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基因工程制藥綜述范文第1篇

【關(guān)鍵詞】細(xì)胞培養(yǎng) 生物制藥 應(yīng)用

隨著生命科學(xué)理論和技術(shù)的飛速發(fā)展，細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)的地位和作用日益成熟，動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的研究取得了可觀的效果，并且有著無限的應(yīng)用發(fā)展前景。主要的發(fā)展目標(biāo)包括：開發(fā)生長密度高、目標(biāo)產(chǎn)品分泌量大的細(xì)胞系；研制性能優(yōu)良、吸附與解離容易、重復(fù)利用的微載體；開展規(guī)?；纳锓磻?yīng)器、檢測系統(tǒng)、細(xì)胞培養(yǎng)與產(chǎn)物分離耦合系統(tǒng)等；設(shè)計(jì)新型培養(yǎng)基促進(jìn)生物制品安全；研究三維細(xì)胞的培養(yǎng)條件[1]。

生物制藥即運(yùn)用生物化學(xué)、醫(yī)學(xué)、微生物學(xué)等原理和方法，利用生物機(jī)體、組織、細(xì)胞、體液等生產(chǎn)具有預(yù)防、診斷和治療功能的藥物制品。有關(guān)研究者采用基因重組技術(shù)或其他創(chuàng)新生物技術(shù)生產(chǎn)治療性藥物，主要產(chǎn)品有基因工程藥物、抗體工程藥物、疫苗等幾類。這些產(chǎn)品的開發(fā)研制及生產(chǎn)過程都離不開細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)。

1 疫苗生產(chǎn)

疫苗免疫是最有效的預(yù)防感染性疾病的措施之一。疫苗免疫是指利用病毒性制劑、細(xì)菌性制劑及類毒素等人工主動(dòng)免疫制劑，通過作用于機(jī)體的免疫防御系統(tǒng)起到免疫應(yīng)答作用。傳統(tǒng)的流感疫苗生產(chǎn)多采用雞胚培養(yǎng)，但當(dāng)面臨高致病性流感全球大流行、微生物感染、內(nèi)毒素殘余量多等問題時(shí)，傳統(tǒng)的雞胚生產(chǎn)方法可能難以滿足疫苗市場的需求。隨著細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)的完善及其優(yōu)點(diǎn)的體現(xiàn)積極推進(jìn)使用細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)替代雞胚培養(yǎng)技術(shù)生產(chǎn)流感疫苗，未來將會(huì)越來越多依靠細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)獲得理想的疫苗。與此同時(shí)也存在一些缺陷，尤其是哺乳動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)的病毒疫苗特別適合于工業(yè)的發(fā)展，應(yīng)用微載體大規(guī)模培養(yǎng)細(xì)胞生產(chǎn)流感疫苗，使得流感病毒適應(yīng)傳代細(xì)胞（如VERO細(xì)胞），該細(xì)胞不僅培養(yǎng)條件要求不高而且遺傳性狀穩(wěn)定，對多種病毒的感染敏感[2]，如利用生物反應(yīng)器大規(guī)模進(jìn)行病毒繁殖，可實(shí)現(xiàn)流感疫苗的規(guī)?；a(chǎn)。MDCK細(xì)胞系是被公認(rèn)為最適于生產(chǎn)甲、乙型流感病毒疫苗的細(xì)胞系，對流感病毒增殖快、感染效率高，且不易變異[3]。其中典型代表，如巴斯德公司利用1000L反應(yīng)器微載體培養(yǎng)Vero細(xì)胞生產(chǎn)人用狂犬病疫苗和脊髓灰質(zhì)炎疫苗。由此可見，利用細(xì)胞培養(yǎng)疫苗已成為目前疫苗研制的重要應(yīng)用方向。

2 單克隆抗體制備

單克隆抗體是由單一B淋巴細(xì)胞克隆產(chǎn)生的高度均一、僅針對某一特定抗原表位的抗體。研究Hb在帕金森病中的發(fā)病機(jī)制，李旭穎等[4]制備抗Hb單克隆抗體，由重組人Hb作為抗原免疫小鼠，并將其細(xì)胞融合及細(xì)胞培養(yǎng)制備成雜交瘤，經(jīng)過篩選獲得抗人Hb單克隆抗體雜交瘤株，體內(nèi)誘生法制備腹水經(jīng)過酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)等方法進(jìn)而獲得特異性抗Hb單克隆抗體。張培等[5]制備乙型腦炎病毒的單克隆抗體通過動(dòng)物免疫、細(xì)胞融合、克隆和篩選等方法，應(yīng)用ELISA等免疫學(xué)方法進(jìn)行特異性和亞型的鑒定，為快速檢測方法的建立奠定了基礎(chǔ)。單克隆抗體藥物研發(fā)已經(jīng)被列入863計(jì)劃和國家重點(diǎn)項(xiàng)目，國內(nèi)已經(jīng)有2個(gè)治療性單抗產(chǎn)品準(zhǔn)備生產(chǎn)，3個(gè)治療性產(chǎn)品處于臨床試驗(yàn)階段，多個(gè)抗體藥物處于臨床研究階段，已經(jīng)批準(zhǔn)的治療性單抗有31個(gè)，目前國內(nèi)正在進(jìn)行臨床前研究的抗體藥物有：抗CEA嵌合抗體；抗破傷風(fēng)抗體及抗乙型腦炎等[6]。

3 藥物篩選

藥物篩選是從天然或合成的化合物中篩選出高效的新藥或先導(dǎo)化合物。生物活性和藥理作用檢測所篩選出的高效的新藥或先導(dǎo)化合物，并根據(jù)檢測結(jié)果評價(jià)某一物質(zhì)的藥用前景，是新藥研究的最初過程和關(guān)鍵步驟。體外二維和應(yīng)用球狀聚集體、細(xì)胞片層、脫細(xì)胞基質(zhì)進(jìn)行三維培養(yǎng)肝細(xì)胞的具體技術(shù)是進(jìn)行藥物毒性檢測的重要途徑[7]。Kostadinava等建立了一種長時(shí)間的三維肝細(xì)胞共培養(yǎng)體系，比單層培養(yǎng)肝細(xì)胞能更好地檢測體內(nèi)藥物導(dǎo)致的毒性。細(xì)胞水平的藥物篩選更接近人體生理狀態(tài)，外界環(huán)境干擾少，準(zhǔn)確率高，是細(xì)胞水平藥物篩選模型的核心技術(shù)高內(nèi)涵篩選。高內(nèi)涵藥物篩選主要在微陣列多孔板上完成，通過在微孔板上進(jìn)行細(xì)胞培養(yǎng)，施加藥物刺激進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作和數(shù)據(jù)的采集和分析。HCS技術(shù)可完成各種對于細(xì)胞生理現(xiàn)象本質(zhì)的研究，Talyor等[8]提出高內(nèi)涵概念，HCS模型主要建立在細(xì)胞水平，通過觀察樣品對固定或動(dòng)態(tài)細(xì)胞的多個(gè)功能的作用，涉及各種不同的靶點(diǎn)，從多個(gè)角度分析樣品的作用，最終確定樣品的活性和可能的毒性。近年來發(fā)展起來的微流控芯片技術(shù)有可能成為細(xì)胞水平藥物篩選的理想選擇。Ye等[9]構(gòu)建了一套用于細(xì)胞水平藥物篩選研究的集成化微流控芯片系統(tǒng)，它可以將細(xì)胞種植、培養(yǎng)、標(biāo)記、加藥、梯度稀釋等操作通過微通道網(wǎng)絡(luò)流體控制技術(shù)集成到一張芯片完成，保持了細(xì)胞結(jié)構(gòu)的完整性，可全面記錄細(xì)胞對藥物刺激的各種反應(yīng)。

基因工程制藥綜述范文第2篇

1原核表達(dá)系統(tǒng)

1.1大腸桿菌(Escherichiacoli)－典型的原核表達(dá)系統(tǒng)1977年，Itakura等成功地在E.coli中表達(dá)了一種哺乳動(dòng)物的肽類激素－生長激素抑制素，從而首次實(shí)現(xiàn)了外源基因在原核細(xì)胞中的體外表達(dá)。這被認(rèn)為是基因工程發(fā)展史上的一座里程碑。

1.1.1T7表達(dá)系統(tǒng)基于T7RNA聚合酶(T7RNApolymerase，T7RNAP)及其強(qiáng)啟動(dòng)子之間的特異性和轉(zhuǎn)錄的高效性建立的pET系統(tǒng)(No-vagen)是最常用的E.coli表達(dá)系統(tǒng)。T7RNAP機(jī)制在誘導(dǎo)蛋白表達(dá)時(shí)，幾乎所有的細(xì)胞資源都用于表達(dá)目的蛋白，而且表達(dá)產(chǎn)物產(chǎn)量也特別高［2］。由λpL/cI(例如InvitrogenpLEX)、Trc(例如AmershamBi-osciencespTrc)、Tac(例如AmershamBiosciencespGEX)、lac/T5(例如QiagenpQE)等啟動(dòng)子構(gòu)成的其他原核表達(dá)體系也常用于重組蛋白的原核表達(dá)［3］。

