日本生物技术的进展

日本生物技术的进展
日本生物技术的进展

世界生物技术作为参考系,观察日本生物技术,客观地评议日本技术。日本1868年1月3日成立明治维新政府开始引进欧美技术,经140年的发展,已成为世界上第二位的经济强国。

日本医疗药品售量占世界医疗药品市场的11%,日本高新企业风险企业的投资率为4%,不算低。

日本是一个呈弧状分布的岛国,位于亚洲大陆东部,长达3000公里。日本由本州、中国、九州、道四个主要岛屿及分布四周的4000多个小岛组成,统称为日本列岛。海洋生物资源丰富。日本国土面积大约37.8km2。

日本列岛跨亚热带到亚寒带。由于受复杂的地形和海流的影响很大、各地区气候差异显著。大部分地区是温暖的海洋性气候,四季分明。春天从南部冲绳开始一直到道美丽的樱花,由南往北逐渐盛开,形成美景。

梅雨、台风、大雪常见。梅雨期降雨,对种植水稻来说是不可缺少的。日本各处见到水稻田,大米是日本人的主食。日本列岛位于太平洋地震带。火山活动频繁,是世界上少有的多火山地带。1923年东京发生7.9级地震。日本各处见到各类温泉,人们休息的好地方。日本人喜欢到多彩频繁的温泉旅游。

国土的67%为山地、多为森林覆盖,林业生物资源不少。

Ⅰ尖端生物技术

目前世界上生物科技界的尖端课题是干细胞研究。

到目前为止没有统一的干细胞的概念。干细胞特点:即具有无限的自我更新能力,能够分化为一种以上高度分化的子细胞的能力。它实际上包括从胚胎发育到成人发育过程中各种未分化的成熟细胞。为此干细胞的概念可以理解为包括生命起源细胞,组织器官发育的原始细胞,和成体组织细胞更新换代、损伤修复的种子细胞。受精卵是一种最原始和分化潜能最大的干细胞。

日本的干细胞研究成果属世界领先地位。京都大学再生医学研究所的山中伸尔2006年8月“细胞”杂志上世界上首次发表由鼷鼠体细胞制备诱导多功能细胞的论文。其论文的主要容:把4种基因转入小鼠的纤维原细胞,就可以让他们重新变成具有分化能力的细胞。他们把这细胞称为“诱导多功能细胞”-ips细胞。他们已证明这种方法培育出来的小老鼠ips细胞和小老鼠胚胎融合,发育成嵌合体小鼠,这证明,ips细胞、类似于胚胎干细胞,具有分化成其他细胞的功能。

2007年11月20日,山中伸尔发表了由人体皮肤细胞制备干细胞的论文。在细胞杂志和Tames Thomson在科学杂志上。其论文的容是:人类皮细胞中取4组基因。利用小鼠试验同样方法,利用人类皮细胞中取得4组基因做试验,得到“诱导多功能细胞”ips细胞。Ips细胞跟人类胚胎干细胞一样,具有分化成其他类型细胞的功能。干细胞的实用化有两个方向:一方面,干细胞应用于再生医疗。2006年开始山中伸弥和庆应大学的罔野荣之共同研究脊髓损伤治疗法。理化研究所研究,由干细胞制备網膜色素上细胞和红血球前驱细胞等问题。另一方面,干细胞应用于新药开发。武田药品工业公司由ips开拓新药。由干细胞培养心脏细胞、肝细胞等。

日本政府文教科学部2008年度投入22亿日元援助干细胞项目。2000年时世界上尖端生物技术专利申请数为约12000件,其中美国占40%,中国占30%,欧洲和日本在其后。日本生物技术风险企业数为334家。日本政府为了促进生物技术风险企业的培育,2005年12月颁布200余页的生物技术战略大纲,其中详细阐述了具体的战略重点及实施计划。

Ⅱ生物产业

1.生物技术发展环境

日本政府迈入21世纪后,以建立生物技术产业的竞争力为目标,陆续推出各项支援方案,建立整体产业发展环境。

(1)制定生物技术战略:日本政府认为21世纪是生命科学的世纪,因此制定了《生物技术战略大纲》,提出实现跨跃式发展的三大战略:大力充实研究开发、从根本上加速产业化进程,加深国民对科技的理解。实施生物技术战略的总体目标是实现健康和长寿(2010年癌症治愈率提高20%),提高食品的安全性和功能性(粮食自给率从2001年的40%提高到2010年的45%),实现可持续的舒适社会(到2010年生物能源的利用应相当于替代原油约110亿升/年)。

(2)改革国家科学与技术体系:日本的国家研究院正在改革。截止2001年4月59个国家研究院已经转变成为独立管理的机构。政府科技改革的另一个特点是加强资金体系的竞争性。决策者们更多地关注研究目的的创新性和原创性,而年青研究者将有更多的机会获得独立的资金支持。

(3)加大重点项目资金资助:日本政府把遗传研究作为千年计划之一。2001年生物技术产业的预算增加34.8%,生命科学研究部分的预定经费为5-35亿美元,比2000年增加了28%,其重点用于基因研究,希望透过人类基因的解析,有助于糖尿病、癌症等,疾病的治疗,其约有8000万美元用于3000多种蛋白质的结构分析。此外约有44亿美元用于新成立的机构。政府还拨款5300万美元支持大学实验设备,希望提升政府与大学之间的合作。

(4)推行药物试验改革:在日本企业开发的新药很难找到愿意参加药物试验的病人及医生,使临床试验困难,相关法令的限制曾阻碍了生物医药产业的发展。政府从制度指定上,促进药物获得临床试验使用许可,从而加速日本药厂的新药开发。为协助增进药厂的全球竞

争力,日本行政院筹措,8200万美元,为药物开发设立临床试验中心。同时这笔基金也资助国立大学医院研究癌症、中风等疾病的临床实验。此外该计划提供灵活的资金运用,使得雇用协助临床实验人员的经费更充裕。

(5)积极取得国际专利:日本为确保在后基因时代的竞争优势,2002年初,教育、文化、运动及科技等部的官员宣布组成一个专家团队,由相关技术的研究员及熟悉知识产权和国际专利事务的律师组成,协助他们取得蛋白质研究与特定新药开发专利。依据日本专利厅发表的《2000年版专利行政年度报告》1995年日本籍的申请人只占生物技术专利总申请数的36%,到1999年这一比例上升至45%。1997年,—1998年8月生物技术应用三大领域,医药约占34%,其次是分析诊断专利24%,及基因工程基础技术(19%)。

2.2008年生物技术的预算

2008年度生物技术领域国家预算比2007年比增加16%而达到3025亿日元。

卫生劳动部的生物技术领域预算是1610亿2500万日元比2007年比增加24.4%。主要用于支援高新企业,帮助大学研究成果转化成治疗能力。还用于高新企业的培育,临床研究、治疗环境的改善、再生医疗、创新药的推广。

经济产业部的2008年度预算是比2007年增加1%,而成为223亿日元。

主要用于“医疗机械开发指导事业”、“统合基础数据库事业”、“用生物技术固定CO2的研究”等三个方面及用于纤维素生物技术资源作为原料制造化学产品及燃料等项目的开发。文教科学部的2008年预算额比2007年增加10%,而成为637亿2000万日元。主要用于脑科学研究项目。东北大学、东京大学、京都大学、大阪大学、尖端医疗振兴财团、札幌医科大学等参加脑研究项目。农林水产部的2008年度生物技术预算额比2007年增加12.4%,而成为377亿7400万日元。主要用于由软纤维素制造生物燃料乙醇项目、新农业开发项目、稻类染色体碱基排列序项目、DNA标记等项目。环境部的2008年度预算比2007年度增加16.9%,而达到169亿6100万日元。主要用于生物燃料、再生燃料的项目。2008年度生物技术的预算明细表中看到日本生物技术研究的概况,及研究趋势,但因篇幅所限本文中省略。3.活跃的新产业

政府的计划和国家投资,促进活跃的新型产业发展。

(A)抗体产业

抗体是应用生物体(包括微生物、动物细胞、植物细胞)或其组成部分(细胞器和酶),在最适条件下,生产的具有抗病毒功能的物质。即抗体是用生物技术生产的具有抗病毒功能的物质。例如,用于肾移植排斥反应的小鼠CD抗体、用于结肠、直肠和卵巢癌诊断的单克隆抗体(诊断剂),用于肝癌的肝癌单克隆抗体,用于乙肝的乙肝单克隆抗体,用于B细胞淋巴瘤的抗CD20基因工程抗体。日本国生产的抗体有:治疗恶性性肿瘤药‘阿巴斯金’、放射免疫治疗药‘捷吾阿林’。‘阿巴斯金’是大量生产的药。该药用于大肠癌。它是人类抗血管皮细胞增子因子毛能克鲁尔抗体。2006年4月中外制药申报。卫生劳动部2006年正式承认、2006年开始正式销售。‘捷吾阿林’是放射性同位素钇90标记的抗CD20‘毛能克鲁尔’抗体。2006年6月作为滤胞性B细胞性非淋巴网状肿瘤的药承认。该药是2006年12月26日通过药、食品卫生审议会的审议。雷米健都是抗肿瘤坏死因子α单色抗体。

2002年5月克隆病为对象而出售。其后作为风湿性关节炎的药而承认。2007年1月口眼生殖器综合症的难治性網膜葡萄膜炎,2007年11月‘克隆病维疗法’的药而承认。

