通過(guò)人造基因合成新型蛋白質(zhì)，能否帶來(lái)制藥業(yè)的突破

佚名 2024-06-02 11:57:04

通過(guò)人造基因合成新型蛋白質(zhì)，能否帶來(lái)制藥業(yè)的突破

2016年09月15日訊眾所周知

，DNA的四個(gè)堿基編碼是所有生命的通用代碼，但這可能要成為過(guò)去式了

。一家位于美國(guó)加州拉由拉市（La Jolla）的新興生物科技企業(yè)Synthorx，正在設(shè)計(jì)一種有著6個(gè)基因編碼的微生物

，其方法是將人造的X和Y堿基加入到原有的A

，T

，G

，C構(gòu)成的基因系統(tǒng)中去的。

這些微生物在自然界中沒(méi)有同類

，Synthorx用它們來(lái)設(shè)計(jì)新型蛋白質(zhì)

，這些蛋白質(zhì)有望成為未來(lái)的止痛藥

、抗生素和癌癥靶向藥的基石

。

，能否帶來(lái)制藥業(yè)的突破.png" />

Synthorx基于美國(guó)圣地亞哥TSRI（斯克利普斯研究所）的化學(xué)家Floyd Romesberg的研究工作成立，Romesberg也是公司創(chuàng)立者之一

。Romesberg曾花費(fèi)了超過(guò)15年的時(shí)間致力于研究如何使人工DNA和生命體的遺傳機(jī)制協(xié)同工作，但這可不是簡(jiǎn)單地把新老編碼相混合

。

2012年時(shí)

，Romesberg的實(shí)驗(yàn)室成功創(chuàng)造了X和Y兩種人造堿基編碼

。2014年

，他證明了

，細(xì)菌可以復(fù)制和遺傳包含XY編碼的基因給后代。

“人們總是覺(jué)得模仿生命體是一件十分復(fù)雜和困難的事”

，Romesberg說(shuō)道，“但其實(shí)生命體中的分子和自然界中的其他分子一樣

，它們并不享有特權(quán)?div id="4qifd00" class="flower right">

！?/p>

兩年之前

，還沒(méi)有人用新合成的X和Y堿基做成任何有用的事情

，但Romesberg卻立下了利用傳統(tǒng)的化學(xué)手段來(lái)創(chuàng)造新型藥物的目標(biāo)

，這個(gè)過(guò)程顯然極其復(fù)雜

。

“我無(wú)法在實(shí)驗(yàn)室中完成這些，”Romesberg說(shuō)道

，“因此成立一個(gè)公司是實(shí)現(xiàn)這個(gè)目標(biāo)的唯一方式?div id="4qifd00" class="flower right">

！?/p>

于是，Synthorx應(yīng)運(yùn)而生

。

X和Y的誕生固然是科學(xué)界的里程碑

，但Synthorx的真正挑戰(zhàn)在于用這些編碼去產(chǎn)生新的蛋白質(zhì)

。理論上，通過(guò)簡(jiǎn)單地添加X(jué)和Y編碼可以令用以構(gòu)建蛋白質(zhì)的氨基酸數(shù)量提升至172種

，而自然狀態(tài)下只有20種。

通過(guò)在DNA中增加X(jué)Y編碼

，細(xì)胞可以用多達(dá)172種氨基酸來(lái)構(gòu)建蛋白質(zhì)

，這遠(yuǎn)超原先的20種。

“氨基酸太多反而是一種累贅

，”Romesberg說(shuō)道，“對(duì)于那些一輩子都在和藥物打交道的化學(xué)家來(lái)說(shuō)

，控制氨基酸的數(shù)量是必須的?div id="d48novz" class="flower left">

！?/p>

通過(guò)使用人造氨基酸，科學(xué)家可以使那些現(xiàn)有的蛋白質(zhì)和其靶物質(zhì)結(jié)合的更牢固

，從而使藥物效力更強(qiáng)。還有一種想法是通過(guò)人造氨基酸來(lái)增強(qiáng)蛋白質(zhì)和靶物質(zhì)的特異性結(jié)合以避免蛋白質(zhì)和非靶物質(zhì)結(jié)合引起的副作用

。

目前，Synthorx正有一個(gè)項(xiàng)目致力于將一種蜘蛛的毒液轉(zhuǎn)變?yōu)橐环N非阿片類

、無(wú)成癮性的止痛藥。

開(kāi)發(fā)用于治療代謝紊亂的新型抗生素和藥物同樣被提上日程

，“胰島素是一種很好的靶物質(zhì)

，”Synthorx的CEO Court Turner說(shuō)道

，“雖然大腸桿菌也能生產(chǎn)胰島素

，但目前為止我們獲取額外胰島素的唯一方法就是每天注射

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！?/p>

將人造氨基酸添加到胰島素分子中能夠使其更為持久，這樣的話

，糖尿病患者只須隔幾天注射一次胰島素就可以了。

毫無(wú)疑問(wèn)如果這種技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)

