核酸药物及制药技术
生物制药知识点总结(HPU)
生物制药知识点总结(HPU)1、生物技术药物：采用DNA重组技术或其他生物新技术研制的蛋白质或核酸类药物。
2、干扰素：人体细胞分泌的一种具有广泛抗病毒，抗肿瘤和免疫调节活性的活性蛋白质。
3、高密度发酵：是应用一定的培养技术和设备来提高菌体生物量和目标产物时空产率的发酵技术。
是指培养液中工程菌的菌体浓度在50gDCW/L以上，理论上的最高值可达200gDCW/L、4、植物细胞全能性：指植物的每个细胞都包含着该物种的全部遗传信息，从而具备发育成完整植株的遗传能力。
5、细胞分化：在个体发育中，由一个或一种细胞增殖产生的后代，在形态结构和生理功能上发生稳定性的差异的过程。
6、脱分化：已分化的细胞在一定因素作用下恢复细胞分裂能力,失去原有分化状态的过程。
7、继代培养：由最初的外植体上切下的新增殖的组织，培养一段时间而称之为第一代培养。
连续多代培养即为继代培养。
8、固定化酶：是指经过物理或化学方法处理，使酶变成不易随水流失即运动受到限制，而又能发挥催化作用的酶制剂。
9、抗体酶：具催化能力的免疫球蛋白，具有典型的酶反应特性。
10、发酵工程：利用微生物制造工业原料与工业产品提供服务的技术。
简答题1、生物技术制药的特征：1）高技术2）高投入3）长周期4）高风险5）高收益2、利用基因工程技术生产药品的优点：1）利用基因工程技术可大量生产过去难以获得的生理活性蛋白和多肽，为临床使用建立有效的保障2）可以提供足够数量的生理活性物质，以便对其生理、生化和结构进行深入的研究，从而扩大这些物质的应用范围3）利用基因工程可以发掘更多内源性生理活性物质4）内源性活性物质在作为药物使用时，存在不足之处，可以通过基因工程和蛋白质工程对其改造5）利用基因工程技术可获得新型化合物，扩大药物筛选来源3、利用基因工程生产药物的基本过程：①目的基因的克隆，②构造DNA重组体，③构造工程菌，④目的基因的表达，⑤外源基因表达产物的分离纯化产品的检验4、反转录法获得目的基因的过程：1）mRNA纯化2）cDNA第一链的合成3）cDNA第二链的合成4）cDNA克隆5）将重组体导入宿主细胞6）cDNA文库的鉴定7)目的cDNA克隆的分离与鉴定5、影响基因工程菌的因素，如何控制：1）培养基：需要对基质中营养物质的配比进行优化，以满足细菌大量繁殖和外源蛋白表达的需要。
生物制药技术的进展及未来发展趋势
生物制药技术的进展及未来发展趋势引言生物制药技术是指利用生物学和工程学的原理和方法，通过对生物体内的生物大分子（如蛋白质和核酸）进行研究和应用，开发和生产用于预防、诊断和治疗疾病的药物。
随着科技的不断进步，生物制药技术取得了显著的进展，并在医药领域发挥着重要的作用。
本文将介绍生物制药技术的进展以及未来的发展趋势。
生物制药技术的进展1. 基因工程技术的应用：基因工程技术的发展使得生物制药技术得以快速发展。
通过基因工程技术，科学家们能够将人类需要的基因插入到细胞中，使细胞产生特定的蛋白质，从而生产出具有治疗作用的药物。
2. 重组蛋白技术的突破：重组蛋白技术是指通过基因工程技术，将人类需要的基因插入到细胞中，使细胞能够合成具有特定功能的蛋白质。
这种技术的突破使得生产大规模的重组蛋白变得可能，从而满足了大量患者的需求。
3. 单克隆抗体技术的发展：单克隆抗体技术是指通过克隆技术获得一种特定的抗体，并使其能够大规模生产。
这种技术的发展使得抗体药物的研发和生产更加高效和可行，为疾病的治疗提供了新的选择。
生物制药技术的未来发展趋势1. 个性化药物的发展：随着基因组学和生物信息学的迅速发展，个性化药物的研发将成为生物制药技术的重要方向。
个性化药物是指根据个体的基因信息和生理特征，为患者提供个性化的治疗方案和药物。
