生物制药工艺：概述课件.ppt

1、本门课程由以下三大部分内容组本门课程由以下三大部分内容组成成基础篇：生物制药工艺基础基础篇：生物制药工艺基础1技术篇：技术篇：生物分离工程技术生物分离工程技术2品种篇：重要生物药物制造工艺品种篇：重要生物药物制造工艺3生物药物的类别生物药物的类别（一）天然生物药物（一）天然生物药物 1.微生物药物微生物药物 microbil medicine 2.生化药物（含海洋药物）生化药物（含海洋药物）Biochemical medicine（Marine medicine）（二）生物技术药物（新生物制品）（二）生物技术药物（新生物制品）1.DNA重组药物（重组药物（DNA recombinant med

2、icine）基因工程与蛋白质工程药物基因工程与蛋白质工程药物 2.基因药物基因药物（三）合成或半合成生物药物（三）合成或半合成生物药物生化药物的定义、分类、特点生化药物的定义、分类、特点定义定义：具体运用生物化学研究方法，具体运用生物化学研究方法，从生物体中经提取、分离、纯化等手从生物体中经提取、分离、纯化等手段获得的天然存在的生化活性物质或段获得的天然存在的生化活性物质或将上述这些物质加以结构改造或人工将上述这些物质加以结构改造或人工合成创造出的自然界没有的新的活性合成创造出的自然界没有的新的活性物质，通称生化药物物质，通称生化药物(Biochemical medicine)。酶类药物酶类药

3、物辅酶类药物辅酶类药物核苷酸与核酸类药物核苷酸与核酸类药物多肽类药物多肽类药物氨基酸类药物氨基酸类药物蛋白质类药物蛋白质类药物多糖类药物多糖类药物脂类药物脂类药物分分 类类特特 点点1一般生物学特性：一般生物学特性：1天然生物药物是生物进化与自然选择的结果、组成天然生物药物是生物进化与自然选择的结果、组成结构常较复杂，分子量一般较大，生物活性受到多结构常较复杂，分子量一般较大，生物活性受到多种因素影响种因素影响来源于生物体或其基因表达产物及其修饰物，活来源于生物体或其基因表达产物及其修饰物，活性高，针对性强，具有补充调整、增强、抑制、性高，针对性强，具有补充调整、增强、抑制、替换或纠正代谢失调

4、的功能。一般比化学药物更替换或纠正代谢失调的功能。一般比化学药物更合理和更有效，毒性较低、安全性较高，副作用合理和更有效，毒性较低、安全性较高，副作用较小。较小。2天然生物药物是新型生物药物的先导物，通过天然生物药物是新型生物药物的先导物，通过合理药物设计，可以创制疗效更高，作用更专合理药物设计，可以创制疗效更高，作用更专一，更易为机体接受，副作用与不良反应更小一，更易为机体接受，副作用与不良反应更小的新药。的新药。3特特 点点2特殊生物学特性：特殊生物学特性：1种属特异性种属特异性免疫原性免疫原性2非预期的多向性活性，一种细胞因子非预期的多向性活性，一种细胞因子可有多种生物活性，多种细胞因子

5、通可有多种生物活性，多种细胞因子通过网络效应可产生同种生物活性。过网络效应可产生同种生物活性。3特特 点点3化学特性：化学特性：1含量低、杂质多、工艺复杂、含量低、杂质多、工艺复杂、收率低、技术要求高；收率低、技术要求高；结构复杂，生物活性受空间结结构复杂，生物活性受空间结构严格限制，稳定性差；构严格限制，稳定性差；2剂量小，活性高，对制品的均一性，剂量小，活性高，对制品的均一性，有效性，安全性，稳定性，生物活性有效性，安全性，稳定性，生物活性要求严格。故常有国际标准品的对照要求严格。故常有国际标准品的对照品作为测试对照。品作为测试对照。3有机溶剂分级分离、等电沉淀有机溶剂分级分离、等电沉淀-

6、粗提物。粗提物。离子交换层析、凝胶层析、超滤等技术离子交换层析、凝胶层析、超滤等技术-提高了产品的纯度和收率提高了产品的纯度和收率多种层析技术、超速离心等多种层析技术、超速离心等-高纯度的生化药物高纯度的生化药物尿激酶从每尿激酶从每1mg蛋白质活力不得少于蛋白质活力不得少于35，000单单位提高到位提高到100，000单位，高于英国药典及欧洲单位，高于英国药典及欧洲药典水平（药典水平（70，000单位），与日本药典相同。单位），与日本药典相同。胰岛素，激肽释放酶都与国外先进水平相当。胰岛素，激肽释放酶都与国外先进水平相当。辅酶辅酶A标准从标准从220U/mg提高到提高到250u/mg。肝素钠出

7、口产品也超过国外药典标准肝素钠出口产品也超过国外药典标准生物药物的资源生物药物的资源植植 物物动动 物物动物脏器血液、分泌物及其它代谢物动物脏器血液、分泌物及其它代谢物微微 生生 物物海海 洋洋 生生 物物毒蜥Exendin-4是自毒蜥唾液中提取的是自毒蜥唾液中提取的一种多肽，研究发现该多肽与人体一种多肽，研究发现该多肽与人体内的内的GLP-1在序列上有在序列上有53的同源的同源性，同性，同GLP-1一样具有促进胰岛素一样具有促进胰岛素分泌、抑制胰高血糖素分泌及保护分泌、抑制胰高血糖素分泌及保护胰岛胰岛细胞等作用。细胞等作用。2005年经年经FDA批准用于二型糖尿病的治疗。批准用于二型糖尿病的

