现代生物技术制药工艺学.pptVIP

对传统的随机药物筛选的一个改进就是组合化学库的高通量筛选，组合文库在较短时间内相对容易和低价合成，实际上许多大型制药公司拥有数十万个天然和合成的化合物。对于短多肽，化学合成也很容易。此外，各种生物文库，如噬菌体展示文库、酵母展示文库、酵母双杂交系统等可用于蛋白质类药物的筛选和发现。01对已发现的蛋白质药物进行突变改造和其他蛋白质如抗体、受体等融合，提高活性、延长半衰期是一种切实可行的途径。如IL-2的125位由半胱氨酸变为丝氨酸后，明显延长半衰期。干扰素IFNα1c的86位氨基酸Cys突变后，失去形成二硫键巯基，提高了产物在大肠杆菌中表达的稳定性。02Amegen公司在20世纪80年代发现的8种干扰素α的基础上，进行同源性分析，发现完全的相同位点99个。从而设计合成了保守干扰素，对其中的数个氨基酸进行突变，只有在该位点出现频率高的氨基酸取代，共形成三种突变产物，其中IFNcon-1（Infergen）于1997年批准上市。多种溶栓蛋白药物的突变改造体也正在不同的试验研究阶段。对于细胞因子类，改变其受体结合部位的氨基酸，提高受体亲和力和结合能力，能提高其生物活性。对IFNα1c的受体结合域AB环31、32位进行突变取代后，提高了抗病毒的生物活性。一旦发现候选新药，就要鉴定其物理化学性质，如结构、分子量、稳定性等。常常需要组合2～3种高分辨率的色谱纯化方法，以获得均质的初始蛋白质。所鉴定的特征可用于生产制造中的质量控制。完成特性鉴定后，可申报专利。01临床前测试药物的安全性、质量和有效性，包括药物代谢谱、药物动力学谱、生物利用度、急毒和长毒，免疫毒性、致癌性、诱变性、生殖毒性和致畸性等。02临床试验需要5年甚至更长时间，而且新药申请专利受到保护。03根据生物药物的特点，临床前和临床试验均所需药物为几百克至1公斤的活性成分即可。设计最适生产过程用于药物评价并有利于以后的放大是十分重要的。通常是实验室规模生产毫克级药物，用于研发和特征鉴定等。小规模生产克级药物，用于临床前和临床试验大规模生产百克至公斤级药物，用于商业药品销售。1第三节生物制药的发展历程2药工业的历史大约只有60多年，但从开始就发展很快，目前全世界制药企业超过10000家，生产制造5000多种药物，其中约100家为跨国公司3现代制药工业的发展可追溯到20世纪之交，那时只有4种药物：洋地黄用于治疗各种心血管疾病，奎宁用于治疗疟疾，吐根属植物提取物（活性成分为生物碱）用于治疗痢疾，水银用于治疗梅毒，但当时缺乏安全性和有效性。4随着生物学和有机化学的发展，能人工合成某些具有治疗作用化合物。1800：阿司匹林，从而导致了药物化学公司的诞生，Bayer和Hoechst公司。直到1930年代，制药工业才开始大发展。磺胺类药物的发现和化学合成是最初标志，能有效治疗很多细菌的感染。大规模工业化生产胰岛素也成为现实。1940年代大规模生产青霉素，此时，建立了很多现代的领头制药企业，如EliLilly、Welle、Glaxo、Roche等。早期的制药几乎都是化学合成的。321早期的生物药物是来自动物脏器和血液，即脏器制剂，以李时珍所著的本草纲目和中国药用动物志为典型代表，分别收录药物1892种和药用动物1500余种。属单方入药，简单加工制造，几乎没有规模，是以原料药为主。制品纯度低，有效成分不明确。某些脏器制剂仍然在欧亚地区特别是第三世界国家和日本使用。01在20世纪50年代后，随着对动物脏器的有效成分和生理活性物质的全面了解，生产工艺技术提高，分离和纯化制剂技术也完善，改变了原来的混合制剂，成为高纯度单一特异性组分的生化药物制剂，猪牛胰岛素、前列腺酶及激素02一、天然生物材料的提取1928年英国Fleming发现了抗菌物质，1940年FloreyChain等提取并证明了青霉素的疗效。起初沿用初级代谢产物的发酵条件，采用表面培养法生产青霉素。随后研发了搅拌发酵沉没法生产成功，提高了供氧和通气量，菌株选育、培养和深层发酵、提取技术和设备的研究取得了突破性进展，给抗生素生产带来了革命性的变化，开始了微生物工业时代。以后链霉素、金霉素、红霉素等抗生素出现，抗生素成为制药业的独立门类。黑根霉一步生物转化孕酮为11a-羟基孕酮，实现甾体类激素工业化010302二、传统微生物发酵阶段030201酶工程是酶学和工程学相互结合渗透发展形成的，以应用为目的，研发新酶并生产、分离和纯化，包括酶的固定化及酶反应器及酶的分子设计等。在20世纪20年代，就出现了酶工程，以自然酶制剂在工业上大规模应用的特征，原料以动植物为主。1953年，GrubhogerSchleith用重氮化聚氨基聚苯乙烯树脂对羧肽酶、蛋白