治疗用抗体市场2007年度销售额达到950亿日元。

2007年日本医药大企业发生重组的潮流。艾滋易和阿斯德拉斯收购抗体高新企业。武用药品工业公司设立新的抗体研究中心。抗体作为接触剂的日本企业实现大合并。如协和发酵工业和麒麟集团合并。合并的原动力是各公司保存所有的抗体开发的关键技术。2008年风湿性关节炎药‘阿达林马夫’等成为大型销售的候选品。市场规模可能打破1000亿日元。2008年后大大推动市场的是‘因达候龙’——IFN。1992年承认后,IFN应有到C型肝炎的量扩大了。2003年出台PEG化的持续型剂。作为抗病毒剂的并用治法,治疗效果很好。2007年作为C型肝炎治疗药。IFN市场销售额达到750亿日元。

(B)生物芯片产业

生物芯片产业是生物技术产业中最新的产业之一最热门行业。

生物芯片是1989年英国Edwin Southern发明的。DNA片是不透性基板上移植72-1012个低聚核苷酸而成的低聚核苷酸的点。计算机行业中DNA片称作生物芯片。计算计芯片是集成电路组成的,生物芯片是核苷酸组成的点。

DNA片制法:把不同排列的低聚核苷酸,重新排列到不透性表面的基板上。盖住基板不透明表面,偶合露出部分的核苷酸,其后拿掉罩面,盖住别的领域露出部分,偶合核苷酸,重复低聚核苷酸操作。

DNA片是玻璃片或硅基板、树脂基板上并列排列的DNA多数断片。

测定有无遗传基因的变异时片上滴下试料液,使杂交。作为检出方法,有萤光色和图像解析或电流变化等方法。

DNA片的形态、素材、制法很多。DNA分析法:不透性的基板上观察特定位置中,连接的低聚核苷酸是否已杂交。比较杂交的图案(点)、

比较复数的核苷酸配列。

DNA片的应用:用DNA片可以做成诊断仪,检查复数遗传基因组合或单倍体,给患者提供最佳医疗方案。即提供特定健诊和特定保健指导。DNA片相关设备有全自动杂交处理装置、最新代的DNA程序仪、DNA测位仪、读取点的扫描仪等。历史上诊断病的方法。如中医先生号脉,西医先生用听诊器,最近出现用染色体高速程序仪诊断病情。最新染色体高速程序仪:世界上最新染色体高速程序仪是瑞士Roche公司首先2005年开发的,其后2007年美国Uumina公司开发的。日本到现在为止自己未完成最新染色体高速程序仪的研制。日本理化研究所购买9台最新染色体高速程序仪,开展研究工作。

自然科学研究机构永山园昭等人正在开发最新染色体高速程序仪。最新染色体高速程序仪,快速提供“各人的染色体情报,便于疾病的诊断,可提供最佳个人治疗方案。

DNA片市场:2007年度DNA片市场规模(除了受托解析、定制点)是60亿日元。其中DNA片或相关药品等消耗品市场销售量为55亿日元。

随着生物芯片制作成本降低,伴随着最新高速染色体程序仪的普级化,如变成目前听诊器那样的时候,生物芯片市场规模将达几千亿日元。

(C)功能性化妆品产业

随着生物技术的发展,化妆品行业里逐渐出现生物法生产的化妆品。最近出现的是EFG(Epidermal Crowth Factor)——上层细胞成长因子系列化妆品。EFG是100多种生长因素之一。

EFG与受容体结合成表皮角化细胞。在表皮角化细胞里合成DNA,细胞增殖了。细胞增殖时肌肉的新代正常,促进新细胞的产生。人类原来分泌EGF,随年龄的增加分泌得减少,其结果作为老化现象肌肉的新代衰弱,增加皱纹。补充EGF时,表皮角化细胞增殖,减少皱纹起美容作用。

作为成长因子还有皮肤真皮上的线维芽细胞FGF(纤维芽成长因子)和NGF(神经细胞成长因子)。这些都有促进细胞成长作用,其效果明显,也作为药品销售。

名称

结构及主要功能

EGF(上皮细胞成长因子)

由53个氨基酸形成,分子有3个二硫键,形成三重结构。EGF具有增殖表皮细胞的功能。

EGF(线纤芽细胞成长因子)

脑下垂体抽出液中看得见的因子。具有增殖线芽细胞的功能,活化血管皮细胞或各类上皮细胞。

VEFG(血管皮成长因子)

分子量约20Kda的子单位组成的2量体蛋白质,显示血管新生促进活性的增殖因子不同,对血管皮细胞具有高特异性的特征。

NGF(神经细胞成长因子)

由118个氨基酸组成的子单位,构成二量体蛋白质。NGF是对各种神经细胞,具有增殖、分化调节、促进生存功能维持等神经营养活性功能。

TGF-β(正常线维芽细胞成长因子)

分子量12.5Kda的子单位构成的二硫键的蛋白质。具有促进活性的功能。

2006年1月生物链销售公司代表辻社长建立日本EGF协会。为了提高EGF全体的形象,确定EGF化妆品规格,发行质量保证标志。现在EGF协会所属的公司有17个,全体生物链销售的原料供给、OEM供给企业都统一管理。协会成为集团公司,2007年度销售额为28亿日元。EGF是从人体克隆的cDNA作为本,作成大肠菌。把大肠菌的遗传因子,进行转基因后提高生产率。EGF的价格每克8000万日元降到每克1000万日元。

巴伊沙都公司(东京目黑高濑武英社长)和皮肤科医生高濑聪子合作开发EGF系化妆品。2006年10月开始以电视销售、直销方式,销售EGF系化妆品。2006年9月日本天然物研究所和包鲁斯公司(东京新宿三井幸雄社长)合作在埼玉县工厂,用大肠菌转基因方法生产EGF。并用EGF开发化妆品。作为集团公司建立自己公司生产、原料供应、OEM供给、自己销售形式的EGF化妆品的完整体系。公司一年总销售量达到15亿日元。三井社长不仅自己具有EGF市场而且还向化妆品大公司提议使用EGF。

作为动物用医药品,国生产EFG的企业—基高满集团的雅马社酱油,发现转基因蛋白质的高分泌生产用的宿主微生物Brevibacillus Choshinensis HPD31。用它大量生产EGF。1998年获得澳大利亚动物用医疗用品许可,向澳大利亚出口EGF。在澳大利亚剪毛作业是重体力劳动。把EGF给羊毛吃,表皮越线,而容易拨毛,减轻体力劳动。

(D)再生医疗产业

再生医疗指人体器官损伤等利用生物工程方法制作相关的器官,而修补损伤器官的医疗。再生医疗产业是最新的产业。日本开发的再生医学设备有细胞分离及播种、培养基交换、洗净、回收等细胞加工的自动化设备。自动化设备优点是比细胞数据处理中心手工操作,容易保证细胞加工的质量。现在大学医院等医疗机构中,从患者取组织,骨髓液,分化细胞或间叶系干细胞后,分离培养干细胞,进行损伤的角膜或软骨、心筋等的再生临床研究。

应用再生医疗技术,进行去皱纹、丰胸等美容整形的诊所不断出现。

医疗机关中面向临床研究,进行细胞加工时,基于人干细胞临床研究的方针,只许CPC(治疗用药品及附件的制造管理及品质管理标准)专门知识的技术人员采取细胞。基于CPC标准加工细胞时,细胞的分离及播种,培养基交换、洗净、回收等作业中,不得不手工操作。但不能否定发生人为的错误。为了避免人为错误,日本机械工场或高新企业的十多家开发自动化设备。

2004年川崎重工业产业用机器人工场,接受科学振兴机构的委托、开发自动化设备。设备上连接患者的骨髓液时,自动设备分离间叶系干细胞。自动地进行培养基交换,患者心用的空间里培养细胞,把试样机装在信州大学医学部付属医院的尖端医院推广中心。

信州大学中,用从来的手工操作方法进行间叶系干细胞的软骨再生的临床研究。同时用川崎工业公司的试样机开发分离、培养的软件。为了细胞加工大部分工程的自动化,川崎工业公司是CPC标准为基础,设计自动化设备。

高木产业(静岡县富士市泽入照卧社长)开发重新分离后使用某程程度增加的细胞,培养3元载体的自动化设备。调节培养时温度、压力、氧气浓度、运行时压力,培养软骨组织。用这个设备研制的软骨,在美国Histogenics公司,关节软骨损伤的患者为对象,进行临床研究。国是研究者为对象,进行销售工作。

世鲁西公司(东京新宿长谷川幸雄社长)与大阪大学、东京女子医科大学共同开发为制作心筋组织再生,把血管網导入肉组织的培养工程、积层工程、评价工程的自动化设备。生物技术高新企业通幸鲁(广岛市辻纩一郎社长)

是研究机关为对象,销售干细胞自动培养设备“优利加贡”。“优利加贡”是培养从骨髓液中分离出来的间叶干细胞,的自动化设备。

制造再生医疗制品的企业必须遵守CMP规定,同时遵守药事法。药事法规定:依据医疗机器的使用目的、或新规性、危险程度等分为3类,一般医疗机器,管理医疗机器、高度管理医疗机器。管理医疗机器的一部分和高度管理医疗机器是通过治疗实验后才能得到许可。例如,2007年美国cytori公司的由脂肪组织分离干细胞的“Celution System”,没有做治疗实验,所以作为一般医疗机器只得到检查用医疗机器的许可。

检查用医疗机器作为“为了回到人体而分离细胞装置,来销售是不许可

卫生部审查官员广濑说,销售不是检查用而是为了移植培养细胞的装置时,必须通过高度管理医疗机器的许可。目前国得到高度管理医疗机器许可的是美国Baxter公司制造、国生物宝公司销售的“阿伊累克斯”。

(E)高新产业

为了创出“革新的医药品、医疗机器”制定五年战略计划。

开发让国民享受世界最高水平的治疗。高新企业是在世界市场上能售出的革新的医药品、医疗机器的生产为目标。为了完成目标,从研究到销售制定一条龙支援政策,官民共同完成目标而努力。官指卫生部部长、经济产业部部长、文教科技部部长。民指日本制药工业协会,外资系制药企业、研究机关大学等。

