生物大分子药物高效化的基础研究

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生物化学的基础原理和应用

生物化学的基础原理和应用

生物化学的基础原理和应用生物化学是研究生命体内化学过程的科学,它涵盖了许多基础原理和应用。

本文将简要介绍生物化学的基础原理以及一些广泛应用的领域。

一、生物化学的基础原理1. 生物大分子:生物化学研究的核心是生物大分子,包括核酸、蛋白质和多糖。

核酸是遗传信息的储存和传递的重要分子,如DNA和RNA。

蛋白质是生物体内的主要功能分子,参与几乎所有的生命过程。

多糖则具有结构支持和能量储存的功能。

2. 生物催化作用:生物化学研究了生物体内的催化反应,即酶催化作用。

酶能降低活化能,加速反应速率,使生物体内的化学反应具有高效性和特定性。

酶的机制与底物结合、底物转化及产物释放等过程密切相关。

3. 代谢途径:代谢是生物化学的一个重要方面,包括有氧呼吸、糖酵解、脂肪酸代谢等。

这些途径涉及到物质的分解、合成和能量转化,维持了生物体内的能量平衡和物质平衡。

4. 信号传递:生物体内的信号传递是通过生物化学反应来实现的。

包括细胞内的信号分子生成、转导途径的激活和下游反应的调节等。

这些信号传递过程参与了细胞生长、分化和调节等生命活性。

二、生物化学的应用1. 药物研发:生物化学在药物研发中起到了重要作用。

通过研究生物大分子和代谢途径,可以发现新的药物靶点及相应的药物设计策略。

同时,生物化学能够评估药物的代谢途径、毒性和副作用,为药物研发提供重要依据。

2. 生物技术:生物化学的基础原理被广泛应用于生物技术领域。

例如,基因工程、蛋白质工程和酶工程等都依赖于对生物大分子性质和功能的理解,并通过基因克隆、遗传转化和蛋白质表达等技术实现对生物分子的定向改造和应用。

3. 临床诊断:生物化学在临床诊断中起着重要角色。

血液、尿液和其他生物体液中的生化指标可以提供疾病的诊断、治疗反应和预后判断等重要信息。

临床化验技术的快速发展,使得生物化学在临床实践中的应用更加准确和便捷。

4. 农业科技:生物化学在农业科技领域也有广泛应用。

例如,通过改良植物的代谢途径,可以提高农作物的产量和抗病虫害能力。

生物大分子的结构和功能研究

生物大分子的结构和功能研究

生物大分子的结构和功能研究生物大分子是指在生物体内具有重要生物学功能的巨大分子,主要包括蛋白质(protein)、核酸(nucleic acid)和多糖(polysaccharide)三类。

这些生物大分子在细胞中扮演着重要角色,通过具体的结构和功能来维持生命机制的正常运作。

因此,了解生物大分子的结构和功能研究是生命科学领域的重要研究方向之一。

一、蛋白质的结构和功能研究蛋白质是由氨基酸经肽键形成的长链分子,分为若干个亚基组成。

它们的结构包括一级结构、二级结构、三级结构和四级结构。

其中一级结构是指序列上的线性排列顺序,某个氨基酸序列的顺序决定了蛋白质的结构和功能。

二级结构是指蛋白质中α-螺旋、β-折叠等结构,由氢键、疏水相互作用等力学因素产生;三级结构是指亚基之间的相互作用和折叠使得蛋白质长成了一种特定的空间结构;四级结构是指多个亚基的相互作用而形成的一种大型蛋白质。

蛋白质的生物学功能多种多样,包括酶促反应、结构支撑、信号传导、抗体作用等。

由于不同的蛋白质有不同的结构和功能,对于不同的蛋白质结构和功能的研究需要具有高分辨率的手段,如X线晶体学、核磁共振等。

二、核酸的结构和功能研究核酸是DNA和RNA分子的总称。

DNA是双链螺旋的大分子,由四种碱基构成:腺嘌呤(adenine,A)、胸腺嘧啶(thymine,T)、鸟嘌呤(guanine,G)和胞嘧啶(cytosine,C)。

