生物技术制药基础.ppt

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1、生物技术制药生物技术制药BiotechnologicalPharmaceutics主讲人：孟雪莲主讲人：孟雪莲生物技术在国内分布的领域生物技术在国内分布的领域国家国家863项目生物技术领项目生物技术领域首席科学家陈章良介域首席科学家陈章良介绍，生物技术在国内分绍，生物技术在国内分布于两个领域：制药和布于两个领域：制药和农业。在国家农业。在国家863项目中，项目中，生物技术也仅指这两块。生物技术也仅指这两块。其中，生物制药占最大其中，生物制药占最大比例。比例。陈章良陈章良曾有专家预言，曾有专家预言，芯片技术芯片技术、医药医药和和生物工程生物工程这三个领域将是这三个领域将是21世纪头世纪头30-4

2、0年发展最快年发展最快的领域，是世界经济发展的火车头。的领域，是世界经济发展的火车头。据资料显示，据资料显示，生物医药生物医药与与IT产业产业将共同成为将共同成为主宰世界各国未来经济力量的两大要素。主宰世界各国未来经济力量的两大要素。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。生物药品的销售呈现较快的增长。上世纪上世纪9090年年代以后，全球生物药品销售额以年均代以后，全球生物药品销售额以年均30%30%的速的速度增长，这个速度大大高于全医药行业年均不度增长，这个速度大大高于全医药行业年均不到到10%10%的增长速度。的增长速度。生物药品销售额占整个医药行业销

3、售额的比例生物药品销售额占整个医药行业销售额的比例不断提高不断提高，从，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超过年全球生物技术产品总额超过600600亿美元，年增长率超过亿美元，年增长率超过20%20%，其中，其中EPOEPO和和G-CSFG-CSF的单品种销售额均超过的单品种销售额均超过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入为其他

4、工业领域的1010倍。倍。美国生物制药企业已呈规模效应美国生物制药企业已呈规模效应到到2003年初，美国已有生物技术公司年初，美国已有生物技术公司2000家以上，其中有家以上，其中有300多家公司上多家公司上市，市场资本总额达到市，市场资本总额达到3308亿美元。亿美元。医药生物技术已经成为美国高新技术医药生物技术已经成为美国高新技术产业发展的核心动力之一。产业发展的核心动力之一。生物医药发展的决定因素生物医药发展的决定因素新技术不断涌现，基础科学研究领域的重新技术不断涌现，基础科学研究领域的重大突破为生物医药发展的决定因素。大突破为生物医药发展的决定因素。组合化学、高通量药物筛选、基因工程、

5、组合化学、高通量药物筛选、基因工程、干细胞工程、基因芯片、基因治疗等等，干细胞工程、基因芯片、基因治疗等等，任何一个新技术的诞生均为生物医药的发任何一个新技术的诞生均为生物医药的发展带来一场革命。展带来一场革命。人类基因组草图绘制完成后，生物医药研人类基因组草图绘制完成后，生物医药研究进入了以蛋白质组学和药物基因组学为究进入了以蛋白质组学和药物基因组学为重点的重点的“后基因组后基因组”时代。时代。人类基因组计划人类基因组计划(HumanGenomeProject,HGP)-研究的内容研究的内容（1）对人的基因组进行分组，例如可）对人的基因组进行分组，例如可根据染色体不同分为根据染色体不同分为2

6、4组，而每条组，而每条染色体又可分为长臂染色体又可分为长臂/、短臂、短臂/、区、区、带和亚带等；带和亚带等；（2）对人的基因组进行标记，即为每）对人的基因组进行标记，即为每条染色体或更小的区域都找到一些条染色体或更小的区域都找到一些特定的特定的DNA序列作为标志；序列作为标志；（3）利用已知的标记序列，将已克隆）利用已知的标记序列，将已克隆的基因组的基因组DNA进行排序；进行排序；（4）克隆并测定人的基因组的全部序）克隆并测定人的基因组的全部序列；列；（5）具体研究每个基因的结构、功能、）具体研究每个基因的结构、功能、表达调控等性质。表达调控等性质。美国国家人类基因组研究院主席美国国家人类基因

7、组研究院主席FrancisCollins（弗兰西斯（弗兰西斯柯林斯柯林斯）生物技术的发展影响医药工业格局生物技术的发展影响医药工业格局生物技术为主体的新兴制药公司迅速壮大，生物技术为主体的新兴制药公司迅速壮大，挑战了传统的大型制药企业。挑战了传统的大型制药企业。数以千计的以研发为主的公司诞生。数以千计的以研发为主的公司诞生。传统化学制药公司与中小型生物技术公司建传统化学制药公司与中小型生物技术公司建立战略联盟。立战略联盟。1.1 1.1 概述概述 一、生物药物一、生物药物 泛指将生物体的初级和次级代谢产物，或生物泛指将生物体的初级和次级代谢产物，或生物体的某一组成部分，甚至整个生物体用作诊断和

