生物技术制药(2025春)

沈阳药科大学 夏焕章 倪现朴

目录

  • 1 绪论
    • 1.1 课程介绍
    • 1.2 生物技术制药
  • 2 基因工程制药
    • 2.1 概述
    • 2.2 目的基因的获得
    • 2.3 基因工程工具酶
    • 2.4 基因工程载体
    • 2.5 目的基因与载体链接
    • 2.6 重组载体的转化
    • 2.7 重组子筛选
    • 2.8 PCR技术
    • 2.9 琼脂糖凝胶电泳
    • 2.10 宿主菌的选择
    • 2.11 大肠杆菌中的基因表达
    • 2.12 基因工程菌的不稳定性以及对策
    • 2.13 重组工程菌的培养
    • 2.14 基因工程药物的分离纯化
    • 2.15 变性蛋白的复性
    • 2.16 基因工程药物的质量控制
    • 2.17 基因工程药物的制造实例
  • 3 动物细胞工程制药
    • 3.1 动物细胞制药概述
    • 3.2 动物细胞的形态和生理特性
    • 3.3 生产用动物细胞的要求和获得
    • 3.4 动物细胞的培养条件
    • 3.5 动物培养基的种类和组成
    • 3.6 动物细胞大量培养的方法和操作方式
    • 3.7 动物细胞制药的应用
    • 3.8 动物细胞的核移植技术
  • 4 抗体制药
    • 4.1 抗体制药概述
    • 4.2 单克隆抗体
    • 4.3 抗原与动物免疫
    • 4.4 细胞融合与杂交瘤细胞的选择
    • 4.5 杂交瘤细胞性状鉴定
    • 4.6 基因工程抗体及其制备
    • 4.7 抗体工程
    • 4.8 抗体应用实例
  • 5 酶工程制药
    • 5.1 酶工程简介
    • 5.2 酶的来源
    • 5.3 固定化酶与固定化细胞的制备
    • 5.4 固定化酶与细胞的性质评价指标
    • 5.5 酶的人工模拟
  • 6 发酵工程技术概论
    • 6.1 高密度发酵
    • 6.2 基因工程在提高发酵产量中的应用
    • 6.3 基因工程在改善发酵组分中的应用
    • 6.4 基因工程在改进发酵生产工艺中的应用
    • 6.5 基因工程在产生杂合抗生素中的应用
动物细胞的核移植技术

正如概论中所述,利用动物细胞生产的生物制品已日益增多。美国FDA自1996年以来批准的33个产品中有25个是用动物细胞生产的。所以在这里不可能都加以介绍。下面就几个在动物细胞培养工程的发展历史中具有重要意义的产品作一简单介绍。

一、类淋巴细胞干扰素(Lymphoblastoid Interferon,Na-IFN-α)

干扰素是在1957年由英国科学家Issacs和Lindemann首先发现的。1980年国际干扰素命名委员会对它下的定义为:由细胞产生并在同种细胞上具有广谱抗病毒作用的物质。当然,以后的研究证明它不仅有抗病毒作用,而且还具有抗肿瘤和免疫调节作用。并规定其缩写字为IFN。至今已发现的人干扰素有IFN-α、IFN-β、IFN-γ三类,它们的来源细胞及其特性比较见表1。尽管近来三种IFN均已批准采用基因工程的方法、用原核细胞或真核细胞进行大量商品化生产,但用类淋巴细胞生产的干扰素仍被广泛采用。

表1 三种干扰素的来源细胞和性质比较


IFN-α

IFN-β

IFN-γ

来源细胞

白细胞

成纤维细胞

T淋巴细胞

诱生剂

病毒

病毒、polyI、C

病毒、PHA、ConA

基因定位染色体

9

9

12

基因中内含子

3

同源性

α和β29%同源

α和β29%同源

与α和β无同源

受体

α和β相同

α和β相同

与α和β不同

亚型

>23

1

1

氨基酸数

165~166*

166

146**

糖基化

有(80位)

有(25和97位)

热稳定性

稳定

稳定

不稳定

酸稳定性

稳定

稳定

不稳定

等电点

5~6

5~6

7~9

在牛细胞上活性

检不出

抗病毒速度

很快

抑制细胞活性

较弱

较弱

免疫调节作用

较弱

较弱

种族交叉活性

与Con A结合力

小或无

结合

结合

*有一类为172个氨基酸,有人把它称为IFN-w;**基因工程的为143个氨基酸

二、组织型纤溶酶原激活剂(t-PA)