RNA结构比DNA简单,只有单链。

RNA还包括核糖(ribose)和脱氧核糖(deoxyribose)等多种化学结构。

核酸在生物学中的功能主要是信息传递。

DNA是遗传信息的储存库,RNA则参与了基因表达过程中信息的传递过程。

核酸的结构和功能研究主要建立在序列信息和二级结构上,并通过基因编辑、基本操作等技术手段来研究其生物学功能。

三、多糖的结构和功能研究多糖是由许多单糖分子通过糖苷键连接而成的大分子,具有多样的结构和功能。

多糖通常分为两大类:淀粉和糖类。

生物大分子与药物的相互作用机制

生物大分子与药物的相互作用机制

生物大分子与药物的相互作用机制生物大分子是构成生命体系的核心分子,包括蛋白质、核酸、多糖和脂质等。

这些大分子具有复杂的结构和多样的功能,涉及到生物体内的许多生命过程。

药物在治疗疾病和保健方面起着至关重要的作用,而它们的作用机制也与生物大分子有密切关联。

本文将会介绍生物大分子与药物相互作用的机制,并简要探讨其对药物研发和治疗的意义。

一、生物大分子的结构和功能生物大分子是细胞和组织的核心分子,包括核酸、蛋白质、多糖和脂质等。

生物大分子具有多种结构和功能,例如:1. 蛋白质蛋白质是生物大分子中最为复杂和多样化的分子之一,它们由氨基酸残基组成,并通过多种方式进行折叠和组合。

不同种类的蛋白质具有不同的结构和功能,例如酶、激素、抗体等。

2. 核酸核酸是脱氧核糖核酸(DNA)和核糖核酸(RNA)的总称。

它们由核苷酸组成,核苷酸由磷酸、五碳糖和氮碱基组成。

核酸是遗传信息的主要负载体,也参与了许多细胞过程中的调节和信号传递。

3. 多糖多糖是由多种单糖分子组成的长链大分子,它们在细胞膜、基质、细胞外基质等方面起着支持、保护、储存和信号传递的作用。

多糖有许多不同种类,例如葡聚糖、木聚糖、角质素、甘露聚糖等。

4. 脂质脂质是由脂肪酸和甘油等组成的大分子,它们的主要功能是存储和提供能量,同时还起到结构和信号传递的作用。

脂质有许多种类,例如膜脂质、胰岛素、大麻素等。

二、药物与生物大分子的相互作用药物是指一种或多种化学物质,可以治疗或预防疾病。

大多数药物都是通过与生物大分子相互作用来发挥作用的。

药物与生物大分子的相互作用形式包括:1. 非共价性相互作用非共价性相互作用是指药物与生物大分子之间通过短暂的、不稳定的非共价键相互作用的过程,这些非共价键包括氢键、范德华力和离子键等。