5年战略计划中第一个中心是“培育高新企业。2008年度卫生部、经济产业部、文教科技部的生物技术预算3025预算亿日元中,高新企业预算是124亿日元占4%。2007年8月召开第一次‘高新企业’会议,将该会议制度化,定期讨论‘高新企业’问题。日本生物技术高新企业变迁数如图2,大学中的高新企业发展趋势如图3。

4.日本生物技术市场:在日本生物技术市场中,销售最兴盛的是生物燃料,其次是抗体。2007年日本国生物技术相关的制品、服务业的销售额比2006年增加10.8%,而达到2兆2992亿日元。生物技术市场的中心是转基因技术、细胞融合技术、细胞培养技术生产的制品。2007年的总销售额比2006年度生物技术市场的扩大中贡献大的是玉米、大豆、菜种等转基因作物的输入量。转基因玉米输入量是由去年的2971亿增加38%而达到4126亿日元。日本的玉米生产量约3000t,换算成自给率接近零。日本由美国、阿根廷国家输入玉米。

转基因大豆市场额度为1597亿日元。从2006年的约1259亿增加26%。日本大豆自给率仅仅4%。剩余部分由美国、巴西加拿大输入。治疗用抗体是2007年第二位产品。有抗恶性肿瘤药“阿巴斯金”和放射免疫治疗药“捷吾阿林”等药品。

阿巴斯金是大批量生产的产品。该药是大肠癌治疗药,人类抗血管皮细胞增子因子(VEGF)“毛能克鲁尔”抗体。捷吾阿林是用放射性同位素钇90标记的抗CD20“毛能克鲁尔”抗体。抗体相关公司大兴投资1FN 2008年后急扩大。2007年日本医药品界重新组织大企业的抗体药品生产。艾滋易和阿斯德拉斯制药公司收购抗体高新企业。武田药品工业公司新成立抗体研究中心。协和发酵工业公司和其

林后阿马公司合并了。日本生物技术市场的明细表中,可见日本市场的具体动向,但因篇幅所限省略。

5.生物技术公司的2007年度排行榜:生物企业排行榜是每年年初日经生物技术编辑部作成的。根据2007年日经生物技术杂志上发表的记事为基础的“话题分数”和日经BP社生物技术编辑部所属的记者投票为基础的“价值分数”来选定排列顺序。话题分数和价值分数各50分为满分。其合数来决定企业的排列顺序。话题性分数是通过日经生物技术杂志日经生物技术联线、日经生物技术年鉴、生物高新企业大全等反映各企业的情报的标志。价值性分数是反映各企业的研究开发潜力、独创性、商品开发力、企业的合并和收购或股价上升等企业成长情况的指标。排列顺序分为四类等级:冠军、亚军、季军、四级企业。

冠军

麒麟集团、武田药品工业、中外制药、宝生物

亚军

协和发酵工业、阿斯德拉斯制药、味素(加鲁比斯)、大塚制药艾滋伊、第一三共、三菱化学、安基艾斯MG·劳修大亚斯

季军

花王、日本化学、积水化学工业、富山化学工业、富士胶卷、玖拉玖·斯米斯玖兰、奥林巴斯、知恩滋伊模、万有制药、巴伊艾鲁药品、三得利、努巴鲁德伊斯、后亚滋、瓦伊斯、撒努伊、GE横河、雅克鲁德本社、阿斯德拉捷加四级

世集团、帝人、阿后美德利玖斯、大日本住友制药、化学及血清疗法研究所、旭化成/旭化成化学、阪大微生物病研究会、医学生物研究所、加加、日本伊拉伊利利、日本蛋产业、美拉加宝鲁天玖斯、富士录像、德鲁毛、佳巴斯、东累、生化学工业、持田制药、荣研化学、北里研究所、雪印乳业、资生堂、科研制药、DNA片研究所、东洋纺、三洋电机、不二制血、东芝、旭硝子、明治制菓、免疫生物研究所、大正制药、氨基酸化学、日本化药、奥利恩达鲁酵母工业、医药分子设计研究所、丰田汽车、合同酒精、创晶。

Ⅲ生物农业

农业相关的世界上热门课题是克隆技术和基因工程。

1.克隆技术:

克隆技术是1997年英国世界上首次培育克隆羊而诞生的新技术。所谓克隆就是同一个副本或拷贝的集合;获取同一拷贝的过程称为克隆化。细胞克隆:为某一研究目的,从大量群体细胞中分离出某类型单个细胞,由此单个细胞增殖所产生的很多细胞的集合称为细胞克隆。分子克隆:从众多不同的分子群体中分离到某一感兴趣的分子,继而经无性繁殖(扩增)产生的很多相关分子的集合,即为分子克隆DNA 克隆:DNA克隆就是应用酶学的方法,在体外将各种来源的遗传物质——同源的或异源的、原核的或真核的、天然的或人工合成的DNA 与载体DNA结合成一具有自我复制能力的DNA分子—复制子,继而通过转化或转染宿主细胞、筛选出含有目的基因的转化子细胞,再进行扩增,提取获得大量的DNA分子,即DNA克隆。在分子生物学及分子遗传学领域所谈的分子克隆专指DNA克隆。

日本总理大臣“生命科学研究开发计划”基础上农林水产部推进畜产动物、医用实验动物、绝灭前的希有动物克隆事业。日本鹿儿岛畜产草地研究所培育隼人2号克隆牛。现阶段对体细胞克隆牛研讨安全性问题。出售时自己要谨慎。

畜产草地研究所、京都大学、畜产生物科学安全研究所

04年~08年

开发体细胞克隆牛的技术。研究克隆产肉的安全性

2006年予算是4747万日元

体细胞克隆猪的制造技术及种子猪的有效性研究

农业生物资源研究所、静罔中小家畜试验场

04年~06年

开发高效率的克隆猪技术。研究克隆猪后代作为种子猪的可能性2006年的予算是1639万9000日元

为了染色体健康科学的产业化开发猪后代试验动物

农业生物资源研究所北里大学

05年~07年

为新药的产业化,利用体细胞克隆的染色体开发医疗用模型猪。2006年的予算是4716万3000日元

体细胞克隆胎儿的胎盘机能的基础研究:解析分娩迟缓原因

道立畜产试验场

06年~08年

体细胞克隆牛分娩迟延的分子生物学解析

06年予算是100万日元

为提高体细胞克隆牛的成功率,进行发育机制的研究

畜产草地研究所

06年~10年

为了提高克隆牛的成功率,研究发育初期的影响,异常发育的因素、细胞遗传学的影响等因素

开发动物的有用技术。培育模型家畜

农业生物资源研究所

06年~08年

利用克隆技术培养转基因动物。

开发家畜系列技术

家畜改良中心

98年

应用体细胞克隆牛技术,培育转基因动物

应用机器人技术,开发胚胎操作的自动化设备

畜产草地研究所、大阪大学、东北大学、川崎大学、富士平工业、产业技术综合研究所

05年~09年

机器人技术应用到胚胎操作,开发胚胎操作自动化设备。

06年度予算是6000万日元

2.转基因技术:

转基因动物是指用DNA重组技术,将人们所需的目的基因导入动物的受精卵或早期胚胎使外源目的基因随细胞分裂而增殖并在体表达,且能稳定地遗传给后代动物。东京大学、农业生物资源研究所共同培育出吐黄丝的转基因家蚕。

研究人员首先共同决定蚕茧颜色的基因。蚕茧的颜色除了白色以外还有黄色、金色、橙红色,绿色等各种。决定蚕茧染色的是蚕饲料桑叶中的黄色类胡萝卜素和绿色墨黄酮。这些色素在蚕的肠道中被吸收后送入绢丝腺,并给绢丝着色。

蚕的Y(yellow bood黄血)基因控制着胡萝卜素结合蛋白表达,将CBP基因导入生产白茧系列家蚕中,成功地让家蚕产生了黄茧。如果进后能鉴定出决定粉红色和绿色的基因,采用同样的转基因方法,就可以制作任意染色的蚕丝。

Ⅳ生物能源

生物能源是世界各国研究的热点课题。生物燃料指由糖质发酵制生物乙醇和由植物油分解成脂肪酸而得的柴油。日本决定至2010年,使用换算成原油50万KL的生物燃料为目的。2006年6月日本石油连盟发表:至2010年,ETBE(指含3%生物乙醇的石油)的使用量达到汽油需要量的20%为目标。ETBT使用量年间达到36万KL,换算成原油的话达到21万KL。

生物燃料生产中主要问题是原料。若用食用物质—玉米甜菜、甘庶、植物油作为原料的话,引发粮油价格的上升,危害社会稳定。另一条路是用非食用物质作为原料,生产生物燃料。世界各国中热心研究非食用物质作为原料的课题。葡萄糖连接的纤维素是木质系生物资源的叶和茎的主要成分。农产物的废弃物中含大量的纤维素。即纤维素是稳定发生的未利用的资源。

2006年9月14日本田汽车公司着手研究生物乙醇。本田和地球环境产业技术研究中心共同发表生物乙醇研究成果。利用木质素生物技术是地球环境产业技术研究中心和本田技术中心的汤川研究组开发的。

木质系生物资源含有纤维素以外,还含有木糖、木质素及微量成分。微量成分中含有苯酚等阻碍微生物增殖的物质。

汤川工艺特点是分开微生物的增殖和物质生产过程。其结果物质生产过程中,存在阻害物质也不影响乙醇生产。利用酶的细胞表面上固定纤维素酶技术生产乙醇。不仅找到最佳发酵条件,还要对纤维素分解、发酵、乙醇精制等各步骤全盘考虑后,制定完整的工艺过程。用纤维素资源生产乙醇技术不仅国使用而且考虑向美国巴西输出技术。

