灵鹊做题网生物化学理论及技能为基础指导开发的相关药品种类有哪些?这些药物又都是从哪来的?通过哪些渠道可以获得
来源：学生作业帮 编辑：灵鹊做题网作业帮 分类：综合作业 时间：2024/04/29 17:14:07
生物化学理论及技能为基础指导开发的相关药品种类有哪些?这些药物又都是从哪来的?通过哪些渠道可以获得
是个作业啊.
1 生化药物
迄今为止,生化药物按照其产品纯度、工艺特点和临床疗效大体经历了3个发展阶段,一些利用生物材料加工制成的含有某些天然活性物质与其他共存成分相混合的制剂于20世纪50～70年代相继问世,例如利用牛羊新鲜眼球制成的明眼注射液、利用胎盘生产的胎盘注射液及胎盘片,上述药物约有数十个品种.由于疗效尚可,加之质量标准的不断提高,因此,在现行国家级药品标准中仍占有一席之地.
第二代生化药物是根据生物化学和免疫学原理,应用近代生化分离、提纯技术,从生物体中提取的具有针对性治疗作用的生化成分,例如从猪胰脏中提取的猪胰岛素(insulin),从男性尿中提取出的尿激酶(urokinase),从孕妇尿中提取的绒毛膜促性腺激素(chorionic gonadotrophin)等.这类药品的特点是纯度较高,疗效确切,质量标准的可控性强.故该类药物仍有一定的发展空间.
第三代药物是指利用基因重组等技术生产的药物,如人胰岛素(human insulin)、α-干扰素(a-interferon)、白介素-2(interleukin-2)等数百个品种.第三代生化药品生产的最大特点是不像第一、二代生化药品生产中受原材料资源的影响,而是在发酵罐或培养液中进行.上述技术将成为今后生物药品开发与生产的主流方向,根据全球权威医药市场咨询调研公司IMS最新的统计表明,2004年基因重组生物技术药物的年销售额已经突破400亿美元,从1998年至2003年全球生物技术药物年销售额增长率在15%-33%,远高于年增长率为7%-10%的传统制药业.
生物制药作为生物工程研究开发和应用中最为活跃、进展最快的领域,被公认为是21世纪最有前途的产业之一,国内医药企业在国际竞争中求得生存和发展的关键,莫过于加快生物医药研发的国产化.目前,生物制剂领域具有自主知识产权的技术被发达国家所垄断,我国医药生物技术缺少独立知识产权,主要靠模仿和跟踪.所以,应加强自主创新和前瞻性基础研究,打造生物医药研发的国产化航母单位,力争在某些领域取得突破性进展,跻身国际前沿行列.
1.1 世纪生物医药发展的现状
1.1.1 生物技术在制药工艺中的应用
其一,应用基因工程技术研制和开发药物.自20世纪70年代初以来,基因工程药物发展十分迅速,基因制备技术、宿主表达系统及细胞反应器均有较大进步.其二,细胞工程、酶工程、发酵工程、应用细菌工程技术已培养成功了多种菌类中草药,如冬虫夏草、灵芝等,使一些名贵的中草药可以用发酵的方法生产出来.一些重要的基因工程生产的酶,已被用于药物中间体的酶促转化,发酵工程也为医药工业提供了新的生产工艺.第三,生物纳米技术在医药中的应用.如用纳米材料制备药物的载体；制备纳米级药物；医学检验领域中使用纳米技术的新型诊断仪器,只需检测少量血液就能通过其中的蛋白质和DNA诊断出各种疾病；纳米膜能过滤筛去制剂中的有效成分,消除因制药产生的污染；纳米技术在中药现代化的应用,“纳米碑中药”可以提高药物的生物利用度,还能降低毒副作用,增强临床疗效,易被人体吸收.
1.1.2 建立药物筛选新模型
随着分子水平的药物筛选模型的出现,筛选方法和技术都发生了根本性的变化,出现了高通量筛选的新技术,在短时间内即可完成庞大数量化的化合物活性筛选,大大加速了新药的寻找和发现.并且可以利用基因敲除或转基因技术,可以建立基因缺乏或基因转入的动物或细胞系,将其作为药物研究的病理模型,对药物的作用进行试验,将对新药研究产生重大的作用.
1.1.3 创建药理、毒理研究的新模型与新方法
通过基因及基因结构功能研究、蛋白质组织及蛋白质结构功能研究,科学地评价药物疗效和毒性,研究药物的代谢和信号传导途径,可以为药理、毒理研究创建新的模型和新的方法.
