動物細胞工程制藥的研究報告報告進展

1、-. z.畢業(yè)論文動物細胞工程制藥的研究進展動物細胞工程制藥的研究進展摘要：動物細胞工程制藥是動物細胞工程技術在制藥行業(yè)方面的應用。當前動物細胞工程所涉及的主要技術領域包括細胞融合技術、細胞器特別是細胞核移植技術、染色體改造技術、轉(zhuǎn)基因動植物技術和細胞大量培養(yǎng)技術等方面 1。本文綜合論述了動物細胞工程制藥的發(fā)展簡史，研究近況和制造實例，并在此基礎上探討了動物細胞工程制藥的未來發(fā)展趨勢和前景。關鍵詞：動物細胞工程制藥 細胞融合 細胞大規(guī)模培養(yǎng) 核移植21世紀，生物技術制藥是制藥行業(yè)的亮點，近25年來，世界生物技術工業(yè)飛速發(fā)展，創(chuàng)造了35種重要的治療性生物技術藥物。中國生物技術產(chǎn)業(yè)是緊跟世界產(chǎn)業(yè)同

2、步發(fā)展的。2007年全球生物技術藥物市場銷售額已達到828億美元?；蚬こ獭⒓毎こ毯兔腹こ探M成三駕馬車行駛在現(xiàn)代生物技術發(fā)展大道的前列。動物細胞工程在生物制藥的研究和應用中起關鍵作用，目前全世界生物技術藥物中使用動物細胞工程生產(chǎn)的已超過80%，例如蛋白質(zhì)、單克隆抗體、疫苗等。所以對動物細胞工程制藥的研究具有重要意義。一研究現(xiàn)狀動物細胞工程制藥主要涉及細胞融合技術、細胞器移植尤其是核移植技術、染色體改造技術、轉(zhuǎn)基因技術和細胞大規(guī)模培養(yǎng)技術等。 1.1細胞融合是用自然或人工的方法使兩個或幾個不同細胞融合為一個細胞的過程?？捎糜诋a(chǎn)生新的物種或品系及產(chǎn)生單克隆抗體等。在我國目前動物細胞工程的發(fā)展中,

3、技術最成熟的當數(shù)細胞融合。其中淋巴細胞雜交瘤在國已普遍開展,并培育了許多具有很高實用價值的雜交瘤細胞株系,它們能分泌產(chǎn)生在診斷和治療病癥方面發(fā)揮重要作用的單克隆抗體。如甲肝病毒單克隆抗體3、抗人Ig M單克隆抗體4、腫瘤疫苗5等可用于治療疾病;抗人結腸癌雜交瘤細胞系分泌的單克隆抗體6,巨噬細胞集落刺激因子受體)胞外區(qū)的單克隆抗體等7則對診斷疾病具有重要價值。由于技術已趨成熟,目前許多單克隆抗體已經(jīng)進入產(chǎn)業(yè)化的生產(chǎn)階段。1.2細胞核移植細胞核移植就是將一個動物的細胞核, 移植到卵細胞中,并發(fā)育生長。核移植技術可用于具有良好發(fā)展前景的生物反應器的制備。其中乳腺生物反應器的研制是最為看好的一個轉(zhuǎn)基因

4、制藥方向。利用轉(zhuǎn)基因動物乳腺作為生物反應器,生產(chǎn)基因工程人類蛋白質(zhì)藥物8,其成本較微生物發(fā)酵、動物細胞培養(yǎng)生產(chǎn)基因工程藥物大大降低。但十幾年來, 顯微注射技術一直是生產(chǎn)乳腺生物反應器的唯一實用手段, 由于它本身固有的缺點,使得乳腺生物反應器未能有長足的步?；虼虬信c核移植相結合很可能成為生產(chǎn)乳腺生物反應器更有效的途徑,它在外源基因定點整合、 消除位點效應、降低生產(chǎn)成本、 節(jié)省時間方面具有明顯的優(yōu)勢。 核移植技術在我國特別是培育魚類新品種方面已有多年的研究基礎。目前我國在哺乳動物細胞核移植方面的研究也開展得很好，除了傳統(tǒng)的胚胎細胞核移植外9，體細胞克隆也在牛、山羊、小鼠等物種上均獲得了成功。如2