这将提高治疗效果和减少药物副作用。
2. 基因编辑技术的应用：基因编辑技术如CRISPR-Cas9的发展将为生物制药技术带来新的突破。
通过基因编辑技术，科学家能够直接修改细胞的基因序列，实现对疾病基因的修复或抑制，从而开发出更加有效的治疗方法和药物。
3. 仿生药物的研究：仿生药物是指通过模仿生物大分子在生物体内的作用机制，开发出具有类似效果的药物。
仿生药物的研究将为生物制药技术的发展带来新的思路和方法。
结论生物制药技术在过去几十年中取得了巨大的进展，为医药领域的发展做出了重要贡献。
未来，随着基因工程技术、基因编辑技术和仿生药物的不断发展，生物制药技术将继续迎来新的突破和进展。
生物制药与药物生产技术
生物制药与药物生产技术生物制药是一种利用生物技术生产药物的方法，它在医药领域中的地位越来越重要。
本文将介绍生物制药的定义、分类、关键技术以及在药物生产中的应用。
1. 生物制药的定义生物制药是指利用生物技术生产药物的过程。
它与传统的化学合成药物不同，生物制药利用生化合成方法，利用生物体内的生物转化作用生成药物，或者通过基因重组技术将目标基因转入宿主细胞中，使细胞表达蛋白质药物。
2. 生物制药的分类生物制药根据不同的生产过程可以分为以下几种类型：（1）细胞培养法：利用细胞培养技术，使细胞在适宜的培养条件下产生所需的药物。
（2）核酸工程法：利用基因工程技术，将基因序列转入宿主细胞中，通过转录和翻译作用合成所需的药物蛋白质。
（3）发酵法：利用微生物发酵产生药物，例如利用大肠杆菌发酵生产重组人胰岛素。
（4）动物体内培养法：通过动物体内培养方法来生产药物，例如利用转基因动物体内合成人抗体。
3. 生物制药关键技术生物制药依赖于许多关键技术的支持，以下是其中几个重要的技术：（1）基因工程技术：基因工程技术是生物制药的基础，通过人工合成、改造和调控基因来生产所需的药物蛋白质。
（2）细胞培养技术：细胞培养技术是在体外培养细胞生产药物的重要方法，可以通过细胞培养提高药物产量和纯度。
（3）蛋白质纯化技术：蛋白质纯化技术是将目标蛋白质从复杂混合物中分离和纯化的方法，保证药物的纯度和活性。
（4）生物反应器技术：生物反应器技术是将生物制药过程转移到工业规模的关键技术，通过优化反应条件和生物反应器设计，提高药物产量和质量。
4. 生物制药在药物生产中的应用生物制药在药物生产中发挥着重要的作用，以下是几个重要的应用领域：（1）蛋白质药物：生物制药技术可以用来生产蛋白质类药物，如抗体药物、生长因子等，这些药物具有特异性和高效性。
（2）基因治疗：生物制药技术可以用于基因治疗，通过将修复性基因导入患者体内，治疗遗传性疾病和某些癌症。
（3）疫苗制备：生物制药技术可以用来生产疫苗，通过培养病毒或细菌，提取病毒或细菌成分制备疫苗，预防各类传染病。
生物制药：第十二章 核酸类药物
临床：病毒、肿瘤、艾滋病、产生干扰素、免疫抑制剂 代表药物：三氟代胸苷、叠氮胸苷、无环鸟苷、恩替卡韦等 制备方法：由自然结构核酸类物质通过半类药物
恩替卡韦
二、核酸类药物的生产方法
（一）核酸类药物的原材料 除病毒外，所有的动植
物组织中都含有核酸类物 质，包括大分子DNA和RNA、 小分子的核苷酸、核苷、碱 基等成分，但不同的组织中 含量有所不同。
酶液
混合，调pH 保温
鱼精
绞肉机粉碎
鱼精匀浆
热变性 冷却，过滤
DNA溶液
酶解液
加热使酶失活，调pH9.0置冷过夜，过滤
DNA降解液
吸附于氯型阴离子交换树脂分步洗脱
脱氧胞苷酸 dCMP
脱氧腺苷 dAMP
脱氧胸苷酸 dTMP
脱氧鸟苷酸 dGMP
三、主要核酸类药物的生产
1、RNA的提取——等电沉淀法
酵母菌体
稀NaOH，提取
提取液
中和，分离
抽提清液
pH2.5
RNA精品
洗涤、干燥
RNA粗品
工艺过程：
