中国药师
2004年第7卷第4期307
7 黄海忠.参麦合培哚普利治疗冠心病头晕72例临床观察[J].浙
江中西医结合杂志,2001,11(8):488-489
8 李伯华,范广猗.参麦注射液治疗短暂性脑缺血发作的临床观察
[J].现代中西医结合杂志,2002,11(10):895-896
9 钞万山.参麦注射液合用胞二磷胆碱治疗脑梗死[J].实用临床医
学,2002,3(6):71-72
10李广宗,杨艳,桂雪.参麦治疗煤工尘肺患者呼吸肌疲劳的观察
[J].中国工业医学杂志,2001,14(5):278-280
11尹纯雪,杨运刚,张正霞.参麦注射液治疗儿童膈肌疲劳的疗效
观察[J].浙江中西医结合杂志,2002,12(1):12-13
膜,溶酶不易释放,从而减轻了氧自由基对脑血管内皮的损伤以及脑细胞的缺血性损伤。另外参麦注射液还具有增强免疫力和抗疲劳的作用,可增强机体
对各种有害因素的防御能力。参麦注射液在临床上主要应用于心脑血管疾病,对其他某些疾病有辅助治疗的作用,随着人们对它更深入的研究,相信会有更广阔的前景。
参 考 文 献
1 陈晓龙,贾连旺,范寿坤.参麦注射液治疗左心功能不全3例[J].
医药导报,2001,20(8):507-508
2 叶向.参麦注射液治疗充血性心力衰竭疗效观察[J].苏州医学院
学报,1999,19(7):825
3 陈民.参麦注射液对尿激酶治疗急性心肌梗塞再灌注性损伤[J].
中国急救医学,1999,19(5):287
4 李瀛.参麦注射液与复方苦参注射液联用治疗室性早搏[J].浙江
中医学院学报,2001,25(4):18-19
5 叶萍仙.参麦注射液治疗慢性肺心病心力衰竭疗效分析[J].中原
医刊,2000,27(2):6-7
6 张嘉川.参麦注射液辅助治疗慢性肺心病临床观察[J].泸州医学
院学报,2001,27(2):6-7
12林玲,余仲平.参麦注射液治疗小儿肺炎86例疗效观察[J].浙江
中医学院学报,1994,18(2):3413李贵玲.参麦注射液对恶性肿瘤化疗后副作用的影响[J].医药导
报,2001,20(12):758
14李仁廷.参麦注射液辅助治疗恶性肿瘤的临床研究[J].华西药学
杂志,2002,17(4):307-308
15王艳,倪江.参麦注射液治疗中心性浆液视网膜病变疗效分析
[J].浙江中医学院学报,2002,26(4):45
16余俊奇,秦建平,王晓丽.参麦注射液辅助治疗上消化道出血100
例Hb变化观察[J].实用中医内科杂志,2003,17(1):5517吕祖铭.参麦注射液合纳洛酮治疗重度急性酒精中毒疗效观察
[J].泸州医学院学报,2002,23(1):41-42
(2003-08-21收稿 2004-01-07修回)
生物技术制药与基因重组技术研究现状
丁虹 尹登科 喻昕 罗顺德 (武汉大学药学院生物技术制药系 武汉430072)
关键词 生物技术药物 基因重组技术
中图分类号:R372-33 文献标识码:A 文章编号:1008-049X(2004)04-0307-04
1 生物技术药物
1.1 生物药物与生物技术药物的范畴
由于生物技术的崛起和基因工程的发展,提出了生物药物。20世纪90年代将生物药物分为:生
化药物、生物制品、微生物药物和生物技术药物。
生化药物:是动物、人体、植物、海洋生物等生物体产生的具有强的生理活性的内源性生命基本物质,可经现代生物技术分离成单一的成分和组分,有的成分直接用于诊断、预防和治疗疾病;有的成分经化学修饰后获得更高、更专一的生物活性,用于疾病的治疗。20世纪70年代后将生化药物、合成药物、中药并列为我国的三大药源。
生物制品:20世纪90年代前主要指预防疾病用的疫苗、菌苗、类毒素、抗毒素、血液制品和代谢调节剂等,现在认为基因重组药物也在其中,包括应用生物技术获得的微生物、细胞、组织和体液等生物材料获得的活性制剂,不仅用于疾病的预防,也用于疾微生物药物:是指微生物在生命活动过程中产生的有生理活性的次级代谢产物及其衍生物,它也经历了几次发展高潮,从开始的天然抗生素到20世纪60年代初的半合成抗生素的研究和应用,以及今
年来掀起的从微生物代谢产物中筛选非抗生素类生理活性物质的研究。其中也运用了很多基因重组技术构建工程菌株。
生物技术药物:对有些难以规模化生产的微量生命活性物质,经分离纯化研究确证其结构、药效后,利用生物技术的方法进行规模化生产,统称为生物技术药物,如:基因重组技术,蛋白质工程获得的在医药领域应用的产品,主要包括基因重组多肽,蛋白质类药物、基因疫苗、反义核酸药物等。
可以看出生物技术药物、生化药物、微生物药物和生物制品有时并没有很明确的界限。生物技术药物已具备了作为一大类药物分类的条件。1.2 药物分类及生物技术药物的地位
308ChinaPharmacist2004,Vol.7 No.4