8、治体的某一组成部分，甚至整个生物体用作诊断和治疗的医药品。疗的医药品。第一节第一节生物技术的发展史生物技术的发展史初级代谢产物初级代谢产物是指微生物通过代谢活动所产生的、自身生长是指微生物通过代谢活动所产生的、自身生长和繁殖所必需的物质，如氨基酸、核苷酸、多糖、脂类、维和繁殖所必需的物质，如氨基酸、核苷酸、多糖、脂类、维生素等。生素等。次级代谢产物次级代谢产物是指微生物生长到一定阶段才产生的化学结构是指微生物生长到一定阶段才产生的化学结构十分复杂、对该生物无明显生理功能，或并非是微生物生长十分复杂、对该生物无明显生理功能，或并非是微生物生长和繁殖所必需的物质，如抗生素、毒素、激素、色素等。和繁

9、殖所必需的物质，如抗生素、毒素、激素、色素等。二、生物技术药物二、生物技术药物1.生物技术生物技术(biotechnology)生物技术生物技术是以生命科学为基础，利用生物体（或生物组是以生命科学为基础，利用生物体（或生物组织、细胞）的特性或功能，设计构建有预期性状的新物种或新织、细胞）的特性或功能，设计构建有预期性状的新物种或新品系：并品系：并/或与工程技术相结合，以生物体（或生物组织、细或与工程技术相结合，以生物体（或生物组织、细胞或酶类）为反应器，进行加工生产，为社会提供商品和服务胞或酶类）为反应器，进行加工生产，为社会提供商品和服务的一个综合性技术体系。的一个综合性技术体系。2.生物技

10、术制药：生物技术制药：采用现代生物技术，人为的创造条件，借助某些微生物、采用现代生物技术，人为的创造条件，借助某些微生物、植物或动物来生产所需的医药品叫做植物或动物来生产所需的医药品叫做生物技术制药生物技术制药，所得到的，所得到的药品叫药品叫生物技术药物生物技术药物。一一.基因工程基因工程 基因工程基因工程(gene engineering):在体外将核酸分子插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，合，并使之参入到原先没有这类分子的寄主细胞内，而能持续稳定的繁殖，并通过工程化为

11、人类提供有用而能持续稳定的繁殖，并通过工程化为人类提供有用的产品及服务的技术。的产品及服务的技术。1.2生物工程生物工程获得目的基因获得目的基因组建重组质粒组建重组质粒构建基因工程菌（或细胞）构建基因工程菌（或细胞）除菌过滤除菌过滤产物分离纯化产物分离纯化培养工程菌培养工程菌包装包装成品检定成品检定半成品检定半成品检定基因工程药物生成的基本过程基因工程药物生成的基本过程上游阶段（实验室进行）上游阶段（实验室进行）下游阶段（实验室成果产业化、商品化）下游阶段（实验室成果产业化、商品化）二二.抗体工程抗体工程 通过对抗体分子结构和功通过对抗体分子结构和功能关系的研究，有计划的对抗能关系的研究，有计

12、划的对抗体基因序列进行改造，改善抗体基因序列进行改造，改善抗体某些功能的技术。体某些功能的技术。从自然界分从自然界分离的菌种离的菌种诱变育种诱变育种基因工程基因工程细胞工程细胞工程生产用菌种生产用菌种培养基配制培养基配制原料原料发酵罐发酵罐发酵条件控制发酵条件控制扩大培养扩大培养接种接种灭菌灭菌分离分离提纯提纯微生物菌体微生物菌体代谢产物代谢产物产品产品发酵工程生产产品流程简图发酵工程生产产品流程简图三、发酵工程三、发酵工程1 1、概念、概念发酵工程：是一门利用微生发酵工程：是一门利用微生物的生长和代谢活动来生产物的生长和代谢活动来生产各种有用物质的工程技术。各种有用物质的工程技术。2 2、内

13、容：、内容：菌种的选育菌种的选育培养基的配制培养基的配制灭菌灭菌扩大培养和接种扩大培养和接种发酵过程发酵过程分离提纯分离提纯严格监控哪些严格监控哪些方面？引起条方面？引起条件变化的原因件变化的原因？四四.细胞工程细胞工程 细胞工程细胞工程(cell engineering)：即应用细胞生物学和分子生物：即应用细胞生物学和分子生物学方法，以细胞为基本单位，在学方法，以细胞为基本单位，在体外条件下进行培养、繁殖，或体外条件下进行培养、繁殖，或人为的使细胞某些生物学特性按人为的使细胞某些生物学特性按人们的意愿发生改变，从而达到人们的意愿发生改变，从而达到改良生物品种和创造新的品种，改良生物品种和创造