筑波大学的高新企业—产加休尔斯公司(茨城县筑波市若林恒平社长)在东南亚地区,同当地生产者合作生产生物燃料柴油的原料向日葵。向日葵是根入地深,乾期也生长的植物。农作物容易生长的雨期种植玉米,农作物不易生长的乾期种植,向日葵。葵花子作为生产生物燃料——柴油的原料。葵花子榨油后,残渣可作为蛋白质丰富的饲料。在泰国试验栽培200公顷向日葵。已得到乾旱的非州也可能栽培向日葵的数据。现在与东南亚大学共同研究确定最佳载培向日葵的方法。

2007年1月日本建设世界上第一座用废木材为原料生产乙醇的工厂。即转基因大肠杆菌生产乙醇的商业化工厂——建立日本生物乙醇关西制作所。日本生物乙醇关西制作所总投资32亿日元,约人民币2.4亿元,工厂占地面积1.5万m2。具有处理建筑废木材、纸屑、食品

国内外生物医药前沿科技发展趋势

国内外生物医药前沿科技发展趋势 王萍姚恒美 上海图书馆上海科学技术情报研究所 2005 年全球生物技术产业总产值达到633 . 1 亿美元,研发投入达到232 亿美元,年增长率为11%。其中生物医药依然是生物技术中最引人注目的领域。研究人员在药物设计、疫苗研究、抗体工程、新型药物输送技术等方面已取得众多突破。尽管目前我国在生物医药产业规模上仍落后于欧美等发达国家,但近年来在癌症治疗、蛋白质、免疫学等生物医药研究领域取得了长足的进步,成果屡次登上《科学》、《自然》等顶级国际权威期刊,并受到生物医药企业的高度关注。 一、国内外生物医药前沿技术发展趋势 药物设计 以核酸为靶的药物设计重要研发领域主要涉及两个方面:一方面是反义核酸、核酶与三链DNA的设计及其在医药领域的应用;另一方面是以核酸为靶的小分子药物研发。 目前全球约有20 余家公司在从事反义核苷酸的研究与开发,其中有23 种试用于临床,其中 4 种已进入三期临床试验阶段。反义核酸药物主要研发方向包括抗癌抑癌、抗耐药、免疫类、细胞因子类、抗病毒等。目前,反义药物方面己取得重大进展,第一代产品(Eyetech 公司用于抑制老年人眼疾的Macugen )己有上市,第二代反义产品也己形成。核酶具有高度特异性,作为抗病毒基因治疗的新型分子,受到了广泛的重视,被认为是抗病毒基因治疗方案设计中重要探索方向。2004 年 6 月,美国宾夕法尼亚州立医学院开发出了一种抗乙肝病毒的SNIPAA盒式微型载体。该类研究在国内已有开展,中科院微生物研究所自2001 年起开展“核酶介导的果树抗类病毒基因工程”的研究。R 卜A干扰不仅可以深入揭示细胞内基因沉默的机制,而且还可以作为后基因时代基因功能分析的有力工具,广泛用于包括功能基因学、药物靶点筛选、细胞信号传导通路分析、疾病治疗等等,近年来已成为遗传学、药理学的重要研究手段。目前中国科学家也己纷纷开展了该项研究,国家自然科学基金等已立项支持。 疫苗研究 以美国为例,疫苗的需求每年增长8 . 6 % ,到2008 年时市值将达74 亿美元,到2013 年疫苗市值将达91 亿美元。其中先进技术应用趋向包括异质基础加强结种技术、蛋白质调控技术、类病毒技术、转基因技术等。美国细胞基因系统工程公司应用基因技术研制出一种新型的肺癌疫苗G 一V AX ,被视为运用修改过基因的活体细胞治疗癌症上的一个重要突破。 抗体工程 抗体分子是生物学和医学领域用途最为广泛的蛋白分子,通过细胞工程、基因工程等技术制备的多克隆抗体、单克隆抗体、基因工程抗体可广泛应用在疾病诊断、治疗及科学研究等领

生命科学与生物技术研究进展2009

中国医药生物技术2010年2月第5卷第1期ChinMedBio蛐ol,February2010,V01.5。No.1 DoI:10.3969/embaj.is姐.1673-713X.2010.01.017 生命科学与生物技术研究进展2009赵贵英,张树庸 2009年生命科学与生物技术研究在世界范围内的新进 展、新技术、新成果层出不穷,本文就国内外相关研究进展 简况以信息传递形式加以总结。 1国外研究进展简况 1.1最古老的原始人化石研究结果列2009年十大科学进 展之首 迄今最古老的人是“阿尔迪”人,他们生活在距今440万 年以前,居住地为如今的埃塞俄比亚。这是来自9个国家 不同专长的47名科学家为期15年的艰苦卓绝以及高度 协作的研究成果。其列在美国Science杂志2009年度十大 科学进展之首。 实际上,最早的“阿尔迪”化石发掘于1994年,但获 得该发现的研究团队非常谨慎,他们没有匆忙地公布结果, 而是对15万个动物和植物化石进行了长达10多年的详 尽分析和材料处理,并且还将化石送到世界各地不同的实验 室进行评议。最后他们才公布了自己具有划时代意义的发现 和分析。 1.2雷帕霉素延长实验鼠寿命 研究人员发现,利用免疫抑制药物雷帕霉素对小鼠体内 一种关键性的信号通道进行调制,能帮助它们延长寿命。这 是人们首次在哺乳动物身上取得结果。该发现中值得注意的 是,科学家是在这些小鼠进入中年时才开始进行治疗的。 1.3甲型H1N1流感 2009年3月,在墨西哥爆发“人感染猪流感”疫情, 迅速波及全球蔓延。世界卫生组织(WHO)初始将此流感 定为“人感染猪流感”,2009年4月30日世界卫生组 织、联合国粮农组织和世界动物组织宣布,一致同意使用 A(H1N1)型流感。我国卫生部公布中将这一词定为“甲 型H1N1流感”。截至2009年12月18日,世界卫生组 织公布最新疫情,甲型H1N1流感已在全球造成1万人 死亡。 甲流的流行,让更多的人了解了人畜共患病这个概念, 狗流感、猪流感、猫流感、羊流感开始引起大家的关注,甚 至有人提出流感病毒在人、畜、禽三者身上整合变异的“超 流感”。同时,新型传染病频发,也为人和自然的和谐发展 提出新的考验。 1.4基因疗法治愈色盲 眼科专家小组将特殊的基因注入两只患有色盲症的猴 子眼中,让猴子第一次看到红色和绿色。华盛顿大学的杰 伊?内特兹认为,通过基因治愈色盲是一项被认为“绝对不 可能”的事,但现在的成就说明基因疗法的效果。 ?要闻回顾? 1.5破解人类表观基因组 2009年10月14日,美国索尔克生物研究所利用强大的计算机和新技术绘制了两种人类细胞的表观基因图谱,分别为胚胎干细胞和肺部纤维原细胞,这是首张人类表观基因组图谱。通过将其与患病细胞表观基因组对比,科学家就可发现表观基因组中的缺陷是如何导致癌症以及其他疾病的。在了解先天和后天因素如何影响人类的健康方面实现重大突破。 1.6艾滋病疫苗曙光出现 2009年9月,美国和泰国的研究人员对两种原有疫苗混合而成的新疫苗进行了测试,整个实验有1.6万名志愿者参加,结果表明,这种疫苗可使接种者的感染风险降低31%。这是研究人员首次证明疫苗能预防艾滋病病毒感染。1.7孤独症或是基因变异惹的祸 美国联邦政府2009年10月公布最新数据显示,1%的美国儿童患有孤独症系列综合征(ASD)。研究人员找到孤独症“疑凶”——5号染色体的变异。5号染色体变异是15%孤独症患者的主要病因。研究人员对涉及大脑内产生连接的蛋白进行编码的基因变异进行研究后发现,这些基因变异极为常见。 1.8骨质疏松症新药另辟蹊径 当前治疗骨质疏松症的药物主要是通过减少破坏骨质细胞来起作用,破坏骨细胞随着年龄增大而增多。目前,一种正接受美国FDA审查的新药denosumab却另辟蹊径——它通过抑制破坏骨骼细胞来起作用。2009年8月公布两项研究显示,d曲osumab可减少妇女以及正接受前列腺癌治疗的男性骨折的几率。 1.9发现导致老年痴呆的新基因 2009年9月科学家再次发现了3个可能引起老年痴呆症的新基因,研究发现,其中的两个基因同老年痴呆患者大脑的淀粉样蛋白斑块有关,这些蛋白斑块在大脑的堆积导致神经细胞死亡并使患者出现认知障碍,第3个基因则影响神经的连接。这3个基因如何增大老年人罹患老年痴呆症的风险目前尚不清楚。 1.10无需插入基因也可以实现人体细胞重组 美国伍斯特理工学院与CelltIIera公司的研究人员通过降低细胞暴露的大气氧含量,及将称为成纤维组织细胞生 作者单位:100500北京,中国医学科学院医药生物技术所(赵贵荚);100012北京实验动物研究中心(张树庸) 通讯作者:张树庸,Emaihzhangsy@mail.1as.∞.∞ 收稿日期:20lm01.21 万方数据

