生物制药国内外情况课件.ppt
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- 生物制药 国内外 情况 课件
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1、2022-12-152主要内容主要内容生物医药行业基本情况生物医药行业基本情况2我国生物医药行业状况我国生物医药行业状况4生物技术发展简史生物技术发展简史3 1生物医药在国外的发展概况生物医药在国外的发展概况3 3生物医药的研究发展趋势生物医药的研究发展趋势3 5生物药物的性质和分类生物药物的性质和分类62022-12-153信息经济向生物经济的转变信息经济向生物经济的转变v 因特网(因特网(Internet)对人类的信息沟通带)对人类的信息沟通带来了巨大的革命,而基因领域的革命则能来了巨大的革命,而基因领域的革命则能够从根本上改变人类的命运。够从根本上改变人类的命运。v 20世纪末,许多有识
2、之士就高屋建瓴地预世纪末,许多有识之士就高屋建瓴地预言,言,21世纪将是生命科学的世纪。我们已世纪将是生命科学的世纪。我们已跨入跨入21世纪,这预言已成为越来越多人的世纪,这预言已成为越来越多人的共识。共识。v 由于生命科学、生物技术的不断创新,引由于生命科学、生物技术的不断创新,引发了经济与社会深刻、广泛、持久的变化,发了经济与社会深刻、广泛、持久的变化,因此,许多人提出,因此,许多人提出,21世纪我们不仅将迎世纪我们不仅将迎来一个生命科学的世纪,而且将迎来一个来一个生命科学的世纪,而且将迎来一个生物经济时代。生物经济时代。2022-12-1542022-12-155第一节第一节 生物技术发
3、展简史生物技术发展简史v传统生物技术阶段传统生物技术阶段v特点特点2022-12-156第一节第一节 生物技术发展简史生物技术发展简史v近代生物技术阶段近代生物技术阶段2022-12-157生物技术发展简史v现代生物技术现代生物技术2022-12-158现代生物技术包括重组重组DNA技术技术细胞和原生质体融合技术细胞和原生质体融合技术酶和细胞的固定化技术酶和细胞的固定化技术植物脱毒和快速繁殖技术植物脱毒和快速繁殖技术动物和植物细胞的大量培养技术动物和植物细胞的大量培养技术动物胚胎工程技术动物胚胎工程技术现代微生物发酵技术现代微生物发酵技术生物反应工程和分离工程技术生物反应工程和分离工程技术蛋白
4、质工程技术蛋白质工程技术海洋生物技术海洋生物技术2022-12-159重组重组DNA技术技术DNA重组,重组是遗传物质的重新组合,一般也伴随着遗重组,重组是遗传物质的重新组合,一般也伴随着遗传物质的转移的过程。用人工方法将需要的特定基因传物质的转移的过程。用人工方法将需要的特定基因(供体供体)与载体与载体DNA连接,再将它们一起转移到另一种生物宿主细连接,再将它们一起转移到另一种生物宿主细胞胞(受体受体)中,并与宿主细胞中,并与宿主细胞DNA整合,当宿主细胞增殖时整合,当宿主细胞增殖时,目的基因也随着增殖,从而改变了宿主细胞的某些遗传特目的基因也随着增殖,从而改变了宿主细胞的某些遗传特性并表达
5、目的基因编码的蛋白质,也可以说是无性拼接繁性并表达目的基因编码的蛋白质,也可以说是无性拼接繁殖法传递遗传信息。殖法传递遗传信息。2022-12-1510细胞和原生质体融合技术细胞和原生质体融合技术细胞融合细胞融合(cellfusion)或细胞杂交或细胞杂交(cellhybridization)是指真核细胞通过是指真核细胞通过介导和培养,两个或多个细胞合并成一个双核或多核细胞的过程。人工介导和培养,两个或多个细胞合并成一个双核或多核细胞的过程。人工的细胞融合开始于的细胞融合开始于20世纪世纪50年代,年代,60年代到年代到70代作为一门新兴的技术,代作为一门新兴的技术,发展非常快,应用范围也极为