非共价性相互作用可以快速地引起生物大分子结构的调整和特异性结合,从而导致药物的生物活性。

2. 共价性相互作用共价性相互作用是指药物与生物大分子之间通过共价键相互结合的过程,这种相互作用是比较稳定和可逆的。

生物药物的研发与产业化

生物药物的研发与产业化

生物药物的研发与产业化随着生物技术的进步,生物药物的研发和产业化吸引了越来越多的关注。

生物药物以生物大分子为基础,具有高效、特异和安全等优势,已经成为当今药物研究领域的热点之一。

本文将从生物药物的定义、研发流程、市场前景等方面,对生物药物的研发与产业化进行深入探讨。

一、定义生物药物是指由生物大分子如蛋白质、脱氧核糖核酸等制造的药物,与化学药物相比,其具有更高的特异性与生物活性。

生物药物制剂包括蛋白质制剂、抗体制剂、疫苗、基因治疗药物、细胞疗法等类型。

二、研发流程生物药物的研发过程一般包括基因克隆、细胞培养、发酵、纯化等步骤。

其中,基因克隆是生物药物研发的第一步。

研发人员会挑选已知的生物大分子基因序列,对其进行克隆和编辑,制造出足够的目标大分子。

其次,需要用细胞培养技术将目标基因转化到合适的宿主细胞中,将细胞进行进一步培养并诱导大分子的产生。

生物药物的大分子产生通常依靠发酵过程完成。

之后,生产厂家会使用高效的纯化流程,将目标物质纯化出来,并进行检测和分析,确保纯度、活性和稳定性满足产品要求。

三、市场前景生物药物的市场前景十分广阔,据统计,2020年中国生物制药市场规模为5866亿元,预计到2025年将达到1.2万亿元。

与化学药物相比,生物药物具有更高的特异性和生物活性,更便于研制定制药物。

此外,生物药物对许多慢性疾病如糖尿病、多发性硬化症、乙型肝炎等具有更好的治疗效果。

未来,随着人类寿命的延长和医疗保健需求的增加,生物药物的市场需求将进一步扩大。

四、产业化生物药物的产业化过程一般分为三个阶段:临床前研究、临床研究和市场投放。

在临床前研究阶段,生产厂家需要进行生物大分子的探索和筛选工作,包括物质识别、分离和纯化等步骤。

在临床研究阶段,生产厂家需要开展I、II、III期临床试验,并提交相关报告和证明。

最终,在获得批准后,产品可以进入市场销售。

在整个产业化过程中,生产厂家需要保证纯度、活性和质量等方面的稳定性和一致性,并积极探索研究最佳的产业化流程和技术路径。

生物大分子的功能和调控的多学科交叉研究和应用

生物大分子的功能和调控的多学科交叉研究和应用

生物大分子的功能和调控的多学科交叉研究和应用生物大分子是指在生物体中具有重要生物功能的大分子化合物。

主要包括蛋白质、核酸、多糖和脂质等。

这些大分子化合物通过不同的结构和功能相互作用,维持生命的正常运转。

在科学界,对于生物大分子的研究一直是一个极为重要的领域。

这个领域具有多学科交叉研究的特点,包括化学、物理学、生物学、医学等多个学科。

蛋白质是生物大分子中最为重要的一类,它们在细胞内分子机器中扮演着各种不同的角色。

蛋白质的结构和功能密切相关。

蛋白质的三级结构决定了它们的功能特性。

蛋白质的二级结构是指它们的氨基酸序列所构成的α-螺旋、β-折叠等各种空间构型。

而蛋白质的三级结构指它们由多个不同的二级结构序列组合而成的最终立体构象。

对于蛋白质的功能调节也具有极为重要的意义。

生命体内细胞的正常功能需要严格的调控,而蛋白质的功能调控也一直是生物科学研究的重要领域之一。