8、治疗。Exenatide是是Exendin-4的人工合成的人工合成品。品。Exenatide麻省麻省Transmolecular公司的公司的科学家将放射性科学家将放射性I131附着附着于自蝎子毒液中提取的一种于自蝎子毒液中提取的一种多肽制成药物，研究发现该多肽制成药物，研究发现该药物具有靶向性，对晚期神药物具有靶向性，对晚期神经胶质瘤有较好疗效，患者经胶质瘤有较好疗效，患者只需要从外部注射这种化合只需要从外部注射这种化合物，而无需再进行化疗或放物，而无需再进行化疗或放射治疗。该药物目前仍处于射治疗。该药物目前仍处于临床研究阶段。临床研究阶段。蝎蝎 毒毒 肽肽微微 生生 物物1利用微生物作为工具

9、利用微生物作为工具微生物的代谢物微生物的代谢物 2微生物菌体微生物菌体海海 洋洋 生生 物物1海藻类：海藻类：已知的海藻有已知的海藻有1万多种万多种海洋动物类：海洋动物类：腔肠动物类、节肢腔肠动物类、节肢 动物类、软体动物类、鱼类、爬动物类、软体动物类、鱼类、爬行动行动 物类、海洋哺乳动物类物类、海洋哺乳动物类2海洋微生物：海洋微生物：3僧袍芋螺齐考诺肽齐考诺肽（ziconotide）最初由僧袍芋螺中提取，最初由僧袍芋螺中提取，现已人工合成，是一种现已人工合成，是一种神经细胞钙通道阻断剂。神经细胞钙通道阻断剂。作为一种非阿片类镇痛作为一种非阿片类镇痛药物，用于治疗严重的药物，用于治疗严重的慢性

10、神经性疼痛，其鞘慢性神经性疼痛，其鞘内注射剂经内注射剂经FDA批准于批准于2005年上市年上市。齐考诺肽（齐考诺肽（ziconotide）Didemnin B是一种由是一种由7个氨基酸和个氨基酸和2个羧个羧酸组成的带有分枝的环缩肽酸组成的带有分枝的环缩肽,既能抑制蛋既能抑制蛋白质的合成白质的合成,也能抑制也能抑制DNA、RNA的合的合成成,对黑色素瘤对黑色素瘤B16细胞周期作用的研究细胞周期作用的研究表明表明,它可杀伤各期细胞它可杀伤各期细胞,尤以尤以G1至至S期细期细胞敏感胞敏感，它可快速完全介导，它可快速完全介导HL-60细胞细胞凋亡。目前凋亡。目前Didemin B已能够人工全合已能够人

11、工全合成成,该药完成了临床该药完成了临床期实验期实验,最有希望最有希望开发成治疗癌症的新药。此外第二代开发成治疗癌症的新药。此外第二代didemnins-脱氢脱氢didemnins B(aplidine)现现也已进入临床实验。也已进入临床实验。海鞘来源的抗癌肽海鞘来源的抗癌肽 Didemnin B海兔体内存在着多种结构独特、海兔体内存在着多种结构独特、生理功能各异的次生代谢产物生理功能各异的次生代谢产物,如萜类、毒素、甾体、大环内如萜类、毒素、甾体、大环内酯及肽类等酯及肽类等,其中肽类化合物尤其中肽类化合物尤为引人注目。其中为引人注目。其中 Dolastatin15和和Dolastatin10

12、已经完成全合成已经完成全合成,并正在美国进行并正在美国进行期和期和期临期临床试验床试验,主要用于小细胞肺癌、主要用于小细胞肺癌、卵巢癌、黑色素瘤和前列腺癌卵巢癌、黑色素瘤和前列腺癌等实体瘤的治疗。等实体瘤的治疗。海兔来源的抗癌作用肽海兔来源的抗癌作用肽氨基酸类的分类氨基酸类的分类1蛋白质氨基酸：蛋白质氨基酸：编码氨基酸编码氨基酸非蛋白氨基酸：非蛋白氨基酸：D型氨基酸、型氨基酸、-氨基酸、氨基酸、-氨基酸等氨基酸等2衍生氨基酸：衍生氨基酸：谷氨酰胺、硫酸甘氨谷氨酰胺、硫酸甘氨酸、磷葡精氨酸等酸、磷葡精氨酸等 氨基酸的生产方法氨基酸的生产方法蛋白水解法：蛋白水解法：胱氨酸、半胱氨酸胱氨酸、半胱氨酸

13、 化学合成法：化学合成法：甘氨酸、蛋氨酸、丙氨甘氨酸、蛋氨酸、丙氨 酸、苯丙氨酸、丝氨酸等酸、苯丙氨酸、丝氨酸等发酵法：发酵法：苏氨酸、异亮氨酸、缬氨酸、精氨苏氨酸、异亮氨酸、缬氨酸、精氨 酸、组氨酸、脯氨酸、鸟氨酸、瓜酸、组氨酸、脯氨酸、鸟氨酸、瓜 氨酸、赖氨酸、亮氨酸等氨酸、赖氨酸、亮氨酸等酶法：酶法：丙氨酸、天冬氨酸、色氨酸等丙氨酸、天冬氨酸、色氨酸等微生物，植物细微生物，植物细胞，动物细胞胞，动物细胞化学合成，生物化学合成，生物合成，天然存在合成，天然存在底底 物物()生物反应器生物反应器含含L-AA反应液反应液酶转化法生产酶转化法生产L-AA流程流程结结 构构分子量分子量等电点等电点