，那這將是一場(chǎng)革命。但現(xiàn)在就開(kāi)始做著人造基因廣為應(yīng)用的美夢(mèng)還為時(shí)過(guò)早

，雖然人造基因可以生成氨基酸

，但目前我們還沒(méi)有能力用人造氨基酸制造蛋白質(zhì)。

華盛頓大學(xué)的合成生物學(xué)家Marc Lajoie說(shuō)道

，“這真的只是一種假想，老實(shí)說(shuō)

，別說(shuō)172種了，即使能利用1種人造氨基酸合成蛋白質(zhì)都聽(tīng)起來(lái)有點(diǎn)瘋狂

。”

名詞解釋

TSRI：The ScrippsResearch Institute

，美國(guó)斯克利普斯研究所，座落于美國(guó)海濱城市圣迭戈

，是位居美國(guó)前10名的生物醫(yī)學(xué)研究所，也是美國(guó)最大的非贏利性質(zhì)的研究所

。

非阿片類：指人工合成的鎮(zhèn)痛藥物類型，與阿片類（自然萃取的）相對(duì)

。

諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)蛋白質(zhì)進(jìn)化，在我們生活中有什么實(shí)際應(yīng)用
？

G蛋白偶聯(lián)受體：味覺(jué)
我們身體內(nèi)分布著數(shù)十億個(gè)受體：他們位于細(xì)胞質(zhì)膜上，作用是使細(xì)胞能夠感知搜尋周圍環(huán)境

，并可以與其他細(xì)胞進(jìn)行溝通。G蛋白偶聯(lián)受體是人體感受味道和氣味的探測(cè)器

。2012年，因?yàn)樵贕蛋白偶聯(lián)受體方面獲得的研究成果

，布萊恩·科比爾卡（Brian Kobilka）獲得了諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。

生命工廠
脫氧核糖核酸DNA可組成遺傳指令

。而DNA是由微小的工廠核糖體“生產(chǎn)”出來(lái)的。每一個(gè)核糖體都會(huì)生產(chǎn)出上千個(gè)不同形式和功能的各種物質(zhì)

。而這個(gè)工廠的結(jié)構(gòu)如何

？三位科學(xué)家文卡特拉曼·拉馬克里希南（Venkatraman Ramakrishnan ）、托馬斯·施泰茨（Thomas Steitz）和阿達(dá)·約納特因（Ada Yonath）找到了這個(gè)問(wèn)題的答案

，并因此獲得了2009年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。

基因的奧秘
科學(xué)家經(jīng)過(guò)13年的努力共同繪制完成了人類基因組序列圖

，結(jié)果是：人類基因組有30億個(gè)堿基對(duì)，人類基因數(shù)目約為2萬(wàn)個(gè)

。弗雷德里克·桑格（Fred Sanger）和吉爾伯特（Walter Gilbert）因?yàn)樗麄兊腄NA測(cè)序方法獲得了1980年的諾貝爾獎(jiǎng)

光合作用
每到林間，人們就會(huì)贊嘆它的神奇：光合作用

，它是世界上最重要的化學(xué)反應(yīng)。植物

，藻類和細(xì)菌能夠利用太陽(yáng)光能吸收二氧化碳，釋放氧氣

。而細(xì)胞內(nèi)某些蛋白復(fù)合物可以讓他們產(chǎn)生光合作用。胡柏（Robert Huber）

、米赫（Hartmut Michel）和戴森何佛（Johann Deisenhofer）因?yàn)榻忾_(kāi)了光合作用的結(jié)構(gòu)而在1988年獲得了諾貝爾獎(jiǎng)

。

黑暗之光
這種發(fā)光的生物是維多利亞水母（Aequorea victoria）。它的綠色熒光蛋白被應(yīng)用在許多生物學(xué)領(lǐng)域中

。2008年獲得諾貝爾的查爾菲（Martin Chalfie）就屬于這一技術(shù)的先驅(qū)群體。他把這種發(fā)光的蛋白成功加入到了線蟲細(xì)胞內(nèi)

，使其產(chǎn)生了美妙的綠色熒光

。這是一個(gè)巨大的突破：人們可以通過(guò)這個(gè)方式了解神經(jīng)細(xì)胞的運(yùn)作。

水通道
水管可以把水引入家中使用

，也可以起到排放廢水的作用。諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)得主阿格雷（Peter Agre）在1988年就發(fā)現(xiàn)

，有一種“水通道蛋白”也和水管的作用類似

，它可以控制水分子進(jìn)出于細(xì)胞。阿格雷發(fā)現(xiàn)了細(xì)胞膜水通道蛋白

，一種就像水管一樣通過(guò)細(xì)胞膜來(lái)調(diào)節(jié)運(yùn)輸水分的蛋白質(zhì)，他獲得了2003年諾貝爾獎(jiǎng)