14、新的品种，加速繁育动、植物个体，或获得加速繁育动、植物个体，或获得某种有用的物质过程。某种有用的物质过程。五五.酶工程酶工程 1.定义：定义：酶工程酶工程(enzyme engineering)：利用酶或含酶的微利用酶或含酶的微生物、动植物细胞或细胞器的特异催化功能，对酶进生物、动植物细胞或细胞器的特异催化功能，对酶进行修饰改造，并借助生物反应器和工艺过程来生产人行修饰改造，并借助生物反应器和工艺过程来生产人类所需产品的一项技术。类所需产品的一项技术。2、现代酶工程的主要内容：、现代酶工程的主要内容：a、酶的分离纯化、大批量生产及应用开发；酶的分离纯化、大批量生产及应用开发；b、酶和细胞的固定

15、化及酶反应器的研究（包括酶传感器、酶和细胞的固定化及酶反应器的研究（包括酶传感器、反应检测等）；反应检测等）；c、酶生产中基因工程技术的应用及遗传修饰酶的研究；酶生产中基因工程技术的应用及遗传修饰酶的研究；d、酶的分子改造和化学修饰，结构与功能的研究；酶的分子改造和化学修饰，结构与功能的研究；e、有机相中酶反应的研究；有机相中酶反应的研究；f、酶的抑制剂、激活剂的开发与应用研究；酶的抑制剂、激活剂的开发与应用研究；g、抗体酶、核酸酶的研究；抗体酶、核酸酶的研究；h、模拟酶、合成酶及酶分子的人工设计、合成研究。模拟酶、合成酶及酶分子的人工设计、合成研究。六六.生物转化生物转化 1.定义：定义：将

16、天然或合成的有机化合物加入到生长状态的生物将天然或合成的有机化合物加入到生长状态的生物体系或酶制剂中，在适宜的条件下进行一段时间的共体系或酶制剂中，在适宜的条件下进行一段时间的共培养之后，外加的化合物与生物体系的酶发生相互作培养之后，外加的化合物与生物体系的酶发生相互作用，从而产生结构改变，这一过程就是用，从而产生结构改变，这一过程就是生物转化生物转化。2、生物转化的特点：、生物转化的特点：3）安全，保护环境，）安全，保护环境，常温常压，可改善工人劳常温常压，可改善工人劳动条件，避免减少使用强酸、强碱或有毒物质；动条件，避免减少使用强酸、强碱或有毒物质；2）催化高效性，）催化高效性，一个酶促反

17、应可代替几个化学反一个酶促反应可代替几个化学反应，收率高；应，收率高；1）选择性强，）选择性强，底物及产物空间结构专一；底物及产物空间结构专一；4）某些酶或微生物来源方便，价格低廉。）某些酶或微生物来源方便，价格低廉。5）应用范围广。）应用范围广。1.3生物技术发展简史生物技术发展简史一、传统生物技术阶段：主要以酿酒和制醋为主一、传统生物技术阶段：主要以酿酒和制醋为主1.早在公元前早在公元前5000年，就出现了酿酒和制醋的生产技术；年，就出现了酿酒和制醋的生产技术；2.1680年发明了显微镜，才知道自然界有微生物存在；年发明了显微镜，才知道自然界有微生物存在；3.1857年，用实验方法证明酒精

18、发酵是活酵母所引起的结果；年，用实验方法证明酒精发酵是活酵母所引起的结果；4.1897年，发现磨碎的死酵母仍能使糖发酵成酒精，并将其中年，发现磨碎的死酵母仍能使糖发酵成酒精，并将其中的活性物质称为的活性物质称为“酶酶”。传统生物技术阶段传统生物技术阶段近代生物技术阶段近代生物技术阶段现代生物技术阶段现代生物技术阶段三个阶段三个阶段二、近代生物技术阶段：主要以微生物发酵为基础二、近代生物技术阶段：主要以微生物发酵为基础以后，链霉素、金霉素和红霉素等相继问世，氨基酸发酵和酶制剂工业以后，链霉素、金霉素和红霉素等相继问世，氨基酸发酵和酶制剂工业也得到发展；也得到发展；这个时期医药业主要生产抗生素、维

19、生素、甾体激素和氨基酸。这个时期医药业主要生产抗生素、维生素、甾体激素和氨基酸。AlexanderFleming(亚历山大亚历山大弗莱明弗莱明)1928年，英国的年，英国的Fleming发现青霉素；发现青霉素；1940年，年，Florey和和Chain等提取获得青霉素并等提取获得青霉素并临床证明了其疗效好和毒性低的特定；临床证明了其疗效好和毒性低的特定；1941年，美国和英国合作开发出生产效率高、年，美国和英国合作开发出生产效率高、产品质量好、通入无菌空气进行搅拌发酵的培产品质量好、通入无菌空气进行搅拌发酵的培养方法生产技术，大大提高了青霉素的生产效养方法生产技术，大大提高了青霉素的生产效率，

