生物技术制药的关键领域和内容

生物技术制药的主要内容包括两个方面，即生物技术制药的研究开发与应用和利用生物技术研究开发和生产药物。

（一）生物技术制药的研究开发与应用

生物技术制药的研究开发与应用主要包括下面两方面内容。

首先，就是要不断地研究、改进和完善基因工程、细胞工程、发酵工程、酶工程、蛋白质工程等生物技术。以动物细胞工程制药为例，哺乳动物表达系统生产药品是21世纪生物制药工程的主要发展方向。随着生物制药业的迅猛发展，动物细胞培养技术逐渐完善，但与大肠杆菌生产系统相比，哺乳动物细胞工程制药的表达水平仍较低。目前动物细胞工程制药技术主要研究和改进的方向包括以下几个方面：改进表达载体、改进工程细胞和其培养工艺、提高细胞培养技术抑制细胞凋亡、改进翻译后修饰、转基因动物的研究。再如酶工程制药，随着现代科学技术的发展，酶工程制药的内容也不断地扩大和充实，主要的新研究进展涉及非水介质中酶的催化反应、核酶和脱氧核酶，以及抗体酶等。

其次，就是需要把生物技术内各项技术与其他学科的先进技术融合在一起，创造和发展新的生物技术。如细胞工程与生物传感器技术、微电子技术、自动控制技术相结合研制出的哺乳动物的糖链工程，再如基因工程、细胞工程、蛋白质工程与质谱技术相结合产生的抗体工程。

（二）利用生物技术研究开发和生产药物(www.xing528.com)

（1）现代生物技术在中药现代化中的应用。中药现代化就是将中医药的优势和特色与现代科学技术相结合，把中药推向国际化。首先，生物技术在高质量天然药物原料的研究生产及中药材资源的可持续利用中应用广泛。就中药材栽培而言，GAP的实施已成为业内共识。基因技术在这方面正发挥着重要作用，如中药材优良品种选育、道地药材遗传特征分析、抗性基因的转基因药用植物研究等。此外，细胞工程技术为中药人工资源的开发提供了有效途径，酶工程有望成为中药活性成分生产的最佳手段。生物技术也为提高中药品质评价水平提供了新的实验方法。基因分子标记技术在中药品质评价中的应用，使中药材鉴定的方法从传统的形态表征分析推进到对生物遗传物质的分析。另外，生物技术为中药和天然药物研究与开发提供了新的工具。

（2）应用生物技术改造传统制药工艺。传统制药大多通过化学反应工艺来获得所需的药品，化工制药工艺中存在的主要问题包括设备落后问题、管理缺失问题、操作不当问题等，往往存在产率低、设备条件要求高等缺点。生物技术在制药工艺方面的应用能够较好地克服这些缺点。利用酶转化法，尤其是应用固定化生物反应器改进制药工艺，已在有机酸、氨基酸、核苷酸、抗生素、维生素和甾体激素等领域取得了显著成效。

（3）应用蛋白质工程设计新的药物。许多天然蛋白质类药物存在一些缺点，可用突变技术更换活性蛋白质的关键氨基酸残基来克服。也可运用蛋白质工程增加、删除或调整分子上的某些肽段、结构域来改变蛋白质活性，以产生新的生物功能。如应用固定化微生物细胞生产抗生素，在土霉素、青霉素、柔红霉素、赤霉素等品种中取得了一定的进展。还可以用功能互补的两种基因工程药物在基因水平上融合，这种嵌合性药物不仅是原有药物的加和，还可能出现新的药理作用。

（4）酶工程在食品、药品中的应用。酶工程可参与到食品加工的多个环节，各种酶类可发挥不同的关键作用，在当前众多食品加工中均离不开酶的有效支持。就酶工程在食品生产方面的应用而言，一些酶可直接应用于食品生产，且对提升食品生产效率可起到十分有效的作用。如在干酪生产中，需要应用凝乳酶，通常应用的是皱胃酶。该种酶主要源自牛犊的第四胃，因而应用成本较高，再加上原料相对稀有，无法实现大规模的工业应用，因而技术人员研发出可代替皱胃酶的酶产品。现阶段，诸多皱胃酶替代品在干酪生产中得到推广，如胃蛋白酶、木瓜蛋白酶等。

随着科学技术的进步，人们发现许多疾病与酶有密切关系，酶在疾病的诊断、治疗等方面发挥着越来越重要的作用。但天然来源的药用酶在应用上存在许多缺点，如稳定性差、有抗原性、体内半衰期短等，对酶分子进行化学修饰，可使这些性质得到改善。例如，治疗白血病的有效药物天冬酰胺酶往往带有抗原性，利用聚乙二醇修饰此酶的两个氨基，可消除其抗原性，避免了再度使用可能会引发的免疫反应，再如牛血铜锌-超氧化物歧化酶（Cu，Zn-SOD）用β-环糊精修饰之后，其抗炎活性增加，抗原性大大降低，稳定性提高。