。而這種水通道蛋白廣泛存在于人類、動(dòng)物

、植物和微生物中。

三磷酸腺苷
在人體細(xì)胞中也有著像煤炭

、風(fēng)能或者是光伏的能量

，叫做三磷酸腺苷(ATP)。如果沒(méi)有作為細(xì)胞內(nèi)能量傳遞的這種“分子通貨”我們就不能做出收緊肌肉之類的動(dòng)作

。一個(gè)成年人每天要合成大量的ATP。約翰?沃克因?yàn)殛U明了構(gòu)成三磷酸腺苷合成基礎(chǔ)的酶的機(jī)理

，獲得了1997年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。

綠色化學(xué)
環(huán)保

、節(jié)省原材料和能量：這個(gè)目標(biāo)已經(jīng)不再是夢(mèng)想

。三位科學(xué)家羅伯特·格拉布斯(Robert Grubbs)

、理查德·施羅克(Richard Schrock)和伊夫·肖萬(wàn)(Yves Chauvin)在有機(jī)化學(xué)領(lǐng)域的成就使得他們共同獲得了2005年諾貝爾獎(jiǎng)

。他們找到了一種綠色的方式來(lái)產(chǎn)生復(fù)雜的化學(xué)化合物

，可以在制藥業(yè)進(jìn)行應(yīng)用：他們開(kāi)發(fā)出實(shí)用有效的新型反應(yīng)催化劑，使得生產(chǎn)更為高效

、方便、環(huán)保

。

神奇“足球分子”
從來(lái)沒(méi)有聽(tīng)說(shuō)過(guò)富勒烯？其實(shí)很容易就可以在頭腦中勾勒這些分子的結(jié)構(gòu)：就像一個(gè)足球一樣

，富勒烯的結(jié)構(gòu)都是以五邊形和六并形面而組成的多面體。柯?tīng)枺≧obert Curl Jr）

、克羅托（Harold Kroto）和斯莫利（Richard Smalley）發(fā)現(xiàn)了由60個(gè)碳原子組成的原子簇C60，發(fā)現(xiàn)者們把它稱為“富勒烯”

。而這三位科學(xué)家也因此榮獲了1996年諾貝爾獎(jiǎng)。

拯救臭氧層
多虧有了臭氧層

，我們才能夠放心大膽的在戶外曬太陽(yáng)（不過(guò)防曬霜是必不可少的）。因?yàn)榻^大部分有害的UV-B輻射可以被臭氧過(guò)濾掉

。而三位科學(xué)家的成果告訴世人，是什么破壞了臭氧層：氮氧化物和氯氟碳化合物

。而這個(gè)認(rèn)知使得保羅·克拉茲（Paul Crutzen）、馬里奧·莫里納（Mario Molina）和舍伍德·羅蘭（Sherwood Rowland）獲得了1995年諾貝爾獎(jiǎng)

。

醫(yī)學(xué)影像診斷技術(shù)
心臟、大腦

、骨骼——這些都可以通過(guò)核磁共振成像觀察到細(xì)節(jié)部分，從而可以幫助醫(yī)生作出檢測(cè)腫瘤的診斷

。這種診斷方法是建立在高分辨率核磁共振光譜的基礎(chǔ)上。因?yàn)槎魉固兀≧ichart Ernst）在核磁共振成像的巨大貢獻(xiàn)獲得了1991年的諾貝爾獎(jiǎng)

。

科學(xué)就在你身邊
您下次在鍋里煎荷包蛋的時(shí)候也許會(huì)想到2011年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)得主丹尼爾·舍特曼（Dan Shechtman）的發(fā)現(xiàn)：準(zhǔn)晶體。關(guān)于準(zhǔn)晶體的存在長(zhǎng)期以來(lái)都存有爭(zhēng)議

。而舍特曼證明了它的確實(shí)存在。而今

，準(zhǔn)晶體就在你的身邊：因?yàn)樗且环N理想的熱和電的不良導(dǎo)

醫(yī)藥生物屬于藥業(yè)嗎?

醫(yī)藥生物屬于藥業(yè)

。制藥產(chǎn)業(yè)與醫(yī)藥生物工程產(chǎn)業(yè)是現(xiàn)代醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)的兩大支柱

。制藥產(chǎn)業(yè)是多學(xué)科理論及先進(jìn)技術(shù)的相互結(jié)合，采用科學(xué)化

，現(xiàn)代化的模式

，研究

、開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)藥品的過(guò)程

。除了生物制藥外，化學(xué)藥和中藥在制藥產(chǎn)業(yè)中也占有一定的比例

。

生物制藥專業(yè)就業(yè)現(xiàn)狀

生物制藥專業(yè)就業(yè)現(xiàn)狀在國(guó)內(nèi)制藥行業(yè)的就業(yè)現(xiàn)狀良好。

生物制藥是一種利用生物體制造的藥物

，包括基因工程制藥、細(xì)胞工程制藥

、發(fā)酵工程制藥等

。生物制藥通常是通過(guò)使用生物體制造的生物制品，如蛋白質(zhì)

、多糖、核酸等

，來(lái)治療疾病或改善健康狀況。

國(guó)家對(duì)生物制藥行業(yè)給予了大力的支持

，鼓勵(lì)國(guó)內(nèi)外生物制藥企業(yè)來(lái)華投資，作為一個(gè)新興的行業(yè)

