高中生物第二章生物科学与工业2.3生物工程药物和疫苗1省公开课一等奖新名师优质课获奖PPT课件.pptx

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第3节 生物工程药品和疫苗,第1页,生物工程,是应用自然科学及工程学原理，依靠微生物、动物、植物作为反应器将物料进行加工以提供产品为社会服务技术。通常包含基因工程、细胞工程、发酵工程、酶工程四方面内容。,第2页,一、,生物工程药品,基因工程药品,细胞工程药品,酶工程药品,发酵工程药品,第3页,1、基因工程药品,（1）基因工程药品概念,基因工程药品是以重组DNA为关键技术，经过将一个生物体内有用目标基因转移到另一个生物体中，并表示所需要产物药品过程。,第4页,（2）转入基因生物：,细菌,动物,植物,第5页,（3）基因工程药品生产过程,取得目标基因,构建基因工程菌,工程菌大规模培养,分离提取目标产物,重组质粒,第6页,1、基因工程药品,干扰素生产：,什么是干扰素？,传统方法：从人血液中白细胞内提取,每300L血液才能提取1mg,基因工程：,将干扰素基因转移到大肠杆菌中,每千克培养液可提取20-40 mg,干扰素口服无效，须注射给药，最初主要作用是抗病毒，以后发觉其有很主要免疫调整作用。,第7页,1、基因工程药品,干扰素生产车间,第8页,(4)实例：大肠杆菌合成人胰岛素,（5）其它基因工程药品：,第9页,2、细胞工程药品,传统动植物药品含有高效、低毒、副作用少特点。,野生药用植物越来越少，怎样才能取得宝贵药材？,第10页,（1）,细胞工程药品概念,细胞工程药品是在细胞水平上遗传操作，即经过,细胞融合、核质移植、染色体移植,等技术，改造并筛选特定细胞株或细胞系，再经过规模培养取得药品过程。,第11页,（2）植物细胞（组织）培养,细胞培养人参愈伤组织,第12页,植物细胞（组织）培养流程,悬浮细胞培养,提取纯化,产物,脱分化：,离体植物器官、组织或细胞，在培养了一段时间后，会经过细胞分裂，形成愈伤组织。愈伤组织细胞排列疏松而无规则，是一个高度液泡化呈无定形状态薄壁细胞。,搜集细胞,药品制剂,经过植物组织培养药品：奎宁、长春碱、洋地黄、紫草素、人参皂甙等,第13页,动物细胞（组织）培养,第14页,动物细胞融合,第15页,（3）单克隆抗体,概念：单个B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合后进行无性繁殖得到化学性质单一，特异性强抗体。,第16页,（3）单克隆抗体制备,第17页,抗原刺激,B淋巴细胞,浆细胞,骨髓瘤细胞,融合,筛选,杂交瘤细胞,扩增,体,内（外）,培养,单克隆抗体,小结：,第18页,单克隆抗体特点：,特异性强、灵敏度高,应用：单克隆抗体诊疗试剂盒,第19页,现在人们所说生物药品，是泛指包含生物制品在内生物体初级和次级代谢产物及生物体某一组成部分，甚至整个生物体用作诊疗和治疗疾病医药品。比如，从动、植物中提取生化药品，利用微生物发酵或动植物细胞组织培养，转化生产药品。而生物工程药品，普通是指利用DNA重组技术，或其它生物工程生产药品，包含基因工程药品、酶工程药品、动植物细胞工程药品等。其品种主要包含用于预防疾病疫苗、疫情检测和临床诊疗试剂、治疗疾病药品等。当然，生物工程药品也属于生物药品。,生物技术制药与传统生物制药有内在联络，同时又有显著区分。传统生化制药，采取普通技术，从动物或植物中提取药品不属于生物技术制药，如传统中药和从动物组织、器官或血液中提取生化药品。不过，利用生物技术也能够生产传统生物制药产品。,第20页,二、基因工程疫苗,1、疫苗概念：,是一类接种后能激发人体免疫反应来抵抗一些传染病生物制品。,作用：,疫苗是一个特殊药品，它不是用于治疗疾病，而是用于预防疾病。,传统疫苗,灭活疫苗,减毒疫苗,新型疫苗,基因工程疫苗,核酸疫苗,生物工程疫苗主要是指基因工程疫苗,2、类型,：,亚单位疫苗,第21页,减毒疫苗,概念：,优点：普通只需接种一次，接种量少，免疫连续时间长，效果好。,缺点：保留一定残余毒力，对免疫缺点者可引发严重感染；个别活疫苗在应用过程中有毒力回升现象；制作时，假如减毒不够会造成被接种者严重感染；过分减毒又会造成免疫原性不足或丧失，失去活疫苗作用；减毒疫苗需低温保留和运输。