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基因工程疫苗實用13篇

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篇1

2012年1月11日——一個原本并不特殊的日子,卻因一份捷報而注定要被載入史冊??萍疾吭谶@一天宣布:由廈門大學和養生堂萬泰公司聯合研制的“重組戊型肝炎疫苗(大腸埃希菌)”已獲得國家一類新藥證書和生產文號,成為世界上第一個用于預防戊型肝炎的疫苗。

這是50年來,人類在經受了10余次萬人以上的戊肝重大疫情后等來的一份捷報。

14年“磨”出世界第一

戊肝疫苗的成功研發,標志著我國在生物制藥原始創新領域取得重大突破,它的面世讓中國在基因工程病毒疫苗的原始創新上實現了零的突破。11.3萬人、30余萬針次的研究顯示,該疫苗具有良好的安全性和保護性。

2月28日,疫苗研發團隊的核心成員——廈門大學國家傳染病診斷試劑與疫苗工程技術研究中心主任夏寧邵教授,在接受科技日報記者采訪時表示:“重組戊肝疫苗是迄今唯一使用大腸桿菌表達系統研制的病毒疫苗。它的成功研制扭轉了國際醫藥界中‘原核系統不能用于病毒疫苗研制’的傳統認識。”

“傳統的疫苗研制方法主要有兩種途徑。一種是將病毒放在細胞內進行大量培養、滅活,再輔以佐劑,用這種方法制成的疫苗叫滅活疫苗;第二種是將病原體在體外反復傳代,去除其致病性,但保留其免疫原性,用這種方法制成的疫苗叫減毒活疫苗。而我們這次是采用的基因工程技術。” 夏寧邵告訴記者,“與傳統滅活疫苗和減毒活疫苗比較,基因工程疫苗的研發不依賴于病原體的培養,因此對于大量尚未建立成熟體外培養技術的病原體也能進行疫苗的研制。在生產過程中,基因工程疫苗完全不涉及病原體,消除了由于病原體滅活不徹底或減毒不完全導致的安全性問題。不僅如此,基因工程疫苗的研發還可通過精心設計的純化過程實現對生產過程中伴隨的各類雜質的高效清除和殘余成分的高度可控,降低了由于雜質導致的各類接種副反應的風險,提高了疫苗的安全性和耐受性,同時還能提高不同疫苗生產批次間的均一性。”

從1998年開始,時任國家試劑與疫苗中心主任、廈門大學公共衛生學院院長的夏寧邵便帶領著他的團隊,著手進行戊肝疫苗的研發。與所有的新藥研發一樣,重組戊肝疫苗的研發并非一路坦途。

歷經14年艱苦研發,由廈門大學國家傳染病診斷試劑與疫苗工程技術研究中心和企業的200余名科研人員組成的課題組,在基礎研究領域、應用基礎研究領域和應用研究領域,取得了保護性抗原識別及結構表征、病毒顆粒組裝機制等多項發現成果,并突破了原核表達類病毒顆粒、高效純化及體外自組裝等一系列關鍵技術障礙,創建出具有多項全球自主知識產權的核心技術體系。

夏寧邵告訴記者,該體系的關鍵技術已在14個主要國家申請了12項發明專利,對我國發展具有自主知識產權的創新疫苗并高起點地參與國際競爭具有深遠意義?;谠擉w系關鍵技術,團隊研制的另一個疫苗“人瘤病毒16/18型二價疫苗”(宮頸癌疫苗)已經打破了美英技術封鎖成為全球第3個、國內第1個獲準進行臨床試驗的宮頸癌疫苗,目前已基本完成Ⅱ期臨床試驗,初步結果顯示該疫苗安全并能刺激人體產生高滴度抗體。