，隨著科技的進(jìn)步和社會(huì)的發(fā)展，該行業(yè)越來(lái)越受到重視

，并得到了快速的發(fā)展。隨著人們生活水平的提高和健康意識(shí)的增強(qiáng)

，對(duì)生物制藥產(chǎn)品的需求也在不斷增長(zhǎng)，推動(dòng)了該行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展

。

在生物制藥行業(yè)中，人才需求較大

，尤其是高素質(zhì)的技術(shù)和管理人才

。生物制藥專業(yè)是培養(yǎng)生物制藥技術(shù)和管理人才的重要專業(yè)。畢業(yè)后可從事生物制藥領(lǐng)域的研究

、開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)

、質(zhì)量管理等方面的工作。該專業(yè)畢業(yè)生還可以選擇繼續(xù)深造

，攻讀碩士、博士學(xué)位

，或出國(guó)留學(xué)，以提高自己的專業(yè)水平和競(jìng)爭(zhēng)力

。

未來(lái)生物制藥的發(fā)展趨勢(shì)

1、新技術(shù)的應(yīng)用：隨著科技的不斷進(jìn)步

，生物制藥領(lǐng)域也將應(yīng)用更多的新技術(shù)，如基因編輯

、基因治療、細(xì)胞治療

、納米技術(shù)等。這些新技術(shù)將促進(jìn)生物制藥的發(fā)展

，提高藥物的療效和安全性

。

、生物仿生學(xué)的發(fā)展：生物仿生學(xué)是指通過(guò)模仿生物體結(jié)構(gòu)和功能來(lái)制造新的藥物和材料。未來(lái)生物仿生學(xué)的發(fā)展將在藥物傳遞

、診斷和治療方面發(fā)揮重要作用。

、個(gè)性化醫(yī)療的發(fā)展：隨著精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)的發(fā)展，生物制藥也將更加注重個(gè)性化醫(yī)療

，制造更加符合患者個(gè)性化需求的藥物

。

基因工程學(xué)術(shù)論文

　　基因工程是在分子生物學(xué)和分子遺傳學(xué)綜合發(fā)展基礎(chǔ)上于 20 世紀(jì) 70 年代誕生的一門嶄新的生物技術(shù)科學(xué)。下面是由我整理的基因工程學(xué)術(shù)論文

，謝謝你的閱讀。
　　基因工程學(xué)術(shù)論文篇一
　　摘要：基因工程是在分子生物學(xué)和分子遺傳學(xué)綜合發(fā)展基礎(chǔ)上于 20 世紀(jì) 70 年代誕生的一門嶄新的生物技術(shù)科學(xué)

?div id="jfovm50" class="index-wrap">；蚬こ淌且豁?xiàng)很精密的尖端生物技術(shù)?div id="jfovm50" class="index-wrap">？梢园涯骋簧锏幕蜣D(zhuǎn)殖送入另一種細(xì)胞中

，甚至可把細(xì)菌

、動(dòng)植物的基因互換。當(dāng)某一基因進(jìn)入另一種細(xì)胞

，就會(huì)改變這個(gè)細(xì)胞的某種功能。這項(xiàng)工程創(chuàng)造出原本自然界不存在的重組基因

。它不僅為醫(yī)藥界帶來(lái)新希望

，在農(nóng)業(yè)上提高產(chǎn)量改良作物

，并且對(duì)環(huán)境污染、能源危機(jī)提供解決之道

，甚至可用在犯罪案件的偵查?div id="jfovm50" class="index-wrap">；蚬こ痰陌l(fā)展現(xiàn)狀和前景是怎么樣呢

，而又有哪些利弊?

　　關(guān)鍵詞：基因工程;發(fā)展現(xiàn)狀;發(fā)展前景;基因工程利弊

　　一

、基因工程

　　(一)基因工程的概念及發(fā)展

　　1.概念

　　基因工程又稱基因拼接技術(shù)和DNA重組技術(shù)，是以分子遺傳學(xué)為理論基礎(chǔ)

，以分子生物學(xué)和微生物學(xué)的現(xiàn)代方法為手段，將不同來(lái)源的基因按預(yù)先設(shè)計(jì)的藍(lán)圖

，在體外構(gòu)建雜種DNA分子

，然后導(dǎo)入活細(xì)胞，以改變生物原有的遺傳特性

、獲得新品種、生產(chǎn)新產(chǎn)品

。

　　2.發(fā)展

　　生物學(xué)家于20 世紀(jì)50 年代發(fā)現(xiàn)了DNA 的雙螺旋結(jié)構(gòu)，從微觀層面更進(jìn)一步認(rèn)識(shí)了人類及其他生物遺傳的物質(zhì)載體

，這是人類在生物研究方面的一次重大突破。60 年代以后

，科學(xué)家開(kāi)始破譯生物遺傳基因的遺傳密碼，簡(jiǎn)單地說(shuō)