20、并为生物技术的发酵工业带来革命性的变率，并为生物技术的发酵工业带来革命性的变化；化；三、生物技术发展简史现代生物技术阶段三、生物技术发展简史现代生物技术阶段198219881997 2001 195319741975196119661977ACGTTACGGCTAATGCTADNADNA双螺旋双螺旋结构发现结构发现全部遗传密全部遗传密码的破译码的破译DNADNA重组技重组技术的建立术的建立单克隆抗体单克隆抗体技术的建立技术的建立第一个人的基第一个人的基因获得克隆因获得克隆第一个重组第一个重组动物疫苗在动物疫苗在欧洲获批准欧洲获批准第一个单克隆抗第一个单克隆抗体诊断试剂盒在体诊断试剂盒在美国批准

21、使用美国批准使用19811982GenentechGenentech公司公司获得重组人胰获得重组人胰岛素生产许可岛素生产许可PCRPCR技术技术问世问世1988人类基因人类基因组计划开组计划开始实施始实施1990第一个体细胞第一个体细胞基因治疗方案基因治疗方案在美国获批准在美国获批准克隆羊多克隆羊多莉诞生莉诞生人类基因组人类基因组草图完成草图完成人类基因组人类基因组3030亿碱基对亿碱基对测序完成测序完成 2003第二节第二节医药生物技术的新近展医药生物技术的新近展基础研究不断深入基础研究不断深入新产品不断出现新产品不断出现新试剂、新技术不断出现新试剂、新技术不断出现新型生物反应器和新分离技术

22、不断出现新型生物反应器和新分离技术不断出现一、生物技术应用领域一、生物技术应用领域 应用领域可分为：现代医药学生物技术应用领域可分为：现代医药学生物技术（工程）；现代农业（工程）；现代农业生物工程；生物工程；生物制造、轻化工及食品生物工程；环境治理生物工生物制造、轻化工及食品生物工程；环境治理生物工程；能源生物工程。程；能源生物工程。1、现代医药学生物技术、现代医药学生物技术（工程）（工程）预防性及治疗性疫苗预防性及治疗性疫苗单克隆抗体及抗体生物工程单克隆抗体及抗体生物工程抗生素、抗生素、VcVc等生产等生产转基因动植物转基因动植物疾病的分子水平诊断疾病的分子水平诊断 人类基因组计划人类基因组

23、计划2.1 现代农业生物工程现代农业生物工程 2、医药以外其它领域、医药以外其它领域：鱼类等水生生物：鱼类等水生生物：核移植、单倍体诱导、性别控制、基因工核移植、单倍体诱导、性别控制、基因工程。程。核移植核移植是将外源的一个细胞核与一个去核卵母细胞结合，是将外源的一个细胞核与一个去核卵母细胞结合，产生遗传上同质的动物的技术。它在动物育种、制备转基因产生遗传上同质的动物的技术。它在动物育种、制备转基因动物、基因治疗及器官移植等方面具有重大的作用。动物、基因治疗及器官移植等方面具有重大的作用。畜禽类：畜禽类：性别控制、胚胎移植、核移植（性别控制、胚胎移植、核移植（动物克隆：不通动物克隆：不通有性过

24、程有性过程而繁殖生物的过程）、胚胎分割、细胞培有性过程有性过程而繁殖生物的过程）、胚胎分割、细胞培养、基因工程养、基因工程农作物：农作物：组织培养与脱毒技术、细胞融合、染色体工程、生组织培养与脱毒技术、细胞融合、染色体工程、生物农药、生物微肥、基因工程。物农药、生物微肥、基因工程。2.2 生物制造、轻化工及食品生物工程生物制造、轻化工及食品生物工程利用可再生的物质原料生产乙烯、乳酸等大众原料化工品利用可再生的物质原料生产乙烯、乳酸等大众原料化工品和高分子材料，缓解我国材料工业对石油的依赖；和高分子材料，缓解我国材料工业对石油的依赖；2.3 环境治理生物工程环境治理生物工程2.4 能源生物工程能

25、源生物工程生物净化技术、对污染土壤的生物修复、污水的微生物处生物净化技术、对污染土壤的生物修复、污水的微生物处理理、生物废料再利用、生物废料再利用提高燃料酒精规模生产能力。加快高产、高含油且环境适提高燃料酒精规模生产能力。加快高产、高含油且环境适应性强的生物汽油、柴油专用新品种培育和产业化。应性强的生物汽油、柴油专用新品种培育和产业化。二、生物技术制药的优点与传统制药相比二、生物技术制药的优点与传统制药相比1.利用生物技术可使活性蛋白或多肽在各种生物利用生物技术可使活性蛋白或多肽在各种生物反应器中高效表达，可获得天然来源难以得到反应器中高效表达，可获得天然来源难以得到的生理活性物质，使之成为新

26、药，如人生长激的生理活性物质，使之成为新药，如人生长激素，胰岛素等；素，胰岛素等；2.通过生物技术可获得足够数量的生物活性物质通过生物技术可获得足够数量的生物活性物质以对其结构、功能和性质进行深入研究，从而以对其结构、功能和性质进行深入研究，从而改造天然生理活性物质，提高生理活性，开发改造天然生理活性物质，提高生理活性，开发更多的新型生理活性物质。如对白介素更多的新型生理活性物质。如对白介素2和组织和组织纤溶酶原激活物（纤溶酶原激活物（tPA）的改造。）的改造。3.通过对微生物的改造，可获得新型化合物，扩通过对微生物的改造，可获得新型化合物，扩大药物来源，如红霉素衍生物的研究。大药物来源，如红