1.1.2目的蛋白表達(dá)形式及在細(xì)胞中的定位一般來說，在E.coli中表達(dá)的外源蛋白可以分為三類:可溶性蛋白、分泌蛋白以及包涵體蛋白。(i)可溶性蛋白是目的蛋白與一段融合標(biāo)簽序列(FLAG、His－Tag、GFP等)融合表達(dá)而形成。這些融合標(biāo)簽將為進(jìn)一步的蛋白濃縮、提純、檢測等提供便利，同時(shí)也可以有效的抑制宿主蛋白酶的降解活性［4－6］。(ii)采用信號(hào)肽序列可以將蛋白直接分泌到細(xì)菌的周質(zhì)腔去。分泌表達(dá)可以顯著降低胞內(nèi)蛋白酶對蛋白的降解作用、簡化蛋白純化過程，同時(shí)有助于重組蛋白形成正確的空間結(jié)構(gòu)。大腸桿菌中，已成功使用了各種不同類型的信號(hào)肽，將細(xì)胞質(zhì)中表達(dá)的蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)到周質(zhì)［7］。(iii)包涵體蛋白的形成是由于肽鏈折疊過程中，部分折疊中間態(tài)發(fā)生特異性錯(cuò)誤聚合，不能形成成熟的天然或完全解鏈的蛋白所致。包涵體表達(dá)雖然可以避免蛋白酶對外源蛋白的降解，但對表達(dá)產(chǎn)物的活性不利。因此，需要后續(xù)的溶解與復(fù)性等。

1.1.3外源基因在大腸桿菌中表達(dá)的優(yōu)缺點(diǎn)迄今為止，E.coli作為第一個(gè)用于重組蛋白生產(chǎn)的宿主菌，由于其遺傳背景清楚、培養(yǎng)操作簡單、轉(zhuǎn)化效率高、生長繁殖快、成本低廉，且可以快速大規(guī)模地生產(chǎn)目的蛋白等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛地用于外源蛋白的表達(dá)［8］。但是，作為原核表達(dá)宿主的E.coli不能產(chǎn)生諸如N－和O－端糖基化、脂肪酸?；?、磷酸化以及二硫鍵的形成等翻譯后修飾。而這些修飾作用對活性蛋白的生物活性、功能、結(jié)構(gòu)、溶解度、穩(wěn)定性，以及半衰期等都是非常重要的。而且，E.coli表達(dá)的蛋白還會(huì)保留它們氨基末端的甲硫氨酸，這會(huì)影響到目的蛋白的穩(wěn)定性，并產(chǎn)生免疫原性［9，10］。

1.1.4大腸桿菌表達(dá)系統(tǒng)的研究新進(jìn)展近幾年來，對大腸桿菌表達(dá)系統(tǒng)的研究，已經(jīng)從最初的構(gòu)建不同的表達(dá)載體建立新的表達(dá)系統(tǒng)轉(zhuǎn)移為完善現(xiàn)有的表達(dá)系統(tǒng)，解決表達(dá)系統(tǒng)中的各種缺陷，包括:采用RosettaTM(No-vagen)代替BL21菌株來增強(qiáng)含有E.coli稀有密碼子的重組蛋白的表達(dá)水平;采用BL21(DE3)、BL21(DE3)pLysS以及BL21(DE3)pLysE(Invitrogen)彌補(bǔ)高濃度的胞內(nèi)酶環(huán)境對具有生物活性的目的蛋白在E.coli中表達(dá)的抑制等［11］。最近幾年來，研究人員逐步將研究重點(diǎn)放在通過將一些具有活性的小蛋白與目的蛋白融合，進(jìn)而促進(jìn)目的蛋白在E.coli中的表達(dá)［12］，或者通過改造某種現(xiàn)有的表達(dá)載體，通過將各種促溶標(biāo)簽與載體融合，進(jìn)而使得某些在E.coli中不表達(dá)的蛋白得以表達(dá)或使原本以包涵體形式表達(dá)的蛋白以可溶性形式表達(dá)［13］。這些標(biāo)簽包括FLAG、MBP、GST、thioredoxin等。

1.2枯草桿菌－可替代E.coli的原核表達(dá)系統(tǒng)枯草桿菌，學(xué)名為枯草芽孢桿菌(Bacillussubtili)，細(xì)胞壁不含內(nèi)毒素，是一些重要工業(yè)酶制劑的生產(chǎn)菌。1958年，Spiz-izen等首次發(fā)現(xiàn)枯草桿菌168菌株能夠攝取外源基因。此后，隨著基因重組技術(shù)的發(fā)展，以枯草桿菌為宿主細(xì)胞的表達(dá)系統(tǒng)迅速發(fā)展起來。

1.2.1枯草桿菌作為外源基因表達(dá)宿主存在的優(yōu)缺點(diǎn)作為外源基因表達(dá)的宿主，枯草桿菌有以下優(yōu)勢:①非致病的土壤微生物，不產(chǎn)生脂多糖，而脂多糖作為E.coli表達(dá)產(chǎn)物之一，有可能會(huì)導(dǎo)致人類和動(dòng)物的一些神經(jīng)性退行病的發(fā)生。②遺傳特性強(qiáng)，很多噬菌體和質(zhì)粒都可以作為克隆載體。③蛋白分泌能力強(qiáng)，有利于目的蛋白的回收和純化。④良好的發(fā)酵基礎(chǔ)和生產(chǎn)技術(shù)，枯草桿菌在工業(yè)上長期被用于生產(chǎn)蛋白酶、α－淀粉酶等，在相對簡單的培養(yǎng)基中就能生長到很高的密度［14］。經(jīng)過很多年的努力，許多原核和真核基因都已經(jīng)在芽孢桿菌表達(dá)系統(tǒng)中得以克隆和表達(dá)，其中有的已應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)。但是，枯草桿菌作為產(chǎn)品生長菌也暴露出一些問題:蛋白酶對目的蛋白的降解、質(zhì)粒的不穩(wěn)定性、真白分泌量低甚至不能分泌表達(dá)等。目前，研究者已經(jīng)對B.subtilis全基因序列進(jìn)行測序分析，同時(shí)對源于細(xì)胞膜和質(zhì)膜的蛋白酶的進(jìn)行了研究［15－17］。因此，枯草桿菌作為表達(dá)宿主的這些弊端將在不久的將來得以解決。

1.2.2枯草桿菌表達(dá)系統(tǒng)的研究新進(jìn)展與大腸桿菌相比枯草桿菌具有很強(qiáng)的向胞外分泌蛋白的能力，但是重組表達(dá)質(zhì)粒在枯草桿菌中卻不是很穩(wěn)定。所以研究者一直致力于對該系統(tǒng)本身進(jìn)行更詳盡的研究上。通過尋找自然界中的這樣一類枯草桿菌，它們不僅具有強(qiáng)分泌蛋白能力，并且沒有胞外蛋白酶活性(如短芽孢桿菌)［18］，進(jìn)而減少蛋白酶對蛋白的降解，促進(jìn)蛋白的分泌表達(dá)。解決重組質(zhì)粒不穩(wěn)定的一種有效途徑是將克隆基因整合到枯草桿菌的染色體上，隨染色體的復(fù)制而復(fù)制［19］。

2真核表達(dá)系統(tǒng)

2.1酵母－最具商業(yè)價(jià)值的表達(dá)系統(tǒng)2.1.1幾種常見的酵母表達(dá)系統(tǒng)釀酒酵母(S.cerevisiae)是一種單細(xì)胞真核微生物，長久以來被稱為真核生物中的“大腸桿菌”，最早應(yīng)用于酵母基因的克隆和表達(dá)。目前利用釀酒酵母為宿主細(xì)胞表達(dá)了多種外源基因，如乙型肝炎疫苗、人胰島素、人粒細(xì)胞集落刺激因子、人血管抑制素等［20，21］。1983年，美國Wegner等人最先發(fā)展了以甲基營養(yǎng)型酵母(methylotrophicyeast)為代表的第二代酵母表達(dá)系統(tǒng)。甲基營養(yǎng)型酵母包括:Hansenulapolymorpha、PichiaPastoris、CandidaBodinii等［22］。以Pichiapastoris(畢赤巴斯德酵母)為宿主的外源基因表達(dá)系統(tǒng)近年來發(fā)展最為迅速，應(yīng)用也最為廣泛。粟酒裂殖酵母(S.pombe)是所有酵母細(xì)胞中生理特性最接近高等生物的一種，其染色體結(jié)構(gòu)和功能，細(xì)胞循環(huán)的控制，RNA剪接蛋白表達(dá)分泌機(jī)制及翻譯后修飾等都與哺乳動(dòng)物細(xì)胞很相似。因此，在S.pombe中表達(dá)的重組蛋白有可能更接近其本來的結(jié)構(gòu)和生物活性。近年來，有學(xué)者提出它可能也是潛在的能有效表達(dá)真核膜蛋白的表達(dá)系統(tǒng)［23］。