,常见减毒疫苗：,第22页,灭活疫苗,概念：,优点：制备简单，保留时间较长，相对较安全。,缺点：免疫力较差，接种剂量较大且需屡次接种。,常见灭活疫苗：,第23页,亚单位疫苗,用天然微生物一些成份亚单位作为疫苗，称为亚单位疫苗,第24页,3、基因工程疫苗生产,优点：,可删除细菌和病毒中抗原物质基因或基因片断。,生产过程：,将病原体某个或某几个,抗原基因转入,适当,宿主细胞,，进行表示，,取得,表示,产物,就能够作为疫苗。,第25页,比如，乙型肝炎抗体疫苗，就是将乙肝病毒表面基因转入酵母或动物细胞，构建乙型肝炎病毒表面抗原基因工程菌，然后将它在发酵罐中进行大规模培养。普通每升酵母发酵液中可产出50100mg含有免疫活性表面抗原蛋白，经分离、提纯后，用福尔马林和氢氧化铝吸附，制成乙肝疫苗。,人们甚至将乙肝抗原基因转到西红柿中，经栽培，取得转乙肝抗原基因西红柿，食用后可预防乙肝。,第26页,全球生物医药产业发展迅猛,生物药品销售展现较快增加。上世纪90年代以后，全球生物药品销售额以年均,30%,速度增加，这个速度大大高于全医药行业年均不到10%增加速度。,生物药品销售额占整个医药行业销售额百分比不停提升，从1995年不足4%提升到年9%。如年全球生物技术产品总额突破600亿美元，年增加率超出20%，其中EPO和CG-CSF单品种销售额均超出10亿美元。,另首先，生物医药技术研发投入不停增加。以美国为例，生物医药研究研发领域人均投入为其它工业领域10倍。,第27页,发展有利条件,我国生物制药产业与国外几乎是同时起步，差距较小。,我国含有一支接收过当代生命科学基础训练而且从事过高层次研究“海外军团”。据统计，改革开放以来32万名留学生中，学习生命科学靠近60%。,加入WTO后，跨国企业竞相在华建立研发基地。,国家出台了一系列政策，扶植生物制药产业，地方政府也纷纷将生物制药确立为支柱产业。,当前国家推行药品生产强制认证制度也有利于生物制药发展。,第28页,发展前景,我国生物制药产业增加速度逐年加紧，年生物制药销售增加率到达21.6%，大大高于医药行业12%增加速度。,当前我国能够生产21种生物医药，世界上销售额排名前10位生物医药中，我国能生产8种。,我国投入临床研究生物医药项目有近150个，其中有10种产品有望成为国家一类新药。,伴随人们生活水平提升（随之带来是药品消费能力提升）加上生物制药企业市场销售网络完善及每年约1-2个新品种投入市场，预计生物制药业每年保持20-25%年增加速度是完全可能，按此测算，到年，我国生物制药市场销售收入将到达130-150亿元，毛利将达40-48亿元。,第29页,领域,开发药品品种,领域,开发药品品种,单克隆体,78,人生长激素,5,疫苗,62,组织纤溶酶原激活剂,4,基因治疗,28,凝血因子,3,白介素,11,集落细胞刺激因子,3,干扰素,10,促红细胞生成素,2,生长因子,10,SOD,1,重组可溶性受体,6,其它,56,反义药品,6,总数,284,正在研究开发生物技术药品类型,第30页,生物技术产业发展,依据国际著名咨询企业安永会计师事务所(Ernst&Young)统计，年全球有超出300种生物技术制品进入末期临床，比年增加50%；研发投入增加34%，到达220亿美元；全球4362个生物技术企业（包含上市企业）利润总额上升15%，到达413亿美元。,尽管总体形势良好，不过产业内部仍涌动着一些暗流：全球生物技术企业亏损幅度有所提升，亏损总额到达120亿美元，比去年提升116%；美国318家上市企业1/3、欧洲102家上市企业20%，手里掌握现金尚不足以支撑一年。,第31页,疫苗基本成份包含抗原、佐剂、防腐剂及其它活性成份。,抗原是疫苗最主要成份，决定疫苗免疫性能。抗原必须是机体以外物质，进入机体后能够有效激发机体免疫反应。作为抗原生物活性物质有：灭活细菌或病毒，经过屡次传代得到减毒细菌或病毒，病毒或细菌提纯物，有效蛋白成份，类病毒，细菌多糖，合成多肽，以及近年来发展DNA疫苗等。,佐剂是能够增强抗原特异性免疫应答物质，它应该无毒、安全，而且稳定，比如油制佐剂。,防腐剂是确保疫苗在储存期不会被微生物污染，预防造成严重问题物质，大多数是化学防腐剂。