夏寧邵說:“戊肝疫苗是國家工程的成果,也是產學研協同創新的成果。”這份30微克的戊肝疫苗,不僅見證著研發人員的辛勞,同時也記錄著我國重大科技專項自主創新的步伐:自2005年起,國家863計劃開始對戊肝疫苗項目進行支持,有效地帶動了地方、企業投入研發資金近5億元,其臨床研究也被列入“十一五”863計劃重大項目中,這為課題組在國內外率先研制成功戊型肝炎疫苗提供了重要支撐。

談及疫苗研發的前景,夏寧邵顯得信心滿懷。他的信心來自于國家對這個產業的大力支持:2007年,國家將生物醫藥確定為“十二五”期間重點發展的戰略性新興產業,尤其是用于應對突發生物事件的疫苗及免疫佐劑等還被列入了公共安全領域生物安全保障方面的優先發展主題。

現階段疫苗研發應以集成創新為主

作為全國政協委員,中國食品藥品檢定研究院菌種室主任王國治一直關注著疫苗領域的發展。對夏寧邵團隊所取得的成功,他難掩心中的喜悅和激動:“我國能在世界上第一個研發出戊肝疫苗確實非常令人振奮!”

但就國內疫苗研發的整體水平,王國治直言不諱:“我國在疫苗研發領域的基礎研究力量還比較薄弱,十個研發有九個都出不了結果。而國家又太過于強調疫苗研發的完全自主知識產權,這與我國目前的疫苗研發水平不相符合?!?/p>

“中國的疫苗研發,前期工作幾乎都是由大專院校的研究生在做,其可信度和創新性都不夠,后期工作也往往跟不上。多數人的研究都以仿制為主,盡管拿了專利,出了蛋白,但真正要作出成果卻很難,常常是實驗完了,出來一大堆報廢產品。”王國治認為,針對我國在疫苗領域現有的研發水平,“在引進國外成熟技術的基礎上進行整合創新、集成創新才是這個階段的重點。”

王國治在考察了發達國家的疫苗生產企業后發現:在疫苗研發上,中國缺的不是硬件,也不是錢,缺的是技術和管理規范。中國對疫苗生產企業的硬件要求比國外更嚴格,可在軟件方面比如管理規范上卻放得比較寬。而事實上,疫苗生產過程中,后期主要是規范性管理的問題。

在王國治看來,目前整個疫苗產業還缺少一種系統的協作。他認為,“這與國家在疫苗研發領域和產業規劃上缺乏一種整體的頂層設計有關?!?/p>

王國治告訴記者,受多種因素制約,國家免疫規劃疫苗政府定價總體水平偏低,利潤空間較小,以一支重組蛋白類的乙肝疫苗為例,國家定價只有3塊多錢每人次,這在一定程度上影響了企業提高產品質量和進行產品升級換代的積極性。而第二類疫苗為市場調節價格產品,流通環節較多,市場價格偏高。

“疫苗產業是關系國計民生的朝陽產業。”對此,王國治建議,國家在制定產業發展策略時,應當充分考慮產業自身的特點和不同的發展背景。在投入上,對與老百姓生命利益息息相關的和研發成本高、失敗風險大的一類疫苗,以及共患病的疫苗,國家應當加大扶持力度,而對具有良好發展前景和自主知識產權的二類疫苗,則應當以引導企業生產為主。

加大投入優先發展疫苗產業

對疫苗產業的明天充滿同樣期待的,還有全球第一支甲流疫苗的生產企業——北京科興生物制品有限公司的總經理尹衛東。

在甲流肆虐的2009年,尹衛東帶領著自己的員工在短短的87天中成功生產出全世界第一支甲流疫苗。在他看來,接種疫苗不但是保護自己的一種措施,同時也是保護他人的一種手段。

“然而目前,人們對接種疫苗的社會認知度卻還遠遠不夠?!币l東舉例說,為了減少老年人群因流感并發癥帶來的死亡,北京市政府每年都為60歲以上的老人免費接種流感疫苗,然而卻只有約50%的老年人進行了自愿接種。