2.1.2酵母表達(dá)系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)酵母表達(dá)系統(tǒng)具有一定的蛋白質(zhì)翻譯后加工能力，有利于真白的表達(dá)，特有的AOX強(qiáng)效啟動(dòng)子使得外源基因表達(dá)量很高，而且酵母的培養(yǎng)、轉(zhuǎn)化、高密度發(fā)酵等操作接近原核生物，非常適合大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)，另外用甲醇代替IPTG作為誘導(dǎo)物，部分甲醇酵母以甲醇等工業(yè)產(chǎn)物代替葡萄糖作為碳源，生產(chǎn)成本非常低。但是酵母在表達(dá)外源基因時(shí)會(huì)造成產(chǎn)物蛋白的不均一、降解、信號(hào)肽加工不完全、多聚體形成等問題。而且，釀酒酵母表達(dá)蛋白時(shí)會(huì)出現(xiàn)蛋白切割問題、蛋白分泌效率低等問題。隨著酵母基因組測序的完成及后基因組的發(fā)展，人們對酵母的基因表達(dá)調(diào)控機(jī)制和對表達(dá)產(chǎn)物的加工修飾及分泌能力將更加清楚，相信不久的將來，這些問題都將得到解決［24］。

2.1.3酵母表達(dá)系統(tǒng)的研究新進(jìn)展近年來出現(xiàn)的酵母展示技術(shù)利用酵母細(xì)胞壁上的某些蛋白:如酵母凝集素、酵母絮凝素等，可以實(shí)現(xiàn)外源蛋白再酵母細(xì)胞壁上的表達(dá)。但該技術(shù)僅限于蛋白在酵母中的分泌表達(dá)，融合蛋白再分泌表達(dá)途中由于其糖基化蛋白與細(xì)胞壁的結(jié)合作用，將外源蛋白錨定在細(xì)胞壁上［25］。目前，其技術(shù)還不是很成熟，后期純化過程并未提到。

2.2昆蟲/桿狀病毒表達(dá)系統(tǒng)－最具潛力的表達(dá)系統(tǒng)桿狀病毒表達(dá)外源蛋白的前提要將目標(biāo)蛋白編碼序列克隆至合適的桿狀病毒轉(zhuǎn)移載體上，目的基因與桿狀病毒的基因組通過同源重組制備重組病毒DNA，進(jìn)而感染昆蟲細(xì)胞產(chǎn)生重組蛋白。

2.2.1昆蟲/桿狀病毒表達(dá)系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)桿狀病毒做為外源基因表達(dá)的宿主，由于其可以對真白進(jìn)行翻譯后加工等過程而被廣泛地用于真核基因的體外表達(dá)。目前，已經(jīng)有近千種異源蛋白在此系統(tǒng)中得到高效表達(dá)，而且桿狀病毒還可以用于生產(chǎn)疫苗、基因治療以及制備桿狀病毒殺蟲劑等［26］。由于昆蟲是桿狀病毒的自然宿主，且每種桿狀病毒都只能感染一種或幾種昆蟲，不會(huì)感染其他動(dòng)物、植物及人類，所以認(rèn)為在應(yīng)用桿狀病毒進(jìn)行研究時(shí)不需考慮其安全性問題［27］。但是，桿狀病毒表達(dá)系統(tǒng)也存在著一定的缺陷。例如，隨著感染宿主的多角體病毒的死亡，異源蛋白不能連續(xù)表達(dá)。每一輪新蛋白的合成都需要重新感染宿主細(xì)胞。此外，雖然桿狀病毒表達(dá)系統(tǒng)能夠?qū)δ康牡鞍鬃龇g后修飾，但這種修飾存在著一定的限度;雖然其糖基化位點(diǎn)與在哺乳動(dòng)物細(xì)胞中一樣，但寡糖鏈的性質(zhì)有所不同，無法產(chǎn)生復(fù)雜的糖基側(cè)鏈，這可能是由于昆蟲細(xì)胞不能將成熟糖鏈加工成哺乳動(dòng)物細(xì)胞中類似的形式。

2.2.2昆蟲/桿狀病毒表達(dá)系統(tǒng)的研究新進(jìn)展起初，桿狀病毒系統(tǒng)的所用到的重組質(zhì)粒都是通過同源重組的方法獲得，利用桿狀病毒基因組DNA與供體質(zhì)粒DNA共轉(zhuǎn)染昆蟲細(xì)胞，這樣重組病毒與原病毒混雜在一起，分離篩選效率非常低，重組效率僅為0.1%［28］。后來，研究者發(fā)現(xiàn)利用核多角點(diǎn)中的Bsu36I酶切位點(diǎn)將其病毒基因組線性化極大地推動(dòng)了該系統(tǒng)發(fā)展，線性化的病毒DNA與轉(zhuǎn)移質(zhì)粒共轉(zhuǎn)染昆蟲細(xì)胞重組效率大大提高，大約為25%［29］。利用病毒桿狀病毒表達(dá)系統(tǒng)表達(dá)外源蛋白的過程中，病毒本身也表達(dá)出蛋白酶，尤其是半光氨酸蛋白酶v－cath，會(huì)對重組蛋白進(jìn)行降解。研究發(fā)現(xiàn)通過該在桿狀病毒基因組，刪除導(dǎo)致導(dǎo)致重組蛋白降解的蛋白酶基因，可以有效保證外源基因表達(dá)產(chǎn)物的穩(wěn)定性［30］。另外，多角體啟動(dòng)子及其上游序列對外源蛋白的基因轉(zhuǎn)錄也很重要，在新開發(fā)的桿狀病毒轉(zhuǎn)移載體中，為提高表達(dá)效率在3’端常添加真核增強(qiáng)因子SV40等序列。

2.3哺乳動(dòng)物細(xì)胞表達(dá)系統(tǒng)———一個(gè)相對成熟的真核表達(dá)系統(tǒng)從最開始以DNA直接轉(zhuǎn)染哺乳動(dòng)物細(xì)胞至今的幾十余年間，哺乳動(dòng)物細(xì)胞表達(dá)系統(tǒng)已成為多種基因工程藥物的生產(chǎn)平臺(tái)，且在新基因的發(fā)現(xiàn)、蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)和功能研究中亦起了極為重要的作用［31］。根據(jù)表達(dá)產(chǎn)物用途不同，該表達(dá)系統(tǒng)既可以用于瞬時(shí)表達(dá)也可用于穩(wěn)定表達(dá)。COS細(xì)胞常用于前者，CHO細(xì)胞用于后者。

2.3.1哺乳動(dòng)物細(xì)胞表達(dá)系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)與其它真核細(xì)胞表達(dá)系統(tǒng)相比，目的基因在哺乳動(dòng)物細(xì)胞中表達(dá)的蛋白與天然蛋白的結(jié)構(gòu)、糖基化類型和方式幾乎完全相同，并且在蛋白合成起始信號(hào)、加工、分泌等方面具有獨(dú)特優(yōu)勢。但是哺乳動(dòng)物表達(dá)系統(tǒng)成本相對較高，技術(shù)復(fù)雜，表達(dá)過程中存在著潛在的動(dòng)物病毒的污染。

2.3.2哺乳動(dòng)物細(xì)胞表達(dá)系統(tǒng)的研究新進(jìn)展由于哺乳動(dòng)物細(xì)胞表達(dá)蛋白的成本較高，因此如果蛋白能夠在胞外分泌表達(dá)，這樣就會(huì)大大降低生產(chǎn)成本，有利于實(shí)現(xiàn)重組蛋白在哺乳動(dòng)物細(xì)胞表達(dá)的工業(yè)化生產(chǎn)。為了方便蛋白大量生產(chǎn)以及后期純化，研究者通常會(huì)選擇在載體或者目的片段上添加信號(hào)肽序列，這樣可以增強(qiáng)蛋白的胞外分泌能力。王洪亮等通過在載體上添加CD5L引導(dǎo)肽序列，使得重組蛋白在哺乳動(dòng)物細(xì)胞中得到很好的表達(dá)［32］。

2.4其他真核表達(dá)系統(tǒng)———一些新興的表達(dá)系統(tǒng)隨著分子生物學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們對重組蛋白表達(dá)的研究也逐步深入，近些年來，除了上述一些常規(guī)的表達(dá)系統(tǒng)，研究者又逐步發(fā)現(xiàn)了一些新興的表達(dá)系統(tǒng)，這些表達(dá)系統(tǒng)主要包括植物和動(dòng)物細(xì)胞/組織表達(dá)系統(tǒng)。

