高一生物生物工程药物与疫苗.ppt
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1、高一生物生物工程药物与疫苗生物工程是应用自然科学及工程学的原理,依靠微生物、动物、植物作为反应器将物料进行生物工程是应用自然科学及工程学的原理,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的技术。通常包括基因工程、细胞工程、发酵工程、酶工程四方加工以提供产品为社会服务的技术。通常包括基因工程、细胞工程、发酵工程、酶工程四方面内容。面内容。2021/2/282一、一、生物工程药物生物工程药物基因工程药物基因工程药物细胞工程药物细胞工程药物酶工程药物酶工程药物发酵工程药物发酵工程药物2021/2/2831 1、基因工程药物、基因工程药物(1)基因工程药物的概念)基因工程药物的
2、概念基因工程药物是以重组基因工程药物是以重组DNADNA为核心技术,通过将一个生物体内有用的目的基因转移到另一个生物体中,为核心技术,通过将一个生物体内有用的目的基因转移到另一个生物体中,并表达所需要的产物并表达所需要的产物药物的过程。药物的过程。2021/2/284(2)转入基因的生物:)转入基因的生物:细菌细菌动物动物植物植物2021/2/285(3)基因工程药物的生产过程获得目的基因获得目的基因构建基因工程菌构建基因工程菌工程菌大规模培养工程菌大规模培养分离提取目的产物分离提取目的产物重组质粒重组质粒2021/2/2861、基因工程药物、基因工程药物干扰素的生产:干扰素的生产:什么是干扰
3、素?什么是干扰素?传统方法:从人血液中的白细胞内提取传统方法:从人血液中的白细胞内提取 每每300L300L血液才能提取血液才能提取1mg 1mg 基因工程:基因工程:将干扰素基因转移到大肠杆菌中将干扰素基因转移到大肠杆菌中 每千克培养液可提取每千克培养液可提取20-40 mg20-40 mg 干扰素口服无效,须注射给药,最初的主要作用是抗病毒,后来发现其有很重要的免疫调节作用。干扰素口服无效,须注射给药,最初的主要作用是抗病毒,后来发现其有很重要的免疫调节作用。2021/2/287演 示 文 稿1 23 后 等酷彩娱乐 冈曱夻2021/2/2881、基因工程药物、基因工程药物干扰素生产车间2
4、021/2/289(4)实例:大肠杆菌合成人胰岛素(5)其他基因工程药物:2021/2/28102、细胞工程药物、细胞工程药物传统动植物药物具有高效、低毒、副作用少的特点。传统动植物药物具有高效、低毒、副作用少的特点。野生药用植物越来越少,如何才能获得珍贵药材?野生药用植物越来越少,如何才能获得珍贵药材?2021/2/2811(1)细胞工程药物的概念细胞工程药物的概念细胞工程药物的概念细胞工程药物的概念细胞工程药物是在细胞水平上的遗传操作,即通过细胞融合、核质移植、染色体移植等技术,改造并筛细胞工程药物是在细胞水平上的遗传操作,即通过细胞融合、核质移植、染色体移植等技术,改造并筛细胞工程药物是
5、在细胞水平上的遗传操作,即通过细胞融合、核质移植、染色体移植等技术,改造并筛细胞工程药物是在细胞水平上的遗传操作,即通过细胞融合、核质移植、染色体移植等技术,改造并筛选特定的细胞株或细胞系,再通过规模培养获得药物的过程。选特定的细胞株或细胞系,再通过规模培养获得药物的过程。选特定的细胞株或细胞系,再通过规模培养获得药物的过程。选特定的细胞株或细胞系,再通过规模培养获得药物的过程。2021/2/2812(2)植物细胞(组织)培养)植物细胞(组织)培养细胞培养的人参愈伤组织2021/2/2813植物细胞(组织)培养流程植物细胞(组织)培养流程悬浮细胞培养悬浮细胞培养提取纯化提取纯化产物产物脱分化:
6、离体的植物器官、组织或细胞,在培养了一段时间后,会通过细胞分裂,形成愈伤组织。愈伤组织脱分化:离体的植物器官、组织或细胞,在培养了一段时间后,会通过细胞分裂,形成愈伤组织。愈伤组织的细胞排列疏松而无规则,是一种高度液泡化的呈无定形状态的薄壁细胞。的细胞排列疏松而无规则,是一种高度液泡化的呈无定形状态的薄壁细胞。收集细胞收集细胞药物制剂药物制剂通过植物组织培养的药物:奎宁、长春碱、洋地黄、紫草素、人参皂甙等通过植物组织培养的药物:奎宁、长春碱、洋地黄、紫草素、人参皂甙等2021/2/2814动物细胞(组织)培养动物细胞(组织)培养2021/2/2815动物细胞融合动物细胞融合2021/2/281
7、6(3)单克隆抗体)单克隆抗体概念:单个概念:单个B淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合后进行无性繁殖得到的化学性质单一,特异性强的抗体。淋巴细胞与骨髓瘤细胞融合后进行无性繁殖得到的化学性质单一,特异性强的抗体。2021/2/2817(3)单克隆抗体的制备)单克隆抗体的制备2021/2/2818抗原刺激抗原刺激B淋巴细胞淋巴细胞浆细胞浆细胞骨髓瘤细胞骨髓瘤细胞融合融合筛选筛选杂交瘤细胞杂交瘤细胞扩增扩增体内(外)培养体内(外)培养单克隆抗体单克隆抗体小结:小结:2021/2/2819单克隆抗体的特点:特异性强、灵敏度高应用:单克隆抗体诊断试剂盒2021/2/2820 现在人们所说的生物药物,是泛指包括生物
8、制品在内的生物体的初级和次级代谢产物及生物体的某一组成现在人们所说的生物药物,是泛指包括生物制品在内的生物体的初级和次级代谢产物及生物体的某一组成部分,甚至整个生物体用作诊断和治疗疾病的医药品。例如,从动、植物中提取生化药物,利用微生物发酵或部分,甚至整个生物体用作诊断和治疗疾病的医药品。例如,从动、植物中提取生化药物,利用微生物发酵或动植物细胞组织培养,转化生产的药物。而生物工程药物,一般是指利用动植物细胞组织培养,转化生产的药物。而生物工程药物,一般是指利用DNA重组技术,或其他生物工程生产重组技术,或其他生物工程生产的药物,包括基因工程药物、酶工程药物、动植物细胞工程药物等。其品种主要包
9、括用于预防疾病的疫苗、疫的药物,包括基因工程药物、酶工程药物、动植物细胞工程药物等。其品种主要包括用于预防疾病的疫苗、疫情检测和临床诊断的试剂、治疗疾病的药物等。当然,生物工程药物也属于生物药物。情检测和临床诊断的试剂、治疗疾病的药物等。当然,生物工程药物也属于生物药物。生物技术制药与传统的生物制药有内在联系,同时又有明显区别。传统的生化制药,采用普通技术,从动物或生物技术制药与传统的生物制药有内在联系,同时又有明显区别。传统的生化制药,采用普通技术,从动物或植物中提取药物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物。但是,利用生植物中提取药物不属于生物技术制药,如传统
10、中药和从动物组织、器官或血液中提取生化药物。但是,利用生物技术也可以生产传统生物制药的产品。物技术也可以生产传统生物制药的产品。2021/2/2821二、基因工程疫苗二、基因工程疫苗1 1、疫苗的概念:是一类接种后能激发人体免疫反应来抵抗某些传染病的生物制品。、疫苗的概念:是一类接种后能激发人体免疫反应来抵抗某些传染病的生物制品。作用:疫苗是一种特殊的药物,它不是用于治疗疾病,而是用于预防疾病。作用:疫苗是一种特殊的药物,它不是用于治疗疾病,而是用于预防疾病。传统疫苗传统疫苗灭活疫苗灭活疫苗减毒疫苗减毒疫苗新型疫苗新型疫苗基因工程疫苗基因工程疫苗核酸疫苗核酸疫苗生物工程疫苗主要是指基因工程疫苗