14、性性 质质溶解性溶解性L-AspL-Ala L-Asp和和L-Ala的结构与性质的结构与性质HOOCCHNH2COOHCH2CHNH2COOHH3C133.1089.092.776.0酸性氨基酸酸性氨基酸中性氨基酸中性氨基酸溶于水和盐溶于水和盐酸，不溶于酸，不溶于乙醇和乙醚乙醇和乙醚在水中有一在水中有一定溶解性，定溶解性，不溶于丙酮不溶于丙酮及乙醚及乙醚HOOCCHCOOHCHHOOCCHNH2COOHCH2CHNH2COOHH3C+CO2天冬氨酸酶L-Asp脱羧酶酶转化反应酶转化反应工艺路线工艺路线固定化 L-Asp脱羧酶转化液B延胡索酸+NH3固定化 天冬氨酸酶转化液AL-Asp粗品L-A

15、sp精品L-Ala粗品L-Ala精品泵泵储罐反应产物离心机离心机母母液液回回收收固定化酶柱子晶体 L-AspL-Asp延胡索延胡索酸氨盐酸氨盐工工 艺艺 路路 线线氨基酸输液的组方原理与配方模式氨基酸输液的组方原理与配方模式可以分为以下几类可以分为以下几类：多肽类药物分类：多肽类药物分类：多肽激素多肽激素 垂体多肽激素垂体多肽激素 促皮质素（促皮质素（ACTH）、促黑激素（）、促黑激素（MSH）、）、脂肪水解激脂肪水解激 素（素（LPH）催产素（催产素（OT），加），加压素压素（AVP）等）等 下丘脑激素下丘脑激素促甲状腺激素释放激素（促甲状腺激素释放激素（TRH）、生长素抑）、生长素抑制激素

16、（制激素（GRIF）、促性腺激素释放激素）、促性腺激素释放激素（LHRH）甲状腺激素甲状腺激素 甲状旁腺激素（甲状旁腺激素（PTH）、降钙素（）、降钙素（CT）胰岛激素胰岛激素 胰高血糖素胰高血糖素 胰解痉多肽胰解痉多肽 胃肠道激素胃肠道激素 胃泌素、胆囊收缩素促胰酶素（胃泌素、胆囊收缩素促胰酶素（CCK-PZ）、肠泌素、肠血管）、肠泌素、肠血管 活性肽（活性肽（VIP）、）、抑胃素（抑胃素（GIP）、缓激肽、）、缓激肽、P物质物质 胸腺激素胸腺激素胸腺素、胸腺肽、胸腺血清因子胸腺素、胸腺肽、胸腺血清因子多肽类细胞生长调多肽类细胞生长调节因子节因子表皮生长因子（表皮生长因子（EGFEGF），转

17、移因子（），转移因子（TFTF），），心钠素（心钠素（ANPANP）等。）等。含有多肽成分的其含有多肽成分的其它生化药物它生化药物 骨宁、眼生素、血活素、氨肽素、妇血宁、骨宁、眼生素、血活素、氨肽素、妇血宁、脑氨肽、蜂毒、蛇毒脑氨肽、蜂毒、蛇毒、胚胎素、胚胎素、助应素、助应素、神经营养素、胎盘提取物、花粉神经营养素、胎盘提取物、花粉 提取物、提取物、脾水解物、肝水解物、心脏激素等。脾水解物、肝水解物、心脏激素等。多肽类药物分类：多肽类药物分类：蛋白质激素蛋白质激素 垂体蛋白质激素垂体蛋白质激素生长素（生长素（GHGH），催乳激素（），催乳激素（PRLPRL），促甲状腺素），促甲状腺素（TSHT

18、SH），促黄体生成激素（），促黄体生成激素（LHLH），促卵泡激素），促卵泡激素（FSHFSH）。）。促性腺激素促性腺激素人绒毛膜促性腺激素（人绒毛膜促性腺激素（HCGHCG），绝经尿促性腺激素），绝经尿促性腺激素（HMGHMG），血清性促性腺激素（），血清性促性腺激素（SGHSGH）。）。胰岛素及胰岛素及 其他蛋白质激素其他蛋白质激素胰岛素，胰抗脂肝素，松弛素，尿抑胃素。胰岛素，胰抗脂肝素，松弛素，尿抑胃素。血浆蛋白质血浆蛋白质白蛋白，纤维蛋白溶酶原，血浆纤维结合蛋白白蛋白，纤维蛋白溶酶原，血浆纤维结合蛋白（FNFN）,免疫丙种球蛋白，抗淋巴细胞免疫球蛋白，免疫丙种球蛋白，抗淋巴细胞免疫球蛋