基因工程制藥綜述范文第3篇

【關(guān)鍵詞】 細(xì)胞

【關(guān)鍵詞】 臍血干細(xì)胞；移植；免疫治療

臍血造血干細(xì)胞移植融化療與免疫治療于一體，作為血液惡性疾病的治療手段已獲公認(rèn)，其重要原因就是臍血造血干細(xì)胞移植比其他造血干細(xì)胞移植具有諸多優(yōu)點(diǎn)：來源豐富、取材簡單；對供、受者HLA相符的要求相對較低；不易受病毒及殘留腫瘤細(xì)胞的污染；CD3、CD4相對不成熟，GVHD發(fā)生率低；NK細(xì)胞、LAK細(xì)胞較多，GVL發(fā)生率低；增殖、自我增殖能力強(qiáng)；骨髓基質(zhì)細(xì)胞多，給造血干細(xì)胞提供生長的微環(huán)境等。造血干細(xì)胞移植的臨床快速發(fā)展豐富了移植免疫理論，移植免疫的進(jìn)展亦促進(jìn)了造血干細(xì)胞移植的臨床實(shí)踐。臍血造血干細(xì)胞移植亦存在諸多免疫方面的問題，如GVHD、GVL、免疫耐受等發(fā)生率雖較低但均有其免疫的機(jī)制。為更好地理解、認(rèn)識(shí)及進(jìn)一步解決這些問題，本文將從相關(guān)免疫學(xué)的角度對這些現(xiàn)象作一綜述。

1 T細(xì)胞抗原識(shí)別和激活的分子基礎(chǔ)

臍血造血干細(xì)胞移植時(shí)，由于受者在移植前接受了預(yù)處理的超大劑量放/化療，受者免疫受到抑制，因此，更多的情況是發(fā)生供者對受者的免疫反應(yīng)，供者的T細(xì)胞被激活。T細(xì)胞可通過特異性和非特異性抗原兩條途徑被激活。在移植免疫中起重要作用的是抗原特異性激活?？乖禺愋约せ钚枰猅細(xì)胞與“專業(yè)化”的抗原遞呈細(xì)胞（APC）反應(yīng)。APC在不同條件下由不同細(xì)胞組成，主要包括樹突狀細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、激活的B細(xì)胞、單核細(xì)胞等。T細(xì)胞的激活可人為地分為三個(gè)階段：第一階段為粘附：APC與T細(xì)胞通過細(xì)胞表面粘附分子及其配體在外周血與淋巴細(xì)胞隨機(jī)接觸發(fā)生反應(yīng)。細(xì)胞表面粘附分子包括LFA3及其配體CD2、ICAM1、LFAⅠ等。第二階段為識(shí)別：在粘附的基礎(chǔ)上，若APC可呈遞足夠量的特異性抗原多肽給T細(xì)胞，則T細(xì)胞可通過T細(xì)胞受體對抗原進(jìn)行識(shí)別。T細(xì)胞受體抗原的識(shí)別受MHC限制性，內(nèi)源性抗原肽通過MHCⅠ類分子提呈給CD8+的TCR，外源性抗原肽通過MHCⅡ類分子提呈給CD4+的TCR。第三階段為T細(xì)胞的激活：TCR與抗原肽的結(jié)合使T細(xì)胞具備被其它信號(hào)激活進(jìn)而分化、增殖和分泌細(xì)胞因子的能力；但若缺乏其它信號(hào)的刺激，則不能被激活或發(fā)生增殖和分泌細(xì)胞因子。TCR與抗原的結(jié)合是T細(xì)胞激活的第一信號(hào)，第一信號(hào)具有抗原特異性和MHC限制性；第二信號(hào)則是非特異性的：CD28僅局限表達(dá)于T淋巴細(xì)胞和漿細(xì)胞，但直到80年代末期、90年代初期才確定了CD28在APC表面的配體B71（CD80）、B72（CD86）。越來越多的資料顯示，B71和B72途徑可能傳遞不同的共刺激信號(hào)。也有證據(jù)顯示B7家族中可能尚有其它組成成份。這些分子的發(fā)現(xiàn)無疑會(huì)對B7/CD28共刺激信號(hào)乃至免疫激活的理論發(fā)生沖擊。因此，T細(xì)胞通過粘附分子與APC接觸，進(jìn)而識(shí)別APC呈遞的抗原多肽。通過B7/CD28等多個(gè)黏附分子對傳遞第二信號(hào)，進(jìn)而T細(xì)胞被激活發(fā)生增殖、分泌不同的細(xì)胞因子。T細(xì)胞激活后表面表達(dá)另一分子――CTLA4，結(jié)構(gòu)與CD28類似，但與B7分子結(jié)合后發(fā)揮的作用與其相反，在共刺激信號(hào)中發(fā)揮重要的負(fù)調(diào)節(jié)作用，抑制T細(xì)胞過度增殖。因而通過調(diào)控粘附分子、第二信號(hào)系統(tǒng)，可以改變免疫反應(yīng)；若阻斷粘附分子或TCR與抗原的接觸，則T細(xì)胞發(fā)生抗原識(shí)別的最終結(jié)果是免疫抑制；這些細(xì)胞再次遇上特異性抗原，仍會(huì)發(fā)生免疫反應(yīng)；但若調(diào)控發(fā)生在B7/CD28階段，則結(jié)果完全不同，這些細(xì)胞由于已與特異性抗原肽發(fā)生接觸，此時(shí)阻斷第二信號(hào)B7/CD28，則細(xì)胞進(jìn)入一長久的特異性免疫無反應(yīng)狀態(tài)，即使再次遇上此抗原，仍無法發(fā)生免疫應(yīng)答反應(yīng)［1～3］。

2 免疫耐受

宏觀上講，有三條途徑可以達(dá)到免疫耐受。第一是克隆清除，第二是克隆失能，第三是免疫抑制。同其他大器官移植不同，異基因造血干細(xì)胞移植最終可不必使用免疫抑制劑而達(dá)到免疫耐受。雖然確切的免疫耐受機(jī)制尚未完全闡明，但臨床和實(shí)驗(yàn)室資料支持上述三種機(jī)制并存。例如，慢性GVHD病人存在特異性對宿主起反應(yīng)的供者淋巴細(xì)胞，而無慢性GVHD的病人則無此類細(xì)胞。換言之，在無慢性GVHD的受者，針對宿主的淋巴細(xì)胞被克隆清除或克隆失能。同樣，在動(dòng)物試驗(yàn)中，有急性GVHD表現(xiàn)的動(dòng)物體內(nèi)可發(fā)現(xiàn)特異性對宿主抗原反應(yīng)的T細(xì)胞克隆。而在無急性GVHD的動(dòng)物則極難分離出上述T細(xì)胞克隆。當(dāng)然，也有第三種機(jī)制參與免疫耐受機(jī)制及免疫抑制的證據(jù)：臨床及動(dòng)物試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)有抗原特異性和抗原非特異性免疫抑制細(xì)胞的存在，免疫抑制藥物對造血干細(xì)胞移植免疫耐受形成的重要性等均支持免疫抑制機(jī)制的參與。由于免疫耐受對造血干細(xì)胞移植的重要性，近年全世界科技工作者花費(fèi)大量的財(cái)力、物力和人力對免疫耐受進(jìn)行了研究，試圖在免疫耐受機(jī)制和誘導(dǎo)免疫的方式上取得進(jìn)展。

2.1 免疫抑制劑的進(jìn)展

用于造血干細(xì)胞移植的免疫抑制藥物主要是環(huán)孢素A。環(huán)孢素A的應(yīng)用使移植的免疫合并癥明顯減輕，使移植療效大為改進(jìn)。近年來，大環(huán)內(nèi)酯類抗生素FK506、MMF等新型免疫抑制劑的應(yīng)用，有望進(jìn)一步提高移植的安全性。尤其是FK506能使HLA不合的造血干細(xì)胞移植形成免疫耐受。上述藥物可分別通過抑制某些細(xì)胞因子（尤其是IL2）的產(chǎn)生，阻斷細(xì)胞因子與受體的結(jié)合，干擾細(xì)胞因子受體的表達(dá)等機(jī)制而發(fā)揮免疫抑制作用［4，5］。

2.2 特異性免疫耐受的誘導(dǎo)

