的原理与方法制得的一大类药物。 基因工程药物：先确定对某种疾病具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进行分离、纯化或人工合成，利用重组DNA 技术加以改造，最后将该基因导入可以大量生产的受体细胞中不断繁殖或表达，并能进行大规模生产具有预防和治疗这种疾病的蛋白质，通过这种方法生产的药物称为基因工程药物。 效价测定：采用国际或国家参考品，或经国家检定机构认可的参考品，以体内或体外法测定其生物学活性，并标明其活性单位。 电泳法是指带电微粒如蛋白质、核苷酸、其他微粒分子或离子在电场的作用下，向其对应的电极方向按各自的速度泳动而使组分分离，再进行检测或计算百分含量的方法。 中药指纹图谱中药材或中药制剂经适当处理后，采用一定的分析手段，得到的能够标定该中药材或中药制剂特性的共有峰的图谱。
DNA疫苗技术
第25卷第5期2011年10月 白城师范学院学报 Journal of Baicheng Normal University Vol．25，No．5Oct．，2011 DNA 疫苗技术 陆 印1，朱晶平 2 （1.白城师范学院生物系，吉林白城137000；2.洮南市第八中学，吉林洮南137100） 摘要：随着生物技术的发展， DNA 疫苗的研究也进展迅速．DNA 疫苗就是将重组的带有外源的抗原基因的质粒或病毒DNA 直接注射到动物体内，从而使外源基因在活体内表达，产生的相应的抗原激活机体的免疫系统，引起免疫反应．DNA 疫苗多价疫苗相对于一 二代疫苗具有更加安全、 稳定、可同时诱导广泛的体液免疫和细胞免疫应答及不受母源抗体的影响等一系列优点．随着对DNA 疫苗研究的不断进步， DNA 疫苗在21世纪第三代疫苗免疫预防方面将会发挥越来越重要的作用．本文着重介绍DNA 疫苗的进展与动态． 关键词：DNA 疫苗；免疫；制备中图分类号：Q75文献标识码：A 文章编号：1673-3118（2011）05-0018-03收稿日期：2011－09－07 作者简介：陆印（1959———），男，白城师范学院生物系副教授，研究方向：动物学；朱晶平（1967———），女，洮南市第八中学教师． 1990年Wolff 等将含有外源基因的重组表达 载体注入小鼠的骨骼肌中，结果在一部分肌细胞中检测到了重组表达载体上的基因表达，并且该基因 的表达产物诱导机体免疫应答产生了抗体，［1］ 就是这一偶然发现宣告了DNA 疫苗的诞生， 这个发现被报道后引起了广泛的关注，并在此后DNA 疫 苗的研究发展迅速， 成为了一种新型的免疫技术．正是由于DNA 疫苗的研究进展，在抗HIV 、流感、甲肝乙肝病毒和肿瘤相关抗原等还没有被发现之前却有了关于这些疾病的疫苗的报道，它们被称为第三次疫苗革命，是继减毒疫苗、基因工程疫苗之后的第三代疫苗． 1DNA 疫苗的免疫机制 DNA 疫苗通过不同的方式导入机体后，带有 目的基因的载体上的启动子在适宜情况下可以启动转录翻译，游离的核糖体上结合在mRNA 上对目的基因进行翻译，合成外源性抗原蛋白．合成的外源性抗原蛋白主要分为三部分来发挥作用：1.其中一部分抗原蛋白结合泛肽之后被呈递到蛋白 酶， 蛋白酶将抗原蛋白分解为多肽，然后抗原蛋白多肽在内质网腔内与MHC －Ⅰ类分子聚合以聚 合体的方式进入高尔基体， 最后在到达细胞膜表面可以特异性激活CD8+T 细胞应答反应，使其分化 为细胞毒淋巴细胞和记忆T 细胞， 这样就可以产生细胞记忆和识别攻击含有特定抗原的靶细胞．2.另外一部分抗原蛋白在溶酶体中水解为多肽之后与MHC －Ⅱ分子结合，形成聚合体之后也到达细 胞膜表面和CD4+T 细胞反应， 引发细胞免疫应答．3.还有一部分被酶分解的抗原多肽与B 细胞 结合后B 细胞自身活化， 产生特异性抗体，诱发体液免疫．这三条途径所诱导的免疫反应既有体液免疫，也有具有长记忆时间和较强细胞杀伤力的细胞免疫反应．DNA 疫苗诱导的免疫反应的基本机制是相同的，但是它比蛋白质抗原或病毒抗原的作用 机理要复杂的多． ［2］ 2 DNA 疫苗的制备 2．1 目的基因的选择 DNA 疫苗的研制首先要明确具有免疫活性的 特定抗原DNA 编码序列， 并且要具有准确的读码框架，就是说能够代表某个病原体全面的抗原特性．目的基因必须剔除多余的内含子，因为目的基 因的不同功能区对基因疫苗的免疫应答有重要影 响， 可以对其进行优化组合改变其细胞内的定位以及编码抗原的表位结构，从而增强抗原提呈和免疫原性．此外有无稀有密码子以及在哺乳动物细胞中能否正确剪切等因素也要考虑在内，最大限度内保 8 1