现代生物技术研究进展

现代生物技术研究进展 luojuan 摘要:生物技术是21世纪最具有发展前景和活力的学科,世界各国都将生物技术视为一项高新技术,生物技术在相关领域中的应用也成为应用技术研究中的热点。生物技术又叫生物工程,是综合运用生物学、细胞生物学、微生物学、生物化学等基础科学和生化工程等原理和技术而形成的一门综合性的科学技术。 关键词:现代生物技术细胞工程酶工程发酵工程基因工程蛋白质工程研究进展 一、现代生物技术概述[1] 生物技术包括传统生物技术和现代生物技术。传统生物技术主要是自然发酵技术和自然杂交育种技术。现代生物技术是指以现代生物学研究成果为基础,以基因工程为核心的新兴学科。现代生物技术主要包括:细胞工程、酶工程、发酵工程、基因工程、蛋白质工程。 二、细胞工程研究进展[2] 细胞工程的概念及其基本操作细胞工程属于广义的遗传工程,是将一种生物细胞中携带的全套遗传信息的基因或染色体整个导入另一种生物细胞,从而改变细胞的遗传性,创造新的生物类型。它包括细胞融合、细胞重组、染色体工程、细胞器移植、原生质体诱变及细胞和组织培养技术。 近年来,在该领域的研究最引人注目的是细胞融合技术和细胞杂交,并取得一些突破性研究进展。应用细胞融合技术可以培育新型生物物种。可实现种间育种。 1975年英国科学家研制成功了淋巴细胞杂交瘤技术,由此技术获得的单克隆抗体很快应用于临床实践,被称为20世纪80年代的“生物导弹”。目前单克隆抗体技术已用于治疗诊断癌症、艾滋病等多种疑难疾病,及快熟诊断人类、动物和农作物病害等方面,成为细胞工程在医学上最重要的成就之一。 日本秋田生物技术公司和遗传资源开发利用中心联合采用细胞工程的原生质体突变,将“秋田小町”稻育成“新秋田小町”新品种。该稻试种过程中,产量大大提高,取得了明显的经济效益。我国科学家利用细胞工程的原生质体育种在世界上首创了食用菌属间原生质体杂交。这种属间杂交新品种,既有香菇的独特香味和优良品质,又有平菇的高产量、生长周期短、易栽培、抗逆性强等特性。 随着细胞工程技术的不断发展,植物细胞和组织培养这一细胞工程技术也无例外地得到发展,目前已在许多植物上,特别是在农林生产实践中得到了广泛应用。尤其在林木优良品种和无性系的快速繁殖方面进展较快。 细胞工程已成为当代社会经济重要支柱性技术之一。 三、酶工程的研究进展[3] 酶工程就是在一定的生物反应装置中,利用酶的催化功能,将相应的原料转化成有用物质的一门技术。 化学酶工程又称初级酶工程,主要由酶学与化学工程技术相互结合而形成。在开发自然酶制剂方面,大规模生产和应用的商品酶只有数十种,如水解酶、凝乳酶、果胶酶等。在食品工业中的应用主要是淀粉加工,其次是乳品加工、果汁加工、食品烘烤及啤酒发酵;在轻化工业中的应用主要包括洗涤剂制造、毛皮工业、明胶制造、胶原纤维制造、牙膏和化妆品的生产、造纸、废水废物处理和饲料加工等;在能源开发上的应用主要是利用微生物或酶工程技术从生物体中生产燃料,也可利用微生物作为石油勘探、二

生物工程的最新进展和研究热点

当今世界,我们所处的这个时代,是科学技术飞速发展、知识信息爆炸的知识经济时代,世界各国都在相互竞争,竞争的焦点集中在科学技术上,谁的科技发达,谁的综合国力就强大。 现在世界七大高新技术分别是:现代生物技术、航天技术、信息技术、激光技术、自动化技术、新能源技术和新材料技术。 其中生物技术列在首位,生物技术之所以令世界各国如此重视,是因为它是解决人类所面临的诸如食物短缺、人类健康、环境污染和资源匮乏等重大问题上有着不可比拟的优越性,还因为它与理、工、农、医等科技的发展、与伦理道德、法律等社会问题都有着密切的关系。 高新技术的重要特征之一是学科横向渗透,纵向加深,综合交错,发展迅速。所以世界各国争相投巨资发展,确定生物技术为21世纪经济和科技发展的优先领域。 基因工程 基因工程( 又称DNA 重组技术、基因重组技术) , 是20 世纪70 年代初兴起的技术科学, 是用人工的方法将目的基因与载体进行DNA重组, 将DNA 重组体送入受体细胞, 使它在受体细胞内复制、转录、翻译, 获得目的基因的表达产物。这种跨越天然物种屏障, 把来自任何生物的基因置于毫无亲缘关系的新的寄主生物细胞之中的能力, 是基因工程技术区别于其他技术的根本特征。 基因工程技术是一项极为复杂的高新生物技术, 它利用现代遗传学与分子生物学的理论和方法, 按照人类所需, 用DNA 重组技术对生物基因组的结构和组成进行人为修饰或改造, 从而改变生物的结构和功能, 使之有效表达出人类所需要的蛋白质或人类有益的生物性状。基因工程从诞生至今, 仅有30 年的历史, 然而, 无论是在基础理论研究领域, 还是在生产实际应用方面, 都已取得了惊人的成绩。首先,基因工程给生命科学自身的研究带来了深刻的变化。目前科学家已完成了多种细胞器的基因组全序列测定工作。其次, 基因工程具有广泛的应用价值, 能为工农业生产、医药卫生、环境保护开辟新途径。 基因组研究应该包括两方面的内容:以全基因组测序为目标的结构基因组学和以基因功能鉴定为目标的功能基因组学,又被称为后基因组研究,成为系统生物学的重要方法。 我国在结构生物学研究方面具有较好的基础。60年代,我国科学家在世界上首次人工合成了胰岛素;70年代初又测定出1.8 埃; 分辨率的猪胰岛素三维结构,成为世界上为数不多的能够测定生物大分子三维结构的国家,这些研究工作处于当时的世界先进水平。 基因克隆是70年代发展起来的一项具有革命性的研究技术,可概括为∶分、切、连、转、选。 "分"是指分离制备合格的待操作的DNA,包括作为运载体的DNA和欲克隆的目的DNA;"切"是指用序列特异的限制性内切酶切开载体DNA,或者切出目的基因;"连"是指用DNA连接酶将目的DNA同载体DNA连接起来,形成重组的DNA分子;"转"是指通过特殊的方法将重组的DNA 分子送入宿主细胞中进行复制和扩增;"选"则是从宿主群体中挑选出携带有重组DNA分子的个体。基因工程技术的两个最基本的特点是分子水平上的操作和细胞水平上的表达,而分子水平上的操作即是体外重组的过程,实际上是利用工具酶对DNA分子进行"外科手术"。DNA克隆涉及一系列的分子生物学技术,如目的DNA片段的获得、载体的选择、各种工具酶的选用、体外重组、导入宿主细胞技术和重组子筛选技术等等。从不同的重组DNA分子获得的转化子中鉴定出含有目的基因的转化子即阳性克隆的过程就是筛选。目前发展起来的成熟筛选方法如下:(一)插入失活法 外源DNA片段插入到位于筛选标记基因(抗生素基因或β-半乳糖苷酶基因)的多克隆位点后,

生物技术药物研究进展及发展趋势

生物技术药物研究进展及发展趋势 生物技术作为高端前沿技术,在21世纪的人类发展历程中一直受到高度的重视与关注,生物技术药物研究的突破直接关系到人类挑战病魔的胜利与否,对于保障人们的身体健康和提高人们的生活水平有着非常重要的作用。本文从我国生物技术药物研究的现状入手进行分析,探究未来生物技术药物研究的趋势与相关问题的解决措施。 标签:生物技术;药物;发展趋势 引言 生物技术是指在现代生命科学的基础上,人们按照预先的设计改造生物体或加工生物原料,满足人类发展需要的一门技术,其改善人类健康和生存条件的作用日益突显。生物技术制药就是把生物技术应用到药物制造领域,通过对DNA 进行切割、插入、连接和重组,从而获得目标药品的过程。 生物技术制药因为集生物学、医学和药学等先进技术为一体,对技术水平要求高,同时药品关系到人身健康,管理程序复杂,因此生物技术制药的发展之路任重道远,本文试图通过走访成都知名的恩威集团、地奥集团、太极集团等制药企业,以及研究相关政策规定,对我国生物技术制药的优势、存在的问题进行探讨,并进一步梳理生物技术制药可能发展的方向和趋势。 一、我国开展生物技术制药研究的优势及进展现状 我国是拥有世界上最多的生物基因资源的3个国家之一,生物资源的多样性,为我国进行转基因动植物的研究、人造器官的研究以及中草药有效成份的研究、改良和化学合成提供了良好的条件。同时我国既是人口大国,也是农业和畜牧业大国,具有全球最大的生物技术产品消费的目标市场,为生物技术制药提供了广阔的市场空间。 我国生物技术制药的研究和开发起步于上世纪的70年代,通过国家从产业政策上不断加大对生物技术及其产业发展的支持力度,我国生物技术制药领域与国外差距越来越小,在基础设备、上游及中试方面已经有大批技术实力较强的单位涌现,培养和锻炼了生物技术制药的专业人才。目前我国已有重组人干扰素、促红细胞生成素、白细胞介素-2、生长素、葡激酶、重组改构人肿瘤坏死因子、神经生长因子、人胰岛素等较多基因工程药品投入市场。据统计,《自然》等著名刊物上生物技术方面的论文25%是华人完成或参与完成的,华人科学家在国际生物技术领域发挥着重要的作用。 二、我国的生物技术药物研究进展存在的问题 虽然我国在生物技术制药领域具有较好的优势条件,并且也取得了不错的成