迄今為止，僅在動(dòng)物模型上獲得成功。臍血移植屬異基因造血干細(xì)胞移植，以下兩方面的進(jìn)展值得一提：①通過阻斷共刺激信號(hào)即第二信號(hào)，誘導(dǎo)免疫耐受。如前所述，T細(xì)胞的激活需第一、二信號(hào)；CD28/B7在第二信號(hào)中發(fā)揮重要作用。應(yīng)用阻斷CD28/B7的制劑，可干擾T細(xì)胞的特異性激活，細(xì)胞進(jìn)入免疫無能狀態(tài)；CTLA4Ig或B7抗體可用來達(dá)到此目的。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)表明，必須完全阻斷B7家族的信號(hào)傳導(dǎo)，方能誘導(dǎo)MHC不合的免疫耐受；體內(nèi)應(yīng)用CTLA4Ig雖能明顯降低MHC不合移植致死性GVHD發(fā)生率，但并不能完全消除致死性GVHD。體內(nèi)體外聯(lián)合阻斷B7/CD28信號(hào)傳導(dǎo)可能會(huì)獲得更好的結(jié)果。②基因工程。供者T淋巴細(xì)胞是GVHD的關(guān)鍵細(xì)胞，體外去掉之無疑會(huì)減輕GVHD，但同時(shí)會(huì)使異體植入發(fā)生困難，尤其是HLA不合的異基因造血干細(xì)胞移植。由于認(rèn)識(shí)到植活主要是T細(xì)胞的早期功能事件，而GVHD往往是植活以后發(fā)生。因此近年有學(xué)者試圖用基因工程的方法誘導(dǎo)免疫耐受；體外將標(biāo)記基因重組到供者T淋巴細(xì)胞上，后者與DHPG接觸后即出現(xiàn)凋亡。結(jié)果既能保證植活的需要，而且一旦發(fā)生GVHD則可應(yīng)用DHPG輸注誘導(dǎo)T細(xì)胞凋亡，阻止GVHD的發(fā)生。③嵌合體形成免疫耐受。動(dòng)物實(shí)驗(yàn)證實(shí)，用CD4單抗對受者進(jìn)行的非清除性造血干細(xì)胞移植可形成供受者嵌合，若供受者形成嵌合體狀態(tài)，則不易發(fā)生GVHD，其機(jī)制雖未獲闡明，很可能是T細(xì)胞克隆被清除或有veto細(xì)胞的存在。最大的問題是如何設(shè)計(jì)一有效的非清除性方案使之能形成嵌合狀態(tài)。臨床應(yīng)用非清除性造血干細(xì)胞移植在HLA相合的異基因移植獲一定成功，但未能完全避免GVHD，提示人與動(dòng)物實(shí)驗(yàn)仍有一定差異。此一方法能否跨越HLA不合的免疫屏障，尚有待進(jìn)一步臨床證實(shí)［6～12］。

3 急性GVHD

急性GVHD是異基因造血干細(xì)胞移植的主要合并癥，其發(fā)生的基礎(chǔ)在于供受者M(jìn)HC及次要組織相容性的差異。有關(guān)其發(fā)生的細(xì)胞和分子機(jī)制近年已越來越清楚。由于受者機(jī)體處于免疫抑制狀態(tài)，供者T細(xì)胞（主要是成熟T細(xì)胞）被激活。激活的過程同上。由于預(yù)處理并不能安全清除受者APC，故受者APC直接將MHC或次要組織相容性抗原處理為多肽后呈遞給供者T細(xì)胞。供者T細(xì)胞被激活分泌大量細(xì)胞因子，如IL2及其受體。這些因子一方面可刺激T細(xì)胞的增殖和細(xì)胞因子再分泌，另一方面尚可促進(jìn)APC的活性及其他分子的分泌，如粘附分子、MHC的高表達(dá)等。

T細(xì)胞激活后如何導(dǎo)致組織的損害尚有諸多不甚清楚之處。早年認(rèn)為細(xì)胞毒性T細(xì)胞直接導(dǎo)致組織損害和壞死。然而，此一假設(shè)近年漸被擱置。越來越多的試驗(yàn)證據(jù)表明，大顆粒細(xì)胞――NK細(xì)胞無疑對GVHD的組織損害發(fā)揮一定作用；細(xì)胞因子如TNF、IL1等對GVHD組織損害的作用也越來越獲肯定［13，14］.

4 慢性GVHD

慢性GVHD由于有類似于膠原血管炎性疾病的臨床表現(xiàn)，一般認(rèn)為與急性GVHD不同，更可能是一種自身免疫性疾病。早期常以100 d作為鑒別急、慢性GVHD的標(biāo)準(zhǔn)。但近年的資料表明，慢性GVHD應(yīng)更好地從臨床、病理和發(fā)病機(jī)制方面加以認(rèn)識(shí)。雖然從臨床的角度非常難確定GVHD與自身免疫的關(guān)系，動(dòng)物試驗(yàn)已證實(shí)慢性GVHD呈自身免疫性疾病的病理生理過程。在動(dòng)物模型中，源于慢性GVHD的T細(xì)胞特異性對MHCⅡ類分子的公共抗原簇發(fā)生反應(yīng)，既使在無IL2的條件下仍可分泌因子IL4和IFNγ，并且刺激纖維母細(xì)胞產(chǎn)生膠原蛋白。GVHD的發(fā)生可能與受體胸腺功能受到破壞，使之不能對針對自身抗原的T細(xì)胞實(shí)行克隆清除，后者由供者造血干細(xì)胞分化而成［15］。

5 同基因GVHD

病理改變類似慢性GVHD。動(dòng)物模型研究表明，其發(fā)生機(jī)制是由于自身免疫性T細(xì)胞針對MHCⅡ類抗原分子。自身免疫性T細(xì)胞發(fā)生的機(jī)制是由于胸腺嚴(yán)重受損，髓質(zhì)（Medulla）內(nèi)缺乏表達(dá)MHCⅡ類抗原的細(xì)胞，因而在胸腺內(nèi)發(fā)育成熟并移至外周血的T淋巴細(xì)胞可以導(dǎo)致組織損害，而其他可以滅活自身免疫的免疫監(jiān)視細(xì)胞又由于預(yù)處理（如放射線）而遭滅活。將正常淋巴細(xì)胞回輸給照射后的動(dòng)物宿主，可以恢復(fù)宿主的調(diào)節(jié)功能，從而預(yù)防此免疫過程。環(huán)孢素A由于可以阻止此免疫監(jiān)視機(jī)制的重建，因而在誘發(fā)同基因（或自體）GVHD中起重要作用［16］。

6 GVL效應(yīng)

諸多事實(shí)證明移植物抗白血病效應(yīng)（GVL）的存在：①免疫抑制劑的驟?？墒箯?fù)發(fā)（主要是分子生物學(xué)和細(xì)胞遺傳學(xué)復(fù)發(fā)）病人再次進(jìn)入緩解狀態(tài)；②異基因造血干細(xì)胞移植復(fù)發(fā)率低于同基因造血干細(xì)胞移植；③發(fā)生急、慢性GVHD的病人復(fù)發(fā)率低于不發(fā)生GVHD的病人；④接受非去T細(xì)胞造血干細(xì)胞移植且無急、慢性GVHD發(fā)生的病人，移植后復(fù)發(fā)率仍低于同基因移植。這些資料不僅支持GVL效應(yīng)，并且表明即使無GVHD發(fā)生，仍發(fā)生GVL效應(yīng)。在不同疾病種類作用強(qiáng)度不同。如在AML和CML作用明顯，但對ALL則作用較弱。而在多發(fā)性骨髓瘤中，GVL效應(yīng)最弱［17］。

GVL的效應(yīng)細(xì)胞和分子機(jī)制目前尚未清楚的闡明。不過，供者T細(xì)胞無疑發(fā)揮重要作用。因?yàn)槿コ┱逿細(xì)胞后，GVL效應(yīng)明顯減弱。誘發(fā)GVL、GVHD的抗原是否為同一抗原，激活的是否為同一效應(yīng)細(xì)胞等問題均尚待進(jìn)一步明確。初步資料表明MHC、次要組織相容性抗原在GVHD、GVL反應(yīng)中均發(fā)揮重要作用。其他抗原，如腫瘤特異性抗原PML/RARα、bcr/ab1等也參與了GVL反應(yīng)，但這些抗原介入的反應(yīng)對臨床GVL效應(yīng)有何影響尚難以評價(jià)。最近的一些臨床和動(dòng)物實(shí)驗(yàn)資料表明不同亞群T細(xì)胞在GVL與GVHD中起不同作用；CD4細(xì)胞對GVL效應(yīng)尤為重要，因?yàn)檫x擇性去除CD8亞群T細(xì)胞（保留CD4細(xì)胞亞群）的移植，能有效降低GVHD發(fā)生率且并不影響抗白血病效應(yīng)。此外，自然殺傷細(xì)胞也參與GVL反應(yīng)［18～20］。雖然GVL和GVHD之間的關(guān)系尚未闡明，臨床資料提示二者并非完全一致。最近的小鼠動(dòng)物試驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)GVL、GVHD二者在淋巴細(xì)胞分布動(dòng)力學(xué)、細(xì)胞組成亞群及巨噬細(xì)胞表面抗原表達(dá)方面，均有明顯差異。證明了二者在細(xì)胞乃至分子水平確是兩種不同的過程。隨著對兩者免疫機(jī)制的進(jìn)一步研究，必將給更好的應(yīng)用GVL效應(yīng)奠定理論基礎(chǔ)［21］。

