1、生物制药工艺学第一章绪论（优选）生物制药工艺学第一章绪论l主要专业课主要专业课l本系开设：生物制药工艺学、生物药物分本系开设：生物制药工艺学、生物药物分析、药理学、药剂学、药事法规与管理、析、药理学、药剂学、药事法规与管理、制药设备、免疫学、基因工程、细胞工程、制药设备、免疫学、基因工程、细胞工程、酶工程等酶工程等l其他院校可能尚开设：其他院校可能尚开设：l药物化学、中草药学、中医学、人体解剖药物化学、中草药学、中医学、人体解剖生理学、市场学等生理学、市场学等第一章第一章 绪论绪论l第一节 生物药物概述l第二节 生物药物与生物制药工艺学第一节 生物药物概述l生物药物的概念l生物药物的性质l生物
2、药物的分类基本概念基本概念l 药物药物：预防、诊断、治疗疾病，改善生活质量和预防、诊断、治疗疾病，改善生活质量和影响人体生物学进程的物质。影响人体生物学进程的物质。包括：包括：化学药物：应用最普遍、数量最多的一类药物。化学药物：应用最普遍、数量最多的一类药物。植物药物：中草药，有几千年的应用历史。植物药物：中草药，有几千年的应用历史。生物药物生物药物l生物药物生物药物：利用生物体、生物组织或其成利用生物体、生物组织或其成分、综合应用生物学与医学生物化学与分、综合应用生物学与医学生物化学与分子生物学微生物学与免疫学物理化分子生物学微生物学与免疫学物理化学与工程学和药学的原理和方法进行加工、学与工
3、程学和药学的原理和方法进行加工、制造而成的一大类用于预防诊断治疗制造而成的一大类用于预防诊断治疗疾病和康复保健的制品疾病和康复保健的制品.1-内酰胺类抗生素，包括青霉素类、头孢菌素类。当他将自己的想法告诉他的亲友时，他的亲友大多数都奉劝他不要去冒这个风险，还是安心行医可靠。国家已批准多种基因工程药物和基因工程疫苗上市，包括重组人干扰素、促红细胞生成素、白细胞介素2、人生长素、尿激酶、重组改构人肿瘤坏死因子、神经生长因子、人胰岛素等，其中近1/3为国家创新药物，另有10多个品种在临床研究之中。系由乙型肝炎病毒外壳成分及其表面抗原组成，其本质为蛋白质，分子量在22,000-67,000，主要成分为
4、226个氨基酸残基组成的乙肝表面抗原。到了20世纪中期，疫苗种类日益增加。主要用于心血管疾病与抗肿瘤治疗.”听了少女的话，琴纳仿佛意识到了什么，然而又有点半信半疑。生物制药的研究发展趋势主要有粒细胞集落刺激因子,巨噬细胞集落刺激因子,促红细胞生成素等是世界上第一个商业规模应用的基因工程药物，于1982年就投放市场，用于治疗糖尿病。是世界上第一个商业规模应用的基因工程药物，于1982年就投放市场，用于治疗糖尿病。20世纪20年代，纯化胰岛素、甲状腺素、多种维生素等开始用于临床或保健。当他将自己的想法告诉他的亲友时，他的亲友大多数都奉劝他不要去冒这个风险，还是安心行医可靠。6月26日 各国科学家公
5、布了人类基因组工作草图。琴纳并不满足于已经取得的试验成功，他进而又想到：能不能给人接种牛痘呢？如果人也能接种牛痘，那么，人类就可找到预防天花的“秘方”了。细胞生长因子与组织制剂人胰岛素(h-Insuin)孙思邈（公元581-682年）首先用含维生素A丰富的羊肝治疗“雀目”（一种眼疾）。（1）多肽药物，主要有多肽激素和多肽细胞生长调节因子，如催产素、促皮质素(ACTH)和表皮生长因子(EGF)。l广义的生物药物包括：广义的生物药物包括：1.从动植物和微生物中制取的各种天然生从动植物和微生物中制取的各种天然生物活性物资。物活性物资。2.人工合成或半合成的天然物质类似物人工合成或半合成的天然物质类似
6、物.现代生物药物已形成了四大类型：现代生物药物已形成了四大类型：l 天然生物药物，即来自动物、植物、微生物和海天然生物药物，即来自动物、植物、微生物和海洋生物的天然产物，包括天然生化药物，微生物洋生物的天然产物，包括天然生化药物，微生物药物，海洋药物；药物，海洋药物；l 合成与部分合成的生物药物；合成与部分合成的生物药物；l 基因重组多肽，蛋白类治疗剂；基因重组多肽，蛋白类治疗剂；l 基因药物，即以基因药物，即以DNA,RNA为基础，研究而成的为基础，研究而成的基因治疗剂、基因疫苗基因治疗剂、基因疫苗,反义药物和核酶等。后二反义药物和核酶等。后二类生物药物也被列为新生物技术药物。类生物药物也被
