基因工程的應(yīng)用醫(yī)藥

基因工程的應(yīng)用醫(yī)藥第1頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月1.基因工程的發(fā)展概況2.基因工程在藥學(xué)方面的應(yīng)用3.基因工程在現(xiàn)代社會中的應(yīng)用與前景4.基因工程所面臨的問題基因工程的應(yīng)用第2頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月基因工程的發(fā)展概況基因工程自20世紀(jì)70年代興起后，在短短的30年間，得到了飛速發(fā)展，目前已成為生物科學(xué)的核心技術(shù)?；蚬こ淘趯?shí)際應(yīng)用領(lǐng)域—農(nóng)牧業(yè)、工業(yè)、環(huán)境、能源、醫(yī)藥衛(wèi)生等方面，也展示出美好的前景。我們著重介紹其在藥學(xué)方面的應(yīng)用。大家好，我是小猴“安迪”第3頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月基因工程在藥學(xué)方面的應(yīng)用

運(yùn)用基因工程技

術(shù)對基因的轉(zhuǎn)導(dǎo)和整合來獲取新的抗體

，及新藥的制取及研究都具有較高效益；基因技術(shù)在診斷疾病及刑事案件的偵破方面發(fā)揮著不可小覷的力量，因此基因工程在藥學(xué)發(fā)展方面有著深遠(yuǎn)影響。第4頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月

基因工程制藥開創(chuàng)了制藥工業(yè)的新紀(jì)元，解決了過去不能生產(chǎn)或者不能經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)的藥物問題。

現(xiàn)在，人類已經(jīng)可以按照需要，通過基因工程生產(chǎn)出大量廉價優(yōu)質(zhì)的新藥物和診斷試劑，諸如人生長激素、人的胰島素、尿激酶、紅細(xì)胞生成素、白細(xì)胞介素、干擾素、細(xì)胞集落刺激因子、表皮生長因子等。

令人振奮的是，具有高度特異性和針對性的基因工程蛋白質(zhì)多肽藥物的問世，不僅改變了制藥工業(yè)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，而且為治療各種疾病如糖尿病、腎衰竭、腫瘤、侏儒癥等提供了有效的藥物。

第5頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月基因工程在藥學(xué)方面的應(yīng)用①基因工程抗病毒疫苗②基因工程治療疾病

③基因工程診病第6頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月利用基因工程技術(shù)開發(fā)一個藥物，一般要經(jīng)過以下幾個步驟：①目的基因片斷的獲得:可以通過化學(xué)合成方法來合成已知核苷酸序列的DNA片段；也可以通過從生物組織細(xì)胞中提取分離得到，對于真核生物則需要建立cDNA文庫。②將獲得的目的基因片斷擴(kuò)增后與適當(dāng)?shù)妮d體連接后，再導(dǎo)入適當(dāng)?shù)谋磉_(dá)系統(tǒng)。③在適宜的培養(yǎng)條件下，使目的基因在表達(dá)系統(tǒng)中大量表達(dá)目的藥物。④將目的藥物提取、分離、純化，然后制成相應(yīng)的制劑?；蚬こ碳夹g(shù)開發(fā)藥物的一般過程第7頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月

以上方法大部分是以微生物或組織細(xì)胞作為表達(dá)系統(tǒng)。通過微生物發(fā)酵或組織細(xì)胞培養(yǎng)來進(jìn)行藥物生產(chǎn)。

隨著基因工程技術(shù)的問世，一些基因工程的藥物也聚集而來。如：胰島素、生長素、干擾素等藥物。

轉(zhuǎn)基因動物制藥具有生產(chǎn)成本低、投資周期短、表達(dá)量高、與天然產(chǎn)物完全一致、容易分離純化等優(yōu)勢，尤其是適合于一些用量大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的血液因子，如人血紅蛋白（Hb）、人血白蛋白（HAS）、蛋白C（ProteinC）等?；蚬こ淘谒帉W(xué)方面的應(yīng)用第8頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月基因工程概述基因工程是指在體外將核酸分子插入病毒、質(zhì)?；蚱渌d體分子，構(gòu)成遺傳物質(zhì)的新組合，并使之參入到原先沒有這類分子的寄主細(xì)胞內(nèi)，而能持續(xù)穩(wěn)定地繁殖。第一個重要特征是跨越天然物種屏障的能力