1.1.4 完善药物研制和药的治疗
随着20世纪90年代初启动的人类基因组计划的实施和实现,人类遗传密码将被解析,基因结构、功能研究的深入,必然会找出一些与疾病有关的基因,这些基因可以成为研究药物的新靶点,或以这些基因为基础建立药物筛选的新模型.这些模型不仅对从事分子水平的新药设计和研制有用,同样也可以用于化学合成药物和中草药有效成分的筛选等.不久的将来,制药公司将会以与基因和疾病相关的蛋白质、酶和RNA分子为基础,依据患者个体现状及基因密码设计定做对特殊疾病产生更显著疗效的药物.
1.1.5 为新药研制拓展空间
随着人类基因研究由序列测定转向功能基因组学的研究,以及人们对疾病的分子机制等认识的不断深化,针对新的靶基因、新的信号传导途径、新的基因表达调控机制,将有越来越多的生物技术药物,如疫苗、细胞因子、活性多肽、人源化单克隆抗体药物等被研制出来,用于疾病的预防和治疗,转基因动植物作为新的高效生物效应器,将陆续应用于生产新的生物技术药物,并可以预料,生物技术的发展将带来越来越多的药物新品种和药物生产的新方法.
1.2 中国发展生物技术及其产业的优势
据报道,生物技术产业近十年来,正在全世界范围迅速成长,在西方国家生物技术相关产业(含医疗、农业、工业的某些部分)一般占GDP的20%-30%.全球生物技术产业的销售额约每五年翻一番,增长率高达25%-30%,是世界经济增长的10倍左右.而中国发展生物技术及其产业具有明显优势：(1)我国是社会主义市场经济制度,具有集中力量办大事的政治优势.(2)人才队伍建设初具规模,生物技术领域是我国高新技术领域与国外差距最小的领域.中国是生物资源最丰富的国家之一,拥有26万种生物,具有十分珍贵的人类遗传资源,已经收集了3 000多个家系人类遗传资源.1万种中草药资源是珍贵的天然药物资源.(3)生物技术产品潜在市场巨大.我国约1.3亿人吃药,20亿亩耕地需要新的农作物品种,这是世界上最大的生物技术产品的消费市场之一.
2 基因工程药物
随着人类基因组逐渐被破译,人们的生活将发生巨大变化,这对医药行业也是巨大的冲击.基因工程药物已经走进人们的生活,利用基因治愈更多的疾病不再是一个奢望.随着人们对自身的了解迈上新台阶,很多病因将被揭开,药物就会设计得更好些,治疗方案就能“对因下药”,生活起居、饮食习惯有可能根据基因进行调整,人类的整体健康状况将会提高,21世纪的医学基础将由此奠定.
2.1 基因工程药物的概念
基因工程药物就是先确定对某种疾病有预防和治疗作用的蛋白质,然后将控制该蛋白质合成过程的基因取出来,经过一系列基因操作,最后将该基因放入可以大量生产的受体细胞中去(包括细菌、酵母菌、动物或动物细胞、植物或植物细胞),受体细胞不断繁殖,大规模生产具有预防和治疗这些疾病的蛋白质,即基因疫苗或药物.当人或动物受到某种病毒感染时,体内会产生一种物质,阻止或干扰人体再次受到病毒感染,人们将其称为干扰(interfero IFN).IFN是1957年英国科学家多萨克斯(lossaacs)和林德曼(Lindenmann)在研究流感病毒干扰现象时发现的.干扰素具有广谱抗病毒效能,是治疗乙肝的有效药物,也是国际上批准惟一治疗丙型病毒性肝炎的药物.但是,通常情况下人体内干扰素基因处于“睡眠”状态,血中一般测不到干扰素.只有在发生病毒感染或受到干扰素诱导物的诱导时,人体内的干扰素基因才会“苏醒”,开始产生干扰素,但其数量微乎其微.即使经过诱导,从人血中提取1 mg干扰素,需要人血8 000 mL,成本高得惊人.基因工程生产出来的大量干扰素,是基因工程药物对人类的又一重大贡献.
2.2 基因工程药物现状
据不完全统计,欧美诸国目前已经上市的基因工程药物近100种,还有约300种药物正在临床试验阶段,处于研究和开发中的品种约2 000个.近两年基因药物上市的周期明显缩短,与一般药物研究开发相比,基因工程药物研究投入大.基因重组技术的发源地和众多基因工程药物的第一制造者—美国,每年在这方面的投资高达数十亿元,制定了相应的优惠政策以刺激其发展,已成为国际公认的现代生物技术研究和开发的“领头军”.日本、欧洲等地也都根据各自的特点制定出符合本国国情的发展战略和对策,亚洲的韩国、新加坡等也着手这方面的研究和开发.