27、霉素衍生物的研究。三、生物技术药物的特点三、生物技术药物的特点1.分子结构复杂。分子结构复杂。生物技术药物是经遗传改造过的生物体生物技术药物是经遗传改造过的生物体产生的活性多肽或蛋白质，或是依据靶基因序列合成的产生的活性多肽或蛋白质，或是依据靶基因序列合成的互补的一定长度的寡核苷酸，因而分子量大，分子结构互补的一定长度的寡核苷酸，因而分子量大，分子结构复杂；复杂；2.存在种属特异性：存在种属特异性：许多生物技术药物的药理学活性与动许多生物技术药物的药理学活性与动物种属和组织特异性相关，因此来自一种物种的蛋白或物种属和组织特异性相关，因此来自一种物种的蛋白或多肽药物对另一物种可能无药理学活性；多

28、肽药物对另一物种可能无药理学活性；3.治疗针对性强、疗效高。治疗针对性强、疗效高。用量小，活性强，相对其他药用量小，活性强，相对其他药物副作用小、毒性低、安全性较高；物副作用小、毒性低、安全性较高；4.稳定性差。稳定性差。不稳定，易变性，易失活，也易被微生物污不稳定，易变性，易失活，也易被微生物污染和酶解破坏；染和酶解破坏；5.基因稳定性。基因稳定性。生产过程中，基因、生产菌株或细胞系以生产过程中，基因、生产菌株或细胞系以及生产条件的稳定性要求高，如发生变化将造成生物及生产条件的稳定性要求高，如发生变化将造成生物活性的变化；活性的变化；6.免疫原性。免疫原性。来源于动物的药物可在人中产生免疫和

29、过敏来源于动物的药物可在人中产生免疫和过敏反应；反应；7.在人体内半衰期短。在人体内半衰期短。降解快，降解部位广泛；降解快，降解部位广泛；8.受体效应。受体效应。通过与特异性受体结合，信号转导发挥药理通过与特异性受体结合，信号转导发挥药理作用。作用。9.多效性和网络性效应。多效性和网络性效应。作用于多种组织或细胞，形成网作用于多种组织或细胞，形成网络性效应，因而可发挥多种药理学作用。络性效应，因而可发挥多种药理学作用。10.检验的特殊性。检验的特殊性。生物技术药物的批次间一致性和安全生物技术药物的批次间一致性和安全性的变化大于化学药品。性的变化大于化学药品。1.生物医药规模迅速生物医药规模迅速

30、四、当代生物技术的发展趋势及各国比较四、当代生物技术的发展趋势及各国比较（一）总体发展趋势（一）总体发展趋势2.转基因农作物种植面积达规模增长、生物农业转基因农作物种植面积达规模增长、生物农业快速发展快速发展 3.生物技术应用领域不断扩大生物技术应用领域不断扩大生物技术产业发展现状生物技术产业发展现状万亿美元万亿美元每隔三年全球销售额翻一番每隔三年全球销售额翻一番65%25%7%5%45%28%27%59%19%17%5%51%40%13001300家家700700家家33%24%12%4%33%3%美国美国日本日本其他其他欧洲欧洲正在研究开发正在研究开发的生物技术药的生物技术药品品种品品种生

31、物技术药品生物技术药品市场市场生物技术专利生物技术专利药品专利药品专利人人DNA专利专利生物技术制生物技术制药公司数量药公司数量生物技术产业发展现状美国位居世界榜首生物技术产业发展现状美国位居世界榜首 生物技术产业发展现状生物技术公司发展迅速生物技术产业发展现状生物技术公司发展迅速$14.6$4.7$2.2$12.71997199119861996$16.11998$18.61999美国生物技术公司上缴税收（美国生物技术公司上缴税收（1010亿）亿）$25.72000 2001$28.5生物技术产业发展现状生物制品量逐年增加生物技术产业发展现状生物制品量逐年增加正在研究开发的生物制品正在研究开

32、发的生物制品FDAFDA批准的生物制品批准的生物制品801213216143222343128440198919911993199519963506519983697520002002853711.美国力争全面保持世界领先地位美国力争全面保持世界领先地位(二二)世界各国生物技术发展的比较世界各国生物技术发展的比较美国生物产业发展遥遥领先与其它国家。美国生物产业发展遥遥领先与其它国家。2002年美国年美国现代生物产业销售额、生物技术公司分别为现代生物产业销售额、生物技术公司分别为303亿美元和亿美元和1466家，占全球的家，占全球的52%和和73%。已批准生物药物和疫苗。已批准生物药物和疫苗14

