二十二章生物技术药物制剂剖析.ppt
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1、第二十二章第二十二章生物技术药物制剂生物技术药物制剂基本要求:基本要求:基本要求:基本要求:、掌握蛋白、多肽类药物的概念、结构特点以、掌握蛋白、多肽类药物的概念、结构特点以及稳定性特点。及稳定性特点。、熟悉蛋白、多肽类药物制剂的制备和质量评、熟悉蛋白、多肽类药物制剂的制备和质量评价方法。价方法。、了解蛋白、多肽类药物的传递系统和新的给、了解蛋白、多肽类药物的传递系统和新的给药途径。药途径。重点:重点:重点:重点:生物技术药物制剂的特点,蛋白、多肽类药物的生物技术药物制剂的特点,蛋白、多肽类药物的稳定性特点。稳定性特点。难点:难点:难点:难点:蛋白、多肽类药物的理化性质与稳定性特点蛋白、多肽类药
2、物的理化性质与稳定性特点一、生物药物概述一、生物药物概述 化化学学药药物物、生生物物药药物物与与中中草草药药是人类防病、治病的三大药源。1、生生物物药药物物是利用生物体、生物组织或其成分,综合应用生生物物学学、生生物物化化学学、微微生生物物学学、免免疫疫学学、物物理理化化学学和和药药学学的的原原理理与与方方法法进行加工、制造而成的一大类预防、诊断、治疗制品预防、诊断、治疗制品。2、广广义义的的生生物物药药物物包括从动动物物、植植物物、微微生生物物等等生生物物体体中制取的各种天天然然生生物物活活性性物物质质及其人人工工合合成或半合成成或半合成的天然物质类似物天然物质类似物。由于抗生素发展迅速,已
3、成为制药工业的独立门类,所以生物药物主要包括生生化化药药品品与生生物物制制品品及其相关的生物医药产品生物医药产品(biologicalmedicinalproducts)。1、生生化化药药物物是是运运用用生生物物化化学学的的理理论论、方方法法和和研研究究成成果果,从从生生物物体体分分离离、纯纯化化得得到到的的一一些些重重要要生生理理活活性性物物质质,如氨基酸、多肽、蛋白质、酶与辅酶、维生素、激素、糖类、脂类、核酸、核苷酸及其衍生物等。2、生物制品生物制品用微生物及微生物代谢产物或动物用微生物及微生物代谢产物或动物血清制成的用于预防、诊断和治疗的制品。血清制成的用于预防、诊断和治疗的制品。狭义的
4、疫苗亦称为病毒性疫苗狭义的疫苗亦称为病毒性疫苗,是用减毒的活病毒或立克次体及灭活的强毒病毒或立克次体制备的一类用于自动免疫的生物制品。广义的疫苗包括病毒性疫苗、细菌性疫苗(菌苗)和类毒素等由微生物所制备的用于自动免疫的生物制品。生物制品的定义暂时称之为用生物学方法(包括基因工程方法)和生化方法制成的,具有免疫学反应或平衡生理作用的药物制剂。1、生化药物生化药物:2、生物制品生物制品:3、生物技术药物:生物技术药物:4、生物工程在医药上的开发应用生物工程在医药上的开发应用 1.生化药物:生化药物:早期的生物药物多数来自动物脏器,有效成分也早期的生物药物多数来自动物脏器,有效成分也不明确,曾有脏器
5、制剂之称。不明确,曾有脏器制剂之称。二十世纪二十世纪20年代年代,对动物脏器的有效成分逐渐有所了解。纯化胰岛素、甲状腺素、各种必需氨基酸、必需脂肪酸、以及多种维生素开始用于临床或保健用于临床或保健。50年代年代起开始应用发酵法发酵法生产氨基酸类药物,到90年年代代初初,已有生化药物500多种,还有100多种临床诊断试剂。截截止止到到2000年年2月月,美国FDA已批准生生物物技技术术药药物物76个,欧美已批准的有个,欧美已批准的有84种。种。2.生物制品:生物制品:早在10世世纪纪,我国民间就有种牛痘预防天花的实践。所谓种牛痘就是用降低了毒力的天花病毒接种到人体上,引起轻型感染。1796年年英