11、生物工程疫苗主要是指基因工程疫苗2 2、类型、类型:亚单位疫苗亚单位疫苗2021/2/2822减毒疫苗减毒疫苗概念:概念:优点:一般只需接种一次,接种量少,免疫持续的时间长,效果好。优点:一般只需接种一次,接种量少,免疫持续的时间长,效果好。缺点:保留一定的残余毒力,对免疫缺陷者可引起严重感染;个别活疫苗在应用过程中有毒力回升现象;缺点:保留一定的残余毒力,对免疫缺陷者可引起严重感染;个别活疫苗在应用过程中有毒力回升现象;制作时,如果减毒不够会造成被接种者严重感染;过度减毒又会造成免疫原性不足或丧失,失去活疫苗制作时,如果减毒不够会造成被接种者严重感染;过度减毒又会造成免疫原性不足或丧失,失去
12、活疫苗的作用;减毒疫苗需低温保存和运输。的作用;减毒疫苗需低温保存和运输。常见减毒疫苗:常见减毒疫苗:2021/2/2823灭活疫苗灭活疫苗概念:优点:制备简单,保存时间较长,相对较安全。优点:制备简单,保存时间较长,相对较安全。缺点:免疫力较差,接种剂量较大且需多次接种。缺点:免疫力较差,接种剂量较大且需多次接种。常见灭活疫苗:常见灭活疫苗:2021/2/2824亚单位疫苗亚单位疫苗用天然微生物的某些成分的亚单位作为疫苗的,称为亚单位疫苗2021/2/28253、基因工程疫苗的生产优点:可删除细菌和病毒中抗原物质的基因或基因片断。优点:可删除细菌和病毒中抗原物质的基因或基因片断。生产过程:将
13、病原体的某个或某几个抗原基因转入适当的宿主细胞,进行表达,获得的表达生产过程:将病原体的某个或某几个抗原基因转入适当的宿主细胞,进行表达,获得的表达产物就可以作为疫苗。产物就可以作为疫苗。2021/2/2826l例如,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例如,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的工程菌,然后将它在发酵罐中进行大规模培养。一般每升酵母发酵液中可产出基因的工程菌,然后将它在发酵罐中进行大规模培养。一般每升酵母发酵液中可产出50100mg具有免疫具有免疫活性的表面抗原蛋白,经分离、提
14、纯后,用福尔马林和氢氧化铝吸附,制成乙肝疫苗。活性的表面抗原蛋白,经分离、提纯后,用福尔马林和氢氧化铝吸附,制成乙肝疫苗。l人们甚至将乙肝抗原基因转到西红柿中,经栽培,获得转乙肝抗原基因西红柿,食用后可预防乙肝。人们甚至将乙肝抗原基因转到西红柿中,经栽培,获得转乙肝抗原基因西红柿,食用后可预防乙肝。2021/2/2827全球生物医药产业发展迅猛生物药品的销售呈现较快的增长。上世纪90年代以后,全球生物药品销售额以年均30%的速度增长,这个速度大大高于全医药行业年均不到10%的增长速度。生物药品销售额占整个医药行业销售额的比例不断提高,从1995年的不足4%提高到2000年的9%。如2000年全
15、球生物技术产品总额突破600亿美元,年增长率超过20%,其中EPO和CG-CSF的单品种销售额均超过10亿美元。另一方面,生物医药技术的研发投入不断增加。以美国为例,生物医药研究研发领域的人均投入为其他工业领域的10倍。2021/2/2828发展的有利条件 1.我国生物制药产业与国外几乎是同时起步,差距较小。2.我国具有一支接受过现代生命科学基础训练并且从事过高层次研究的“海外军团”。据统计,改革开放以来的32万名留学生中,学习生命科学的接近60%。3.加入WTO后,跨国公司竞相在华建立研发基地。4.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。5.目前国家推
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