（1）预处理：压榨、除水；（2）提取：0.13%NaOH，使细胞壁变 性，使核酸从细胞内释放出来；（3）中和、除菌体；（4）分离：等 电点法，调pH2.5，使RNA沉淀下来；（5）洗涤、干燥
2、DNA的提取
猪脾脏
[预处理] 冷冻，绞碎
组织浆液
[预处理]
0.1M NaCl-0.5M 柠檬酸混合液，
离心
沉淀
[抽提] 1M NaCl
上清液
0.14M NaCl
沉淀物
95%乙醇
上清液 氯仿-异戊醇 （DNA）
溶解液
10% NaCl
生物医学中的生物医药制造技术
生物医学中的生物医药制造技术生物医药制造技术是一种新颖的制药技术，是用生物学技术和化学技术来制造药物的过程。
生物医药馆制造技术已经成为生物制药产业的重要组成部分，它通过深入理解生物体系内部结构和生理功能，使人们可以更好地生产出安全、高效的生物制剂，有效治疗人类疾病。
生物医药制造技术利用生物体系中的蛋白质、碳水化合物和核酸等生物大分子，在细胞、组织、器官和生物体系中分离和提纯出所需的机制因子、抗体、疫苗、酶、荷尔蒙等药物，又具有广谱、特异、高效、安全、无副作用等特点。
与化学合成药物相比，生物制药产品的杂质少，安全性高，对人体的副作用少，而且对慢性、难治性疾病、疫情等有很好的治疗效果。
目前，细胞培养技术、蛋白表达系统、基因工程技术、纯化技术、分子诊断技术等是制造生物医药的核心技术。
其中，最重要的技术是细胞培养技术和蛋白表达系统。
目前，生物技术已经被应用于各种类别的生物制药产品的研制和生产，包括抗体、荷尔蒙、生长因子等。
此外，生物制药技术还包括基于载体的转化技术、基于细胞培养和发酵技术的蛋白质表达技术、基于离子交换和柱分离的纯化技术以及基于质谱和核磁共振的药物组学技术等。
这些技术可以提供多种药物制造方法，并且可以提高药物的稳定性和质量。
生物医药制造技术的成功发展，极大地促进了生物制药发展，缩短了生物制药的研发周期。
利用生物医药制造技术制造的药物，比如激素、抗生素、酶、细胞因子、抗体、疫苗等，常用于治疗癌症、糖尿病、肝炎、功能性出血、呼吸系统疾病、艾滋病、心血管疾病、神经系统疾病及其他慢性疾病。
当然，虽然该技术可用于提高药物安全性、效能和品质，但它也有些局限。
例如，细胞培养工艺中的生物反应器的成本高昂，且细胞培养过程中存在着很多微生物的污染风险。
此外，生物制药产品存在很大的变异系数，药物的生产体积低，高技术性和难度，也是生物制药产品的瓶颈之一。
因此，如何打破技术和经济上的瓶颈并不断推进生物制药制造工艺的发展，仍是一个重要的研究方向。
生物技术制药重点总结
1.生物药物：又称为生物工程，是指人们以现代生命科学为基础，结合先进的工程技术手段和其它基础学科的科学原理，按照预先的设计改造生物体或加工生物原料，为人类生产出所需产品或达到某种目的技术。
2.生物技术药物：采用DNA重组技术或其它生物技术生产的用于预防、治疗和诊断疾病的药物，主要是重组蛋白和核酸类药物，如细胞因子、纤溶酶原激活剂、血浆因子等。
3.质粒载体：质粒是指独立于原核生物染色体之外具有自主复制能力的遗传物质。
分三种构型：共价闭合环状DNA(cccDNA)、开环DNA(ocDNA)、线状DNA(IDDNA)。
在琼脂糖凝胶电泳中迁移率：cccDNA > IDDNA > ocDNA4.目的基因的常用制备方法主要包括化学合成法、PCR法、基因文库法和cDNA文库法等。
5.PCR法是指聚合酶链反应，是根据生物体内DNA复制原理在DNA聚合酶催化和dNTP参与下，引物依赖DNA模板特异性的扩增DNA。