2.3 国内基因工程药物研究开发现状
我国这项技术虽然起步较晚,基础较差,但一开始就受到党和国家的高度重视,为跟踪世界新技术革命迅猛发展的浪潮,1986年3月我国一批著名科学家倡导起草了“高技术研究计划”——“863计划”,得到党中央、国务院的批准,邓小平同志还专门为此做出批示,并将现代生物技术列为“863计划”最优先发展的项目和国家“七五”、“八五”、“九五“攻关项目.我国的这一重大决策为现代生物技术在我国的发展提供了良好的机会.经过广大科技工作者的艰苦努力,已取得了很大的进展.一批基因工程产品的上游研究正在努力展开,一些产品正逐步进入研究开发阶段,不少产品已步入临床试验阶段或已获得新药证书,进入工业化生产.
2.4 基因工程药物的前景
随着现代药学的发展,传统的医药设计正在酝酿着一场根本性的革命,目前药物生产主要依据患病人群共性的设计思路,将改为根据不同人群甚至不同家族或个体的遗传特征来设计的新思路,即医药个体化或医药家族化.这一发展趋势日前已在世界范围内形成了一门新兴学科——药物基因组学,并且引起了世界医学界的高度重视.
第一张人类基因组测序工作草图虽已完成,但尚未弄清所有人类基因的功能,一旦人的基因产物(即活性蛋白质)被表达出来,将会有几千种具有特殊疗效的现代药物诞生.基因工程制药产业所展示的诱人前景使这一领域的竞争变为残酷.在2000年的6月底,国际人类基因组研究小组完成人类基因组工作草图.基因工程药物有着很大的增长空间,其前景广阔.
3 结束语
基因工程药物开发研究是一个系统工程,技术含量高,决策管理风险大.但是只要在具体的研发过程中充分注意并解决好其内在问题,所投入的人力、财力就会发挥最大作用,成功的可能性就越大.
相信随着基因组学、蛋白质组学的发展,人们对基础医学、基础药学、基础药理学、分子生物学、生物信息学等的认识也越来越深入,特别是对许多疾病的发病机理的认识越来越清楚,越来越多的基因产物将成为基因工程药物开发的目标,基因工程药物开发将会迎来一个美好的明天.
1 生化药物
迄今为止,生化药物按照其产品纯度、工艺特点和临床疗效大体经历了3个发展阶段,一些利用生物材料加工制成的含有某些天然活性物质与其他共存成分相混合的制剂于20世纪50～70年代相继问世,例如利用牛羊新鲜眼球制成的明眼注射液、利用胎盘生产的胎盘注射液及胎盘片,上述药物约有数十个品种.由于疗效尚可,加之质量标准的不断提高,因此,在现行国家级药品标准中仍占有一席之地.
第二代生化药物是根据生物化学和免疫学原理,应用近代生化分离、提纯技术,从生物体中提取的具有针对性治疗作用的生化成分,例如从猪胰脏中提取的猪胰岛素(insulin),从男性尿中提取出的尿激酶(urokinase),从孕妇尿中提取的绒毛膜促性腺激素(chorionic gonadotrophin)等.这类药品的特点是纯度较高,疗效确切,质量标准的可控性强.故该类药物仍有一定的发展空间.
第三代药物是指利用基因重组等技术生产的药物,如人胰岛素(human insulin)、α-干扰素(a-interferon)、白介素-2(interleukin-2)等数百个品种.第三代生化药品生产的最大特点是不像第一、二代生化药品生产中受原材料资源的影响,而是在发酵罐或培养液中进行.上述技术将成为今后生物药品开发与生产的主流方向,根据全球权威医药市场咨询调研公司IMS最新的统计表明,2004年基因重组生物技术药物的年销售额已经突破400亿美元,从1998年至2003年全球生物技术药物年销售额增长率在15%-33%,远高于年增长率为7%-10%的传统制药业.
生物制药作为生物工程研究开发和应用中最为活跃、进展最快的领域,被公认为是21世纪最有前途的产业之一,国内医药企业在国际竞争中求得生存和发展的关键,莫过于加快生物医药研发的国产化.目前,生物制剂领域具有自主知识产权的技术被发达国家所垄断,我国医药生物技术缺少独立知识产权,主要靠模仿和跟踪.所以,应加强自主创新和前瞻性基础研究,打造生物医药研发的国产化航母单位,力争在某些领域取得突破性进展,跻身国际前沿行列.
