生物技术药物学 主编 吴梧桐.

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1 生物技术药物学 主编 吴梧桐

2 课程简介 综合介绍生物技术药物的来源、成分、结构、性状、临床用途与用法等方面的基本理论和基本知识，为生物技术药物的研发和应用奠定基础。
课程共十二章，前三章系统介绍生物技术药物的基本概念、发展、生物技术药物的研发和生产的总的过程。 后九章系统具体的生物技术药物的来源、结构、性质、功能、用途和用法等。

3 教学目的： 要求掌握生物技术药物的概念与发展，生物技术药物的研究、开发和生产的一般过程与控制,掌握常用的生物技术药物的来源、结构、性状、作用、用途和用法等． 了解国内外生物技术药物的发展状况 通过课程的讲解，对新型生物技术药物的的研发有自己的思路．

4 学习本门课程的意义 可以使学生系统掌握生物技术药物的结构、性质、作用、用途和用法等相关的药学基础理论，为研究和应用生物技术药物打下坚实的药学基础。 现代药物学的内容不断得到更新和充实，如新药的品种不断增多，新的化学实体，新的作用机制，新的治疗作用的新药大量的涌现，生物技术药物品种更是日新月异，药物作用与发病机制与分子药理学、分子病理学和分子免疫学的相关性研究促进药物研究已从器官水平深入到细胞，受体分子水平和基因水平。 设计合理的给药方案，通过药物蛋白组学和药物基因组学的研究，未来的给药方式将是完全个性化的用药，从而使药物学向更深的方向发展，这些都是生物技术专业学生的使命。

5 中国制订了《国家中长期科学和技术发展纲要（ ）》 《生物产业发展“十一五”规划》（国办发 [2007]23号 ，《规划》提出了八个方面的发展重点与任务： 一、是围绕解决重大疾病和重大传染病防治、保障健康和有效缓解广大低收入阶层就医吃药难的问题，大力发展新疫苗、生物工程药物、小分子药物、生物医学工程产品等。

6 国家发改委谈到生物医药的发展战略问题时指出:发达国家在知识产权、技术壁垒方面的约束逐步强化，我国引进重要、关键技术的成本和难度加大，自主创新能力亟待加强。
未来15年，提高十几亿人口的生命、健康的质量与水平，需要大力发展防治重大传染病、流行病的新型疫苗和药物，改变依赖大量进口药品、药价过高的局面；而根据我国全面建设小康社会的紧迫需求和世界生物产业发展趋势，应优先发展生物医药，重点发展严重危害我国人民生命健康的防治重大传染病和疾病的新型疫苗和药物，推进医药工业结构优化升级。

7 在研发品种选择上，重点扶持和资助研制严重危害我国人民健康、临床急需的重大疾病治疗药物，如治疗常见和高发的恶性肿瘤、自身免疫病、糖尿病、感染性疾病、神经系统疾病和心脑血管疾病等重大难治性疾病的生物技术药物； 在研究与开发技术上，重点扶持通用成熟的、国外生物制药企业普遍采用的研发技术，尤其应大力扶持用CHO等哺乳动物细胞高效表达重组蛋白的研究； 在药物尤其是抗体药物产业化关键技术上，除适度资助引进国外大规模、高投入的哺乳动物细胞培养技术外，应重点资助规模适度、投资较小、产能较大、成本较低的符合中国国情的产业化技术，使我国在保密性强、复杂程度高的哺乳动物细胞培养生产技术领域占有一席之地，在抗体工程关键技术的自主创新方面有所突破。  

8 医药产业被公认为“永不衰落的朝阳产业”。“生物技术药物研究是国内外发展迅速的研究领域之一，而抗体药物研究是其中最活跃的一部分。
指出当前国际上生物医药技术发展的几大热点领域，如核糖核酸干扰技术、疫苗和抗病毒药物、以基因为基础的抗肿瘤药物等。在基因治疗、基因组学、蛋白质组学、抗菌药物以及药物靶标等领域的研究有所降温。 发展生物药物的根本出路在于创新。只有创新才能增强我国生物医药产业的实力，调整结构，向医药强国转变。

9 本课程主要的参考书籍及杂志 生物技术与生物药物—蛋白质药物与基因药物，美国RJY霍；M吉巴尔地等主编，王旻等译，化学工业出版社，2006年1月第1版。 新药的研究与开发丛书—生物技术药物，马清钧主编，北京：化工出版社，2002年12月 现代生化药学，吴梧桐主编,北京,中国医药科技出版社,2002年 生物技术药物　马大龙 北京, ,科学出版社,2001年第一版 基因工程药物，吴梧桐,丁锡申,刘景晶,主编，人民卫生出版社，北京,1996 生物技术及药物学前沿 英文版,Volume T ,科学出版社,2001 生物技术制药,张林生, 科学出版社 生物技术制药　熊宗贵　北京，高教出版社,1999年版. 王军志主编《生物技术药物研究开发和质量控制》，北京，科学出版社，2002. 基因工程药物　李元，北京，化学出版社，2002 参考杂志：药物生物技术　中国生化药物 　　　　　中国生物工程杂志　生物技术通讯　　　