生物技术专业综述
生物技术专业综述 作为生物技术专业的一名学生，我认为我们应该知道以下内容，以方便我们更好的了解我们所学的内容，这将对我们以后的学习以及就业都有帮助。 我们所学的主要课程：微生物学、细胞生物学、生物化学、遗传学、学、基因工程、细胞工程、微生物工程、生化工程、生物工程下游技术、发酵工程设备等。 生物技术的定义：应用生命科学研究成果，以人们意志设计，对生物或生物的成分进行改造和利用的技术。现代生物技术综合分子生物学、生物化学、遗传学、细胞生物学、胚胎学、免疫学、化学、物理学、信息学、计算机等多学科技术，可用于研究生命活动的规律和提供产品为社会服务等。 生物技术的发展：生物技术是全球发展最快的高技术之一。70年代发明了重组DNA技术和杂交瘤技术。80年代建立了细胞大规模培养转基因技术，现代生物技术（基因工程）制药开始于八十年代初，特别是发明了pcr技术，使现代生物技术的发展突飞猛进，90年代，随着人类基因组计划以及重要农作物和微生物基因组计划的是害死和信息技术的渗透，相继发展起了功能基因组学，生物信息学，组合化学，生物芯片技术以及一系列的自动化分析测试和药物筛选技术和装备。目前，各种新兴的生物技术已被广泛地应用于医疗，农业，生物加工，资源开发利用，环境保护，并对制药业等产业的发展产生了深刻的影响。近些年来，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发展迅猛，并日益影响和改变着人们的生产和生活方式。所谓生物技术（Biotechnology）是指“用活的生物体（或生物体的物质）来改进产品、改良植物和动物，或为特殊用途而培养微生物的技术”。生物工程则是生物技术的统称，是指运用生物化学、分子生物学、微生物学、遗传学等原理与生化工程相结合，来改造或重新创造设计细胞的遗传物质、培育出新品种，以工业规模利用现有生物体系，以生物化学过程来制造工业产品。简言之，就是将活的生物体、生命体系或生命过程产业化的过程。生物工程包括基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程、生物电子工程、生物反应器、灭菌技术以及新兴的蛋白质工程等，其中，基因工程是现代生物工程的核心。基因工程（或称遗传工程、基因重组技术）就是将不同生物的基因在体外剪切组合，并和载体（质粒、噬菌体、病毒）的DNA连接，然后转入微生物或细胞内，进行克隆，并使转入的基因在细胞或微生物内表达，产生所需要的蛋白质。 目前，有60%以上的生物技术成果集中应用于医药产业，用以开发特色新药或对传统医药进行改良，由此引起了医药产业的重大变革，生物制药也得以迅速发展。生物制药就是把生物工程技术应用到药物制造领域的过程，其中最为主要的是基因工程方法。即利用克隆技术和组织培养技术，
人教版高中生物选修二3.3《生物技术药物与疫苗》word学案
第3节生物技术药物与疫苗 【学习目标】 1.简述生物技术药物的概念。 2.举例说明基因工程药物、细胞工程药物的生产原理和意义。 3.举例说明生物技术疫苗的生产原理和意义。 4.进一步体验科学技术是一个不断发展的过程及理解科学、技术、社会三者间的关系。 【学习过程】 1.搜集SARS的相关材料 2.利用以前所学的知识，分析SARS的结构。参考以下图像。 3总结生物技术药物的种类. 5.绘制植物、动物细胞培养过程流程图 6.疫苗的种类（说出你见到的、听说过的疫苗）