33、1个，拥有个，拥有500多个基因实验室和全球一半的生物技术专多个基因实验室和全球一半的生物技术专利。利。(1)投资大幅度增加：投资大幅度增加：美国科研经费美国科研经费2800 亿美圆，亿美圆，NIH（美国国立卫生研究院）（美国国立卫生研究院）270亿亿美圆美圆。中国总科研经费中国总科研经费125亿美圆。亿美圆。(2)先导化合物的发现是研究之热点。先导化合物的发现是研究之热点。(3)来源：来源：天然产物天然产物和合成化合物。如从心房中分离到的活和合成化合物。如从心房中分离到的活性肽性肽-心钠素，降血压。心钠素，降血压。(3)重视新的药理模型和实验方法的建立。重视新的药理模型和实验方法的建立。(4

34、)整体动物、细胞或亚细胞、分子水平。整体动物、细胞或亚细胞、分子水平。(4)基础研究不断加强。基础研究不断加强。(5)NIH的药理科学规划的药理科学规划-药理及与生命有关化学规划。经药理及与生命有关化学规划。经费占费占1/3。(5)分子生物学和生物工程技术带动药学科学的发展。分子生物学和生物工程技术带动药学科学的发展。(6)新药设计、筛选、作用机制、药品生产等。新药设计、筛选、作用机制、药品生产等。2.欧洲力求保持生物产业发展的领先地位欧洲力求保持生物产业发展的领先地位3.日本决心在生物经济时代再创辉煌日本决心在生物经济时代再创辉煌2002年欧洲现代生物产业销售收入年欧洲现代生物产业销售收入8

35、2亿美元。亿美元。2003年年欧盟指出：欧盟指出：“生物技术是下一个技术革命生物技术是下一个技术革命”并已在欧盟并已在欧盟科技发展第六个框架计划中将科技发展第六个框架计划中将45%的科研经费用于生物的科研经费用于生物技术，提出用技术，提出用10年的时间在生物技术领域赶超美国。年的时间在生物技术领域赶超美国。战后日本的崛起是靠了在电子和晶体管经济中形成的战后日本的崛起是靠了在电子和晶体管经济中形成的主导地位。日本决心在此次生物技术革命中再创辉煌。主导地位。日本决心在此次生物技术革命中再创辉煌。为此提出要实施为此提出要实施“生物产业立国战略生物产业立国战略”，将生物产业，将生物产业建成为仅次于汽车

36、产业和信息产业的支柱产业。建成为仅次于汽车产业和信息产业的支柱产业。4.1我国发展生物产业尤其是生物技术制药产我国发展生物产业尤其是生物技术制药产业的诸多优势。业的诸多优势。（1）我国农业、中医和中草药发展源远流长，发展）我国农业、中医和中草药发展源远流长，发展生物产业具有深厚文化底蕴。生物产业具有深厚文化底蕴。（2）我国生物资源丰富）我国生物资源丰富（3）我国已初步形成了一支生物技术人才队伍。）我国已初步形成了一支生物技术人才队伍。4.我国的医药生物技术我国的医药生物技术4.2中国生物技术制药产业发展现状中国生物技术制药产业发展现状（1）起步晚，但由于）起步晚，但由于“863”计划、攻关计划

37、和国家自然科学基计划、攻关计划和国家自然科学基金都将生物技术作为优先发展领域予以重点支持，我国生物金都将生物技术作为优先发展领域予以重点支持，我国生物技术整体研究水平迅速提高，发展较迅速，逐步缩短与先进技术整体研究水平迅速提高，发展较迅速，逐步缩短与先进国家的差距；国家的差距；（2）近近15年来，我国有年来，我国有617家从事生物技术的公司，其中有家从事生物技术的公司，其中有81家家从事生物技术药物的生产；至从事生物技术药物的生产；至1998年已有年已有14个基因工程药物，个基因工程药物，3个基因工程疫苗和数十个基因重组诊断试剂投放市场；另有个基因工程疫苗和数十个基因重组诊断试剂投放市场；另有

38、26种基因工程药物处于临床试验。种基因工程药物处于临床试验。（3）2004年，我国生物制药产业实现工业总产值年，我国生物制药产业实现工业总产值271.55亿元，亿元，同比增长同比增长24%，完成销售收入，完成销售收入248.95亿元，同比增长亿元，同比增长22.08%，创造利润，创造利润25.19亿元，生物制药产业工业总产值及销售收入亿元，生物制药产业工业总产值及销售收入均高于医药制造业总体增长，同时从增长速度来看也超过均高于医药制造业总体增长，同时从增长速度来看也超过2003年的水平。年的水平。（4）为有利于合作和规范化管理并提高研究和生产效率，中）为有利于合作和规范化管理并提高研究和生产效