5、000年6月,西北農(nóng)林科技大學先后培育出了世界上第一只成年體細胞克隆山羊元元”和第二只成年體細胞克隆山羊陽陽”10。另外，在利用轉(zhuǎn)基因動物作為生物反應器生產(chǎn)基因工程藥物方面，人類遺傳病研究所、中國農(nóng)業(yè)大學、中國科學院發(fā)育所、大學、*畜牧科學院、解放軍軍事醫(yī)學科學院和解放軍軍需大學等都先后獲得了可能有潛在生產(chǎn)人用藥物蛋白價值的轉(zhuǎn)基因動物。1.3轉(zhuǎn)基因動物轉(zhuǎn)基因動物是指經(jīng)人的有意干涉，通過實驗手段將外源基因?qū)雱游锛毎胁⒎€(wěn)定地整合到動物基因組中，且能遺傳給子代的動物。讓動物成為制藥工廠、創(chuàng)造人類急需的生物制品，這一直是人們夢寐以求的。轉(zhuǎn)基因動物的出現(xiàn)使得這一夢想正逐步成為現(xiàn)實。在21世紀制藥工業(yè)

6、中，最具誘人前景的無疑是應用轉(zhuǎn)基因動物生產(chǎn)轉(zhuǎn)基因藥物。轉(zhuǎn)基因動物生產(chǎn)藥物與以往的制藥技術相比，具有不可比擬的優(yōu)越性。哺乳動物生物反應器好比在動物身上建藥廠。動物的乳汁或者血液可以源源不斷地為我們提供目的基因的產(chǎn)品。它的優(yōu)越性還表現(xiàn)在產(chǎn)量高,易提純,表達產(chǎn)物已經(jīng)過充分修飾和加工，具有穩(wěn)定的生物活性。另外，作為生物反應器的轉(zhuǎn)基因動物又可無限繁殖，故具有投資成本低、藥物開發(fā)周期短和經(jīng)濟效益高等優(yōu)點。可以說轉(zhuǎn)基因動物的問世，為利用基因工程手段獲得低成本、高活性和高表達的藥物開辟了一條重要途徑。1.4動物細胞培養(yǎng)動物細胞培養(yǎng)是指離散的動物活細胞在體外人工條件下的生長、增殖的過程。動物細胞培養(yǎng)開始于本世紀

7、初。1962年,其規(guī)模開始擴大,發(fā)展至今已成為生物、醫(yī)學研究和應用中廣泛采用的技術方法,利用動物細胞培養(yǎng)生產(chǎn)具有重要醫(yī)用價值的酶、生長因子、疫苗和單抗等,已成為醫(yī)藥生物高技術產(chǎn)業(yè)的重要部分13。利用動物細胞培養(yǎng)技術生產(chǎn)的生物制品已占世界生物高技術產(chǎn)品市場份額的50%14。大量資料表明,生物技術藥物是當前新藥開發(fā)的重要領域，生物技術制藥工業(yè)是下一個10年制藥工業(yè)的重要新門類，期間將有數(shù)百種生物技術新藥上市15.動物細胞大規(guī)模培養(yǎng)技術是生物技術制藥中非常重要的環(huán)節(jié)。目前，動物細胞大規(guī)模培養(yǎng)技術水平的提高主要集中在培養(yǎng)規(guī)模的進一步擴大、優(yōu)化細胞培養(yǎng)環(huán)境、改變細胞特性、提高產(chǎn)品的產(chǎn)率與保證其質(zhì)量上16

8、。二 制造實例如今，利用動物細胞生產(chǎn)的生物制品已日益增多。美國自1996年以來批準的33個產(chǎn)品中有25個是用動物細胞生產(chǎn)的。下面就幾個在動物細胞工程制藥的發(fā)展史上具有重要意義的產(chǎn)品進行介紹。2.1 類淋巴細胞干擾素類淋巴細胞干擾素是由一株從Burkitt淋巴瘤的患者獲取Namalva細胞生產(chǎn)的干擾素，它含80%左右的IFN-，20%左右的IFN-。該干擾素首先由英國的Welle公司的Fante和Finter等開發(fā)成功，并擴大至8000L罐生產(chǎn)。該產(chǎn)品1986年先在英國獲準進入市場，商品名為Wellferon”。1999年Wellferon獲美國FDA批準進入美國。該干擾素獲準生產(chǎn)在動物細胞發(fā)展