19、白，VeilsVeils病免疫球蛋白，抗病免疫球蛋白，抗D D免疫球蛋白，抗免疫球蛋白，抗HBsHBs免疫球蛋白，抗血友病球蛋白，纤维蛋白原，免疫球蛋白，抗血友病球蛋白，纤维蛋白原，抗凝血酶抗凝血酶，凝血因子，凝血因子，凝血因子，凝血因子。蛋白质类药物分类蛋白质类药物分类蛋白质类细胞蛋白质类细胞生长调节因子生长调节因子干扰素干扰素、（IFN）,白细胞介素白细胞介素17（IL），），神经生长因子（神经生长因子（NGF），肝细胞生长因子），肝细胞生长因子（HGF），血小板衍生的生长因子（），血小板衍生的生长因子（PDGF），），肿瘤坏死因子肿瘤坏死因子(TNF)，集落刺激因子，集落刺激因子(CSF

20、)，组组织纤溶酶原激活因子织纤溶酶原激活因子(tPA)，促红细胞生成素，促红细胞生成素(EPO)，骨发生蛋白（，骨发生蛋白（BMP）。）。粘蛋白粘蛋白胃膜素、硫酸糖肽、内在因子等。胃膜素、硫酸糖肽、内在因子等。胶原蛋白胶原蛋白明胶、阿胶等明胶、阿胶等碱性蛋白质碱性蛋白质硫酸鱼精蛋白硫酸鱼精蛋白蛋白酶抑制剂蛋白酶抑制剂胰蛋白酶抑制剂胰蛋白酶抑制剂凝集素凝集素PHA、ConA蛋白质类药物分类蛋白质类药物分类多肽化学合成概述多肽化学合成概述合成原理：是一个重复添加合成原理：是一个重复添加AA的过程，一般自的过程，一般自C端向端向N端合成端合成。合成方法合成方法：（1）液相合成）液相合成 （2）固相合

21、成）固相合成 （1963年年R.B.Merrifield 创立，并因此获创立，并因此获1984年年 获诺贝尔化学奖）获诺贝尔化学奖）Du.Vigneaud等合成等合成催产素催产素（oxytocin,OXT，9AA单链肽）单链肽）1953年年 合成促肾上腺皮质激素合成促肾上腺皮质激素（ACTH，39AA单链肽）单链肽）1963年年 中国科学家合成了胰岛素中国科学家合成了胰岛素（Insulin，51AA双链肽）双链肽）1965年年多肽合成的主要步骤多肽合成的主要步骤 氨基的保护和羧基的活化氨基的保护和羧基的活化 羧基的保护和氨基的活化羧基的保护和氨基的活化 接肽和去保护基接肽和去保护基氨基保护基氨

22、基保护基 苄氧羰基苄氧羰基强酸脱除强酸脱除 叔丁氧羰基（叔丁氧羰基（BOC）三氟乙酸（三氟乙酸（TFA）脱除）脱除 9-芴甲氧羰基（芴甲氧羰基（Fmoc）碱脱除碱脱除 多肽的固相合成多肽的固相合成(Fmoc保护法保护法)（1978年改进的方法，避免了强酸处理）年改进的方法，避免了强酸处理）原料选择原料选择上上 清清破碎破碎 提取提取沉沉 淀淀 变性变性 复性复性蛋白质纯化蛋白质纯化蛋白质药物蛋白质药物纯度纯度 活性鉴定活性鉴定合格合格不合格不合格精品精品 发发 酵酵 生物生物 组织组织 原料选择原料选择提取提取纯化纯化 根据目的蛋白与杂质之间的差异进行纯化。根据目的蛋白与杂质之间的差异进行纯化

23、。1.根据蛋白质的根据蛋白质的pI的不同进行纯化，其方法有：的不同进行纯化，其方法有：1）pI沉淀法沉淀法 2）pI沉淀法与盐析法相结合沉淀法与盐析法相结合3）等电聚焦法）等电聚焦法 2.蛋白质蛋白质分子形状和大小分子形状和大小的不同进行纯化，其方法有的不同进行纯化，其方法有 1）凝胶过滤）凝胶过滤 2）超滤法）超滤法 3）离心法离心法 4）透析法）透析法3.蛋白质的蛋白质的溶解度溶解度不同进行纯化，其方法有：不同进行纯化，其方法有：a)盐溶与盐析法盐溶与盐析法 b）结晶法）结晶法 c）有机溶剂沉淀法）有机溶剂沉淀法4.蛋白质蛋白质电离性质不同电离性质不同进行分离：离子交换法进行分离：离子交换

24、法5.蛋白质蛋白质功能专一性功能专一性不同进行纯化：亲和层析法、假亲和层析法不同进行纯化：亲和层析法、假亲和层析法6.蛋白质蛋白质在溶剂系统中分配在溶剂系统中分配不同进行纯化：萃取法不同进行纯化：萃取法7.蛋白质的蛋白质的选择性吸附选择性吸附的性质进行纯化：吸附法的性质进行纯化：吸附法8.蛋白质的蛋白质的其他特殊性质其他特殊性质进行纯化进行纯化分离纯化方法的选择分离纯化方法的选择1.分离纯化的早期使用方法的选择分离纯化的早期使用方法的选择特点：特点：提取液中的物质十分复杂，目的蛋白浓度较稀。提取液中的物质十分复杂，目的蛋白浓度较稀。方法选择原则方法选择原则：低分辨能力到高分辨能力，而且负荷量较