因药物包括治疗基因、反义核酸及核酶等;基因重组药物包括基因重组生物活性蛋白、多肽及其修饰物、抗体、疫苗、连接蛋白、嵌合蛋白、显性阴性蛋白、可溶受体等;天然药物包括来自于动物、植物、微生物、海洋生物来源的药物;合成及半合成药物。生物技术药物占了近3/4的比例,可见生物技术药物的重要地位。
1.3 生物技术药物在21世纪药物市场结构中的地位及影响
21世纪人类进入知识经济时代,随着医学科学、生物技术、药学科学的发展,世界医药界将发生新的转变,医疗模式将由治疗为主向预防为主转化,制药将由以化学药为主向生物技术药物和天然产物综合利用开发转变,以生物技术开发未来药物已成为制药企业新药开发的重要手段。到2002年为止,美国已经批准165种生物技术药物,产生了巨大的经济效益和社会效益,从市场销售看,据5医药经济报6报道,1996年生物技术药物市场销售额为127亿美元,1997年达146亿美元,从1992年来,EPO(人红细胞生成素)、IntronA(干扰素-A)、Humulin(胰岛素)、Humatrope(人生长激素)、G-CSF(粒细胞集落刺激因子)等进入世界前25位畅销药之列。1995年全球开发中的新药3169个,其中生物技术药物915个,位居治疗类别第4位。增长最快的为基因重组药物,疫苗居第2位,治疗范围包括肿瘤、AID大、类风湿关节炎等。从生物技术药物制备及使用分析看,具有环境污染少、不受资源限制、临床使用毒副作用低等特点,显示了强大的生命力,将成为21世纪药物市场重要的组成部分。1.4 生物技术药物分类
1.4.1 重组蛋白质和重组多肽药物 即利用DNA重组技术,将重组对象的基因插入载体,拼接后转入新的宿主细胞,构建成工程菌(或细胞),实现遗传物质的重新组合,并使目的基因在工程菌内进行复制和表达,最后将表达的目的产物纯化并做成制剂。得到重组多肽、蛋白质类药物。如细胞活素类药物(cytokines):白细胞介素、干扰素、肿瘤坏死因子、表皮生长因子等;抗细胞活素治疗(anticytokinethera-pies):如CD4可溶性受体等;重组溶栓药物:重组链激酶(rSK)、重组葡激酶(rSAK)、人源化单克隆抗体制剂(monoclonalantibodypharmaceuticals),重组疫苗和菌苗制剂(vaccinepreparation)。1.4.2 重组DNA药物
基因治疗是指向靶细胞或组织中引入外源基因或抑制异常表达的基因;刺激产生相应的抗体,从而达到治疗和预防疾病的目的。重组DNA药物主要用于基因治疗,包括寡核苷酸药物(oligonucleotidedrugs):反义核苷等;基因药物(geneagent):腺病毒-IL-2,腺相关病毒-凝血Ù因子等,细胞治疗制剂:抗原致敏的人树突状细胞;DNA疫苗(genevac-cine):治疗乙型肝炎、艾滋病的核酸疫苗等。
1.4.3 其他生物技术药物 如微生态制剂,是根据微生态学原理,利用人体内正常生理性细菌或对其有促进作用的其他无害微生物等活性物质制备而成的生物制品。20世纪90年代后期,国外学者开始应用基因工程技术,以双歧杆菌,乳酸杆菌、乳酸球菌等人体内正常生理性细菌作为载体,通过分子克隆、基因重组技术将外源基因转入,构建新菌株,然后再回到肠道内表达有效抗原,从而达到治疗目的。另外还有利用生物技术生产血液代用品,肿瘤疫苗等等。
1.5 我国生物技术药物研究现状
我国生物技术药物的研究和开发起步较晚,直到20世纪70年代才将DNA重组技术应用到药学上,1992年我国第一个基因工程产品)))干扰素A1b上市。到2002年已有15种基因工程药物和若干种疫苗批准上市,另有十几种已完成或正在进行临床试验,还有近30种进入中试和处于实验室阶段,其中一部分具有自主知识产权。目前国产干扰素A的销售市场占有率已经超过进口产品。
我国已有生物制药企业200多家,其中有生产能力的60多家,已有21种生物技术药物投放市场,世界上销售前10位的生物技术药物,我国已能生产8种。但我国生物技术药物研究、开发整体上尚处于跟踪仿制阶段,1996年后由于知识产权和知识经济全球化等因素的影响,我国生物技术药物由仿制向创新阶段的转变,由于知识创新不足,导致近5年我国基因工程药物的研究和开发进入低谷,今年我国人类基因组计划的实施和良好进展将推动我国生物技术药物的发展。
2 21世纪生物技术药物研究热点2.1 以蛋白质工程为核心的生物技术制药第一代生物技术药物主要是重组药物在一级结构与天然药物完全一致,第二代生物技术药物是应用蛋白质工程技术制造的天然界不存在的新的重组药物。蛋白质工程是指通过蛋白质化学、蛋白质晶体学和动力学的研究获得关于蛋白质物理、化学等各方面的信息,在此基础上对编码该蛋白质的基因,
中国药师
2004年第7卷第4期309