9、技術史上是一個很重要的里程碑，因為這是第一個獲準用腫瘤細胞系生產(chǎn)的人用藥品。2.2組織型纖溶酶原激活劑據(jù)不完全統(tǒng)計，各種血栓病已成為許多國家人口死亡和致殘的第一位原因。我國患各種血栓病的患者估計在1300萬以上。對于血栓病的治療方法多種多樣，但目前主要的療法仍是溶血栓法。組織型纖溶酶原激活劑做為第二代特異性的溶栓藥于1987年被FDA批準上市。它是由美國Genetich公司用CHO細胞表達的，也是第一個用動物細胞大規(guī)模培養(yǎng)生產(chǎn)的基因工程產(chǎn)品。2.3尿激酶原作為第二代的又一個特異性的溶栓藥，單鏈尿型纖溶酶原激活劑尿激酶原目前在許多國家進行臨床期試驗，估計不久即可上市。在國，大學是用大腸桿菌表達的

10、，而軍事科學院生物工程研究所則是用CHO細胞表達的，目前正和*天士力公司一起進行試驗。尿激酶原是一種堿性蛋白，具有特異的溶血栓作用，具有很好的發(fā)展前景。2.4 促紅細胞生成素促紅細胞生成素，又稱血細胞生成素、紅細胞刺激因子，是一種酸性糖蛋白，是第一個被發(fā)現(xiàn)并批準應用于臨床的造血生長因子，也是迄今為止產(chǎn)值最高的基因工程產(chǎn)品。它主要用于多種貧血，包括慢性腎衰性貧血、惡性腫瘤放療和化療引起的貧血等。由于該藥的用量很小，因此有的單位仍采用傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)瓶生產(chǎn)工藝。也有單位為了達到高產(chǎn)目的，采用了固定化灌流培養(yǎng)的生產(chǎn)工藝。三展望動物細胞工程制藥是從疫苗開始的，迄今已有悠久的歷史。動物細胞工程制藥中目前運用的主

11、要手段有：細胞融合、核移植、轉(zhuǎn)基因動物、細胞培養(yǎng)等。隨著細胞工程技術研究的不斷深入,我們必能開發(fā)出更具有安全性，有效性的技術手段。目前已研發(fā)的細胞產(chǎn)品實例主要有類淋巴細胞干擾素，組織型纖溶酶原激活劑，尿激酶原，促紅細胞生成素，凝血因子，乙型肝炎疫苗。隨著繼續(xù)深入的研究，更多的不同結構的細胞產(chǎn)品將應用于臨床。動物細胞工程不僅可大量工業(yè)生產(chǎn)天然稀有的藥物,而且其產(chǎn)品具有高效性和對疾病鮮明的針對性。因而,動物細胞工程藥物的發(fā)展必將給制藥工業(yè)帶來一次革命性飛躍,在人類的醫(yī)療保健中發(fā)揮越來越重要的作用。 作為現(xiàn)代生物技術之一的細胞工程技術在近半個世紀來突飛猛進,并已在醫(yī)藥領域取得了許多具有開創(chuàng)性的研究成

12、果,如通過細胞融合技術形成的雜交瘤細胞生產(chǎn)的單克隆抗體已廣泛用于臨床治療, 并顯示出獨特的療效, 獲得了很好的社會和經(jīng)濟效益。隨著細胞工程技術研究的不斷深入,它的前景及其產(chǎn)生的影響將會日益地顯示出來。參考文獻1 剛,鵬,誠迅等. 我國細胞工程制藥的研究現(xiàn)狀和發(fā)展前景J.中國現(xiàn)代應用藥學雜志.2002,8,19(4):278.2 唐祖明,紀山,肖中黨等.甲肝病毒單克隆抗體的研制與應用J.東南大學學報(自然科學版),2000,30 (5):21.3 彩霞,滬霞.抗人Ig M單克隆抗體的研究-脾免疫建立抗人Ig M單克隆抗體雜交瘤細胞株J.微生物學免疫學進展,1998年,26 (1):66.4 彥君

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