，即把來自任何一種生物的基因放置在與其毫無親緣關(guān)系的新寄主生物細(xì)胞中去的能力。第二個特征是，它強(qiáng)調(diào)了一種確定的DNA小片段在新寄主細(xì)胞中進(jìn)行擴(kuò)增的事實(shí)。才能制備到大量純化的DNA片斷，從而拓寬了分子生物學(xué)的領(lǐng)域，使之在生物制藥領(lǐng)域有巨大的應(yīng)用。基因工程有兩個重要特征：第9頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月基因工程抗病毒疫苗

為人類抵御病毒侵襲提供了用武之地?；蚬こ桃倚透窝滓呙纭⒖袢∫呙?、流行性出血熱病毒疫苗、輪狀病毒疫苗等應(yīng)用于臨床，提高了人類對各種病毒病的抵御能力。比如，乙型肝炎病毒疫苗的問世，使我國新生兒不再遭遇乙型肝炎病毒的侵襲，也降低了人群肝癌的發(fā)病率。第10頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月

又如，為治愈癌癥正在研制的用單克隆抗體制成的“生物導(dǎo)彈”，就是按照人類的設(shè)計(jì)，把“生物導(dǎo)彈”發(fā)射出去，精確地命中癌細(xì)胞，并炸死癌細(xì)胞而不傷害健康的細(xì)胞?；蚬こ炭共《疽呙绲?1頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月基因工程治療疾病

臨床實(shí)踐已經(jīng)表明，基因治療已經(jīng)變革了整個醫(yī)學(xué)的預(yù)防和治療領(lǐng)域。比如，不治之癥——白癡病，用健康的基因更換或者矯正患者的有缺損的基因，就有可能根治這種疾病。第12頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月1.基因工程治療胰腺癌Konneretal在臨床前動物模型中已證實(shí)VEGF-Trap能有效抑制腫瘤生長和血管形成,導(dǎo)致腫瘤幾乎完全無血供的狀態(tài)；腺病毒ONYX-015是E1B(55kDa)基因缺失的腺病毒,而E1B基因與腫瘤抑制蛋白P53結(jié)合,能阻斷P53介導(dǎo)的轉(zhuǎn)錄活性,目前已經(jīng)用于治療胰腺癌。基因治療第13頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月基因治療2.基因工程治療糖尿病

近年來，人們進(jìn)一步拓展思路2000年，Lee構(gòu)建了一種能夠表達(dá)單鏈胰島素類似物的基因。這種單鏈胰島素類似物是將E肽由一段7個氨基酸的短肽替代，直接連接C，D兩鏈，省去了傳統(tǒng)的加工程序。這種單鏈胰島素類似物的作用要明顯強(qiáng)于胰島素原，與人胰島素的作用相近，能有效降低糖尿病大鼠的血糖達(dá)14天。第14頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月基因治療的概念基因治療：是把特定的外源基因?qū)氲接谢蛉毕莸募?xì)胞中，從而達(dá)到治療的目的。1990年9月4日，美國科學(xué)家進(jìn)行了世界上第一例臨床基因治療。第15頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月基因治療的步驟3.治療基因的表達(dá)1.選擇治療基因通常采用“缺什么補(bǔ)什么”的原則。采用的載體的病毒。進(jìn)入細(xì)胞的外源基因必須完整無損。2.選擇運(yùn)輸治療基因的載體，將治療基因轉(zhuǎn)錄患者體內(nèi)第16頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月腺苷脫氨酶(ADA)缺乏的