10 第一章 生物技术药物学概述 第一节 药物与药物学 一、药物与药物学的概念
第一章 生物技术药物学概述 第一节 药物与药物学 一、药物与药物学的概念 １． 药物（medicine，remedy）是指用于预防、治疗和诊断或用以调节机体生理功能促进机体康复、保健的物质。药物一般可分为预防药，治疗药，诊断药和保健药，有些药物同时具有预防、治疗或保健康复作用。 常见的药物有三大类：化学药物，生物药物和中草药。

11 ２．药品（drug），按《中华人民共和国药品管理法》的法定含义是指用于预防、治疗、诊断人的疾病，有目的地调节人的生理机能并规定有适应证、用法和用量的物质，包括中药材、中药饮片、中成药物、化学原料药及其制剂、抗生素、生物制品、放射性药品、血清疫苗、血液制品和诊断药品等。 药物的内涵比药品更广泛一些，药品专指在临床上直接应用的产品。

12 ３．生物制品（biologics）国家药品监督管理局将生物制品定义为“生物制品是应用普通的或以基因工程、细胞工程、蛋白质工程、酶工程、发酵工程等生物技术获得的微生物细胞及各种动物和人源的组织和液体生物材料制备，用于人类疾病预防、治疗和诊断的药品”,将通过生物技术加工制造的产品均归为生物制品。 　　　一般意义上是指用微生物、微生物代谢产物、动物毒素、人或动物的血液或组织等加工制成的预防、治疗和诊断特定传染病或其他有关疾病的免疫制剂。主要指菌苗、疫苗、毒素及血液制品等 纱

13 ４．生化药物： 具体应用生物化学的研究方法，从生物体中经提取、分离、纯化等手段获得的活性物质，或将上述这些已知的物质加以结构改造成人工合成改造出的自然界没有的新的活性物质。

14 二、药物的作用—药效学 药物效应动力学（pharmacodynamics）是研究药物对人体和病原体的作用及其作用机制和作用量的规律的科学。同时也研究机体与环境因素对药物作用的影响。

15 （一）药物的基本作用 兴奋作用 抑制作用 干扰病原体的活动

16 1．药物作用的选择性 药物在适当剂量时对某一组织或某一器官发生作用，而对其他组织或器官很少或几乎不发生作用，此称药物作用的选择性。 2．药物作用的方式 局部作用指药物在吸收前，于用药部位就产生作用。 药物的全身作用，指药物吸收，进入血循环，分布到机体各部位发挥的作用。 3．药物作用的两重性 药效作用:改变机体生理生化或病理过程达到治疗目的. 不良作用:与治疗无关或,引起生理生化过程紊乱的作用.

17 （二）药物作用机制 1．非特异性药物作用机制 这类药物的作用与其化学结构之间缺少特异的相关性。 2．特异性药物作用机制
大多数药物的生物活性与其化学结构的特异性密切相关。通过其化学结构与机体生物大分子的特定活性部位结合，产生一系列生理生化效应。这些药物大部分通过作用于受体分子或通道蛋白影响递质与激素的释放和分泌而起作用。

18 受体存在于细胞膜，细胞浆和细胞核内。是一些能与生物活性分子如神经递质、激素、药物等相互作用的分子。蛋白质是最重要的一类药物受体，常见的有
（1）药物受体的基本概念 　 受体存在于细胞膜，细胞浆和细胞核内。是一些能与生物活性分子如神经递质、激素、药物等相互作用的分子。蛋白质是最重要的一类药物受体，常见的有 ①细胞膜受体：一些多肽、蛋白质与儿茶酚胺类激素不能进入靶细胞内，而是通过膜受体起作用。 ②细胞内受体，这类受体包括肾上腺皮质激素，性腺激素和甲状腺素等。性激素受体在细胞核，而肾上腺皮质激素受体在细胞浆。 受体还包括细胞的其他成分，如核酸也是重要的药物受体，特别是肿瘤化疗药的受体。

19 能识别受体结构构型和受体互补并与之结合成复合物的物质称为该受体的配体.
（2）药物作用的构效关系 （3）药物对受体的作用方式 ①激动剂与部分激动剂 激动剂又称完全激动剂（Full agonist），具有很强的亲和力和内在活性，与受体结合时能产生最大药理效应。 部分激动剂（Partia alagonist），对受体具有一定亲和力，与受体结合后产生较弱的效应。由于其亲和力较小，所以即使浓度再增加也不可能达到完全激动剂所产生的最大效应。