对于血栓病的治疗有多种多样,如手术疗法、抗凝疗法、介入疗法等,但正如美国心脏病协会1999年提出的治疗指导意见那样,目前主要的疗法仍是溶栓疗法。组织型纤溶酶原激活剂(tissue-type plasminogen activator, t-PA)作为第二代特异性的溶栓药1987年被FDA批准上市。它是由美国Genetich公司用CHO细胞表达的,也是第一个用动物细胞大规模生产的基因工程产品。

三、单链尿型纤溶酶原激活剂-尿激酶原

作为第二代的又一个特异性的溶栓药,单链尿型纤溶酶原激活剂—尿激酶原(prourokinase,proUK)目前正在许多国家(包括我国)进行临床Ⅲ期试验,估计不久即可批准上市。在德国,它是用大肠杆菌表达的,称为saruplase。在美国,是用骨髓瘤细胞表达的,称为prolyse。

  

表2 尿激酶原与其他6种溶栓药的比较

药物

再通率%(3级)

死亡率(%)

颅内出血率(%)

再梗率(%)

SK

50(32)

8.93

0.5

15

APSAC

65(43)

10.3

--

10

UK

65(42)

8.7

0.5

10

t-PA

75(54)

7.78

0.89

20

RPA

75(60)

8.24

0.9

15~20

TNK-t-PA

80(66)

6.18

0.93

--

proUK

75(56)

5.7

0.6

5.3

 

四、促红细胞生成素

促红细胞生成素(Erythropoietin,EPO),又称血细胞生成素、红细胞刺激因子,是一种酸性糖蛋白。它的产生靠体内的氧分压调节,当氧分压降低时,近肾小管周围的间质细胞的细胞膜上的感受器就会产生信号,促进细胞生成EPO,并促进红细胞的增生,而当红细胞生成增加,改善了氧的供应,则可反过来抑制EPO的产生。

五、凝血因子Ⅷ

人体内凝血系统和抗凝血系统、纤溶系统和抗纤溶系统一直处于相对平衡的状态。一旦由于某个原因失去了平衡,就会引起出血或形成血栓。在凝血系统中,至今已发现的凝血因子有11个,根据世界卫生组织国际凝血因子命名委员会的规定,按其发现的先后次序,统一用罗马数字命名。

 

3 凝血因子及其特性

同义名

合成场所

基因长(kd)

分子量(KD)

氨基酸残基数

含糖量(%)

血浆浓度(mg/l)

半衰期(h)

功能

纤维蛋白原

50

340

2964

3~4

2000~4000

90

蛋白酶原

凝血酶原

27

72

579

8.2

150~200

60

蛋白酶原

组织因子

组织细胞

12.4

45

263


0

-

辅因子

易变因子

前加速因子

80

330

2196

11~18

5~10

12~15

辅因子

稳定因子

12.8

50

406

9.1

0.5~2

6~8

蛋白酶原

抗血友病球蛋白

肝,内皮细胞

186

330

2332

6

0.1

8~2

辅因子

Christmas因子

34

56

415

26

3~4

12~24

蛋白酶原

Stuart-Prower因子

22

59

448

10

6~8

48~72

蛋白酶原

血浆凝血酶原前质

23

160

1214

12

4~6

48~84

蛋白酶原

Hageman因子

11.9

80

596

15

2.9

48~52

蛋白酶原

纤维蛋白稳定因子

骨髓, 肝

27

320

2744

5

25

72~120

蛋白酶原

 

注:1。IV因子为钙离子;2。VI因子为V因子的衍生物,属同一因子;3 VW因子是VIII因子的载体.

 

六、乙型肝炎疫苗

乙肝病毒是由Dane在1970年通过电镜观察发现的,故称之为Dane颗粒,它是一种直径为42nm的圆球体,内有一个直径为27nm的核心,含双链DNA,外面由乙肝表面抗原蛋白组成,无感染性。在乙肝病人血液内,除了可见有完整的Dane颗粒外,还可见到数量大于Dane颗粒500~1000倍以上的直径为22nm的小颗粒,它在早期被用作血源疫苗的原材料,1981年美国Merck公司第一个被批准生产,我国则在1985年批准大量生产。这种血源性的疫苗被称为第一代乙肝疫苗,由于血源来源有限、成本高、有感染爱滋病等其他血源性传染病的危险,因此目前许多国家已停止生产,而转入用基因工程的技术生产更加安全、有效的第二代疫苗。