例如,对于一些生物活动中的传递作用,往往是由蛋白质调节建立的。

以激素在细胞信号传递中的作用举例,只有在特定的条件下,激素才能与细胞的激素受体相互作用,并改变蛋白质的构象,从而调节细胞的功能。

在现代生物医学领域,对于蛋白质的结构和功能调节进行深入研究,已经对开发新的药物和治疗疾病等方面有了很多的贡献。

例如,目前已经有很多药物可以针对不同的蛋白质靶点进行精准治疗,从而提高药物的效率和减少不必要的副作用。

此外,在生物医学方面,研究人员也发现了许多蛋白质在疾病发生和发展过程中具有重要作用。

因此,对于这些蛋白质的结构和功能调节,也成为了治疗疾病的重要一环。

除了蛋白质,核酸也是生物大分子研究中不可或缺的一个重要领域。

核酸包括DNA和RNA。

它们在生命体内具有贮存、遗传和传递基因的作用。

生命体中的基因是通过脱氧核糖核酸(DNA)以及核酸的多种变体实现的。

在生物机体中,不同的核酸通过不同的表达和调控机制共同构建了生命体的遗传基础。

在近几十年的研究中,生命科学家发现了很多核酸具有重要的调控和介导功能。

生物大分子药物的开发研究

生物大分子药物的开发研究

生物大分子药物的开发研究随着生物技术的飞速发展,生物大分子药物的应用越来越广泛,包括基因治疗、免疫治疗和抗体药物等。

这些药物可以精准地作用于靶分子,在治疗疾病方面显示出了很大的潜力。

然而,研发生物大分子药物需要考虑到多种因素,如药物稳定性、毒副作用、生产工艺等,开发周期也比化学药物更长。

本文将介绍生物大分子药物的开发研究领域,包括基于基因工程的制备和表征技术、药物设计和筛选、生产工艺和质量控制等方面。

1. 基于基因工程的制备和表征技术生物大分子药物常见的制备技术包括重组DNA技术和蛋白质表达技术。

重组DNA技术可以大量制备疾病相关分子如细胞因子、激素和酶等,这些分子可以作为药物或药物候选物。

蛋白质表达技术则通过基因工程技术把DNA序列转化为蛋白质分子,通常采用表达载体如大肠杆菌或哺乳动物细胞。

在制备药物的过程中,药物的纯度和活性至关重要。

基于基因工程的技术能够使得我们能够精确调整药物的结构和性质,从而改善药物的纯度和活性。

此外,制备过程中还需要对药物进行精确地表征,以确保其符合质量标准。

常见的表征技术包括质谱法、核磁共振法和电泳法等。

这些分析方法能够检测药物的大小、结构和特性,以保证药物的质量。

2. 药物设计和筛选药物设计和筛选是药物研发的核心环节。

现代药物研发的目标是,尽可能将药物与靶分子结合紧密并且选择性强,同时药物要具有可调控的药效和低毒性。

药物设计和筛选的主要任务是,在保证药物的稳定性和活性的基础上,使药物具有适应性、规模化制备和口服给药等特点。

选取有潜力的靶点,可以利用基于结构的药物设计、高通量筛选和计算机模拟等技术进行。

其中,高通量筛选技术在近年来得到广泛的应用。

药物设计过程中要考虑药物的性质和靶点的特性,同时要考虑药物在人体中的代谢和药效。

设计出的药物需要通过高通量筛选来筛选药物分子。

高通量筛选是一种快速、低成本且高效的方法,可以快速地筛选出成百上千个潜在药物分子,其中只有少数能够进入下一阶段的临床研究。

生物大分子药物的关键技术研究与应用

生物大分子药物的关键技术研究与应用

生物大分子药物的关键技术研究与应用一、生物大分子药物基础生物大分子药物是指由生物大分子(如DNA、RNA、蛋白质、抗体等)制备的药物,它们具备高度的特异性和生物活性。

