生物制藥工藝學第一章緒論演示文稿當前1頁，總共72頁。（優選）生物制藥工藝學第一章緒論當前2頁，總共72頁。主要專業課本系開設：生物制藥工藝學、生物藥物分析、藥理學、藥劑學、藥事法規與管理、制藥設備、免疫學、基因工程、細胞工程、酶工程等其他院校可能尚開設：藥物化學、中草藥學、中醫學、人體解剖生理學、市場學等當前3頁，總共72頁。第一章緒論

第一節生物藥物概述第二節生物藥物與生物制藥工藝學當前4頁，總共72頁。第一節生物藥物概述

生物藥物的概念生物藥物的性質生物藥物的分類當前5頁，總共72頁。基本概念藥物：預防、診斷、治療疾病，改善生活質量和影響人體生物學進程的物質。

包括：化學藥物：應用最普遍、數量最多的一類藥物。

植物藥物：中草藥，有幾千年的應用歷史。

生物藥物

當前6頁，總共72頁。生物藥物：利用生物體、生物組織或其成分、綜合應用生物學與醫學﹑生物化學與分子生物學﹑微生物學與免疫學﹑物理化學與工程學和藥學的原理和方法進行加工、制造而成的一大類用于預防﹑診斷﹑治療疾病和康復保健的制品.當前7頁，總共72頁。廣義的生物藥物包括：1.從動植物和微生物中制取的各種天然生物活性物資。2.人工合成或半合成的天然物質類似物.當前8頁，總共72頁。現代生物藥物已形成了四大類型：天然生物藥物，即來自動物、植物、微生物和海洋生物的天然產物，包括天然生化藥物，微生物藥物，海洋藥物；合成與部分合成的生物藥物；基因重組多肽，蛋白類治療劑；基因藥物，即以DNA,RNA為基礎，研究而成的基因治療劑、基因疫苗,反義藥物和核酶等。后二類生物藥物也被列為新生物技術藥物。當前9頁，總共72頁。生物藥物的性質

在化學構成上，生物藥物十分接近于體內的正常生理物質,進入體內后也更易為機體所吸收利用和參與人體的正常代謝與調節。在藥理學上,生物藥物具有更高的生化機制合理性和特異治療有效性。在醫療上，生物藥物具有藥理活性高、針對性強、毒性低、副作用小、療效可靠及營養價值高等特點。當前10頁，總共72頁。生物藥物的性質生物藥物的有效成分在生物材料中濃度都很低,雜質的含量相對比較高。生物藥物常常是一些生物大分子。它們不僅分子量大,組成、結構復雜,而且具有嚴格空間構象,以維持其特定的生理功能。生物藥物對熱、酸、堿、重金屬及pH變化都較敏感，各種理化因素的變化易對生物活性發生影響。當前11頁，總共72頁。生物藥物的分類天然生物藥物基因工程藥物基因藥物醫學生物制品當前12頁，總共72頁。天然生物藥物

天然生化藥物微生物藥物海洋生物藥物當前13頁，總共72頁。1.天然生化藥物天然生化藥物是指從生物體(動物,植物和微生物)中獲得的天然存在的生化活性物質.氨基酸類藥物多肽和蛋白質類藥物酶與輔酶類藥物核酸類藥物多糖類藥物脂類藥物細胞生長因子與組織制劑當前14頁，總共72頁。氨基酸類藥物（1）個別氨基酸制劑，如谷氨酸用于肝昏迷、神經衰弱和癲癇；胱氨酸用于抗過敏、肝炎及白細胞減少癥。（2）復方氨基酸制劑a.水解蛋白注射液。b.復方氨基酸注射液。c.要素膳。當前15頁，總共72頁。多肽和蛋白質類藥物（1）多肽藥物，主要有多肽激素和多肽細胞生長調節因子，如催產素、促皮質素(ACTH)和表皮生長因子(EGF)。（2）蛋白類藥物a.單純蛋白質，如人白蛋白、丙種球蛋白、胰島素。b.結合蛋白類，包括糖蛋白、脂蛋白、色蛋白等。當前16頁，總共72頁。胰島素人體合成胰島素當前17頁，總共72頁。人胰島素(h-Insuin)是世界上第一個商業規模應用的基因工程藥物，于1982年就投放市場，用于治療糖尿病。當前18頁，總共72頁。酶與輔酶類藥物（1）助消化酶類如胃蛋白酶,胰酶,纖維素酶等（2）消炎酶類如溶菌酶,胰蛋白酶,菠蘿蛋白酶等（3）心血管疾病治療酶如纖溶酶,尿激酶,凝血酶,鏈激酶等（4）抗腫瘤酶類如L-天冬酰胺酶,谷氨酰胺酶,蛋氨酸酶等當前19頁，總共72頁。酶與輔酶類藥物(5)其他治療用酶，如超氧化物歧化酶(SOD)用于治療類風濕性關節炎和放射病等，青霉素酶可治療青霉素過敏。(6)輔酶類藥物，多種酶的輔酶或輔基成分具有醫療價值，如輔酶Ⅰ、輔酶Ⅱ等廣泛用于肝病和冠心病的治療。當前20頁，總共72頁。SOD