生物工程的最新研究进展和研究热点

生物工程的最新研究进展和研究热点

生物工程的最新研究进展和研究热点 邓佳艺术与设计学院 15125478 【摘要】农业生物工程研究和产业的现状及其我国发展的策略北京大学副校长陈章良教授从80年代初美国科学家获得第一株转基因植物到现在,短短几十年时间内,农业生物工程迅猛发展,日新月异,成为高新技术领域中进展最快的领域之一。 【关键词】农业生物工程;植物基因工程;转基因农作物;转基因工程;病毒基因组;应用; 【前言】根据“生物多样性公约”规定,生物技术是指“利用生物系统、活生体或者其衍生物为特定用途而生产或改变产品或过程的任何 技术应用”。从广义上讲,生物技术涵盖了当前在农业和粮食生产中普遍采用的多种技术手段;而从狭义上讲,生物技术主要包括涉及繁殖生物学,或以特殊用途为目的处理或利用活生物体遗传物质的技术应用。则该定义涵盖了很大范围的不同技术,如我们学习的分子DNA标记技

术、基因操作、基因转移、无性繁殖、胚胎移植、冻藏(家畜)及三倍体化等。生物技术在农业生产力方面的应用比较难,比医学方面要慢,但农业生物技术现在已经从农业试验室发展到现 场试验了,那么进而达到商业化的阶段;其中包括动物疫苗、微生物农药、抗杀草剂植物等,现在一些专家预测此类产品将引导全中国,甚至全世界,走向另一次农业革命。农业生物技术包括防治动物疾病的疫苗,以及增进农畜产品的品质。另外,包含具有新特性的各类农业生物技术的发展。农业生物技术对传统农业有巨大的影响,农业生物技术的产品已逐渐由农业生物技术试验室进人了农业基地试验。 【正文】生物工程又称生物技术或生物工艺学。它是在生命科学的最新成就与现代工程技术相结合的基础上,利用诸如基因重组、细胞融合、固定化酶、固定化细胞和生物反应器等技术,对生物系统加以调控、加工,从而进行物质生产的综合性科学技术。由于它的相对投资少而效益巨大、适用面广,在、食品、医药、能源、环境保护等方面的应用日趋广泛。科学家们预测,生物

浅谈生物技术药物的研究进展及趋势

龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/cd5443779.html, 浅谈生物技术药物的研究进展及趋势 作者:代润松 来源:《新课程·中学》2017年第11期 摘要:随着科学技术水平的不断提高,生物技术药物为人类的疾病治疗与预防做出了卓 越的贡献,这也使世界各个国家高度重视生物技术药物的研究工作。为此,通过对国内外在生物技术药物的研究进展进行阐述,以此探讨生物技术药物的未来发展趋势。 关键词:生物技术;药物;研究进展;发展趋势 一、生物技术药物的研究进展 (一)国外生物技术药物的研究进展 自20世纪80年代人工胰岛素诞生以来,生物技术药物的研发进入了高速发展时期,各个国家纷纷大力开展生物技术药物的研发工作,仅在20世纪90年代中末期,美国的FDA机构就批准了三四十种生物技术药物,近些年来生物技术药物的批准种类逐年递增,在21世纪初期,所批准的药物就已高达将近80种。欧美等其他发达国家在生物技术的种类上也不断丰富。除此之外,国外还对以往生物技术药物的适应症进行了明确统计,这些生物技术药物主要包括用于血友病、血小板减少症、急性心肌炎治疗的重组血液因子,用于治疗糖尿病、生长素缺乏症、甲状腺病、低血糖的重组人激素,用于治疗贫血、皮肤病、神经性溃疡等症病的促红细胞生长因子,此外还有重组干扰素、白介素,治疗甲肝、乙肝病毒的疫苗、用于癌症治疗的单克隆抗体等。 (二)国内生物技术药物的研究进展 我国对生物技术药物研究予以了高度重视,目前我国在生物技术药物的研发成果主要包括IFN类型药物、GM-CSF药物、EPO药物、EGF药物及其衍生物、胰岛素、TNF药物、乙肝疫苗、胸苷激酶细胞制剂等诸多种类,在新型活性蛋白质突变体方面,我国相继研发出了肿瘤坏死因子突变体、神经营养因子突变体、人降钙素突变体、尿激酶突变体、重组水蛭突变体、人重组血红蛋白突变体。在融合蛋白的生物技术研发方面,我国研发出了TNF/1L-6融合蛋白、用于前列腺癌症治疗的TNF/PSP94融合蛋白、血小板单链抗体/尿激酶原融合蛋白、尿激酶/水蛭素12肽融合蛋白及用于帕金森治疗的酶氨酸转化酶/BDNF融合蛋白。在克隆天然活性物质基因药物研发方面,相继研发出鲨肝HSS、SCDI抑制因子、TGGIP抑制蛋白、SFP、AOP、蜂毒多肽等。随着生物技术药物种类的不断增长,现有的生物技术药物在主要分类上共包括单克隆抗体、激素、基因治疗剂、疫苗、细胞因子、反义药物及抗血栓因子等,特别是近些年来核酸基因药物的产品种类正在不断增加,正处于研发过程中的疫苗更高达九十几种,而处于临床试验中的反义药物种类也在不断上涨,相比于20世纪,我国在生物技术药物的研发种类上要超过以往三倍,并且仍在不断增长中。

我国生物制药技术现状和发展趋势

我国生物制药技术现状和发展趋势 摘要:生物制药是以生物化学、免疫学等多学科为依托的高新技术产业。当前我国生物制药产业发展迅猛,日新月异,但也仍然存在着许多制约行业深度发展的问题,本文就我国生物制药的发展现状做了综述,并对其发展趋势做了深度探讨。 关键词:生物制药生物技术行业发展 广义的生物技术药物包括,生物技术药物、生化药物、生物制品和基因组学药物。侠义的生物技术药物也称生物工程药物[1],是指以基因重组技术为基础,借助生物化学、免疫学、微生物学等现代生物技术,或抗体工程、基因工程、细胞工程等现代生物工程手段,在分子、细胞或者组织、器官,以及个体水平进行设计操作,以达到发现、筛选药物分子靶标,或研制新型药物分子的目的等。 一、我国生物制药发展现状 我国生物技术制药起步比较晚,但经过多年来的发展,也具备了一定规模。当前,已经注册的生物技术类公司大约为400多家,其中,取得生物类药物试产或生产批文的企业占到了四分之一,并且主要分布在沿海经济发达省份,比如北京、江苏、浙江、上海、浙江、广东等地[2]。近十年来,我国生物制药发展迅猛,已经开发出一大批新药特药,解决了过去通过常规方法不能生产,或生产成本过高的技术性难题,这些生物类药品上市后对于治疗心脑血管疾病、肿瘤,以及内分泌疾病,起到了非常好的治疗效果,且具有生物技术药物共有的特点,即靶向性好,副作用普遍低于传统药物。 但是不得不承认,我国现阶段的生物技术药物还处于相对落后的阶段,较之欧美等生物制药产业发达的国家相比,还存在各种各样的问题。虽然近些年在政策扶持力度、财政专项拨款上已经有了较大改善,但是制约我国生物技术制药的瓶颈依然存在,具体有以下几点; 1.新药研发不足 我国的药品研发,无论是化学药物,还是生物技术制药,实际上都存在很大程度的欠缺,与发达国家相比,始终处于劣势,而一些世界制药行业龙头企业,一般研发费用占到销售收入的20%以上[3],无论从对研发的重视程度,或者实际的资金投入上,都是我国制药企业无法企及的。到目前位置,经我国监管部门批准上市的生物制药产品中,仅有重组人p53腺病毒注射液和IFN-α-1b,其余均为仿制药[4]。据预测,未来生物制药的市场将集中在单克隆抗体、基因治疗药物、疫苗、反义药物和可溶性蛋白等五个方面,其中仅单抗一项,目前处于临床试验期的产品约为100个,我国生物制药在研发上还有很大差距[5]。 2.融资渠道不畅 作为高新技术产业,以及医药行业的行业特点,决定了生物制药公司前期需要投入巨大的资本,因此,除了企业的资本积累,以及政府的财政资助外,融资问题就变得至关重要。行业发展初期,风险投资机构对生物制药的发展,发挥着极为重要的作用,但因为投资收益较少,或资金收回时间过长,近几年来风险投资的力度大幅减少,已由全面投资向重点投资转变[6]。 3.研发成果转化困难 近些年来,我国在生命科学领域的发展有目共睹,某些领域已经居于世界领先地位,然而,在科研成果的转化方面,我国较发达国家仍然有较大差距,这在