嚴(yán)重聯(lián)合免疫缺陷(SCID)病因:淋巴細(xì)胞缺乏ADA酶腺苷、dATP堆積破壞免疫功能患兒很少活到成年第一個基因臨床治療的方案(1990.9.14,NIH)治療策略：淋巴細(xì)胞ADA酶恢復(fù)至正常水平的5%-10%維持免疫系統(tǒng)功能改善病人癥狀第17頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月正常人與患者情況的對比第18頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月基因治療SICD過程的示意圖某種病毒Ada基因整合到病毒核酸上該病毒感染T淋巴細(xì)胞，同時將ada基因?qū)隩淋巴細(xì)胞將攜帶正常ada基因的T淋巴細(xì)胞在注入患者體內(nèi)培養(yǎng)T淋巴細(xì)胞從患者體內(nèi)分離出T淋巴細(xì)胞攜帶正常ada基因的細(xì)菌第19頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月基因工程診斷運(yùn)用基因手段診病,從基因中尋找病根，旨在根治遺傳性疾病和為癌癥、艾滋病、白癡病之類的“不治之癥”尋找新的診斷渠道。目前，聚合酶鏈反應(yīng)的基因診斷技術(shù)是在基因水平上對人體疾病進(jìn)行診斷的最新技術(shù)。第20頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月基因工程診斷基因診斷又稱DNA診斷，主要是從基因水平確定病變基因及其定位。目前已建立起多種病變基因的診斷和治療方法，如：PCR擴(kuò)增靶序列法、限制性片段長度多態(tài)性分析法（RFLP）、DNA與DNA芯片雜交病變圖譜法等。又如：唐氏綜合征產(chǎn)前基因診斷、血友病的基因診斷、苯丙酮尿癥（PKU）的基因診斷等。這一診斷技術(shù)的問世，為我們的醫(yī)療服務(wù)提供了不少的便捷。第21頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月從原理上說，醫(yī)生只要擁有適當(dāng)?shù)墓ぞ摺疤结槨保涂烧_診斷任何一種基因疾病，而且不論該疾病基因是否產(chǎn)生相應(yīng)的蛋白質(zhì)。此法診斷已經(jīng)不限于癌癥的診斷，也用于產(chǎn)前診斷和癥狀前診斷。此外，用在法醫(yī)上，特別是鑒定犯罪，只要在犯罪現(xiàn)場采到一滴血、一根毛發(fā)或者微量的唾液、精斑或者單個精子，都可為擒獲犯罪提供線索。基因工程診病第22頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月基因工程在現(xiàn)代社會中的應(yīng)用與前景

基因工程是新世紀(jì)的最具發(fā)展前景的工程，隨著生物科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，基因工程的某些成果已經(jīng)成功應(yīng)用于我們的生活中，然而我們對基因的了解并沒有想象中的那么徹底，基因工程的發(fā)展仍需要幾代人的探索。

基因工程的概念是，在基因水平上，采用與工程設(shè)計(jì)十分類似的方法，按照人類的需要進(jìn)行設(shè)計(jì)，然后按設(shè)計(jì)方案創(chuàng)建出具有某種新的性狀的生物新品系，并能使之穩(wěn)定地遺傳給后代。第23頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月基因工程所面臨的問題1.用基因工程活疫苗的安全性問題2.基因治療面臨的問題和挑戰(zhàn)3.基因診斷與基因治療中的倫理問題4.基因工程在法律方面存在的問題第24頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月用基因工程活疫苗的安全性問題

獸用基因工程生物制品的安全性問題出現(xiàn)在研究、開發(fā)、生產(chǎn)、使用、越境轉(zhuǎn)運(yùn)、廢棄物處理等各個環(huán)節(jié)中的有關(guān)活動，尤其是在獸用基因工程活疫苗環(huán)境釋放后更為明顯。獸用基因工程活疫苗的安全性問題主要表現(xiàn)在對人類、動物健康和對生態(tài)環(huán)境的潛在危害兩個方面。第25頁，課件共27頁，創(chuàng)作于2023年2月基因治療面臨的問題和挑戰(zhàn)

基因治療的發(fā)展經(jīng)歷了樂觀與熱情、失望與懷疑、理性與挑戰(zhàn)的過程這是符合事物發(fā)展規(guī)律的。

目前基因治療領(lǐng)域存在的主要問題是有效性和安全性主要表現(xiàn)為：(1)基因?qū)胂到y(tǒng)缺乏靶向性，效率也較低；(2)目前針對遺傳性疾病的基因治療方案大多采用逆轉(zhuǎn)錄病毒載體，其插入或整合到染色體的位置是隨機(jī)的，有引起插入突變及細(xì)胞惡性轉(zhuǎn)化的潛在危險；(3)理想的基因治療應(yīng)能根據(jù)病變的性質(zhì)和嚴(yán)重程度不同，調(diào)控治療基因在適當(dāng)?shù)慕M織器官內(nèi)和