25、大为合适。低分辨能力到高分辨能力，而且负荷量较大为合适。2.各种分离纯化方法的使用程序各种分离纯化方法的使用程序原则原则：相同性质的纯化方法一般不重复使用。纯化方法顺序先后的安排上要相同性质的纯化方法一般不重复使用。纯化方法顺序先后的安排上要考虑到有利于减少工序，提高效率。考虑到有利于减少工序，提高效率。3.分离纯化后期的保护性措施分离纯化后期的保护性措施4对每一步骤方法的优势进行综合评价对每一步骤方法的优势进行综合评价 每一个分离纯化步骤方法的好坏，除了从分辨每一个分离纯化步骤方法的好坏，除了从分辨本领和重现性二方面考虑外，本领和重现性二方面考虑外，还注意方法本身的还注意方法本身的回收率的高

26、低。回收率的高低。纯化方法选择指南纯化方法选择指南猪胰岛素猪胰岛素牛胰岛素牛胰岛素赖脯人胰岛素（礼来公司、速效赖脯人胰岛素（礼来公司、速效Ins）门冬胰岛素门冬胰岛素 （诺和诺德公司、速效（诺和诺德公司、速效Ins）甘精胰岛素甘精胰岛素 (安万特公司、长效安万特公司、长效Ins)人胰岛素人胰岛素（Insulin）B30 A8 ;A10 ;B30 B28 ;B29B28 A21 ;B31 ;B32 3D Structure of Insulin胰岛素二聚体（胰岛素二聚体（dimer）胰岛素六聚体（胰岛素六聚体（hexamer）目前临床使用的胰岛素来源目前临床使用的胰岛素来源 动物胰脏来源动物胰脏

27、来源-经动物胰脏提取或适当提纯的猪、牛胰岛素经动物胰脏提取或适当提纯的猪、牛胰岛素 半合成胰岛素半合成胰岛素-以猪胰岛素为原料，酶修饰后得到人胰岛素以猪胰岛素为原料，酶修饰后得到人胰岛素重组重组DNA技术生产胰岛素技术生产胰岛素-重组重组DNA技术生产人胰岛素、速效胰岛素、长效胰岛素技术生产人胰岛素、速效胰岛素、长效胰岛素1921年年-从动物胰腺中提取出从动物胰腺中提取出胰岛素胰岛素，开创了人类胰岛素治疗，开创了人类胰岛素治疗的历史。的历史。1926年年-重结晶胰岛素重结晶胰岛素1930s-传统中、长效传统中、长效动物胰岛素动物胰岛素1970s-单峰胰岛素单峰胰岛素和和 单组分胰岛素单组分胰岛

28、素 70年代末年代末-半合成胰岛素半合成胰岛素1982年年-采用基因重组技术生产的采用基因重组技术生产的人胰岛素人胰岛素正式上市。正式上市。90年代至今年代至今-重组人胰岛素类似物重组人胰岛素类似物成功研发上市，包括超短效成功研发上市，包括超短效和长效人胰岛素类似物。和长效人胰岛素类似物。动物来源的胰岛素动物来源的胰岛素（28种）种）药品名称药品名称生产企业生产企业药品名称药品名称生产企业生产企业ILETIN I LILLY NPH PURIFIED PORK ISOPHANE INSULIN NOVO NORDISK INC ILETIN II LILLY PROTAMINE ZINC&IL

29、ETIN I(BEEF-PORK)LILLY INSULIN NOVO NORDISK INC PROTAMINE ZINC AND ILETIN II LILLY INSULIN INSULATARD NPH NORDISK NOVO NORDISK INC PROTAMINE ZINC AND ILETIN II(PORK)LILLY INSULIN NORDISK MIXTARD(PORK)NOVO NORDISK INCPROTAMINE ZINC INSULIN BRISTOL MYERS SQUIBB LENTARD NOVO NORDISK INC REGULAR ILETIN

30、II LILLY LENTE NOVO NORDISK INC REGULAR ILETIN II(PORK)LILLY LENTE ILETIN II LILLY REGULAR PURIFIED PORK INSULIN NOVO NORDISK INC LENTE ILETIN II(PORK)LILLY REGULAR INSULIN NOVO NORDISK INCLENTE INSULIN NOVO NORDISK INC SEMILENTE NOVO NORDISK INC NPH ILETIN I(BEEF-PORK)LILLY SEMILENTE INSULIN NOVO N

31、ORDISK INC NPH ILETIN II LILLY ULTRALENTE NOVO NORDISK INC NPH ILETIN II(PORK)LILLY ULTRALENTE INSULIN NOVO NORDISK INCNPH INSULIN NOVO NORDISK INC VELOSULIN NOVO NORDISK INC 半合成来源的胰岛素半合成来源的胰岛素（5种）种）药品名称药品名称生产企业生产企业INSULATARD NPH HUMAN NOVO NORDISK INC MIXTARD HUMAN 70/30 BAYER PHARMS NOVOLIN 70/30

32、NOVO NORDISK INCNOVOLIN L NOVO NORDISK INCNOVOLIN N NOVO NORDISK INC基因重组来源的胰岛素基因重组来源的胰岛素（27种）种）药品名称药品名称生产企业生产企业药品名称药品名称生产企业生产企业APIDRA SANOFI AVENTIS US LANTUS SANOFI AVENTIS US EXUBERA PFIZER LEVEMIR Novo Nordisk HUMALOG LILLY MIXTARD HUMAN 70/30 BAYER PHARMS HUMALOG MIX 50/50 LILLY NOVOLIN 70/30 No

