2009年第8期 汤娇雯：基因工程制药的研究现状与发展前景 25 斥反应，渗透性好，能有效穿透致密的肿瘤屏障，有 原，可在小鼠体内引起免疫反应。 利于实体瘤的诊断和治疗：(5)制备抗体融合蛋白： 2基因工程技术在新药开发中的应用 将抗体的可变区域与非抗体蛋白融合，使融合蛋白 基因工程技术是与医药卫生产业结合极为紧密 继承抗体分子的结合特异性。或者用非免疫球蛋白 的高新技术，它的发展为发现有新颍药理作用的先 的序列替换抗体的可变区，例如，用CD4、白细胞介 导化合物提供了重要手段，已导致了新药研发方法 素2和肿瘤坏死因子受体等被称为“免疫黏附蛋 的革命。 白”的分子的序列来替换，融合蛋白获得抗体相关 2.1重组受体与药物筛选 的性质，可激活机体免疫功能和提高药物动力活 在新药研究开发中日益广泛使用的受体筛选模 性等。 型所需的受体往往来自动物体内，传统的受体制备 1.4重组基因药物表达系统的改善 是从大量的组织匀浆中提取，数量有限，因而不利于 目前绝大多数的重组蛋白药物都是在细菌等原 大量筛选。重组受体技术把受体或受体亚型的基因 核生物中表达，但是在原核生物表达系统无法对合 从人体组织中克隆出来，再在微生物或哺乳动物细 成的真核生物蛋白进行特定的翻译后修饰。例如， 胞内表达。与传统的受体制备技术相比，重组受体 形成正确的二硫健、切割前体、蛋白质糖基化赋予蛋 技术有很多优点：受体来源于人而不是动物，所以重 白质稳定性核某些特殊性质、对氨基酸进行磷酸化 组受体所得的试验结果与人体试验的结果直接相 等修饰：而且细菌中的有毒蛋白或有抗原作用的蛋 关；可大量制备受体并能得到只在特定组织中存在、 白可能会混杂在最终产物中。因此人们构建了真核 用传统制备方法难以获得的受体：重组受体包含了 表达系统用于生产药物蛋白，尤其是以转基因动植 细胞内或细胞膜上G蛋白等信号转导系统，更接近 物作为生物反应器生产重组蛋白药物。优点在于生 人体的自然状态，重组受体纯度高，更为经济。它的 产出的药物蛋白质与天然蛋白质在生化、生理和功 出现，导致了制药工业从传统动物受体制备向克隆 能等方面的性状完全一致；可高效大量表达，降低生 的人体受体的转变。 产成本；表达产物易于被接受。 Synaptic制药公司研究了能调节神经系统功能 转基因动植物在生产基因工程药物方面已接近 的肾上腺素能受体亚型、含5-HT的受体亚型及人 实用化阶段。1995年，Pharmaceutical Protein Ltd. 类转移因子受体亚型，并已克隆了许多受体，目前正 将人的基因插人绵羊胚胎，使之在成羊乳中表达产 用于筛选治疗精神失常及由神经功能失调引起的其 生人抗胰蛋白酶(AAT),表达量30gL,从乳清中 他疾病的药物。此外，其他一些重组受体如克隆的 提纯AAT回收率达到50%以上。Genpharm Ltd.用 人体多巴胺D5受体亚型、缩胆囊素B/促胃酸激素 转基因羊生产的乳铁蛋白是一种在人乳汁中产生的 受体、血管紧张素Ⅱ的I型受体等也已用于药物筛 抗菌蛋白，对免疫系统受损病人或化疗病人有益。 选并申请了专利。虽然此项技术的发展还需要一段 Genzyme Transgenic Corp.培养的转基因山羊能生产 时间的发展完善，但是克隆的人体受体已证明在药 人抗凝血蛋白酶I(AT-I),可用于治疗遗传性 物筛选中是有用的。 AT-I缺陷。另外，应用转基因动物生产EP0,IL- 2.2转基因动物与药物筛选 2,pA,血凝因子I等也取得了很大进展。1989 在医学研究中转基因动物可以“真实”地体现 年，某种抗体的重链和轻链即被成功的转人烟草中， 目的基因的活动特征，将分子水平、细胞水平、整体 将表达抗体重链和轻链的烟草单株进行杂交得到的 水平的研究有机地联系起来，可在不破坏活体原有 转基因烟草株能产生具功能的完整的抗体，其特异 系统的前提下，对一个或多个因素进行研究，使问题 性和亲和性与原抗体差不多：转基因植物的另一个 简化。利用转基因动物可建立敏感动物品系及人类 热点是利用植物系统生产疫苗。食用植物表达疫 相同疾病的动物模型用于药物筛选，避免了传统的 苗，人们通过食用这些转基因植物就起到接种疫苗 动物模型与人类某种症状相似的疾病在致病原因、 的作用。