是一種抗氧化酶，主要臨床用途是抗炎、抗輻射、抗衰老，治療自身免疫性疾病和缺血再灌流綜合癥。

當前21頁，總共72頁。凝血酶由人、牛、豬血或兔腦提取分離，也可由酵母、細菌產生，能促進血液凝固，主要用于治療手術后出血及多種出血癥當前22頁，總共72頁。L-天冬酰胺酶由E.coli.產生，是治療白血病的首選藥物，可以用分子工程法進行修飾，以延長在體內的半衰期，降低抗原性當前23頁，總共72頁。尿激酶由人尿提取或細胞培養獲得，主要治療各種血栓病，如中風。

當前24頁，總共72頁。核酸及其降解物和衍生物類藥物（1）具有天然結構的核酸類藥物，包括RNA、DNA、核苷、核苷酸、多聚核苷酸。（2）核酸類結構改造藥物，它們是目前人類治療病毒、腫瘤、愛滋病的重要藥物。當前25頁，總共72頁。核酸及其降解物和衍生物類藥物疊氮脫氧胸苷（AZT）臨床上用于治療愛滋病和愛滋病相關綜合癥丙氧鳥苷抗病毒藥物當前26頁，總共72頁。多糖類藥物來源包括動物、植物、微生物和海洋生物，它們在抗凝、降血脂、抗腫瘤、增強免疫功能和抗衰老方面具有較強的藥理作用當前27頁，總共72頁。多糖類藥物肝素有很強的抗凝作用,小分子肝素有降血脂,防治冠心病的作用.硫酸軟骨素A在降血脂,防治冠心病上有一定療效.透明質酸具有健膚,抗皺,美容的作用.各種真菌多糖具有抗腫瘤,增強免疫力和抗輻射作用.主要有銀耳多糖,蘑菇多糖,靈芝多糖等.當前28頁，總共72頁。肝素可以從豬粘膜提取，肝素鈣與小分子量肝素是肝素的系列藥物，主要作為抗凝血藥當前29頁，總共72頁。透明質酸由雞冠、眼球、臍帶、豬皮提取純化獲得，廣泛用作化妝品基質的主要成分，還用于各種復雜的眼科手術。當前30頁，總共72頁。脂類藥物（1）磷脂類如卵磷脂,腦磷脂等（2）多價不飽和脂肪酸和前列腺素如亞油酸,亞麻酸,前列腺素等.（3）膽酸類如去氧膽酸,豬去氧膽酸等.（4）固醇類如膽固醇,麥角固醇和-谷固醇.（5）卟啉類如血紅素,膽紅素,血卟啉等當前31頁，總共72頁。生化藥物－－脂類藥物胡蘿卜素

維生素A的前體，對癌細胞具有明顯抑制作用。多烯脂肪酸從魚油或海膽制取，有調整血脂、抗血栓、防治冠心病的作用。當前32頁，總共72頁。人促紅細胞生成素(hEPO)