33、vo NordiskHUMALOG MIX 75/25 LILLY NOVOLIN L NOVO NORDISK INC HUMALOG PEN LILLYNOVOLIN N NOVO NORDISK INC HUMULIN 50/50 LILLY NOVOLIN R NOVO NORDISK INC HUMULIN 70/30 LILLY NOVOLIN R（Purified）NOVO NORDISK INC HUMULIN 70/30 PEN LILLYNOVOLOG NOVO NORDISK INC HUMULIN BR LILLYNOVOLOG MIX 70/30 NOVO NORDI

34、SK INC HUMULIN L LILLYVELOSULIN BR NOVO NORDISK INC HUMULIN N LILLYVELOSULIN BR HUMANNOVO NORDISK INC HUMULIN R LILLYHUMULIN U LILLYHUMULIN R PEN LILLY1.通化东宝通化东宝 1998年年12月研制出中国第一支基因重组胰岛素月研制出中国第一支基因重组胰岛素“甘舒霖甘舒霖”甘舒霖甘舒霖 R-常规重组人胰岛素注射液常规重组人胰岛素注射液 甘舒霖甘舒霖 N-低精蛋白重组人胰岛素注射液低精蛋白重组人胰岛素注射液 甘舒霖甘舒霖 30R-30/70混合重组人胰

35、岛素注射液混合重组人胰岛素注射液 （30%常规重组人胰岛素和常规重组人胰岛素和70%低精蛋白重组人胰岛素低精蛋白重组人胰岛素）2.深圳科兴深圳科兴 苏泌啉苏泌啉-常规重组人胰岛素注射液常规重组人胰岛素注射液 苏泌啉恩苏泌啉恩-低精蛋白重组人胰岛素注射液低精蛋白重组人胰岛素注射液 3.徐州万邦徐州万邦 万邦林万邦林-常规重组人胰岛素注射液常规重组人胰岛素注射液 万苏林万苏林猪胰岛素制剂猪胰岛素制剂胰岛素国内主要生产厂家胰岛素国内主要生产厂家其他其他（持有药品注册证）（持有药品注册证）-南京新天生物化学制药有限公司、华西医科大学制药厂、上海第一生南京新天生物化学制药有限公司、华西医科大学制药厂、上

36、海第一生化化 制药厂、武汉生化制药厂制药厂、武汉生化制药厂 等等临床用胰岛素分类临床用胰岛素分类l普通胰岛素：从动物胰脏中提取普通胰岛素：从动物胰脏中提取l人胰岛素人胰岛素l传统中长效胰岛素传统中长效胰岛素 l长效人胰岛素类似物长效人胰岛素类似物l速效人胰岛素类似物速效人胰岛素类似物l非注射胰岛素非注射胰岛素传统中长效胰岛素制剂传统中长效胰岛素制剂 低精蛋白锌胰岛素：低精蛋白锌胰岛素：胰岛素、鱼精蛋白和锌的结晶。胰岛素、鱼精蛋白和锌的结晶。例：例：礼来公司，礼来公司，Humulin N(rDNA、大肠杆菌、大肠杆菌)诺和诺德，诺和诺德，Novolin N(rDNA、酿酒酵母、酿酒酵母)胰岛素锌

37、混悬液胰岛素锌混悬液：精蛋白锌胰岛素与常规胰岛素的混悬液：精蛋白锌胰岛素与常规胰岛素的混悬液 例：例：礼来公司，礼来公司，Humulin 30/70(30%常规胰岛素，常规胰岛素，70%精蛋白锌胰岛精蛋白锌胰岛素素)Humulin 50/50 诺和诺德，诺和诺德，Novolin 30/70 Novolin 50/50缺陷缺陷：1.作用时间少于作用时间少于24小时小时2.作用峰值明显，夜间低血糖危险性高作用峰值明显，夜间低血糖危险性高3.吸收不稳定吸收不稳定4.结霜现象，由于温度过冷或过热导致胰岛素再玻璃瓶壁沉淀，丧失活性结霜现象，由于温度过冷或过热导致胰岛素再玻璃瓶壁沉淀，丧失活性速效胰岛素特

38、点：特点：起效快，皮下注射后起效快，皮下注射后15分钟起效。分钟起效。达峰快，注射后达峰快，注射后15分钟起效，分钟起效，3060分钟达到药效高峰。分钟达到药效高峰。药效维持时间短，大约在药效维持时间短，大约在3小时左右（小时左右（24小时）小时）。药代动力学特点与进餐后人体内源性胰岛素分泌十分相似，药代动力学特点与进餐后人体内源性胰岛素分泌十分相似，能够很好地控制当餐后血糖而且不容易发生低血糖。能够很好地控制当餐后血糖而且不容易发生低血糖。起效时间起效时间 达峰时间达峰时间峰持续时间峰持续时间 作用消除时间作用消除时间常规皮下常规皮下Ins:30-90min1.5-2.5h 2-4h6-8h

