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中国科学院人才技术优势
中国科学院所属十几个研究所、专业团队上万人(包括:研究员、教授、研究生、博士后),瞄准国内、国际生命科学发展的前沿领域、新型生物制品以及药物研究的重要科学问题,开展新型生物制品及创新药物基础和应用基础研究,发展新型生物制品及药物研究新理论、新方法和新技术。重点围绕化学生物合成及治疗恶性肿瘤、心脑血管系统疾病、神经精神系统疾病、代谢性疾病、自身免疫性疾病及感染性疾病等开展新药研发,取得了一大批新型生物技术和新药成果、专利,创制了一批在国内外具有一定影响的新型生物制品、抗恶性疟疾、重金属解毒药二巯丁二酸、抗肿瘤新药丁氧哌烷、丹参多酚酸盐、抗菌新药盐酸安妥沙星、抗禽流感药物扎那米韦等一批新型生物制品、新药,为中国新型生物技术和新药的发展做出了了突出的贡献。
中国科学院信息咨询中心(现中科惠普)为加快新型生物制品、新药产业的发展,依靠中国科学院强大的科技资源和高端技术人才的优势,发挥中心“一库”、“两网”技术成果、高端人才资源优势,为地方及企业快速发展医药产业,提供坚强的技术后盾及高端人才支撑。
中国科学院信息咨询中心(现中科惠普)必赢亚洲_必赢亚洲app_必赢亚洲国际app拥有中国科学院130个研究所技术成果2000多项,注册专家上千名,提供生物技术、技术咨询、技术开发、技术转让、技术创新技术评审论证报告、项目申请、专利申请、专利陈述、人才引进等技术平台服务。

微生物制药技术基本原理综述


一、生物制药的概念
微生物制药是利用物理学、化学、生物化学、生物技术和药学等学科的原理和方法,利用生物体包括微生物、人体、动物、植物、海洋生物等生物组织、细胞、体液等制造的一类用于预防、治疗和诊断的制品。

二、生物制药药物来源
正常机体之所以能保持健康状态,具有抵御和自我战胜疾病的能力,正是由于生物体内部不断产生各种与生物体代谢紧密相关的调控物质,如蛋白质、酶、核酸、激素、抗体、细胞因子等,通过它们的调节作用使生物体维持正常的机能。根据这一特点,可以从生物体内提取这些物质作为药。
第一,天然的生物材料:人体、动植物、微生物和各种海洋生物。
第二,随着生物技术的发展,有目的人工制得的生物原料成为当前生物制药原料的重要来源,如用基因工程技术制得的微生物或细胞。
    
三、生物制药的特性
1.药理学特性
第一,治疗的针对性强
细胞色素c用于治疗组织缺氧所引起的一系列疾病。
第二,药理活性高
注射用的纯ATP可以直接供给机体能量。
第三,毒副作用小、营养价值高
蛋白质、核酸、糖类、脂类等生物药物本身就直接取自体内。
第四,生理副作用时有发生
生物体之间的种属差异或同种生物体之间的个体差异都很大,所以用药时会发生免疫反应和过敏反应。

2.特殊性
第一,原料中的有效物质含量低
激素、酶在体内含量极低。
第二,稳定性差
生物药物的分子结构中具有特定的活性部位,该部位有严格的空间结构,一旦结构破坏,生物活性也就随着消失。酶,很多理化因素使其失活。
第三,易腐败
生物药物营养价值高,易染菌、腐败。生产过程中应低温、无菌。
第四,注射用药有特殊要求
生物药物易被肠道中的酶所分解所以多采用注射给药,注射药比口服药要求更严格,均一性、安全性、稳定性、有效性。理化性质、检验方法、剂型、剂量、处方、储存方式。

