我國生物制藥發(fā)展60年回顧

我國生物制藥發(fā)展60年回顧

1生物技術藥物發(fā)展方面中國的制藥行業(yè)隨著新中國的成立走了一個不知名和傳奇的60周年。前30年是在計劃經(jīng)濟的體制下,主要是從牲畜原料中提取天然生化藥物,并在多肽合成,微生物發(fā)酵等方面也獲得很大進展;后30年則處在改革開放的形勢下,迎來了世界生物技術藥物發(fā)展的新勢態(tài),1982年美國第一個重組基因工程藥物人胰島素上市;1989年我國自行研制采用中國健康人血白細胞來源的干擾素基因克隆表達IFN-α1b獲得成功,1993年上市,自此,中國生物制藥的歷史又開辟了新的篇章。在微生物制藥方面,中國己經(jīng)成為抗生素生產(chǎn)大國但不是強國,絕大多數(shù)抗生素都可自行生產(chǎn)并提供許多大宗抗生素的出口,創(chuàng)新平陽霉素、頭孢硫脒、依替米星、博寧霉素和博安霉素等。1.1從生物技術藥物的應用到生物合成工業(yè)的崛起建國前,我國的生物制藥僅處于萌芽狀態(tài),只有上海的楊氏藥廠及廣州的明興藥廠等生產(chǎn)少量的生化藥物,如口服水解蛋白、維他賜保命(男、女用)、肝注射液、垂體后葉注射液及胃蛋白酶制劑等,而且受到進口產(chǎn)品的傾軋及國內(nèi)經(jīng)濟形勢的挾迫,幾近不能維持生產(chǎn)的地步。建國后,1958年楊氏藥廠(由楊樹勛博士創(chuàng)建于1937年,楊氏1944年7月在國內(nèi)最早研究成功治療Ⅰ型糖尿病的豬胰島素,他為發(fā)展我國生化制藥起到了先驅(qū)作用)更名為上海生化制藥廠,成為我國第一家專業(yè)制藥廠。1957年是我國第一個五年計劃執(zhí)行的最后一年,全國畜牧業(yè)生產(chǎn)力獲得發(fā)展,豬、羊存欄數(shù)從1949年的10009萬頭(豬5775萬頭,羊4234萬頭)達到1957年的24448萬頭(豬14590萬頭,羊9858萬頭);由于外貿(mào)的需要,在主要農(nóng)牧大省都建立了大型肉類聯(lián)合加工廠,如武漢肉聯(lián)廠就是當年蘇聯(lián)向我國援建的134項大型企業(yè)之一,我國每年向蘇聯(lián)和東歐國家出口凍肉近百萬噸,相應地也有近1∶1的牲畜副產(chǎn)品產(chǎn)出,如內(nèi)臟、內(nèi)分泌腺、體液、毛、蹄甲等,為解決環(huán)境污染問題,變廢為寶及提高產(chǎn)品的附加值,我國的生物制藥工業(yè)就是在這一大背景下蓬勃地發(fā)展起來的。由于醫(yī)藥臨床所不可或缺的如胰島素、催產(chǎn)素、各種酶制劑等生化藥品更是社會迫切需要的,1958年依靠科學方法起步的生化制藥就一枝獨秀,取得了成功。值此中國生化制藥起步的同時,1953年Crick和Waston提出DNA分子雙螺旋結(jié)構模型,啟示和孕育了30年后生化制藥的一個嶄新的生物技術領域。從50年代初到1964年我國的生化制藥生產(chǎn)分屬兩個部門管理,即專業(yè)性生化藥廠由化工部領導;肉聯(lián)廠系統(tǒng)屬綜合利用的生化藥廠由商業(yè)部領導,這一局面在一定程度上制約了我國生化制藥的發(fā)展;有鑒于此,國家于1964年提出對全國醫(yī)藥工業(yè)系統(tǒng)實行托拉斯管理,希望把中國的生化制藥向現(xiàn)代化方向推進,但1966年文革開始,這一舉措中途夭折。1974年在國家計委領導下,組成了由商業(yè)部、化工部、衛(wèi)生部參加的臟器生化制藥聯(lián)合調(diào)查組,對生化制藥重點省市進行實地調(diào)查,認為我國生化制藥具有進一步發(fā)展的基礎,于是1977年國家計委決定生化制藥由商業(yè)部統(tǒng)一歸口管理。致使1988年生化制藥工業(yè)總產(chǎn)值達到4.99億元,比1978年的1.22億元翻了兩番,平均年遞增率14.56%。但由于歸口管理是計劃經(jīng)濟時期的產(chǎn)物,和日后改革開放的形勢不相適應,90年代以后,由于生物技術藥物的崛起、多種所有制生物制藥企業(yè)興起,除少數(shù)生化制藥企業(yè)從肉聯(lián)廠分離出去走上自主發(fā)展的道路外,大多數(shù)留戀在舊的生產(chǎn)關系的生化藥廠被迫關閉,生物制藥工業(yè)開始了新的組合,一個新的格局產(chǎn)生了。