6、国医生琴琴纳纳发明了预防天花的牛牛痘痘苗苗,从此用生物制品预防传染病的方法才得到肯定。30年年代代中期建立了小鼠和鸡胚培养病毒的方法,从而用小鼠脑组织或鸡胚制成黄热病、流感、乙型脑炎、森林脑炎和斑疹伤寒等疫苗疫苗。50年年代代,在离离体体细细胞胞培培养养物中繁殖病毒的技术取得突破,从而研制成功小儿麻痹、麻疹、腮腺炎等新疫苗。80年年代代后后期期,应用基因工程技术己研制成功乙肝疫苗、狂犬病疫苗、口蹄病疫苗和AIDS病疫苗。预计基因工程疫苗的品种将会迅速增多。同时各种免疫诊断制品和治疗用生物制品免疫诊断制品和治疗用生物制品也迅速发展。3.生物技术药物:生物技术药物:自1982年年人人胰胰岛岛素素成
7、为用DNA重组技术生产的第一个生物医药产品以来,以基因重组为核心的生物技术所开发研究的新药数目一直居首位。此外,应用酶工程技术、细胞工程技术和基因工程技术生产抗抗生生素素、氨氨基基酸酸和植植物物次次生生代代谢谢产产物物也已步入产业化阶段。定义生物技术生物技术也称生物工程生物工程,指在适宜条件下,应用生物体(包括微生物、动物及植物细胞)或其组成部分(细胞器和酶),生产有价值的产物或进行有益过程的技术。现代生物工程主要包括基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程(微生物工程)和生化工程等。生物技术药物生物技术药物是指采用现代生物技术,借助某些微生物、植物或动物生产所得的药品。采用DNA重组技术或其他生
8、物新技术研制的蛋白质或核酸类药物,也称为生物技术药物。生物技术药物的结构特点生物技术药物生物技术药物是指采用现代生物技术,借助某些微生物、植物或动物生产所得的药品。采用DNA重组技术或其他生物新技术研制的蛋白质或核酸类药物,也称为生物技术药物。生物技术药物多为蛋白质类和多肽类,其结构相当复杂,性质很不稳定。蛋白质类药物制剂4.生物工程在医药上的开发应用生物工程在医药上的开发应用 生物技术是应用基基因因工工程程(含含蛋蛋白白质质工工程程)、细细胞胞工工程程、发发酵酵工工程程和和酶酶工工程程,以生生物物体体为为依依托托发展各种生生物物产产业业的技术,现在所称的生物技术是以基因工程为核心以及具备基因
9、工和细胞工程内涵的发酵工程和酶工程,以区别于传统的生物技术。生物技术作为高技术领域之一,已经越来越为人们所重视。自自七七十十年年代代初初,以DNA重重组组技技术术和和淋淋巴巴细细胞胞杂杂交交瘤技术的发明和应用为标志,生物技术诞生了。由于生物技术对解决人类面临的重大问题如:粮粮食食、健健康康、环环境境、能能源源等将开辟广阔的前景,所以各国政府竟相制定发展计划,国家实行优惠政策,政府和企业界巨资投入,促进生物技术的发展。尤其是在医医药药领领域域。随着生物技术的不断发展、人类基因组计划的实施、利用转基因动植物生产贵重药品、基因治疗、动物克隆技术的发展、生物芯片的研制、胚胎干细胞的美好应用前景等在医学
10、上的开发应用,必将对医学产生全面、深远和革命性的影响。1995年年 底底,美 国 药 品 研 究 与 制 造 者 协 会 (PRMA)调查统计,美国已批准上市的共有24种种基因工程药品和疫苗。1997年年7月月已达到40种种。年产值约100亿亿美美元元左右。还有100多多种种基基因因工工程程药药物物已已进进入入临临床床试试验验阶阶段段。全球拥有数十个年销售额在10亿美元左右的基因工程产品。我国基因工程制药产业是在80年代末开始的。1989年年我国批准了第一个在我国生产的基因工程药物重组人干扰素重组人干扰素1b,这是我国自主研制成功的拥有自主知识产权的第一个基因工程新药。从此以后,我国基因工程药
11、物的研究开发迅速发展。据统计,截止到1998年底年底,我国已批准的基因工程药品和疫苗产品约15种种 目前我国已批准上市的基因工程新药基因工程新药21种种,已批准的进口基因工程药品进口基因工程药品19种种。二、生物药物的特点二、生物药物的特点 所所谓谓疾疾病病主要是机体受到内外环境的改变而使代代谢谢失失常常,导致起调控作用的酶酶、激激素素及及核核酸酸、蛋蛋白质白质等生物活性物质自身或环境自身或环境发生障碍。根据其构效关系进行结构的修饰和改造使之更有效、更专一、更合理地为机体所接受。在机体需要时(如生病时),应用这些活性物质作为药物来补充调整、增强、抑制、替换或纠正人体的代谢失调,势必比较地有效和