，就是將控制生物遺傳特征的每一種基因的核苷酸排列順序弄清楚。在搞清楚某些單個(gè)基因的核苷酸排列順序基礎(chǔ)上

，進(jìn)而進(jìn)行有計(jì)劃

、大規(guī)模地對(duì)人類

、水稻等重要生物體的全部基因圖譜進(jìn)行測(cè)序和詮釋。

　　(二)基因工程的發(fā)展現(xiàn)狀及前景

　　1.發(fā)展現(xiàn)狀

　　(1)基因工程應(yīng)用于農(nóng)業(yè)方面

。運(yùn)用基因工程方法，把負(fù)責(zé)特定的基因轉(zhuǎn)入農(nóng)作物中去

，構(gòu)建轉(zhuǎn)基因植物

，有抗病蟲害

，抗逆，保鮮

，高產(chǎn)

，高質(zhì)的優(yōu)點(diǎn)

。

　　下面列舉幾個(gè)代表性方法

。

　?div id="m50uktp" class="box-center"> 、僭黾愚r(nóng)作物產(chǎn)品營(yíng)養(yǎng)價(jià)值如：增加種子

、塊莖蛋白質(zhì)含量，改變植物蛋白必需氨基酸比例等

。

　　②提高農(nóng)作物抗逆性能如：抗病蟲害

、抗旱、抗?jié)?div id="m50uktp" class="box-center"> 、抗除草劑等性能?br>
　　③生物固氮的基因工程

。若能把禾谷等非豆科植物轉(zhuǎn)變?yōu)槟芡鼍采?div id="jpandex" class="focus-wrap mb20 cf">，或具固氮能力

，將代替無(wú)數(shù)個(gè)氮肥廠

。④增加植物次生代謝產(chǎn)物產(chǎn)率

。植物次生代謝產(chǎn)物構(gòu)成全世界藥物原料的 25%

，如治療瘧疾的奎寧

、治療白血病的長(zhǎng)春新堿

、治療高血壓的東莨菪堿

、作為麻醉劑的嗎啡等

。

　?div id="jpandex" class="focus-wrap mb20 cf">、葸\(yùn)用轉(zhuǎn)基因動(dòng)物技術(shù)

，可培育畜牧業(yè)新品種

。

　　二

、基因工程應(yīng)用于醫(yī)藥方面

　　目前

，以基因工程藥物為主導(dǎo)的基因工程應(yīng)用產(chǎn)業(yè)已成為全球發(fā)展最快產(chǎn)業(yè)之一，前景廣闊

。基因工程藥物主要包括細(xì)胞因子

、抗體

、疫苗、激素和寡核甘酸藥物等

。對(duì)預(yù)防人類腫瘤、心血管疾病

、遺傳病、糖尿病

、包括艾滋病在內(nèi)的各種傳染病、類風(fēng)濕疾病等有重要作用

。我們最為熟悉的干擾素(IFN)就是一類利用基因工程技術(shù)研制成的多功能細(xì)胞因子，在臨床上已用于治療白血病

、乙肝、丙肝

、多發(fā)性硬化癥和類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎等多種疾病

。并且應(yīng)用基因工程研制的艾滋病疫苗已完成中試，并進(jìn)入臨床驗(yàn)證階段;專門用于治療腫瘤的?腫瘤基因?qū)?也將在不久完成研制

，它可有目的地尋找并殺死腫瘤，將使癌癥的治愈成為可能

。

　　三

、基因工程應(yīng)用于環(huán)保方面

　　工業(yè)發(fā)展以及其它人為因素造成的環(huán)境污染已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了自然界微生物的凈化能力

，基因工程技術(shù)可提高微生物凈化環(huán)境的能力。美國(guó)利用DNA 重組技術(shù)把降解芳烴

、萜烴

、多環(huán)芳烴

、脂肪烴的4 種菌體基因鏈接，轉(zhuǎn)移到某一菌體中構(gòu)建出可同時(shí)降解4 種有機(jī)物的?超級(jí)細(xì)菌?，用之清除石油污染

，在數(shù)小時(shí)內(nèi)可將水上浮油中的2/3 烴類降解完，而天然菌株需 1 年之久

。90 年代后期問(wèn)世的DNA 改組技術(shù)可以創(chuàng)新基因，并賦予表達(dá)產(chǎn)物以新的功能

，創(chuàng)造出全新的微生物

，如可將降解某一污染物的不同細(xì)菌的基因通過(guò)PCR 技術(shù)全部克隆出來(lái)

，再利用基因重組技術(shù)在體外加工重組

，最后導(dǎo)入合適的載體

，就有可能產(chǎn)生一種或幾種具有非凡降解能力的超級(jí)菌株，從而大大地提高降解效率

。

　　(一)發(fā)展前景

　　基因工程應(yīng)用重組DNA 技術(shù)培育具有改良性狀的糧食作物的工作已初見(jiàn)成效

。重組DNA 技術(shù)的一個(gè)顯著特點(diǎn)是

，它注往可以使一個(gè)生物獲得與之固有性狀完全無(wú)關(guān)的新功能，從而引起生物技術(shù)學(xué)發(fā)生革命性的變革

，使人們可以在大量擴(kuò)增的細(xì)胞中生產(chǎn)哺乳動(dòng)物的蛋白質(zhì)，其意義無(wú)疑是相當(dāng)重大的

。將控制這些藥物合成的目的基因克隆出來(lái)，轉(zhuǎn)移到大腸桿菌或其它生物體內(nèi)進(jìn)行有效的表達(dá)