7 排斥

雖然對HLA相合的臍血干細(xì)胞移植而言排斥并不構(gòu)成臨床的主要問題，但對于HLA不合的臍血干細(xì)胞移植，由于跨越的免疫屏障較大，且常采用去除供者T細(xì)胞的方式進(jìn)行移植，排斥就轉(zhuǎn)化為主要矛盾。排斥的機(jī)制一般認(rèn)為是由于殘留的受者T細(xì)胞識(shí)別供者抗原并發(fā)生免疫反應(yīng)所致。供者T細(xì)胞由于可以抑制受者殘存的T細(xì)胞而有促進(jìn)植活之功能。近年對供者移植物中促進(jìn)植活的不同細(xì)胞成份研究取得一定進(jìn)展。動(dòng)物模型表明，表達(dá)TCRαβ受體的細(xì)胞是促進(jìn)植活的主體細(xì)胞。而表達(dá)TCRγδ的細(xì)胞具有促進(jìn)細(xì)胞植活卻不引起GVHD的功能，可用于HLA不合的移植。CD8+T細(xì)胞同樣對促進(jìn)植活起重要作用。進(jìn)一步研究顯示，其亞群Tc2是促進(jìn)植活的主體細(xì)胞，且不引起嚴(yán)重GVHD［22~24］。

總之，異基因臍血造血干細(xì)胞移植是當(dāng)今免疫治療的熱點(diǎn)，免疫耐受和免疫反應(yīng)是其核心。隨著對移植免疫反應(yīng)的細(xì)胞分子機(jī)制的進(jìn)一步深入研究，我們完全有可能在不遠(yuǎn)的將來建立全新的免疫耐受模式，在受惠于臍血干細(xì)胞移植帶來的免疫治療的益處的同時(shí)免受其合并癥之苦，并最終跨越HLA不合的免疫屏障，將血液惡性腫瘤的治療推向一個(gè)新的時(shí)代。

參 考 文 獻(xiàn)

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基因工程制藥綜述范文第4篇

關(guān)鍵詞：藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范；藥品；發(fā)展；綜述

一、概述

藥品的生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范(Good Manu-facturing Practice，GMP)是一種特別注重在藥品生產(chǎn)過程中實(shí)施對其質(zhì)量與衛(wèi)生安全的自主性制度；是對公眾安全、有效用藥的保證，是血的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)的結(jié)晶。藥品GMP要求藥品生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)具備良好的生產(chǎn)設(shè)備，合理的生產(chǎn)過程，完善的質(zhì)量管理和嚴(yán)格的檢測系統(tǒng)，確保最終產(chǎn)品的質(zhì)量(包括藥品安全衛(wèi)生)符合法規(guī)要求。

二、產(chǎn)生的背景

讓我們先一起回顧一下藥品GMP發(fā)展簡史。1902年前，有12名以上兒童因使用被破傷風(fēng)桿菌污染的白喉抗毒素而死亡。1922～1934年，有2000多人死于使用氨基比林造成的粒細(xì)胞缺乏的相關(guān)疾病。1935年，有107人死于二甘醇代替酒精生產(chǎn)的口服磺胺制劑。1941年，一家公司生產(chǎn)的磺胺噻唑片被鎮(zhèn)靜安眠藥苯巴比妥污染，致使近300人死亡或受傷害。1955年，一家公司預(yù)防脊髓灰質(zhì)炎疫苗生產(chǎn)過程中未能將一批產(chǎn)品中的病毒完全滅活，導(dǎo)致約60人感染病毒而患病。六十年代，反應(yīng)停事件導(dǎo)致歐洲1000例以上的嬰兒嚴(yán)重畸形。因此，美國政府不斷加強(qiáng)對藥品安全性的控制力度。1963年美國藥品食品監(jiān)督管理局(FDA)頒布了世界上第一部《藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范》。由此，藥品GMP誕生了!藥品GMP誕生后顯示了強(qiáng)大的生命力，并在世界范圍內(nèi)迅速推廣。1969年世界衛(wèi)生組織(WHO)頒發(fā)了自己藥品GMP，并向各成員國推薦，1971年，英國制訂了《GMP》(第一版)，1972年，歐共體公布了《GMP總則》指導(dǎo)歐共體國家藥品生產(chǎn)。1982年我國臺(tái)灣地區(qū)開始強(qiáng)制推行藥品GMP。1988年，東南亞國家聯(lián)盟制訂了自己的藥品GMP。同年，我國第一部法定的藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范(GMP)也由中華人民共和國衛(wèi)生行政部門頒布。

三、在我國的發(fā)展

根據(jù)我國的基本國情，藥品GMP的指導(dǎo)思想在于對藥品生產(chǎn)全過程的控制管理，以達(dá)到藥品安全、穩(wěn)定和有效的目的。在我國，頒布藥品GMP實(shí)際上已經(jīng)有二十年了。

最初，我國引進(jìn)藥品GMP的概念是在20世紀(jì)80年代，這個(gè)階段是我國推行藥品GMP的初始階段，也是一個(gè)初步學(xué)習(xí)和認(rèn)識(shí)的階段。在這個(gè)階段，國內(nèi)絕大多數(shù)藥品生產(chǎn)企業(yè)都認(rèn)為事不關(guān)己；只有極少數(shù)條件好的企業(yè)，在嘗試著進(jìn)行，且多少有點(diǎn)標(biāo)新立異的味道。這段時(shí)間內(nèi)，藥品GMP的推行也非常困難。

1982年，中國醫(yī)藥工業(yè)公司在總結(jié)國內(nèi)企業(yè)實(shí)施藥品GMP初步經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，制訂了《藥品生產(chǎn)管理規(guī)范(試行)》，在制藥行業(yè)中試行、推廣。

1985年第一部藥品管理法中明確了“藥品生產(chǎn)企業(yè)必須按照國務(wù)院衛(wèi)生行政部門制定的《藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范》的要求，制定和執(zhí)行保證藥品質(zhì)量的規(guī)章制度和衛(wèi)生要求?！边@是我國第一次從法律的高度提出藥品GMP，其中也明確了藥品GMP的宗旨是保證藥品質(zhì)量。

1988年3月，衛(wèi)生部了《藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范》，中國的第一部藥品GMP宣告誕生。

1992年，中華人民共和國衛(wèi)生部參照國際慣例，又一次對1988年制定的《藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范》進(jìn)行了修訂，頒布了1992年修訂的《藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范》，也就是我國法定的第二版藥品GMP。我國醫(yī)藥行業(yè)掀起了實(shí)施藥品GMP的。

1995年至1997年，經(jīng)國家技術(shù)監(jiān)督局批準(zhǔn)，成立了中國藥品認(rèn)證委員會(huì)，開始接受企業(yè)的藥品GMP認(rèn)證申請并開展認(rèn)證工作。與此同時(shí)原國家醫(yī)藥管理局先后制訂了《粉針劑實(shí)施指南》、《大容量注射液實(shí)施指南》、《原料藥實(shí)施指南》和《片劑、硬膠囊劑、顆粒劑實(shí)施指南和檢查細(xì)則》等指導(dǎo)文件，并開展了粉針劑和大容量注射液劑型的藥品GMP達(dá)標(biāo)驗(yàn)收工作。

1998年國家藥品監(jiān)督管理局的成立，開啟了實(shí)施藥品GMP的新紀(jì)元。同年修訂了《藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范》(GMP)，制訂了藥品GMP的附錄，使得我國的藥品GMP實(shí)施在同國際接軌的基礎(chǔ)上，更具有可操作性。

1999年6月，又修訂了的《藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范》(1998年修訂)，并對粉針劑、注射劑、基因工程產(chǎn)品、仿制藥強(qiáng)制實(shí)施藥品GMP時(shí)限分別作了規(guī)定。

2001年通過的修訂的《藥品管理法》將藥品GMP以法律的形式加以規(guī)定，其修訂為按照藥品GMP組織生產(chǎn)，對企業(yè)要按照藥品GMP進(jìn)行認(rèn)證，認(rèn)證合格的發(fā)證書，由指導(dǎo)性的規(guī)定轉(zhuǎn)為強(qiáng)制性的實(shí)施。這再一次掀起了藥品GMP認(rèn)證的。

2003年7月1日，為強(qiáng)制性實(shí)施藥品GMP認(rèn)證，要求所有未達(dá)到藥品GMP要求的藥品制劑和原料藥生產(chǎn)車間全部停產(chǎn)，這是一項(xiàng)非常艱難的工作。僅山東省就有50多家達(dá)不到藥品GMP要求的企業(yè)實(shí)現(xiàn)了停產(chǎn)或部分停產(chǎn)。

