第十七章基因工程药物的 研究开发及其产业化 基因制药的研究开发状况 基因工程药物研究开发的程序
第十七章 基因工程药物的 研究开发及其产业化 • 一、基因制药的研究开发状况 • 二、基因工程药物研究开发的程序
基因工程药物研究开发的 程序 (一)开发原则 (二)基因工程药物的基本操作 (三)基因工程生物制品研究、开发、 生产过程
二、基因工程药物研究开发的 程序 • （一）开发原则 • （二）基因工程药物的基本操作 • （三）基因工程生物制品研究、开发、 生产过程
(二)基因工程药物的基本操作 1.获得基因(即基因来源) (1)人工合成基因(2)利用cDNA文库(3)从基因组 DNA文库中分离基因(4)基因的改造如图10-3 2基因载体的制备如表10-6、表10-7 3基因表达 (1)细菌表达系统(2)酵母表达系统(3)昆虫细胞 多角体病毒表达系统(4)哺乳动物细胞表达系统如 表10-8 4,产品纯化 基因工程药物质量控制 6.基因工程药物质量控制要点
（二）基因工程药物的基本操作 • 1.获得基因(即基因来源) （1）人工合成基因 （2）利用cDNA文库（3）从基因组 DNA文库中分离基因 （4）基因的改造 如图10-3 • 2.基因载体的制备 如表10-6、表10-7 • 3.基因表达 （1）细菌表达系统 （2）酵母表达系统 （3）昆虫细胞 多角体病毒表达系统 （4）哺乳动物细胞表达系统 如 表10-8 • 4.产品纯化 • 5.基因工程药物质量控制 • 6．基因工程药物质量控制要点
(三)基因工程生物制品研究、 开发、生产过程 (1)实验研究:基因克隆重组、表达、分离纯化、质控 ·(2)小量试制:初步选定工艺流程,确定质控标准,验证 可行性 (3)中间试制:工艺放大,进一步验证技术路线可行性和 质量符合标准。至少连续试制三批,证明其一致。形成生 规程草案及国家鉴定合格; (4)申报审评和进行临床研究; 5)提供临床研究资料(Ⅰ,Ⅱ期)申请试生产及Ⅲ期临床研 究 (6)总结试生产全部资料,申请正式生产,获准字生产文
（三）基因工程生物制品研究、 开发、生产过程 • (1)实验研究：基因克隆重组、表达、分离纯化、质控 • (2)小量试制：初步选定工艺流程，确定质控标准，验证 工艺可行性。 • (3)中间试制：工艺放大，进一步验证技术路线可行性和 质量符合标准。至少连续试制三批，证明其一致。形成生 产规程草案及国家鉴定合格； • (4)申报审评和进行临床研究； • (5)提供临床研究资料(Ⅰ，Ⅱ期)申请试生产及Ⅲ期临床研 究； • (6)总结试生产全部资料，申请正式生产，获准字生产文 号
基因制药的研究开发状况 1.主要国家基因制药产业化概况,如表10-1 2.美国基因制药状况:2001年批准27种,369种 上临床,如表10-2、表10-3。历年美国批准 基因工程药物有116个,近六年为前13年的 倍,近四年批准的药物为前15年之和,2000 年批准32个相当于当初11年总和,说明发展 迅速如图10-1。 3.日本基因制药产业动态如表10-4 4.我国基因制药产业化动态如表105 5.基因制药的应用范围和开发周期如图10-2
基因制药的研究开发状况 1. 主要国家基因制药产业化概况，如表10-1 2. 美国基因制药状况：2001年批准27种，369种 上临床，如表10-2、表10-3。历年美国批准 基因工程药物有116个，近六年为前13年的三 倍，近四年批准的药物为前15年之和，2000 年批准32个相当于当初11年总和，说明发展 迅速如图10-1。 3. 日本基因制药产业动态如表10-4 4. 我国基因制药产业化动态如表 10-5 5. 基因制药的应用范围和开发周期如图10-2
基因工程药物质量控制 1.产品鉴别 2.纯度分析(蛋白质含量、杂质来源和分 析) 3.活性测定 4.安全性评价 5.稳定性考察 6.产品的一致性
基因工程药物质量控制 1. 产品鉴别 2. 纯度分析（蛋白质含量、杂质来源和分 析） 3. 活性测定 4. 安全性评价 5. 稳定性考察 6. 产品的一致性
载体( Vector) 宿主(Host) 质粒( Plasmids) 细菌( Bacteria) 植物( Plants) 酵母(Y 噬菌体( Phages) 细菌( Bacteria) 病毒( Viruses) 动物细胞( Animal Cells