稳定剂是为确保作为抗原病毒或其它微生物能够存活和维持其免疫活性稳定物质，往往都是糖类，如乳糖、山梨醇等。,另外，疫苗在制备时还需要加入适当缓冲剂、盐类等无活性成份。组成疫苗全部成份和含量必须不影响疫苗效力、纯度和安全性，所以都有严格质量标准。,第32页,生物技术产业发展,年中期我国生物制药平均每股净资产同比增加速度为36.21%，平均净利润同比增加为5.76%。而到了年，生物制药板块能够说是“受害”最深板块，甚至能够用泡沫破碎来形容。10家企业中，一度出现过这么市情：股价在810元区间只剩下天坛生物、四环药业、北生药业和北大高科4家；而股价在68元区间只有海王生物1家；吉林省3只生物制药股与四环生物、金花股份都跌到6元以下。形势告急。,因为我国生物制药业以仿制国外产品为主，企业本身没有投入高额研发费用，所以，从整体上来看，我国生物制药业才没有出现全行业亏损情况。然而股市是市场晴雨表，不停下挫股市最少说明生物医药产业高投入产出周期长特点还没有得到投资者普遍重视。,第33页,年“非典”一定给大家留下了很深印象吧。大家知不知道“,非经典肺炎”元凶是什么呢？,从社会中来,在SARS病毒全基因组测序中发觉，SARS病毒由一个相对稳定RNA病毒特有蛋白质和另外五种蛋白质组成。,它在人体外普通存活数小时，但在人类排泄物中存活长达,4,天，在零摄氏度时甚至能够无限期存活。,冠状病毒,第34页,2、SARS疫苗用于人体临床研究还要经过相关伦理委员会同意，这是为何？这是为了保障受试者权益并确保试验科学性和可靠性。,请同学们阅读书本“从生活中来”，并思索以下问题：,1、我国在这项研究中处于领先地位，国家高度重视、科学家献身精神无疑是主要原因。还有其它原因吗？,这是为了保障受试者权益并确保试验科学性和可靠性。受试者权益、安全和健康必须高于对科学和社会利益考虑。SARS疫苗用于临床，要经过伦理委员会同意和与受试者签定知情同意书，是保障受试者权益主要办法。,我国是SARS疫情主要发生地，对于疫苗研制含有别国所没有迫切性；同时在取得毒株、抗血清等方面拥有一定便利条件；我国在研制灭活疫苗方面拥有较强科研和生产能力。,第35页,曾有教授预言，芯片技术、医药和生物工程这三个领域将是21世纪头30-40年发展最快领域，是世界经济发展火车头。,第36页,3、基因工程疫苗,（1）疫苗概念,疫苗是一类接种后能激发人体免疫反应来抵抗一些传染病生物制品。,我国早在宋朝真宗时期(9981023年)就开始从症状轻微天花病人身上取得疱浆，人工接染到健康儿童，使之产生轻微症状感染，从而取得免疫力，防止引发严重天花和造成死亡。以后这一方法经阿拉伯人传到欧洲，1721年传入英国。英国医生詹纳注意到感染牛痘人不会感染天花。经过屡次试验，詹纳于1796年，从一挤奶女工感染牛痘豆疱中取出疱浆，给一个8岁男孩接种在手臂上。以后再给男孩接种天花疱浆，这个男孩并没有染上天花，证实该男孩对天花确实含有免疫力。这个牛痘疱浆就是天花疫苗，它能够有效地预防天花。经过一百多年努力，1979年4月，世界卫生组织宣告全球毁灭了天花。,第37页,（3）传统疫苗生产,减毒疫苗,也称活疫苗，是指用人工定向变异方法，使病原微生物在极大程度上丧失致病能力，或从自然界筛选毒性高度减弱或基本无毒活细菌或病毒制备成疫苗。,灭活疫苗,也称死疫苗，是选取抗原性强病原微生物，经过人工大量培养后，用化学或物理方法灭活后制备而成疫苗。,第38页,动物细胞（组织）培养,应用：,（1）生产有主要价值蛋白质产品分泌性蛋白质产品,（2）培养皮肤细胞用于移植形成组织,（3）检测有毒物质致癌致畸引发染色体目和结构改变,（4）理论研究:培养正常或异常细胞用于生理、病理、药,理研究,第39页,动物细胞（组织）培养,几个概念：,原代培养：将动物组织用胰蛋白酶处理成单个细胞，配制成一定浓度悬浮液，放入培养瓶中在培养箱中培养过程,传代培养：培养瓶中细胞越来越多，用胰蛋白酶处理使细胞从瓶壁上脱离下来，配制成悬浮液，分瓶培养过程,细胞株：原代培养细胞传至10代左右就不轻易传下去，细胞生长停滞，大部分细胞衰老死亡，少数细胞能存活传到4050代，这部分细胞称为细胞株,细胞系：细胞株传到50左右不能再继续传代，部分细胞遗传物质改变，含有癌变细胞特点，能够在培养条件下无限制传代下去，这部分细胞称为细胞系,第40页,