【知识梳理】 【典题解悟】 1. 采用基因工程技术将人凝血因子基因导入山羊受精卵，培育出了转基因羊。但是，人凝血因子只存在于该转基因羊的乳汁中。以下有关叙述，正确的是 A.人体细胞中凝血因子基因编码区的碱基对数目,等于凝血因子氨基酸数目的3倍 B.可用显微注射技术将含有人凝血因子基因的重组DNA 分子导入羊的受精卵 C.在该转基因羊中，人凝血因子基因存在于乳腺细胞，而不存在于其他体细胞中 D.人凝血因子基因开始转录后，DNA 连接酶以DNA 分子的一条链为模板合成mRNA 解析：认识高等真核生物真核生物的基因编码区主要有外显子和内含子两个区域，能够转录且能控制蛋白质合成的只有外显子区域，因此凝血因子氨基酸的数目要小于3倍。在转基因过程中，我们选择的受体是受精卵或者是卵细胞，转基因羊的所有体细胞，都是有一个受精卵经有丝分裂产生的，所以所含的细胞核内的遗传物质相同。人凝血因子基因开始转录后，DNA 连接酶以DNA 分子两条链为模板合成mRNA ，但实际控制合成凝血因子的只是其中一区段的凝血因子的一条链为模板。所以选B 。 2. 科学家通过基因工程把人的生长激素基因转移给了鲤鱼的卵细胞，成功培育出转基因鲤鱼，下列说法正确的是（ ） A ．转基因鲤鱼只生长，不会产卵 生物技术 药物和疫苗 生物技术药物 生物技术疫苗 基因工程药物 细胞工程药物 基因工程过程 常见基因工程药物：胰岛素、干扰素 细胞工程过程 细胞工程常见的药物 基因工程疫苗 核酸疫苗 DNA 疫苗
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
基因工程疫苗
基因工程疫苗 -标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII
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
基因工程与生物药物
基因工程与生物药物 姓名：李华龙 班级：生物制药1301 学号：1302150003
摘要 自1972 年DNA重组技术诞生以来,生命科学进入了一个崭新的发展时期。以基因工程为核心的现代生物技术已应用到农业、医药、轻工、化工、环境等各个领域。它与微电子技术、新材料和新能源技术一起,并列为影响未来国计民生的四大科学技术支柱, 而利用基因工程技术开发新型生物药物更是当前最活跃和发展迅猛的领域[ 1]。从1982年美国Lilly 公司首先将重组人胰岛素投放市场,标志着世界第一个基因工程药物的诞生。基因工程制药作为一个新兴行业得到各国政府的大力支持, 各国都积极研究和开发各种基因工程药物,并取得了丰硕成果。本文通过对基因工程药物的开发、应用和研究方法等研究进展进行综述。Abstract Since 1972, DNA recombinant technology was born, life science has entered a new period of development.Gene engineering as the core of modern biotechnology has been applied to agriculture, medicine, light industry, chemical industry, environment and other fields . It and microelectronic technology, new materials and new energy technologies together, tied for the four future beneficial to the people's livelihood the big pillar of science and technology, and using genetic engineering technology to develop new biological drugs is the most active and rapidly developing field. From the United States in 1982 Lilly's first recombinant human insulin on the market, marking the birth of the world's