基因工程的应用医药课件

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C,）等。,基因工程在药学方面的应用,基因工程概述,基因工程,是指在体外将核酸分子插入病毒、质粒 或其它载体分子，构成遗传物质的新组合，并使之参入到原先 没有这类分子的寄主细胞内，而能持续稳定地繁殖。,第一个重要特征是跨越天然物种屏障的能力,，,即把来自,任何一种生物的基因,放置在与其,毫无亲缘关系,的新寄主生物细胞中去的能力。,第二个特征是，它强调了一种确定的,DNA,小片段在新寄主细胞中进行扩增的事实,。,才能制备到大,量,纯化的,DNA,片断,，,从而拓宽了分子生物 学的领域，使之在生物制药领域有巨大的应用。,基因工程有两个重要特征：,基因工程抗病毒疫苗,为人类抵御病毒侵袭提供了用武之地。基因工程乙型肝炎疫苗、狂犬病疫苗、流行性出血热病毒疫苗、轮状病毒疫苗等应用于临床，提高了人类对各种病毒病的抵御能力。,比如，乙型肝炎病毒疫苗的问世，使我国新生儿不再遭遇乙型肝炎病毒的侵袭，也降低了人群肝癌的发病率。,又如，为治愈癌症正在研制的用单克隆抗体制成的,“,生物导弹,”,，就是按照人类的设计，把,“,生物导弹,”,发射出去，精确地命中癌细胞，并炸死癌细胞而不伤害健康的细胞。,基因工程抗病毒疫苗,基因工程治疗疾病,临床实践已经表明，基因治,疗,已经变革了整个医学的预防和治疗领域。比如，不治之症,白痴病，用健康的基因更换或者矫正患者的有缺损的基因，就有可能根治这种疾病。,1.,基因工程治疗胰腺癌,Konner et al,在临床前动物模型中已证实,VEGF-Trap,能有效抑制肿瘤生长和血管形成,导致肿瘤几乎完全无血供的状态；腺病毒,ONYX-015,是,E1B(55 kDa),基因缺失的腺病毒,而,E1B,基因与肿瘤抑制蛋白,P53,结合,能阻断,P53,介导的转录活性,目前已经用于治疗胰腺癌,。,基因治疗,第一个基因临床治疗的方案(1990.,(1)基因导入系统缺乏靶向性，效率也较低；,选择运输治疗基因的载体，将治疗基因转录患者体内,基因工程自20世纪70年代兴起后，在短短的30年间，得到了飞速发展，目前已成为生物科学的核心技术。,才能制备到大量纯化的DNA片断，从而拓宽了分子生物 学的领域，使之在生物制药领域有巨大的应用。,目前基因治疗领域存在的主要问题是有效性和安全性主要表现为：,第一个重要特征是跨越天然物种屏障的能力 ，即把来自任何一种生物的基因放置在与其毫无亲缘关系的新寄主生物细胞中去的能力。,我们着重介绍其在药学方面的应用。,进入细胞的外源基因必须完整无损。,基因工程在药学方面的应用,利用基因工程技术开发一个药物，一般要经过以下几个步骤：,(2)目前针对遗传性疾病的基因治疗方案大多采用逆转录病毒载体，其插入或整合到染色体的位置是随机的，有引起插入突变及细胞恶性转化的潜在危险；,目的基因片断的获得:可以通过化学合成方法来合成已知核苷酸序列的DNA片段；,基因工程在法律方面存在的问题,基因工程是指在体外将核酸分子插入病毒、质粒 或其它载体分子，构成遗传物质的新组合，并使之参入到原先 没有这类分子的寄主细胞内，而能持续稳定地繁殖。,Ada基因整合到病毒核酸上,基因治疗,2.,基因工程治疗糖尿病,近年来， 人们进一步拓展思路,2000,年，,Lee,构建了一种能够表达单链胰岛素类似物的基因。这种单链胰岛素类似物是将,E,肽由一段,7,个氨基酸的短肽替代，直接连接,C,，,D,两链，省去了传统的加工程序。这种单链胰岛素类似物的作用要明显强于胰岛素原，与人胰岛素的作用相近，能有效降低糖尿病大鼠的血糖达,14,天。,基因治疗的概念,基因治疗：,是把特定的外源基因导入到有基因缺陷的细胞中，从而达到治疗的目的。