由于其分子量较大,因此相对于传统的小分子化学药物,其药代动力学、药效学和药物毒理学特点均具有巨大的差异。

然而,生物大分子药物也因其高度特异性和作用机制等优势而成为近年来制药行业的热点领域之一。

二、生物大分子药物的制备技术生物大分子药物制备的主要过程包括基因表达、纯化、修饰和标记等步骤。

其中,基因表达是生物大分子药物制备的关键环节,该过程涉及到载体构建、细胞培养和蛋白质表达等技术。

1. 载体构建技术载体构建技术是利用重组DNA技术把感兴趣的外源基因插入到载体DNA中形成重组DNA,进而将其转化到宿主细胞中用来表达蛋白质。

常用的载体类型包括质粒、病毒和细胞质基因组等。

其中,质粒是最常用的载体类型,其结构简单、表达稳定性高、易于扩大生产规模等优点,已经成为生物大分子制备过程中不可或缺的工具。

2. 细胞培养技术在基因表达技术中,细胞培养技术是至关重要的一环。

细胞培养技术将质粒载体插入到宿主细胞中,从而实现蛋白质的高效表达。

通常情况下,细胞培养技术需要考虑适宜的细胞株、培养条件和质粒转染等因素。

3. 蛋白质表达技术蛋白质表达技术是生物大分子药物制备中最核心的技术之一,其主要目的是从重组细胞培养液或组织中获取高纯度的目标蛋白质。

根据蛋白质的特性和用途的不同,通常选择不同的表达系统如细胞表达系统和体外表达系统等。

三、生物大分子药物的药代动力学、药效学和毒理学特征1. 药代动力学特征生物大分子药物的药代动力学特征主要体现在吸收代谢、分布、代谢和排泄四个方面:①生物大分子药物吸收代谢方面主要受到肠道和肝脏的代谢作用影响,这会导致生物大分子药物在靶器官中的生物利用度降低。

②生物大分子药物分布特征由于其大分子结构,往往会导致其分布范围狭窄,即只能在特定器官或局部作用;③生物大分子药物代谢方面,由于其大分子结构过于复杂,因此在代谢酶的作用下分解速度较慢。

生物大分子的结构与功能研究及应用

生物大分子的结构与功能研究及应用

生物大分子的结构与功能研究及应用随着人类认知的不断深入和技术的进步,对生物大分子的结构和功能研究也逐渐取得了突破性进展。

大分子生物学作为现代生命科学的重要分支,涉及到蛋白质、核酸、多糖等生物大分子的结构和功能方面的研究。

在这个领域,生物科学家们的探索,既解开了某些细胞水平和分子水平的奥秘,又为我们人类的健康和医学疾病的研究提供了重要的思路和方法。

本篇文将从生物大分子结构与功能的研究及应用入手,来探讨生物大分子的基础和前沿。

一、蛋白质的结构和功能蛋白质作为生命体内最常见的基本生物大分子之一,承担着许多生命活动和功能,如运输氧气、代谢、免疫防御等等。

蛋白质的结构研究一直是生物大分子领域的重要研究方向。

通过X射线晶体学、核磁共振和电子显微镜等多种技术手段,科学家们已经揭示出了大量的蛋白质结构,清晰地描述了蛋白质的三维结构。

这项工作中最著名的应当是诺贝尔奖得主Dorothy Crowfoot Hodgkin的晶体学方法在酶的结构解析中的应用。

不仅如此,蛋白质在结构研究之外,还可以被应用于许多其他领域。

比如,人类基因组计划成功之后,全球科学家开展了人类蛋白质组计划。

这一项目的目标是确定所有编码人类基因组的蛋白质。

这项研究在大规模、高通量的基础上,试图揭示人类蛋白质组的生理功能,解释基础疾病发病机理,从而为药物研发提供新思路和新目标。

二、多糖的结构和功能多糖是一种重要的生物大分子,具有多种生物学功能,如体内免疫防御系统的关键组成部分、抗氧化、与人体代谢有关等。

多糖的结构是研究该类化合物性质和活性的基础,同时也是研发药物和开发食品添加剂的前提。

其中,水溶性多糖可以被广泛地用于生产多种食品和保健品中,如杏仁酸多糖、紫花地丁多糖、胶原蛋白肽和α-淀粉酶等在保健食品领域应用广泛。

此外,多糖还可以作为支架材料用于组织工程和再生医学中,如关节软骨和尿道的再生医学。

三、核酸的结构和功能核酸是一类巨大的生物大分子,包括DNA和RNA两种类型。

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生物大分子药物高效化的基础研究生物大分子药物(包括多肽、蛋白质、抗体、聚糖与核酸等)多用于治疗肿瘤、艾滋病、心脑血管病、肝炎等重大疾病,被认是为21世纪药物研究开发中最有前景的领域之一。