first gene engineering medicine. Genetic engineering pharmaceutical as an emerging industry has received great support from governments the countries are actively research and development of various genetic engineering drugs, and achieved fruitful results. In this paper, through the development of gene engineering medicine, research and Application Research progress is reviewed in this paper. 关键词 基因工程、生物药物、研究进展、应用 Genetic engineering、biological medicine、research progress,、application
(完整版)微生物与制药综述
微生物制药的研究进展 姓名：李青嵘 班级：生工102 学号：1014200044
摘要 本文通过对历史文献的检索，从微生物生产维生素，微生物生产多价不饱和脂肪酸，微生物生产抗生素，微生物生产抗癌物质，微生物生产医用酶制剂等五个方面综述了微生物制药的研究进展。 关键词：微生物，制药，发酵工程 1.前言 随着生物技术的迅猛发展，在医药领域的许多方面取得了巨大的进展.，其中采用微生物制药，具有生产工艺简单，生产成本低廉，产品产量高，产品纯度高，可大规模工业化生产等优势，同样得到了巨大的发展。从传统工艺，如利用发酵工程生产抗生素、酶制剂以及B-胡萝卜素等；到现今的利用转基因技术生产干扰素、胰岛素、生长因子等几十种新药和疫苗。本文着重综述了微生物的发酵工程在医药研究和生产中应用的最近进展，主要包括生产维生素、多价不饱和脂肪酸、抗生素、抗癌物质医用酶制剂等五个方面。 2.研究内容 2.1.微生物生产维生素 维生素是六大生命要素之一, 为整个生命活动所必需。β-胡萝卜素、VC、VE是目前应用最为广泛，效果最为显著的三种维生素，它们的作用分别是：β-胡萝卜素是强力抗氧化剂, 有抑制癌细胞增殖和提高机体免疫力等作用。V C 和V E 均是抗氧化剂, 前者可阻止、破坏自由基形成，还具有激活免疫系统细胞的活力，刺激机体产生干扰素以抵御外来侵染因子。至于VE可产生抗体，增强机体免疫力。目前，上述的“三素”以实现了微生物工业化生产。 目前，β-胡萝卜素主要是由三孢布拉霉菌生产，在1998年，陈涛等[1]已经针对三孢布拉霉菌的特点，优化发酵工艺，在3M3的发酵罐中发酵120h，生产的β-胡萝卜素产量已达到1146.5mg/L。虽然，传统的工艺生产β-胡萝卜素的产量高，生产周期比较短，但是传统的工艺复杂，成本过高，不利于大规模工业化生产。故,目前许多课题组专注于开发新的生产β-胡萝卜素的菌种或改进传统工艺。据近年所发表的期刊文献，目前，采用红酵母发酵生产β-胡萝卜素是一种工艺简单，成本低廉的方法，虽然在产量方面较传统方法的低很多，但是该方法仍具有很大的发展潜力。何海燕等[2]采用粘红酵母R3-35摇瓶发酵84h，生产的β-胡萝
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
基因工程制药(2)
基因工程制药
(一) 概述 (二) 基因工程药物生产的基本过程 (三) 目的基因的获得 (四) 基因表达 (五) 基因工程菌的稳定性 (六) 基因工程菌生长代谢的特点 (七) 基因工程菌发酵 (八) 基因工程药物的分离纯化 (九) 基因工程药物的质量控制 (十) 基因工程药物制造实例
表达系统：一个完整的表达系统通常包括配套的表达载体和表达菌株，如果是特殊的诱导表达还包括诱导 剂，如果是融合表达还包括纯化系统或者Tag检测等等。 表达载体：包括启动子，多克隆位点，终止密码，融合Tag（如果有的话），复制子，筛选标记/报告基因 等。表达菌株：不同的表达载体对应有不同的表达菌 株。