其进行表达和分离纯化。主要通过点突变(pointmutation)技术,融合蛋白技术、定向进化、基因插入等技术可以提高重组蛋白的活性,改善制品的稳定性,提高生物利用度,延长在体内的半衰期,降低制品的免疫原型等。如天然胰岛素制剂在储存中易形成二聚体和六聚体,延缓了胰岛素从注射部位进入血液,从而延缓了降血糖作用,也增加了抗原性。这是胰岛素B23-B28氨基酸残基结构所致,改变这些残基,则可降低聚合作用,使胰岛素快速起作用。2.2 新的高效表达系统的研究与应用
目前已有多种表达系统用于生产具有医疗价值的人或动物来源蛋白质,如大肠杆菌表达系统、酵母表达系统、昆虫杆状病毒表达系统、哺乳动物细胞表达系统等,如何高效表达重组产物对于基因工程药物的研究和开发至关重要,传统的表达系统已不能满足更复杂产品的生产。目前表达系统的研究主要集中在真菌,昆虫细胞,转基因植物和动物。利用转基因动物生产基因工程药物是现在开发的一个热点,它可以准确的表达外源基因,又可以避免哺乳动物细胞培养条件复杂,产量低,成本太高的缺点。所谓转基因动物,就是用实验的方法将人们需要的目的基因倒入到动物的受精卵里,外源基因与动物的基因(染色体)整合在一起,外源基因就能随细胞的分裂而增值,在体内表达。
2.3 将基因组研究成果转化为生物技术新药的研究与开发
人类基因计划的研究成果与生物信息学的结合将极大地加快生物技术新药的研发速度,现有药物作用靶标约500个,通过药物基因组学和药物蛋白质组学的研究,药物作用的靶标将增至3000~10000个,必将进一步阐明在一个特定细胞内表达的功能蛋白或在特异疾病状态下或代谢状态下表达的蛋白组,从而为药物研究提供更多的信息。这些新靶点一旦被鉴定,通过分子模拟的合理的药物设计或蛋白工程技术,可以设计出更多的新药或获得更有治疗特性的新治疗蛋白。目前从人类基因组计划的研究初步结果中,已获得3000多个基因可用来研究、开发生物技术药物,这将推进生物技术药物的更快发展。
2.4 生物技术药物新剂型和新给药途径的研究
生物技术药物多数易受胃酸及消化酶的降解破坏,其生物半衰期也普遍较短,需频繁注射给药,造成患者心理与身体的痛苦。即使皮下或肌内注射,其生物利用度也较低。另外多数多肽与蛋白质类药此生物技术药物的新剂型发展十分迅速,如对药物进行化学修饰,制成前体药物,应用吸收促进剂,添加酶抑制剂,增加药物透皮吸收及设计各种给药系统等。主要方向是研究开发方便合理的给药途径和新剂型:¹埋植剂缓释注射剂,尤其是纳米粒给药系统具有独特的药物保护作用和控释特性。º非注射剂型,如呼吸道吸入、直肠给药、鼻腔、口服和透皮给药等。研究和开发新剂型也是解决生物技术药物生物利用度、稳定性等诸多问题的重要途径。目前生物技术药物研究主要集中于脂质体、微乳、微球、纳米粒等。脂质体(liposome)是由一个或多个脂质双分子层环绕而成的水相隔室组成的,能作为药物载体的微粒。脂质体作为多肽蛋白质类药物载体可以保护药物的生物活性,提高稳定性,延长半衰期,延缓释放。因其可与人体细胞发生吸附、副合、内吞、脂质交换等作用,从而促进药物吸收,增强药物的细胞靶向性。制成脂质体的多肽、蛋白质类药物有胰岛素,IL-2,IFN,天门冬酰胺酶,葡萄糖氧化酶,超氧化歧化酶,阿糖腺苷,各种疫苗等。
微乳和复乳微乳(microemulsion)指乳滴直径小于140Lm的乳剂。而复乳(multipleemulsions)指分散相为非单一相,具有两种乳剂类型的复合型乳剂,以W/O/W型最为常用。由于具有液体乳膜的结构,它可以控制药物释放的扩散速度,可以作为药物控释体系,同时还可增加药物的稳定性。20世纪90年代Crotecs公司开发了以胆固醇、磷脂、脂脑酸为油相的,胰岛素和以蛋白酶抑制剂为水相的胰岛素微乳,患者口服后,可明显降低血糖浓度。
微球(microspheres)是药物溶解或分散于高分子材料中形成的直径为1~250Lm的微小球状实体。生物可降解聚合物作为微球的骨架材料在多肽、蛋白质类药物的微球给药系统中得到广泛成功的应用,主要有淀粉、明胶、葡聚糖、白蛋白、聚乳酸(PLA)、聚乳酸乙醇酸共聚物(PLGA)、聚邻酯、聚内酶和聚酐等。主要制备方法有相分离法、复乳-液中干燥法、喷雾干燥法和低温喷雾提取法等。微球剂在缓、控释注射给药,非注射途径给药系统都有广泛的应用。如干扰素(r-IFN)微球注射剂;胰岛素口服微球;WHO批准了第一个破伤风类毒素疫苗微球注射剂。
纳米粒(nanoparticles)是指粒径为10~1000nm的聚合物胶体给药体系。由于人体最小毛细管的直径大约为4Lm,因此直径小于1Lm的纳米粒很容易通过这些毛细管,从而通过非胃肠道途径给
310ChinaPharmacist2004,Vol.7 No.4
#交 流#
计算机在药物分析学习中的应用
1213
张慧丽 杨松 李玉 董鸿业 (1.辽宁大学生命科学系 110036;2.沈阳军区药品检验所 3.沈阳药科大学计
