生物技术药物课件

生物药物生物药物 （供药学类专业用）（供药学类专业用）广西医科大学生物化学与分子生物学教研室广西医科大学生物化学与分子生物学教研室 主讲教师：蓝秀万主讲教师：蓝秀万 2008.122008.12第十四章第十四章本章内容概要本章内容概要第一节第一节 生物药物概述生物药物概述 第二节第二节 生物药物的分类与临床用途生物药物的分类与临床用途 第三节第三节 生物药物的研究进展生物药物的研究进展第四节第四节 生物技术药物生物技术药物第一节第一节 生物生物药物概述药物概述一、生物药物的概念一、生物药物的概念 化学药物化学药物、生物药物生物药物与与中草药中草药是人类防病、是人类防病、治病的治病的三大三大药源。药源。生物药物（生物药物（BiopharmaceuticsBiopharmaceutics）利用生物利用生物体、体、生物组织或其成分，综合应用生物学、生生物组织或其成分，综合应用生物学、生物化学、微生物学、免疫学、物理化学和药学物化学、微生物学、免疫学、物理化学和药学的理论与方法进行加工、制造而成的一大类预的理论与方法进行加工、制造而成的一大类预防、诊断、治疗的制品称为防、诊断、治疗的制品称为生物药物。生物药物。广义的生物药物广义的生物药物包括从动物、植物、微生包括从动物、植物、微生物等生物体中制取的各种物等生物体中制取的各种天然生物活性物天然生物活性物质质及其及其人工合成或半合成的天然物质类似人工合成或半合成的天然物质类似物。物。生物制品生物制品生化药品生化药品动物、植物、微生物等动物、植物、微生物等人工合成或半合成的天然类似物人工合成或半合成的天然类似物1、基因重组多肽、蛋白质类治疗剂、基因重组多肽、蛋白质类治疗剂2、基因药物、基因药物3、天然生物药物、天然生物药物4、合成与部分合成生物药物、合成与部分合成生物药物 1 1、即应用重组DNADNA技术（包括基因工程技术、蛋白质工程技术）制造的重组多肽、蛋白质类药物；2 2、即基因治疗剂、基因疫苗、反义药物和核酶等；3 3、即来自动物、植物、微生物和海洋生物的天然产物；4 4、合成与部分合成生物药物。生物药物已形成四大类型：生物药物已形成四大类型：生物技生物技术药物术药物化学药物化学药物或中药类或中药类二、生物药物的发展二、生物药物的发展公元前597年 （类似植物淀粉酶制剂）10世纪 我国种痘预防天花1796年英国医生琴纳发明牛痘苗公元11世纪 沈括 秋石“性激素”n取人尿三、五担，尿液新、陈均可用。发臭味的尿液也可以用。先把尿液放入大盆中，加入一倍清水，用棒棍不停地搅拌达数百次，然后静置使其澄清后，倾去上层清水。取沉渣，再兑入大量清水再搅，静置后取沉渣。这样重复数遍，直到沉渣不现任何臭味为止。这些沉渣便是秋石了。待其干燥后，便成为洁白的粉末。然后，用人奶汁和成膏，曝干。干后再加奶汁研膏。如此重复九遍，最后做成丸药备用。古代古代近代近代现代现代植物、动物脏器用于治疗疾病植物、动物脏器用于治疗疾病使用预防制品预防传染性疾病使用预防制品预防传染性疾病天然与人工产品、基因工程产品天然与人工产品、基因工程产品按纯度、工艺特点等将生物药物的发展阶段分为：按纯度、工艺特点等将生物药物的发展阶段分为：第一代：利用生物材料加工的粗制品第一代：利用生物材料加工的粗制品 成分不明成分不明 工艺简单工艺简单 有一定疗效有一定疗效 如：脑垂体后叶制剂、肾上腺提取物等如：脑垂体后叶制剂、肾上腺提取物等第二代：根据生物化学和免疫学而进行的精制品第二代：根据生物化学和免疫学而进行的精制品 成分明成分明 确确 疗效确切疗效确切如：胰岛素、尿激酶、肝素、香菇多糖、前列腺素如：胰岛素、尿激酶、肝素、香菇多糖、前列腺素E E等等第三代：应用现代生物技术生产的天然活性物第三代：应用现代生物技术生产的天然活性物 应用蛋白工程原理设计的天然类似物应用蛋白工程原理设计的天然类似物 如：如：19821982年胰岛素、年胰岛素、-干扰素、白介素干扰素、白介素-2-2、乙肝疫苗、乙肝疫苗目前三生物药物处于目前三生物药物处于并存、竞争、互补并存、竞争、互补共同发展。