39、生理生理Ins：0-20min30-45min2-3h3-4h B26-30对于胰岛素结合于胰岛素受体的功能对于胰岛素结合于胰岛素受体的功能无关，但是对胰岛素形成二聚体有关的结构特无关，但是对胰岛素形成二聚体有关的结构特点点。因此对此区段进行修饰将产生一些自聚合。因此对此区段进行修饰将产生一些自聚合能力下降但是与胰岛素受体结合能力不变的新能力下降但是与胰岛素受体结合能力不变的新型速效胰岛素类似物型速效胰岛素类似物。已上市药物：Lispro、Aspart、Apidra Lispro（赖脯胰岛素（赖脯胰岛素，Humalog ）是第一个用于临床的速效胰岛素类似物,由美国礼来公司研制生产，将人胰岛素的

40、B28与B29位的氨基酸对换。Aspart（门冬胰岛素，（门冬胰岛素，Novolog ）由丹麦诺和诺德公司研制生产，结构与人胰岛素的区别在于用天冬氨酸取代了B链28位上的脯氨酸。APIDRA（赖谷胰岛素，（赖谷胰岛素，Apidra ）安万特公司研制，以赖氨酸和谷氨酸分别取代了人胰岛素B3位的天冬氨酸和B29位的赖氨酸。长效胰岛素-人胰岛素类似物1.甘精胰岛素甘精胰岛素（glargine）：）：商品名商品名Lantus-甘氨酸替代胰岛素甘氨酸替代胰岛素A A链链2121位门冬氨酸、并在位门冬氨酸、并在B B链末端增加两链末端增加两 个精氨酸。个精氨酸。使胰岛素结合更多带正电的氨基酸残基，改变等电

41、点，使等电点由使胰岛素结合更多带正电的氨基酸残基，改变等电点，使等电点由5.4上升上升至中性。这样，胰岛素类似物在酸性条件下可溶，在生理的近中性条件下结至中性。这样，胰岛素类似物在酸性条件下可溶，在生理的近中性条件下结晶。晶。2.Insulin Detemir：商品名商品名Levemir -胰岛素胰岛素B链链29位赖氨酸侧链通过酰基化连接一个位赖氨酸侧链通过酰基化连接一个N-16-烷基烷基 酸的酸的14碳游离脂肪酸碳游离脂肪酸该该游离脂肪酸能与白蛋白结合，延缓与胰岛素受体结合，从而延长其半衰游离脂肪酸能与白蛋白结合，延缓与胰岛素受体结合，从而延长其半衰期。期。Insulin Detemir（L

42、evemir ）诺和诺德公司研制诺和诺德公司研制 glargine（Lantus）安万特公司研制安万特公司研制胰岛素肺部吸入制剂胰岛素肺部吸入制剂-Exubera辉瑞、万安特以及辉瑞、万安特以及Nektar 共同研发共同研发于于2006.1.27被被FDA批准批准一种作用快的胰岛素干粉吸入剂一种作用快的胰岛素干粉吸入剂适用于餐前给药，其胰岛素吸收具有适用于餐前给药，其胰岛素吸收具有速效化的特征速效化的特征胰岛素制备工艺胰岛素制备工艺 以动物胰脏为原料提取胰岛素以动物胰脏为原料提取胰岛素-酸醇提取法酸醇提取法 传统胰岛素传统胰岛素-猪、牛胰脏提取，只经一步重结晶猪、牛胰脏提取，只经一步重结晶 单

43、峰胰岛素单峰胰岛素-凝胶过滤纯化凝胶过滤纯化 单组分胰岛素单组分胰岛素-凝胶过滤、离子交换纯化凝胶过滤、离子交换纯化 半合成胰岛素半合成胰岛素-以猪胰岛素为原料，酶修饰后得到人胰岛素以猪胰岛素为原料，酶修饰后得到人胰岛素重组重组DNADNA技术生产人胰岛素技术生产人胰岛素 AB链合成：分别表达链合成：分别表达AB链，化学方法连接链，化学方法连接 逆转录法：表达胰岛素原，酶切得到重组人胰岛素逆转录法：表达胰岛素原，酶切得到重组人胰岛素Ins的性质的性质 Insulin crystas 酸醇提取法提取动物胰岛素酸醇提取法提取动物胰岛素注意事项注意事项（1）原料的质量和预处理原料的质量和预处理（2）

44、在上述工艺中要注意每一步产品的回收在上述工艺中要注意每一步产品的回收（3）产品的纯度产品的纯度（4）浓缩浓缩 酶促半合成人胰岛素酶促半合成人胰岛素重组重组DNA技术制造人胰岛素技术制造人胰岛素 1.AB链合成法：链合成法：以人工合成的人胰岛素以人工合成的人胰岛素A链和链和B链基因分别表达链基因分别表达A链和链和B链，然后再组合起链，然后再组合起来。来。2.反转录酶法：反转录酶法：通过胰岛素原的通过胰岛素原的cDNA合成，合成，表达产物是胰岛素原，经工具酶切开，除去表达产物是胰岛素原，经工具酶切开，除去C-肽得人胰岛素。肽得人胰岛素。Ins A链链Ins B链链转化大肠杆菌转化大肠杆菌发酵发酵A