篇2

康恩貝抗抑郁新藥獲批生產

據國家食藥監局網站最新信息,康恩貝3.1類新藥草酸艾司西酞普蘭片已獲批生產。該藥是目前全球廣為應用的抗抑郁一線藥物,2013年國內銷售總額超過1億元。

康恩貝此次精神類新藥獲批生產,可豐富公司的現有產品線,對未來業績產生積極作用。

俄羅斯研發出世界首個戒煙疫苗

日前,俄羅斯希姆基納米實驗室的科學家研究出世界第一種戒煙接種疫苗。接種這種疫苗可讓煙民永遠戒煙, 因為受種者機體會產生一種阻止尼古丁進入大腦的特殊抗體,這種抗體可以讓煙民不想吸煙。

目前,這種疫苗已成功通過第一階段試驗,進入臨床階段。

Devices器械

中國電信推出全球首款醫療診斷手機

近日,中國電信與瑞士企業LifeWatch聯合推出全球首款醫療診斷手機LifeWatchV,由中國云狐科技提供其移動醫療系統平臺。

該產品是一款搭載安卓系統的智能手機,內置7種不同的健康測試。用戶只需將拇指放在屏幕感應器上,手機就能開始身體檢測,包括心電圖、血糖、血氧以及心率等。

可監測血糖值隱形眼鏡問世

據谷歌公司官方消息,其目前正在測試一款具有高科技含量的隱形眼鏡,可以在佩戴后針對糖尿病患者眼淚中所含的糖分進行監測,隨時讓患者掌握自己的血糖水平。

這款智能隱形眼鏡內置了微型無線芯片和小型葡萄糖傳感器,目前處于臨床研發過程中,將來有望幫助糖尿病患者真正走出24小時動態監測血糖的痛苦。

可檢測肝癌化療效果的超聲系統問世

近日,日本兵庫醫科大學超聲波中心和東芝醫療的研究人員開發出一種可用于快速檢測肝癌患者化療效果的新型超聲檢測系統。

研究人員介紹,這套新型超聲檢測系統能夠自動追蹤病灶位置,檢測起來比較簡便。其檢測方法是,在肝癌患者接受化療一到兩周后,醫務人員將造影劑注射到患者血液中,然后采用超聲檢測系統進行觀察。造影劑流入腫瘤用時越長,說明化療藥物的效果越好,腫瘤正在縮小。

Technology技術

中國發現白血病抑癌新基因

中國科學家近期的一項研究發現了一個在急性白血病患者中有較常見突變的抑癌基因,且揭示了其功能異常與多種不同致癌基因之間的協同作用。

研究人員通過對一個混合譜系白血病(MLL)患者及其正常同卵雙胞胎的血細胞進行全基因組測序,發現了罕見的功能性MLL-NRIP3致癌基因和H3K36三甲基化的組蛋白甲基轉移酶SETD2的遺傳突變。此項發現將促進對白血病乃至其他癌癥發病機制的認識,有助于臨床藥物開發。

中國經性感染艾滋病毒者發病更快

北京協和醫院感染內科李太生教授等人經過長達6年的研究證實,中國經性傳播途徑感染艾滋病病毒者,在未經干預情況下往往四五年發病,而非此前歐美研究者認為的平均需8年。

中國經性途徑感染艾滋病病毒者中,病毒亞型多為CRF01_AE,該亞型在感染其靶細胞時,須要借助“二傳手”,且選用輔助受體CXCR4當“二傳手”的比例要顯著高于其他亞型。CXCR4可能正是這些艾滋病病毒感染者更快發病的原因。