欲使中国跻身于国际医药开发大国之列,从事生物大分子药物高效化的基础研究己明显成为在竞争中必须抢攻的战略制高点。

日前在北京香山饭店召开了以“生物大分子药物高效化的基础研究”为主题的香山科学会议第282次学术讨论会。

天津大学王静康教授、中国医学科学院医药生物技术研究所甄永苏研究员、美国密歇根大学、天津大学杨志民教授以及四川大学张志荣教授担任本次会议执行主席,来自全国近30个单位的40余位专家学者参会。

会议中心议题为生物大分子药物在重大疾病方面的应用前景与展望,生物大分子药物高效传送系统,生物大分子药物形态学及其稳定性基础研究等。

杨志民教授作了“生物大分子药物高效化的意义与研究展望”的主题评述报告。

他指出,生物大分子药物已被国际公认为21世纪药物研究开发中最有前景的领域之一,在重大疾病的治疗中已经取得重要的进展。

但是,目前在生物大分子药物的施用方面仍存在亟待解决的难题与障碍:如难以穿透细胞膜、强免疫原性、难以有效地穿透实体瘤、形态学复杂(存在多晶型、多构象和多尺度问题)、分离纯化困难、稳定性低等问题。

因此破解现存问题,实现“生物大分子药物高效化”是当前国际科技界竞相研究的前沿,在从事生物大分子高效化的过程中,除了致力于传送系统的研究、设计与构建外,药物本身的分子结构导致的特殊性质也不容忽视,如目前在使用的依靠高分子聚合物载体(像PLGA,PLA等)来传送生物大分子药物(如蛋白质疫苗、激素等)的系统中,因为其中所包含的药物形成聚合体而丧失药物活性或是无法从载体中完全释放出来的例子层出不穷。

另外有关生物大分子药物在纯化与分离过程中因界面/表面与溶剂或分离物质相互作用而引起的结构和活性的缺损以及免疫原性增强方面的报告也屡见不鲜。

因此在生物大分子药物高效化研究的过程中,特别是蛋白质与基因药物,其药物本身的分子结构及三维构型稳定化以及在分离纯化过程中的高效复性也均是需要重点研究的科学问题。

克服存在的问题,实现生物大分子药物高效化是当前研究的发展趋向。

而设计与构建高效化的生物大分子药物传送系统无疑是解决问题的关键所在。

生物大分子药物在重大疾病方面的应用前景与展望生物大分子药物目前主要用于治疗癌症、艾滋病、冠心病、糖尿病和一罕见的遗传疾病等,天津医科大学郝希山教授在“恶性肿瘤流行趋势分析及生物大分子药物的应用”的报告中,指出临床治疗癌症的方法主要是手术切除、放疗和化疗,而近十年来,肿瘤的生物治疗及靶向治疗已经成为目前最有前景和最活跃的领域。

生物大分子药物作为其中最有发展前途的生物治疗和靶向治疗的手段之一,已经在肿瘤治疗中得到了广泛认可。

他强调:生物大分子药物因为其反应性明确及作用的高效率,在肿瘤治疗领域具有较强的优势,显示出强大的应用前景。

寻找新的治疗靶点,对生物大分子药物的改造与修饰,以及高效化药物传送系统的创建是亟待解决的问题。

天津药物研究院刘昌孝研究员在“生物大分子药物的生物医学评价”的报告中,强调应该从药物创新研究的概念上来认识基础研究的重要性,并从生物大分子、药物与高效化三个方面来理解本次香山科学会议学术讨论会的主题意义。

对于生物大分子药物的高效化,他指出在药学研究阶段主要指的是高稳定性和高表达,而在“生物医学”阶段则指的是高活性、高靶向性、高生物利用度、高安全性等。

而生物医学评价研究又是生物大分子药物高效化的关键,根据药物的三大要素:安全、有效和质量控制的原则来制定生物医学评价研究要点,坚持比较研究原则来制定评价方案,并秉承“下游(指药物使用)必须认识上游(指药物创制)”评价策略。