组成型表达：：表达载体的启动子为组成型启动子，也就是一 组成型表达 直努力不停表达目的蛋白的启动子，如pMAL系统。这类表达载体通常表达量比较高，成本低，但是不适合表达一些对宿主细菌生长有害的蛋白。 诱导型表达：：表达载体采用诱导型启动子，只有在诱导剂存 诱导型表达 在的条件下才能表达目的产物。这种方法有助于解决有毒蛋白或者过量表达对细胞的影响。另外也有启动子是组成型的，但是启动子所依赖的转录酶是诱导表达的，也属于诱导表达系统。
融合表达：表达载体的多克隆位点上有一段融合表达标签（Tag），表达产物为融合蛋白（有分N端或者C端融合表达），方便后继的纯化步骤或者检测。对于特别小的分子建议用较大的Tag（如GST）以获得稳定表达；而一般的基因多选择小Tag以减少对目的蛋白的影响。His-Tag是最广泛采用的Tag。 分泌表达：在起始密码和目的基因之间加入信号肽，可以引导目的蛋白穿越细胞膜，避免表达产物在细胞内的过度累积而影响细胞生长，或者形成包含体，而且表达产物是可溶的活性状态不需要复性。通常这种分泌只是分泌到细胞膜和细胞壁之间的周质空间。 可溶性表达：大肠杆菌表达效率很高，特别是强启动子，目的蛋白来不及折叠而形成不溶的包含体颗粒，包含体容易纯化但是复性效率不高。分泌表达可以得到可溶的产物，也有部分融合Tag 有助于提高产物的可溶性，比如Thio，pMAL系统。
简述基因工程疫苗的研究
简述基因工程疫苗的研究 自从1796年Edward Jenne 医生发明第一种真正意义上的疫苗—天花疫苗至今，人类已研制出了上千种疫苗，并在各种疾病的预防和控制中广泛应用，疫苗已成为人类同疾病斗争的一种必不可少的重要武器。传统疫苗的研制和生产主要是通过改变培养条件，或在不同寄主动物上传代使致病微生物毒性减弱，或通过物理、化学方法将其灭活来完成的。随着人类知识的不断进步，传统疫苗的局限性也日益显露出来：①动物和人类的病毒需要在动物细胞中培养，这使得疫苗生产的成本很高；②疫苗中的致病物质在疫苗生产过程中有可能没有完全杀死或充分减毒，这会导致疫苗中含有强毒性致病物质，进而使得疾病在更大的范围内传播；③减毒菌株有可能会发生突变；④有些疾病（例如艾滋病）用传统的疫苗防治收效甚微等。因此，开发和研制更加安全、高效的疫苗显得十分必要和紧迫。20世纪80年代随着现代生物学技术的兴起，特别是DNA重组技术的出现，为研制新一代的疫苗提供了崭新的方法。目前利用基因工程技术已经和正在研制开发的新型疫苗主要有亚单位疫苗、活载体疫苗、核酸疫苗、肽疫苗等，这些疫苗统称为基因工程疫苗或重组疫苗。基因工程疫苗还具有如下优点：第一，可降低生产成本，更廉价更大批地生产；第二，易于区分感染动物和免疫动物。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，利用活载体可方便地制成多价联合疫苗，达到一针防多病的目的。第四，应用重组DNA技术还有可能为目前尚无有效疫苗防治的
某些特殊疾病，研制生产出有效的疫苗，从而达到预防这些传染病的目的。 1.基因工程亚单位疫苗 基因工程亚单位疫苗（subunit vaccine）又称生物合成亚单位疫苗或重组亚单位疫苗，是指它只含有病原体的一种或几种抗原，而不含有病原体的其他遗传信息。原则上讲，用这些疫苗接种动物，都可使之获得抗性而免受病原体的感染。亚单位疫苗不含有感染性组分，因而无须灭活，也无致病性。自1981年成功地将口蹄疫病毒的抗原性多肽基因VP3克隆到大肠埃希氏菌内并制成用于牛和猪的疫苗之后，这种方法又成功地应用于猫白血病疫苗以及预防仔猪腹泻病的K88疫苗等的研制。国外在20世纪80年代初将乙型肝炎病毒（HBV）S基因的一个835bp片段克隆在表达载体上，在酵母中表达出了HbsAg 蛋白，使之成为第一种利用真核表达系统生产的基因工程疫苗。酵母表达系统现在已经大规模生产供给人类使用的第一代重组肝炎疫苗。迄今，已研制出许多亚单位疫苗，有病毒性疾病的和细菌性疾病的，也有激素类的亚单位疫苗。亚单位疫苗是利用单一蛋白质抗原分子来诱导免疫反应的。因此，在研制亚单位疫苗时，首先要明确编码具有免疫活性的特定抗原的DNA。一般选择病原体表面糖蛋白编码基因；而对于易变异的病毒（如A型流感病毒）则可选择各亚型共有的核心蛋白的主要保护性抗原基因序列。其次，应用重组DNA技术研制亚单位疫苗，还必须有合适的表达系统用于生产克隆基因产物。每一系统的目标都是为了达到所需基因产物的高水平表达。因此，研究和了
