生物药物

生物药物（广义）：利用生物体、生物组织或其成分、综合应用多门学科的原理和方法进行加工、制造而成的一大类药物。 生物药物（狭义）：用于治疗或体内诊断目的，用天然（非工程)的）生物来源直接提取以外的方法生产的蛋白质或核酸类药物

? 生物技术药物:利用生物机体、组织、细胞，生产制造或从中分离得到的具有预防、

治疗诊断功能的药品，包括具有生物活性的初级代谢和次级代谢产物、天然活性化合物及其类似物。

? 生物技术药物是指完全或部分由生物技术手段生产的，用于治疗或体内诊断目的的

任何一种药用产品。

? 生物制品:应用普通的或以基因工程、细胞工程、蛋白质工程、发酵工程等生物技术

获得的微生物、细胞及各种动物和人源的组织和液体等生物材料，制备用于预防、治疗、诊断的药品

? 生物制品（药学界） :通常是指来自于血液的医疗产品以及疫苗、毒素和变态反应

原产品。

生物技术药物的药理学特性

⑴ 治疗的针对性强，疗效高；⑵ 毒副作用小，营养价值高；⑶ 生理副作用常有发生。

生物技术药物的理化特性：（1）组成结构复杂，活性与空间结构密切相关。对多种物理、化学、生物学因素不稳定；（2）活性高，有效剂量小，对制品的有效性，安全性要严格要求。

第二章 生物化学制药

生物技术制药的特征：高技术、高投入、高风险、高收益、长周期

生化药物：运用生物化学研究方法，将生物体中起重要生化作用的各种基本物质经过提取、分离、纯化等手段提取出的药物，或者将上述这些已知药物加以改造或人工合成的药物。

生物材料的来源： ? 植物

? 动物 动物脏器 血液、分泌物和其他代谢物 ? 海洋生物 ? 微生物

生物材料组成的复杂性：

? 同种物质可来自于不同生物体或同种生物体的不同部位。

? 同种生物，由于细胞的类型、年龄、分化程度的不同都会改变活性物质的组成。

生物活性物质存在的特点：生化成分组成复杂，种类多，有效成分含量低，杂质多 生物材料的选择：1. 有效成分的含量高：生物品种、合适的组织器官 、生物的生长期 2. 杂质情况：少，易处理 3. 来源广泛

传统生化制药一般过程：生物材料采集与预处理——生物材料采集与预处理——浓缩、干燥 用酸、碱、盐水溶液、用表面活性剂、有机溶液提取

过程中采取合适方法保护活性物质 1．工业用DNA的提取

从冷冻鱼精中提取。鱼精中主要含有核蛋白、酶类以及多种微量元素。核蛋白的主要成分是脱氧核糖核酸(DNA)和碱性蛋白质(鱼精蛋白)，其中DNA 占大约2／3。 冷冻鱼精—（粉碎）———鱼精匀浆——（水，搅拌）—（升温至100℃，5min）—（冷却至20~25℃）—（离心）————热变性DNA—（96%乙醇）—（离心）————纤维状DNA沉淀—（乙醇，丙酮洗涤）—（减压低温干燥）————DNA粗品

? 2．具有生物活性DNA的制备

可从动物内脏（肝、脾、胸腺）中提取制备，操作条件0～3℃。

动物内脏加4倍量生理盐水经组织捣碎机捣碎1分钟，匀浆于2500rpm离心30分钟. 沉淀用同样体积的生理盐水洗涤3次，每次洗涤后离心，将沉淀悬浮于20倍量的冷生理盐水中，再捣碎3分钟.

加入2倍量5％十二烷基磺酸钠，并搅拌2～3小时，在0 ℃2500rpm离心，在上层液中加入等体积的冷乙醇，离心即可得纤维状DNA，再用冷乙醇和丙酮洗涤，减压低温干燥得粗品DNA。

白蛋白-工艺路线

白蛋白溶于水，对酸稳定，比其他血浆蛋白耐热。在白蛋白溶液中加入氯化钠或脂肪酸的盐，能提高白蛋白的热稳定性。

L-胱氨酸－工艺路线

水解、中和、粗制、精制

酶工程

酶工程是酶学和工程学相互渗透结合发展而形成一门新的技术学科。 固定化酶

通过物理或化学的方法将溶液酶转变为在一定的空间内其运动受到完全或局部约束的一种不溶于水，但仍具活性的酶。它能以固相状态作用于底物进行催化反应。 固定化细胞

将完整的细胞限定在一定空间内活动的一种固定化生物催化剂。

? 酶和细胞固定化方法 载体结合法

物理吸附法 离子结合法 共价结合法 交联法 包埋法

热处理法(细胞） 非水相酶催化的特性 优点：

（1）增加非极性基质的溶解度；

（2）使某些原本在水相不能进行的反应顺利进行，如肽的合成、酯的合成等； （3）可减少在水相容易发生的副反应，如酸酐的水解、卤化物的水解等； （4）可提高酶的热稳定性；容易分离回收； （5）无微生物污染。