目前我國有生物制藥廠、公司等企業(yè)300余家,涉及基因工程技術的不足100家,其中已申報基因工程藥物在有關部門登記立項的70余家,已取得生產(chǎn)基因工程藥物試生產(chǎn)和正式生產(chǎn)文號的約50家。生物醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)是生物技術產(chǎn)業(yè)發(fā)展最快的領域;生物醫(yī)藥作為新興產(chǎn)業(yè)已經(jīng)在我國和發(fā)達國家基本形成;跨國公司紛紛投資生物醫(yī)藥;生物技術藥物由于在臨床治療上的重要地位和銷售額高速增長,正在形成化學藥、生物藥、中藥鼎足而立的格局。1.21英國的gdp技術1999～2008年中國生物制藥產(chǎn)值統(tǒng)計見表1,表2。2008年我國生物技術產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值突破8600億元,同比增長25.5%,占同年全國GDP的2.86%。英國有10%的GDP受益于生物技術。據(jù)歷史資料1980年我國生化制藥工業(yè)產(chǎn)值只占全國醫(yī)藥工業(yè)產(chǎn)值的2.3%,到2000年的20年后,比重增加到3.6%,發(fā)展速度似乎并不快,但到了最近7年自2002年開始增速,平均達到了7.8%。10年中我國生物制藥產(chǎn)值平均增長達29.7%,是非常好的成績(以上均不包括抗生素工業(yè)產(chǎn)值)。1.3近年來，未經(jīng)批準的生物藥物1.3.1重組人組織型纖溶酶原激活劑5-疫苗:基因工程乙肝疫苗。細胞因子:干擾素(α1b,α2b,α2a,γ)、白細胞介素-2(-125Alaline,-Ser)、G-集落刺激因子、GM-集落刺激因子、人、牛堿性成纖維細胞生長因子、重組人表皮生長因子、腫瘤壞死因子、重組人血小板生成素-α、紅細胞生成素、重組人血管內(nèi)皮抑制素、白細胞介素-11。激素:重組人胰島素、重組甘精胰島素注射液、重組賴脯胰島素注射液、重組人生長激素注射液。酶:鏈激酶、葡激酶,重組人組織型纖溶酶原激酶衍生物。單抗:碘131美妥昔單抗、重組人源化抗人表皮生長因子受體單克隆抗體。融合蛋白:重組人II型腫瘤壞死因子受體-抗體融合蛋白。多肽:重組人腦利肽。治療基因:重組人5型腺病毒注射液(安柯瑞)、重組人p53腺病毒抗癌注射液(今又生)。1.3.2藥物、制劑注射用鼠神經(jīng)生長因子、脾氨肽口服凍干粉、蝎毒注射液、卡介苗多糖-核酸制劑、豬免疫球蛋白口服液、抗乙肝轉(zhuǎn)移因子口服液、蚓激酶、注射用白眉蛇毒凝血酶、尿多酸肽注射液、降纖酶注射液、低分子肝素鈣、注射用小牛血去蛋白提取物、單唾液酸四己糖神經(jīng)節(jié)苷脂鈉注射劑等。1.4fda批準在臨床研究中發(fā)現(xiàn)生物藥物1.4.1重組人血管內(nèi)皮生長因子受體-抗體融合重組人-鼠嵌合抗CD20單克隆抗體注射液、抗人T淋巴細胞單克隆抗體、注射用重組抗CD11a人源化單克隆抗體、重組人CD22單克隆抗體注射液、注射用重組抗HER2人源化單克隆抗體、注射用重組人CTLA4-抗體融合蛋白、重組抗CD52人源化單克隆抗體注射液、注射用重組抗CD25人鼠嵌合單克隆抗體、重組抗EGFR人鼠嵌合單克隆抗體注射液、注射用重組抗IgE人源化單克隆抗體、抗人T淋巴細胞單克隆抗體、注射用鼠抗人T淋巴細胞CD25抗原單克隆抗體、碘[131I]腫瘤細胞人鼠嵌合單克隆抗體注射液、注射用鼠抗人T淋巴細胞CD3表面抗原單克隆抗體、人源化抗人表皮生長因子受體單克隆抗體h-R3注射液、重組人血管內(nèi)皮生長因子受體-抗體融合蛋白注射液(玻璃體注射)、重組抗CD3人源化單克隆抗體注射液、注射用重組抗TNF-α人鼠嵌合單克隆抗體。1.4.2重組人ctla4-抗體融合蛋白、注射用重組人血清磷代謝糖酸酶活性蛋白、注射用重組雙功能水蚤素a融合蛋白、外毒素a融合蛋白、外毒素a融合蛋白、外毒素a融合活性重組人腫瘤壞死因子受體-Fc融合蛋白、凍干注射用重組抗腫瘤融合蛋白、注射用重組人CTLA4-抗體融合蛋白、注射用重組人LFA3-抗體融合蛋白、重組人血清白蛋白-干擾素α2b融合蛋白注射液、凍干重組人促黃體激素釋放激素-綠膿桿菌外毒素A融合蛋白、注射用重組雙功能水蛭素。