共同发展。甘甘乐乐能能(多多剂剂量量笔笔)基基因因工工程程干干扰扰素素n药理学特性：药理学特性：治疗的针对性强治疗的针对性强 如：如：CytCyt c c 药理活性高药理活性高 如：如：ATPATP 毒副作用小，营养价值高毒副作用小，营养价值高 生理副作用常有发生生理副作用常有发生 三、生物药物的特点三、生物药物的特点在生产、制备中的特殊性：原料中有效物质含量低 如：胰腺中 胰岛素 0.002%稳定性差 易腐败 注射用药有特殊要求检验上的特殊性：由于生物药物具有特殊的生理功能，因此生物药物不仅要有理化检验指标，更要有生物活性检验指标。这也是生物药物生产的关键。第二节第二节 生物药物的分类及临床用途生物药物的分类及临床用途一、生物药物的分类一、生物药物的分类按药物的来源物制造方法分类按药物的化学本质和化学特性分类按药物的生理功能和临床用途分类（一）按来源和制造方法分类（一）按来源和制造方法分类1、动物来源、动物来源 许多生物药物来源于动物脏器。许多生物药物来源于动物脏器。（占较大比重占较大比重）动物：家畜（猪、马、牛、羊等）、家禽和动物：家畜（猪、马、牛、羊等）、家禽和 海洋生物。海洋生物。人体组织来源疗效好、无副作用，来源有限。人血液制品类、人胎盘制品类、人尿制品类。2、微生物、微生物（微生物发酵法微生物发酵法生产是生物药物的生产是生物药物的重要途径重要途径）优点：（1）微生物及其代谢物资源丰富。（2）易培养，产量高，成本低。（3）可综合利用，可通过诱变培育优良菌种。（4）微生物体内酶的转化作用可进行生物药物的半合成。n生产规模较大的有氨基酸、核酸及其降解物、酶和辅酶等；n多肽、蛋白质、糖、脂、维生素、激素和有机酸。3、植物、植物食用植物食用植物药用植物药用植物4、生物技术产品、生物技术产品干扰素干扰素白细胞介素白细胞介素集落刺激因子集落刺激因子肿瘤坏死因子肿瘤坏死因子疫苗疫苗目前已经拥有的基因工程产品目前已经拥有的基因工程产品胰岛素（胰岛素（1982年）年）人生长素（人生长素（1987年）年）干扰素（干扰素（1987年）年）乙肝疫苗（乙肝疫苗（1987年）年）人组织纤溶酶原激活剂（人组织纤溶酶原激活剂（1988年）年）SOD（1990年）年）促红细胞生长素（促红细胞生长素（1988年）年）人白介素人白介素-2（1989年）年）集落细胞刺激因子（集落细胞刺激因子（1990年）年）5、化学合成、化学合成氨基酸氨基酸多肽多肽蛋白质蛋白质维生素维生素激素激素胆酸胆酸核酸降解物核酸降解物结构改造达到高效、长效和高转移性；化学修饰提高稳定性和降低抗原性。（二）按化学本质和化学特性分（二）按化学本质和化学特性分美国科学家 乔恩格兰特 “N-乙酰半胱氨酸”的氨基酸能抑制某些人的赌瘾 n应用微生物（细菌、噬菌体、立克次体、病毒等）、微生物代谢产物、寄生虫和动物的毒素、人或动物的血液或组织等，直接制成或用现代生物技术、化学方法制成，作为预防、治疗、诊断特定传染病或其它有关疾病的制剂，通称生物制品。