6、广泛,除了同种类细胞间可以融合,种间发展非常快,应用范围也极为广泛,除了同种类细胞间可以融合,种间远缘细胞也能融合,细胞与组织不同,不排斥异类、异种细胞,动物细远缘细胞也能融合,细胞与组织不同,不排斥异类、异种细胞,动物细胞如此,植物细胞也是如此。细胞融合不仅可用于生物学的基础理论研胞如此,植物细胞也是如此。细胞融合不仅可用于生物学的基础理论研究,而且在生产实践上还有重要的应用价值,如目前在究,而且在生产实践上还有重要的应用价值,如目前在单克隆抗体的制单克隆抗体的制备备,核质关系,体细胞的遗传和发育,新品种的培养,免疫作用,疾病,核质关系,体细胞的遗传和发育,新品种的培养,免疫作用,疾病的治疗
7、和性状的改良,潜伏病毒的研究等,已取得了显著的成绩。的治疗和性状的改良,潜伏病毒的研究等,已取得了显著的成绩。2022-12-1511原生质体融合技术原生质体融合技术原生质体是细胞内有生命物质的总称。原生质体融合在理论原生质体是细胞内有生命物质的总称。原生质体融合在理论和实践上都有很大的意义,在植物遗传工程和育种研究上具和实践上都有很大的意义,在植物遗传工程和育种研究上具有广阔的应用前景。它是植物同源,异源多倍体获得的途径有广阔的应用前景。它是植物同源,异源多倍体获得的途径之一,它不仅能克服远源杂交有性不亲和障碍,也可克服传之一,它不仅能克服远源杂交有性不亲和障碍,也可克服传统的通过有性杂交诱
8、导多倍体植株的麻烦,最终将野生种的统的通过有性杂交诱导多倍体植株的麻烦,最终将野生种的远源基因导入栽培种中。原生质体融合技术可望成为作物改远源基因导入栽培种中。原生质体融合技术可望成为作物改良的有力工具之一。良的有力工具之一。2022-12-1512植物脱毒和快速繁殖技术植物脱毒和快速繁殖技术植物脱毒技术,就是利植物脱毒技术,就是利用高温处理,茎尖组织用高温处理,茎尖组织培养等方法,脱除植物培养等方法,脱除植物所感染的病毒,在超净所感染的病毒,在超净无菌的条件下培养不带无菌的条件下培养不带病毒的动植物株,进行病毒的动植物株,进行营养繁殖,快速繁育和营养繁殖,快速繁育和生产出无病毒的种苗、生产出
9、无病毒的种苗、种薯,适用于大田生长。种薯,适用于大田生长。快速无性繁殖技术又称快速无性繁殖技术又称微繁技术,是指通过植微繁技术,是指通过植物的胚、组织或器官等物的胚、组织或器官等进行离体无菌培养,迅进行离体无菌培养,迅速获得大量试管茵的技速获得大量试管茵的技术。它开辟了一条既保术。它开辟了一条既保持生物种性,又高效快持生物种性,又高效快速繁殖良种后代的新途速繁殖良种后代的新途径。径。2022-12-1513动物和植物细胞的大量培养技术动物和植物细胞的大量培养技术细胞培养细胞培养(cellculture):是指从活体中取出小块组织分离出细胞,:是指从活体中取出小块组织分离出细胞,在一定条件下进行
10、培养,使之能继续生存,生长,增殖的一种在一定条件下进行培养,使之能继续生存,生长,增殖的一种方法。优点:离体条件下观察细胞生命活动规律,不受体内环方法。优点:离体条件下观察细胞生命活动规律,不受体内环境影响,可人为改变条件,进一步观察生理功能的改变。境影响,可人为改变条件,进一步观察生理功能的改变。2022-12-1514胚胎工程主要是对哺乳动物的胚胎进行某种人为的工程技术操作,然后胚胎工程主要是对哺乳动物的胚胎进行某种人为的工程技术操作,然后让它继续发育,获得人们所需要的成体动物的新技术。实际上是动物细让它继续发育,获得人们所需要的成体动物的新技术。实际上是动物细胞工程的拓展与延伸。早在年,