篇3

一、醫藥生物技術

醫藥生物技術是生物技術首先取得突破,實現產業化的技術領域。在現代醫藥生物技術中,當前最活躍、應用最廣泛的為基因工程技術和細胞工程技術,人們利用基因改造后的生物體可以制備大量的新的基因工程藥物(所謂基因工程藥物就是先確定對某種疾病有預防和治療作用的蛋白質,然后將控制該蛋白質合成過程的基因取出來,經過一系列基因操作,最后將該基因放入可以大量生產的受體細胞中去,這些受體細胞包括細菌、酵母菌、動物或動物細胞、植物或植物細胞,在受體細胞不斷繁殖過程中,大規模生產具有預防和治療這些疾病的蛋白質,即基因疫苗或藥物),進而生產各種導向藥物,各種特異性的免疫診斷試劑、核酸檢測試劑、生物芯片等。基因工程藥物已經走進人們的生活,利用基因治愈更多的疾病不再是一個奢望。

1、生物技術藥品的生產?;蚬こ趟幤返纳a,包括干擾素、白細胞介素、紅細胞生成素、血小板生成素四個藥品以及基因工程。利用基因工程、酶工程、發酵工程和蛋白質工程對傳統醫藥產業進行技術改造,成為現代生物技術制藥產業的包括維生素c、激素類藥品和抗生素的生產以及氨基酸生產等。利用現代生物技術的提取、分離、純化等下游技術使生化制劑升級換代。其中,乙肝疫苗形成了基因工程產品體系。它是基因工程藥物對人類的貢獻典例之一,以下將以此為例說明基因工程藥物的應用:像其他蛋白質一樣,乙肝表面抗原(HBSAg)的產生也受DNA調控。利用基因剪切技術,用一種“基因剪刀”將調控HBSAg的那段DNA剪裁下來,裝到一個表達載體中,再把這種表達載體轉移到受體細胞內,如大腸桿菌或酵母菌等;最后再通過這些大腸桿菌或酵母菌的快速繁殖,生產出大量我們所需要的HBSAg(乙肝疫苗)。過去,乙肝疫苗的來源,主要是從HBV攜帶者的血液中分離出來的HBSAg,這種血液是不安全的,可能混有其他病原體[其他型的肝炎病毒,特別是艾滋病病毒(HIV)的污染。此外,血液來源也是極有限的,使乙肝疫苗的供應猶如杯水車薪,遠不能滿足全國的需要?;蚬こ桃呙缃鉀Q了這一難題。而且基因工程乙肝疫苗(酵母重組)與血源乙肝疫苗可互換使用。據臨床報道,基因工程乙肝疫苗(酵母重組)能夠成功地加強由血源乙肝疫苗激發的免疫反應,對一個曾經接受過血源乙肝疫苗的人,完全可以換用基因工程乙肝疫苗(酵母重組)來加強免疫。臨床研究表明,人體對基因工程乙肝疫苗(酵母重組)有很好的耐受性,無嚴重副反應出現,表明基因工程乙肝疫苗(酵母重組)是非常安全的,在我國基因工程乙肝疫苗已使用1500萬人份以上,如此大規模接種,尚未出現嚴重副反應報道。正是基于1996年我國已有能力生產大量的基因工程乙肝疫苗,我國才有信心遏制這一威脅人類健康最嚴重、流行最廣泛的病種。大量臨床資料表明:它是一種安全有效的制品,它的抗體陽轉率在95%以上,母嬰阻斷率在85%以上,它能降低乙肝感染率、攜帶率,成為控制乙肝的一種重要手段?;蚬こ桃腋我呙纾ń湍钢亟M)因是一個新產品,有關免疫持久性試驗仍在進行之中,從所觀察5年資料看,可以保護5年,是否能保護更長時間仍需實驗證實??茖W研究表明:基因工程乙肝疫苗(酵母重組)可刺激人體產生免疫記憶反應,因此,長期受益是可能的。2、醫藥生物技術的帶動作用。隨著現代生物技術的應用,必然引起一些產業的發展。例如,隨著醫療診斷水平的提高,酶診斷試劑和免疫診斷試劑的生產必然達到更高水平;海洋藥物和中藥的開發應用技術也會有所改進;保健品的生產也已顯出強勁的勢頭。3、展望。人類基因組測序工作的完成,人們期待已久的人類基因密碼的破譯,會使我們對人的健康與疾病起因有更深入的認識,隨之而來的將是更多的新防治藥物的產生和新療法的問世,為基因工程制藥產業帶來新的發展契機。然而,第一張人類基因組測序工作草圖尚未弄清所有人類基因的功能,一旦人的基因產物(即活性蛋白質)被表達出來,將會有幾千種具有特殊療效的現代藥物誕生。我們樂觀地期待著這場新藥革命的來臨。