在含有DNA模板、引物、DNA聚合酶、dNTP的缓冲溶液中通过三个循环步骤扩增DNA：：①变性—双链DNA模板加热变性，解离成单链模板；②退火—温度下降，引物与单链模板结合（温度下降，PCR特性下降，效率升高）；③延伸—温度调整至DNA聚合酶最适宜温度，DNA聚合酶催化dNTP加至引物3′-OH，引物以5′→3′方向延伸，最终与单链模板形成双联DNA, 并开始下一个循环。
6.cDNA文库法：cDNA是指与mRNA互补的DNA。
cDNA文库法是指提取生物体总mRNA，并以mRNA作为模板，在逆转录酶的催化下合成cDNA的一条链，再在DNA聚合酶的作用下合成双链cDNA，将全部cDNA都克隆到宿主细胞而构建成cDNA文库。
7.影响目的基因与载体之间连接效率的主要因素：①DNA片段之间的连接方式；粘性末端的连接效率高于平头末端。
②目的基因与载体的浓度和比例；增加DNA浓度可以提高连接效率，目的基因于载体DNA的摩尔数比应大于1。
小核酸生产流程
小核酸生产流程
小核酸生产流程是一种新兴的基因治疗技术，主要用于治疗癌症、病
毒感染等疾病。
小核酸生产流程经过多步骤的化学合成、纯化、鉴定
和灌装，才能生产出高质量的小核酸药物。
小核酸的化学合成是小核酸生产流程的第一步。
它是通过无机化学合
成方法或生物技术合成方法来合成出小核酸分子。
这个过程需要准确
控制反应条件和配方，以确保小核酸的纯度和稳定性。
然后，利用特
殊设备（如 HPLC 或 TLC）来分离和纯化产物，以使小核酸达到最高
纯度。
小核酸生产的第二个步骤是鉴定和评估。
此过程目的在于确保所生产
的小核酸分子符合制药标准，并能在体内发挥所需的治疗效应。
这一
步骤通常包括分析小核酸的化学纯度、氨基酸序列、脱保护率、毒性、稳定性等多个指标。
只有经过严格的鉴定和评估才能将产品进入下一
步骤。
小核酸生产的第三步是灌装和包装。
在此过程中，小核酸将被灌装成
为高质量的制药品。
这一步通常包括注射制剂和口服制剂两种类型。
注射制剂通常使用无菌技术灌装成针剂或眼部滴剂；口服制剂则通常
使用胶囊或片剂等形式。
小核酸生产流程还需要不断进行质量控制和监测。
这包括原材料的严格筛选、合规性检测、产品的稳定性试验、在研新药的临床试验等多个方面。
同时，还需要遵循制药行业的 GMP 规范，以确保每一步都是科学、合法、安全、可靠的。
综上所述，小核酸生产流程是一项非常复杂而严谨的工作。
只有通过严格的质量控制、深入的研究和不断的创新，才能生产出高质量的小核酸制品，为人类健康事业的发展做出重要贡献。
生物制药技术在预防与控制传染病中的应用
生物制药技术在预防与控制传染病中的应用近年来，随着科学技术的不断发展和生物制药技术的不断突破，生物制药技术在预防与控制传染病方面的应用越来越广泛。
传染病是指由病原体引起并能通过直接或间接接触传播的疾病。
这类疾病对人类健康和社会稳定都带来了严重的威胁，因此，有效地预防和控制传染病成为当代生物医学领域的重要课题之一。
生物制药技术是指利用生物学原理和方法，通过对生物活性分子（如蛋白质和核酸）的研究、制备和应用，为医疗保健提供新的药物、治疗方法和疫苗等。
它可以为传染病的预防与控制提供有效的解决方案。
下面，我们将从疫苗、抗体制备和基因工程药物等几个方面来探讨生物制药技术在预防与控制传染病中的应用。
首先，生物制药技术在疫苗的研制和应用方面具有重要作用。
疫苗是一种通过模拟病原体感染的方法，引起人体免疫反应以提高机体对病原体的抵抗力的药物。
传统的疫苗制备常常需要从病原体中提取、杀灭或削弱后注射给人体，但这种方法有风险，可能导致副作用。
而生物制药技术可以通过基因工程等手段，获得病原体特异性抗原，并以重组蛋白质的形式制备疫苗。
这种技术不仅能够避免对真菌的大量繁殖，也能够避免携带其他病原体的风险。
例如，人乳头瘤病毒（HPV）疫苗就是一种利用生物制药技术制备的疫苗。
HPV是一种引起生殖器乳头状瘤和颈部癌变的病原体。