7、列为新生物技术药物。生物药物的性质生物药物的性质l在化学构成上，生物药物十分接近于体内的正常生理物质,进入体内后也更易为机体所吸收利用和参与人体的正常代谢与调节。l在药理学上,生物药物具有更高的生化机制合理性和特异治疗有效性。l在医疗上，生物药物具有药理活性高、针对性强、毒性低、副作用小、疗效可靠及营养价值高等特点。本品是利用活牛体，以外科手术的方法在牛的胆囊内插入致黄因子，使之生成牛黄。主要有重组人胰岛素,重组人生长素,绒毛膜促性腺激素等,还有重组人白蛋白和重组人血红蛋白.生物技术药物已成为药品市场中一大类重要的品种，主要用于癌症、人类免疫缺陷病毒性疾病、心血管疾病、糖尿病、贫血、自身免疫性
8、疾病、基因缺陷病症和许多遗传疾病等的治疗。后来，碰破的手指又接触到奶牛常患的痘疮上，第三天，我手上就生出了几颗小痘疮。主要用于心血管疾病与抗肿瘤治疗.（1）助消化酶类 如胃蛋白酶,胰酶,纤维素酶等当时，法国的啤酒业在欧洲是很有名的，但啤酒常常会变酸，整桶的芳香可口啤酒，变成了酸得让人咧嘴的粘液，只得倒掉，这使酒商叫苦不迭，有的甚至因此而破产。主要有乙肝表面抗原疫苗,AIDS疫苗,流感疫苗等.1990年10月 被誉为生命科学“阿波罗登月计划”的国际人类基因组计划启动。从1993到2004年，美国FDA 批准新药中，从趋势分析，被批准的化学分子药物呈现逐年下降趋势，而生物技术药物的比重却逐年上升，
9、从1993年的17%上升到2003年的40%。2 近代生物制药发展阶段聚醚类 如生物毒素(扇贝毒素,抗肿瘤)试验开始了，实验室里气氛格外紧张，当琴纳将小男孩手臂上的皮肤划开，然后将一位挤奶姑娘痘里的淡黄色浓浆涂抹在男孩的伤口上时，在场的人们都深深地为琴纳捏了一把汗。蒽环类抗生素,包括氯红霉素,阿霉素等.有一天，一位少女来到琴纳的诊所看病，琴纳根据少女的症状诊断她患的是天花。4月6日 Celera公司宣布已破译出一名实验者的完整遗传密码。如天花粉蛋白（中期引产药），人工牛黄（感冒药的主要成分，天然牛黄是牛的胆结石）本系开设：生物制药工艺学、生物药物分析、药理学、药剂学、药事法规与管理、制药设备、
10、免疫学、基因工程、细胞工程、酶工程等透明质酸具有健肤,抗皱,美容的作用.美国疫苗接种机制流程图3 现代生物制药发展阶段试验开始了，实验室里气氛格外紧张，当琴纳将小男孩手臂上的皮肤划开，然后将一位挤奶姑娘痘里的淡黄色浓浆涂抹在男孩的伤口上时，在场的人们都深深地为琴纳捏了一把汗。生物药物的性质生物药物的性质l生物药物的有效成分在生物材料中浓度都很低,杂质的含量相对比较高。l生物药物常常是一些生物大分子。它们不仅分子量大,组成、结构复杂,而且具有严格空间构象,以维持其特定的生理功能。l生物药物对热、酸、碱、重金属及pH变化都较敏感，各种理化因素的变化易对生物活性发生影响。生物药物的分类生物药物的分类
11、l天然生物药物l基因工程药物l基因药物l医学生物制品天然生物药物l 天然生化药物天然生化药物l 微生物药物微生物药物l 海洋生物药物海洋生物药物 1.天然生化药物l 天然生化药物是指从生物体(动物,植物和微生物)中获得的天然存在的生化活性物质.l 氨基酸类药物氨基酸类药物l 多肽和蛋白质类药物多肽和蛋白质类药物l 酶与辅酶类药物酶与辅酶类药物l 核酸类药物核酸类药物l 多糖类药物多糖类药物l 脂类药物脂类药物l 细胞生长因子与组织制剂细胞生长因子与组织制剂氨基酸类药物l（1）个别氨基酸制剂，如谷氨酸用于肝昏迷、）个别氨基酸制剂，如谷氨酸用于肝昏迷、神经衰弱和癫痫；胱氨酸用于抗过敏、肝炎及白神经
12、衰弱和癫痫；胱氨酸用于抗过敏、肝炎及白细胞减少症。细胞减少症。l（2）复方氨基酸制剂）复方氨基酸制剂 a.水解蛋白注射液。水解蛋白注射液。b.复方氨基酸注射液。复方氨基酸注射液。c.要素膳。要素膳。多肽和蛋白质类药物l（1）多肽药物，主要有多肽激素和多肽细胞生长）多肽药物，主要有多肽激素和多肽细胞生长调节因子，如催产素、促皮质素调节因子，如催产素、促皮质素(ACTH)和表皮生和表皮生长因子长因子(EGF)。l（2）蛋白类药物）蛋白类药物 a.单纯蛋白质，如人白蛋白、丙种球蛋白、单纯蛋白质，如人白蛋白、丙种球蛋白、胰岛素。胰岛素。b.结合蛋白类，包括糖蛋白、脂蛋白、色蛋结合蛋白类，包括糖蛋白、脂
13、蛋白、色蛋白等白等。胰岛素人体合成胰岛素人体合成胰岛素人人胰岛素胰岛素(h-Insuin)l是世界上第一个商是世界上第一个商业规模应用的基因业规模应用的基因工程药物，于工程药物，于1982年就投放市场，用年就投放市场，用于治疗糖尿病。于治疗糖尿病。酶与辅酶类药物l（1）助消化酶类）助消化酶类 如胃蛋白酶如胃蛋白酶,胰酶胰酶,纤维纤维素酶等素酶等l（2）消炎酶类）消炎酶类 如溶菌酶如溶菌酶,胰蛋白酶胰蛋白酶,菠萝蛋菠萝蛋白酶等白酶等l（3）心血管疾病治疗酶）心血管疾病治疗酶 如纤溶酶如纤溶酶,尿激酶尿激酶,凝血酶凝血酶,链激酶等链激酶等l（4）抗肿瘤酶类）抗肿瘤酶类 如如L-天冬酰胺酶天冬酰胺酶