1.4.3細胞誘導的藥物細胞因子誘導的殺傷細胞(CIK細胞)、與樹突狀細胞共培養(yǎng)的細胞因子誘導的殺傷細胞制劑、骨髓原始間充質(zhì)干細胞、臍帶血紅系祖細胞注射液、自體外周血來源細胞因子誘導的殺傷細胞、間充質(zhì)干細胞心梗注射液。1.4.4重組人血小板相關凋亡誘導配體注射用重組人干細胞因子、凍干重組人角質(zhì)細胞生長因子-2、1～9,丙氨酸10,天冬酰胺134重組人白細胞介素11、注射用新型重組人腫瘤壞死因子、重組人血小板源生長因子(rhPDGF-BB)凝膠劑、重組變構人腫瘤壞死因子相關凋亡誘導配體、重組人干擾素-β1b、重組人血管內(nèi)皮抑制素、注射液重組人白介素-3、注射用重組人β-干擾素、重組人凋亡素2配體、注射用重組人干擾素γ、注射用重組人干擾素ω、重組AAV-2/人凝血因子IX注射液、重組人新型復合α干擾素(122Arg)注射液、158val-重組人集成干擾素α注射液、重組變構人腫瘤壞死因子相關凋亡誘導配體。1.4.5peg化細胞因子PEG化重組人粒細胞集落刺激因子注射液、PEG化重組人巨核細胞生長發(fā)育因子注射液。1.4.6重組人肝臟毒-毒-毒-釋三毒重組腺病毒-肝細胞生長因子注射液、重組質(zhì)粒-肝細胞生長因子注射液、重組人肝細胞生長因子裸質(zhì)粒注射液、重組人白介素2腺病毒抗癌注射液、重組腺病毒-胸苷激酶基因制劑、溶瘤性重組腺病毒注射液、重組人內(nèi)皮抑素腺病毒注射液、重組腺病毒-胸苷激酶基因制劑。1.4.7重組人天花粉蛋白實驗項目重組人甲狀旁腺素(1～34)、凍干重組人胰島素原C肽、重組人紐表位肽12注射液、重組人心鈉肽(rhANP)、重組人腦鈉素、注射用重組人胸腺素α1、重組水蛭素、注射用重組水蛭素-2型、注射用重組假絲酵母尿酸氧化酶、自體肝癌細胞及脾B淋巴細胞融合瘤苗、注射用重組病毒巨噬細胞炎性蛋白(vMIP)、口服重組幽門螺桿菌疫苗、重組人胰高血糖素類多肽-1(7～36)、重組人白細胞介素-1受體拮抗劑、注射用重組人組織型纖溶酶原激活劑TNK突變體(rhTNK-tPA)、重組人MNV-骨形態(tài)發(fā)生蛋白-2、靜脈注射用重組天花粉蛋白突變體。1.4.8胞能代謝劑藥物細胞色素C腸溶膠囊、復方細胞色素C滴眼液、促細胞能代謝劑注射液、注射用蚓激酶、腦細胞調(diào)節(jié)素注射液、促肝細胞生長素膠囊、促細胞代謝素注射液、尖吻蝮蛇凝血酶。以上正在臨床研究的生物藥物約85種。1.5中國藥店收集的生物藥物品種總結(jié)中國藥典收載的生物藥物品種見表3。1.6美國中藥材產(chǎn)業(yè)概況中國生物制藥的發(fā)展與世界生物技術的進步,和美、日、歐生物技術鐵三角的發(fā)展密不可分,現(xiàn)階段姑且以美國為標尺,介紹美國生物制藥產(chǎn)業(yè)概況[16,17,18,19,20,21,22,23],以便作一些比較。1.6.1生物技術藥物占n美國有生物技術公司1400多家。據(jù)最新資料,將近有800家公共公司在運作“DNA”產(chǎn)業(yè)。生物技術產(chǎn)業(yè)2008年收入880.5億美元,比上期增長11.5%,2009年預期971.2億美元(均按不變價計算),其中生物技術藥物占63%。1999～2008年10年平均年增長率8.3%。2008年生物技術藥物占全部醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)收入的20.6%。2004年以前美國生物技術產(chǎn)業(yè)是年年虧損,到2006、2007年分別凈利91億和36億美元。1.6.2美國f國家發(fā)展商批準的生物技術藥物2006～2008美國FDA批準生產(chǎn)的生物技術藥物見表4。1.6.3治療范圍及藥物正在臨床研究中的生物技術藥物見圖1。臨床研究的治療范圍見圖2。另有861種試驗的抗癌藥物和疫苗的具體報告,其治療范圍見圖3。這些試驗藥物主要有如下特點:(1)抑制干擾化療有效性蛋白產(chǎn)生;(2)一種轉(zhuǎn)運蝎毒衍生物直接進入腦細胞;(3)設計對黑色素瘤誘導增強體內(nèi)免疫功能的藥物;(4)設計靶向殺死腫瘤細胞,激活患者的免疫系統(tǒng)以破壞殘存的腫瘤細胞;(5)采用新的納米技術。