基因工程药物与疫苗课件

基因工程药物与疫苗基因工程药物与疫苗Genetically Engineered Drugs and Vaccines Drugs and Vaccines 基因工程药物概论基因工程药物概论基因工程蛋白质类药物基因工程蛋白质类药物基因工程疫苗基因工程疫苗Drugs and Vaccines 第第 一一 节节基因工程药物概论基因工程药物概论Introduction to Genetically Engineered Drugs Drugs and Vaccines 基因工程药物基因工程药物是指采用基因工程技术研制的，能预防和治疗某种疾病但含量是指采用基因工程技术研制的，能预防和治疗某种疾病但含量极微而难以用传统方法制取的特殊药物。极微而难以用传统方法制取的特殊药物。Drugs and Vaccines 一、基因工程药物种类一、基因工程药物种类蛋白蛋白细胞因子药物细胞因子药物蛋白类激素蛋白类激素溶血栓药物溶血栓药物治疗用酶治疗用酶可溶性受体和黏可溶性受体和黏附分子附分子其它其它核酸核酸DNA药物药物反义反义RNA药物药物RNAi药物药物核酶核酶Drugs and Vaccines 二、建立基因高效表达系统二、建立基因高效表达系统 微生物表达系统微生物表达系统 1动物细胞表达系统动物细胞表达系统2动物活体表达系统动物活体表达系统3植物表达系统植物表达系统4Drugs and Vaccines 三、基因工程药物与疫苗的现状三、基因工程药物与疫苗的现状重金支持重金支持鼓励研发鼓励研发Drugs and Vaccines 全球生物医药产业发展迅猛全球生物医药产业发展迅猛生物药品的销售呈现较快的增长。上世纪生物药品的销售呈现较快的增长。上世纪9090年代年代以后，全球生物药品销售额以年均以后，全球生物药品销售额以年均30%30%的速度增长，的速度增长，这个速度大大高于全医药行业年均不到这个速度大大高于全医药行业年均不到10%10%的增长的增长速度。速度。生物药品销售额占整个医药行业销售额的比例不生物药品销售额占整个医药行业销售额的比例不断提高，从断提高，从19951995年的不足年的不足4%4%提高到提高到20002000年的年的9%9%。如如20002000年全球生物技术产品总额突破年全球生物技术产品总额突破600600亿美元，亿美元，年增长率超过年增长率超过20%20%，其中，其中EPOEPO和和CG-CSFCG-CSF的单品种销的单品种销售额均超过售额均超过1010亿美元。亿美元。另一方面，生物医药技术的研发投入不断增加。另一方面，生物医药技术的研发投入不断增加。以美国为例，生物医药研究研发领域的人均投入以美国为例，生物医药研究研发领域的人均投入为其他工业领域的为其他工业领域的1010倍。倍。Drugs and Vaccines 我国生物制药产业现状我国生物制药产业现状据估算，我国生物制药的总体产业规模仅为据估算，我国生物制药的总体产业规模仅为8080亿元上下。具体为血液制品亿元上下。具体为血液制品3030亿元、诊断试剂亿元、诊断试剂5 5亿元、生物基因药物亿元、生物基因药物1515亿元、生化制药亿元、生化制药3030亿亿元。元。近几年来我国生物药品市场的进口率趋于下降，近几年来我国生物药品市场的进口率趋于下降，目前这个比率保持在目前这个比率保持在36%36%左右。左右。Drugs and Vaccines 第第 二二 节节蛋白质多肽类药物蛋白质多肽类药物Protein and Peptide Drugs Drugs and Vaccines 基因工程细胞因子类药物基因工程细胞因子类药物1基因工程肽类激素药物基因工程肽类激素药物2重组溶血栓药物重组溶血栓药物3基因工程酶类药物基因工程酶类药物4基因工程蛋白质类药物基因工程蛋白质类药物重组可溶性受体和黏附分子重组可溶性受体和黏附分子5Drugs and Vaccines 细胞因子是指机体细胞合成和分泌的细胞因子是指机体细胞合成和分泌的小分子多小分子多肽类因子肽类因子，它们具有调节机体的生理功能和免，它们具有调节机体的生理功能和免疫功能，因而有可能利用基因工程技术进行生疫功能，因而有可能利用基因工程技术进行生产，用于治疗肿瘤、感染、免疫低下、造血功产，用于治疗肿瘤、感染、免疫低下、造血功能障碍等疾病。目前已研制成功或正在研制的能障碍等疾病。目前已研制成功或正在研制的基因工程细胞因子类药物主要有基因工程细胞因子类药物主要有促红细胞生成促红细胞生成素素(EPO)、集落刺激因子集落刺激因子(CF)、干扰素干扰素（IFN）、）、白细胞介素白细胞介素(IL)、肿瘤坏死因子肿瘤坏死因子(TNF)、趋化因趋化因子子、生长因子生长因子（GF）和）和凝血因子凝血因子（F）等。）等。一、基因工程细胞因子类药物一、基因工程细胞因子类药物Drugs and Vaccines 二、基因工程肽类激素药物二、基因工程肽类激素药物肽类激素是由肽类激素是由内分泌腺内分泌腺或或内分泌细胞内分泌细胞产生和产生和分泌的生物活性物质，经血液循环，局部弥分泌的生物活性物质，经血液循环，局部弥散到相应的组织和细胞散到相应的组织和细胞与受体特异结合与受体特异结合发挥发挥其其调节作用调节作用，参与机体的生长、发育、生殖，参与机体的生长、发育、生殖等多种生命活动过程。