14、,谷氨酰谷氨酰胺酶胺酶,蛋氨酸酶等蛋氨酸酶等酶与辅酶类药物l(5)其他治疗用酶，如超氧化物歧化酶其他治疗用酶，如超氧化物歧化酶(SOD)用于治疗类风湿性关节炎和放射病等，青用于治疗类风湿性关节炎和放射病等，青霉素酶可治疗青霉素过敏。霉素酶可治疗青霉素过敏。l(6)辅酶类药物，多种酶的辅酶或辅基成分辅酶类药物，多种酶的辅酶或辅基成分具有医疗价值，如辅酶具有医疗价值，如辅酶、辅酶、辅酶等广泛等广泛用于肝病和冠心病的治疗。用于肝病和冠心病的治疗。SOD是一种抗氧化酶，主要临床用途是一种抗氧化酶，主要临床用途是抗炎、抗辐射、抗衰老，治疗是抗炎、抗辐射、抗衰老，治疗自身免疫性疾病和缺血再灌流综自身免疫性
15、疾病和缺血再灌流综合症。合症。主要用于心血管疾病与抗肿瘤治疗.生物制药工艺学第一章绪论心血管病治疗剂与酶制剂当他将自己的想法告诉他的亲友时，他的亲友大多数都奉劝他不要去冒这个风险，还是安心行医可靠。（1）助消化酶类 如胃蛋白酶,胰酶,纤维素酶等”听了少女的话，琴纳仿佛意识到了什么，然而又有点半信半疑。主要有重组人胰岛素,重组人生长素,绒毛膜促性腺激素等,还有重组人白蛋白和重组人血红蛋白.4月6日 Celera公司宣布已破译出一名实验者的完整遗传密码。（1）多肽药物，主要有多肽激素和多肽细胞生长调节因子，如催产素、促皮质素(ACTH)和表皮生长因子(EGF)。肝素可以从猪粘膜提取，肝素钙与小分子
16、量肝素是肝素的系列药物，主要作为抗凝血药当他将自己的想法告诉他的亲友时，他的亲友大多数都奉劝他不要去冒这个风险，还是安心行医可靠。4四环类抗生素，如四环素、土霉素。人们为琴纳的大胆而悬着一颗心，琴纳也度日如年，急切地期待着试验的结果。后二类生物药物也被列为新生物技术药物。L胆囊、胆管或肝管中的结石人工合成或半合成的天然物质类似物.一般指的是用微生物(包括细菌、噬菌体、立克次体、病毒等)、微生物代谢产物、原虫、动物毒素、人或动物的血液或组织等直接加工制成，或用现代生物技术方法制成，作为预防、治疗、诊断特定传染病或其他有关疾病的免疫制剂，统称为生物制品(biological products)。（
17、1）细胞生长因子，是在体内对动物细胞的生长有调节作用，并在靶细胞上具有特异受体的一类物质，为多肽或蛋白质。但不少欧美科学家对Celera公司的成果表示质疑，认为该公司的研究“没有提供有关基因序列的长度和完整性的可靠参数”，因而是“有漏洞的”。第一节 生物药物概述生物药物：利用生物体、生物组织或其成分、综合应用生物学与医学生物化学与分子生物学微生物学与免疫学物理化学与工程学和药学的原理和方法进行加工、制造而成的一大类用于预防诊断治疗疾病和康复保健的制品.10月23日 美国国家人类基因组研究所在美国Science（科学）杂志上发表声明说，人类基因组计划的全部测序工作将比原计划提前两年，即在2003
18、年完成。l 凝血酶凝血酶l 由人、牛、猪血或由人、牛、猪血或兔脑提取分离，也可兔脑提取分离，也可由酵母、细菌产生，由酵母、细菌产生，能促进血液凝固，主能促进血液凝固，主要用于治疗手术后出要用于治疗手术后出血及多种出血症血及多种出血症l L-天冬酰胺酶天冬酰胺酶l 由由E.coli.产生，是产生，是治疗白血病的首选药治疗白血病的首选药物，可以用分子工程物，可以用分子工程法进行修饰，以延长法进行修饰，以延长在体内的半衰期，降在体内的半衰期，降低抗原性低抗原性l尿激酶尿激酶 由人尿提取或细胞培养获得，主要治疗由人尿提取或细胞培养获得，主要治疗各种血栓病，如中风。各种血栓病，如中风。核酸及其降解物和衍
19、生物类药物l（1）具有天然结构的核酸类药物，包括）具有天然结构的核酸类药物，包括RNA、DNA、核苷、核苷酸、多聚核苷酸。、核苷、核苷酸、多聚核苷酸。l（2）核酸类结构改造药物，它们是目前人）核酸类结构改造药物，它们是目前人类治疗病毒、肿瘤、爱滋病的重要药物。类治疗病毒、肿瘤、爱滋病的重要药物。核酸及其降解物和衍生物类药物l 叠氮脱氧胸苷（叠氮脱氧胸苷（AZT）临床上用于治疗爱滋病和临床上用于治疗爱滋病和爱滋病相关综合症爱滋病相关综合症l 丙氧鸟苷丙氧鸟苷 抗病毒药物抗病毒药物多糖类药物l来源包括动物、植物、微生物和海洋生物，来源包括动物、植物、微生物和海洋生物，它们在抗凝、降血脂、抗肿瘤、增