39、率，中国开始生物技术制药产业国开始生物技术制药产业“群落化群落化”发展，如建立生物发展，如建立生物谷、生物岛和生物城等；谷、生物岛和生物城等；（5）但我国生物技术药物研究开发整体上尚处于跟踪仿制阶）但我国生物技术药物研究开发整体上尚处于跟踪仿制阶段，段，1996年后，由于知识产权和知识经济全球化等因素年后，由于知识产权和知识经济全球化等因素的影响，我国生物技术制药由仿制向创新阶段转变，由的影响，我国生物技术制药由仿制向创新阶段转变，由于知识创新不足，我国基因工程药物的研究和开发处于于知识创新不足，我国基因工程药物的研究和开发处于低谷；低谷；（6）我国的生物技术发展战略目标是：立足创新、集成应用

40、、）我国的生物技术发展战略目标是：立足创新、集成应用、需求向导和重点突破。需求向导和重点突破。（一）存在的主要问题（一）存在的主要问题(1)、开发水平低，缺少创新产品、开发水平低，缺少创新产品(2)、生物制药产业下游技术薄弱、生物制药产业下游技术薄弱(3)、重复生产严重、资源浪费过大、重复生产严重、资源浪费过大(4)、产业化规模小、市场竞争无序、产业化规模小、市场竞争无序4.3我国生物制药产业存在的主要问题及对策我国生物制药产业存在的主要问题及对策（二）建议采取的对策（二）建议采取的对策1、以仿制促进创新，最终以创新实现产业飞跃、以仿制促进创新，最终以创新实现产业飞跃2、多渠道建立融资网络投资

41、、多渠道建立融资网络投资3、改革科研体制，建立新的产学研一体化的机制、改革科研体制，建立新的产学研一体化的机制4、加强国际交流与合作，积极应对国际竞争、加强国际交流与合作，积极应对国际竞争5、加强宏观调控，强化和规范财税优惠政策、加强宏观调控，强化和规范财税优惠政策已批准上市的生物技术药物已批准上市的生物技术药物产品名称产品名称适应症适应症最早批准时间最早批准时间重组人干扰素重组人干扰素1b（外用）（外用）病毒性角膜炎病毒性角膜炎1989年试生产年试生产重组人干扰素重组人干扰素1b乙肝、丙肝乙肝、丙肝1996年年重组人干扰素重组人干扰素2a尖锐湿疣、疱疹、乙肝、丙肝等尖锐湿疣、疱疹、乙肝、丙肝

42、等1996年年重组人干扰素重组人干扰素2b乙肝、丙肝乙肝、丙肝1996年年重组人干扰素重组人干扰素类风湿类风湿1995年试生产年试生产重组人白介素重组人白介素2（IL-2）癌症辅助疗法癌症辅助疗法1995年试生产年试生产重组人粒细胞集落刺激因子（重组人粒细胞集落刺激因子（G-CSF)化疗生白细胞化疗生白细胞1996年试生产年试生产重组人巨噬细胞粒细胞集落刺激因子重组人巨噬细胞粒细胞集落刺激因子（GM-CSF)化疗生白细胞化疗生白细胞1997年试生产年试生产重组链激酶重组链激酶心肌梗死溶栓心肌梗死溶栓1996年试生产年试生产重组人红细胞生成素（重组人红细胞生成素（EPO）再生性障碍性贫血再生性障

43、碍性贫血1997年试生产年试生产重组人胰岛素重组人胰岛素糖尿病糖尿病1998年试生产年试生产重组人生长激素重组人生长激素儿童侏儒症儿童侏儒症1998年试生产年试生产重组碱性成纤维细胞生长因子（外用）重组碱性成纤维细胞生长因子（外用）创伤、烧伤创伤、烧伤1996年试生产年试生产重组表皮生长因子（外用）重组表皮生长因子（外用）创伤、烧伤创伤、烧伤1996年试生产年试生产乙型肝炎疫苗乙型肝炎疫苗预防乙肝预防乙肝重组痢疾疫苗重组痢疾疫苗预防痢疾预防痢疾1998年获新药证书年获新药证书五、五、生物技术药物热点生物技术药物热点生物技术将创造更多的有效药物用于当代重大疾病的治疗生物技术将创造更多的有效药物用

44、于当代重大疾病的治疗1.肿瘤：肿瘤：在全世界肿瘤死亡率居首位，美国每年诊断在全世界肿瘤死亡率居首位，美国每年诊断为肿瘤的患者为为肿瘤的患者为100万，死于肿瘤者达万，死于肿瘤者达54.7万。用于万。用于肿瘤的治疗费用肿瘤的治疗费用1020亿美元。肿瘤是多机制的复杂亿美元。肿瘤是多机制的复杂疾病，目前仍用早期诊断、放疗、化疗等综合手段疾病，目前仍用早期诊断、放疗、化疗等综合手段治疗。抗肿瘤生物药物将会急剧增加。治疗。抗肿瘤生物药物将会急剧增加。应用基因工程抗体抑制肿瘤，应用基因工程抗体抑制肿瘤，如将基因工程抗体与如将基因工程抗体与紫杉醇联合来抗肿瘤。紫杉醇联合来抗肿瘤。应用基因治疗法治疗肿瘤，如

