（ 3 ） 酶工程： 利用酶，借助固定化、生物反应器 和生物传感器等新技术、新装置，高效优质地生产 特定产品的技术。 （ 4 ） 发酵工程（微生物工程）： 给微生物提供最 适宜的发酵条件以生产特定产品的技术。
生物技术的依据和出发点：生物有机体的种种机 能，是生物在生长、发育与繁殖过程中进行物质合成、 降解和转化的能力（即利用其新陈代谢的能力）
疗效较好 特异性不高，副作用较强 一般不显著 阿司匹林（aspirin）
OCOCH3 COOH
代表药物
（51aa，5.8 kDa，由A、B两条肽链通 过两个二硫键连接）
生物技术制药概论
生物技术药物的功能用途
治疗疾病
疑难病例——如免疫系统异常 遗传病例——基因治疗
疾病预防
疫苗、基因工程疫苗 类毒素
rhG-CSF rhGM-CSF rSK (链激酶) rhEPO hEGF
生物技术制药概论
我国已批准上市的基因工程药物
药品名
人胰岛素 Anti-CD3鼠源单抗 [11]肿瘤细胞核嵌合抗体注射液 *
生产企业
通化东宝 武汉生研所 上海华晨
适应症
糖尿病治疗 抑制移植排斥 肿瘤治疗
乙肝疫苗
深圳康泰
北京生研所
生物技术制药概论
生物技术药物的主要特点
剂量小，活性高 分子结构复杂，分子量一般较大 稳定性较差，易失活或分解，体内半衰期短
具有种属特异性
具有免疫原性 分析检验的特殊性
生物技术制药概论
生物技术药物与化学药物的区别
比较项目
生产方法
相对分子质量 分子结构
化学药物
一般通过化学合成 合成路线长，总产率较低 大多<1,000 一般较简单 容易用特定的结构式表示
牛(猪) 生长激素基因鱼 生长、发育快，体重速增 人血红蛋白基因猪体内 生产人的血红蛋白，分离，可作为 人血液的替代物。
生长激素释放抑制因子（抑制生长激素不合时宜的分泌， “肢端肥大症” 的特效药）
50万个羊脑 5mg样品，化学法 300多美元/5mg 基因工程 7.5升大肠杆菌发酵 5mg , 成本几十美分。
乙肝预防
乙肝预防
华北制药 痢疾疫苗 *
霍乱疫苗 *
乙肝预防 痢疾预防
痢疾预防 霍乱预防
兰州生研所
军事医学研究院 军事医学研究院
重组腺病毒-p53注射液 *
深圳赛百诺
肿瘤治疗
生物技术制药概论
一些生物技术药物的年产值
商标（公司）
Procrit (Amgen / Johnson & Johnson) Epogen (Amgen) Intron A (Schering Plough) Neupogen (Amgen) Avonex (Biogen) Embrel (Immunex) Betasteron (Chiron / Schering Plough) Cerezyme (Genzyme)
生物技术制药概论
全球著名的生物制药公司
Amgen（安进）公司
创立于1980年，总部位于美国加州Thousand Oaks 1988年，第一个产品重组人红细胞生成素EPO获美国FDA批 准，用于治疗慢性肾功能衰竭引起的贫血和HIV感染治疗的贫 血 1991年，第二个产品重组粒细胞集落刺激因子G-CSF获美国 FDA批准，其适应证为肿瘤化疗引起的嗜中性白细胞减少症 2001年，收购了Immunex制药公司 2009年，Amgen公司销售总额达147亿美元，其中约1/4投入 研发 目前全球最大的生物技术制药公司
重组蛋白、人工抗体、基因工程疫苗等
生物技术制药概论
生物技术制药概论
生物技术药物的四大类型
基因重组药物
多肽、蛋白质 利用DNA重组技术制取
基因药物
核酸类药物，主要用于基因治疗
天然产物
来源于陆生或海洋的动物、植物和微生物
合成的、半合成的生物技术药物
以天然产物为母体经过化学修饰或全合成而得
Glucocerebrosidase
Dornase Hepatitis B vaccine Hepatitis A vaccine MAB, blood clots, MAB, kidney MAB, diag inject Murine MAB
鼠单克隆抗体
生物技术制药概论
我国已批准上市的基因工程药物
核心基础：基因工程和细胞工程“工程菌株”或 “工程细胞株” 使酶工程或发酵工程生产出更多、 更好的产品，发挥出更大的经济效益。 酶工程和发酵工程 现代生物技术产业化，特别是 发展大规模生产的最关键环节。
二、现代生物技术的优越性
（一）不可取代性 植物品种改良 杂交育种
基因工程改良品种基因资源的来源可不受限制
rhIFN2b
rhIFN1b
生物技术制药概论
我国已批准上市的基因工程药物