20、强免疫它们在抗凝、降血脂、抗肿瘤、增强免疫功能和抗衰老方面具有较强的药理作用功能和抗衰老方面具有较强的药理作用多糖类药物l肝素有很强的抗凝作用,小分子肝素有降血脂,防治冠心病的作用.硫酸软骨素A在降血脂,防治冠心病上有一定疗效.透明质酸具有健肤,抗皱,美容的作用.各种真菌多糖具有抗肿瘤,增强免疫力和抗辐射作用.主要有银耳多糖,蘑菇多糖,灵芝多糖等.肝素可以从猪粘膜提取，肝素钙与小分子量肝肝素可以从猪粘膜提取，肝素钙与小分子量肝素是肝素的系列药物，主要作为抗凝血药素是肝素的系列药物，主要作为抗凝血药透明质酸透明质酸 由鸡冠、眼球、脐带、猪皮提取纯化获得，广泛用作由鸡冠、眼球、脐带、猪皮提取纯化获
21、得，广泛用作化妆品基质的主要成分，还用于各种复杂的眼科手术。化妆品基质的主要成分，还用于各种复杂的眼科手术。脂类药物l（1）磷脂类）磷脂类 如卵磷脂如卵磷脂,脑磷脂等脑磷脂等l（2）多价不饱和脂肪酸和前列腺素）多价不饱和脂肪酸和前列腺素 如亚油酸如亚油酸,亚亚麻酸麻酸,前列腺素等前列腺素等.l（3）胆酸类）胆酸类 如去氧胆酸如去氧胆酸,猪去氧胆酸等猪去氧胆酸等.l（4）固醇类）固醇类 如胆固醇如胆固醇,麦角固醇和麦角固醇和 -谷固醇谷固醇.l（5）卟啉类）卟啉类 如血红素如血红素,胆红素胆红素,血卟啉等血卟啉等生化药物脂类药物l 胡萝卜素胡萝卜素 维生素维生素A的前体，对癌细胞的前体，对癌细胞
22、具有明显抑制作用。具有明显抑制作用。l 多烯脂肪酸多烯脂肪酸 从鱼油或海胆制取，有调从鱼油或海胆制取，有调整血脂、抗血栓、防治冠心整血脂、抗血栓、防治冠心病的病的作用。作用。人促红细胞生成素人促红细胞生成素(hEPO)是由是由166个氨基酸残基组成个氨基酸残基组成的糖蛋白激素，能特异性地刺的糖蛋白激素，能特异性地刺激红细胞生成，是促使造血干激红细胞生成，是促使造血干细胞形成红细胞的必需因子，细胞形成红细胞的必需因子，用于治疗肾衰竭引起的严重贫用于治疗肾衰竭引起的严重贫血。血。本系开设：生物制药工艺学、生物药物分析、药理学、药剂学、药事法规与管理、制药设备、免疫学、基因工程、细胞工程、酶工程等还
23、有100多种临床诊断试剂。生物合成药物：由微生物代谢所产生的药物和必须利用微生物转化反应共同完成的半合成药物。4月6日 Celera公司宣布已破译出一名实验者的完整遗传密码。1998年5月 一批科学家在美国罗克威尔组建Celera遗传公司，目标是投入3亿美元，到2001年绘制出完整的人体基因图谱，与国际人类基因组计划展开竞争。生物制品方面，14世纪末，法国巴斯德创制了狂犬病疫苗，1796年英国医生琴纳发明了预防天花的牛痘疫苗。从20世纪80年代开始，利用基因工程开发生物药物已经成为一个重要的发展方向，已经上市的有人胰岛素（1982）、人生长素（1987）、干扰素（1987）、乙肝疫苗（1987
24、）等等。这类药物是以基因物质(DNA或RNA及其衍生物)作为治疗的物质基础,包括基因治疗用的重组目的DNA片段,重组疫苗,反义药物和核酶等.生物药物的一般提取、分离、纯化、制造原理和生产方法；动物身上的试验成功了凡是接种了牛痘的动物就能抵御天花的感染。从1993到2004年，美国FDA 批准新药中，从趋势分析，被批准的化学分子药物呈现逐年下降趋势，而生物技术药物的比重却逐年上升，从1993年的17%上升到2003年的40%。系由乙型肝炎病毒外壳成分及其表面抗原组成，其本质为蛋白质，分子量在22,000-67,000，主要成分为226个氨基酸残基组成的乙肝表面抗原。事实终于向世界宣告，人类历史上
25、第一次接种牛痘预防天花的试验成功了，被称为“死神的帮凶”的天花从此被人类征服了。生物制药工艺学第一章绪论包括各种疫苗、抗血清(免疫血清)、抗毒素、类毒素、免疫制剂(如胸腺肽、免疫核酸等)、诊断试剂等。生物制药的研究发展趋势4月6日 Celera公司宣布已破译出一名实验者的完整遗传密码。10月23日 美国国家人类基因组研究所在美国Science（科学）杂志上发表声明说，人类基因组计划的全部测序工作将比原计划提前两年，即在2003年完成。生物制药工艺学第一章绪论但不少欧美科学家对Celera公司的成果表示质疑，认为该公司的研究“没有提供有关基因序列的长度和完整性的可靠参数”，因而是“有漏洞的”。（