1.6.4技術藥物的銷售額全球10個領先的生物技術藥物見表5。根據(jù)統(tǒng)計生物技術藥物年銷售額達到10億美元或更高的2000年有6個,到2007年上升到22個。而全部藥物中超過10億美元銷售額的總共有110個,占了20%。1.6.5具有藥品后期研發(fā)的有利條件,致費用總成本低美國生物技術公司研發(fā)投資穩(wěn)定性增長,見圖4。在國外,新藥研究開支龐大,而我國費用則要低得多,如藥品動物試驗的成本僅為發(fā)達國家的20%左右,臨床試驗的直接成本僅為發(fā)達國家的15%左右,綜合成本低于10%,因此,我國具有藥品后期研發(fā)的有利條件。2制藥可發(fā)展的前沿在21世紀生物制藥出現(xiàn)了新的發(fā)展趨勢,以下7個前沿領域是各國競相攀登的制高點。2.1靶向性水從藥物中的作用融合蛋白是通過基因重組技術將兩種或多種蛋白或蛋白結(jié)構域的編碼區(qū)依該碼首尾連結(jié)在一起,表達產(chǎn)生的一種新的蛋白質(zhì)。它在結(jié)構和功能上被賦予了與人源化重組蛋白完全不同但又有一定關連的特性,因此融合蛋白在新生物技術藥物的開發(fā)上占有重要的地位。融合蛋白的分子設計,指導思想主要有以下幾個方面:(1)兩種或兩種以上功能蛋白結(jié)構域融合其生物學作用互補或增強,如胸腺素α1-復合IFN(胸腺素α1-復合干擾素)、TPO-SCF(血小板生成素-干細胞因子)等;(2)靶向性靶向性的蛋白主要有毒素(白喉毒素、霍亂毒素B、金黃色葡萄球菌腸毒素、綠膿桿菌外毒素PE38、蓖麻毒素)、抗體等與功能性蛋白融合形成具有靶向性的融合蛋白,如IL-10-綠膿桿菌外毒素40、重組IITNF受體-抗體融合蛋白等;(3)延長體內(nèi)半衰期主要是人白蛋白與功能性蛋白形成的融合蛋白。如人白蛋白-粒細胞巨噬細胞集落刺激因子、人白蛋白-人C型利鈉肽等。(4)具有抗菌作用的融合蛋白主要是抗菌肽與功能性蛋白形成的融合蛋白,融合蛋白在發(fā)揮療效的同時對抗藥性細菌有效的抗菌肽也發(fā)揮作用,這是臨床醫(yī)學所普遍需要的。如抗菌肽CecropinB-腫瘤血管生長抑制因子Kringle-5融合蛋白、抗菌肽-haFGF等。融合蛋白在溶栓藥物的研究方面有著良好的范例,水蛭素-人白蛋白融合蛋白其半衰期可以從原來水蛭素的0.7h延長到(2.6±0.16)d;目前常用的溶栓藥物有UK、SK、SAK、t-PA等,尚不能有效防止再栓塞的發(fā)生,為解決藥物的溶栓和抗栓(抗凝)雙重作用,吳梧桐、余蓉等將水蛭素12肽通過柔性肽(Gly)3與rPA連結(jié),經(jīng)克隆、表達,融合蛋白的溶纖比活達到8400.5IU/mg,抗凝比活達到930.2ATU/mg,具有較高的溶栓抗凝雙功能特性。靶向性水蛭素是將水蛭素與纖維蛋白抗體融合,使水蛭素的溶栓作用選擇性地作用于血栓部位。將抗血小板、抗凝血酶成分和SAK連結(jié)成PLAT-SAK,PLAT-SAK可明顯抑制凝血酶活性,并激活纖溶酶原以及使血小板沉積。現(xiàn)在研究者還構建了集溶栓、抗栓、抗血小板和與纖維蛋白特異性結(jié)合的多功能融合蛋白,其確切功能尚待進一步驗證。2.2與器官移植相關的抗體人類戰(zhàn)勝病魔主要依靠自身免疫系統(tǒng)產(chǎn)生的特異性抗體,在人體免疫功能不足的情況下,補充給予與人體產(chǎn)生的相似或相同的單克隆抗體可以治療一些疾病,這是被確認的治療性抗體;在臨床實踐中對一些難治性疾病如癌癥、自身性免疫性疾病(風濕性關節(jié)炎、銀屑病)等有很好的療效,如利妥昔單抗(Rituxanab)治療細胞非霍奇金淋巴瘤已達30多萬例病人,單藥治療總有效率50%,其療效與化學藥物相同,但更安全,幾乎無副作用,抗體聯(lián)合化療有效率高達80%以上。其它在心血管疾病、抗病毒感染及器官移植等方面也有好的表現(xiàn)。治療性抗體是世界銷售額最高的一類生物技術藥物,2008年治療性抗體銷售額超過了300億美元,占了整個生物制藥巿場40%。在美國批準的99種生物技術藥物中,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。