甄永苏研究员在“抗肿瘤抗体药物的高效化途径探讨”报告中,指出作为生物大分子药物的成员,抗体药物以其高度特异性、丰富多样性以及可定靶制备等特性保证了其具有广阔的应用前景,将药物靶点的选择、抗体药物分子的小型化以及抗体药物效应功能的高效化作为抗体药物高效化的三大途径。

他在报告中指出抗体药物的小型化的多项优点,包括有利于提高穿透肿瘤细胞外间隙的能力,较易到达实体瘤的深部;可降低HAMA反应;具有优于完整抗体的药物动力学特征;减少药物在网状内皮系统的积聚,提高体内的分布特异性。

最后指出,选择具有关键作用的分子靶点,制备分子小型化的抗体,使用高效的“弹头”药物,以及用DNA重组和分子重建等方法作为技术平台来制备新型的抗体药物是抗肿瘤抗体高效化的主要策略。

北京大学张礼和教授在“修饰的寡核苷酸在核酸药物中的研究”的报告中,指出反义核酸(AS ONs)与小分子干扰RNA(siRNA)已经成为两种调控特定基因表达的重要工具,并已经或有望成为一类新型生物大分子药物。

天然的寡核苷酸存在稳定性差、跨膜能力低等缺点,对天然寡核苷酸进行合理的化学修饰,以期改善其生物活性,已经成为人工合成寡核苷酸的一个研究热点。

异核苷掺入寡核苷酸的端基时,对寡核苷酸与互补DNA的亲和能力影响较小。

酶稳定性研究结果表明,异核苷掺入寡核苷酸后,稳定性大大提高。

初步的活性结果显示部分异核苷掺入的反义寡核苷酸具有诱导RNase H的活性和抑制靶基因的能力。

异核苷不但可以掺入siRNA正义链的两端,而且可以在正义链的两端和中间位置掺入最多达4个异核苷,同时保持较好的生物活性。

中国医学科学院熊冬生研究员、北京安波特基因工程技术有限公司张众研究员、中科院大连化物所杨凌研究员等分别就“基于肿瘤相关抗原及其表位的抗体类药物设计”、“抗体药物研发的热点和趋势”、“生物大分子药物评价体系及标准、规范”进行了发言。

与会专家建议并且期盼国家能将发展前沿性、创新性和具有自主知识产权的生物大分子药物高效化的尖端技术及传送系统的基础研究列入国家在药物方面的重点研究领域之一;并能够凝聚国内外医药科研的专家与精英,培养和造就一支从事生物大分子药物高效化研究的创新队伍;实施重点跨越和突破,全面推动跨部门、跨学科、跨专业的交叉综合科学与技术的发展,促进我国药剂创新能力的迅速提升;大幅提升我国在国际药物市场的竞争力,使中国不但成为世界主要的制药市场之一,同时也成为药物基础研究和技术应用的先进国家;在未来国防、医药与科技竞争中处于领先地位,为全世界特别是中国人民的健康和幸福做出卓越贡献。

生物大分子药物高效传送系统21世纪的药物研究发展模式己由传统型的新药开发的“单一”模式逐渐转变为包含药物传送系统(Drug Delivery System,DDS)齐头并进的“复合”创新模式。

最近美国FDA 批准的新药中,大约有一半是属于新型药物制剂——也就是创新型的药物传送系统。

杨志民教授在报告中指出,生物大分子药物在使用中存在诸如无法穿透细胞膜、缺乏靶向选择性、具有强抗原性、血液中生命半衰期甚短等瓶颈问题。

欲解决上述瓶颈问题,必须加速发展创新高效的生物大分子药物传送系统。

研究证明,现有的针对小分子药物的传送系统不能有效地解决生物大分子药物传送中的瓶颈问题。

目前全球释药系统市场上在针对生物大分子高效化传送方面的研究,尚属起步阶段,中国在参与此项国际竞争中与国际发达国家相比差距较小,而且爆发力强,抢占国际主要制药市场的成功率极高。