载体 (Vector) 宿主(Host) 质粒 (Plasmids) 细菌 (Bacteria) 植物 (Plants) 酵母 (Yeats) 噬菌体 (Phages) 细菌 (Bacteria) 病毒 (Viruses) 动物细胞 (Animal Cells)
载体 特点 逆转录病腺病毒HSV细小病|sEBV 毒 毒 核酸类型 RNA DNA DNA DNA DNA 基因组大3.590 6 152 172 小(Kb 外源基因 17 插入 容量(Kb) 重组病毒中 高 高 变 靶细胞状必需分裂静止也 止也静止也 态 宿主范围较宽 可宽_否 高静可宽可 基因整合是 可宽是 宽 否 特点 可进行人体试验可通过呼道进行基因转移可将基因导入神经细
特 点： 载 体 逆转录病 毒 腺病毒 HSV 细小病 毒 sEBV 核酸类型 RNA DNA DNA DNA DNA 基因组大 小(Kb) 3.5—9.0 36 152 ～5 172 外源基因 插入 ＜9 2－7 30 4 17 容量(Kb) 重组病毒 滴变 中 高 高 高 — 靶细胞状 态 必需分裂 静止也 可 静止也 可 静止也 可 — 宿主范围 较宽 宽 宽 宽 宽 基因整合 是 否 可 是 否 特点 可进行人体试验 可通过呼吸道进行基因转移 可将基因导入神经细 胞 基因定位整和 游离质粒
表达系统 比较指标 大肠杆菌 酵母菌 哺乳动物细胞 昆虫细胞 1.外源基因表高 比较高 不高 不高(家蚕除外) 达水平 培养条件 难 较难 3.表达产物的多数不能分泌,多数能分泌 般都能分泌 般都能分泌 形式 胞内形成包涵体少数在胞内形 成包涵体,有 时产物不均 4.表达产物的不能糖基化 能糖基化,但糖基化好,近 能糖基化,但糖 糖基化 糖基化程度与似天然产物 基化程度与天然 天然产物有差 产物有差别 别 产物纯化工细胞破壁容易 胞内表达破壁纯化简单 纯化较简单(家蚕 多数产物需“复困难;分泌物 除外) 性”,工艺较复纯化工艺简单 6.生产成本 ,主要化费在低 高,主要花费 高,主要花费在 纯化方面 在培养条件方培养条件方面(家 面 蚕除外) 7.稳定性 差 较好 较好 8.难点 复性 破壁 培养 培养
比较指标 表 达 系 统 大肠杆菌 酵 母 菌 哺乳动物细胞 昆虫细胞 1．外源基因表 达水平 高 比较高 不高 不高(家蚕除外) 2．培养条件 易 易 难 较难 3．表达产物的 形式 多数不能分泌， 胞内形成包涵体 多数能分泌， 少数在胞内形 成包涵体，有 时产物不均一 一般都能分泌 一般都能分泌 4．表达产物的 糖基化 不能糖基化 能糖基化，但 糖基化程度与 天然产物有差 别 糖基化好，近 似天然产物 能糖基化，但糖 基化程度与天然 产物有差别 5．产物纯化工 艺 细胞破壁容易， 多数产物需“复 性”，工艺较复 杂 胞内表达破壁 困难；分泌物 纯化工艺简单 纯化简单 纯化较简单(家蚕 除外) 6．生产成本 高，主要化费在 纯化方面 低 高，主要花费 在培养条件方 面 高，主要花费在 培养条件方面(家 蚕除外) 7．稳定性 差 较好 好 较好 8．难点 复性 破壁 培养 培养
国 发展策略 投入资临床试 上市品种产值 家 金 验 美支持基础,创新,100亿350 110 200亿 国主导 USs/年[2001(1-[2001(1-6US$/年 领先水平 )27] 日合作,实用化,两千亿50种以 50 五千亿日 本信息化 日元/年上 元/年 德国创新,转让,加 100 68[2001 大投入 (12) 中国重视,优先、优 20余种 20 30亿人民 惠 币
国 家 发展策略 投入资 金 临床试 验 上市品种 产值 美 国 支持基础，创新， 主导 领先水平 100亿 US$/年 350 [2001（1- 19）] 110 [2001（1-6 ）27] 200亿 US$/年 日 本 合作，实用化， 信息化 两千亿 日元/年 50种以 上 50 五千亿日 元/年 德国 创新，转让，加 大投入 100 68 [2001 (12)]` 中国 重视，优先、优 惠 20余种 20 30亿人民 币