我國2005年研發(fā)的碘131美妥昔單抗(商品名利卡汀),其抗原結(jié)構及輕、重鏈可變區(qū)基因序列都是獨立發(fā)現(xiàn)并具有知識產(chǎn)權的新抗體藥物。治療性抗體生產(chǎn)難度最大,需要大規(guī)模的動物細胞反應器生產(chǎn),發(fā)酵容量一般10000～20000L。我國擁有多個300～3000L培養(yǎng)規(guī)模的動物細胞反應器中試及生產(chǎn)平臺,現(xiàn)規(guī)模正在擴大中。有鑒于此,我國胡顯文等一再撰文強調(diào)“治療性抗體,生物技術藥物的重中之重”?？贵w的人源化和全人源化已提到日程上來了。目前,鼠源性單克隆抗體由于副反應大、代謝快,已經(jīng)逐漸退出市場,只有放射性元素標記的單克隆抗體藥物仍主要使用鼠源。人源化和全人源化單克隆抗體由于副反應小、在體內(nèi)滯留時間長,有利于治療。重組多克隆抗體由于接觸多靶點表型,能觸發(fā)更多的效應器功能,包括調(diào)理作用(加強抗原的內(nèi)吞)、位阻(抗原外包抗體防止與宿主細胞或粘膜表面接觸)、中和毒性、凝集和沉淀作用、激活補體和抗依賴性細胞毒性(使自然殺傷細胞和中性粒細胞殺死靶細胞)。重組多克隆抗體可以克服單抗治療的局限性,更有效地捕捉可能逃逸的突變靶標。少數(shù)重組多克隆抗體藥物(anti-RhD)已進入臨床研究。美國FDA批準上市的抗體藥物見表6。美國FDA批準臨床試驗的抗體藥物見表7。2.3免疫、治等藥物的應用疫苗可分為傳統(tǒng)疫苗(traditionalvaccine)和新型疫苗(newgenerationvaccine)或高技術疫苗(high-techvaccine)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防傳染病發(fā)展到預防或治療疾病(包括傳染病)以及防、治兼具。疫苗作為一線藥物對于危及全球人類的生存可能突發(fā)的疫情起到重要的作用,是各國政府及世界衛(wèi)生組織重點采購和調(diào)控的產(chǎn)品,最近10年,AIDS、SARS、禽流感、瘋牛病、甲型H1N1流感的猖獗使人談虎色變,政府和公眾對多種疫苗的研發(fā)和生產(chǎn)有著急迫的要求。在生物藥物中抗體藥物、疫苗及其它生物治療藥物各占世界市場上約1/3。2007年疫苗銷售額約為163億美元。我國是疫苗生產(chǎn)大國,用于人類疾病預防控制的疫苗有30多種,我國大多能自主生產(chǎn),基因工程乙肝疫苗(CHO細胞生產(chǎn))是自主研制的具有知識產(chǎn)權的產(chǎn)品;基因工程霍亂疫苗和痢疾疫苗均獲得國家一類藥證書;個別有突破性的如重組幽門螺旋桿菌疫苗于2009年4月獲得國家一類藥證書。2.3.1臨床上的應用甲型H1N1流感疫苗在當前甲型H1N1流感正在流行之秋,我國甲型H1N1流感疫苗已經(jīng)試制成功并在臨床上應用。其它正在研究的重要病毒疫苗主要有:AIDS疫苗、SARS疫苗、人乳頭瘤病毒(HPV)疫苗、輪狀病毒疫苗、流感疫苗、水痘-帶狀皰疹疫苗、登革熱疫苗、EB病毒疫苗等。2.3.2治療預防性疫苗(1)hp-hp-hp疫苗科技部于2009年4月24日宣布,我國率先在世界上研制成功“口服重組幽門螺旋桿菌疫苗”,該疫苗已獲SFDA國家一類新藥證書,歐美尚處于1、2期臨床試驗階段。Hp具有自主知識產(chǎn)權,5年內(nèi)完成了5657名志愿者1、2、3期臨床研究,對幽門螺旋桿菌感染患者有預防和治療作用。幽門螺旋桿菌是許多慢性胃病及胃癌的重要致病因子。(2)臨床試驗成果Ag-Ab復合型乙肝治療性疫苗,已開始3期臨床試驗,并獲美、中發(fā)明專利;乙肝亞單位治療性疫苗和乙肝DNA治療性疫苗也都具發(fā)展前景。(3)治療性抗癲癇藥物Copolymer為合成多肽疫苗,正在進行2期臨床試驗,證明對多發(fā)性硬化癥有效。(4)動脈聯(lián)合性疫苗正在研究的有:載脂蛋白B-100疫苗、膽固醇酯轉(zhuǎn)運蛋白疫苗、CD40疫苗、肺炎衣原體(Cpn)疫苗(Cpn是導致動脈粥樣硬化的危險因素)、抗動脈粥樣硬化疫苗(AnsB-TTP-PADRE-CETPC融合蛋白)、高血壓疫苗等。