1.1 世纪生物医药发展的现状
1.1.1 生物技术在制药工艺中的应用
其一,应用基因工程技术研制和开发药物.自20世纪70年代初以来,基因工程药物发展十分迅速,基因制备技术、宿主表达系统及细胞反应器均有较大进步.其二,细胞工程、酶工程、发酵工程、应用细菌工程技术已培养成功了多种菌类中草药,如冬虫夏草、灵芝等,使一些名贵的中草药可以用发酵的方法生产出来.一些重要的基因工程生产的酶,已被用于药物中间体的酶促转化,发酵工程也为医药工业提供了新的生产工艺.第三,生物纳米技术在医药中的应用.如用纳米材料制备药物的载体；制备纳米级药物；医学检验领域中使用纳米技术的新型诊断仪器,只需检测少量血液就能通过其中的蛋白质和DNA诊断出各种疾病；纳米膜能过滤筛去制剂中的有效成分,消除因制药产生的污染；纳米技术在中药现代化的应用,“纳米碑中药”可以提高药物的生物利用度,还能降低毒副作用,增强临床疗效,易被人体吸收.
1.1.2 建立药物筛选新模型
随着分子水平的药物筛选模型的出现,筛选方法和技术都发生了根本性的变化,出现了高通量筛选的新技术,在短时间内即可完成庞大数量化的化合物活性筛选,大大加速了新药的寻找和发现.并且可以利用基因敲除或转基因技术,可以建立基因缺乏或基因转入的动物或细胞系,将其作为药物研究的病理模型,对药物的作用进行试验,将对新药研究产生重大的作用.
1.1.3 创建药理、毒理研究的新模型与新方法
通过基因及基因结构功能研究、蛋白质组织及蛋白质结构功能研究,科学地评价药物疗效和毒性,研究药物的代谢和信号传导途径,可以为药理、毒理研究创建新的模型和新的方法.
1.1.4 完善药物研制和药的治疗
随着20世纪90年代初启动的人类基因组计划的实施和实现,人类遗传密码将被解析,基因结构、功能研究的深入,必然会找出一些与疾病有关的基因,这些基因可以成为研究药物的新靶点,或以这些基因为基础建立药物筛选的新模型.这些模型不仅对从事分子水平的新药设计和研制有用,同样也可以用于化学合成药物和中草药有效成分的筛选等.不久的将来,制药公司将会以与基因和疾病相关的蛋白质、酶和RNA分子为基础,依据患者个体现状及基因密码设计定做对特殊疾病产生更显著疗效的药物.
1.1.5 为新药研制拓展空间
随着人类基因研究由序列测定转向功能基因组学的研究,以及人们对疾病的分子机制等认识的不断深化,针对新的靶基因、新的信号传导途径、新的基因表达调控机制,将有越来越多的生物技术药物,如疫苗、细胞因子、活性多肽、人源化单克隆抗体药物等被研制出来,用于疾病的预防和治疗,转基因动植物作为新的高效生物效应器,将陆续应用于生产新的生物技术药物,并可以预料,生物技术的发展将带来越来越多的药物新品种和药物生产的新方法.
1.2 中国发展生物技术及其产业的优势
据报道,生物技术产业近十年来,正在全世界范围迅速成长,在西方国家生物技术相关产业(含医疗、农业、工业的某些部分)一般占GDP的20%-30%.全球生物技术产业的销售额约每五年翻一番,增长率高达25%-30%,是世界经济增长的10倍左右.而中国发展生物技术及其产业具有明显优势：(1)我国是社会主义市场经济制度,具有集中力量办大事的政治优势.(2)人才队伍建设初具规模,生物技术领域是我国高新技术领域与国外差距最小的领域.中国是生物资源最丰富的国家之一,拥有26万种生物,具有十分珍贵的人类遗传资源,已经收集了3 000多个家系人类遗传资源.1万种中草药资源是珍贵的天然药物资源.(3)生物技术产品潜在市场巨大.我国约1.3亿人吃药,20亿亩耕地需要新的农作物品种,这是世界上最大的生物技术产品的消费市场之一.
2 基因工程药物
随着人类基因组逐渐被破译,人们的生活将发生巨大变化,这对医药行业也是巨大的冲击.基因工程药物已经走进人们的生活,利用基因治愈更多的疾病不再是一个奢望.随着人们对自身的了解迈上新台阶,很多病因将被揭开,药物就会设计得更好些,治疗方案就能“对因下药”,生活起居、饮食习惯有可能根据基因进行调整,人类的整体健康状况将会提高,21世纪的医学基础将由此奠定.