3.检验特殊性
由于生物药物具有生理功能,因此生物药物不仅要有理化检验指标,更要有生物活性检验指标。

四、生物制药药物分类
1.按结构分类
按结构分类有利于比较一类药物的结构与功能的关系、分离制备方法的特点和检验方法。
第一,氨基酸及其衍生物类药物
天然氨基酸和氨基酸混合物及衍生物。蛋氨酸可防治肝炎、肝坏死和脂肪肝,谷氨酸可用于防治肝昏迷、神经衰弱和癫痫。5-羟色氨酸。
第二,多肽和蛋白质类药物
化学本质性同,分子量有差异。蛋白质类药物:血清白蛋白、丙种球蛋白、胰岛素;多肽类药物:催产素、胰高血糖素。
第三,酶和辅酶类药物
酶类药物按功能分为:消化酶(胃蛋白酶、胰酶、麦芽淀粉酶)、消炎酶(溶菌酶、胰蛋白酶)、心血管疾病治疗酶(激肽释放酶扩张血管降血压)等。辅酶类药物在酶促反应中传递氢、电子和基团的作用,辅酶药物已广泛用于肝病和冠心病的治疗。
第四,核酸及其降解物和衍生物类药物
DNA可用于治疗精神迟缓、虚弱和抗辐射,RNA用于慢性肝炎、肝硬化和肝癌的辅助治疗,多聚核苷酸是干扰素的诱导剂。
第五,糖类药物
抗凝血、降血脂、抗病毒、抗肿瘤、增强免疫功能和抗衰老。
第六,脂类药物
磷脂类:脑磷脂、卵磷脂可用于治疗肝病、冠心病和神经衰弱症。脂肪酸降血脂、降血压、抗脂肪肝。
第七,细胞生长因子
干扰素、白细胞介素、肿瘤坏死因子等。
第八,生物制品类
从微生物、原虫、动物和人体材料直接制备或用现代生物技术、化学方法制成作为预防、治疗、诊断特定传染病或其它疾病的制剂。

2.按来源分类
有利于对不同原料进行综合利用、开发研究。
第一,人体组织来源
疗效好、无副作用,来源有限。人血液制品类、人胎盘制品类、人尿制品类。
第二,动物组织来源
动物脏器,来源丰富、价格低廉、可以批量生产。但由于种属差异,要进行严格的药理毒理实验。
第三,植物组织来源
中草药,酶、蛋白质、核酸。
第四,微生物来源
抗生素、氨基酸、维生素、酶。
第五,海洋生物来源
动植物、微生物。

五、生物制药的功能和用途
第一,治疗药物 
肿瘤、艾滋病、心脑血管疾病等。
第二,预防药物
传染性强的疾病,疫苗、菌苗、类毒素。
第三,诊断药物
速度快、灵敏度高、特异性强。免疫诊断、酶诊断、放射性诊断、基因诊断试剂。
第四,其它
生化试剂、保健品、化妆品、食品、医用材料。

六、生物制药的制备
原材料和药物种类和性质各不性同,提取和分离方法也有很大差异。
1.选择、处理、保存
第一,原料选择原则
有效成分含量高,原料新鲜,来源丰富、易得,产地较近,原料中杂质含量少,成本低。
第二,预处理
预处理:就地采集后去除结缔组织、脂肪组织等不用的成分,将有用成分保鲜处理,收集微生物原料时,要及时将菌体与培养液分开,进行保鲜处理。
第三,保存方法:冷冻法,适用于所有生物原料,-40℃;有机溶剂脱水法,丙酮,适用于原料少、价值高,有机溶剂对原料生物活性无影响;防腐剂保鲜,常用乙醇、苯酚等,适用于液体原料,如发酵液、提取液。
2.药物提取
第一,组织与细胞的破碎
常用破碎方法:磨切法,机械破碎法,设备为组织捣碎机、胶体磨、匀浆器、球磨机。压力法,加压和减压,设备有法兰西压釜。反复冻融法。超声波震荡破碎法,局部发热,对活性有损失。自溶法或酶解法。
第二,提取
根据具体对象选择提取试剂,常用水、缓冲溶液、盐溶液、乙醇、有机溶剂(氯仿、丙酮)。提取剂的用量,次数,时间,保证充分提取,且不变性。
第三,提取方法
沉淀法(盐析、有机溶剂、等电点);按分子大小分离(超滤、透析、层析、离心);电荷(离子交换、层析、电泳、等电聚焦);亲和层析法(酶与底物、抗原与抗体、激素与受体)。
第四,核酸类药物
核酸类药物生产方法提取法和发酵法。
第五,糖类药物
非降解法适用于从含一种粘多糖的动物组织中提取粘多糖,用水或盐。
降解法适用于从组织中提取结合比较牢固的粘多糖,酶解。
分离用沉淀和离子交换。
第六,脂类药物
提取,用有机溶剂将所需成分从原料中溶解出来醇、氯仿、甲醇、水。纯化,沉淀法、层析法、离子交换法。
氨基酸类药物
第七,氨基酸的生产:
蛋白质水解,盐酸水解迅速、完全,色氨酸被破坏,丝氨酸部分破坏;碱水解易产生消旋作用;酶水解不完全。
发酵法,从发酵液中提取。和学合成与酶促合成法,化学合成产物混旋需拆分,酶促合成效果较好。
分离方法:沉淀法(溶解度差异),吸附法(吸附能力差异),离子交换法(所带电荷不同)。