26、1）多肽药物，主要有多肽激素和多肽细胞生长调节因子，如催产素、促皮质素(ACTH)和表皮生长因子(EGF)。美国疫苗接种机制流程图细胞生长因子与组织制剂l（1）细胞生长因子，是在体内对动物细胞）细胞生长因子，是在体内对动物细胞的生长有调节作用，并在靶细胞上具有特的生长有调节作用，并在靶细胞上具有特异受体的一类物质，为多肽或蛋白质。异受体的一类物质，为多肽或蛋白质。l细胞生长因子分为细胞生长刺激因子与细细胞生长因子分为细胞生长刺激因子与细胞生长抑制因子胞生长抑制因子.如神经生长因子如神经生长因子,表皮细胞表皮细胞生长因子生长因子,促红细胞生成素等促红细胞生成素等.l（2）组织制剂，指将动植物组织
27、经过加工处理、制成符合药品标准并具有一定疗效的制剂。如后叶注射液,缩宫素制剂,骨肽注射液,脑活素,血活素及眼宁等.2.微生物药物l 生物合成药物：由微生物代谢所产生的药物和必生物合成药物：由微生物代谢所产生的药物和必须利用微生物转化反应共同完成的半合成药物。须利用微生物转化反应共同完成的半合成药物。l 主要包括抗生素类和一些经生物合成的维生素类、主要包括抗生素类和一些经生物合成的维生素类、氨基酸类等。氨基酸类等。l 抗生素抗生素：由生物（包括微生物、植物和动物）在：由生物（包括微生物、植物和动物）在其生命过程中所产生的一类在微量浓度下就能选其生命过程中所产生的一类在微量浓度下就能选择性抑制它种
28、生物或细胞生长的次级代谢产物。择性抑制它种生物或细胞生长的次级代谢产物。抗生素抗生素根据化学结构划分为：根据化学结构划分为：l 1-内酰胺类抗生素，包括青霉素类、头孢菌素内酰胺类抗生素，包括青霉素类、头孢菌素类。类。l 2氨基糖苷类抗生素，如链霉素、庆大霉素。氨基糖苷类抗生素，如链霉素、庆大霉素。l 3大环内脂类抗生素，如红霉素、麦迪霉素。大环内脂类抗生素，如红霉素、麦迪霉素。l 4四环类抗生素，如四环素、土霉素。四环类抗生素，如四环素、土霉素。l 5多肽类抗生素，如多粘菌素、杆菌肽。多肽类抗生素，如多粘菌素、杆菌肽。l 6多烯类抗生素，如制菌霉素多烯类抗生素，如制菌霉素,万古霉素等。万古霉素
29、等。抗生素l7.苯羟基胺类抗生素.包括氯霉素等.l8.蒽环类抗生素,包括氯红霉素,阿霉素等.l10.其他抗生素,如磷霉素,创新霉素等.3.海洋生物药物l多糖类 如壳聚糖,海带多糖,软骨多糖l聚醚类 如生物毒素(扇贝毒素,抗肿瘤)l大环内酯类 抗肿瘤,治疗白血病l萜类 从海藻中得到的萜类有细胞毒活性l多肽和蛋白类 河豚毒素,海蛇毒素l不饱和脂肪酸类 EPA,DHAl生物碱类,甾醇类,苷类基因工程药物l 1.细胞因子干扰素类l -干扰素,-干扰素,-干扰素 l 2.细胞因子白介素类和肿瘤坏死因子l 白介素-2,IL-1,IL-3等,肿瘤坏死因子主要有TNF-和TNF-受体等.主要有粒细胞集落刺激因
30、子,巨噬细胞集落刺激因子,促红细胞生成素等主要有粒细胞集落刺激因子,巨噬细胞集落刺激因子,促红细胞生成素等第二节 生物药物与生物制药工艺学系由乙型肝炎病毒外壳成分及其表面抗原组成，其本质为蛋白质，分子量在22,000-67,000，主要成分为226个氨基酸残基组成的乙肝表面抗原。主要有tpA,尿激酶,链激酶,天冬酰胺酶,超氧化岐化酶等.巴斯德答应研究这个问题，他在显微镜下观察，发现未变质的陈年葡萄酒和啤酒，其液体中有一种圆球状的酵母细胞，当葡萄酒和啤酒变酸后，酒液里有一根根细棍似的乳酸杆菌，就是这种“坏蛋”在营养丰富的啤酒里繁殖，使啤酒“生病”。L胆囊、胆管或肝管中的结石其研究内容包括生化制药
31、工艺、微生物制药工艺、生物技术制药工艺、生物制品及相关的生物医药产品的生产工艺等。胱氨酸用于抗过敏、肝炎及白细胞减少症。动物身上的试验成功了凡是接种了牛痘的动物就能抵御天花的感染。（2）组织制剂，指将动植物组织经过加工处理、制成符合药品标准并具有一定疗效的制剂。然而，琴纳是一个为了事业而奋不顾身的人，他决心要去冒这个风险。人胰岛素(h-Insuin)细胞生长因子与组织制剂各类生物药物的结构、性质、用途及其工艺和质量控制。20世纪20年代，纯化胰岛素、甲状腺素、多种维生素等开始用于临床或保健。他们是针对一些私营生物技术公司为了商业利益而与国际人类基因组计划展开竞争，并试图将自己的研究成果申请专利