n（1、菌苗、2、疫苗、3、类毒素）接种后，能刺激人体自动产生免疫力，这种方法叫“人工自动免疫法”，这类制品叫“自动免疫制剂”。n（4）免疫血清是抗毒、抗菌、抗病毒血清的总称。这类血清中含有大量抗体，注入人体后，人体不用自身制造抗体，就可以获得免疫力，这种免疫方法叫“人工被动免疫法”，这类制品叫“被动免疫制剂”。n（5）人血液制品如冻干人血白蛋白、人血雨种球蛋白等。n（6）诊断用品供诊断用，如结核菌素等（三）按生理功能和用途分类二、生物药物的临床用途二、生物药物的临床用途（一）治疗药物（一）治疗药物1、内分泌障碍治疗药：、内分泌障碍治疗药：胰岛素胰岛素降低血糖的激素，治疗糖尿病降低血糖的激素，治疗糖尿病 生长素生长素生长、发育，治疗侏儒症生长、发育，治疗侏儒症2、维生素类、维生素类A、D、E、K、C、B族族治疗维生素缺乏症治疗维生素缺乏症3、中枢神经系统药、中枢神经系统药 L-多巴多巴治疗神经震颤治疗神经震颤 人工牛黄人工牛黄镇静、抗惊厥镇静、抗惊厥 脑啡肽脑啡肽镇痛镇痛4、血液和造血系统药、血液和造血系统药 血红素血红素抗贫血、升高血红蛋白抗贫血、升高血红蛋白 肝素肝素抗凝血抗凝血 凝血酶凝血酶止血止血 右旋糖酐右旋糖酐增血容量增血容量5、呼吸系统药、呼吸系统药 平喘平喘前列腺素、肾上腺素前列腺素、肾上腺素 祛痰祛痰乙酰半胱氨酸乙酰半胱氨酸 镇咳镇咳蛇胆、鸡胆蛇胆、鸡胆6、心血管系统药、心血管系统药 降血压降血压甲巯丙脯酸、激肽释放酶甲巯丙脯酸、激肽释放酶 降血脂降血脂弹性蛋白酶、猪去氧胆酸弹性蛋白酶、猪去氧胆酸 治疗冠心病治疗冠心病类肝素、硫酸软骨素类肝素、硫酸软骨素A7、消化系统药、消化系统药 助消化助消化胰酶、胃蛋白酶胰酶、胃蛋白酶 治疗溃疡治疗溃疡胃膜素、维生素胃膜素、维生素U 止泻药止泻药鞣酸蛋白鞣酸蛋白8、抗病毒药、抗病毒药 抑制病毒核酸合成抑制病毒核酸合成碘苷、三氟碘苷碘苷、三氟碘苷 抑制病毒合成酶抑制病毒合成酶阿糖腺苷、无环鸟苷阿糖腺苷、无环鸟苷 调节免疫功能调节免疫功能干扰素、异丙肌苷干扰素、异丙肌苷9、抗肿瘤药、抗肿瘤药 核酸类抗代谢物核酸类抗代谢物阿糖胞苷（阿糖胞苷（Arc）、）、6-MP、5-FU 抗癌大分子抗癌大分子天冬酰胺酶天冬酰胺酶 提高免疫力抗癌物提高免疫力抗癌物IL-2、干扰素、集落干扰素、集落 细胞刺激因子细胞刺激因子10、抗辐射药抗辐射药 SOD抗氧化、抗损伤抗氧化、抗损伤 MPG（2-巯基丙酰甘氨酸）巯基丙酰甘氨酸）细胞免于破坏细胞免于破坏11、计划生育用药、计划生育用药 口服避孕药口服避孕药复方炔诺酮复方炔诺酮 早中期引产药早中期引产药PGE及其类似物及其类似物12、生物制品类治疗药、生物制品类治疗药 人血免疫球蛋白人血免疫球蛋白破伤风、甲肝、乙肝破伤风、甲肝、乙肝 抗毒素抗毒素白喉抗毒素白喉抗毒素 抗血清抗血清蛇毒抗血清等蛇毒抗血清等（二）预防药物（二）预防药物1、菌苗、菌苗 活菌苗（鼠疫、炭疽）、死菌苗（霍乱、活菌苗（鼠疫、炭疽）、死菌苗（霍乱、百日咳、伤寒）、纯化与组分菌苗（流行性百日咳、伤寒）、纯化与组分菌苗（流行性脑膜炎、多糖菌苗）脑膜炎、多糖菌苗）2、疫苗、疫苗 减毒疫苗（脊髓灰质炎、腮腺炎）、灭减毒疫苗（脊髓灰质炎、腮腺炎）、灭活疫苗（乙型脑炎、狂犬病）活疫苗（乙型脑炎、狂犬病）3、类毒素、类毒素 经过甲醛等处理的细菌毒素（破伤风类经过甲醛等处理的细菌毒素（破伤风类毒素、白喉类毒素）毒素、白喉类毒素）4 4、基因疫苗基因疫苗（genetic genetic vaccination,DNAvaccination,DNA疫苗疫苗)是将外源基因克隆在表达质粒上，直接注射是将外源基因克隆在表达质粒上，直接注射到动物体内，外源基因表达抗原而犹大机体到动物体内，外源基因表达抗原而犹大机体产生免疫应答。