生物制藥發展現狀及未來方向 生物制藥就是把生物工程技術應用到藥物制造領域的過程，其中最主要的是應用基因工程方法（利用克隆技術和組織培養技術），對DNA進行切割、插入、連接和重組，從而獲得生物醫藥制品。生物藥品是以微生物、寄生蟲、動物毒素、生物組織為起始材料，采用生物學工藝或分高純化技術制備并以生物學技術和分析技術控制中間產物和成品質量制成的生物活化制劑，包括菌苗、疫苗、毒素、類毒素、血清、血液制品、免疫制劑、細胞因子、抗原、單克隆抗體及基因工程產品（DNA重組產品、體外診斷試劑）等。目前，生物制藥產品主要包括3大類：基因工程藥物、生物疫苗和生物診斷試劑。其在診斷、預防、控制乃至消滅傳染病，保護人類健康延長壽命中發揮著越來越重要的作用。 1 生物制藥發展狀況 生物醫藥在全球范圍內蓬勃興起，國內外制藥企業紛紛進軍生物制藥行業。目前，美國有1300多家生物技術公司，占全世界總數的三分之二，生物技術市場資本總額超過400億美元。年研究經費50億美元以上，正式投入市場的生物工程藥物功多個，已成功地創造出35個重要治療藥物。歐洲在發展生物藥品方面進展較快。英、法、德、俄羅斯等國在開發、研制和生產生物藥物方面成績裴然，在某些生物技術領域甚至超過美國。日本在生命科學領域亦有一定建樹，目前已有65的生物技術公司從事生物醫學研究，日本麒麟公司在此方面處在世界前列。新加坡最近宣布劃出一塊科技園區并投入大量資金。默克、盤山都、葛蘭素威康等一批實力雄厚的超大型跨國公司也開始加盟生物藥品的開發。1999年化學制藥公司通過并購形式將資本輸入生物技術領域后，使生物技術領域的購并金額達億美元，比1998年增長了一倍。我國生物技術藥物的研究和開發起步較晚，直到20世紀70年代初才開始將DNA重組技術應用到醫學上，但在國家產業政策（特別是國家“863”高技術計劃）的大力支持下，這一領域發展迅速，逐步縮小了與先進國家的差距。目前，國產生物藥品主要有乙肝疫苗、干擾素、IL2、GCSF、重組鏈激酶、重組表皮生長因子、重組人胰島素等16種。TPA（組織溶纖原激活劑）、IL3等十幾種多肽藥物正在進行臨床、期試驗。單克隆抗體研制已進入臨床，B型血友病治療已取得初步療效。重組凝乳酶等40多種基因藥物正在進行研發。國產干擾素市場占有率已經超過進口產品，我國首創的干擾素已具備向國外技術轉讓的能力，新一代干擾素正在研制之中。據有關部門預測，未來我國生物技術藥物，年增長率不低于25，年總產值將超過20億元人民幣，發展前景十分廣闊。 目前，生物技術藥物研究的領域主要有反義藥物、凝血因子、集落刺激因子、促紅細胞生成素、基因治療藥物生長因子、人生長激素、干擾素、白細胞介素、單克隆抗體、重組可溶性受體、組織凝血酶原激活劑、疫苗等。2 生物醫藥的發展方向 在歐美市場上，針對現有的重組藥物進行分子改造的某些第二代基因藥物已經市，如重組新鈉素、胞內多肽等；另外，重組細胞因子融合蛋白、人源單克隆抗體、細胞因子、反義核酸以及基因治療、制備抗原的新手段、新技術、轉基因動物模型的應用等也都有了實質性進展。國外生物醫藥的最新發展動向，突出表現在以下方面。 2.1克隆技術 “克隆”的含義是無性繁殖，即由同一個祖先細胞分裂繁殖而形成的純細胞系，這個細胞系中每個細胞的基因彼此是相同的。動物克隆，就是指通過無性繁殖由一個細胞產生一個和親代遺傳性狀一致，形態非常相像的動物。1997年克隆羊多莉的出現使克隆技術出規劃時代的革命。隨著動物克隆研究的發展，克隆技術在醫學領域將具有重要的應用價值。首先，人類可以利用轉基因克隆動物制造各種藥物，使“克隆”動物成為藥物制造廠。轉基因動物是基因人工操作的產物，是將外源基因直接引人或組人到受體細胞中獲得表達，其細胞分化后發育成為動物個體，它可以按照人類的需要生產，被稱為“活體生物反應器”。將這種昂貴的轉基因動物繁衍下去的最好辦法就是無性繁殖，通過克隆將攜帶特定基因的轉基因動物“復制”下來。