20 ②竞争性与非竞争性拮抗剂 受体拮抗剂是一类能与受体结合,但不能使受体激活的药物,它通过阻止激动剂与受体结合或阻止激活受体起作用
②竞争性与非竞争性拮抗剂 受体拮抗剂是一类能与受体结合,但不能使受体激活的药物,它通过阻止激动剂与受体结合或阻止激活受体起作用 竞争性拮抗剂，内在活性为0，与受体结合后本身不产生生物效应，但与激动剂竞争相同受体，拮抗作用是可逆的，使用足够浓度的激动剂仍可达到最大效应，即拮抗作用可以随着激动剂浓度的增加而解除。 非竞争性拮抗剂，在任何浓度下都可阻止激动剂在特定受体产生最大效应，使激动剂的量-效曲线向右移，但斜率及最大效应均降低，它与受体结合后，可以妨碍激动剂与受体的结合，或使激动剂与受体结合后不产生生物效应。因此增加激动剂浓度不能解除非竞争性拮抗剂的拮抗作用。

21 　　　　竞争性与非竞争性拮抗剂 图A．增加竞争性拮抗剂浓度，使激动剂剂量-效应曲线右移；图B．非竞争性拮抗剂存在时激动剂的对数剂量-反应曲线（Z）竞争性拮抗剂存在时激动剂的对数剂量—反应曲线（Y）

22 （4）药物作用的信号转导 1）跨膜信号转导有四种机制： A．脂溶性药物可以通过细胞膜，作用于胞内受体。 B．配体与跨膜受体结合，使胞内酶产生变构活性调节。 C．通过配体-门控跨膜离子通道进行信号转导。 D．通过G-蛋白偶联的受体进行信号转导 G-蛋白可视为转换器，受体激活时G-蛋白开启，信号传递终止时，G-蛋白关闭活性，从而产生放大的信号传递。

23 图２　G蛋白介导的信号传统的调节

24 2）通过第二信使进行信号转导： A．cAMP介导的信号转导 B．钙和磷脂酰肌醇介导的信号转导 C cGMP介导的信号转导：

25 三、 药物作用的量效关系 在一定剂量范围内，多数药物的作用强度与剂量呈正相关。 （1）以药物浓度（剂量）对效应作图得到一条抛物线图；
（2）以药物的对数浓度（对数剂量）对效应作图，得到一条S型曲线

26 图３ 药物剂量与效应之间的关系 A 浓度（剂量）－效应曲线为一抛物线 B 对数浓度（剂量）－效应曲线为S形

27 （一）药物作用的量效曲线 1.最小有效量，或称阈剂量：能引起药理效应的最小剂量或浓度。
2.最大作用强度又称效能（efficａcｙ），指药物达到最大反应的能力。即药物效应达到的最大高度，此时，剂量再增大效应也不再增加。药物出现最大疗效，而不出现中毒的剂量称极量，出现中毒的最小剂量称最小中毒量。 3.效应强度（Potencｙ）：指药物产生一定强度的效应时所需的剂量，一般以药物产生最大效应的50%时所需的剂量（ED50）或浓度（EC50）表示。

28 (二)质反应与量反应 质反应:衡量药物的效应以药理反应的有无来表示. 量反应:衡量药物的效应是以量的变化来表示.

29 （三）药物的安全性 治疗指数（therapeutic index．TI）是衡量药物安全性大小的指标，治疗指数=半数致死量/半数有效量.治疗指数表示半数致死量与半数有效量之间的剂量距离，TI值越大表示药物的安全性越大。 但治疗指数未考虑药物在最大有效量时毒性的大小，因而用安全指数（Safety index）及安全界限（Safetymargin）评价药物的安全性比治疗指数更合理：

30 四、影响药物作用的因素 （一）机体对药物作用的影响 1.药动学性质对药物达到受体部位浓度的影响 2. 内源性配体浓度的不同对药物作用的影响
3.受体数目与功能改变对药物作用的影响 4.受体远侧反应成分的改变对药物作用的影响

31 （二）药物方面的影响因素 药物的剂型、剂量、给药途径、给药次数、时间、合并用药的相互作用等因素都会影响药物作用的效应。 一些药物在指定剂量时，其反应强度在治疗过程中可能会发生改变，随着连续给药，反应性通常降低，产生对药物作用的耐受性，当一种药物给药后反应迅速降低时，此种反应称为快速耐受性。化学结构类似或作用性质类似的药物还会产生交叉耐受性 病原微生物对抗微生物药物产生的耐受性称抗药性（resistance） 麻醉药品或精神药品连续使用时还可产生药物依赖性（drug dependence）