是由166個氨基酸殘基組成的糖蛋白激素，能特異性地刺激紅細胞生成，是促使造血干細胞形成紅細胞的必需因子，用于治療腎衰竭引起的嚴重貧血。當前33頁，總共72頁。細胞生長因子與組織制劑（1）細胞生長因子，是在體內對動物細胞的生長有調節作用，并在靶細胞上具有特異受體的一類物質，為多肽或蛋白質。細胞生長因子分為細胞生長刺激因子與細胞生長抑制因子.如神經生長因子,表皮細胞生長因子,促紅細胞生成素等.當前34頁，總共72頁。（2）組織制劑，指將動植物組織經過加工處理、制成符合藥品標準并具有一定療效的制劑。如后葉注射液,縮宮素制劑,骨肽注射液,腦活素,血活素及眼寧等.當前35頁，總共72頁。2.微生物藥物生物合成藥物：由微生物代謝所產生的藥物和必須利用微生物轉化反應共同完成的半合成藥物。主要包括抗生素類和一些經生物合成的維生素類、氨基酸類等?？股兀河缮铮òㄎ⑸?、植物和動物）在其生命過程中所產生的一類在微量濃度下就能選擇性抑制它種生物或細胞生長的次級代謝產物。當前36頁，總共72頁?？股馗鶕瘜W結構劃分為：1．β-內酰胺類抗生素，包括青霉素類、頭孢菌素類。2．氨基糖苷類抗生素，如鏈霉素、慶大霉素。3．大環內脂類抗生素，如紅霉素、麥迪霉素。4．四環類抗生素，如四環素、土霉素。5．多肽類抗生素，如多粘菌素、桿菌肽。6．多烯類抗生素，如制菌霉素,萬古霉素等。當前37頁，總共72頁?？股?.苯羥基胺類抗生素.包括氯霉素等.8.蒽環類抗生素,包括氯紅霉素,阿霉素等.9.環橋類抗生素.包括利福平等.10.其他抗生素,如磷霉素,創新霉素等.當前38頁，總共72頁。3.海洋生物藥物多糖類如殼聚糖,海帶多糖,軟骨多糖聚醚類如生物毒素(扇貝毒素,抗腫瘤)大環內酯類抗腫瘤,治療白血病萜類從海藻中得到的萜類有細胞毒活性多肽和蛋白類河豚毒素,海蛇毒素不飽和脂肪酸類EPA,DHA生物堿類,甾醇類,苷類當前39頁，總共72頁?；蚬こ趟幬?.細胞因子干擾素類ɑ-干擾素,-干擾素,-干擾素2.細胞因子白介素類和腫瘤壞死因子白介素-2,IL-1,IL-3等,腫瘤壞死因子主要有TNF-ɑ和TNF-ɑ受體等.當前40頁，總共72頁。基因工程藥物3.造血系統生長因子類主要用于促進造血系統,增加白細胞,紅細胞和血小板.主要有粒細胞集落刺激因子,巨噬細胞集落刺激因子,促紅細胞生成素等4.生長因子類主要用于促進細胞生長,組織再生和創傷治療.當前41頁，總共72頁?；蚬こ趟幬镏饕幸葝u素樣生長因子,表皮生長因子,神經生長因子等.5.重組多肽與蛋白質類激素主要有重組人胰島素,重組人生長素,絨毛膜促性腺激素等,還有重組人白蛋白和重組人血紅蛋白.當前42頁，總共72頁。基因工程藥物6.心血管病治療劑與酶制劑主要用于心血管疾病與抗腫瘤治療.主要有tpA,尿激酶,鏈激酶,天冬酰胺酶,超氧化岐化酶等.7.重組疫苗與單抗制品主要有乙肝表面抗原疫苗,AIDS疫苗,流感疫苗等.當前43頁，總共72頁?；蛩幬镞@類藥物是以基因物質(DNA或RNA及其衍生物)作為治療的物質基礎,包括基因治療用的重組目的DNA片段,重組疫苗,反義藥物和核酶等.