传统的HPV疫苗常常需要从病人体中提取，而新一代的HPV疫苗则是通过生物制药技术制备的，利用了HPV的抗原基因，通过转基因技术将其导入其他生物体，制造出能够刺激人体免疫系统产生抗HPV抗体的疫苗。
这种疫苗不仅效果更好，而且副作用更小。
其次，生物制药技术在抗体制备方面也有重要应用。
抗体是免疫系统产生的一类具有特异性的蛋白质分子，能够识别并结合病原体，从而促使免疫系统对其进行攻击和清除。
利用生物制药技术可以制备特异性的抗体，用于疾病的诊断和治疗。
例如，近年来COVID-19新冠疫苗的研发就是一个典型的例子。
COVID-19是由一种名为SARS-CoV-2的冠状病毒引起的传染病。
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靶向Livin反义核 酸诱导肝癌HepG2细胞凋亡并提高其对卡铂.doc
RNA干扰药物
RNA干扰（RNA interference，RNAi） 是一种由双链RNA诱导的基因表达调控和基因沉默的过程 ，其广泛存 在于从植物、无脊椎动物到哺乳动物的各种生物。 RNAi的作用原理 双链RNA诱导诱导RNAi的过程主要分为两个阶段： Ⅰ启动阶段 Ⅱ执行阶段
siRNA的设计和制备
siRNA的制备
实验室制法： 构建目标基因两侧分别带有噬菌
正义链 反义链 混合 Dicer酶加工
体外转录
体T7、SP6等启动子的表达质粒 双链RNA siRNA
siRNA的设计和制备
siRNA的设计 应选取对于疾病发生具有至关重要作用，而对细 胞的其他功能影响不大的保守基因作为目标基因，再根据目标基 因的序列设计siRNA
核酶（Ribozyme)
核酶不是普通的蛋白质酶，而是一类具催化活性的核酸分子,1980年 Cech在嗜热四膜虫中首先发现。
目前已知具有催化功能的RNA结构可以分为5种 1. 发卡状核酶
2.
3. 4. 5.
锤头状核酶
Ⅰ型内含子核酶 RNaseP核酶 丁型肝炎病毒核酶
天然锤头状核酶示意图
5′ 3′ 底物位点 G U U CCUGUCACCGGA G GGACA UGGCCU U U U A CU G A A G AG U C G 催化活性位点 A U G C G C A G UU
RNAi的作用原理
启动阶段 当细胞中由于感染等原因出现双链RNA分子时，细胞中一 种称为Dicer的核酸酶就会识别这些双链RNA，并将其降解成2123bp长的小干扰RNA（siRNA），单链siRNA与一些蛋白形成复合 体，构成“RNA诱导的沉默小体” （RNA-induced silencing complex，RISC） 执行阶段 当目标mRNA与RISC中的siRNA完全配对时， RISC就 会切割目标RNA，并由细胞中的核酸酶将其进一步降解，从而抑制目 标基因的表达
Tom Tuschl根据实验提出了一个设计siRNA的原则： 选择转译起始密码子后50-100碱基的范围，以AA作为正义 链的第1，2个核苷酸，GC比为50﹪左右，同时在正义链和反义 链的3′-都有TT两个核苷酸的突变
siRNA的设计和制备
siRNA的制备 实验室制法： 构建目标基因两侧分别带有噬菌
正义链 反义链 混合 Dicer酶加工 体外转录 体T7、SP6等启动子的表达质粒 双链RNA siRNA
大规模的化学合成方法： 可以在合成时加入保护基 团增加siRNA的稳定性
核酸药物的修饰和给药
人体内存在大量的核酸酶，在体内应用反义RNA，siRNA等新型核 酸药物治疗时，一个关键问题就是保证它们能够抵抗核酸酶的降解 并被有效地运输到靶细胞。RNA的化学修饰是一个有效的途径
化 学 修 饰
修饰磷酸二酯键 修饰核酸 修饰骨架
邓子新《Nature Chemical Biology》 2007.
