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1、第七章、药物生物技术新进展第二节、转基因技术制药一、现代生物技术的定义与主要内容生物技术(BiotechnologyorBioengineering）:对生物有机体（微生物至高等动、植物）或其组成部分（器官、组织、细胞或细胞器等），运用分子生物学、细胞生物学、生物化学、生物物理学、生物信息学等手段，研究、设计、改造，以改良生物乃至创造新的生物品种的一种技术体系。转基因是指遗传物质在生殖细胞间夸物种的转移。转基因技术分为植物转基因技术和动物转基因技术。一、生物药物(biopharmaceutics
2、)一、概念利用生物体及其成分综合利用生物学、生物化学、微生物学、生物组织免疫学、物理化学、药学原理、方法加工制造的预防诊断 疾病的制品治疗二、未来医药卫生领域中的生物技术展望转基因动物生产的“转基因药物”1978年把人tPA基因转入小鼠受精卵发育成转基因小鼠并证明在其乳汁中能得到tPA美国DNx公司的“制药工厂”转基因猪环球基因药物公司转基因奶牛基因酶公司转基因山羊英国药物蛋白公司转基因绵羊“转基因药物”与基因工程药物相比,产量高，成本低,具有与人体自身产生的蛋白相同的生物学活性。乳腺细胞能进行
3、一系列的翻译后修饰作用，包括糖基化作用等，正确地产生人体蛋白。2.人型McAb(monoclonalantibody)的制备技术路线：鼠型McAb分子中更换一段人抗体分子中与抗原结合的链段（用蛋白质工程的方法）；从人鼠杂交瘤细胞中直接克隆人抗体基因，并使之在细菌中得到表达；将人免疫球蛋白重链C区基因转入小鼠受精卵，发育成转基因小鼠，用特定抗原免疫→得人型化McAb。3.基因治疗“基因打靶”技术将外源基因定点整合到细胞基因组的某一确定位点上，因而能对缺陷基因进行原位修复。转基因植物制药主要内容1转
4、基因植物疫苗的概念及其发展历史2利用转基因植物生产疫苗的原理及基本方法3转基因植物疫苗种类及应用4转基因植物疫苗的优点5转基因研究中的问题及解决办法6展望1转基因植物疫苗的概念及其发展历史转基因植物疫苗：利用基因工程技术，将病原微生物的抗原编码基因进行克隆重组,导入植物细胞生成转基因植物,进而表达产物，它能激发粘膜免疫,使机体产生特异性抗病能力。发展史1989，Hiat首次在Nature发表了转基因植物疫苗的研究；1990年,Curtiss等人在烟草种子中表达了具抗原性的变异链球菌表面蛋白获得成
5、功。1992年,Ｍason等人在烟草中又表达了乙肝表面抗原(ＨBsAg);至今，有70多篇研究论文发表，有的进入临床阶段。世界第一种口服植物疫苗2植物疫苗基本原理及方法原理：转基因植物疫苗或植物疫苗是把植物基因工程技术与机体免疫机理相结合,生产出能使机体获得特异性抗病能力的疫苗。动物试验已证实,转基因植物表达的抗原蛋白经纯化后仍保留了免疫学活性,注入动物体内则能产生特异性抗体。2.1利用植物生产疫苗的程序2.1利用植物生产疫苗的程序疫苗目的基因的克隆;高效植物表达载体系统的构建;植物细胞的遗传转
6、化;受体细胞的组织培养及植株再生;抗性植株的筛选和分子鉴定;转化植株栽培及种植;目标产品的提取、分离和纯化及免疫学实验等。2.2主要表达系统(1)稳定的整合表达系统：一般以根癌农杆菌环状Ti质粒上的DNA片断为载体,把编码结构性抗原决定簇参与诱导保护性免疫应答的病原体DNA序列导入植物细胞内,并整合到染色体上,整合了外源基因的植物细胞在一定的条件下长成新植株,这些植株在生长过程中可表达出疫苗,并把这些性状遗传给子代,形成表达疫苗的植物品系。(2)瞬时表达系统：主要是利用基因工程植物病毒(如烟草花
7、叶病毒、豇豆花叶病毒)为载体,将编码疫苗抗原决定簇基因序列插入植物病毒基因组中,再用此重组病毒感染植物,抗原基因随病毒在植物体内复制、装配而得以高效表达。利用稳定表达系统的优点1能够获得大量稳定遗传的转基因株系；2获得的转基因植株可以通过无性或有性繁殖方式获得大量后代；3可以选择外源抗原的表达器官,调节外源蛋白的组织特异性,有利于蛋白纯化；4可以同时将多个外源基因与植物基因组重组,从而获得多基因复合疫苗产品。利用植物病毒作为表达载体优点1病毒增殖水平较高,可使外源基因有高水平表达;2病毒繁殖速度
8、快,外源基因在接种后1～2周内就可达到最大量的积累;3植物病毒的基因组小,易于进行遗传操作;4植物病毒可以感染单子叶等非农杆菌寄生植物,扩大了适用植物的范围。3转基因植物疫苗种类及应用1990年,在转基因烟草中用农杆菌介导转化法表达出约占烟草蛋白0.02%的变异链球菌表面蛋白(spaA);Mason(1992)提出了利用转基因植物生产可食用疫苗的概念;在短短10年左右的时间里,已经有十几种病毒或细菌的抗原基因在转基因植物中获得表达,且基本保留了其天然免疫原性。报道的植物疫苗主要种类(1)细菌疫苗