反義藥物是以人工合成的10~幾十個反義寡核苷酸序列與模板DNA或mRNA互補形成穩定的雙鏈結構,抑制靶基因的轉錄和mRNA的翻譯,從而起到抗腫瘤和抗病毒的作用.當前44頁，總共72頁。生物制品一般指的是用微生物(包括細菌、噬菌體、立克次體、病毒等)、微生物代謝產物、原蟲、動物毒素、人或動物的血液或組織等直接加工制成，或用現代生物技術方法制成，作為預防、治療、診斷特定傳染病或其他有關疾病的免疫制劑，統稱為生物制品(biologicalproducts)。包括各種疫苗、抗血清(免疫血清)、抗毒素、類毒素、免疫制劑(如胸腺肽、免疫核酸等)、診斷試劑等。當前45頁，總共72頁。生物制品1．預防用制品（1）疫苗：由病毒、立克次氏體或螺旋體制成的，如乙肝疫苗。（2）菌苗：由細菌制成的，如卡介苗。（3）類毒素：由細菌外毒素經甲醛脫毒而保留其抗原性的，如白喉類毒素。2．治療用制品（1）特異性治療用制品，如狂犬病免疫球蛋白。（2）非特異性治療用制品，如白蛋白。3．診斷用制品，主要指免疫診斷用品，如結核菌素及多種診斷用單克隆抗體。當前46頁，總共72頁。第二節生物藥物與生物制藥工藝學生物制藥的發展歷程生物制藥工藝學的研究內容生物制藥的研究發展趨勢當前47頁，總共72頁。1傳統生物制藥發展階段公元前597年就有麴（曲）的使用記載。公元4世紀，就有用海藻（含碘）酒治療癭病（地方性甲狀腺腫）的記載。孫思邈（公元581-682年）首先用含維生素A豐富的羊肝治療“雀目”（一種眼疾）。神農用羊靨（包括甲狀腺的頭部肌肉）治療甲狀腺腫，用紫河車（胎盤）作強壯劑，用蟾酥治創傷。早期的生物藥物多數來自動物臟器，有臟器制劑之稱。當前48頁，總共72頁。2近代生物制藥發展階段20世紀20年代，純化胰島素、甲狀腺素、多種維生素等開始用于臨床或保健。40-50年代發現和提純了腎上腺皮質激素和腦垂體激素。50年代開始應用發酵法生產氨基酸類藥物。60年代酶類藥物得到廣泛應用。生物制品方面，14世紀末，法國巴斯德創制了狂犬病疫苗，1796年英國醫生琴納發明了預防天花的牛痘疫苗。到了20世紀中期，疫苗種類日益增加。所以，人類利用生物藥物的歷史相當悠久。當前49頁，總共72頁。目前生化藥物已達600多種。還有100多種臨床診斷試劑。我國生化藥物的發展也十分迅速，并獨創一些新品種。如天花粉蛋白（中期引產藥），人工牛黃（感冒藥的主要成分，天然牛黃是牛的膽結石）返回目錄當前50頁，總共72頁。3現代生物制藥發展階段從20世紀80年代開始，利用基因工程開發生物藥物已經成為一個重要的發展方向，已經上市的有人胰島素（1982）、人生長素（1987）、干擾素（1987）、乙肝疫苗（1987）等等。應用酶工程技術、細胞工程技術和基因工程技術生產抗生素、氨基酸和植物次生代謝產物也已步入產業化階段。當前51頁，總共72頁。乙肝基因工程疫苗美國1986年正式投放市場。系由乙型肝炎病毒外殼成分及其表面抗原組成，其本質為蛋白質，分子量在22,000-67,000，主要成分為226個氨基酸殘基組成的乙肝表面抗原。當前52頁，總共72頁。美國疫苗