2004年6月30日，我國境內(nèi)所有上市藥品制劑(包括原料藥)都實(shí)現(xiàn)了按藥品GMP要求生產(chǎn)。

2006年1月1日起所有按藥品管理的體外生物診斷試劑實(shí)現(xiàn)了按藥品GMP要求生產(chǎn)。

2007年1月1日起所有醫(yī)用氣體實(shí)現(xiàn)了按藥品GMP要求生產(chǎn)。

2008年1月1日起所有中藥飲片也實(shí)現(xiàn)了按藥品GMP要求生產(chǎn)。

四、在我國取得的成效

從引進(jìn)藥品GMP這個(gè)概念到推行藥品GMP認(rèn)證，目前我們已取得了階段性成果。通過推行藥品GMP，提高了我國制藥企業(yè)的管理水平和藥品質(zhì)量；絕大多數(shù)企業(yè)新建了生產(chǎn)廠房或?qū)υ瓘S房進(jìn)行了改造。有95％以上的生產(chǎn)設(shè)備得到了更新?lián)Q代，生產(chǎn)自動(dòng)化水平不斷提升，產(chǎn)品質(zhì)量明顯提高。改變了我國藥品生產(chǎn)企業(yè)原來的多、小、散、亂的狀況。在完善硬件更新改造的同時(shí)，逐步建立了系統(tǒng)性的管理軟件，提高了企業(yè)管理人員和職工的專業(yè)素質(zhì)和質(zhì)量意識(shí)，實(shí)施藥品GMP已成為藥品生產(chǎn)企業(yè)生存的必備條件。

基因工程制藥綜述范文第5篇

【摘要】 本文介紹了藥用植物麻黃的生物學(xué)特征、化學(xué)成分及內(nèi)生菌的研究概況，并對麻黃的多元價(jià)值及資源現(xiàn)狀進(jìn)行了綜述。

【關(guān)鍵詞】 麻黃;生物學(xué)特征;化學(xué)成分;內(nèi)生菌;資源

麻黃為常用中藥，源于麻黃科植物草麻黃(Ephedra sinica Stapf)、木賊麻黃(E. equisitina Bunge)、中麻黃(E. intermedia Schrenk ex Mey)的干燥草質(zhì)莖。始載于漢代《神農(nóng)本草經(jīng)》，列為中品，歷代本草均有記載。其性味辛、微苦、溫，歸肺、膀胱經(jīng)。具有發(fā)汗解表，宣肺平喘，利水消腫等功效。主治風(fēng)寒感冒、發(fā)熱無汗、咳嗽氣喘、骨節(jié)疼痛、風(fēng)水浮腫、小便不利、風(fēng)邪頑痹、風(fēng)疹瘙癢等癥[1]?，F(xiàn)代醫(yī)學(xué)和中醫(yī)學(xué)研究發(fā)現(xiàn)其具有平喘、抗病毒作和免疫調(diào)節(jié)作用。麻黃主要分布于我國北方干旱、半干旱地區(qū)，具有重要的藥用、生態(tài)和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

1 麻黃資源狀況

1.1 生物學(xué)特點(diǎn) 麻黃呈灌木、半灌木、亞灌木或草本狀，莖直立或匍匐，分枝多，一般是雌雄異株，少有同株。雄花單生或數(shù)個(gè)叢生，具膜質(zhì)假花被;雌花具4對苞片，種子1～3 粒，胚乳豐富，肉質(zhì)或粉質(zhì)，子葉兩枚，發(fā)芽時(shí)出土[2，3]。

1.2 生長習(xí)性 麻黃屬旱生植物，適宜于溫涼、干燥的氣候環(huán)境，耐旱性強(qiáng)，較耐貧瘠，多分布于海拔800～1500m的開敞、干燥、多石的山坡和山前地帶及丘陵坡地、平川、沙地， 在沙地上常有聚生的小片群落。對土壤要求為微堿性， 特別是富含有機(jī)質(zhì)的沙質(zhì)土壤。在年均氣溫9℃～15℃，年降雨量300～500mm的地區(qū)最為適宜[4]。

1.3 地理分布 麻黃屬現(xiàn)存約67種，中國有15種及2變種1變型[5]，約占全世界麻黃屬植物總數(shù)的50%[6]，主要分布在我國北方地區(qū)的北緯35°～49°范圍內(nèi)， 其地理分布主要受降水的制約， 多集中分布于降水量350mm以下、年濕潤度0.38以下的干旱、半干旱地區(qū)[7]。草麻黃主要分布于新疆吐魯番、甘肅河西地區(qū)、內(nèi)蒙古;木賊麻黃主要分布于河北、山西、內(nèi)蒙古、陜西西部、甘肅、青海、新疆;中麻黃主要分布于內(nèi)蒙古、遼寧、吉林、河北、山東、山西、陜西、甘肅、青海、新疆等地[7，8]。

2 麻黃的化學(xué)成分

麻黃具有多種類型的化學(xué)成分，包括生物堿類、黃酮類、揮發(fā)油類、糖類、鞣質(zhì)及有機(jī)酸類、氨基酸及礦質(zhì)元素類等。

2.1 生物堿類 麻黃類生物堿中麻黃堿的含量較高，為苯丙胺類生物堿，該類成分一直以來被認(rèn)為是麻黃的有效成分，至今已分離出10多種麻黃堿，但在不同種麻黃中其含量從1%～3%不等[9]。草麻黃中以麻黃堿為主，偽麻黃堿含量較少，總堿含量為0.481%～1.382%;木賊麻黃中總堿含量為2.093%～2.436%;中麻黃總堿含量為1.059%～1.564%[10]。

2.2 揮發(fā)油類 麻黃所含揮發(fā)油類成分復(fù)雜，主要有效成分有2，3，5，6-四甲基吡嗪(2， 3-tetram-ethylpyrazine)和1-α-萜品烯醇(1-α-terpineol)，但含量很低。草麻黃含油量0.25% ，木賊麻黃0.124%;草麻黃揮發(fā)油中有效成分四甲基吡嗪和萜品烯醇的含量分別為2.26%和1.92%，而木賊麻黃揮發(fā)油中僅含四甲基吡嗪1.34%[9，10]。

2.3 黃酮類 黃酮是麻黃屬中的一類重要成分，李姿嬌等研究發(fā)現(xiàn)麻黃的總黃酮含量約為0.29%[11]。麻黃黃酮類主要有: 芹菜素(Apigenin)、山柰酚(Kaempferol)、槲皮素(Quercetin)、無色矢車菊素(Leuoc-ycmidin)、小麥黃素(Tricin)、草棉黃素(Herbacetin)、芹菜素-5-鼠李糖苷(Apigenin-5-rhamno-side)、3-甲氨基棉黃素(3-Methoxyherbacetin)、山柰酚鼠李糖苷(Kaempferolrhsmnoside)、無色飛燕草素(Leu-codelphinidin)、蘆丁(Rudin)、白天竺秦苷(Leu-copelargonin)、白花色甙(Leucoanthpcyanin)、4，5，7-三羥基-8-甲氧基黃酮醇-3-O-β-D-葡萄糖苷(4，5，7-Trihy-Droxy-8-methoxy-flaronol-flaronol-3-O-β-D-glucopyraniside)。

2.4 多糖類 多糖在不同的麻黃中各有不同，目前國內(nèi)主要對麻黃果多糖進(jìn)行了研究。麻黃草質(zhì)莖及其果實(shí)中多糖的含量分別為1.05%和7.21%，水溶性糖含量分別為1.93%和1.158%，果實(shí)中還原性糖及水溶性糖的含量均比草質(zhì)莖中的高。據(jù)報(bào)道從雙穗麻黃中分離出具有降血糖功能的麻黃多糖A、B、C、D、E[9]。采用熱水提取法，從麻黃中提取到水溶性多糖，其收率為2.8%左右。經(jīng)SephadexG-100柱層析得到較純的麻黃多糖樣品，實(shí)驗(yàn)證明，該樣品具有清除氧自由基的作用[12]。

2.5 鞣質(zhì)及有機(jī)酸 鞣質(zhì)也是麻黃屬植物中的一類重要化學(xué)成分，一般認(rèn)為其主要是以縮合型鞣質(zhì)形式存在[9，13]?，F(xiàn)已分出兒茶酚鞣質(zhì)等26種縮合鞣質(zhì)，最近又報(bào)道分出可水解型鞣質(zhì)nilocitin，麻黃鞣質(zhì)A 和B(ephedratannin A、B)[10]。對于麻黃中的有機(jī)酸成分研究較少，現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)的有機(jī)酸有苯甲酸、香草酸、肉桂酸、香豆酸、草酸、檸檬酸、蘋果酸和原兒茶酸等。