(5)以細胞為載體的腫瘤疫苗正在研究的有以腫瘤細胞為載體的腫瘤疫苗(MHC分子轉(zhuǎn)基因疫苗、共刺激分子轉(zhuǎn)基因腫瘤疫苗、細胞因子轉(zhuǎn)基因腫瘤疫苗、轉(zhuǎn)入誘導細胞凋亡,抑制細胞增長的基因);以樹突狀細胞(DC)為載體的腫瘤疫苗(聯(lián)合細胞因子、導入腫瘤抗原、腫瘤細胞與DC融合疫苗);單抗腫瘤疫苗、腫瘤基因工程疫苗、腫瘤多肽疫苗等。2.4抗菌肽的功能抗菌肽(AMPs)是生物體防御外界環(huán)境病原體侵襲時產(chǎn)生的一類小分子多肽,廣泛存在于動物、植物、微生物中。自1980年抗菌肽Cecropin發(fā)現(xiàn)以來,迄今已從生物體分離出750多種天然抗菌肽?？咕某司哂锌咕饔靡酝?有的還有抗病毒、抗真菌、抗寄生蟲及抗腫瘤等生物學活性?？咕臉嫵闪藱C體的非特異性第二防御體系,具有分子質(zhì)量低、水溶性好、熱穩(wěn)定、強堿性和廣譜抗菌等特點?？咕牟煌谖⑸锂a(chǎn)生的多肽抗生素,前者不僅有廣譜抗菌活性,而且對耐藥性細菌也有殺滅作用;兩者機體合成方式不同,前者是通過核糖體合成,后者是肽合成酶的作用下通過非核糖體合成;此外作用方式不同,抗菌肽作用靶點是細胞膜,是在細胞膜上形成孔道,造成細胞內(nèi)物質(zhì)泄漏導致電化學勢的喪失從而使靶細胞死亡,因此不易產(chǎn)生細菌耐藥性,而抗生素主要是阻斷細菌的生物合成抑制式殺死細菌,有可能誘發(fā)細菌耐藥性產(chǎn)生,因此抗菌肽被認為是新一代抗生素的理想替代者。抗菌肽來源不同,活性差別較大,哺乳動物防御素具有十分廣大的抗菌譜,除抗細菌、真菌、病毒外,還對支原體、衣原體、螺旋體及對腫瘤細胞有殺傷作用;昆蟲抗菌肽中殺菌肽類和富含甘氨酸的抗菌肽抗菌譜較廣,而昆蟲抗防御素對G+菌作用強,而對G-菌幾無作用;富含脯氨酸的抗菌肽則與上相反。植物防御素具有一定的抗真菌活性和較高的抗細菌活性?？咕娜缍虠U菌肽、多粘菌素等已在臨床上應用,其它在食品工業(yè)、畜牧業(yè)上也有廣泛的用途。由于天然抗菌肽在生物體內(nèi)含量極微,應用基因工程的方法生產(chǎn)抗菌肽成為人們的必然選擇?；蛑亟M抗菌肽在基因構建、克隆、宿主菌表達上與其它生物技術藥物并無二致,但由于抗菌肽的主要作用是殺滅細菌,故對其宿主菌也具有反噬作用,這是與其它功能性蛋白的表達不同的地方。要解決這個問題:(1)選擇對表達的抗菌肽作用不敏感的宿主菌;(2)表達的抗菌肽是包涵體或無活性前體形式,在表達產(chǎn)物后處理時恢復其活性;(3)如抗菌肽系胞外表達,則在培養(yǎng)介質(zhì)中及時將表達產(chǎn)物移走,使培養(yǎng)環(huán)境保持表達產(chǎn)物的低濃度。我國基因工程抗菌肽的研究也取得了很好的成績,如重組人源抗菌肽LL-37,LL-37是目前人體發(fā)現(xiàn)的唯一cathelicidins家族抗菌肽,具有抗菌活性高、抗菌譜廣、靶菌株不易產(chǎn)生抗性等特點,研究用畢赤酵母表達LL-37,表達產(chǎn)物對大腸桿菌有較高的抑菌活性,改良的表達載體LL-37表達量提高了35倍。其它還有抗真菌肽CecropinD,抗菌肽Bectenecin7,抗菌肽CP10A,抗菌肽GK1,抗菌肽hGlyrichin,重組抗菌肽DCD,柞蠶抗菌肽CA1,中國家蠶抗菌肽ABP-CM4,新型抗菌肽CecropinB,抗菌肽s-thanatin突變體,死亡素,防御素(豬β2防御素),家蠅防御素、海蠶抗菌肽、Hepeidin、富含甘氨酸果蠅抗菌肽、重組溶葡萄球菌蛋白、β-防御素、鱟抗菌肽Tachyplesins等;抗菌肽融合蛋白也有多種形式,主要有:天蠶素A-蛙皮素雜合肽、天蠶素-馬蓋寧、?？咕腂ac7-Bac5融合蛋白、Magainin-CecropinA融合蛋白、復合抗菌肽(PC-1、SD、Metalnikowin-2A、SMAP-29)、Pexiganan-IB367等;抗菌肽-其它功能性蛋白融合,目的在于加強抗菌作用,主要有天蠶素A-蜂毒雜合肽、抗菌肽-人酸性成纖維細胞生長因子融合蛋白、抗菌肽CecropinB-腫瘤血管生長抑制因子Kringle5融合蛋白、重組抗菌肽CecropinB-人溶菌酶融合蛋白、抗菌肽CM4-人可溶性B淋巴因子hsBAFF融合蛋白、LL37-Hcap-18;其它功能性蛋白-抗菌肽融合如VEGF121-抗菌肽KLAK融合蛋白等。2.5工會iRNAi是基因治療的一部分,因其特有的作用機制,故單獨敘述[37,38,39,40,41,42,43,44]。