32 第二节 生物技术药物学 一、 生物技术药物学 （一） 生物药物与生物技术药物
第二节 生物技术药物学 一、 生物技术药物学 （一） 生物药物与生物技术药物 生物药物(Biopharmaceutics)是利用生物体生物组织及其成分综合应用生物学、生物化学、微生物学、免疫学、物理化学和现代药学的原理与方法进行加工，制造而成的一大类预防、诊断、治疗制品。广义的生物药物包括从动物、植物、微生物、海洋生物等生物体中制取的各种天然生物活性物质及其人工合成或半合成的天然物质类似物。 生物药物进一步分成4大类，即： （1）基因工程药物 （2）基因药物 （3）天然生化药物 （4）合成或半合成的生物药物

33 生物技术药物又称基因工程药物,则属于上述的（1）和（2）两类生物药物,国家药品监督管理局将其列入新生物制品药物(以DNA重组技术生产的蛋白质、多肽、酶、激素、疫苗、单克隆抗体和细胞因子类药物，及用蛋白质工程技术制造的上述产品及其修饰物)。反义药物、基因药物和核酶也属于生物技术药物的发展领域。

34 （二） 生物技术药物学 生物技术药物学是近代药物学的一个重要分枝，是研究生物技术药物，尤其是基因工程药物和基因药物的一门新型综合学科。内容包括各类生物技术药物的来源、结构、性状、作用、用途和用法等各方面的知识，比较系统地介绍生物技术药物在疾病防治、诊断有关的基础理论及其临床应用知识。根据生物技术药物的特点、重点，主要讨论以下内容： 1．生物技术药物的临床前研究与临床评价 2．生物技术药物的生产工艺与生产管理 3．生物技术药物的质量控制与安全性评价 4．各类生物技术药物的来源，结构、性质、作用与用途。

35 二、 生物技术药物的发展与展望 （一） 生物技术药物的主要品种类型 1.细胞因子干扰素类 2．细胞因子白介素类和肿瘤坏死因子
3.造血系统生长因子类 4.生长因子类 5.重组蛋白质与多肽类激素 6.心血管病治疗剂与酶制剂 7.重组疫苗与单抗制品 8.基因药物

36 （二） 生物技术药物品种开发动态 1.我国批准上市的生物技术药物
基因工程乙肝疫苗、干扰素（α1b，α2b，α2a，γ）、重组人胰岛素、白细胞介素-2（-125 Alaline，-Ser）、G-集落刺激因子、GM-集落刺激因子、肿瘤坏死因子-α、促红细胞生成素、链激酶、葡激酶，人、牛碱性成纤维细胞生长因子、重组人表皮生长因子、碘131美妥昔单抗、重组人血小板生成素、重组人5型腺病毒注射液（安柯瑞）、重组人p53腺病毒注射液（今又生）、重组人源化抗人表皮生长因子受体单克隆抗体、重组人Ⅱ型肿瘤坏死因子受体-抗体融合蛋白、重组人脑利肽、重组人血管内皮抑制素、重组人血小板生成素、重组甘精胰岛素注射液、重组赖脯胰岛素注射液、白细胞介素-11、重组人组织型纤溶酶原激酶衍生物、重组人生长激素注射液、尼妥珠单抗。

37 2.未来10年的生物技术药物 （１）肿瘤 　（２）神经退化性疾病 　（３）自身免疫性疾病 　（４）心脑血管疾病 　（５）病毒感染性疾病 　（６）基因治疗和转基因技术

38 3、生物技术药物研究进展 美国生物制药产业概况
美国有生物技术公司1400多家。据最新资料，将近有800家公共公司在运作“DNA”产业。生物技术产业收入2008年880.5亿美元，比上期增长11.5％，2009年预期971.2亿美元（均按不变价计算），其中生物技术药物占63％。 年10年平均年增长率8.3％。2008年生物技术药物占全部医药产业收入的20.6％。2004年以前美国生物技术产业是年年亏损，到2006、2007年净利91亿和36亿美元。

39 已批准生物技术药物临床研究的治疗范围

40 全球10个领先的生物技术药物 根据统计生物技术药物年销售额达到10亿美元或更高的2000年有6个，到2007年上升到22个。而全部药物中超过10亿美元销售额的总共有110个，占了20％。

41 美国生物技术公司研发投资稳定性增长

42 在国外，新药研究开支庞大，而我国费用则要低得多，如药品动物试验的成本仅为发达国家的20％左右，临床试验的直接成本仅为发达国家的15％左右，综合成本低于10％，因此，我国具有药品后期研发的有利条件。