算机系)
摘 要 计算机的应用使5药物分析6的学习实现,现代化。它给在课堂上演示应用,也可供学习者自主学习及模拟实验使用,还能为执业药师的自学考试提供便利。关键词 药物分析 多媒体计算机辅助教 课件
中图分类号:R917 文献标识码:A 文章编号:1008-049X(2004)04-0310-02
爱因斯坦曾说过,科学的发展过程是人类通过思维大胆地探索客观世界的过程。大学的化学教学也不例外。如何让学生在学好基础理论知识的基础上,培养他们的创造性和激发他们的创造力是大学教师义不容辞的责任。因此在这个信息时代里大学化学教育也应与计算机技术紧密联系起来,在传统的教学基础上有效利用计算机技术。笔者在讲授5药物分析6同时,制作了5药物分析课程6和5药物分析实验6。现将制作简述如下。1 计算机在5药物分析6中的应用模式1.1 课堂教学的模拟-5药物分析课程6
在课堂教学中本文以Authorware在教学中的应用为例加以介绍。Authorware是美国Macrome-dia公司的著名多媒体编著软件,功能十分强大。它集成文本,动画,声音,视频等,又以其丰富的交互方式广泛应用。现以英文版6.0介绍5药物分析6的教学辅助设计。1.1.1 题目的建立
(1)背景的插入。打开编辑流程图,拖入显示图标,双击打开。在菜单[I]插入背景,选择[Text]输入题目/巴比妥类药物0,选择/wait0图标1秒。
(2)交互界面的建立。交互界面的建立是为了有一个很友好的平台。拖动一个交互显示图标到流程图,拖动几个组图标到交互的右侧,分别命名/结构,鉴定,化学性质,杂质检查,含量测定,习题和休息0。
世行贷款21世纪初高等教育教学改革项目。课题号:教育部项目(B17,B1701)
[作者简介] 张慧丽(1970-),女,沈阳药科大学在职研究生,工程师,从事计算机在药物分析中的应用研究。
(3)页式结构的建立。打开/结构0组图标的流程图,拖动/框架结构0将其放到设计的流程图上,在框架结构的页中分别放入组图标page1,page2,page3等。习题的组图标的页中命名为/判断题,选择题,填空题0。
(4)打开页的组图标交引入互图标交互内容为/内容,朗读,音乐0。/休息0的交互设计为/音乐,娱乐,退出,返回0。
1.1.2 文本的输入 内容保存在word文档,Au-thorware不能直接调用,可以通过以下两种方法调用:一种方法式在word中打开文件,将其另存为TXT文档,然后引用。另一种方法是通过复制引用。此外,还有声音和图像的采集在这里就不缀述。1.1.3 模板的建立 5药物分析6每一章的结构比较相似,我们采取框架的模板作用。将作好的章节在-文件.中选-saveasmodel.,以后每次的框架结构都是做好章节的结构。
1.2 实验动画的演示-5药物分析实验6
FlashMX是Macromedia公司最新推出的动画制作软件。笔者运用该软件制作了5药物分析6的10个实验,单击每一个标题都会进入该实验,并会实现实验的自动及分部演示。
技术要点:第一个镜头是一幅令人有一种美感的动态画面,加载优美的背景音乐。第二镜头设置为动态菜单,亦可加入背景音乐,菜单按钮设置为有音效的。第三镜头开始进入药物分析的实验部分,按钮有/播放,暂停,下一步,上一步,实验原理,实验但适用于多肽、蛋白质类药物制备的并不多。必须考虑此类药物的特殊性,载体材料的性质,选取合适的溶剂或共溶剂及与之相适应的仪器,以达到最(-11)
纳米粒进入体循环后主要被网状内皮系统(RES)中
的白细胞、单核细胞以及巨噬细胞吞噬,从而靶向作用于RES系统中的肝、脾、骨髓等器官。用于制,
中国药师
2004年第7卷第4期307
7 黄海忠.参麦合培哚普利治疗冠心病头晕72例临床观察[J].浙
江中西医结合杂志,2001,11(8):488-489
8 李伯华,范广猗.参麦注射液治疗短暂性脑缺血发作的临床观察
[J].现代中西医结合杂志,2002,11(10):895-896
9 钞万山.参麦注射液合用胞二磷胆碱治疗脑梗死[J].实用临床医
学,2002,3(6):71-72
10李广宗,杨艳,桂雪.参麦治疗煤工尘肺患者呼吸肌疲劳的观察
[J].中国工业医学杂志,2001,14(5):278-280
11尹纯雪,杨运刚,张正霞.参麦注射液治疗儿童膈肌疲劳的疗效
观察[J].浙江中西医结合杂志,2002,12(1):12-13
膜,溶酶不易释放,从而减轻了氧自由基对脑血管内皮的损伤以及脑细胞的缺血性损伤。另外参麦注射液还具有增强免疫力和抗疲劳的作用,可增强机体
对各种有害因素的防御能力。参麦注射液在临床上主要应用于心脑血管疾病,对其他某些疾病有辅助治疗的作用,随着人们对它更深入的研究,相信会有更广阔的前景。
参 考 文 献
1 陈晓龙,贾连旺,范寿坤.参麦注射液治疗左心功能不全3例[J].