11、英国剑桥大学的赫普就在兔子胞工程的拓展与延伸。早在年,英国剑桥大学的赫普就在兔子身上首次成功地进行了受精卵的移植实验。到本世纪年代,这项技身上首次成功地进行了受精卵的移植实验。到本世纪年代,这项技术已在畜牧业上获得了越来越明显的效益。进入年代,出现了专门术已在畜牧业上获得了越来越明显的效益。进入年代,出现了专门从事受精卵移植的企业。高等动物的受精卵移植又叫从事受精卵移植的企业。高等动物的受精卵移植又叫“家畜胚胎移植家畜胚胎移植”。它是将优良种畜的早期胚胎从供体母畜体中取出来,移到受体母畜输卵它是将优良种畜的早期胚胎从供体母畜体中取出来,移到受体母畜输卵管或子宫中,管或子宫中,“借腹怀胎借腹怀胎
12、”繁殖优良牲畜的技术。繁殖优良牲畜的技术。动物胚胎工程技术动物胚胎工程技术2022-12-1515现代微生物发酵技术现代微生物发酵技术面包,馒头,酸奶,酒,酱油,醋,酱,泡菜,酸菜,腐面包,馒头,酸奶,酒,酱油,醋,酱,泡菜,酸菜,腐乳,醪糟,奶酪等,是直接由微生物发酵产生的。现代发乳,醪糟,奶酪等,是直接由微生物发酵产生的。现代发酵工程自抗生素工业的建立而兴起后,氨基酸、柠檬酸、酵工程自抗生素工业的建立而兴起后,氨基酸、柠檬酸、酶制剂、甾体激素、维生素、单细胞蛋白、微生物农药等酶制剂、甾体激素、维生素、单细胞蛋白、微生物农药等独立发酵工业体系也相继兴起。独立发酵工业体系也相继兴起。2022-
13、12-1516蛋白质工程技术蛋白质工程技术所谓蛋白质工程,就是利用基因工程手段,包括基因的定所谓蛋白质工程,就是利用基因工程手段,包括基因的定点突变和基因表达对蛋白质进行改造,以期获得性质和功点突变和基因表达对蛋白质进行改造,以期获得性质和功能更加完善的蛋白质分子。对动植物体内参与重要生命活能更加完善的蛋白质分子。对动植物体内参与重要生命活动的动的酶酶加以修饰和改造,是蛋白质工程未来发展的一个重加以修饰和改造,是蛋白质工程未来发展的一个重要目标。有朝一日,人们一定能够通过蛋白质工程来设计、要目标。有朝一日,人们一定能够通过蛋白质工程来设计、控制那些与控制那些与DNA相互作用的调控蛋白质,到那时
14、,可以人相互作用的调控蛋白质,到那时,可以人为地控制遗传、改造生命。为地控制遗传、改造生命。2022-12-1517生物技术发展史上不能忘记的人孟德尔学派孟德尔学派Mendel(奥地利原天主教神父)(奥地利原天主教神父)1865年他根据豌年他根据豌豆七对不同性状豆七对不同性状的杂交实验的杂交实验,发现发现生殖细胞成熟中生殖细胞成熟中同对因子分离同对因子分离,异异对因子自由组合对因子自由组合两条遗传规律两条遗传规律,即即遗传学分离规律遗传学分离规律和自由组合规律和自由组合规律.为遗传学提供了为遗传学提供了数学基础数学基础,创立了创立了孟德尔学派。孟德尔学派。2022-12-1518T H Mor
15、gan(1866-1945)摩尔根摩尔根美国遗传学家美国遗传学家 从从1910年到年到30年代他在果蝇遗传年代他在果蝇遗传实验中进一步证实了孟德尔分离定律实验中进一步证实了孟德尔分离定律和自由组合定律。他的两大重要发现和自由组合定律。他的两大重要发现:一是发现基因在染色体上,二是发:一是发现基因在染色体上,二是发现遗传的基因链锁和互换定律。建立现遗传的基因链锁和互换定律。建立了摩尔根基因学说。了摩尔根基因学说。他的格言:他的格言:“实验方法的本质在实验方法的本质在于每一种见解和假说都必须通过实验于每一种见解和假说都必须通过实验的检验,然后才被承认其科学地位。的检验,然后才被承认其科学地位。摩尔