43 生物药物发展的关注点 融合蛋白 融合蛋白是通过基因重组技术将两种或多种蛋白或蛋白结构域的编码区依该码首尾连结在一起，表达产生的一种新的蛋白质。它在结构和功能上被赋予了与人源化重组蛋白完全不同但又有一定关连的特性，因此融合蛋白在新生物技术药物的开发上占有重要的地位。

44 治疗性抗体 人类自身免疫系统产生的特异性抗体，在人体免疫功能不足的情况下，补充给予与人体产生的相似或相同的单克隆抗体以治疗一些疾病，这是被确认的治疗性抗体的作用机理。在临床实践中治疗性抗体对一些难治性疾病如癌症、自身性免疫性疾病（风湿性关节炎、银屑病）等有很好的疗效，如利妥昔单抗（Rituxanab）治疗细胞非霍奇金淋巴瘤已达30多万例病人，单药治疗总有效率50％，其疗效与化学药物相同，但更安全，几乎无副作用，抗体联合化疗有效率高达80％以上。其它在心血管疾病、抗病毒感染及器官移植等方面也有好的表现。

45 治疗性抗体是世界销售额最高的一类生物技术药物，2008年治疗性抗体销售额超过了300亿美元，占了整个生物制药巿场例40％。在美国批准的99种生物技术药物中，抗体类药物就占了30种；在633种处于临床研究中的生物技术药物中，有192种为抗体药物，而在抗癌及自身免疫性疾病的治疗研究中，治疗性抗体占了一半。我国2005年研发的碘131美妥昔单抗（商品名利卡汀），其抗原结构及轻、重链可变区基因序列都是独立发现并具有知识产权的新抗体药物。

46 美国FDA批准上市的抗体药物

47 疫苗 病毒疫苗 治疗（预防）性疫苗 （1）重组幽门螺旋杆菌疫苗（Hp） 科技部于2009年4月24日宣布，我国率先在世界上研制成功“口服重组幽门螺旋杆菌疫苗”，该疫苗已获SFDA国家一类新药证书，欧美尚处于1、2期临床试验阶段。Hp具有自主知识产权，5年内完成了5657名志愿者1、2、3期临床研究，对幽门螺旋杆菌感染患者有预防和治疗作用。幽门螺旋杆菌是许多慢性胃病及胃癌的重要致病因子。 （2）乙肝（HBV）治疗性疫苗 Ag-Ab复合型乙肝治疗性疫苗，已开始3期临床试验，并获美、中发明专利；乙肝亚单位治疗性疫苗和乙肝DNA治疗性疫苗也都具发展前景。 （3）针对自身免疫性疾病治疗性疫苗 Copolymer为合成多肽疫苗，正在进行2期临床试验，证明对多发性硬化症有效。

48 （4）心血管病疫苗 正在研究的有：载脂蛋白B-100疫苗、胆固醇酯转运蛋白疫苗、CD40疫苗、肺炎衣原体（Cpn）疫苗（Cpn是导致动脉粥样硬化的危险因素）、抗动脉粥样硬化疫苗（AnsB-TTP-PADRE-CETPC融合蛋白）、高血压疫苗等。 （5）肿瘤疫苗 正在研究的有以肿瘤细胞为载体的肿瘤疫苗（MHC分子转基因疫苗、共刺激分子转基因肿瘤疫苗、细胞因子转基因肿瘤疫苗、转入诱导细胞凋亡，抑制细胞增长的基因）；以树突状细胞（DC）为载体的肿瘤疫苗（联合细胞因子、导入肿瘤抗原、肿瘤细胞与DC融合疫苗）；单抗肿瘤疫苗、肿瘤基因工程疫苗、肿瘤多肽疫苗等。

49 抗菌肽 抗菌肽的分类及活性

50 抗菌肽的活性和作用机制

51 小干扰核酸药物 我国小干扰核酸药物的研发尚处于临床前阶段，美国已有十几个小干扰核酸药物进入临床研究阶段,主要用于治疗老年性黄斑症、糖尿病性黄斑水肿、呼吸道合胞体病毒感染、乙肝、艾滋病、实体瘤等。 Tab9.Current clinical trials of RNAi-based therapeutics

52 细胞治疗 细胞治疗是以组织细胞、成体干细胞/前体细胞、胚胎干细胞移植为手段的一种新的生物治疗方法。干细胞分为两类：一类是胚胎干细胞，可以定向分化为所有种类的细胞，甚至可形成复杂的组织和器官；另一类是成体干细胞，它是出生后遗留在机体各组织器官内的干细胞。两类干细胞都在药物开发、细胞治疗和组织器官替代治疗中发挥重要作用，成为人类战胜疾病的有力手段。用人体自身的干细胞治疗自身疾病，不危及自身的健康，与他人无关，不受法律限制，不涉及道德伦理范畴，同时不存在免疫排斥问题，因此是理想的医学临床治疗和研究的来源。但是存在于机体内的干细胞数量很少，难以获得足够的治疗量，目前全世界的科学家都在共同努力克服这一难题。我国独辟蹊径找到干细胞非常理想的来源，于2006年首次从新生婴儿废弃的脐带组织中得到了一种多能干细胞，称作脐带间充质干细胞（UC-MSC）。