但是在特殊情况下，等多种生命活动过程。但是在特殊情况下，有些非内分泌细胞可变为内分泌细胞产生激有些非内分泌细胞可变为内分泌细胞产生激素。其实人体的所有细胞内都存在编码这些素。其实人体的所有细胞内都存在编码这些激素的基因，都有产生激素的能力，只是有激素的基因，都有产生激素的能力，只是有的细胞内这些基因处于沉默状态而已。的细胞内这些基因处于沉默状态而已。Drugs and Vaccines 基因工程肽类激素药物有：基因工程肽类激素药物有：基因重组人生长激素基因重组人生长激素(hGH)重组人胰岛素重组人胰岛素重组人降钙素重组人降钙素重组心钠素重组心钠素(ANP)重组人甲状旁腺素重组人甲状旁腺素重组人胰高血糖素和重组人胰高血糖素样肽重组人胰高血糖素和重组人胰高血糖素样肽-1重组人促黄体素重组人促黄体素Drugs and Vaccines 三、重组溶血栓药物三、重组溶血栓药物急性心肌梗塞、脑梗塞等血栓性疾病的致残率急性心肌梗塞、脑梗塞等血栓性疾病的致残率和致死率都很高和致死率都很高,严重威胁人类生命和健康。严重威胁人类生命和健康。而治疗血栓性疾病的安全有效的手段是溶血栓。而治疗血栓性疾病的安全有效的手段是溶血栓。临床使用的溶血栓药物有临床使用的溶血栓药物有纤溶酶原激活剂纤溶酶原激活剂、链、链激酶、尿激酶、葡萄球菌激酶以及水蛭素等，激酶、尿激酶、葡萄球菌激酶以及水蛭素等，大部分已有基因重组药物产品。大部分已有基因重组药物产品。Drugs and Vaccines 四、基因工程酶类药物四、基因工程酶类药物重组超氧化物歧化酶重组超氧化物歧化酶（superoxide dismutase,SODsuperoxide dismutase,SOD）重组端粒酶重组端粒酶(telomerase)(telomerase)、重组胸苷激酶（重组胸苷激酶（thymidine kinase,TKthymidine kinase,TK）重组葡糖脑苷脂酶（重组葡糖脑苷脂酶（glucocerebrosidase,GCglucocerebrosidase,GC）重组蛇毒磷脂酶重组蛇毒磷脂酶2(phosphlipaseA2,PLA2)2(phosphlipaseA2,PLA2)重组重组DNADNA甲基化酶甲基化酶1(DNA methyl tranferase 1,DNMT1)1(DNA methyl tranferase 1,DNMT1)重组乙酰胆碱酯酶重组乙酰胆碱酯酶(acetyl choline esterase,AChE)(acetyl choline esterase,AChE)重组重组D-D-氨基酸氧化酶氨基酸氧化酶(D-amino acid oxidase,DAAO)(D-amino acid oxidase,DAAO)重组基质金属蛋白酶重组基质金属蛋白酶(matrix metalloproteinase,MMP)(matrix metalloproteinase,MMP)Drugs and Vaccines 第第 三三 节节基因工程疫苗基因工程疫苗Genetically Engineered VaccinesDrugs and Vaccines 疫苗疫苗 通过注射或通过黏膜途径接种，可以诱导机通过注射或通过黏膜途径接种，可以诱导机体产生针对特定致病原的特异性抗体或细胞免体产生针对特定致病原的特异性抗体或细胞免疫，从而使机体获得保护或消灭该致病原能力疫，从而使机体获得保护或消灭该致病原能力的生物制品统称为疫苗。的生物制品统称为疫苗。疫苗的基本成分包括抗原、佐剂、防腐剂疫苗的基本成分包括抗原、佐剂、防腐剂及其他活性成分。及其他活性成分。Drugs and Vaccines 抗原抗原是疫苗最主要的成分，决定疫苗的免疫性能。是疫苗最主要的成分，决定疫苗的免疫性能。作为抗原的生物活性物质有：作为抗原的生物活性物质有：灭活的细菌或病毒，通过多灭活的细菌或病毒，通过多次传代得到的减毒细菌或病毒，病毒或细菌的提纯物，有效的蛋白成次传代得到的减毒细菌或病毒，病毒或细菌的提纯物，有效的蛋白成分，类病毒，细菌多糖，合成多肽，以及分，类病毒，细菌多糖，合成多肽，以及DNADNA疫苗等。疫苗等。佐剂佐剂是能够增强抗原的特异性免疫应答的物质，它是能够增强抗原的特异性免疫应答的物质，它应该无毒、安全，并且稳定，比如油制佐剂。应该无毒、安全，并且稳定，比如油制佐剂。防腐剂防腐剂是保证疫苗在储存期不会被微生物污染。是保证疫苗在储存期不会被微生物污染。稳稳定剂定剂是为保证作为抗原的病毒或其他微生物能够维是为保证作为抗原的病毒或其他微生物能够维持其免疫活性稳定的物质等。持其免疫活性稳定的物质等。另外，疫苗在制备时还需要加入适当的缓冲剂、盐另外，疫苗在制备时还需要加入适当的缓冲剂、盐类等成分。类等成分。Drugs and Vaccines 基因工程疫苗包括基因亚单位疫苗、基因工程基因工程疫苗包括基因亚单位疫苗、基因工程载体疫苗、核酸疫苗、基因缺失活疫苗、合成载体疫苗、核酸疫苗、基因缺失活疫苗、合成肽疫苗和抗独特型抗体疫苗。肽疫苗和抗独特型抗体疫苗。基因工程亚单位疫苗：基因工程亚单位疫苗：是利用基因工程技术制成的蛋白抗原。例是利用基因工程技术制成的蛋白抗原。例如：基因工程乙型肝炎抗体疫苗等如：基因工程乙型肝炎抗体疫苗等