12、合理。所以生物药物在医疗上具有药理活性高、针对性强、毒性低、副作用小、疗效可靠及营养价值高等特点。生物药物对热热、酸酸、碱碱、重重金金属属及及pH变化和各种理化因素都较敏敏感感,生物材料又易易腐腐败败、染染菌菌、被被微微生生物物的的活活动动所所分分解解或或被被自自身身的的代代谢谢酶酶所所破破坏坏,甚至机机械械搅搅拌拌、压片机冲头的压压力力、金属器械、空空气气、日日光光等对生物活性都会发生影响。为此,要确保生物药物的有效药理作用,就要从原料制制造造、工工艺艺过程、制制剂剂、贮贮存存、运运输输和使用各个环节严加控制。为了保证全部制品的质量,必须严格遵守GMP要求,并对制品的有效期,贮存条件和使用方
13、法做出明确规定。尤其对有有效效成成分分的的检检测测,除应用一般化学方法外,更应根据制品的特特异异生生理理效效应应或专专一一生生化化反反应应拟定其生生物物活活性性检检测测方方法法。通常采用一个国国际际上上认认可可的的标标准准品品作为测试时的参参考考标标准准。这种标准品在国际上有统统一一规规定定的制制法法和和规规格格,依照这样规定的制法和规格,就可以复制成相应的副副品品,供有关生产单位使用。有关国际专业组织曾公布和制定了一些主要激素类药物的标准品标准品。鉴于生物药物多数是生生物物活活性性分分子子,其化化学学性性质质与与生生物物学学性性质质都很不稳定,在生产过程中又易受到微生物污染,从其他生物体制取
14、的生物药物对人体往往是异异源源物物质质,所以对制品的均均一一性性、有有效效性性、安安全全性性和和稳定性稳定性等都有严格的要求。三、生物药物的分类三、生物药物的分类 按其化学本质和化学特征化学本质和化学特征进行分类。(一)生化药物(一)生化药物1、氨氨基基酸酸类类药药物物 全世界的氨基酸总产量已逾百万吨年。年产值达几十亿美元。应用于医医药药、食食品品、饲饲料工业料工业,还供合成高效无残毒农药及甜味剂。氨基酸类药物有两类。个别氨基酸制剂个别氨基酸制剂复方氨基酸复方氨基酸制剂2、多肽和蛋白质类药物、多肽和蛋白质类药物 活性多肽是由多种氨基酸按一定顺序连接起来的多肽链化合物,分子量一般较小,多数无特定
15、空间构象。最近发现,某些多肽也有一定构象,只是其构象的坚坚固固性性远远不不如如蛋蛋白白质质,其特点是构象的浮浮动动性性很很大大,有时甚至在几几种种构构象象中进行摆动或在发挥某种生物功能时才出现某种构象某种构象。蛋白质类药物有单纯蛋白质单纯蛋白质结合蛋白结合蛋白类(包括糖蛋白、脂蛋白、色蛋白糖蛋白、脂蛋白、色蛋白等)3、酶与辅酶类药物、酶与辅酶类药物 酶类药物有下列几类:(1)助消化酶类(2)消炎酶类(3)心血管疾病治疗酶(4)抗肿瘤酶类(5)其它酶类 超氧化物歧化酶(超氧化物歧化酶(SOD)用于治疗类风湿性关节炎和放射病PEG腺苷脱氨酶腺苷脱氨酶(PEGAdenase Bovine)用于治疗严
16、重的联合免疫缺陷症。(6)辅酶类药物)辅酶类药物辅酶或辅基在酶促反应中起着递氢、递氢、递电子递电子或基因转移作用基因转移作用,对酶的催化作用的化学反应方催化作用的化学反应方式式起着关键性决定作用。多种酶的辅酶或辅基成分具有医疗价值。4、核酸及其降解物和衍生物、核酸及其降解物和衍生物(1)核酸类)核酸类 免疫免疫RNA(iRNA)是一种高度特异高度特异性性的免疫触发剂免疫触发剂,可用于肿瘤的免疫治疗免疫治疗。(2)多聚核苷酸多聚核苷酸 多聚胞苷酸、多聚次黄苷酸、双多聚胞苷酸、多聚次黄苷酸、双链聚肌胞(链聚肌胞(poly I:C),聚肌苷酸及巯基聚胞苷酸是干扰素诱导剂干扰素诱导剂,具有刺激吞噬作用
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- 十二 生物技术 药物制剂 剖析
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