缺点：酶的活性比水相中低

有机介质中酶促反应的条件： ? 保证必需水含量

? 选择合适的酶及酶形式

? 选择合适的溶剂及反应体系 ? 选择最佳pH值和离子强度 酶促反应有机介质体系

? 单相共溶剂体系（水/水溶性有机溶剂） ? 两相体系（水/水不溶性有机溶剂） ? 低水有机溶剂体系（有机溶剂体系） ? 反胶束体系

手性药物是指由具有药理活性的手性化合物组成的药物，其中只含有效对映体或者以含有效的对映体为主。 生物拆分法

对映选择性（enatioselectivity）是指一个化学反应所具有的能优先生成（或消耗）一对对映体中的某一种的特性。

对映体过量（enantiomeric excess，e.e.） 指样品中一个对映体对另一个对映体的过量，用于描述样品的对映体组成，通常用百分数来表示。

? e.e.％＝[(S— R )/(S+ R )] ×100％ （e.e.p） ? e.e.s ％＝[(A— B )/(A+ B )] ×100％ 手性药物 的获得方法

● 天然手性库：从自然界存在的光活性化合物提取得到，如氨基酸、羟基酸、糖、生物碱和萜类等为原料，采用保持原构型、转化或手性转换等方法合成手性化合物

● 不对称合成：采用手性辅助基、手性配体、手性催化剂对前手性底物进行选择性

反应

● 外消旋体拆分：常规合成方法得到外消旋体产物，如何将它们进一步分离 酶拆分法制备L-苯丙氨酸－原理与过程

? 原理：DL-Phe与醋酸酐反应生成Ac-DL-Phe，氨基酰化酶可专一性水解Ac-L-Phe

的酰胺键生成L-Phe。

L-天冬氨酸－转化反应

富马酸 天冬氨酸

丙氨酸

L-天冬氨酸－工艺路线

第四章 细胞工程 生产用细胞系

? 人源细胞系

? 哺乳动物细胞系 ? 昆虫细胞系

1.人源细胞系

W1-38：Wistar Institute (WI)正常胚肺组织人二倍体成纤维细胞细胞系，倍增时间为24h，有限寿命50代，贴壁生长，对很多病毒敏感。第一个被用于制备疫苗。

MRC-5：从正常男性肺组织 中获得的人二倍体细胞系，有限寿命42～46代。增殖速度较W1-38快，对不良 环境敏感性较W1-38低。 对人的病毒敏感。 用于生产疫苗。

Namalwa：从肯尼亚患有淋巴瘤病人获取，建成的人的类淋巴母细胞。用于生产α干扰素 2.哺乳动物细胞系

CHO （Chinese hamster ovary）细胞：从中国仓鼠卵巢中分 离的上皮样细胞。 亚二倍体，多种衍生突变株。

贴壁型生长，也可悬浮培养，对剪切力和渗透压有较高的忍受能力。

是最为普遍和成熟表达糖基化蛋白药物的细胞。药物：tPA,EPO, HBsAg, G-CSF, 凝血因子Ⅷ，DNA酶Ⅰ

BHK-21:从5只无性别的生长1天的地鼠幼鼠肾脏中分离的;成纤维样细胞, 用于增殖病毒，包括多瘤病毒、口蹄疫病毒、狂犬病毒等并制作疫苗，现已用于工程细胞构建。上市重组凝血因子Ⅷ。

? 杂交瘤细胞：hydridoma

脾脏B细胞与骨髓瘤细胞的融合细胞

特点：无血清培养基中高密度悬浮生长，容易转染和生长，大量分泌和高效表达 应用：抗体药物生产 3.昆虫细胞系

? Sf21:秋粘虫Spodopera frugiperda

? Sf9：1983年从亲代IPLB—SF21AE 中克隆形成。亲代细胞从秋粘虫的 蛹卵组织

中分离获得。它对苜宿尺 蠖核型多角体病毒和其它杆状病毒 高度敏感。 抗机械剪切，无血清培养基的搅拌反应器中生长。用于高效表达外来蛋白制品。

? TN-5B1-4：粉纹夜蛾Trichoplusia ni，表达能力比sf9高20多倍，能悬浮培养。生

产抗体、试剂盒；生物学研究。

动物细胞的培养特征

? 对培养条件严格

? 动物细胞在体外培养所需条件 ? 培养基要求 对培养条件严格

动物细胞对周围环境十分敏感

? 无细胞壁保护，细胞膜直接接触外界

? 物理化学因素：渗透压、pH、离子强度、剪切力等耐受力很弱，易受伤害 ? 与细菌和植物细胞相比，动物细胞培养条件要求严格得多 动物细胞在体外培养所需条件

? 1、所有的与细胞接触的设备、器材和溶液都必须保持绝对无菌，避免污染； ? 2、必须有足够的营养保证，绝对不可有有害的物质，避免有害离子； ? 3、保证有适量的氧气供应；

? 4、需随时清除细胞代谢中的有害产物；

? 5、有良好的适于生存的外界环境，渗透压、离子浓度和酸度； ? 6、及时分种，保持合适的细胞密度。

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