32、而发出此声明的。在药理学上,生物药物具有更高的生化机制合理性和特异治疗有效性。从动植物和微生物中制取的各种天然生物活性物资。国家已批准多种基因工程药物和基因工程疫苗上市，包括重组人干扰素、促红细胞生成素、白细胞介素2、人生长素、尿激酶、重组改构人肿瘤坏死因子、神经生长因子、人胰岛素等，其中近1/3为国家创新药物，另有10多个品种在临床研究之中。后二类生物药物也被列为新生物技术药物。全国进入临床研究的生物新药已达150多个，其中1/5为I类新药。基因工程药物l3.造血系统生长因子类l 主要用于促进造血系统,增加白细胞,红细胞和血小板.主要有粒细胞集落刺激因子,巨噬细胞集落刺激因子,促红细胞生成素
33、等l4.生长因子类l 主要用于促进细胞生长,组织再生和创伤治疗.基因工程药物l 主要有胰岛素样生长因子,表皮生长因子,神经生长因子等.l 5.重组多肽与蛋白质类激素l 主要有重组人胰岛素,重组人生长素,绒毛膜促性腺激素等,还有重组人白蛋白和重组人血红蛋白.基因工程药物l6.心血管病治疗剂与酶制剂l 主要用于心血管疾病与抗肿瘤治疗.主要有tpA,尿激酶,链激酶,天冬酰胺酶,超氧化岐化酶等.l 7.重组疫苗与单抗制品l 主要有乙肝表面抗原疫苗,AIDS疫苗,流感疫苗等.基因药物l 这类药物是以基因物质(DNA或RNA及其衍生物)作为治疗的物质基础,包括基因治疗用的重组目的DNA片段,重组疫苗,反义
34、药物和核酶等.l 反义药物是以人工合成的10几十个反义寡核苷酸序列与模板DNA或mRNA互补形成稳定的双链结构,抑制靶基因的转录和mRNA的翻译,从而起到抗肿瘤和抗病毒的作用.生物制品l 一般指的是用微生物一般指的是用微生物(包括细菌、噬菌体、立克次体、病包括细菌、噬菌体、立克次体、病毒等毒等)、微生物代谢产物、原虫、动物毒素、人或动物的、微生物代谢产物、原虫、动物毒素、人或动物的血液或组织等直接加工制成，或用现代生物技术方法制成，血液或组织等直接加工制成，或用现代生物技术方法制成，作为预防、治疗、诊断特定传染病或其他有关疾病的免疫作为预防、治疗、诊断特定传染病或其他有关疾病的免疫制剂，统称为
35、生物制品制剂，统称为生物制品(biological products)(biological products)。l 包括各种疫苗、抗血清包括各种疫苗、抗血清(免疫血清免疫血清)、抗毒素、类毒素、免、抗毒素、类毒素、免疫制剂疫制剂(如胸腺肽、免疫核酸等如胸腺肽、免疫核酸等)、诊断试剂等。、诊断试剂等。生物制品l 1预防用制品预防用制品 （1）疫苗：由病毒、立克次氏体或螺旋体制成）疫苗：由病毒、立克次氏体或螺旋体制成的，如乙肝疫苗。的，如乙肝疫苗。（2）菌苗：由细菌制成的，如卡介苗。）菌苗：由细菌制成的，如卡介苗。（3）类毒素：由细菌外毒素经甲醛脱毒而保留）类毒素：由细菌外毒素经甲醛脱毒而保留其
36、抗原性的，如白喉类毒素。其抗原性的，如白喉类毒素。l 2治疗用制品治疗用制品 （1）特异性治疗用制品，如狂犬病免疫球蛋白。）特异性治疗用制品，如狂犬病免疫球蛋白。（2）非特异性治疗用制品，如白蛋白。）非特异性治疗用制品，如白蛋白。l 3诊断用制品，主要指免疫诊断用品，如结核诊断用制品，主要指免疫诊断用品，如结核菌素及多种诊断用单克隆抗体。菌素及多种诊断用单克隆抗体。第二节第二节 生物药物与生物制药工艺学生物药物与生物制药工艺学l生物制药的发展历程l生物制药工艺学的研究内容l生物制药的研究发展趋势1 传统生物制药发展阶段l 公元前公元前597年就有麴（曲）的使用记载。年就有麴（曲）的使用记载。l
37、 公元公元4世纪，就有用海藻（含碘）酒治疗瘿病（地方性甲世纪，就有用海藻（含碘）酒治疗瘿病（地方性甲状腺肿）的记载。状腺肿）的记载。l 孙思邈（公元孙思邈（公元581-682年）首先用含维生素年）首先用含维生素A丰富的羊肝丰富的羊肝治疗治疗“雀目雀目”（一种眼疾）。（一种眼疾）。l 神农用羊靥（包括甲状腺的头部肌肉）治疗甲状腺肿，用神农用羊靥（包括甲状腺的头部肌肉）治疗甲状腺肿，用紫河车（胎盘）作强壮剂，用蟾酥治创伤。紫河车（胎盘）作强壮剂，用蟾酥治创伤。l 早期的生物药物多数来自动物脏器，有脏器制剂之称。早期的生物药物多数来自动物脏器，有脏器制剂之称。2 近代生物制药发展阶段l 20世纪世纪
38、20年代，纯化胰岛素、甲状腺素、多种维生素等年代，纯化胰岛素、甲状腺素、多种维生素等开始用于临床或保健。开始用于临床或保健。l 40-50年代发现和提纯了肾上腺皮质激素和脑垂体激素。年代发现和提纯了肾上腺皮质激素和脑垂体激素。l 50年代开始应用发酵法生产氨基酸类药物。年代开始应用发酵法生产氨基酸类药物。l 60年代酶类药物得到广泛应用。年代酶类药物得到广泛应用。l 生物制品方面，生物制品方面，14世纪末，法国世纪末，法国巴斯德巴斯德创制了狂犬病疫苗，创制了狂犬病疫苗，1796年英国医生年英国医生琴纳琴纳发明了预防天花的牛痘疫苗。到了发明了预防天花的牛痘疫苗。到了20世纪中期，疫苗种类日益增加
