现代生物技术是一项与医药产业相互结合极为密切的高技术，它的发展不仅促进某些医学基础学科发生革命性变化，也为医药工业发展开辟了更为广阔的新领域。生物技术的核心是基因工程，基因工程技术最成功的成就是用于生物治疗的新型药物的研制。从 1982 年第一个基因重组产品——人胰岛素在美国问世以来，吸引和激励着科学家利用基因工程技术研制新产品，迄今累计已有近30 种基因工程药物投入市场，产生了巨大的社会效益和经济效益。生物技术用于疾病的预防和疑难病症的治疗已经成为现实。
虽然一些内源生理活性物质作为药物已有多年，如治疗糖尿病的胰岛素，治疗侏儒症的人生长激素等。但是许多在疾病诊断、预防和治疗中有重要价值的内源生理活性物质（如激素、细胞因子、神经多肽、调节蛋白、酶类、凝血因子等人体活性多肽）以及某些疫苗，由于材料来源困难或技术方法问题而无法研制出产品，付之应用。即使应用传统技术从动物脏器中提取出来，也因造价太高而使患者望而却步。即便用得起，亦因来源困难而供不应求。而且由于免疫抗原的原故，在使用上也受到限制；在提取过程中难免有病毒感染，可能会对病人造成严重后果。基因工程技术的应用，从根本上解决了上述问题。自七十年代基因工程诞生以来，最先应用基因工程技术且目前最为活跃的研究领域便是医药科学，基因工程技术的迅猛发展使人们已能够十分方便有效地生产许多以往难以大量获取的生物活性物质，甚至可以创造出自然界中不存在的全新物质。
基因工程新药在解决癌症、病毒性疾病、心血管疾病和内分泌疾病等方面已取得明显的效果，为上述疾病的预防、治疗和诊断提供了新型疫苗、新型药物和新型诊断试剂。这些药物都是用传统方法很难生产的珍贵稀有的药品，主要是医用活性蛋白和多肽类，包括 ① 免疫性蛋白，如各种抗原和单克隆抗体；② 细胞因子，如各种干扰素、白细胞介素，集落刺激生长因子、表皮生长因子、凝血因子；③ 激素，如胰岛素、生长激素、心钠素；④酶类，如尿激酶、链激酶、葡激酶、组织型纤维蛋白溶酶原激活剂、超氧化物歧化酶等。
可用于医药目的的蛋白质或活性多肽都是由相应的基因合成的。而基因工程技术的最大好处在于它有能力从极端复杂的机体细胞内取出所需要的基因，将其在体外进行剪切拼接、重新组合，然后转入适当的细胞进行表达，从而生产出比原来多数百、数千倍的相应的蛋白质。所以利用基因工程技术生产药品的优点在于：① 利用基因工程技术使过去难以获得的生理活性蛋白和多肽（如胰岛素、干扰素、细胞因子等）均可大量生产，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现挖掘更多的内源性生理活性物质。④ 内源生理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进行改造。如白细胞介素-2 第 125 位半胱氨酸是游离的，有可能引起 -S-S 键的错配而导致活性下降，将此半胱氨酸改为丝氨酸或丙氨酸后，白细胞介素-2 的活性以及热稳定性均有提高。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。
七十年代初，重组 DNA 实验将哺乳动物基因导入细菌体内，并表达成功，开创了生物技术制药工业。短短二十余年时间就提供了以往难以获得的诸如人胰岛素、人生长激素、a-干扰素、白细胞介素-2 等多种生物技术药品上市。1997 年美国已批准上市的基因工程药物、疫苗和注射用单克隆抗体达39 种。
我国基因工程药物研究和开发起步较晚,基础较差。七十年代末以来，开始应用 DNA 重组技术、淋巴细胞杂交瘤技术、细胞培养、克隆表达等技术，开发新产品和改造传统制药工艺。十几年来，在国家计划，特别是国家“863”高技术计划的优先支持下，使这一领域迅速发展，缩短了我国与世界先进国家的差距。“863”高技术计划在生物技术领域内研究的三个主题之一是新型药物、疫苗于基因治疗，重点是利用现代生物技术手段，开发化学合成法难以生产的医药产品，如肝炎、肿瘤、传染病和心脑血管疾病预防、诊断和治疗的生物技术医药产品。我国科学家经过八年刻苦攻关，成功地研制出世界上第一个采用中国健康人白细胞中克隆的 a1b 型干扰素基因，组建杂交质粒，转染大肠杆菌使之高效表达的人 a1b 干扰素。它源于中国人基因，最适于黄种人使用，该产品的二十多种指标达到国际先进水平。a1b 型基因工程干扰素是由我国自行研制开发的具有国际先进水平的生物高科技成果，于 1997 年通过 III 期临床，并获得国家一类新药证书，成为“863”计划生物技术领域第一个实现产业化的基因工程药物。
我国基因工程药物主要集中在仿制上。我国已批准上市的基因工程药物仅有人 a1b 干扰素一种是首创的，其余均是仿制的。必须开展创新基因工程药物的研究，如蛋白质工程产品、各种融合蛋白、各种细胞因子突变体和衍生物、小分子功能肽类等，可通过分子设计、有控制的基因修饰及基因合成，创造世界上原来没有的，但生物功能更优越的新型基因工程药物。同时，现代生物技术是一项十分复杂的系统工程，其中的“上游技术”非常重要，是研究开发必不可少的。但从使实验室成果产业化、商品化的角度来看，“下游技术”就显得更为重要。而我国生物技术“下游技术”开发落后于“上游技术”，如工程菌大规模发酵最佳参数的确立，新型生物反应器的研制，高效分离介质及装置的开发，分离纯化的优化控制，高纯度产品的制备技术，生物传感器等一系列仪器仪表的设计和制造，电子计算机的优化控制等等。我国生物技术的“上游技术”与国际先进水平相比仅相差大约 3～5 年，但“下游技术”则至少落后 15 年以上。我们必须改变这种状况，加强“下游技术”的研究和开发，使之与“上游技术”同步发展，尽量缩短与国际的差距。
一、选择题
1. 第一个基因重组产品是_______。
A. 人 a1b 干扰素
B. 人胰岛素
C. 白细胞介素-2
D. 人生长激素
【答案】 B
2. 生物技术的核心是_______。
A. 酶工程
B. 细胞工程
C. 基因工程
D. 发酵工程
【答案】 C
3. ______是由我国自行研制开发的具有国际先进水平的生物高科技成果。
A. 人生长激素
B. 白细胞介素-2
C. 人胰岛素
D. a1b 型基因工程干扰素
【答案】 D
二、简答题
1. 利用基因工程技术生产药品的优点？
【答案】
① 利用基因工程技术使过去难以获得的生理活性蛋白和多肽（如胰岛素、干扰素、细胞因子等）均可大量生产，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现挖掘更多的内源性生理活性物质。
④ 内源生理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进行改造。如白细胞介素-2 第 125 位半胱氨酸是游离的，有可能引起 -S-S 键的错配而导致活性下降，将此半胱氨酸改为丝氨酸或丙氨酸后，白细胞介素-2 的活性以及热稳定性均有提高。
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。
扩展学习
http://en.wikipedia.org/wiki/Gene
http://baike.baidu.com/view/2721.htm
http://en.wikipedia.org/wiki/Genetic_engineering
http://en.wikipedia.org/wiki/Genentech
吴乃虎编著. 基因工程原理. 科学出版社. 2005
J. 萨姆布鲁克等著，黄培堂等译．分子克隆实验指南：第三版，科学出版社，2008