接種機制

流程圖當前53頁，總共72頁。生物技術藥物已成為當今最活躍和發展最迅速的領域,2004年,全球生物制藥市場的收入為450億美元,較2003年上漲22%,遠遠高于藥品市場7%的總體增長幅度。資料表明，傳統化學制藥由于創新瓶頸難以突破，生物制藥研究成果數量上升最快，正在發展成為藥物研究的重點。從1993到2004年，美國FDA批準新藥中，從趨勢分析，被批準的化學分子藥物呈現逐年下降趨勢，而生物技術藥物的比重卻逐年上升，從1993年的17%上升到2003年的40%。當前54頁，總共72頁。2011年生物制藥的銷售額已達1600億美元，占全球藥品市場份額的19%，預計到2020年，生物制藥在全球藥品銷售中的比重將超過三分之一。20世紀90年代以來，我國生物制藥行業取得了突發猛進的發展，企業對生物制藥的投入以年均25%的速度遞增。2010年是生物制藥行業的小豐收年，其投放總額達到452億元，超過上年全年投放額的23.84%。當前55頁，總共72頁。中國生物醫藥產業起步于20世紀80年代初期，1989年我國研發出第一個擁有自主知識產權的生物醫藥產品—重組人干擾素α-1b，目前,中國有超過500家生物醫藥相關企業.國家已批準多種基因工程藥物和基因工程疫苗上市，包括重組人干擾素、促紅細胞生成素、白細胞介素－2、人生長素、尿激酶、重組改構人腫瘤壞死因子、神經生長因子、人胰島素等，其中近1/3為國家創新藥物，另有10多個品種在臨床研究之中。全國進入臨床研究的生物新藥已達150多個，其中1/5為I類新藥。生物技術藥物已成為藥品市場中一大類重要的品種，主要用于癌癥、人類免疫缺陷病毒性疾病、心血管疾病、糖尿病、貧血、自身免疫性疾病、基因缺陷病癥和許多遺傳疾病等的治療。當前56頁，總共72頁。生物制藥工藝學的研究內容生物制藥工藝學是一門從事各種生物藥物的研究、生產和制劑的綜合性應用技術科學。其研究內容包括生化制藥工藝、微生物制藥工藝、生物技術制藥工藝、生物制品及相關的生物醫藥產品的生產工藝等。當前57頁，總共72頁?，F代生物制藥工藝學是一門生命科學與工程技術理論和實踐緊密結合的嶄新的綜合性制藥工程學科。其具體任務是討論：①生物藥物的來源及其原料藥物生產的主要途徑和工藝過程；②生物藥物的一般提取、分離、純化、制造原理和生產方法；③各類生物藥物的結構、性質、用途及其工藝和質量控制。當前58頁，總共72頁。生物制藥的研究發展趨勢利用基因組學的研究成果促進生物技術新藥的研發蛋白質工程藥物的開發新型疫苗的研制新的高效表達系統的研究與應用生物技術藥物新劑型研究迅速發展生物資源的綜合利用與擴大開發應用現代科學技術，改造傳統的抗生素和氨基酸等生產工藝中西結合創制新型生物藥物當前59頁，總共72頁。Crick和Waston當前60頁，總共72頁。DNA雙螺旋結構模型當前61頁，總共72頁。巴斯德當時，法國的啤酒業在歐洲是很有名的，但啤酒常常會變酸，整桶的芳香可口啤酒，變成了酸得讓人咧嘴的粘液，只得倒掉，這使酒商叫苦不迭，有的甚至因此而破產。1865年，里爾一家釀酒廠廠主請求巴斯德幫助治治啤酒的病，看看能否加進一種化學藥品來阻止啤酒變酸。

巴斯德答應研究這個問題，他在顯微鏡下觀察，發現未變質的陳年葡萄酒和啤酒，其液體中有一種圓球狀的酵母細胞，當葡萄酒和啤酒變酸后，酒液里有一根根細棍似的乳酸桿菌，就是這種“壞蛋”在營養豐富的啤酒里繁殖，使啤酒“生病”。他把封閉的酒瓶放在鐵絲籃子里，泡在水里加熱到不同的溫度，試圖即殺死了乳酸桿菌，而又不把啤酒煮壞，經過反復多次的試驗，他終于找到了一個簡便有效的方法：只要把酒放在攝氏五六十度的環境里，保持半小時，就可殺死酒里的乳酸桿菌，這就是著名的“巴氏消毒法”，這個方法至今仍在使用，市場上出售的消毒牛奶就是用這種辦法消毒的

