基因工程药物的研究进展及其应用前景.docVIP

基因工程药物的研究进展及其应用前景.doc 基因工程药物研究与应用新进展 郭小周 生物技术药物(biotech drugs)或称生物药物(biopharmaceutics)是集生物学、医学、药学的先进技术为一体，以组合化学、药学基因（功能抗原学、生物信息学等高技术为依托，以分子遗传学、分子生物、生物物理等基础学科的突破为后盾形成的产业。现在，世界生物制药技术的产业化已进入投资收获期，生物技术药品已应用和渗透到医药、保健食品和日化产品等各个领域，尤其在新药研究、开发、生产和改造传统制药工业中得到日益广泛的应用，生物制药产业已成为最活跃、进展最快的产业之一。 摘要：自20 世纪70 年代基因工程诞生以来,以DNA重组技术为核心的现代生物技术一直是人们研究的热点，本文主要介绍了基因药物的定义、获得途径、一些前沿技术以及基因药物的应用与发展前景。 关键词: 生物技术药物 基因工程药物 基因 发展前景 1. 引言 近年来1953年Waston和Crick发现遗传物质DNA的双螺旋结构，给整个生物学乃至整个人类社会带来了一场革命。此后，一系列有关遗传信息即基因研究的成果很快的向应用和开发拓展。1972年，美国斯坦福大学P.Berg博士研究小组使用EcorRⅠ,第一次在体外获得了包括SV40 DNA和λ噬菌体DNA的重组DNA分子。1973年，S.Cohen等将两中分别编码卡那霉素和四环素的抗性基因相连，构建出重组的DNA分子，然后转化大肠杆菌，获得了既抗卡那霉素又抗四环素的转化子菌落，这是第一次成功的基因克隆实验，标志着基因工程的诞生。1977年Boyer首次获得生长激素抑制因子的克隆，1982年第一个基因工程重组产品——人胰岛素被批准应用，进入市场。迄今为止，已有50多种基因工程药物上市，近千种处于研发状态。基因工程药物已经形成一个巨大的高新技术产业，产生了不可估量的社会效益和经济效益，由于基因药物的出现，可以大大改善人类的生命质量，对于一些重大疾病的治疗将会有新的突破。 2 基因工程 肿瘤的研究方法绝大部分是在DNA、RNA和蛋白质水平进行的，基因芯片凭借高效、高通量、高敏感性等特点，研究肿瘤细胞基因在发生发展过程中的不同表达形态，对肿瘤的诊断和治疗具有十分重要的意义。在诊断过程中主要用于基因突变检测，寻找新的肿瘤相关基因和检测基因多态性。此外，基因芯片技术的重复性和再现性也较好。基因毒素治疗系通过外源性酶将细胞内的非毒性药物前体转变为毒性药物从而杀死肿瘤细胞的方法，又称为基因药物前体激活治疗(GPAT)。植物、真菌、细菌和病毒等常利用它们独特的代谢途径以适应其生命周期和生活环境。这些代谢途径是哺乳类生物细胞没有的，在被感染的哺乳类生物细胞中，这种特征性作用于药物前体的酶被选择性代谢而激活，从而导致细胞被破坏、死亡。而此药物前体本身对非感染的哺乳类生物细胞无毒。向哺乳类生物细胞转移编码这些酶的基因，足以改变药物前体对酶的敏感性。 （二）遗传性疾病基因治疗 （三）感染性疾病的治疗 如艾滋病的治疗。 基因治疗学探索各种疾病的发病机理,以分离出新的靶基因供筛选使用。在基因诊断和基因治疗中,揭示疾病发生机理的最关键前提条件是要找到特定疾病的相关基因, “人类基因组计划”(Human Genomic Project ,HGP)给最终找到各种疾病相关基因带来了曙光。 5 基因药物的前沿技术 基因药物的直接体内基因治疗发展迅速,新型基因药物不断产生。现着重介绍对效果比较肯定关于基因药物的几项前沿技术，基因疫苗、反义RNA 药物、三链DNA 药物这三种新型基因药物技术的基本方法。 5.1 基因疫苗 5.1.1基因疫苗的免疫方法 基因疫苗的免疫方法即基因疫苗的给药途径,目前使用的方法有以下几种: （1） 裸DNA 直接注射:将裸质粒DNA 直接注射到机体的肌肉、皮内、皮下、粘膜、静脉内。这种方法简单易行。 （2） 脂质体包裹DNA 直接注射:包裹DNA 的脂质体能与组织细胞发生膜融合,而将DNA 摄入,减少了核酸酶对DNA 的破坏。注射途径同裸DNA直接注射。 （3） 金包被DNA 基因枪轰击法:将质粒DNA 包被在金微粒子表面,用基因枪使包被DNA 的金微粒子高速穿入组织细胞。 （4） 繁殖缺陷细菌携带质粒DNA 法:选择一种容易进入某组织器官的细菌,将其繁殖基因去掉,然后用质粒DNA 转化细菌,当这些细菌进入某组织器官后,由于不能繁殖,则自身裂解而释放出质粒DNA。 5.2 反义RNA 反义RNA 指与mRNA 互补后,能抑制与疾病发生直接相关基因的表达的RNA。它封闭基因表达,具有特异性强、操作简单的特点,可用来治疗由基因突变或过度表达导致的疾病和严重感染性疾病,。 反义RNA 治疗的基本方法有： （1）反义寡核苷酸：体外合成十