53 表10.典型的干细胞治疗开发相关企业及产品

54 基因治疗 基因治疗就是将人正常基因或有治疗作用的基因通过一定的途径导入机体靶细胞以纠正基因缺陷或发挥治疗作用。治疗基因设计和装配成功，随之要解决治疗途径和载体问题。

55 .转移入人体的的基因或其相关的生物学特征

56 针对不同疾病的基因治疗临床试验数

57 肿瘤病毒疗法 近年来在肿瘤基因治疗方面开创了一个新的领域，即肿瘤病毒疗法（Virotherapy），其作用机制与其它疗法不同，它包括基因复制介导的溶瘤作用、抗肿瘤免疫诱导作用、抗血管生成、细胞凋亡、自体呑噬（一种有别于细胞凋亡的另一种程序性细胞死亡方式）诱导作用。Virotherapy与其它疗法不存在干扰甚至有加强作用。利用病毒感染肿瘤细胞，将其致死，以其人之道还治其人之身，这是—个新颖的创意和实践。溶瘤疗法（oncolytic therapy）是其中发展最快的一个，对自然界存在的一些致病力较弱的病毒进行基因改造制成特殊的溶瘤病毒（oncolytic virus），利用靶细胞中抑癌基因的失活或缺陷从而选择性的感染肿瘤细胞，在其内大量复制并最终摧毁肿瘤细胞。目前已有多种病毒因具有嗜肿瘤细胞特性而被用来改造成溶瘤病毒，主要有：新城疫病毒（NDV）、单纯疱疹病毒-1（HSV-1）、呼吸孤病毒（reovirus）、水疱性口炎病毒（VSV）、溶瘤腺病毒（oncolytic adenovirus）等。

58 处于临床后期试验或已上市的溶瘤病毒

59 我国肿瘤病毒基因药物的研究在国际上占有一定的领先优势，上表列举的国外7种正在临床试验的溶瘤基因药物，其中溶瘤腺病毒H101，基因E1B-55K，E3缺失，在我国SFDA已于2006年批准上市，药名重组人5型腺病毒注射液，商品名安柯维，与化疗结合治疗头、颈癌等。抑癌基因p53和改构5型腺病毒重组的肿瘤病毒药物重组人p53腺病毒注射液，商品名今又生，于2004年批准上市，治疗鼻、咽癌等。

60 生物技术药物表达生产的特点 哺乳动物细胞表达产物所占比重快速增加
FDA在2000年以后批准的创新生物技术药物，用酵母表达的有2种，用大肠杆菌表达的产品只有4种，而且都是分子量为3.5～6kDa的低分子量多肽，表明大肠杆菌在多肽的生产上还有优势，但是在生产分子量大、结构复杂的蛋白上潜力很小。与此形成鲜明对比的是，通过动物细胞培养生产的生物技术产品则有22种，除了两种组织工程产品外，其余都是蛋白类产品，这些蛋白类产品包括治疗性抗体（分子量一般在150kDa左右），酶如TNK-tPA（58kDa）、Aldurazyme（83kDa）、Fabrazyme（100kDa），凝血因子ⅧReFacto（170kDa），蛋白C Xigris（55kDa），融合蛋白Alefacept（91.4kPa）等，都是分子量大、二硫键多、空间结构复杂的糖蛋白，只有使用CHO等哺乳动物细胞表达系统，这些蛋白的生产才成为可能。

61 复杂蛋白质类药物生产技术日臻成熟 随着真核表达系统的日臻成熟，以及大规模动物细胞培养技术的进步，FDA近年来批准了多种高分子量的复杂蛋白药物，这些药物在治疗血友病、戈谢病、法布莱氏病、粘多糖病、囊性纤维化、不孕症、心肌梗死、脓毒症和高尿酸症等发挥了关键作用。

