医药生物技术.ppt

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1、CHAPTER5醫藥生物技術5-1人類基因體計劃5-2基因治療5-3免疫作用5-4幹細胞5-5組織工程5-6製藥與生物技術5-7藥物基因體學5-8中草藥本章節從人類基因體計畫談起，介紹人類的整體遺傳密碼、自身抵禦外來疾病的機制，以及新興的醫藥技術。5-1人類基因體計劃計畫進行歷程人類基因體計畫(humangenomeproject,HGP)最早是在1985年被提出，歷經數年的討論，最後DNA雙股螺旋結構的發現者－華生博士(JamesWatson)的推動下於1990年10月正式開始執行，2003年4月，完成人類全部基因體（指一個生物個體之所有遺傳物質）定序。預期完成人類全基

2、因體定序之後，將有助於生物醫學研究者掌握人類基因體內的基因，進行醫學研究並且開發生物技術產品。重要發現1.人體有百兆個細胞，每個細胞的DNA密碼中有30億個鹼基對。2.人類基因的DNA當中，超過97%其功能不明。3.不同個體的人類其DNA的差異只有0.1%。4.人類與黑猩猩的DNA相似度高達98.8%。5.人類的基因總數約20,000~25,000個。人類染色體基因圖譜的繪製一、遺傳圖譜遺傳圖譜(geneticmap)又可稱為基因連鎖圖譜，是根據不同基因間發生基因重組交換的機會大小所定出的基因相對位置圖譜。基因與基因間發生重組與否的距離是以centimorgan(cM)為

3、測量單位，cM的命名是為了紀念發現基因連鎖的學者ThomasHuntMorgan。通常1cM乃指1%之重組機率。二、物理圖譜物理圖譜(physicalmap)是將人類的DNA片段依照實際的物理位置加以排序，是表示DNA上限制酶的位置上染色體上制片段之上序。不過物理圖譜只能夠大略分辨基因的位置，但是不能精準的排列出染色體圖譜上遺傳連鎖圖譜。5-2基因治療廣義來講，凡指應用基因或基因產品來預防或治療疾病的方法，都可納為基因治療(genetherapy)。但是在科學上之定義，皆是將基因治療定義為取一段外來的DNA，利用物理或生物方法植入細胞，藉以治療有基因缺陷或突變所引起的先天

4、性代謝缺陷或某些特殊疾病的治療方式。好的基因轉殖及基因表現是成功的基因治療所需必備的兩大要件。於活體(invivo)內的基因治療，則是利用載體將基因送入人體內的特定細胞，目前常用的載體(vector)包括病毒載體與非病毒載體。1.病毒載體：優點是轉殖效率佳，但具潛在性的危險性。2.非病毒載體：利用物理或化學方式把基因送入細胞。安全性較高，比較沒有副作用，但其轉殖效率則較差。病毒載體1.反轉錄病毒載體：是目前使用最多的，它是一種RNA病毒，可經由反轉錄酶形成雙股DNA，反轉錄病毒進入宿主細胞後會插入宿主染色體中，達到基因轉殖與基因表現的目的。2.腺病毒載體：為—種DNA病毒

5、，將原有之基因結構加以修改，剔除E1使重組衛病毒在標的細胞內不具有複製能力，剔除E3以增加載體承受外來基因的空間。3.腺病毒關連載體：是個非常小的單股DNA病毒，其安全性高，感染宿主範圍廣，被認為是最有希望的病毒載體。其最大的缺點是可攜帶的轉殖基因長度有上，適用的外來基因大小受到上制。4.疱疹病毒載體：其DNA容量為各載體之最且宿主廣泛，可用來治療一些與中樞神經有關的疾病。其最大的缺點是其基因體太大及太複雜，不易製造成一個完全失去複製能力之重組病毒。非病毒載體1.物理方式(1)基因槍導入法(2)電穿孔法(electroporation)(3)直接將DNA打入肌肉（DNA疫

6、苗）2.化學方式(1)微脂粒導入法(2)磷酸鈣沉澱法基因治療標的細胞的種類1.體細胞基因療法2.生殖細胞基因療法基因治療的應用範圍1.癌症治療(1)使用免疫調控基因(2)引入自殺基因(3)引入抑癌或細胞凋亡基因(4)使用抗血管生成因子2.感染性疾病治療3.遺傳性疾病治療4.心臟血管疾病治療目前基因治療所遭遇到的問題1.基因嵌入細胞的效率不佳，目前只有反轉錄病毒的嵌入效果較好，其他方式均不盡理想。2.若基因順利嵌入標的細胞後，是否能順利表現？5-3免疫作用基礎免疫觀念免疫反應(immuneresponse)指的是生物體遭受外來異物（如細菌、病毒、毒素等）入侵時，排除異物的防

7、衛機制。1.細胞免疫與體液免疫(1)細胞免疫：是由胸衛細胞（T細胞）(thymuscell,Tcell)所主導，可以分為兩類：殺手細胞(killercell)與輔助型細胞(helpercell)。前者能直接辨識入侵體內的病原加以消滅；後者會幫忙B細胞產生抗體，以對抗外來的病原。(2)體液免疫：為抗體產生細胞（B細胞）所主導。B細胞產生的抗體可以辨認引起病原（細菌或病毒），並與病原結合使之無法產生作用。不過B細胞要能夠產生抗體對抗外來的病原，必須依靠輔助型細胞的幫助。2.主動免疫與被動免疫(1)主動免疫：是身體在接觸抗原後自行產