医药导报,2001,20(8):507-508
2 叶向.参麦注射液治疗充血性心力衰竭疗效观察[J].苏州医学院
学报,1999,19(7):825
3 陈民.参麦注射液对尿激酶治疗急性心肌梗塞再灌注性损伤[J].
中国急救医学,1999,19(5):287
4 李瀛.参麦注射液与复方苦参注射液联用治疗室性早搏[J].浙江
中医学院学报,2001,25(4):18-19
5 叶萍仙.参麦注射液治疗慢性肺心病心力衰竭疗效分析[J].中原
医刊,2000,27(2):6-7
6 张嘉川.参麦注射液辅助治疗慢性肺心病临床观察[J].泸州医学
院学报,2001,27(2):6-7
12林玲,余仲平.参麦注射液治疗小儿肺炎86例疗效观察[J].浙江
中医学院学报,1994,18(2):3413李贵玲.参麦注射液对恶性肿瘤化疗后副作用的影响[J].医药导
报,2001,20(12):758
14李仁廷.参麦注射液辅助治疗恶性肿瘤的临床研究[J].华西药学
杂志,2002,17(4):307-308
15王艳,倪江.参麦注射液治疗中心性浆液视网膜病变疗效分析
[J].浙江中医学院学报,2002,26(4):45
16余俊奇,秦建平,王晓丽.参麦注射液辅助治疗上消化道出血100
例Hb变化观察[J].实用中医内科杂志,2003,17(1):5517吕祖铭.参麦注射液合纳洛酮治疗重度急性酒精中毒疗效观察
[J].泸州医学院学报,2002,23(1):41-42
(2003-08-21收稿 2004-01-07修回)
生物技术制药与基因重组技术研究现状
丁虹 尹登科 喻昕 罗顺德 (武汉大学药学院生物技术制药系 武汉430072)
关键词 生物技术药物 基因重组技术
中图分类号:R372-33 文献标识码:A 文章编号:1008-049X(2004)04-0307-04
1 生物技术药物
1.1 生物药物与生物技术药物的范畴
由于生物技术的崛起和基因工程的发展,提出了生物药物。20世纪90年代将生物药物分为:生
化药物、生物制品、微生物药物和生物技术药物。
生化药物:是动物、人体、植物、海洋生物等生物体产生的具有强的生理活性的内源性生命基本物质,可经现代生物技术分离成单一的成分和组分,有的成分直接用于诊断、预防和治疗疾病;有的成分经化学修饰后获得更高、更专一的生物活性,用于疾病的治疗。20世纪70年代后将生化药物、合成药物、中药并列为我国的三大药源。
生物制品:20世纪90年代前主要指预防疾病用的疫苗、菌苗、类毒素、抗毒素、血液制品和代谢调节剂等,现在认为基因重组药物也在其中,包括应用生物技术获得的微生物、细胞、组织和体液等生物材料获得的活性制剂,不仅用于疾病的预防,也用于疾微生物药物:是指微生物在生命活动过程中产生的有生理活性的次级代谢产物及其衍生物,它也经历了几次发展高潮,从开始的天然抗生素到20世纪60年代初的半合成抗生素的研究和应用,以及今
年来掀起的从微生物代谢产物中筛选非抗生素类生理活性物质的研究。其中也运用了很多基因重组技术构建工程菌株。
生物技术药物:对有些难以规模化生产的微量生命活性物质,经分离纯化研究确证其结构、药效后,利用生物技术的方法进行规模化生产,统称为生物技术药物,如:基因重组技术,蛋白质工程获得的在医药领域应用的产品,主要包括基因重组多肽,蛋白质类药物、基因疫苗、反义核酸药物等。
可以看出生物技术药物、生化药物、微生物药物和生物制品有时并没有很明确的界限。生物技术药物已具备了作为一大类药物分类的条件。1.2 药物分类及生物技术药物的地位
308ChinaPharmacist2004,Vol.7 No.4
因药物包括治疗基因、反义核酸及核酶等;基因重组药物包括基因重组生物活性蛋白、多肽及其修饰物、抗体、疫苗、连接蛋白、嵌合蛋白、显性阴性蛋白、可溶受体等;天然药物包括来自于动物、植物、微生物、海洋生物来源的药物;合成及半合成药物。生物技术药物占了近3/4的比例,可见生物技术药物的重要地位。
1.3 生物技术药物在21世纪药物市场结构中的地位及影响