62 用蛋白质工程技术和PEG化改造蛋白质产品的性能
蛋白质的分子改造也是近年生物技术药物发展的趋势，并在EPO、tPA和胰岛素等突变体的研究中取得明显成果。 如Amgen公司利用定点突变技术开发的第二代EPO产品Aranesp，与第一代EPO相比，N-糖链从3条增加至5条，分子量从30kDa增加到37kDa，其半寿期延长了3倍，因而给药方式从2～3次/周改为1次/周，虽然2001年9月才获准上市，但该药品的年销售额已达到20亿美元 而通过定点突变技术构建胰岛素突变体如速效胰岛素Humalog、Novolog和长效胰岛素Lantus，则是改变胰岛素分子结构以改变药物吸收速度或药代动力学，从而起到速效或长效的作用。例如，Humalog就是将胰岛素B链的Pro28Lys29突变为Lys28Pro29，而Novolog则是将B链的Pro28突变为Asp28，这样，胰岛素突变体Humalog、Novolog在皮下注射后具有吸收快、起效快、作用时间短和餐后尖峰状的生理学分泌相似的特点，用药更灵活方便。Lantus是将胰岛素A链的Asn21突变为Gly21，在B链的末端增加了Arg31 Arg32两个氨基酸，使其成为第一个真正长效药物，恒定的药代动力学（PK）和药效动力学（PD）时间至少持续24h，和相对恒定基线胰岛素生理水平相似。

63 又如FDA批准的两种t-PA突变体r-PA和TNF-tPA具有溶栓效果好、使用剂量小、使用方便和安全性较好的特点，已成为t-PA的更新换代产品。
PEG化有以下优点：（1）极大延长了药物半寿期；（2）降低了某些药物的免疫原性；（3）增强药物活性；（4）降低药物毒性；（5）血浆的药物浓度波动小，可提高疗效；（6）可减少给药次数；（7）可改变药物作用机制。下表列举了FDA批准的几个PEG化蛋白药物。

64 商品名 公司 适应症(批准时间) 影 响* SOMAVERT PEG化生长激素 Pfizer 肢端肥大症(2003.3) 改变了GH作用机制, 选择性结合GH受体以阻断GH信号转导,降低血清中胰岛素样生长因子(IGF-1)等的浓度。 Neulasta PEG化G-CSF Amgen 嗜中性白细胞减少症 (2002.1) 皮下注射时的半寿期从210min延长到15～80h, 给药频率从1次/d改为1次/14d(即一个化疗疗程一次), 减少了血浆药物浓度的波动。 PEG-Intron PEG化干扰素α-2b Enzon/Schering- Plough 淋巴瘤、白血病、乙肝、丙肝(2001.8) 半寿期提高5倍,弱化了与受体的结合,表观清除率降低7倍, 减少了给药频率(从3次/周降为1次/周)。血浆浓度的波动很少,极大提高了抗病毒活性.疗效显著提高, 治疗丙肝48周后,疗效从24%提高至49%. Pegasys PEG化干扰素α-2a Nektar/Roche 淋巴瘤、白血病、乙肝、丙肝( ) 半寿期从3～8h延长到65h, 弱化了与受体的结合。体内抗病毒活性提高12～135倍,抗癌活性提高18倍,减少了给药频率(从3次/周降为1次1周)。治疗丙肝的疗效从28%提高到68%。 Oncaspar(天然提取)PEG-L-天冬酰胺酶 Enzon/Rhone- Poulenc 急性成淋巴细胞白血病 (1994.2) 半寿期从20h延长到357h, 降低了天冬酰胺酶的免疫原性,极大减轻了不良免疫反应。 Adagen(天然提取)PEG化腺苷脱氨酶 Enzon 恶性复合免疫缺陷症 (SCID)(1990.3) 酶的活性提高1800倍。

65 （三）生物技术药物研究技术进展 1．生物技术药物表达系统研究进展 （1）大肠杆菌表达系统 （2）昆虫细胞表达系统 (3) 酵母表达系统
(3) 酵母表达系统 (4)植物表达系统 (5)哺乳类细胞表达系统 (6)转基因动物与动物克隆技术

66 2．三股螺旋DNA技术

67 脱氧寡核苷酸能与双股螺旋双链DNA特异性序列结合,形成三股螺旋DNA,这种三螺旋结构可阻止转录RNA和DNA的复制,因其作用原理有别于RNA的反义技术,所以有人将三螺旋DNA技术称为反基因技术.
其配对原则是:人工合成15-40个碱基的脱氧核苷酸,使其按T.AT,C+.GC,G.GC,A.AT三碱基体与双链DNA结合,通常结合在蛋白质识别位点处,形成三链DNA.

68 三股螺旋DNA的优点: (1)三股螺旋DNA所需剂量较反义RNA小得多，这是因为它的作用靶点在转录水平的DNA序列上 ,而反义RNA是作用于经转录后放大的mRNA水平. (2)三股螺旋DNA特异性高,发生个别碱基错配的机率低. 存在问题:半衰期短,稳定性不够,在整合生物具有形成三股螺旋的同聚嘌呤和同聚嘧啶DNA片段较少.