2.6 氨基酸及礦質(zhì)元素 麻黃果有一定的營養(yǎng)及食用價(jià)值，研究結(jié)果顯示麻黃果富含18種氨基酸及較高的半必需氨基酸和非必需氨基酸[9]。

3 麻黃資源的多元價(jià)值

3.1 藥用價(jià)值 麻黃是馳名中外的一種傳統(tǒng)藥材，也是提取麻黃素的主要原料，其主要成分為麻黃堿和偽麻黃堿，二者作為擬腎上腺素藥物被廣泛應(yīng)用于多種制劑中?！吨袊幍洹?010年版收載作為藥用的麻黃植物主要有木賊麻黃、草麻黃和中麻黃。麻黃味辛、微苦，性溫、歸肺、膀胱經(jīng)，具有發(fā)汗散寒，宣肺平喘，利水消腫功能。用于風(fēng)寒感冒，胸悶喘咳，風(fēng)水浮腫，支氣管哮喘。在畜牧上麻黃可提高牲畜的抗病能力[7]。以麻黃堿為主的制劑在國外還有營養(yǎng)補(bǔ)充劑、減肥劑等[14，15]。

3.2 生態(tài)價(jià)值 麻黃是重要的荒漠旱生植物，具有耐寒、耐旱、耐貧瘠、耐沙埋等特性。麻黃草根系發(fā)達(dá)、分蘗能力強(qiáng)、根幅寬， 地上部分可以增加地表覆蓋度，多生長在沙丘黃土丘陵，對防止水土流失、保護(hù)草場、改善沙地生態(tài)環(huán)境等發(fā)揮著巨大作用[16]。有研究表明有麻黃分布的沙丘地段， 植被總覆蓋度可提高32%; 同時(shí)， 麻黃也是珍貴的水土保持植物， 在28°的坡地上， 麻黃群落比禾草群落生長的地段徑流量減少47%，沖刷量減少60%。

3.3 飼用價(jià)值 麻黃具有一定的飼用價(jià)值， 其所含粗脂肪和粗蛋白屬于中等牧草類型。經(jīng)測定，未提取麻黃素的麻黃營養(yǎng)成分中粗蛋白和粗脂肪含量分別為8.34%和3.2%;提取麻黃素后的麻黃草渣成分中粗蛋白和粗脂肪含量分別為1.98%和3.58%。麻黃植物的上芽及枝條冬天呈綠色， 植物體保持良好狀態(tài)， 可成為牲畜冬季采食的主要牧草。由于麻黃生長在荒漠、半荒漠草場上， 常與蒿子、假木賊、琵琶柴、裸果木、木旋花、紅柳等植物構(gòu)成春秋草場， 是春、秋季節(jié)牲畜轉(zhuǎn)場的主要放牧草場。另外，工廠中提取過麻黃素堿的草渣，在冬、春季節(jié)牧草青黃不接時(shí)， 也可以和其他飼料混用， 增加飼料來源。4 麻黃內(nèi)生菌的研究概況

內(nèi)生菌是指一類在其部分或全部生活史中存活于健康植物組織內(nèi)部， 如根、莖、葉、花、果實(shí)和種子，而不使寄主植物表現(xiàn)出明顯感染癥狀(至少暫時(shí)沒有感染癥狀)的微生物，主要有細(xì)菌、真菌和放線菌[17]。部分植物內(nèi)生菌能夠產(chǎn)生與寄主植物相同或相似的生物活性物質(zhì)。近年來，隨著對藥用植物內(nèi)生菌的研究不斷深入，麻黃內(nèi)生菌的研究也有一定進(jìn)展。古力山·買買提等為篩選具有拮抗活性的植物內(nèi)生菌，以新疆有毒植物藍(lán)麻黃(E.glauca)為材料，采用研磨法和瓊脂擴(kuò)散法從中分離并篩選出一株對多種植物致病菌具有較強(qiáng)抗性的內(nèi)生細(xì)菌XJEG-GB-13。根據(jù)該菌形態(tài)特征、生理生化特性和系統(tǒng)發(fā)育分析結(jié)果，菌株XJEG-GB-13應(yīng)屬于枯草芽孢桿菌屬。拮抗作用測定結(jié)果表明，內(nèi)生細(xì)菌XJEG-GB-13發(fā)酵液對8種植物病原菌具有較強(qiáng)的抑制作用[18]。古力山·買買提等又從藍(lán)麻黃中分離得到7株內(nèi)生放線菌，而其中的XJEG-GA-6對7種植物病原菌具有較好的拮抗作用，尤其是對玉米大斑病菌的拮抗作用顯著抑菌圈大于20mm，并且在該菌株的代謝產(chǎn)物中檢測出生物堿成分[19]。黃丹虹等[20]以內(nèi)蒙古赤峰等地產(chǎn)的麻黃為材料，進(jìn)行植物內(nèi)生真菌的分離、純化，得到141株內(nèi)生真菌，體外抗氧化、抗腫瘤等活性測定表明，有11株內(nèi)生真菌對H2O2具有較好的清除活性，占菌株總數(shù)的7.8%;有27株內(nèi)生真菌對Raji和Hep G22具有腫瘤細(xì)胞毒活性，占菌株總數(shù)的19.15%，其中以抑制懸浮Raji細(xì)胞為主。此外，在141株菌中，有74株對一種或二種以上的指示菌顯示出抑菌活性，占菌株總數(shù)的52.48%。該實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，麻黃中含有豐富的內(nèi)生真菌，是抗氧化/抗菌及抗腫瘤等活性物質(zhì)的重要來源，為進(jìn)一步從中草藥植物中分離篩選新藥先導(dǎo)化合物提供了科學(xué)依據(jù)。彭輝等采用常規(guī)的分離純化方法從麻黃草質(zhì)莖中分離出5種內(nèi)生真菌，經(jīng)初步篩選得到可能產(chǎn)生生物堿的菌株Mh3和Mh5。進(jìn)一步研究表明，Mh5為能產(chǎn)生麻黃生物堿類物質(zhì)的內(nèi)生真菌[21]，這些對進(jìn)一步了解植物-內(nèi)生真菌的相互關(guān)系、開發(fā)我國植物內(nèi)生真菌的藥用資源以及瀕危藥用植物的生態(tài)保護(hù)等均具有重要的理論意義和潛在的應(yīng)用價(jià)值。

我國是全球天然麻黃的最大產(chǎn)地，也是世界上主要生產(chǎn)麻黃素的國家。隨著制藥業(yè)的發(fā)展，國內(nèi)外對麻黃資源的需求不斷增加[22]。目前，每噸麻黃堿的生產(chǎn)需要消耗200～300噸的麻黃草，每公頃麻黃產(chǎn)量為15噸左右，一個(gè)50噸麻黃堿的生產(chǎn)廠家，每年約需1000公頃的麻黃。長期以來，麻黃的加工原料主要依賴采收野生資源，導(dǎo)致植被破壞嚴(yán)重，產(chǎn)量和品質(zhì)逐年下降。2000年起，我國開始禁止濫挖發(fā)菜、甘草、麻黃草等固沙植物，在19個(gè)省、市、自治區(qū)全面啟動(dòng)天然林保護(hù)工程[7]。為了保護(hù)現(xiàn)有的天然資源，在采收麻黃草時(shí)要求留有母株，禁止連根采挖?，F(xiàn)在人們正利用各種不同的方法如組織培養(yǎng)[22，23]、化學(xué)合成[24]、生物轉(zhuǎn)化法[25]、轉(zhuǎn)基因微生物發(fā)酵等[25]方法開發(fā)麻黃資源。利用細(xì)胞懸浮培養(yǎng)提取次級(jí)代謝產(chǎn)物的優(yōu)點(diǎn)是不受環(huán)境生態(tài)和氣候條件的限制，增殖速度比整個(gè)植物體栽培快，且有用物質(zhì)的含量一般較高，但在生產(chǎn)工藝、細(xì)胞株遺傳穩(wěn)定性和成本等方面仍存在問題。生物轉(zhuǎn)化法具有反應(yīng)條件溫和、反應(yīng)速度快、轉(zhuǎn)化率高、得到的產(chǎn)品純度高等優(yōu)點(diǎn)，但是麻黃堿的生產(chǎn)最終依賴苛刻的化學(xué)條件來實(shí)現(xiàn)，造成生產(chǎn)成本較高，是制約生物轉(zhuǎn)化法生產(chǎn)麻黃堿的主要原因。轉(zhuǎn)基因微生物發(fā)酵法是通過對生物轉(zhuǎn)化法中關(guān)鍵酶的研究，利用轉(zhuǎn)基因微生物或通過純化得到大量酶來生產(chǎn)麻黃堿的一種方法，也是基因工程技術(shù)發(fā)展的必然結(jié)果。顯然，利用生物技術(shù)開發(fā)麻黃資源將是未來的發(fā)展方向。

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