2.1 基因工程药物的概念
基因工程药物就是先确定对某种疾病有预防和治疗作用的蛋白质,然后将控制该蛋白质合成过程的基因取出来,经过一系列基因操作,最后将该基因放入可以大量生产的受体细胞中去(包括细菌、酵母菌、动物或动物细胞、植物或植物细胞),受体细胞不断繁殖,大规模生产具有预防和治疗这些疾病的蛋白质,即基因疫苗或药物.当人或动物受到某种病毒感染时,体内会产生一种物质,阻止或干扰人体再次受到病毒感染,人们将其称为干扰(interfero IFN).IFN是1957年英国科学家多萨克斯(lossaacs)和林德曼(Lindenmann)在研究流感病毒干扰现象时发现的.干扰素具有广谱抗病毒效能,是治疗乙肝的有效药物,也是国际上批准惟一治疗丙型病毒性肝炎的药物.但是,通常情况下人体内干扰素基因处于“睡眠”状态,血中一般测不到干扰素.只有在发生病毒感染或受到干扰素诱导物的诱导时,人体内的干扰素基因才会“苏醒”,开始产生干扰素,但其数量微乎其微.即使经过诱导,从人血中提取1 mg干扰素,需要人血8 000 mL,成本高得惊人.基因工程生产出来的大量干扰素,是基因工程药物对人类的又一重大贡献.
2.2 基因工程药物现状
据不完全统计,欧美诸国目前已经上市的基因工程药物近100种,还有约300种药物正在临床试验阶段,处于研究和开发中的品种约2 000个.近两年基因药物上市的周期明显缩短,与一般药物研究开发相比,基因工程药物研究投入大.基因重组技术的发源地和众多基因工程药物的第一制造者—美国,每年在这方面的投资高达数十亿元,制定了相应的优惠政策以刺激其发展,已成为国际公认的现代生物技术研究和开发的“领头军”.日本、欧洲等地也都根据各自的特点制定出符合本国国情的发展战略和对策,亚洲的韩国、新加坡等也着手这方面的研究和开发.
2.3 国内基因工程药物研究开发现状
我国这项技术虽然起步较晚,基础较差,但一开始就受到党和国家的高度重视,为跟踪世界新技术革命迅猛发展的浪潮,1986年3月我国一批著名科学家倡导起草了“高技术研究计划”——“863计划”,得到党中央、国务院的批准,邓小平同志还专门为此做出批示,并将现代生物技术列为“863计划”最优先发展的项目和国家“七五”、“八五”、“九五“攻关项目.我国的这一重大决策为现代生物技术在我国的发展提供了良好的机会.经过广大科技工作者的艰苦努力,已取得了很大的进展.一批基因工程产品的上游研究正在努力展开,一些产品正逐步进入研究开发阶段,不少产品已步入临床试验阶段或已获得新药证书,进入工业化生产.
2.4 基因工程药物的前景
随着现代药学的发展,传统的医药设计正在酝酿着一场根本性的革命,目前药物生产主要依据患病人群共性的设计思路,将改为根据不同人群甚至不同家族或个体的遗传特征来设计的新思路,即医药个体化或医药家族化.这一发展趋势日前已在世界范围内形成了一门新兴学科——药物基因组学,并且引起了世界医学界的高度重视.
第一张人类基因组测序工作草图虽已完成,但尚未弄清所有人类基因的功能,一旦人的基因产物(即活性蛋白质)被表达出来,将会有几千种具有特殊疗效的现代药物诞生.基因工程制药产业所展示的诱人前景使这一领域的竞争变为残酷.在2000年的6月底,国际人类基因组研究小组完成人类基因组工作草图.基因工程药物有着很大的增长空间,其前景广阔.
3 结束语
基因工程药物开发研究是一个系统工程,技术含量高,决策管理风险大.但是只要在具体的研发过程中充分注意并解决好其内在问题,所投入的人力、财力就会发挥最大作用,成功的可能性就越大.
相信随着基因组学、蛋白质组学的发展,人们对基础医学、基础药学、基础药理学、分子生物学、生物信息学等的认识也越来越深入,特别是对许多疾病的发病机理的认识越来越清楚,越来越多的基因产物将成为基因工程药物开发的目标,基因工程药物开发将会迎来一个美好的明天.