39、。世纪中期，疫苗种类日益增加。l 所以，人类利用生物药物的历史相当悠久。所以，人类利用生物药物的历史相当悠久。l目前生化药物已达目前生化药物已达600多种。还有多种。还有100多种多种临床诊断试剂。临床诊断试剂。l我国生化药物的发展也十分迅速，并独创我国生化药物的发展也十分迅速，并独创一些新品种。如一些新品种。如天花粉蛋白天花粉蛋白（中期引产（中期引产药），药），人工牛黄人工牛黄（感冒药的主要成分，天（感冒药的主要成分，天然牛黄是牛的胆结石）然牛黄是牛的胆结石）返回目录3 现代生物制药发展阶段l 从从20世纪世纪80年代开始，利用基因工程开发生物药年代开始，利用基因工程开发生物药物已经成为一个
40、重要的发展方向，已经上市的有物已经成为一个重要的发展方向，已经上市的有人胰岛素（人胰岛素（1982）、人生长素（）、人生长素（1987）、干扰素）、干扰素（1987）、乙肝疫苗（）、乙肝疫苗（1987）等等。）等等。l 应用酶工程技术、细胞工程技术和基因工程技术应用酶工程技术、细胞工程技术和基因工程技术生产抗生素、氨基酸和植物次生代谢产物也已步生产抗生素、氨基酸和植物次生代谢产物也已步入产业化阶段。入产业化阶段。乙肝基因工程疫苗乙肝基因工程疫苗 l 美国美国1986年正式投放市场。年正式投放市场。l 系由乙型肝炎病毒外壳成分及其表面抗原组成，其本质系由乙型肝炎病毒外壳成分及其表面抗原组成，其本
41、质为蛋白质，分子量在为蛋白质，分子量在22,000-67,000，主要成分为，主要成分为226个氨个氨基酸残基组成的乙肝表面抗原。基酸残基组成的乙肝表面抗原。肝素可以从猪粘膜提取，肝素钙与小分子量肝素是肝素的系列药物，主要作为抗凝血药（1）个别氨基酸制剂，如谷氨酸用于肝昏迷、神经衰弱和癫痫；其研究内容包括生化制药工艺、微生物制药工艺、生物技术制药工艺、生物制品及相关的生物医药产品的生产工艺等。事实终于向世界宣告，人类历史上第一次接种牛痘预防天花的试验成功了，被称为“死神的帮凶”的天花从此被人类征服了。生物制药工艺学是一门从事各种生物药物的研究、生产和制剂的综合性应用技术科学。心血管病治疗剂与酶
42、制剂后来，碰破的手指又接触到奶牛常患的痘疮上，第三天，我手上就生出了几颗小痘疮。20世纪20年代，纯化胰岛素、甲状腺素、多种维生素等开始用于临床或保健。利用基因组学的研究成果促进生物技术新药的研发1999年3月15日 英国韦尔科姆基金会宣布，由于科学家加快工作步伐，人类基因组工作草图将提前至2000年完成。主要有银耳多糖,蘑菇多糖,灵芝多糖等.反义药物是以人工合成的10几十个反义寡核苷酸序列与模板DNA或mRNA互补形成稳定的双链结构,抑制靶基因的转录和mRNA的翻译,从而起到抗肿瘤和抗病毒的作用.b.人胰岛素(h-Insuin)（1）磷脂类 如卵磷脂,脑磷脂等生物制药的研究发展趋势5月8日
43、由德国和日本等国科学家组成的国际科研小组宣布，他们已经基本完成了人体第21对染色体的测序工作。多肽和蛋白类 河豚毒素,海蛇毒素细胞生长因子与组织制剂肝素可以从猪粘膜提取，肝素钙与小分子量肝素是肝素的系列药物，主要作为抗凝血药后二类生物药物也被列为新生物技术药物。不饱和脂肪酸类 EPA,DHA美国疫苗接种机制流程图l 生物技术药物已成为当今最活跃和发展最迅速的领生物技术药物已成为当今最活跃和发展最迅速的领域域,2004年年,全球生物制药市场的收入为全球生物制药市场的收入为450 亿美元亿美元,较较2003 年上涨年上涨22%,远远高于药品市场远远高于药品市场7%的总体的总体增长幅度。增长幅度。l
44、 资料表明，传统化学制药由于创新瓶颈难以突破，资料表明，传统化学制药由于创新瓶颈难以突破，生物制药研究成果数量上升最快，正在发展成为药生物制药研究成果数量上升最快，正在发展成为药物研究的重点。从物研究的重点。从1993到到2004年，美国年，美国FDA 批准批准新药中，从趋势分析，被批准的化学分子药物呈现新药中，从趋势分析，被批准的化学分子药物呈现逐年下降趋势，而生物技术药物的比重却逐年上升，逐年下降趋势，而生物技术药物的比重却逐年上升，从从1993年的年的17%上升到上升到2003年的年的40%。l 2011年生物制药的销售额已达1600亿美元，占全球药品市场份额的19%，预计到2020年，