16、根基因学说摩尔根基因学说生物技术发展史上不能忘记的人2022-12-1519J D WatsonF H C CrickDNA双螺旋结构双螺旋结构1953年年4月月25日,英国日,英国自然自然杂志发表了沃森和克立杂志发表了沃森和克立克的文章克的文章“核酸的分子结构核酸的分子结构DNA的一个结构模型的一个结构模型”。标志着标志着DNA双螺旋结构的建立,从此,遗传学和生物学双螺旋结构的建立,从此,遗传学和生物学的历史从细胞阶段进入了分子阶段。的历史从细胞阶段进入了分子阶段。生物技术发展史上不能忘记的人2022-12-1520F Sanger 桑格(英国化学家)最早测桑格(英国化学家)最早测定胰岛素的
17、氨基酸顺序获得定胰岛素的氨基酸顺序获得19581958年诺贝尔化奖。年诺贝尔化奖。2222年后,他因测年后,他因测定了一种噬菌体的一级结构获定了一种噬菌体的一级结构获19801980年的诺贝尔化学奖。年的诺贝尔化学奖。W Gilbert吉尔伯特在吉尔伯特在DNADNA测序领测序领域,因其卓越的工作获域,因其卓越的工作获得得19801980年诺贝尔化学奖。年诺贝尔化学奖。生物技术发展史上不能忘记的人2022-12-1521Paul Berg“重组重组DNA技术之父技术之父”伯格(美国生物化学家)通过伯格(美国生物化学家)通过把两个不同来源的把两个不同来源的DNA连结在连结在一起并发挥其应有的生物
18、学功一起并发挥其应有的生物学功能,证明了完全可以在体外对能,证明了完全可以在体外对基因进行操作。他作为基因进行操作。他作为“重组重组DNA技术之父技术之父”于于1980年获诺年获诺贝尔化奖。贝尔化奖。生物技术发展史上不能忘记的人2022-12-1522Kary B Mullis1985年穆利斯发明了高效复制年穆利斯发明了高效复制DNA片段的聚合酶链式反应片段的聚合酶链式反应(PCR)技术,利用该技术可)技术,利用该技术可从极其微量的样品中大量生产从极其微量的样品中大量生产DNA分子,使基因工程获得了分子,使基因工程获得了革命性发展。革命性发展。生物技术发展史上不能忘记的人2022-12-152
19、3安德鲁安德鲁法尔法尔将将2006年诺贝尔生理学或医学奖授予两名美国科学年诺贝尔生理学或医学奖授予两名美国科学家安德鲁家安德鲁法法尔和克雷格尔和克雷格梅洛,以表彰他们梅洛,以表彰他们在在1998年年发现了发现了RNA干扰现象。干扰现象。克雷格克雷格梅洛梅洛生物技术发展史上不能忘记的人2022-12-1524第二节 生物医药行业基本情况 生物制药生物制药生物技术生物技术(Biotechnology)生物工程(生物工程(Bioengineering)基因工程(基因工程(Genetic Engineering)生物技术药物生物技术药物基本概念基本概念2022-12-1525生物制药生物制药生物制药生
20、物制药是指利用是指利用生物体生物体或或生物过程生物过程生产生产药物的技术。主要阐述生物药物,特别是生物工程相药物的技术。主要阐述生物药物,特别是生物工程相关药物的研制原理、生产工艺、分离纯化、制剂和生关药物的研制原理、生产工艺、分离纯化、制剂和生物药品分析技术的应用学科。物药品分析技术的应用学科。2022-12-1526生物技术药物生物技术药物狭义生物技术药物狭义生物技术药物即即基因工程产品、抗体工程产品或细胞工程产品基因工程产品、抗体工程产品或细胞工程产品,如,如用大肠杆菌、酵母或哺乳动物细胞表达的重组蛋白、用大肠杆菌、酵母或哺乳动物细胞表达的重组蛋白、用杂交瘤技术生产的治疗性抗体、用细胞培