目前已在转基因烟草中表达了乙肝表面抗 机理不尽相同的缺点，其结果准确，经济，试验次数 万方数据2009年第8期 汤娇雯：基因工程制药的研究现状与发展前景 25 斥反应，渗透性好，能有效穿透致密的肿瘤屏障，有 利于实体瘤的诊断和治疗；(5)制备抗体融合蛋白： 将抗体的可变区域与非抗体蛋白融合，使融合蛋白 继承抗体分子的结合特异性。或者用非免疫球蛋白 的序列替换抗体的可变区，例如，用CD4、白细胞介 素2和肿瘤坏死因子受体等被称为“免疫黏附蛋 白”的分子的序列来替换，融合蛋白获得抗体相关 的性质，可激活机体免疫功能和提高药物动力活 性等。 1．4重组基因药物表达系统的改善 目前绝大多数的重组蛋白药物都是在细菌等原 核生物中表达，但是在原核生物表达系统无法对合 成的真核生物蛋白进行特定的翻泽后修饰。例如， 形成正确的二硫健、切割前体、蛋白质糖基化赋予蛋 白质稳定性核某些特殊性质、对氨基酸进行磷酸化 等修饰；而且细菌中的有毒蛋白或有抗原作用的蛋 白可能会混杂在最终产物中。因此人们构建了真核 表达系统用于生产药物蛋白，尤其是以转基因动植 物作为生物反应器生产重组蛋白药物。优点在于生 产出的药物蛋白质与天然蛋白质在生化、生理和功 能等方面的性状完全一致；可高效大量表达，降低生 产成本；表达产物易于被接受。 转基因动植物在生产基因工程药物方面已接近 实用化阶段。1995年，Pharmaceutical Protein Ltd． 将人的基因插入绵羊胚胎，使之在成羊乳中表达产 生人抗胰蛋白酶(AAT)，表达量30 g／L，从乳清中 提纯AAT回收率达到50％以上。Genpharm Ltd．用 转基因羊生产的乳铁蛋白是一种在人乳汁中产生的 抗菌蛋白，对免疫系统受损病人或化疗病人有益。 Genzyme Transgenic Corp．培养的转基因山羊能生产 人抗凝血蛋白酶III(AT．III)，可用于治疗遗传性 AT．III缺陷。另外，应用转基因动物生产EPO，IL一 2，tpA，血凝因子III等也取得了很大进展。1989 年，某种抗体的重链和轻链即被成功的转人烟草中， 将表达抗体重链和轻链的烟草单株进行杂交得到的 转基因烟草株能产生具功能的完整的抗体，其特异 性和亲和性与原抗体差不多；转基因植物的另一个 热点是利用植物系统生产疫苗。食用植物表达疫 苗，人们通过食用这些转基因植物就起到接种疫苗 的作用。目前已在转基因烟草中表达了乙肝表面抗 原，可在小鼠体内引起免疫反应。 2基因工程技术在新药开发中的应用 基因工程技术是与医药卫生产业结合极为紧密 的高新技术，它的发展为发现有新颖药理作用的先 导化合物提供了重要手段，已导致了新药研发方法 的革命。 2．1 重组受体与药物筛选 在新药研究开发中日益广泛使用的受体筛选模 型所需的受体往往来自动物体内，传统的受体制备 是从大量的组织匀浆中提取，数量有限，因而不利于 大量筛选。重组受体技术把受体或受体亚型的基因 从人体组织中克隆出来，再在微生物或哺乳动物细 胞内表达。与传统的受体制备技术相比，重组受体 技术有很多优点：受体来源于人而不是动物，所以重 组受体所得的试验结果与人体试验的结果直接相 关；可大量制备受体并能得到只在特定组织中存在、 用传统制备方法难以获得的受体；重组受体包含了 细胞内或细胞膜上G．蛋白等信号转导系统，更接近 人体的自然状态，重组受体纯度高，更为经济。它的 出现，导致了制药工业从传统动物受体制备向克隆 的人体受体的转变。 Synaptic制药公司研究了能调节神经系统功能 的肾上腺素能受体亚型、含5．HT的受体亚型及人 类转移因子受体亚型，并已克隆了许多受体，目前正 用于筛选治疗精神失常及由神经功能失调引起的其 他疾病的药物。此外，其他一些重组受体如克隆的 人体多巴胺D5受体亚型、缩胆囊素B／促胃酸激素 受体、血管紧张素Ⅱ的I型受体等也已用于药物筛 选并申请了专利。虽然此项技术的发展还需要一段 时间的发展完善，但是克隆的人体受体已证明在药 物筛选中是有用的¨8。。 2．2 转基因动物与药物筛选 在医学研究中转基因动物可以“真实”地体现 目的基因的活动特征，将分子水平、细胞水平、整体 水平的研究有机地联系起来，可在不破坏活体原有 系统的前提下，对一个或多个因素进行研究，使问题 简化。利用转基因动物可建立敏感动物品系及人类 相同疾病的动物模型用于药物筛选，避免了传统的 动物模型与人类某种症状相似的疾病在致病原因、 机理不尽相同的缺点，其结果准确，经济，试验次数 万方数据