45、生物制药在全球药品销售中的比重将超过三分之一。l 20世纪90年代以来，我国生物制药行业取得了突发猛进的发展，企业对生物制药的投入以年均25%的速度递增。l 2010年是生物制药行业的小丰收年，其投放总额达到452亿元，超过上年全年投放额的23.84%。l 中国生物医药产业起步于20 世纪80 年代初期，1989年我国研发出第一个拥有自主知识产权的生物医药产品重组人干扰素-1b，l 目前,中国有超过500家生物医药相关企业.l 国家已批准多种基因工程药物和基因工程疫苗上市，包括重组人干扰素、促红细胞生成素、白细胞介素2、人生长素、尿激酶、重组改构人肿瘤坏死因子、神经生长因子、人胰岛素等，其中近
46、1/3为国家创新药物，另有10多个品种在临床研究之中。全国进入临床研究的生物新药已达150多个，其中1/5为I类新药。l 生物技术药物已成为药品市场中一大类重要的品种，主要用于癌症、人类免疫缺陷病毒性疾病、心血管疾病、糖尿病、贫血、自身免疫性疾病、基因缺陷病症和许多遗传疾病等的治疗。生物制药工艺学的研究内容生物制药工艺学的研究内容l生物制药工艺学是一门从事各种生物药物的研究、生产和制剂的综合性应用技术科学。其研究内容包括生化制药工艺、微生物制药工艺、生物技术制药工艺、生物制品及相关的生物医药产品的生产工艺等。l 现代生物制药工艺学是一门生命科学与工程技术理论和实践紧密结合的崭新的综合性制药工程
47、学科。l 其具体任务是讨论：生物药物的来源及其原料药物生产的主要途径和工艺过程；生物药物的一般提取、分离、纯化、制造原理和生产方法；各类生物药物的结构、性质、用途及其工艺和质量控制。生物制药的研究发展趋势生物制药的研究发展趋势l 利用基因组学的研究成果促进生物技术新药的研利用基因组学的研究成果促进生物技术新药的研发发l 蛋白质工程药物的开发蛋白质工程药物的开发 l 新型疫苗的研制新型疫苗的研制 l 新的高效表达系统的研究与应用新的高效表达系统的研究与应用l 生物技术药物新剂型研究迅速发展生物技术药物新剂型研究迅速发展l 生物资源的综合利用与扩大开发生物资源的综合利用与扩大开发 l 应用现代科学
48、技术，改造传统的抗生素和氨基酸应用现代科学技术，改造传统的抗生素和氨基酸等生产工艺等生产工艺l 中西结合创制新型生物药物中西结合创制新型生物药物Crick和和WastonDNA双螺旋结构模型双螺旋结构模型4月6日 Celera公司宣布已破译出一名实验者的完整遗传密码。细胞因子白介素类和肿瘤坏死因子多肽和蛋白类 河豚毒素,海蛇毒素抗生素：由生物（包括微生物、植物和动物）在其生命过程中所产生的一类在微量浓度下就能选择性抑制它种生物或细胞生长的次级代谢产物。主要有粒细胞集落刺激因子,巨噬细胞集落刺激因子,促红细胞生成素等到了20世纪中期，疫苗种类日益增加。（2）非特异性治疗用制品，如白蛋白。植物药物
49、：中草药，有几千年的应用历史。在药理学上,生物药物具有更高的生化机制合理性和特异治疗有效性。生物制药工艺学是一门从事各种生物药物的研究、生产和制剂的综合性应用技术科学。核酸及其降解物和衍生物类药物多糖类 如壳聚糖,海带多糖,软骨多糖本品是利用活牛体，以外科手术的方法在牛的胆囊内插入致黄因子，使之生成牛黄。由人、牛、猪血或兔脑提取分离，也可由酵母、细菌产生，能促进血液凝固，主要用于治疗手术后出血及多种出血症其研究内容包括生化制药工艺、微生物制药工艺、生物技术制药工艺、生物制品及相关的生物医药产品的生产工艺等。事实终于向世界宣告，人类历史上第一次接种牛痘预防天花的试验成功了，被称为“死神的帮凶”的
50、天花从此被人类征服了。所以，人类利用生物药物的历史相当悠久。蛋白质工程药物的开发人胰岛素(h-Insuin)有一天，一位少女来到琴纳的诊所看病，琴纳根据少女的症状诊断她患的是天花。（1）磷脂类 如卵磷脂,脑磷脂等其研究内容包括生化制药工艺、微生物制药工艺、生物技术制药工艺、生物制品及相关的生物医药产品的生产工艺等。巴斯德 当时，法国的啤酒业在欧洲是很有名的，但啤酒常常会变酸，整桶的芳香可口啤酒，变成了酸得让人咧嘴的粘液，只得倒掉，这使酒商叫苦不迭，有的甚至因此而破产。1865年，里尔一家酿酒厂厂主请求巴斯德帮助治治啤酒的病，看看能否加进一种化学药品来阻止啤酒变酸。巴斯德答应研究这个问题，他在显