核酸药物的修饰和给药
增强核酸药物有效运送到靶组织的方式：
Ⅰ 用脂质体等材料包埋核酸药物静脉注射。如果在脂质体上加 入有助于膜融合的分子如氯喹，可以进一步提高它们进入细胞的效 率 Ⅱ 在核酸分子上连接一段可以进入细胞的肽段即转导肽 不同的应用目的应采用不同的给药方式：局部注射、静脉注射， 有报道表明核酸药物还可以通过皮肤给药
第一节 核酸药物及其制药技术
反义核酸（Antisense nucleic acid)和核酶 (Ribozyme) RNA干扰 (RNAi)药物 核酸药物的修饰和给药
反义核酸
反义RNA分子 ： 可以和目标基因的mRNA互补的 反 义 核 酸 一段寡聚核苷酸分子，它影响mRNA正常功能； 反义DNA分子： 类似于反义RNA分子，可以抑制基
反义核苷酸药物的应用
反义核酸技术在实验室中取得了较好的效果，90年代以来国外一些制 药公司开展了若干反义药物的临床实验。 1997年，美国Genta公司研制了针对Bcl2基因的反义药物，用于治疗 前列腺癌和其他恶性肿瘤。 美国Hybridon公司研制了针对巨细胞病毒（CMV）感染的反义药物 并进行了临床实验。
纳米载体输送核酸 药物分子用于癌症治疗的研究.doc
THANK YOU
siRNA药物临床研 究进展.doc
siRNA药物优点与缺点
优点：与反义RNA相似，siRNA作为药物具有目标基因专一 性强 与反义RNA相比，siRNA药物的作用机制更加明确， 效果更加肯定 缺点：siRNA的作用需要与目标RNA间发生完全的配对，因 此对于目标RNA的突变很敏感。个别位点的突变会使 效果大打折扣 在用于抗病毒治疗时，病毒可能出现抗药突变株
因表达的分子； RNA-DNA嵌合分子：
经化学修饰的寡聚核苷酸类似物：Oligo
作用机理
与前体RNA结合－干扰RNA剪切和成熟 与mRNA结合，封闭核糖体结合位点，影响翻译
与mRNA形成dsRNA，诱导RNase H对其降解
与互补DNA结合，形成DNA-RNA复合物， 影响DNA复制
特点
双链RNA（如siRNA ）作用强烈； 与核酶连接作用更强。
启动阶段原理图
启动阶段
Dicer
siRNA
（21-23bp）
RISC前体
RISC
执行阶段原理图
执行阶段
mRNA AAAAAAA
Байду номын сангаас
RISC 切割
AAAAAAA
胞内其它 核酸酶切割
siRNA药物
长链的RNA会诱导细胞合成并分泌干扰素，干扰素又会抑制细胞 的蛋白质合成，造成一定的副作用。如果直接用21-23bp的小双 链RNA即siRNA，则不会诱导干扰素反应，却能在细胞中激活 RISC，发挥抑制基因表达的作用。 siRNA的作用 体外实验和动物模型研究证明siRNA药物可以成功抑制HIV、乙肝 病毒、流感病毒、SARS冠状病毒、口蹄疫病毒等的感染。 siRNA还可以治疗一些非感染性疾病：美国正在开发一种治疗老 年性黄斑变性的siRNA药物