45、应用应用基因治疗法治疗肿瘤，如应用-干扰素基因治干扰素基因治疗骨髓瘤。疗骨髓瘤。2.神经退化性疾病：神经退化性疾病：美国每年有中风患者美国每年有中风患者60万，死于中风的人万，死于中风的人数达数达15万。万。可治疗老年痴呆症、帕金森氏病、脑中风可治疗老年痴呆症、帕金森氏病、脑中风及脊椎外伤的生物技术药物的胰岛素生长及脊椎外伤的生物技术药物的胰岛素生长因子因子(rhIGF-1)已进入已进入期临床。期临床。现还在加紧研究促进神经生长因子分泌的现还在加紧研究促进神经生长因子分泌的小分子作为这类疾病的有效治疗剂。小分子作为这类疾病的有效治疗剂。3.自身免疫性疾病：自身免疫性疾病：许多炎症由自身免疫许多

46、炎症由自身免疫缺陷引起，如哮喘、风湿性关节炎、多发缺陷引起，如哮喘、风湿性关节炎、多发性硬化症、红斑狼疮等。风湿性关节炎患性硬化症、红斑狼疮等。风湿性关节炎患者多于者多于4000万，每年医疗费达上千亿美元。万，每年医疗费达上千亿美元。用于治疗哮喘的一种人源化单克隆抗体免用于治疗哮喘的一种人源化单克隆抗体免疫球蛋白疫球蛋白E，已进入，已进入期临床期临床;用于治疗风湿性关节炎的一种用于治疗风湿性关节炎的一种TNF-抗体，抗体，有效率达有效率达80%。-干扰素用于治疗多发性硬化病（干扰素用于治疗多发性硬化病（MS）。）。用于治疗红斑狼疮的用于治疗红斑狼疮的LJP394临床实验即将临床实验即将结束。结

47、束。4.冠心病：冠心病：美国有美国有100万人死于冠心病，每年万人死于冠心病，每年治疗费用高于治疗费用高于1170亿美元。防治冠心病的亿美元。防治冠心病的药物将是未来制药工业的重要增长点。药物将是未来制药工业的重要增长点。生物技术药物热点生物技术药物热点癌症相关癌症相关26%26%血液相关血液相关18%18%抗病毒相关抗病毒相关16%16%内分泌相关内分泌相关16%16%5%4%12%3%其他其他神经相关神经相关炎症相关炎症相关心血管相关心血管相关美国美国2000年各类药品的销售额比例年各类药品的销售额比例六、生物技术药物未来发展趋势六、生物技术药物未来发展趋势（一）研发将在人类基因组计划和后

48、基因组研究成（一）研发将在人类基因组计划和后基因组研究成果的基础上进行果的基础上进行 3.3.人类基因组计划为探寻具有治疗作用的新基因提人类基因组计划为探寻具有治疗作用的新基因提供了更多的可能性，可直接从基因组序列中发现新供了更多的可能性，可直接从基因组序列中发现新的基因工程药物的基因工程药物1.对现有的市场上的约对现有的市场上的约5000种药物来说，制药业的种药物来说，制药业的药物靶标只有药物靶标只有500个左右；个左右；2.人类基因组图谱表明人体人类基因组图谱表明人体23对染色体有约对染色体有约30亿对亿对碱基对组成，仅有碱基对组成，仅有5%的序列编码约的序列编码约3万个基因，万个基因，有

49、可能成为药物靶标的约有可能成为药物靶标的约30001万种左右，通万种左右，通过同源性比较、过同源性比较、DNA芯片和蛋白芯片等技术可找芯片和蛋白芯片等技术可找到药物靶标。到药物靶标。（二）生物技术药物未来发展趋势（二）生物技术药物未来发展趋势蛋白质工程研发快蛋白质工程研发快速发展速发展1、蛋白质工程的基本内容、蛋白质工程的基本内容:（1）按实际要求，周密审慎的实际新型蛋白质的氨基酸序列；）按实际要求，周密审慎的实际新型蛋白质的氨基酸序列；（2）通过基因克隆等程序，表达经修饰改造的具有优良特性的）通过基因克隆等程序，表达经修饰改造的具有优良特性的工程蛋白；工程蛋白；（3）分离纯化获得符合商业标准

50、的新型蛋白。）分离纯化获得符合商业标准的新型蛋白。2、成功实例：、成功实例：（1）美国美国Cetus公司，将公司，将干扰素中的两个半胱氨酸突变为丝干扰素中的两个半胱氨酸突变为丝氨酸，提高了药物的稳定性，可使这种干扰素在低温下保存半氨酸，提高了药物的稳定性，可使这种干扰素在低温下保存半年而不降低活力；年而不降低活力；（2）将胰岛素）将胰岛素B链第链第10位的位的His突变为突变为Asp，获得高活力的胰岛，获得高活力的胰岛素素B10Asp；（三）生物技术药物未来发展趋势三）生物技术药物未来发展趋势利用转基因动物生产药物发展迅速利用转基因动物生产药物发展迅速1982年首先提出年首先提出人们首先将目的