药品名 rhIL2(白细胞介素) 生产企业 长春生研所 长春药业 四环制药 华新 三生药业 深圳科兴 中华合通 金丝利 康利制药 杭州九源 厦门特宝 医大实业 华欣 永铭维沃 珠海东大 适应症 癌症辅助治疗 癌症辅助治疗 癌症辅助治疗 癌症辅助治疗 癌症辅助治疗 癌症辅助治疗 癌症辅助治疗 癌症辅助治疗 癌症辅助治疗 化疗生白细胞 化疗生白细胞 心肌梗塞、溶栓 再生障碍性病血 再生障碍性病血 创伤、烧伤
生物技术制药概论
现代生物技术发展大事记
年代 1981 1981 1982 1983 1988 1990 1997 主要发现和进展 第一个单克隆抗体诊断试剂盒在美国被批准使用 第一台商业化生产DNA自动测序仪诞生 用DNA重组技术生产的第一个动物疫苗在欧洲获得批准 基因工程Ti质粒用于植物转化 PCR（聚合酶链式反应）技术诞生 美国批准第一个体细胞基因治疗方案 英国培养出第一只克隆羊多莉
要求
熟悉生物制药的基本概念 掌握生物技术药物的特点 对世界生物技术行业及制药产业的发展现状有一个大 致的了解
生物技术制药概论
生物技术
自然 更新 组织培养 与提取 酿造 技术 现代 生物 技术 人工 育种
现代生物技术
基因工程 酶工程 细胞工程 发酵工程
现代生物技术包括四个方面：
（ 1 ）基因工程： 生物遗传物质 —— 核酸的分离、 提取、体外剪切、拼接重组以及扩增与表达等技术。 （ 2 ） 细胞工程： 细胞（也包括器官或组织）的离 体培养、繁殖、再生、融合及细胞核、细胞质及染 色体与细胞器（如线粒体、叶绿体等）的移植与改 建等操作技术。
（二）快速、精确
试剂盒
有效的早期诊断（ 遗传病、病毒引起的
疾病和癌症等）。
McAb检查妇女妊娠 比用抗血清法检查提高了灵敏度，怀孕后8天得 知，准确率100％
（三）低耗、高效
“酶”催化化学效应，无需高温、高压和强酸碱等→大大降 低成本和能耗。 例：L-苹果酸生产（生物技术）
产氨短杆菌 →收集菌体→固定化细胞→ →L-苹果酸
Genentech（基因泰克）公司
世界上第一家生物技术制药公司 1976年由Boyer和Swanson共同创建，总部设在美国旧金山 1977年公司通过 E. coli. 表达出重组生长激素抑制素 1982年，该公司生产的重组人胰岛素正式获批上市，成为第一 种用DNA重组技术生产的药品 上市的生物药品涉及激素类、重组蛋白类、抗体、溶栓药物等 多个种类的数十种药物 2008年销售总额达134.18亿美元 2009年Genentech被Roche（罗氏）公司完全收购
疾病诊断
诊断试剂盒 诊断试纸 膜生物传感器
生物技术制药概论
美国已上市销售的常用生物技术药物
中文名 胰岛素 人生长激素 干扰素 白细胞介素 粒细胞集落刺激因子 粒细胞巨噬细胞集落刺激因子 Insulin rhGH rhIFN-, rhIFN-, rhIFN-, rhIFN- rhIL2 rhG-CSF rhGM-CSF 英文名
1998
2001 2003 2008
美国批准艾滋病疫苗进行人体实验
人类基因组草图完成 世界上第一个正式批准的基因治疗药物重组腺病毒-p53注射液在中国上市 人类将表皮细胞激活为干细胞
生物技术制药概论
什么是生物技术药物（biopharmaceutics）
广义：所有以生物质为原料制取的各种生物活性物质 及其人工合成类似物，以及通过现代生物技术制得的 药物 狭义：利用生物体、生物组织、细胞及其成分，综合 应用化学、生物学和医药学各学科原理和技术方法制 得的用于预防、诊断、治疗和康复保健的制品 特指：采用DNA重组技术或其他现代生物技术研制的 蛋白质或核酸类药物
生物技术药物
生物体合成或生物技术合成 生物转化效率较高 小分子：100～1,000 大分子：>100,000 大多较复杂 部分药物难以用结构式准确表示 对光、热、pH 敏感 大多易失活或降解 疗效较好 特异性高，副作用一般较小 较显著 重组人胰岛素（insulin）
化学稳定性
疗效和特异性 免疫原性
相对较好
生物技术制药
Biotechnological Pharmaceutics
课程简介
本课程讲授生物技术药物的基础知识和常见的几 类生物制药技术，并介绍生物制药技术的一些新 进展及生物制药行业的发展趋势 先修课程
生物化学、微生物学、基因工程、细胞工程、免疫学、 生物反应工程、生物分离工程、仪器分析、文献检索
原理：延胡索酸→ L-苹果酸 成本比化学合成降低几十倍。
人生长激素（治疗侏儒病）
一个患者每年需用量 基因工程生产 50个死人的垂体中提取 价格为1／4提取，不需依赖死人脑。
（四）副产物少、不良反应小、安全性好
疫苗的生产
常规方法
用血液，成本高，可带来病毒感染的危险性。