现代生物技术在环境保护中的应用研究进展

现代生物技术在环境保护中的应用研究进展 摘要介绍了我国生态环境现状,阐述了现代生物技术在治理环境污染应用方面的优点及其在环境保护中的应用情况,并对其应用前景进行了展望,以期促进现代生物技术在环境保护中的应用。 关键词现代生物技术;环境保护;应用;前景 随着现代工业技术的迅速发展,我国国民经济社会总体发展速度较快,城市化进程的步伐也日益加快。在经济高速发展过程中,环境问题也随之而来。为了全面建设小康社会,保证国民健康,维护社会可持续、健康发展,必须采取有力措施进行环境保护。因此,积极利用现代生物技术、加强环境保护已经成为人民日益关注的课题。为了实现社会健康、持续发展,实现各类资源的永续利用,环保工作者的首要工作任务就是努力保护和提高环境质量。 1 我国生态环境现状 在我国过去几十年的经济快速发展中,由于片面重视经济GDP的高速发展而忽视了经济发展中的环境保护,导致目前环境状况十分严峻。近年来虽采取了大量控制措施,但环境质量下降的趋势仍在继续。我国是世界上环境污染最为严重的国家之一,由于工业“三废”污染、农用化肥和农药的污染,造成水体污染严重,无法利用。全国约300个城市工业生产和居民生活用水较为短缺,成为缺水城市,占全国600个城市中的50%;而农村这一情况更加严重,约有1亿人口和2亿头牲畜饮水困难。在广大农村,由于水体和土壤的严重污染,耕地利用效率大大降低,不仅减少了有效耕地面积,而且直接威胁居民身体健康,引发各类疾病[1]。目前的当务之急就是要尽快应用高新技术,综合治理和保护环境,从而有效控制环境污染,保持生物多样性和生态平衡。 2 现代生物技术在治理环境污染方面的优点 由于基因重组技术的发现和应用,一项以基因工程为核心的现代生物技术迅速崛起,并成为高新产业革命的重要标志之一。现代生物技术是以DNA分子技术为基础,包括微生物工程、细胞工程、酶工程、基因工程、蛋白质工程等一系列高新技术。环境生物技术是由现代生物技术与环境工程相结合的新兴交叉学科,是应用生物圈的某部分使环境得以控制,或治理预定要进入生物圈的污染物的生物技术。这一技术在解决环境问题过程中显示出了独特的功能和显著的优越性,不仅充分体现出这项技术是一个纯生态的过程,且从根本上体现了可持续发展的战略思想。在环境的保护和污染治理中,环境生物技术与传统方法相比较,具有明显优势。生物转化技术可以真正实现清洁生产的目的,其充分利用生物过程减少生产中产生的污染,很大程度上代替了传统生产中的化学过程,更有利于实现无废生产,促进了生产工艺的生态化。现代生物技术的发展,尤其是酶工程、细胞工程、基因工程等,提高了生产效率,强化了环境生物处理过程,在工农业生产中应用这些技术,可以降低成本,其高专一性等特性为环境生物技术在环境保护中的应用展示了更为广阔的前景。 3 现代生物技术在环境保护中的应用 3.1 环境监测与评价 近年来,国内外研究较多的是应用PCR技术生物芯片、生物传感器等生物高新技术进行环境监测。Niedrhauser等利用PCR技术检测了食品中的单核细胞生利斯特氏菌(易导致人类脑膜炎)。传统方法至少需10 d时间,应用PCR技

生物技术制药的研究进展

动物乳腺生物反应器的研究进展 班级:生物工程学号:071454116 姓名:刘俊超 摘要:动物乳腺生物反应器(Mammary Bioreactor)是一种利用动物转基因技术 在乳腺细胞中表达多肽药物、工业酶、疫苗和抗体等蛋白的技术。该技术具有低投入高产出的特点,其效率是利用以大肠杆菌和动物细胞培养技术的100倍,是一种非常有潜力的高新技术。本文综述了乳腺生物反应器的原理,研究进展与应用。 关键词:乳腺生物反应器;研究进展;应用 1乳腺生物反应器的原理 乳腺生物反应器(mammary gland bioreactor)技术是指利用乳腺特异表达的乳蛋白基因的调控序列构建表达载体,制作转基因动物,指导外源基因在动物乳腺中特异性、高效率地表达,以期从转基因动物乳汁中源源不断地获得外源活性蛋白。 乳腺生物反应器的原理是应用重组DNA技术和转基因技术,将目的基因转移到尚处于原核阶段(或1~2细胞的受精卵)的动物胚胎中,经胚胎移植得到转基因乳腺表达的个体。外源基因在乳腺特异性表达需要乳蛋白基因的一个启动子和调控区,即需要一个引导泌乳期乳蛋白基因表达的序列,这样才能将外源基因置于乳腺特异性调节序列控制之下,使其在乳腺中表达,再通过回收乳汁获得具有生物活性的目的蛋白。 2研究现状 2.1国外进展 GordonL[l] 等将重组DNA 采用显微注射方法导人小鼠受精卵,首次获得了带有外源基因的转基因小鼠。Palmiter等[2]将大鼠生长激素基因显微注射到小鼠的受精卵中,获得比普通小鼠大得多的“硕鼠”,并提出可以从转基因动物中提纯有价值的药用蛋白。此后,国外在此项技术上不断取得新的进展。荷兰的Phraming公司[3]培育出含人乳铁蛋白的转基因牛,每升牛奶中含有人乳铁蛋白1 g。英国爱丁堡制药公司[4]已培育成功含a一1一抗胰蛋白酶(AA T)的转基因羊,每升羊奶中会有此种蛋白30 g。V elander W H 等L3 报导用转基因猪生产人蛋白C的量为1 g/L。美国Genzyme Transgene公司与日本的Somitomo Metals[5]合作共同开发其产品凝血酶原Ⅲ,转基因山羊中表达量为4 g/L。美国Gen—pharm International 公司[6] 用酪蛋白启动子与人乳铁蛋白(hLF)的cDNA 融合,获得世界上第一头名为Herman 的转基因公牛,该公司可用非转基因母牛生产转基因后代,1/4后代母牛乳汁中表达了hLF。Halter等[7]人报道,在转基因羊乳腺中表达因子Ⅶ已获得成功。Bleek等[8]从转基因猪的乳汁中获得了W AP。Wa1.1iamLg]在转基因猪的乳汁中提取到人体蛋白C(hPC),并且这种乳腺生物反应器生产的hPC具有与人血浆中分离的天然hPC相同的活性。Utomo等[10-11]将W AP驱动的rtTA 因子在小鼠乳腺上皮上大量表达。英国的PPL医疗公司[12]用基因打靶技术获得了两只定位整合的转基因苹Cuypid和Diana,并已将这一技术用于人类蛋白的开发。英国PPL公司[13]。又将人类AAT基因整合到胎儿成纤维细胞的procollagen基因座位,用转基因细胞生产克隆羊,每升乳中AAT蛋白的含量达到650 nag。最近,荷兰科学家培育成功的转基因牛含有的促红细胞生成素(EPO),EPO能促进红细胞的生成,对肿瘤化疗以及肾脏机能下降引起的红细胞减少具有积极的治疗作用。 目前,国外在乳腺生物反应器技术研究上取得了巨大的进展,已有数十种产品在多种实

生物制药技术样本

一 1、基因工程——答: 是将一种生物细胞的基因分离出来, 在体外进行酶切和连接并插入载体分子构成遗传物质的新组合, 引入一种宿主细胞后使目的基因得以复制和表示的技术。 2、酶法制药——利用酶的催化功能经底物转化为药物的过程。 3、超氧化物歧化酶( SOD) ——是广泛存在于生物体内各种组织的一种金属酶, 是机体细胞抵御氧化损伤最重要的酶之一。 4、培养基——是微生物、植物和动物组织生长和维持用的人工配置的养料。 5、植物细胞工程——以植物细胞为基本单位在体外条件下进行培养、繁殖和人 为操作, 改变细胞的某些生物学特性, 从而改良品种加速繁育植物个体或获得有用物质的技术。 1、卵磷脂——卵磷脂属于一种混合物, 是存在于动植物组织以及卵黄之中的一组黄褐色的油脂性物质, 其构成成分包括磷脂、胆碱、脂肪酸、甘油、糖脂、甘油三酸脂以及磷脂。 2、基因工程药物——是指重组DNA技术生产的多肽、蛋白质、酶、激素、疫苗、单克隆抗体和细胞因子等。 3、固定化酶——指限制或固定于特定空间位置的酶。 4、细胞工程技术——应用细胞生物学和分子生物学原理和方法, 经过某种工程学手段, 在细胞整体水平或细胞器水平上, 依照人们的需要和设计来改变细胞内遗传物质或获得细胞产品的一门综合科学技术。 5、生物药物——生物药物是利用生物体、生物组织或其成分, 综合应用生物学、生物化学、微生物学免疫学、生物分离与纯化技术和药学的原理与加工方法进行加工、制造而成的一大类预防诊断、治疗疾病的物质。 二 1、国外生物制药的发展方向突出表现在以下几个方面: 克隆技术、血管生长、艾滋病疫苗、药物基因组学。 2、生物药物的提取和纯化可分为5个主要步骤: 预处理、固液分离、浓缩、

生物科学前沿简介

第八讲生物科学前沿简介 一、20世纪生物科学发展的历史回顾 记者:匡先生,在展望生物学绚丽的发展前景之前,您能否简要的回顾20世纪生物学领域所取得的引人注目的成就呢? 匡廷云院士:由于19世纪以来,物理学、化学、地学以及技术科学的理论成就和技术进步,为生物学家认识生物发展规律提供了许多新的手段、方法。所以19世纪末20世纪初,生命科学取得了巨大的发展。在20世纪在生命科学领域有两次革命性的突破。第一次是孟德尔遗传学的再认识和摩尔根的基因论。孟德尔开创了经典遗传学,揭示了生物遗传现象。摩尔根主要用实验手段证明了基因是有序排列在染色体上的。 到了20世纪中叶,迎来第二次突破性进展,即沃森和克里克发现DNA双螺旋结构。沃森是生物学家,当时刚刚在美国拿到博士学位,研究噬菌体,后来到了英国。而克里克是个物理学家,当时在剑桥读Ph.D,用X射线衍射研究蛋白质晶体结构。沃森的贡献是在于确定DNA 两对特异性碱基的配对。克里克的贡献在于他极力主张建立物理模型,从分子、原子之间的距离和角度就可以得到最大限度的变量和稳定条件。特别有规则的双螺旋结构大大减少了变量数目。物理学家和生物学家完美的结合发现了DNA双螺旋结构。这是第二个突破性的里程碑。 图2 玉米籽粒的孟德尔遗传 图3 DNA 双螺旋

DNA双螺旋结构的建立开辟了生物学的新纪元。在这个基础上产生了基因工程、蛋白质工程。因此生物技术的发展对科技的发展对科技的发展、社会的进步的推动力是巨大的。由于分子生物学的发展、信息科学的发展人类才有可能识破自身的基因。在20世纪末大规模的开展人类基因组计划,破译人类的基因全序列。这个计划与曼哈顿原子弹计划、阿波罗登月计划并称20世纪人类三大科学计划。可以说20世纪生物学是飞速发展,取得了巨大的成就,为21世纪生命科学的腾飞打下了坚实的基础。