21、养技术制用杂交瘤技术生产的治疗性抗体、用细胞培养技术制备的组织工程产品等备的组织工程产品等。广义生物技术药物广义生物技术药物包括从血液、尿液或组织中提取的生物活性物质,用包括从血液、尿液或组织中提取的生物活性物质,用细胞培养方法生产的减毒或灭毒疫苗等。细胞培养方法生产的减毒或灭毒疫苗等。2022-12-1527生物技术生物技术(Biotechnology)用活的生物体(或生物体的物质)来改进产品、改良植物和用活的生物体(或生物体的物质)来改进产品、改良植物和动物,或为特殊用途而培养微生物的技术动物,或为特殊用途而培养微生物的技术。生物工程(生物工程(Bioengineering)生物技术的统称
22、,是指运用生物化学、分子生物学、微生物生物技术的统称,是指运用生物化学、分子生物学、微生物学、遗传学等原理与生化工程相结合来改造或重新创造设计学、遗传学等原理与生化工程相结合来改造或重新创造设计细胞的遗传物质、培育出新品种,以工业规模利用现有生物细胞的遗传物质、培育出新品种,以工业规模利用现有生物体系,以生物化学过程来制造工业产品。简言之,就是将活体系,以生物化学过程来制造工业产品。简言之,就是将活的生物体、生命体系或生命过程产业化过程。的生物体、生命体系或生命过程产业化过程。2022-12-1528基因工程(基因工程(Genetic Engineering)是现代生物工程的核心。(也叫遗传工
23、程、基因重组技术)是现代生物工程的核心。(也叫遗传工程、基因重组技术)就是将不同生物的基因在体外剪切组合,并和载体(质粒、就是将不同生物的基因在体外剪切组合,并和载体(质粒、噬菌体、病毒)噬菌体、病毒)DNA连接,然后转入微生物或细胞内,进连接,然后转入微生物或细胞内,进行克隆(行克隆(Clone),并使转入的基因在细胞),并使转入的基因在细胞/微生物内表达微生物内表达产生所需要的蛋白质。产生所需要的蛋白质。2022-12-1529生物医药行业特征生物医药行业特征高技术高技术高收益长周期高投入高风险2022-12-1530高技术高技术主要表现在其高知识层次的人才和高新的技术手段主要表现在其高知
24、识层次的人才和高新的技术手段生物制药是一种知识密集、技术含量高、多学科高度综合互相生物制药是一种知识密集、技术含量高、多学科高度综合互相渗透的新兴产业。以基因工程药物为例,上游技术渗透的新兴产业。以基因工程药物为例,上游技术(即工程菌的即工程菌的构建构建)涉与到目的基因的合成、纯化、测序;基因的克隆、导入;涉与到目的基因的合成、纯化、测序;基因的克隆、导入;工程菌的培养及筛选;下游技术涉及到目标蛋白的纯化及工艺工程菌的培养及筛选;下游技术涉及到目标蛋白的纯化及工艺放大,产品质量的检测及保证。生物医药的应用扩大了疑难病放大,产品质量的检测及保证。生物医药的应用扩大了疑难病症的研究领域,使原先威胁
25、人类生命健康的重大疾病得以有效症的研究领域,使原先威胁人类生命健康的重大疾病得以有效控制。控制。2022-12-1531高投入生物制药是一个投入相当大的产业,主要用于新产品的研究开发与生物制药是一个投入相当大的产业,主要用于新产品的研究开发与医药厂房的建造和设备仪器的配置方面。医药厂房的建造和设备仪器的配置方面。目前国外研究开发一个新的生物医药的平均费用在目前国外研究开发一个新的生物医药的平均费用在1-3亿美元亿美元左右,并随新药开发难度的增加而增加左右,并随新药开发难度的增加而增加(目前有的已接近目前有的已接近10亿亿美元美元)。一些大型生物制药公司的研究开发费用占销售额的比。一些大型生物制
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