，于是就可以方便地提取到大量的有用藥物。目前在這個(gè)領(lǐng)域中已經(jīng)取得了許多成功的事例

，其中最突出的要數(shù)重組胰島素的生產(chǎn)

。重組DNA 技術(shù)還有力地促進(jìn)了醫(yī)學(xué)科學(xué)研究的發(fā)展。它的影響所及有疾病的臨床診斷

、遺傳病的基因治療

、新型疫苗的研制以及癌癥和艾滋病的研究等諸多科學(xué)

，并且均已取得了相當(dāng)?shù)某删汀?br>
　　(二)基因工程的利與弊

　　1.基因工程的利

　　遺傳疾病乃是由于父或母帶有錯(cuò)誤的基因

。基因篩檢法可以快速診斷基因密碼的錯(cuò)誤;基因治療法則是用基因工程技術(shù)來(lái)治療這類疾病

。產(chǎn)前基因篩檢可以診斷胎兒是否帶有遺傳疾病

，這種篩檢法甚至可以診斷試管內(nèi)受精的胚胎

，早至只有兩天大，尚在八個(gè)細(xì)胞階段的試管胚胎

。做法是將其中之一個(gè)細(xì)胞取出

，抽取DNA

，偵測(cè)其基因是否正常

，再?zèng)Q定是否把此胚胎植入母親的子宮發(fā)育

。胎兒性別同時(shí)也可測(cè)知

。基因篩檢并不改變?nèi)说倪z傳組成

，但基因治療則會(huì)

。目前全世界正重視發(fā)展永續(xù)性農(nóng)業(yè)

，希望農(nóng)業(yè)除了具有經(jīng)濟(jì)效益，還要生生不息

，不破壞生態(tài)環(huán)境

?div id="jfovm50" class="index-wrap">；蚬こ陶蓭兔鉀Q這類問(wèn)題

?div id="jfovm50" class="index-wrap">；蚬こ炭梢愿牧嫁r(nóng)糧作物的營(yíng)養(yǎng)成分或增強(qiáng)抗病抗蟲特性

?div id="jfovm50" class="index-wrap">？梢栽黾有笄蓊惖纳L(zhǎng)速率

、牛羊的泌乳量

、改良肉質(zhì)及脂肪含量等。

　　2.基因工程的弊

　　廣泛的基因篩檢將會(huì)引起一連串的社會(huì)問(wèn)題

。雖然基因篩檢可幫助醫(yī)生更早期更有效地治療病人

，但可能妨礙他的未來(lái)生活就業(yè)?div id="d48novz" class="flower left">

；蚬こ虝?huì)產(chǎn)生?殺蟲劑?的作物，也可能對(duì)大環(huán)境有害

，它們或許會(huì)殺死不可預(yù)期的益蟲

，影響昆蟲生態(tài)的平衡

。轉(zhuǎn)基因食品不同于相同生物來(lái)源之傳統(tǒng)食品

，遺傳性狀的改變

，將可能影響細(xì)胞內(nèi)之蛋白質(zhì)組成，進(jìn)而造成成份濃度變化或新的代謝物生成

，其結(jié)果可能導(dǎo)致有毒物質(zhì)產(chǎn)生或引起人的過(guò)敏癥狀

，甚至有人懷疑基因會(huì)在人體內(nèi)發(fā)生轉(zhuǎn)移

，造成難以想象的后果

。轉(zhuǎn)基因食品潛在危害包括：食物內(nèi)所產(chǎn)生的新毒素和過(guò)敏原;不自然食物所引起其它損害健康的影響;應(yīng)用在農(nóng)作物上的化學(xué)藥品增加水和食物的污染;抗除草劑的雜草會(huì)產(chǎn)生;疾病的散播跨越物種障礙;農(nóng)作物的生物多樣化的損失;生態(tài)平衡的干擾

。

　　四、結(jié)束語(yǔ)

　　隨著社會(huì)科技的進(jìn)步

，基因工程的發(fā)展將成為必然

。盡管它會(huì)給我們帶來(lái)一些危害但是仍然為我們帶來(lái)了很多好處。不僅為我們提供了新的能源而且促進(jìn)了各國(guó)的經(jīng)濟(jì)的發(fā)展

，所以在我們發(fā)展基因工程的同時(shí)應(yīng)該盡力避免一些危害，而讓有利的方面盡可能應(yīng)用

。

　　參考文獻(xiàn)：

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　　基因工程學(xué)術(shù)論文篇二
　　基因工程蛋白藥物發(fā)展概況

　　【摘要】近些年

，隨著生物技術(shù)的發(fā)展

，基因工程制藥產(chǎn)業(yè)突飛猛進(jìn)