當前62頁，總共72頁。琴納有一天，一位少女來到琴納的診所看病，琴納根據少女的癥狀診斷她患的是天花。但是少女稍停片刻之后解釋說：“我這不是天花。我在奶牛場擠牛奶時，手指上的皮膚不慎被裝牛奶的鐵桶碰破了，當時沒在意。后來，碰破的手指又接觸到奶牛?；嫉亩化徤希谌欤沂稚暇蜕隽藥最w小痘瘡。這不是天花，幾十年來，在我們奶牛場所有擠奶的姑娘中，沒有一個患天花的，只是差不多都患過這種小痘瘡?！甭犃松倥脑?，琴納仿佛意識到了什么，然而又有點半信半疑。一個星期后，少女再也沒來過，琴納帶著疑問來到奶牛場，只見那位少女正和她的同伴們談笑風生，手上痘瘡全好了。這次門診的意外收獲終于點燃了他靈感的火花——擠牛奶的姑娘為什么能幸免于天花之難？是不是因為她們染上了牛痘呢？牛痘與天花之間是否存在著某種內在聯系呢？一連串的問號，無休止的思索，琴納發誓就從對牛痘的研究開始。在此后近20年的時間中，琴納一邊行醫一邊經常到奶牛場，仔細觀察奶牛生痘瘡，牛痘怎樣感染到人的身上，人感染了牛痘后又有哪些癥狀。在經過細心的觀察之后，他做了詳細的記載，接著就開始了在動物身上接種牛痘，然后再接種天花的試驗。動物身上的試驗成功了——凡是接種了牛痘的動物就能抵御天花的感染。琴納并不滿足于已經取得的試驗成功，他進而又想到：能不能給人接種牛痘呢？如果人也能接種牛痘，那么，人類就可找到預防天花的“秘方”了。當他將自己的想法告訴他的親友時，他的親友大多數都奉勸他不要去冒這個風險，還是安心行醫可靠。然而，琴納是一個為了事業而奮不顧身的人，他決心要去冒這個風險。1796年5月17日，琴納選擇了自己47歲生日的這一天作為給人類接種牛痘的試驗日，被試驗的對象是一位活潑聰明的8歲男孩。試驗開始了，實驗室里氣氛格外緊張，當琴納將小男孩手臂上的皮膚劃開，然后將一位擠奶姑娘痘里的淡黃色濃漿涂抹在男孩的傷口上時，在場的人們都深深地為琴納捏了一把汗。然而，琴納卻從容鎮定，他相信自己的試驗會得到滿意的結果。隨后幾天，琴納對接種的男孩進行周密的觀察，一個星期后，事實終于證明：人接種牛痘的試驗成功了。但是，接種了牛痘的人是否就肯定不患天花呢？一個更為嚴峻的考驗擺在琴納的面前。經過周密的準備之后，給接種了牛痘的男孩再接種天花的試驗又開始了。人們為琴納的大膽而懸著一顆心，琴納也度日如年，急切地期待著試驗的結果。半個月過去了，被接種天花的那個小男孩安然無恙。事實終于向世界宣告，人類歷史上第一次接種牛痘預防天花的試驗成功了，被稱為“死神的幫兇”的天花從此被人類征服了。當前63頁，總共72頁。天花粉蛋白原料當前64頁，總共72頁。人工牛黃資料補充1天然牛黃本品為?？苿游稂S牛BostaurusdomesticusGmelin或水牛BubalusbubalisL膽囊、膽管或肝管中的結石2人工培植牛黃本品是利用活牛體，以外科手術的方法在牛的膽囊內插入致黃因子，使之生成牛黃。人工培植牛黃的形態取決于牛黃床的構形，并因培育期的長短不一而形成不同厚度的牛黃層。3人工牛黃本品是以牛膽汁酸、膽紅素、膽固醇與無機鹽(硫酸鎂、硫酸亞鐵和磷酸三鈣)為原料，與淀粉混合而成當前65頁，總共72頁。HGP(HumanGenomeProject)人類基因組計劃當前66頁，總共72頁。HGP大事記1990年10月

被譽為生命科學“阿波羅登月計劃”的國際人類基因組計劃啟動。1998年5月

一批