基因工程药物
基因工程药物 周长征 第一部分概述 一、基因工程药物 （一）基因工程药物的概念 基因工程药物是以基因组学研究中发现的功能性基因或基因的产物为起始材料，通过生物学、分子生物学或生物化学、生物工程等相应技术制成的、并以相应分析技术控制中间产物和成品质量的生物活性物质产品，临床上可用于某些疾病的诊断和治疗。基因药物类型广泛，包括重组蛋白质药物、人源化单克隆抗体、基因治疗药物、重组蛋白质疫苗、核酸药物等10多种类型。 生产基因工程药物的基本方法是：将目的基因用DNA重组的方法连接在载体上，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提纯及做成制剂，从而成为蛋白类药物或疫苗。若目的基因直接在人体组织靶细胞内表达，就称为基因治疗。 例如，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）。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。 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，国际上批准唯一一种治疗丙型病毒性肝炎的药物。通常情况下人体内干扰素基因处于休眠状态，血中一般检测不到。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。获取1磅（453g）纯干扰素，其成本高达200亿美元。1980年后，采用基因工程进行生产，其基本原理及操作流程与乙肝疫苗十分类似。现在要获取1磅纯干扰素，其成本不到1亿美元。 （二）基因工程药物的发展 1973年，Cohen等人首次将带有Tet r基因和链霉素抗性基因（Str r）的两种大肠杆菌质粒成功地进行了重组，获得了可以复制并只有双亲质粒遗传信息的重组质粒，拉开了基因工程研究的序幕。1974年他们对具有Amp r和红霉素抗性基因（Emp r）的金黄色葡萄球菌质粒
基因工程在医药方面的应用
基因工程在医学上的研究进展
基因工程在医学上的研究进展 摘要：从世纪年代发展起来的基因工程技术在短短的多年中得到了飞速发展，并已成为生物技术的核心技术。目前基因工程技术及其应用已进入了人类生活的各个领域，而在医学上则最为活跃，发展最为迅速。本文就基因工程在基因工程药物、基因诊断、基因治疗的研究做一综述。 关键词：基因工程基因药物基因治疗基因诊断 ．基因工程药物 基因工程药物是指利用基因工程技术研制和生产的药物，主要包括细胞因子、抗体、疫苗、激素和寡核苷酸药物等，它们对预防、诊断和治疗人类的肿瘤、心血管疾病、糖尿病、类风湿性疾病、各种遗传病和传染病等有重要的作用。自世纪年代初第一种基因工程产品—人胰岛素投放市场以来，以基因工程药物为主导的基因工程产业就已经成为全球发展最快的产业之一[]。 基因工程激素类药物 年首次从牛的脑垂体中分离出生长激素，年又从人脑垂体中分离出生长激素，年人生长激素的氨基酸序列被确定，终于在年美国食品与药物管理局批准了第一代重组人生长激素上市[]；年在美国诞生了世界上第一种基因工程药物——重组人胰岛素[]。 基因工程药物治疗肿瘤 高丽等[]研究基因重组荞麦胰蛋白酶抑制剂()诱导细胞凋亡的作用，结果表明来自蓼科植物的重组养麦胰蛋白酶抑制剂能够有效的抑制肿瘤细胞的生长，抑制作用呈剂量依赖性，但对正常外周血单核细胞的生长没有影响；韩明勇等[]采用将携带人广基因的质粒．转导入细胞 中，并筛选出阳性克隆；李振宇等[]制备慢病毒载体为基础的野生型及突变型单纯疱疹病毒胸苷激酶(．／．)基因工程细胞(及细胞)并研究应用．．／系统进行防治，以达到减轻前体药物毒性，拓宽前体药物选择范围的目的。 