21世纪人类进入知识经济时代,随着医学科学、生物技术、药学科学的发展,世界医药界将发生新的转变,医疗模式将由治疗为主向预防为主转化,制药将由以化学药为主向生物技术药物和天然产物综合利用开发转变,以生物技术开发未来药物已成为制药企业新药开发的重要手段。到2002年为止,美国已经批准165种生物技术药物,产生了巨大的经济效益和社会效益,从市场销售看,据5医药经济报6报道,1996年生物技术药物市场销售额为127亿美元,1997年达146亿美元,从1992年来,EPO(人红细胞生成素)、IntronA(干扰素-A)、Humulin(胰岛素)、Humatrope(人生长激素)、G-CSF(粒细胞集落刺激因子)等进入世界前25位畅销药之列。1995年全球开发中的新药3169个,其中生物技术药物915个,位居治疗类别第4位。增长最快的为基因重组药物,疫苗居第2位,治疗范围包括肿瘤、AID大、类风湿关节炎等。从生物技术药物制备及使用分析看,具有环境污染少、不受资源限制、临床使用毒副作用低等特点,显示了强大的生命力,将成为21世纪药物市场重要的组成部分。1.4 生物技术药物分类
1.4.1 重组蛋白质和重组多肽药物 即利用DNA重组技术,将重组对象的基因插入载体,拼接后转入新的宿主细胞,构建成工程菌(或细胞),实现遗传物质的重新组合,并使目的基因在工程菌内进行复制和表达,最后将表达的目的产物纯化并做成制剂。得到重组多肽、蛋白质类药物。如细胞活素类药物(cytokines):白细胞介素、干扰素、肿瘤坏死因子、表皮生长因子等;抗细胞活素治疗(anticytokinethera-pies):如CD4可溶性受体等;重组溶栓药物:重组链激酶(rSK)、重组葡激酶(rSAK)、人源化单克隆抗体制剂(monoclonalantibodypharmaceuticals),重组疫苗和菌苗制剂(vaccinepreparation)。1.4.2 重组DNA药物
基因治疗是指向靶细胞或组织中引入外源基因或抑制异常表达的基因;刺激产生相应的抗体,从而达到治疗和预防疾病的目的。重组DNA药物主要用于基因治疗,包括寡核苷酸药物(oligonucleotidedrugs):反义核苷等;基因药物(geneagent):腺病毒-IL-2,腺相关病毒-凝血Ù因子等,细胞治疗制剂:抗原致敏的人树突状细胞;DNA疫苗(genevac-cine):治疗乙型肝炎、艾滋病的核酸疫苗等。
1.4.3 其他生物技术药物 如微生态制剂,是根据微生态学原理,利用人体内正常生理性细菌或对其有促进作用的其他无害微生物等活性物质制备而成的生物制品。20世纪90年代后期,国外学者开始应用基因工程技术,以双歧杆菌,乳酸杆菌、乳酸球菌等人体内正常生理性细菌作为载体,通过分子克隆、基因重组技术将外源基因转入,构建新菌株,然后再回到肠道内表达有效抗原,从而达到治疗目的。另外还有利用生物技术生产血液代用品,肿瘤疫苗等等。
1.5 我国生物技术药物研究现状
我国生物技术药物的研究和开发起步较晚,直到20世纪70年代才将DNA重组技术应用到药学上,1992年我国第一个基因工程产品)))干扰素A1b上市。到2002年已有15种基因工程药物和若干种疫苗批准上市,另有十几种已完成或正在进行临床试验,还有近30种进入中试和处于实验室阶段,其中一部分具有自主知识产权。目前国产干扰素A的销售市场占有率已经超过进口产品。
我国已有生物制药企业200多家,其中有生产能力的60多家,已有21种生物技术药物投放市场,世界上销售前10位的生物技术药物,我国已能生产8种。但我国生物技术药物研究、开发整体上尚处于跟踪仿制阶段,1996年后由于知识产权和知识经济全球化等因素的影响,我国生物技术药物由仿制向创新阶段的转变,由于知识创新不足,导致近5年我国基因工程药物的研究和开发进入低谷,今年我国人类基因组计划的实施和良好进展将推动我国生物技术药物的发展。
2 21世纪生物技术药物研究热点2.1 以蛋白质工程为核心的生物技术制药第一代生物技术药物主要是重组药物在一级结构与天然药物完全一致,第二代生物技术药物是应用蛋白质工程技术制造的天然界不存在的新的重组药物。蛋白质工程是指通过蛋白质化学、蛋白质晶体学和动力学的研究获得关于蛋白质物理、化学等各方面的信息,在此基础上对编码该蛋白质的基因,
中国药师
2004年第7卷第4期309