现代生物技术产业化发展的现状与趋势

现代生物技术产业化发展的现状与趋势 摘要:综述了现代生物技术的发展现状,介绍了农业生物技术的疫苗、工业生物技术、医药生物技术及其在生物技术领域中的应用情况,介绍了生物技术领域重点攻关课题研究进展,展望了今后的发展方向。 关键词:现代生物技术产业化现状与趋势 1 前言 生物技术也称生物工程,它是在分子生物学基础上建立的、为创建新的生物类型或新生物机能的实用技术,是现代生物科学和工程技术相结合的产物。具体而言,生物工程技术包括转基因植物、动物生物技术、农作物的分子育种技术、医药生物技术、纳米生物技术、重要疾病的生物治疗等。当前,世界生物技术发展已进入大规模产业化的起始阶段,蓬勃兴起和迅猛发展的生物医药、生物农业、生物能源、生物制造、生物环保等领域,正在促使生物产业成为世界经济中继信息产业之后又一个新的主导产业[1]。 现代生物技术以20世纪70年代DNA重组技术的建立为标志,以世界上第一家生物技术公司——Gene-Tech的诞生(1976)年为纪元[2]。此后,越来越多的科学家投身于分子生物学研究领域,并取得了许多重大的进展。至此,以基因工程为核心的技术上的革命带动了现代发酵工程、酶工程、细胞工程以及蛋白质工程的发展,形成了具有划时代意义和战略价值的现代生物技术。生物技术的最大特点是具有再生性,可以循环利用生物体为操作对象,在节约原材料和能源方面有巨大的潜力,而且投资少、周期短、经济效益大,并且没有污染。他是推动经济发展、社会进步的一项关键技术,在解决人类社会面临的一系列重大问题,如粮食、健康、环境和能源方面已经取得并将取得更大进展,对促进社会经济诸领域的发展有着不可估量的影响。 2 全球现代生物技术的发展现状 产值继续增长 2013年,全球生物工程药品市场规模为2705亿美元,2014年增长至3051亿美元。基于疾病诊断和治疗对重组技术、医药生物技术以及DNA测序技术等的需求不断增加,全球生物技术市场预计以%的年复合增长率增长,至2020年全球

未来15年5大生物技术前沿技术

未来15年5大生物技术前沿技术与新科技介绍 摘要:生物技术和生命科学将成为21世纪引发新科技GM的重要推动力量。 关键字:靶标发现技术新一代工业生物技术生物芯片生物柴油国务院日前发布的《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》(以下简称《纲要》)中提出了五项生物技术作为未来15年我国前沿技术的重点研究领域。 这五项生物前沿技术分别是: ——靶标发现技术。靶标的发现对发展创新药物、生物诊断和生物治疗技术具有重要意义。重点研究生理和病理过程中关键基因功能及其调控网络的规模化识别,突破疾病相关基因的功能识别、表达调控及靶标筛查和确证技术,“从基因到药物”的新药创制技术。 ——动植物品种与药物分子设计技术。动植物品种与药物分子设计是基于生物大分子三维结构的分子对接、分子模拟以及分子设计技术。重点研究蛋白质与细胞动态过程生物信息分析、整合、模拟技术,动植物品种与药物虚拟设计技术,动植物品种生长与药物代谢工程模拟技术,计算机辅助组合化合物库设计、合成和筛选等技术。 ——基因操作和蛋白质工程技术。基因操作技术是基因资源利用的关键技术。蛋白质工程是高效利用基因产物的重要途径。重点研究基因的高效表达及其调控技术、染色体结构与定位整合技术、编码蛋白基因的人工设计与改造技术、蛋白质肽链的修饰及改构技术、蛋白质结构解析技术、蛋白质规模化分离纯化技术。——基于干细胞的人体组织工程技术。干细胞技术可在体外培养干细胞,定向诱导分化为各种组织细胞供临床所需,也可在体外构建出人体器官,用于替代与修复性治疗。重点研究治疗性克隆技术,干细胞体外建系和定向诱导技术,人体结构组织体外构建与规模化生产技术,人体多细胞复杂结构组织构建与缺损修复技术和生物制造技术。 ——新一代工业生物技术。生物催化和生物转化是新一代工业生物技术的主体。重点研究功能菌株大规模筛选技术,生物催化剂定向改造技术,规模化工业生产的生物催化技术系统,清洁转化介质创制技术及工业化成套转化技术。

生物制药技术知识要点

第一章 1、生物技术与微电子技术,新材料、新能源并列,是四大科学技术支柱,生物技术是以生 命科学为基础,利用生物体的特性和功能,设计构建具有预期性状的新物种或新品系,并与工程相结合,利用这样的新物种,进行加工生产,为社会提供商品和服务的一个综合性的技术体系。 2、生物技术可以分为传统生物技术、近代生物技术、现代生物技术。 3、近代生物技术的特点:(1)产品类型多(2)生产技术要求高(3)生产设备规模大 (4)技术发展速度快 4、现代生物药物四大类型:(1)应用重组DNA技术(2)基因药物(3)来自动、植 物和微生物的天然生物药物(4)合成与部分合成的生物药物 5、根据生物药物的功能途径可分为:(1)治疗药物(2)预防药物(3)诊断药物 6、生物技术药物的特性 (1)分子结构复杂(2)具有种属特异性(3)治疗针对性强、疗效高(4)稳定性差(5)基因稳定性(6)免疫原性(7)体内半衰期短(8)受体效应 (9)多效性和网络性效应(10)检验的特殊性 7、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 第二章 1.基因工程药物分类:(1)免疫性蛋白(2)细胞因子(3)激素(4)酶类 2.基因工程生产药物的优点在于: (1)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研究,从而扩大这些物质的应用范围。 (3)可以发掘更多的内源性生理活性物质。 (4)内源性生理活性物质在作为药物使用时,存在不足,可通过基因工程和蛋白质工程对其进行改造。 (5)可获得新型化合物,扩大药物筛选来源。 3.基因工程药物制造的主要步骤:目的基因的克隆,构建DNA重组体,构建工程菌,目的基因的表达,外源基因表达产物的分离纯化,产品的检验。 4.制备基因工程药物的基本过程:获得目的基因—构建重组质粒—构建基因工程菌—培养工程菌—产物分离纯化—除菌过滤—半成品检定—成品检定—包装 5.目的基因的获得: (一)反转录法:(1)mRNA的纯化(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文库的坚定 (7)目的cDNA克隆的和鉴定 (二)反转录—聚合酶链反应法 (三)化学合成法 (四)筛选基因的新方法 (五)对已发现基因的改造 6.基因表达:是指结构基因在生物体中的转录、翻译以及所有加工过程。 7.基因高效表达:是指外源基因在某种细胞中的表达活性,即剪切下一个外源基因片段,拼接到另一个基因表达体系中,使其能获得既有原生物活性又可高产的表达产物。 8.宿主菌应满足以下要求:具有高浓度、高产量、高产率;能利用易得廉价原料;不致病、不产生内毒素;发热量低,需氧低,适当的发酵温度和细胞形态;容易进行代谢调控;容易

现代生物技术发展史

现代生物技术的发展 姓名:王利新 学号: 学院:

摘要:现代生物技术是通过生物化学与分子生物学的基础研究而快速发展起来的。医药生物技术起步最早、发展最快,目前世界已有2000多家生物技术公司,其中70%从事医药产品的开发。生物技术工业总体日趋成熟,正在由风险产业变成以商业为动力,以市场为中心的产业。 应用生物技术已有可能产生几乎所有的多肽和蛋白质,基因工程技术的应用已使新药研究方法和制药工业的生产方式发生重大变革。该文对现代生物技术在医药和基因工程现代化的应用进行了全面、深入的论述。 【关键词】生物技术;医药;基因工程技术; 率高近十几年来,在利用生物技术制取新药方面取得了惊人的成就,已有不少药物应用于临床。例如人胰岛素、人生长激素、干扰素、乙肝疫苗、人促红细胞生成素(Epo)、GM-集落刺激因子(GM-CSF)、组织溶纤酶原激活素、白细胞介素-2及白介素-11等。正在研究的有降钙素基因相关因子、肿瘤坏死因子、表皮生长因子等140多种。随着生物技术药物的发展,多肽与蛋白质类药物的研究与开发,已成为医药工业中一个重要的领域,同时给生物制剂带来了新的挑战。在实际应用中,基因工程药物受到一定限制,如口服应用时生物利用度低,会受到消化酶的破坏,在胃酸作用下不稳定,在体内半衰期较短等,因此只能注射给药或局部用药。为了克服这些缺陷,已开始改为合成这些天然蛋白质的较小活性片段,即所谓“多肽模拟”或“多肽结构域”合成,又叫“小分子结构药物设计”。这类药物可口服,有利于由皮肤、粘膜给药,用于治疗免疫缺陷症、HIV 感染、变态反应性疾病、风湿性关节炎等,其制造成本也更低。这种设计思想也已应用于多糖类药物、核酸类药物和模拟酶的有关研究。小分子药物设计属于第二代结构相关性药物设计,所设计的分子能替代原先天然活性蛋白与特异靶相互作用。 在给药方式的研究方面,对注射用溶液和注射用无菌粉末(目前上市的多肽蛋白质类药物多为此种剂型),除了继续改进其稳定性外,还通过一些其他技术手段,研制出了化学修饰型、控释微球型和脉冲式给药系统。在非注射途径的给药系统,即包括鼻腔、口服、直肠、口腔、肺部给药方面也已取得重大进展。国内市场上主要有基因工程乙肝疫苗、干扰素、重组人白介素-2、G-CSF(增白细胞)、重组人红细胞生成素(EPO)等15种自己生产的基因工程药品。已经批准

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