干扰素生产工艺研究概况（原著论文）.doc

干扰素生产工艺研究概况（原著论文） [摘要]干扰素作为21世纪抗病毒、抗癌症最为广泛的药物之一,在临床应用的需求量越来越高,如何使基因工程干扰素大规模产业化生产成为了重要课题。要使干扰素得到大量高效的合成，还需要对基因工程干扰素生产的每一个环节作进一步的完善：选择一个高效的载体-宿主系统；设计一个适于工程菌生产和干扰素表达的培养基处方；发酵工艺的优化等。 [关键词] 干扰素 研究意义  载体-宿主系统  培养基 发酵 纯化 发展前景 一.前言 干扰素是一类具有广谱抗病毒、抗肿瘤及免疫调节等多种生物活性的蛋白质,在疾病诊断预防和治疗中有重要价值,受到医学界、生物界的极大重视,传统的从动物中提取血源性干扰素由于来源有限及技术资金方面问题而无法大量合成已经是过去了,随着生物技术的发展,通过先进的DNA重组技术,可以在人体外大规模生产干扰素,基因工程干扰素具有无污染,安全性高,纯度高,比活性高,成本低,疗效确切等优点。如今临床应用的需求量越来越高，如何使基因工程干扰素大规模产业化生产成为了重要课题。想要推广干扰素的使用,必须建立高效生产干扰素的体系[1]。 二.干扰素简介 干扰素是一种细胞因子。它是机体感染病毒时, 宿主细胞通过抗病毒应答反应而产生的一组结构相似、功能相近的低分子糖蛋白。干扰素干扰病毒复制, 它是机体抗病毒感染的防御系统干扰素的种类很多，有人体干扰素、动物干扰素、昆虫干扰素、植物干扰素和细胞干扰素。[3]目前所知道的人体干扰素按细胞结构和来源分α、β、γ干扰素三个型别, α干扰素又称人白细胞干扰素，它是由B淋巴细胞和单核细胞产生的,它可以分为23种亚型[2],分别称为干扰素α1、α2a、α2b、α3等，它们相互之间有较高的同源性[2]。人β-干扰素又称人纤维母细胞产生的, 只有一个亚型。γ一干扰素又称免疫干扰素,它是由淋巴细胞的辅助诱导细胞产生的,与α、β干扰素之间没有明显的同源性。三种干扰素都有抗病毒、抗肿瘤及免疫调节活性。基因工程干扰素是指从人细胞中克隆出干扰素基因, 将此基因与大肠杆菌表达载体连接物构成重组表达质粒, 然后转化到大肠杆菌中, 从而获得高效表达人干扰素蛋白的工程菌, 工程菌经发酵后可收集到大量菌体, 将菌体破裂, 用先进的生物工程手段将干扰素蛋白从菌体分离、纯化，得到高纯度的人基因工程干扰素。基因工程干扰素的出现, 是干扰素研究工作的一项重大突破它使得干扰素能进人大规模产业化生产,人们能获得大量活性高、疗效好的干扰素[3]。 三.干扰素的研究意义 近年来在国际上抗病毒和抗癌症的研究领域中,更多地在开发自然的免疫调节和抗病毒物质,干扰素作为一种天然的人体抗病毒蛋白质受到人们的关注。干扰素将要成为21世纪抗病毒、抗癌症最为广泛的药物之一[4]。α一干扰素是迄今为止治疗慢性乙肝的首选抗病毒药物, 一般肝炎治疗药物的显效率在20%-30%左右。干扰素代表了慢性肝炎药物发展的方向。它还是治疗丙肝的唯一有效抗病毒药物, 它又是临床上应用最广的治疗肿瘤的细胞因子。它的适应症主要有病毒性皮肤性病、慢性子宫颈炎、呼吸道病毒感染及妇科疾病、疙疹、造血系统恶性肿瘤和淋巴瘤。β-干扰素用于复发的多发性硬化症，用于静脉注射使用。γ-干扰素主要治疗类风湿性关节炎。γ-干扰素在免疫调节功能方面较α、β-干扰素强1000倍, 不仅可以增强免疫功能, 还可以调整自身免疫性疾病免疫过渡到接近正常水平[3]。干扰素还应用于生殖道衣原体感染、浅表膀胱癌、尖锐湿疣、皮肤病、血液系统疾病、艾滋病相关综合征等的治疗。世界上已有许多国家批准生产使用重组干扰素制剂,用于治疗多种疾病。经过临床应用治疗表明,用干扰素治疗,一般无严重副反应.临床上正在不断开发新的适应症以扩大干扰素的使用[1]。 四.干扰素的优化生产 对于基因工程干扰素在产业化生产中的几大影响因素,我们应该掌握其原理,尽可能改善工艺,达到优化的产业化生产干扰素。 (1)高效的载体宿主系统 用作重组的表达载体需要具备以下性质:很强的启动子, 能为宿主的RNA聚合酶所识别;很强的终止子, 以便使RNA聚合酶集中力量转录克隆的基因, 而不去转录其他的基因;启动子必须受控制, 只有当诱导时才能被转录;所产生的mRNA必须具有翻译的起始信号, 即AUG和S-D序列.表达载体的启动子种类很多, 使用最多的启动子是λ噬菌体的pL和pR启动子, 它们不但启动子强度高, 而且受基因产物的严格控制.尤其是利用CI温度敏感突变株十分方便, 当温度在30℃生长时, CI阻遏蛋白牢牢地阻遏启动子, 把温度提高到40-42℃时, 则立即消除阻遏, 从pL或pR进行大量的转录并翻译.在干扰素生产过程中, 在30℃发酵8h, 在42℃发酵2h诱导表达即可.表达产物形成包涵体, 优点在于表达稳定、量多, 缺点是恢复蛋白质