故欲使中国能迅速并成功地由全球制药的原料大国转型并跻身于全球精品药物大国的重要成员,发展生物大分子药物高效化的传送系统研究己成为我国必须抢攻的战略制高点。

张志荣教授在报告中指出,使用载体给药系统,也是实现生物大分子药物传输的关键之一,制备载体型传递系统的研究思路主要包括载体材料包裹、提高生物黏附性、使用吸收促进剂以提高药物的细胞通过性等。

纳米材料的潜在毒性、载体材料生物相容性问题、给药途径问题、靶向性问题、传递过程中活性保持问题以及体内检测问题等。

这些问题的解决方法将成为未来研究工作的重点之一。

北京大学张强教授在报告中指出,生物大分子药物载体给药系统高效化的科学问题为:载体药物分子与载体分子的相互作用和对体内外过程的影响;载体系统与生物膜的相互作用和对体内过程的影响;以及药物分子与生物膜的相互作用和对体内过程的影响。

故主要研究内容应归纳为:药物分子与载体分子的相互作用及影响;载体给药系统(CDDS)与生物膜的相互作用及影响;药物大分子与生物膜的相互作用及影响。

中国科技大学温龙平教授、国家纳米技术与工程研究院孙永达教授、复旦大学陆伟跃教授等分别就生物大分子药物透皮传送系统、生物大分子药物粒子设计与超临界流体结晶技术、叶酸介导广谱肿瘤靶向的药物递释作了阐述。

与会专家认为:生物大分子药物传送系统有别于小分子药物的传送系统;国际关于此课题的研究依然处于初期探索阶段,国内在此领域与国际差距不大,具有较大竞争优势;国内同行须尽快抢占此领域的战略制高点。

与会专家认为生物大分子药物高效传送系统的研究应包括如下内容:多肽药物、蛋白药物、抗体药物小疫苗控释,长效传递系统研究;多肽药物、蛋白药物、抗体药物靶向传递系统研究;治疗基因高效转染传递系统研究;生物大分子药物传递系统的评价体系及其相关问题研究;生物大分子药物、载体、人体组织细胞相互作用研究等。

生物大分子药物形态学及其稳定性基础研究由于大分子药物分子结构多级化的复杂性,药物分子形态学的同质多晶行为更为突出,不同的晶体结构对于药物生物利用度、活性(治疗效果)及药物传送系统的实施功能有着极重要的影响。

生物大分子药物高效化的研究中,在致力于传送系统的设计与建立的同时,药物本身和在传送系统制备与使用过程中如何维持最适当的结晶形态、最高的结构稳定和活性恢复,甚至有关的药代/药动学及药物在组织和器官上的分配特性等均为不可缺少的研究与考虑因素。

王静康教授在“生物大分子药物的形态学研究进展”的报告中,从晶体学角度分析指出,现今生物大分子因其多级结构学复杂性,其结晶学研究仍处于前期阶段,其结晶热力学行为近似I型结晶物系;其动力学特征,一次成核能垒很高,二次过程影响突出,成长速率比一般小分子药物低几个数量级。

目前对其结晶方法学研究极不充分,重复性也不理想。

也就是说,对于生物大分子药物本体,其各种形态药物的分子组装与构筑的基本规律与调控方法学,以及其药物分子形态与生物利用度及生物活性之间影响规律的研究,都还极不充分,亟待强化与提升。

天津大学孙彦教授在“生物大分子药物分离过程的高速化”的报告中指出,现代生物技术的发展历程表明,生物大分子的分离纯化是其生产过程的制约环节,分离过程的高速化以及药物在过程中的活性复收是生物大分子药物纯化研究的主要目标。

中科院过程工程所苏志国教授在“蛋白质的体外修饰与微囊化”的发言中指出,通过对蛋白质药物进行PEG的修饰可以提供保护的屏障,避免被蛋白水解酶和免疫系统所破坏。

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