45、链链B链链纯化纯化二硫键二硫键活性胰岛素活性胰岛素AB链合成人胰岛素链合成人胰岛素质质粒粒Ins mRNA反转录反转录Ins cDNA转化大肠杆菌转化大肠杆菌PCR连接连接胰岛素原胰岛素原活性胰岛素活性胰岛素二硫键酶切酶切 提取质粒提取质粒限制性内切酶酶切限制性内切酶酶切 反转录酶法合成人胰岛素反转录酶法合成人胰岛素核核 酸酸 药药 物物nucleic acid medicine依据化学结构和组成分类：分四类依据化学结构和组成分类：分四类核酸碱基及其衍生物核酸碱基及其衍生物1核苷及其衍生物核苷及其衍生物2核苷酸及其衍生物核苷酸及其衍生物3多核苷酸多核苷酸4依据结构特点及临床应用情况分类依据结构

46、特点及临床应用情况分类具有天然结构的核酸类物质具有天然结构的核酸类物质u如：肌苷、如：肌苷、ATP、GTP、CTP、UTP、Co 等等u来源：提取或发酵来源：提取或发酵u特点：毒副作用小特点：毒副作用小自然结构碱基、核苷、核酸类结构的类似物自然结构碱基、核苷、核酸类结构的类似物u如：巯嘌呤、阿糖胞苷、聚肌胞等如：巯嘌呤、阿糖胞苷、聚肌胞等u来源：以核酸类物质为前体通过来源：以核酸类物质为前体通过“化学法化学法”或或“酶法酶法”进行半合成进行半合成u特点：毒性较大特点：毒性较大RNA的生产的生产工业用工业用RNA的提的提取取RNA制备制备具有生物具有生物活性活性RNA的制备的制备.1、工业用RN

47、A的提取稀稀碱碱法法酵母等1 1NaOHNaOH裂裂解胞壁解胞壁溶液HCLHCL中和中和加热破坏酶加热破坏酶冷却到冷却到1010O OC C离心离心RNA溶液调调pH2-2.5pH2-2.5（接近（接近RNAplRNApl）离心离心RNA沉淀浓浓盐盐法法酵母等1010NaCLNaCL9090O OC C提取提取离心离心上清液调调pH2-2.5pH2-2.5离心RNARNA沉淀沉淀2、具有生物活性RNA的制备2.具有生物活性RNA的制备核糖核蛋白的提取：组织匀浆匀浆液0.14MNaCL提取离心上清液（核糖核蛋白）调pH4.5，离心沉淀设法将核酸和蛋白分开（核糖核蛋白）从核糖核蛋白中分离RNA(1

48、)(1)乙醇沉淀法：乙醇沉淀法：核糖核蛋白溶于溶于NaHCONaHCO3 3水相用含辛醇的用含辛醇的氯仿去蛋白氯仿去蛋白乙醇乙醇RNA沉淀(2)(2)盐酸胍法：盐酸胍法：核糖核蛋白2 24 4盐酸胍盐酸胍3838O OC C溶解溶解冷却至冷却至0 0O OC C离心离心RNA沉淀 DNA生产方法生产方法1.工业用工业用DNA的提取的提取核苷酸的制备核苷酸的制备水解法水解法发酵法发酵法半合成法半合成法直接提取法直接提取法.酶水解酶水解:DNA或或RNA为原料制备为原料制备5核苷酸核苷酸常用的酶：橘青霉产生的常用的酶：橘青霉产生的5磷酸二酯酶磷酸二酯酶橘青霉橘青霉培养液培养液压滤压滤酶液酶液【酶解

49、酶解】除菌体除菌体DNA溶液酶解液加热、调加热、调pH9.0pH9.0过滤过滤DNA降解液【离子交换离子交换】吸附于氯型阴离子树脂吸附于氯型阴离子树脂分部洗脱分部洗脱脱氧核苷酸(dCMP、dAMP、dTMP、dGMP)RNA降解降解进一步分离进一步分离戊糖核苷酸碱水解碱水解：可制备：可制备33和和22核苷酸核苷酸发酵法生产核苷酸发酵法生产核苷酸产氨短杆菌发酵生产肌苷酸（产氨短杆菌发酵生产肌苷酸（IMP）：腺嘌呤营养缺陷型）：腺嘌呤营养缺陷型嘌呤核苷酸生物合成途径和代谢调控嘌呤核苷酸生物合成途径和代谢调控 R5PPRPPPRPP转酰胺酶PRAIMP分解腺嘌呤阻遏GMPAMPADPATP反馈抑制S

50、AMPAMPADPATPXMPGMPGDPGTP鸟嘌呤PPGMPATPPRPPGTP次黄嘌呤鸟嘌呤GMPIMP积累的主要途径（前提）保证保证IMP合成路线畅通：合成路线畅通：保证关键酶保证关键酶PRPP转酰胺酶的活力转酰胺酶的活力-解除腺嘌呤及衍解除腺嘌呤及衍生物的组遏和反馈抑制生物的组遏和反馈抑制阻断阻断IMP的去路：的去路：阻断阻断SAMP合成合成 阻断阻断IMP的分解的分解筛选获得缺乏筛选获得缺乏SAMP合成酶的腺嘌呤缺合成酶的腺嘌呤缺陷菌株，提供亚适量的腺嘌呤。陷菌株，提供亚适量的腺嘌呤。使积累的使积累的IMP渗透到细胞外：渗透到细胞外：增大细胞膜通透性增大细胞膜通透性选育选育Mn2+