基因工程药物治疗病毒感染 杨延梅等[]证明安福隆治疗慢性乙型病毒性肝炎疗效确切；胡立华等[]观察了重组基因工程药物干扰素()与胸腺肽联合治疗慢性乙型肝炎的疗效，显示联合用药的强大抗病毒活性，是目前治疗慢性乙型肝炎较为理想的方案；左冰[]采用一型基因工程干扰素(．)与无环鸟苷()联合治疗单纯疱疹病毒性角膜炎患者，获得满意效果。 通过转基因动植物生产的基因药物 世纪年代初，等人已成功的培育出一种转基因绵羊，其乳腺能分泌抗胰蛋白酶（）；年月，以色列的科学家们，经过长达年得辛勤研究，培育出转基因山羊“吉迪”，它携带有人血清蛋白基因；年月，我国上海医学遗传与复旦大学遗传所获得首批与人凝血第九因子基因整合的转基因山羊，能在乳汁中分泌出有活性的能治疗血友病的人凝血第九因子；年月，中国科学院动物所科研人员，在对农药产生抗性的昆虫中成功克隆出解毒酶基因。[] ．基因诊断 基因诊断又称诊断，主要是从基因水平确定病变基因及其定位。目前已建立起多种病变基因的诊断和治疗方法，如扩增靶序列法、限制性片段长度多态性分析法（）、与芯片杂交病变图谱法等。 唐氏综合征产前基因诊断
基 因 工 程 药 物 的 发 展 前 景
基因工程药物的发展前景 周先建2003年4月12日 一、概况 自从DNA重组技术于1972年诞生以来，作为现代生物技术核心的基因工程技术得到飞速的发展。1982年美国Lilly公司首先将重组胰岛素投放市场，标志着世界第一个基因工程药物的诞生。目前，世界各国都将基因工程及其逐渐加速的产业化进程视为国民经济的新增长点，展开了激烈的市场竞争。到1999年底为止，全球至少已有近 3000家生物工程公司在从事生物药品与基因产品研究与开发。据不完全统计，在欧美诸国，已经上市的基因工程药品接近一百种，大约还有超过300种以上的药物处于临床试验阶段，约2000种在研究开发中，形成了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。 基因工程药物的定义：将目的基因用DNA重组的方法连接在载体上，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提纯及做成制剂，从而成为蛋白类药或疫苗。这就称为基因工程药物。若目的基因直接在人体组织靶细胞内表达，就成为基因治疗，但目前尚没有基于基因治疗技术的药物被正式批准。 基因工程药物因为其疗效好，副作用小,应用范围广泛而成为各国政府和企业投资研究开发的热点领域，大量的基因工程药品连续问世，年产值达数十亿美元。自1982年问世以来，基因工程药物成为制药行业的一支奇兵，每年平均有3-4个新药或疫苗问世，开发成功的约五十多个药品已广泛应用于治疗癌症、肝炎、发育不良、糖尿病、囊纤维变性和一些遗传病上，在很多领域特别是疑难病症上，起到了传统化学药物难以达到的作用。其原因在于，基因工程制药物的研究与开发多是以对疾病的分子水平上的有了解为基础的，往往会产生意想不到的高疗效。 基因工程制造药行业在近二十年中的飞速发展是以分子遗传、分子生物、分子病理、生物物理等基础学科的突破，以及基因工程、细胞工程、发酵工程、酶工程和蛋白质工程等基础工程学科的高速进展为后盾的。基因工程药物的开发时间为5-7年，比开发新化学单体（10-12年）要短一些，当然这也与各国政府的支持有关。据报道，开发活性蛋白生物创新药的成功率按开发的5个阶段大致是：临床前的成功率为15%，一期临床为27%，二期临床为40%，三期临床为80%，注册登记为90%，总体成功率大大高于化学药。适应症不断延伸也是蛋白类药物的一大特点。例如，rhG-CSF，91年上市时批的适应症是化疗并发中性粒细胞减少，到95年11月13日止，又增加了骨髓移植，严重慢性中性粒细胞减少及外周及外周血干细胞移植等适应症。因此，基因工程生物药物发展包括新品种和新适应症两个方面。 二、美国基因工程药物的发展前景
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
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