其进行表达和分离纯化。主要通过点突变(pointmutation)技术,融合蛋白技术、定向进化、基因插入等技术可以提高重组蛋白的活性,改善制品的稳定性,提高生物利用度,延长在体内的半衰期,降低制品的免疫原型等。如天然胰岛素制剂在储存中易形成二聚体和六聚体,延缓了胰岛素从注射部位进入血液,从而延缓了降血糖作用,也增加了抗原性。这是胰岛素B23-B28氨基酸残基结构所致,改变这些残基,则可降低聚合作用,使胰岛素快速起作用。2.2 新的高效表达系统的研究与应用
目前已有多种表达系统用于生产具有医疗价值的人或动物来源蛋白质,如大肠杆菌表达系统、酵母表达系统、昆虫杆状病毒表达系统、哺乳动物细胞表达系统等,如何高效表达重组产物对于基因工程药物的研究和开发至关重要,传统的表达系统已不能满足更复杂产品的生产。目前表达系统的研究主要集中在真菌,昆虫细胞,转基因植物和动物。利用转基因动物生产基因工程药物是现在开发的一个热点,它可以准确的表达外源基因,又可以避免哺乳动物细胞培养条件复杂,产量低,成本太高的缺点。所谓转基因动物,就是用实验的方法将人们需要的目的基因倒入到动物的受精卵里,外源基因与动物的基因(染色体)整合在一起,外源基因就能随细胞的分裂而增值,在体内表达。
2.3 将基因组研究成果转化为生物技术新药的研究与开发
人类基因计划的研究成果与生物信息学的结合将极大地加快生物技术新药的研发速度,现有药物作用靶标约500个,通过药物基因组学和药物蛋白质组学的研究,药物作用的靶标将增至3000~10000个,必将进一步阐明在一个特定细胞内表达的功能蛋白或在特异疾病状态下或代谢状态下表达的蛋白组,从而为药物研究提供更多的信息。这些新靶点一旦被鉴定,通过分子模拟的合理的药物设计或蛋白工程技术,可以设计出更多的新药或获得更有治疗特性的新治疗蛋白。目前从人类基因组计划的研究初步结果中,已获得3000多个基因可用来研究、开发生物技术药物,这将推进生物技术药物的更快发展。
2.4 生物技术药物新剂型和新给药途径的研究
生物技术药物多数易受胃酸及消化酶的降解破坏,其生物半衰期也普遍较短,需频繁注射给药,造成患者心理与身体的痛苦。即使皮下或肌内注射,其生物利用度也较低。另外多数多肽与蛋白质类药此生物技术药物的新剂型发展十分迅速,如对药物进行化学修饰,制成前体药物,应用吸收促进剂,添加酶抑制剂,增加药物透皮吸收及设计各种给药系统等。主要方向是研究开发方便合理的给药途径和新剂型:¹埋植剂缓释注射剂,尤其是纳米粒给药系统具有独特的药物保护作用和控释特性。º非注射剂型,如呼吸道吸入、直肠给药、鼻腔、口服和透皮给药等。研究和开发新剂型也是解决生物技术药物生物利用度、稳定性等诸多问题的重要途径。目前生物技术药物研究主要集中于脂质体、微乳、微球、纳米粒等。脂质体(liposome)是由一个或多个脂质双分子层环绕而成的水相隔室组成的,能作为药物载体的微粒。脂质体作为多肽蛋白质类药物载体可以保护药物的生物活性,提高稳定性,延长半衰期,延缓释放。因其可与人体细胞发生吸附、副合、内吞、脂质交换等作用,从而促进药物吸收,增强药物的细胞靶向性。制成脂质体的多肽、蛋白质类药物有胰岛素,IL-2,IFN,天门冬酰胺酶,葡萄糖氧化酶,超氧化歧化酶,阿糖腺苷,各种疫苗等。
微乳和复乳微乳(microemulsion)指乳滴直径小于140Lm的乳剂。而复乳(multipleemulsions)指分散相为非单一相,具有两种乳剂类型的复合型乳剂,以W/O/W型最为常用。由于具有液体乳膜的结构,它可以控制药物释放的扩散速度,可以作为药物控释体系,同时还可增加药物的稳定性。20世纪90年代Crotecs公司开发了以胆固醇、磷脂、脂脑酸为油相的,胰岛素和以蛋白酶抑制剂为水相的胰岛素微乳,患者口服后,可明显降低血糖浓度。
微球(microspheres)是药物溶解或分散于高分子材料中形成的直径为1~250Lm的微小球状实体。生物可降解聚合物作为微球的骨架材料在多肽、蛋白质类药物的微球给药系统中得到广泛成功的应用,主要有淀粉、明胶、葡聚糖、白蛋白、聚乳酸(PLA)、聚乳酸乙醇酸共聚物(PLGA)、聚邻酯、聚内酶和聚酐等。主要制备方法有相分离法、复乳-液中干燥法、喷雾干燥法和低温喷雾提取法等。微球剂在缓、控释注射给药,非注射途径给药系统都有广泛的应用。如干扰素(r-IFN)微球注射剂;胰岛素口服微球;WHO批准了第一个破伤风类毒素疫苗微球注射剂。