另外，克隆技術與基因療法的結合，使得全面、徹底、高效地治療遺傳疾病成為可能。在治療遺傳缺陷方面，可將修改后的基因導人早期胚胎細胞，使其具備正確的基因，然后將此正常細胞移入去枚卵母細胞中，再將胚胎植人母體，即可發育成正常的胎兒。該方法比傳統的基因治療方法具有更多優勢。目前，采用該技術開發的干細胞為基礎的再生藥物研究進展突飛猛進。1999年4月，美國研究人員將成年的人骨髓的間充質子細胞在體外成功培養分化為軟骨、脂肪和骨骼細胞。可用于治療軟骨損傷、骨折愈合不良。 2.2血管發生 動員骨髓源性的血管內皮前體細胞（angioblastendothelial Precursor el，EPC）歸巢到缺血組織內，分化成內皮細胞，形成新血管稱血管發生。惡性瘤的無限制侵襲性生長及其轉移依賴于血管生成。腫瘤生長依賴于血管發生，豐富的血管可持續不斷地向腫瘤提供營養及氧氣，排除代謝產物。當腫瘤體積超過2mm33mm3時即需要產生新生毛細血管以維持腫瘤的生長，腫瘤細胞亦可經血管進入血液循環發生血行轉移，否則腫瘤將發生退行性壞死，而另一方面，冠心病和外周動脈缺血性疾病的危險因素，導致血管內皮功能異常，使缺血組織內側支循環的形成受到損害。因此，新血管形成是機體組織對缺血的內在反應，新血管形成維持組織灌注，滿足組織器官的生理需要。組織缺血刺激了缺血組織內側支循環的形成，應用內皮細胞有絲分裂原（細胞生長因子）促進缺血組織中側支循環形成稱治療性血管生成，研究表明EPC的增加與VEGF血漿水平升高呈高度正相關。Asaharea等用rhVEGFF10g經鼠腹腔注射，每天一次，連用7天，與對照組相比，外周血液中EPC在治療第1天增加了254，在治療第4天達峰值，EPC增加了375，到治療第14天仍增加了214。Kalka等報道20例嚴重肢體缺血的患者，缺血肢體肌肉內注射phVEGF165基因治療后，在治療后第7天循環中EPC增加了80，第14天增加了154，第21天增加了82，第28天增加了153。目前VEGF基因和bFGF的治療性血管生成已經用于臨床。作為新血管形成的另一主要機制血管發生（vas culogenesis）的研究亦取得了進展。血抑制素（angiostatin）是纖維蛋白原的水解產物，在體內有潛在的抗腫瘤和抗血管形成的作用。EPC對血管抑制素極度敏感，血管抑制素抑制EPC的增殖和游走移行，發揮抗血管形成的作用。目前，用于治療癌癥的血管發生抑制因子以及用于刺激血管生長的生長激素，均已進入臨床的試驗階段。 2.3基因治療 基因治療指以正常和野生型的基因插入靶細胞的染色質基因組中，以替代、置換致病或變異基因，從而恢復細胞正常表型的一種治療方法。主要包括靶細胞的選擇、將目的基因導人靶細胞的基因轉移方法月的基因表達正常、目的基因的選擇和應用4個方面。骨形態發生蛋白（BMP）是一種糖蛋白，它具有異位成骨作用通過BMP基因治療可誘導骨、軟骨，韌帶和肌位的形成。Alden等報道應用重組有BMP-2或BMP-9基因的腺病毒作載體可在免疫缺陷的大鼠股肌肉內誘導骨組織的形成，注射3個月后局部軟組織檢查可見軟骨內成骨的過程，并可觀察到正常的骨髓成分。肝細胞生長因子Hepatocytegrowth factor,HGF是由間質細胞產生的，與受體c-Met結合并激活該受體的酪氨酸活性，促進肝的發育和再生，并有肝細胞調亡的活性，對肝癌細胞的生長有抑制作用。Ueki等報道用甲基亞硝胺處理大鼠，得到致死性肝硬化動物模型，然后向骨骼肌重復轉染人HGF，導了大鼠血漿中人HGF的和內源性的大鼠HGF水平的升高及。c-Met受體的Try磷酸化；同時，抑制了TGF-的表達（TGF-在肝硬化的發展中有重要意義），還抑制了纖維的發生和肝細胞的調亡，并完全清除了硬化肝臟中纖維變性，提高了大鼠的成活率。