产生免疫应答。（三）诊断药物（三）诊断药物1、免疫诊断试剂、免疫诊断试剂2、酶诊断试剂、酶诊断试剂3、器官功能诊断药物、器官功能诊断药物 利用某些药物对器官功能的刺激作用、排泄利用某些药物对器官功能的刺激作用、排泄速度或味觉等以检查器官功能顺害程度。速度或味觉等以检查器官功能顺害程度。4、放射性核素诊断药物、放射性核素诊断药物如：如：131碘化血清白蛋白碘化血清白蛋白 用于测定心脏放射图用于测定心脏放射图5、诊断用、诊断用McAb6、基因诊断芯片、基因诊断芯片（四）其他生物医药用品（四）其他生物医药用品1、生化试剂、生化试剂2、生物医学材料、生物医学材料如：如：止血海绵，牛、猪心脏瓣膜，人工止血海绵，牛、猪心脏瓣膜，人工肾脏，人工胰脏等。肾脏，人工胰脏等。3、营养保健品及美容化妆品、营养保健品及美容化妆品第三节第三节 生物药物的研究进展生物药物的研究进展一、资源的综合利用与扩大开发一、资源的综合利用与扩大开发1、脏器综合利用、脏器综合利用2、血液综合利用、血液综合利用3、人尿综合利用、人尿综合利用4、新资源的开发利用、新资源的开发利用二、利用现代生物技术大力发展生物二、利用现代生物技术大力发展生物药物药物现代主要开发领域：现代主要开发领域：生理活性物质生理活性物质干扰素干扰素抗体抗体疫苗疫苗抗生素抗生素维生素维生素医疗诊断制品医疗诊断制品三、从天然存在的生理活性物质中寻找新三、从天然存在的生理活性物质中寻找新的生物药物的生物药物苍蝇-抗菌肽 我国科学家成功地从苍蝇体内分离出抑制多种病源菌和病毒的抗菌肽，使苍蝇这一让人无比讨厌的“四害”之一，有望成为人类多种疾病的克星。四、利用化学合成和蛋白质工程技术创四、利用化学合成和蛋白质工程技术创造研制新的生物药物造研制新的生物药物五、中西医结合创制新的生物药物五、中西医结合创制新的生物药物六、努力提高产品质量，优化产品结构六、努力提高产品质量，优化产品结构开发新剂型开发新剂型第四节 生物技术药物n生物技术药物生物技术药物（也称（也称基因工程药物基因工程药物，Biotech drugsBiotech drugs），指以），指以DNADNA重组技术生重组技术生产的蛋白质、多肽、酶、激素、疫苗、产的蛋白质、多肽、酶、激素、疫苗、单克隆抗体和细胞生长因子类药物。单克隆抗体和细胞生长因子类药物。一、生物技术药物的主要品种n欧美 批准上市116个 正审批723 个 n 研究700多个n我国 批准上市21个 n 二、生物技术药物发展趋势二、生物技术药物发展趋势n（一）生物技术药物的发展已进入蛋白工程药物的新时期n 提高重组蛋白活性，改善稳定性，提高生物利用度，延长在体内半衰期，降低免疫原性等。n（二）新的高效表达系统的研究与应用nE.coli(34种），中国仓鼠卵巢细胞(Chinese hamster ovary，CHO）（14种），幼仓鼠细胞（2种）和酿酒酵母（11种）n真菌、昆虫细胞、转基因动、植物n3、将基因组研究成果转化为生物技术新药的研究与开发n蛋白质是构成人类组织器官的基本成分，是致病的根源，也是药物瞄准的“靶子”。人类迄今为止共开发了2000多种药物，都只建立在500种蛋白质上。伯杰龙说，国际蛋白质组工程将在20年内发现5000种功能性蛋白，从而为治疗目前尚无法治疗的绝症提供无限广阔的前景。n4、研究与开发生物技术药物的新剂型谢谢！