2.5.1雙鏈核酸的基因表達模型RNAi是真核生物細胞普遍存在的一種序列特異性基因沉默機制。主要有兩種作用途徑,即小干擾RNA(siRNA)途徑和微RNA(miRNA)途徑。SiRNA主要來自于入侵細胞的病毒或轉(zhuǎn)座子所產(chǎn)生的雙鏈RNA(dsRNA)以及人工質(zhì)粒表達的短發(fā)卡RNA(shRNA),而miRNA則主要源于真核細胞mRNA成熟過程中被剪切掉的非編碼區(qū)域以及一些專門編碼RNA的基因序列的轉(zhuǎn)錄物。兩者可分別在Dicer和Drosha兩種雙鏈核酸內(nèi)切酶的作用下形成平均長度為21～23bp的雙鏈siRNA和miRNA,隨后被RNA誘導的沉默復合體(RISC)解螺旋,其中一條單鏈與其同源的mRNA相結(jié)合,將mRNA降解或阻止mRNA的正常翻譯,從而使基因表達沉默。一些基因的過度表達或致病基因是疾病發(fā)生的分子生物學的基礎,RNA干擾就是在基因水平上使致病基因表達沉默,是人們戰(zhàn)勝疾病的又一利器。Fire和Mello因RNAi的研究成果,獲得了2006年諾貝爾生理和醫(yī)學獎。siRNA和miRNA不同于單鏈反義核酸,后者與其相對應的mRNA特異性結(jié)合后,分子迅速被耗竭,而前者在編碼RNA依賴的RNA聚合酶(RdRP)作用下可以不斷復制,這種放大效應使得最初少量dsRNA引起大量靶標RNA沉默,故對靶基因表達的抑制效果比反義核酸更為長期和有效,通常小干擾核酸的抑制效果是反義核酸的10～100倍。同時兩者作用機制也不同,小干擾核酸誘導的核酸干擾是通過一個細胞中的自身生物過程來降解靶基因的mRNA,從而抑制靶基因的表達,而反義核酸抑制基因表達效率相對較低還因為是細胞中存在拮抗反義核酸功能的生物機制。siRNA和miRNA片段長度一般在20bp左右,較短的片段<11bp,即使與靶序列完全匹配也會引起非特異性基因沉默,而片段較長的>30bp則會誘使細胞產(chǎn)生強烈的干擾素反應。由于片段較小,只有20bp左右,研發(fā)者要捷足先登,先占有和獲得有潛力結(jié)構范圍的知識產(chǎn)權。2.5.2小干擾核酸藥物進入臨床研究階段我國小干擾核酸藥物的研發(fā)尚處于臨床前階段,美國已有十幾個小干擾核酸藥物進入臨床研究階段,見表8。主要用于治療老年性黃斑癥、糖尿病性黃斑水腫、呼吸道合胞體病毒感染、乙肝、艾滋病、實體瘤等。2.5.3激活功能與抑制基因表達的作用相反,又發(fā)現(xiàn)了RNA激活(RNAa)功能,這樣就有可能不需要找出腫瘤特定的致癌基因,而通過選擇性的激活或增強某種抑癌基因的表達來遏制腫瘤的生長。2.6帶頭充質(zhì)胞菌uc-msc細胞治療是以組織細胞、成體干細胞/前體細胞、胚胎干細胞移植為手段的一種新的生物治療方法。干細胞分為兩類:一類是胚胎干細胞,可以定向分化為所有種類的細胞,甚至可形成復雜的組織和器官;另一類是成體干細胞,它是出生后遺留在機體各組織器官內(nèi)的干細胞。兩類干細胞都在藥物開發(fā)、細胞治療和組織器官替代治療中發(fā)揮重要作用,成為人類戰(zhàn)勝疾病的有力手段。用人體自身的干細胞治療自身疾病,不危及自身的健康,不存在免疫排斥問題,因此是理想的醫(yī)學臨床治療和研究的來源。但是存在于機體內(nèi)的干細胞數(shù)量很少,難以獲得足夠的治療量,目前全世界的科學家都在共同努力克服這一難題。我國獨辟蹊徑于2006年首次從廢棄的臍帶組織中得到了一種多能干細胞,稱作臍帶間充質(zhì)干細胞(UC-MSC)。UC-MSC具有胚胎干細胞類似的增殖能力和多向分化潛能,來源豐富、取材方便、低病毒感染率、無倫理障礙,且無胚胎干細胞產(chǎn)生畸胎瘤問題,并且抗原性很低不產(chǎn)生免疫排斥反應,異體使用無需HLA配型,有望成為干細胞治療的有效手段。胚胎干細胞以及目前臨床常用的臍帶血干細胞在世界各國由于法律規(guī)定不同,研究重點也存在差別,最近幾年各國觀念有可能趨同。2.6.1主導多能干細胞把成體干細胞變成胚胎干細胞這一難題成為世界科學家共同攻克的目標,2007年,在Cell及Science同時刊出來自美國及日本兩個研究團隊利用病毒將四個基因轉(zhuǎn)入皮膚細胞,促使普通的皮膚細胞產(chǎn)生變化,最后成為帶有胚胎干細胞性質(zhì)的細胞,稱為誘導多能干細胞(iPS)。