,1990,年,9,月,4,日，美国科学家进行了世界上第一例临床基因治疗。,基因治疗的步骤,3.,治疗基因的表达,1.,选择治疗基因,通常采用“缺什么补什么”的原则。,采用的载体的病毒。,进入细胞的外源基因必须完整无损。,2.,选择运输治疗基因的载体，将治疗基因转录患者体内,腺苷脱氨酶,(ADA),缺乏的严重联合免疫缺陷,(SCID),病因,:,淋巴细胞缺乏,ADA,酶,腺苷、,dATP,堆积,破坏免疫功能,患儿很少活到成年,第一个基因临床治疗的方案,(1990.9.14,NIH,),治疗策略：,淋巴细胞,ADA,酶,恢复至正常水平的,5%-10%,维持免疫系统功能,改善病人症状,正常人与患者情况的对比,基因治疗,SICD,过程的示意图,某种病毒,Ada,基因整合到病毒核酸上,该病毒感染,T,淋巴细胞，同时将,ada,基因导入,T,淋巴细胞,将携带正常,ada,基因的,T,淋巴细胞在注入患者体内,培养,T,淋巴细胞,从患者体内分离出,T,淋巴细胞,携带正常,ada,基因的细菌,基因工程诊,断,运用基因手段诊病,从基因中寻找病根，旨在根治遗传性疾病和为癌症、艾滋病、白痴病之类的,“,不治之症,”,寻找新的诊断渠道。目前，聚合酶链反应的基因诊断技术是在基因水平上对人体疾病进行诊断的最新技术。,基因工程诊,断,基因诊断,又称,DNA,诊断,，主要是从基因水平确定病变基因及其定位。,目前已建立起多种病变基因的诊断和治疗方法，如,：,PCR,扩增靶序列法、限制性片段长度多态性分析法（,RFLP,）、,DNA,与,DNA,芯片杂交病变图谱法等。,又如：,唐氏综合征产前基因诊断,、,血友病的基因诊断,、,苯丙酮尿症（,PKU,）的基因诊断,等。,这一诊断技术的问世，为我们的医疗服务提供了不少的便捷。,基因工程在现代社会中的应用与前景,基因工程是新世纪的最具发展前景的工程，随着生物科学技术的发展，基因工程的某些成果已经成功应用于我们的生活中，然而我们对基因的了解并没有想象中的那么彻底，基因工程的发展仍需要几代人的探索。,基因工程的概念是，在基因水平上，采用与工程设计十分类似的方法，按照人类的需要进行设计，然后按设计方案创建出具有某种新的性状的生物新品系，并能使之稳定地遗传给后代。,基因工程所面临的问题,1.,用基因工程活疫苗的安全性问题,2.,基因治疗面临的问题和挑战,3.,基因诊断与基因治疗中的伦理问题,4.,基因工程在法律方面存在的问题,用基因工程活疫苗的安全性问题,兽用基因工程生物制品的安全性问题出现在研究、开发、生产、使用、越境转运、废弃物处理等各个环节中的有关活动，尤其是在兽用基因工程活疫苗环境释放后更为明显。兽用基因工程活疫苗的安全性问题主要表现在对人类、动物健康和对生态环境的潜在危害两个方面。,基因治疗面临的问题和挑战,基因治疗的发展经历了乐观与热情,、,失望与怀疑,、,理性与挑战的过程这是符合事物发展规律的,。,目前基因治疗领域存在的主要问题是有效性和安全性主要表现为,：,(1),基因导入系统缺乏靶向性,，,效率也较低,；,(2),目前针对遗传性疾病的基因治疗方案大多采用逆转录病毒载体,，,其插入或整合到染色体的位置是随机的,，,有引起插入突变及细胞恶性转化的潜在危险,；,(3),理想的基因治疗应能根据病变的性质和严重程度不同,，,调控治疗基因在适当的组织器官内和以适当的水平或方式表达但目前还达不到这一目标 。,基因诊断与基因治疗中的伦理问题,基因诊断与治疗所面临的伦理问题主要有三个方面：,1.,人类基因组所蕴涵的遗传信息的隐私权问题,；,2.,人类基因组图谱的临床使用与人的社会权利问题,；,3.,人类基因组信息的临床解释与心理压力以及名誉损害问题。,这三,个,的问题在基因诊断与基因治疗方面又有很多具体表现形式。,