纳米粒(nanoparticles)是指粒径为10~1000nm的聚合物胶体给药体系。由于人体最小毛细管的直径大约为4Lm,因此直径小于1Lm的纳米粒很容易通过这些毛细管,从而通过非胃肠道途径给
310ChinaPharmacist2004,Vol.7 No.4
#交 流#
计算机在药物分析学习中的应用
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张慧丽 杨松 李玉 董鸿业 (1.辽宁大学生命科学系 110036;2.沈阳军区药品检验所 3.沈阳药科大学计
算机系)
摘 要 计算机的应用使5药物分析6的学习实现,现代化。它给在课堂上演示应用,也可供学习者自主学习及模拟实验使用,还能为执业药师的自学考试提供便利。关键词 药物分析 多媒体计算机辅助教 课件
中图分类号:R917 文献标识码:A 文章编号:1008-049X(2004)04-0310-02
爱因斯坦曾说过,科学的发展过程是人类通过思维大胆地探索客观世界的过程。大学的化学教学也不例外。如何让学生在学好基础理论知识的基础上,培养他们的创造性和激发他们的创造力是大学教师义不容辞的责任。因此在这个信息时代里大学化学教育也应与计算机技术紧密联系起来,在传统的教学基础上有效利用计算机技术。笔者在讲授5药物分析6同时,制作了5药物分析课程6和5药物分析实验6。现将制作简述如下。1 计算机在5药物分析6中的应用模式1.1 课堂教学的模拟-5药物分析课程6
在课堂教学中本文以Authorware在教学中的应用为例加以介绍。Authorware是美国Macrome-dia公司的著名多媒体编著软件,功能十分强大。它集成文本,动画,声音,视频等,又以其丰富的交互方式广泛应用。现以英文版6.0介绍5药物分析6的教学辅助设计。1.1.1 题目的建立
(1)背景的插入。打开编辑流程图,拖入显示图标,双击打开。在菜单[I]插入背景,选择[Text]输入题目/巴比妥类药物0,选择/wait0图标1秒。
(2)交互界面的建立。交互界面的建立是为了有一个很友好的平台。拖动一个交互显示图标到流程图,拖动几个组图标到交互的右侧,分别命名/结构,鉴定,化学性质,杂质检查,含量测定,习题和休息0。
世行贷款21世纪初高等教育教学改革项目。课题号:教育部项目(B17,B1701)
[作者简介] 张慧丽(1970-),女,沈阳药科大学在职研究生,工程师,从事计算机在药物分析中的应用研究。
(3)页式结构的建立。打开/结构0组图标的流程图,拖动/框架结构0将其放到设计的流程图上,在框架结构的页中分别放入组图标page1,page2,page3等。习题的组图标的页中命名为/判断题,选择题,填空题0。
(4)打开页的组图标交引入互图标交互内容为/内容,朗读,音乐0。/休息0的交互设计为/音乐,娱乐,退出,返回0。
1.1.2 文本的输入 内容保存在word文档,Au-thorware不能直接调用,可以通过以下两种方法调用:一种方法式在word中打开文件,将其另存为TXT文档,然后引用。另一种方法是通过复制引用。此外,还有声音和图像的采集在这里就不缀述。1.1.3 模板的建立 5药物分析6每一章的结构比较相似,我们采取框架的模板作用。将作好的章节在-文件.中选-saveasmodel.,以后每次的框架结构都是做好章节的结构。
1.2 实验动画的演示-5药物分析实验6
FlashMX是Macromedia公司最新推出的动画制作软件。笔者运用该软件制作了5药物分析6的10个实验,单击每一个标题都会进入该实验,并会实现实验的自动及分部演示。
技术要点:第一个镜头是一幅令人有一种美感的动态画面,加载优美的背景音乐。第二镜头设置为动态菜单,亦可加入背景音乐,菜单按钮设置为有音效的。第三镜头开始进入药物分析的实验部分,按钮有/播放,暂停,下一步,上一步,实验原理,实验但适用于多肽、蛋白质类药物制备的并不多。必须考虑此类药物的特殊性,载体材料的性质,选取合适的溶剂或共溶剂及与之相适应的仪器,以达到最(-11)
纳米粒进入体循环后主要被网状内皮系统(RES)中
的白细胞、单核细胞以及巨噬细胞吞噬,从而靶向作用于RES系统中的肝、脾、骨髓等器官。用于制,