，本文就一些相關(guān)的重要蛋白藥物的市場(chǎng)概況和研究進(jìn)展作一概述

。

　　【關(guān)鍵詞】基因工程蛋白藥物發(fā)展概況

　　中圖分類號(hào)：R97 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：1005-0515(2011)6-255-03

　　基因工程制藥是隨著生物技術(shù)革命而發(fā)展起來(lái)的

。1980 年

，美國(guó)通過(guò)Bayh-Dole 法案，授予科學(xué)家 Herbert Boyer 和 Stanley Cohen 基因克隆專利

，這是現(xiàn)代生物制藥產(chǎn)業(yè)發(fā)展的里程碑。1982 年

，第一個(gè)生物醫(yī)藥產(chǎn)品在美國(guó)上市銷售

，標(biāo)志著生物制藥業(yè)從此走入市場(chǎng)[1]

。

　　生物制藥業(yè)有不同于傳統(tǒng)制藥業(yè)的特點(diǎn)：首先，生物制藥具有?靶向治療?作用;其次

，生物制藥有利于突破傳統(tǒng)醫(yī)藥的專利保護(hù)到期等困境;再次

，生物制藥具有高技術(shù)

、高投入

、高風(fēng)險(xiǎn)

、高收益特性;此外

，生物制藥具有較長(zhǎng)的產(chǎn)業(yè)鏈[1]

。生物制藥業(yè)這一系列的特點(diǎn)決定了其在21世紀(jì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的重要地位

，歷版中國(guó)藥典收錄的生物藥物品種也是逐漸增多[2](圖一)

。

　　當(dāng)前生物制藥業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)在于不斷地改進(jìn)

、完善和創(chuàng)新生物技術(shù)

，在基因工程藥物研發(fā)投入逐年增加的基礎(chǔ)上

，我國(guó)生物制藥的產(chǎn)值及利潤(rùn)增長(zhǎng)迅猛

， 2006-2008年三年就實(shí)現(xiàn)了利潤(rùn)翻番[2](表一)

。隨著研究的深入

，當(dāng)前生物藥的熱點(diǎn)逐漸聚焦到通過(guò)新技術(shù)大量生產(chǎn)一些對(duì)醫(yī)療有重要意義且成分確定的蛋白上

。研究表明

，在我國(guó)的基因工程藥物中

，蛋白質(zhì)類藥物超過(guò)50%[3]

。而這些源自基因工程菌表達(dá)的蛋白

，如疫苗、激素

、診斷工具

、細(xì)胞因子等在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用主要包括4個(gè)方面：即疾病或感染的預(yù)防;臨床疾病的治療;抗體存在的診斷和新療法的發(fā)現(xiàn)

。利用基因工程技術(shù)(重組DNA技術(shù))生產(chǎn)蛋白主要有三方面的理由：1.需求性，天然蛋白的供應(yīng)受限制

，隨需求的不斷增加

，數(shù)量上難以滿足，使它得不到廣泛應(yīng)用;2.安全性

，一些天然蛋白質(zhì)的原料可能受到致病性病毒的污染，且難以消除或鈍化;3.特異性

，來(lái)自天然原料的蛋白往往殘留污染，會(huì)引起診斷試驗(yàn)所不應(yīng)有的背景[4]

。

　　以下將介紹一些基因工程產(chǎn)物的市場(chǎng)概況和研究發(fā)展

。

　　1 促紅細(xì)胞生成素

　　是細(xì)胞因子的一種

，在骨髓造血微環(huán)境下促進(jìn)紅細(xì)胞的生成

。1985年科學(xué)家應(yīng)用基因重組技術(shù)

，在實(shí)驗(yàn)室獲得重組人EPO(rhEPO)

，1989年安進(jìn)(Amgen)公司的第一個(gè)基因重組藥物Epogen獲得FDA的批準(zhǔn)

，適應(yīng)癥為慢性腎功能衰竭導(dǎo)致的貧血

、惡性腫瘤或化療導(dǎo)致的貧血

、失血后貧血等[5,6]

。

　　2001年

，EPO的全球銷售額達(dá)21.1億美元

，2002年達(dá)26.8億美元

，2003年全世界EPO的年銷售額超過(guò)50億美元。創(chuàng)下生物工程藥品單個(gè)品種之最

，是當(dāng)今最成功的基因工程藥物

。用過(guò)EPO的大多數(shù)病人感覺(jué)良好，在治療期間無(wú)明顯毒副作用或功能失調(diào)

。重組體CHO細(xì)胞可以放大到生產(chǎn)規(guī)模以滿足對(duì)EPO的需求。

　　2 胰島素

　　自1921 年胰島素被Banting 等人成功提取并應(yīng)用于臨床以來(lái)

，已經(jīng)挽救了無(wú)數(shù)糖尿病患者的生命。僅2000年

，胰島素在全球范圍內(nèi)就大約延長(zhǎng)了5100萬(wàn)名I型糖尿病病人的壽命。20世紀(jì)80年代初

，人胰島素又成為了商業(yè)現(xiàn)實(shí);80 年代末利用基因重組技術(shù)成功生物合成人胰島素

，大腸桿菌和酵母都被用作胰島素表達(dá)的寄主細(xì)胞[7]