自1990年臨床首次將腺苷酸脫氨酶（A-DA）基因導人患者白細胞，治療遺傳病重度聯合免疫缺損病以來，到1998年接受基因治療的病人已達400多例，目前國外臨床研究主要集中在遺傳病峻合免疫缺損病SCID、ADA缺損癥等）、心血管疾病、腫瘤、艾滋病、血友病和囊性纖維化（CF）等上，但臨床效果表明，目前基因治療只對ADA療效顯著，作為對糖尿病、血友病和囊性纖維化（CF）的補充治療有一定療效。基因治療掀起了一場臨床醫學革命，為目前尚無理想治療方法的大部分遺傳病、重要病毒性傳染病（如肝炎、艾滋病等）、惡性腫瘤等開辟了廣闊前景。隨著“后基因組”的到來，基因治療有可能在21世紀20年代以前成為臨床醫學上常規治療手段之一。 2.4藥物基因組學 藥物基因組學（pharmacogenomics）是在人類基因組基礎上發展起來的功能基因組內容之一, 基因多態性是藥物基因組學的基礎。它主要闡明藥物代謝、藥物轉運和藥物靶分子的基因多態性與藥物作用包括療效和毒副作用之間的關系。以提高藥物的療效及安全性為目標，研究影響藥物吸收、轉運、代謝、消除等個體差異的基因特性，以及基因變異所致的不同病人對藥物的不同反應，并由此為基礎開發新藥。指導合理用藥，提高藥物作用有效性、安全性和經濟性的科學。藥物基因組學揭示了患者對某些藥物的反應率與其基因亞型之間關系，雖然它不能改善藥物的效應，但這種關系的的確定能輔助臨床人員在預測某一特定藥物時，患者屬何種反應人群，使醫生為患者選擇療效最佳的藥物和最佳劑量成為可能，從而達到個體化給藥。另外藥物基因組學將在藥學研究中，特別是藥物作用機制、藥物代謝、提高藥物療效及新藥研發等方面發揮重要作用，并將從根本上改變藥物臨床治療模式和新藥開發方式。 2.5艾滋病疫苗及動植物變種的研究 HIV引起的艾滋病自被發現以來，一直嚴重威脅著人類的健康，目前國際上對艾滋病的治療方案趨向聯合治療（雞尾酒療法），可將病毒攜帶量抑制到檢測限以下，并保持數月至數年之久。但目前的藥物對淋巴結、神經組織內的病毒和DNA已經正整合到靜止狀態細胞基因組內的病毒難以根除。一旦感染HIV，需要終身服藥，而目前的抗HIV病毒不僅價格昂貴，而且易引起過敏反應，胰腺炎、肝腎損傷、脂肪變性和神經病變等不良反應，用量過大或長期用藥可使不良反應增加，甚至引起死亡。因此，目前預防HIV感染是防治艾滋病的關鍵，但自艾滋病發現以來，20年過去了，至今還沒有一種艾滋病疫苗真正用于臨床。所以發現低價、安全有效的艾滋病疫苗是當前刻不容緩的任務。1998年6月VaxGen宣布再美國和泰國進行一種新的艾滋病疫苗Aidsvaxgp120的期臨床。這是一種新的雙價疫苗，該公司認為它將比以前的單價疫苗更有效。1999年6月美國國立衛生研究院新成立了一個疫苗研究中心，將研制艾滋病疫苗作為中心任務之一。在動植物變種方面，經過20多年的發展，生物技術已從最初狹義的重組DNA技術擴展到較為廣泛的領域，目前人類已經掌握利用生物分子學、細胞學和遺傳學過程生產藥物和動植物變種的技術。3 展望生物技術引入醫藥產業,使得生物醫藥業成為最活躍、進展最快的產業之一,被公認為21 世紀最有前途的產業之一。隨著HGP 的完成,將從整體上解決腫瘤等疾病的分子遺傳學問題,6 千多種單基因遺傳病和多種多基因疾病的致病基因和相關基因的定位、克隆和功能鑒定是HGP 的核心部分,它將徹底改變傳統新藥開發的模式,并賦予基因技術的商業價值,將進一步深化生物制藥的產業結構,引發基因診斷、基因疫苗、基因治療、基因芯片等新興產業,生物制藥將會有長足的發展。參考文獻1 孫樹漢. 基因工程原理與方法(第一版) . 北京:人民軍醫出版社,2001 ,4344.2 朱玉賢,李毅. 現代分子生物學(第二版) . 北京:高等教育出版社,2002 ,170.3 薩姆布魯克,等(金冬雁等譯) . 分子克隆實驗指南(第二版) . 北京:科學出版社,1993 ,1920 ,308.4 馬先勇,姚開泰. 中國現代醫學雜志,1996 ,6 (6) :810.5 賀竹梅,劉秋云. 生物技術,1996 ,6 (1) :3738.