七、生物制药国内现状
国内生物制药行业发展具有规模小、集中度低、增速快等特点。
2010年到2017年,我国生物制药行业规模增长300%以上。我国生物制药行业销售额虽然大幅增加但仅和美国生化公司安进一家销售接近。华兰生物、天坛生物、科华生物、双鹭药业、达安基因五个上市企业全年销售额仅占市场份额的百分之六左右。我国生物制药企业的生产能力结构存在不均衡,高端药物产能不足,出现低端药物产能过剩的现象。如我国的疫苗生产一半以上产品是用于预防脊髓灰质炎、麻疹等常见病的疫苗,无对尖端的癌肿、AIDS疫苗研制,目前我内生物制药行业企业的产品自主研发能力相对薄弱,以仿制药和原料药为主,竞争能力差。我国已经批准上市的生物药品原创仅百分之五左右,绝大多数为仿制药。

八、生物制药行业发展
我国生物医药行业起步较晚,上游技术同国外相比落后5年,下游技术却比国外至少相差15年,产品多集中在较为低端的仿制疫苗、血液制品行业,技术壁垒较低,行业仍以中小型企业为主,大型企业占比偏低。
生物制药行业前景广阔,全世界的医药品已有一半是生物合成的,它将广泛用于治疗癌症、艾滋病、冠心病、贫血、发育不良、糖尿病等多种疾病。医药上已应用的抗生素绝大多数来自微生物,如红霉素、洁霉素等,注射用的青霉素、链霉素、庆大霉素等。我国从事生物技术产业研究、开发、生产和经营的人数仅相当于美国生物技术产业人数的1/4。从事生物医药产品研究与开发的人才更是严重不足,已成为制约我国生物医药产业发展的瓶颈。

九、生物制药对策
国家加大对生物技术创新和生物产业发展的支持力度,使我国生物制药行业保持快速发展势头。数据显示,2003-2017年中国生物制药行业销售收入年复合增长率达30%,2017年行业产销规模突破万亿元,同比增速超过60%。
未来十年,一批基因治疗方案、药物将进入应用阶段。中国生物药研发与产业化能力也将大幅度提高,形成化学药、中药、生物药三足鼎立的药物新格局。我国将针对癌症、心脏病、高血压、糖尿病、神经系统疾病等重大疾病,取得200个生物新药证书,开发近200种生物药,近400个生物药进入临床试验阶段,中国生物制药的高速发展时代已经到来。
按照国家“十三五规划”,生物制药要紧紧围绕民生健康和新兴产业培育的战略需求,突出创新药物、医疗器械等重大产品研制和精准化、个体化、可替代或可再生为代表的未来医学发展,重点突破新型疫苗、抗体制备、免疫治疗等关键技术,抢占生物医药产业战略制高点,力争到2020年实现我国生物医药整体由“跟跑”到“并跑”、部分领域“领跑”的转变。现代生物技术的一系列重要进展和重大突破正在加速向应用领域渗透,在革命性解决人类发展面临的环境、资源和健康等重大问题方面展现出巨大前景。


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