。

　　國(guó)內(nèi)外可工業(yè)化生產(chǎn)人胰島素的企業(yè)只有美國(guó)的禮來(lái)公司

、丹麥的諾和諾德公司

、法國(guó)的安萬(wàn)特公司和中國(guó)北京甘李生物技術(shù)有限公司等

，胰島素類似物也僅在上述4個(gè)國(guó)家生產(chǎn)，且每個(gè)公司只能生產(chǎn)艮效或速效類似物巾的個(gè)品種

，主要原因是要達(dá)到生物合成人胰島素產(chǎn)業(yè)化的技術(shù)難度特別大，若無(wú)高精尖的高密度發(fā)酵技術(shù)

、純化技術(shù)和工業(yè)化生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)是無(wú)法實(shí)現(xiàn)的[8]。

　　3 疫苗

　　在人類歷史上

，曾經(jīng)出現(xiàn)過(guò)多種造成巨大生命和財(cái)產(chǎn)所示的疫癥

，而在預(yù)防和消除這些疫癥的過(guò)程中疫苗發(fā)揮了十分關(guān)鍵的作用

。所以疫苗被評(píng)為人類歷史上最重大的發(fā)現(xiàn)之一

。

　　疫苗可分為傳統(tǒng)疫苗(t raditional vaccine) 和新型疫苗(new generation vaccine)或高技術(shù)疫苗( high2tech vaccine)兩類,傳統(tǒng)疫苗主要包括減毒活疫苗

、滅活疫苗和亞單位疫苗,新型疫苗主要是基因工程疫苗

。疫苗的作用也從單純的預(yù)防傳染病發(fā)展到預(yù)防或治療疾病(包括傳染病) 以及防

、治兼具[2]

。

　　隨著科技的發(fā)展

，對(duì)付艾滋病

、癌癥

、肝炎等多種嚴(yán)重威脅人類生命安全的疫苗開(kāi)發(fā)取得巨大進(jìn)展

，這其中也孕育著巨大的商業(yè)機(jī)會(huì)[9]

， 2007年全球疫苗銷售額就已達(dá)到163億美元

，據(jù)美林證券公布的一份研究報(bào)告顯示

，全球疫苗市場(chǎng)正以超過(guò)13%的符合增長(zhǎng)率增長(zhǎng)

。而我國(guó)是疫苗的新興市場(chǎng)

，國(guó)內(nèi)疫苗市場(chǎng)發(fā)展?jié)摿薮?div id="4qifd00" class="flower right">

，年增長(zhǎng)率超過(guò)15%

。

　　在以細(xì)胞培養(yǎng)為基礎(chǔ)的疫苗

、抗體藥物生產(chǎn)中

，Vero細(xì)胞、BHK21細(xì)胞

、CHO細(xì)胞和Marc145細(xì)胞是最常用的細(xì)胞，這些細(xì)胞的反應(yīng)器大規(guī)模培養(yǎng)技術(shù)支撐著行業(yè)的技術(shù)水平[4]

。建立細(xì)胞培養(yǎng)和蛋白表達(dá)技術(shù)平臺(tái)，進(jìn)一步完善生物反應(yīng)器背景下的疫苗生產(chǎn)支撐技術(shù)是當(dāng)前國(guó)際疫苗產(chǎn)業(yè)研究的重點(diǎn)

。

　　4 抗體

　　從功能上劃分，抗體可分為治療性抗體和診斷性抗體;從結(jié)構(gòu)特點(diǎn)上劃分

，抗體可分為單克隆抗體和多克隆抗體

?div id="4qifd00" class="flower right">

？贵w可有效地治療各種疾病

，比如自身免疫性疾病

、心血管病

、傳染病、癌癥和炎癥等[10,11]

。抗體藥物的一大特點(diǎn)在于其較低甚至幾乎可以忽略的毒性。另外一個(gè)優(yōu)勢(shì)是

，抗體本身也許既可被當(dāng)作一種治療武器，也可被用作傳遞藥物的一種工具

。除了全人源化抗體以外

，與小分子藥物

、毒素或放射性有效載荷有關(guān)的結(jié)合性抗體也已經(jīng)在理論上顯示出了強(qiáng)大的潛力，尤其是在癌癥治療方面[12]

。

　　治療性抗體是世界銷售額最高的一類生物技術(shù)藥物,2008 年治療性抗體銷售額超過(guò)了300 億美元,占了整個(gè)生物制藥市場(chǎng)40%。在美國(guó)批準(zhǔn)的99 種生物技術(shù)藥物中,抗體類藥物就占了30 種;在633 種處于臨床研究的生物技術(shù)藥物中, 有192 種為抗體藥物,而在抗癌及自身免疫性疾病的治療研究中,治療性抗體占了一半[2]

。截止2007年，美國(guó)FDA批準(zhǔn)上市的抗體藥物見(jiàn)表二[13]

。

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