王红玲
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激素和许多活性因子是调节人体生理代谢与机能的重要物质,其活性强,临床疗效明显,但这些物质自然界甚为稀少,从人体及动物中提取难度大,来源有限,无法满足临床需要,而现代生物制药技术却为临床提供了这类廉价、高效的药品。胰岛素是治疗糖尿病的激素类药物,一般从动物中提取,其资源缺乏,价格昂贵,利用基因工程手段将人或动物胰岛素合成基因分离后移植到微生物细胞中,并实现基因表达,这样用基因工程手段得到基因重组微生物被称为基因工程菌,利用基因工程菌在200L发酵灌中产生10克胰岛素相当于450千克胰脏中提取的产量。人生长激素(简称HGH)是脑下垂体前叶分泌的由191种氨基酸组成蛋白质类激素,分子量为22000D。以前,人生长激素只能从人脑垂体前叶中分离纯化,应用深受限制,而目前利用基因工程技术动物细胞工艺可得到,并且与人生长激素相同,临床用于治疗垂体前叶HGH分泌障碍引起的侏儒症,促进烧伤及骨折等创伤性组织的恢复,也用于改善老年性肾萎缩的症状及治疗胃溃疡。
微生物转化及酶催化工艺早已在制药工业中广泛应用。酶与固定化技术结合弥补酶的不足,在制药界取得显著发展,如用大肠杆菌酞化酶生产6一APA、犁头霉素生产氢化可的松、乳酸菌转化蔗糖制备右旋糖醉等。原西德Beohringer Nannhein公司在青霉素酞化酶固定化方面取得了很大的进展,他们用聚丙酞胺凝胶包埋法制成微型小球状固定化酶已投人生产,其表面活性为100一150U/g,1kg固定化酶可生产500kg6一APA,能连续反应300次,他们用第二代工程菌的固定化酶转化率达到85%一90%,反应次数达900次,有人用固定化后活力可维持100天以上,固定化细胞、特别微生物细胞在抗生素、激素、氨基酸等药物的合成中得到广泛的研究和应用。用固定化酶的膜反应器分离布洛芬可得到许多有光学活性的化合物,体外试验证明其S一异构体比R一异构体活性高100倍。近年采用多种固定化系统组成的人工肾可在体内反复返转具有显著临床效果。
植物细胞工程培养技术为开辟药物新资源、使微生物原料生产工业化、保护自然界生态平衡具有重要意义。中医临床应用之中,中草药数千种,其中89%来源地植物,初始靠手集野生资源,最后鉴于野生资源有限,及不断开发利用,难以满足需要,许多名贵药材如天麻、人参、当归、黄茂等均采用植物细胞,大规模培养技术,其所含有效成份较天然植物含量高。如培养的人参细胞中Ginselagoside含量较天然植物高5.7倍、培养的烟草细胞C、QIO含量较天然植物高16.30倍等等。由此可知,植物细胞工程将为人类创造一代新型中药制剂造福人类。动物细胞培养技术主要以植物的微生物难以生产出蛋白质类药品,并实现工业化、商品化。英国韦尔科母公司采用8立方米培养罐培养生产a一干扰素为工业化动物细胞培养典型实例,被称为"超大规模"动物细胞培养获得成功。1975年英国科学家通过淋巴细胞与骨髓细胞融合产生的杂交瘤,经体外培养、分离可得到一些无性繁殖细胞株,它们能分泌免疫学均一抗体。这种抗体为单克隆抗体,单克隆抗体一经间世显示巨大生命力,由于单克隆抗体目前在医药领域具有特异性强、操作方便等特点,因此现在已有越来越多的单克隆抗体代替传统的抗血清用于临床诊断。1981年美国批准第一个单克隆抗体诊断试剂后,1983一1984年又批准了37种,1985年美国FDA认可就有55种,到1987年底,美国已批准单克隆诊断试剂在上百种以上,它主要用于艾滋病、肿瘤性疾病、乙型肝炎及细菌性感染等疾病的诊断,临床疗效显著。由于单克隆抗体对相应抗原结合,具有高度专一性,因此有人试用肿瘤抗原的抗体作为抗肿瘤药物的携带者,将药物导人肿瘤细胞,从而使肿瘤药物有选择性杀伤肿瘤细胞而不伤害正常细胞,这种由单克隆抗体和抗癌药物组成的导向药物为"生物导弹"。
我国正处在一个重要的历史机遇期,在生物医药领域机遇与挑战并存。我们应认真地分析国际发展动态,结合我国的国情和创新产品少、品种重复多、专利和药品审批慢,投融资渠道少、优秀人才不足等突出问题,及时进行战略和措施的调整。首先,政府加强宏观政策引导和完善管理制度,加强战略性的统一领导和规划,坚定地将跟踪仿制战略转变为创新战略,高度重视和大力支持创新药物的研发,为医药工业发展创造良好环境。此外,政府部门不同科技计划的分工应进一步明确,政府科研经费应向创新性、基础性和战略性工作倾斜,对于产业化的支持应注意以营造更好的投融资机制为主,政府仅给予引导性的资金支持,建立和完善我国风险资金体系,支持中小型生物医药企业发展,以市场机制手段为主解决产业化问题。其次,加强技术策略的研究,保持对先进技术发展动态的高度敏感,尤其是核心技术和示范高新技术平台,应高度重视我国的生物资源和遗传资源,不仅要加大支持力度,还应加强规范管理,建立良好的资源收集、保存和共享的机制,使这一优势充分地发挥效能。最后,强对新药、仿制药、出口药的政策和有关程序制定及国内外专利查询,对专利过期药物的开发给予一定的关注;加强及完善人才引进机制和药物质控和标准化管理规范的制定,加强生物安全、伦理及相关问题的立法及管理机制的建立。
生物制药技术作为一种高新技术,是70年代初伴随着DNA重组技术和淋巴细胞杂交瘤技术的发明和应用而诞生的。三十多年来,生物制药技术的发展为医疗业、制药业的发展开辟了广阔的前景,改善了人们的生活。因此,世界各国都把生物制药确定为21世纪科技发展的关键技术和新兴产业。通过新技术的创立可以大大拓宽发明新药的空间,增加发明新药的机遇与速度,更有效地发现更多新的先导物化学实体,从而为发明新药提供更加广阔的前景。