裴端卿和肖磊分別獨立在世界上首次建立了豬的iPS細胞系,豬的iPS細胞生物學特征與人的胚胎干細胞比之于小鼠和大鼠差異較小,這就有可能用豬作為轉(zhuǎn)基因動物提供與人類免疫系統(tǒng)兼容的器官或細胞。除了自體干細胞比起胚胎干細胞移植具有突破性的意義外,其它干細胞移植發(fā)展的前景就更廣闊了。2.6.2表皮干細胞治療造血干細胞移植已臨床使用近半個世紀,長期以來治愈了數(shù)以萬計的白血病患者,近年來,治療許多難治性疾病如:退行性眼病、缺血性心臟病、糖尿病、肝病、神經(jīng)變性性疾病等又有許多卓越的表現(xiàn)。亦有報道表皮干細胞具有使肌膚再生更新能力,可提升皮膚的保護能力104%;利用抽脂取得的干細胞,使切除乳癌腫塊而造成乳房缺陷的女性乳房重建,未來有可能用自體干細胞進行隆胸,而無需植入人工材料;干細胞治療曾經(jīng)使一名中風患者恢復了語言能力,此療法有可能在5年內(nèi)開始應用;干細胞對于癌癥的治療也是研究的熱點。2.6.3治療正常細胞的相關市場由于干細胞治療是全新的醫(yī)療技術,是以活細胞形式作為生物藥物,其生產(chǎn)、質(zhì)量控制、穩(wěn)定性、運輸保存、臨床應用的程序、臨床監(jiān)護和可能發(fā)生副作用的應急措施等,與其它藥品的管理都有明顯的不同,需要有一整套的規(guī)范。有鑒于此,歐洲藥品管理局(EMA)于2009年1月15日正式成立了其第六個科學委員會——先進治療委員會,主要任務是對新的醫(yī)療產(chǎn)品進行評估,包括基因治療、細胞治療和組織工程等先進醫(yī)療技術產(chǎn)品及其新的治療方案。我國有6種治療體細胞于2005年開始被批準進入臨床驗證,人臍帶血干細胞也廣泛應用于臨床研究,在醫(yī)療實踐方面,中國對干細胞研究的經(jīng)費投入持續(xù)增加,目前已有100多個干細胞研究課題在進行,而且仍在迅速增加。國際干細胞組織(ISCF)是目前國際上唯一協(xié)調(diào)各個國家干細胞研究和應用的官方組織機構,目前有22個成員國、3個觀察員國家,中國于2007年加入。由于干細胞潛在的巨大商機,除了各國政府的大力支持外,各大專業(yè)制藥公司紛紛斥巨資投入這一項目的研究和開發(fā)。據(jù)統(tǒng)計2001年全球干細胞應用市場約3.3億美元,到2004年已有10億美元,2007年時已逼近20億美元,平均年增長率34%。美國Osiris公司生產(chǎn)的間充質(zhì)干細胞(MSC)2008年1月與美國國防部簽訂了史上規(guī)模最大的干細胞合同,總值2.2億美元,用以治療輻射引起的胃腸道損害。干細胞治療相關產(chǎn)品見表9。五年后在我國干細胞與再生醫(yī)學相關領域市場規(guī)模將達到60億元。正在建成貯存量達到100萬人份的干細胞庫,該庫收費貯存自體臍帶血間充質(zhì)干細胞,以備貯存人的不時之需及其它用途。盡管干細胞治療還有很長的路要走,還有許多問題要解決,但干細胞治療的產(chǎn)業(yè)化在幾年之內(nèi)就很可能實現(xiàn)。2.7治療或在犯罪治療作用基因治療就是將人正常基因或有治療作用的基因通過一定的途徑導入機體靶細胞以糾正基因缺陷或發(fā)揮治療作用;就是在分子水平上,對疾病產(chǎn)生的基因變化采取針對性的治療,具有髙度的專一性和定位的準確性。由于基因功能學繼基因組學、蛋白質(zhì)組學研究之后還剛剛起步,許多疾病在基因譜上的變化尚沒有弄清楚,但在已認知的基礎上,仍然取得了很大成績。2.7.1基因載體的選擇和制備治療基因設計和裝配成功后,隨之要解決治療途徑和載體問題?；蛑委煹耐緩街饕虚g接體內(nèi)(exvivo)和體內(nèi)(invivo)兩種。間接體內(nèi)法是先在體外將外源基因?qū)胼d體細胞,然后將基因轉(zhuǎn)染后的細胞回輸給病人,使攜有外源基因的載體細胞在體內(nèi)表達治療產(chǎn)物,以達到治療的目的,這是目前研究和應用較多的一種方法。體內(nèi)法是將外源性基因通過肌肉注射、靜脈注射、器官內(nèi)灌注、皮下包埋等方法導入受體體內(nèi)有關的器官組織和細胞內(nèi),但此法轉(zhuǎn)染率較低。對特定的用途而言,兩種方法不能相互取代?；蜉d體主要有非病毒載體