69 （四）我国生物技术药物研究状况 （1）药品生产多以仿制为主,自主创新产品少 1989年,我国科学家成功研制出具有我国自主知识产权的基因工程一类新药-a1b,成为我国批准生产的第一个基因工程药物。自1993年1月1日中国开始实行药品专利制度和药品行政保护,随着中国加人世贸组织,药品进口关税逐步下降,外国制药企业对中国市场日益重视,仿制时代将不复存在。因此人们开始转向创新之路,然而几年来我国生物医药技术产品申报看似活跃，实际上完全属于自我创新的技术却很少。 2000年9月~2004年9月,我国共有108个批准文号的生物制品进行了补充申请,但涉及的主要品种只有重组人IFN，EPO，IL，重组人GH，重组人CSF等数种。申报新药临床研究的有150多个,涉及的主要品种只有流行性感冒病毒裂解疫苗、重组人干扰素等几个,截止目前,仅有重组人53腺病毒注射液,注射用重组葡激酶,重组人新型肿瘤坏死因子等少数几个品种具有自主知识产权,表明生物制品新药研发尚未走出仿制的阴影。

70 （2） 同种产品生产家过多,产能过剩,竞争过度。
如促红细胞生成素有11家厂生产,人白细胞介素-2有15家厂生产,两种人粒细胞集落刺激因子分别有15家厂和13家厂生产。再如:重组α-2b干扰素由正常人体白细胞所产生,自从1996年哈药集团生物工程公司开发的冻干针剂获准上市销售后,重组干扰素国产化进程加快。目前在国内重组α-2b就有北京凯因生物技术、哈药集团生物工程、天津华立达生物工程、安徽安科生物工程，沈阳三生，北京远策药业，深圳海王英特龙生物技术，长春生物制品研究所，上海华新生物高科技，上海万兴生物制药等20家企业拥有40多个批文,能生产约10种重组α-2b干扰素制品,其中注射液和冻干粉针剂占80%以上的份额；主要品牌有凯因益生，利分能，安福隆，安达芬，英特龙，万复因和辛化诺,它们在干扰素市场占据了较大的份额。此外,该市场中还有一些进口品牌,如先灵葆雅的甘乐能，罗氏的派罗欣等品种。基因工程药物临床使用剂量一般都很小,通常2~3个厂家满负荷生产就能满足国内市场需要,加上还有国外同类药品的进口供应,因此,过多厂家生产同一种基因工程药品势必造成市场过度竞争,使各生产企业的利润下降,同时还导致现有生产能力开工不足,成本增加,使企业不能获得合理利润,无法步入良性发展的轨道,甚至迫使有些企业严重亏损和破产。

71 （3）与欧美相比,产业化方面的差距逐渐加大 与发达国家相比,我国生物技术实验室技术水平差距不大，但在产业化方面的差距正在逐渐加大:当世界有20多种畅销生物药时,我国能生产10种；现在世界上已有140多种生物药,我国却只能生产20多种。 （4） 大肠杆菌表达的产品仍占多数,动物细胞大规模培养技术尚未解决 欧美国家哺乳动物细胞表达的产品种类占60%~70%以上,市场份额占65%~70%以上,并且这个比例还有迅速扩大的趋势。2003年6月至2004年6月全球销售额最高的10个生物技术药物中,哺乳动物细胞表达的产品占8个,并且年销售额超过20亿美元的前6位的生物技术药物全部是哺乳动物细胞表达的产品。由于大肠杆菌的发酵技术以及产物的纯化技术都是相对简单的生物制药生产技术,容易掌握,因此大肠杆菌表达的干扰素，白介素，G-CSF，肿瘤坏死因子等生长因子在国内生产厂家较多。由于动物细胞培养技术的复杂性,

72 目前我国已批准上市的生物技术药物中只有EPO，CHO表达的乙肝疫苗，P53重组腺病毒注射液等为哺乳动物细胞表达的产品,但是还处于非常原始和初级的状态,许多厂家甚至还是用摇瓶培养这种实验室规模进行生产。这种局面不仅浪费了大量的人力，财力,导致许多涉足“钻石产业”的生物制药企业不仅没有得到钻石,只能勉强维持,甚至入不敷出,而且使得我国有限的资源不能分配到真正有发展前途的代表生物制药主流的以哺乳动物细胞表达的产品的研究、开发与生产上。

73 因此，专家强调：完善自主开发创新机制,鼓励创新药物研究和生产，加强宏观调控,避免重复立项，加快产业化步伐和商品化的进程-必须重视下游技术（我国在此类产品研究开发领域中的上游技术与国际水平相比仅落后3~5年,但下游技术却至少相差15年以上，因此必须花大力气加强下游技术的研究和开发,缩短差距以加快下游技术的产品化、工业化和商品化的进程）；加快科研体制改革步伐,拓宽融资渠道加强国际合作与情报追踪，是我国新生物技术药物发展的必由之路。