二、食品生物技術

食品生物技術就是通過生物技術手段,用生物程序、生產細胞或其代謝物質來制造食品,改進傳統生產過程,以提高人類生活質的科學技術。生物技術在食品工業中的應用首先是在基因工程領域,即以DNA重組技術或克隆技術為手段,實現動物、植物、微生物等的基因轉移或DNA重組,以改良食品原料或食品微生物。如利用基因工程改良食品加工的原料、改良微生物的菌種性能、生產酶制劑、生產保健食品的有效成分等。其次是在細胞工程的應用,即以細胞生物學的方法,按照人們預定的設計,有計劃地改造遺傳物質和細胞培養技術,包括細胞融合技術及動、植物大量控制性培養技術,以生產各種保健食品的有效成分、新型食品和食品添加劑。再次是在酶工程的應用。酶是活細胞產生的具有高度催化活性和高度專一性的生物催化劑,可應用于食品生產過程中物質的轉化。繼淀粉水解酶的品種配套和應用開拓取得顯著成效以來,纖維素酶在果汁生產、果蔬生產、速溶茶生產、醬油釀造、制酒等食品工業中應用廣泛。最后是在發酵工程的應用,即采用現酵設備,使經優選的細胞或經現代技術改造的菌株進行放大培養和控制性發酵,獲得工業化生產預定的食品或食品的功能成分。還有一些功能性食品如高鈣奶、蜂產品、螺旋藻、魚油、多糖、大豆異黃酮、輔酶Q10等。

作為一項極富潛力和發展空間的新興技術,生物技術在食品工業中的發展將會呈現出以下趨勢:

1、大力開發食品添加劑新品種。目前,國際上對食品添加劑品質要求是:使食品更加天然、新鮮;追求食品的低脂肪、低膽固醇、低熱量;增強食品貯藏過程中品質的穩定性;不用或少用化學合成的添加劑。因此,今后要從兩個方面加大開發的力度,一是用生物法代替化學合成的食品添加劑,迫切需要開發的有保鮮劑、香精香料、防腐劑、天然色素等;二是要大力開發功能性食品添加劑,如具有免疫調節、延緩衰老、抗疲勞、耐缺氧、抗輻射、調節血脂、調整腸胃功能性組分。2、發展微生物保健食品微生物食品有著悠久的歷史,醬油、食醋、飲料酒、蘑菇都等屬于這個領域,它們與雙歧桿菌飲料、酵母片劑、乳制品等微生物醫療保健品一樣,有著巨大的發展潛力。微生物生產食品有著獨有的特點,繁殖過程快,在一定的設備條件下可以大規模生產;要求的營養物質簡單;食用菌的投入與產出比高出其它經濟作物;易于實現產業化;可采用固體培養,也可實行液體培養,還可混菌培養;得到的菌體既可研制成產品,還可提取有效成分,用途極其廣泛。3、轉基因生物技術為農業、醫學及食品等行業的騰飛注入了新的動力,直接加快了農業新品種的培育改良、各種疾病的防治、食品營養改善和生態環境管理。轉基因技術的開發可以加速農業、林業和漁業的發展,提高農作物產量,進而通過未來基因食品解決發展中國家人民的饑餓以及營養不良等問題?,F時最普遍的轉基因食品是大豆及玉米,占總數量的八成。加上棉花、油菜加在一起達到99%,還有番茄,如抗黃瓜花葉病毒的番茄和一種晚熟的番茄;還有也是抗黃瓜花葉病毒矮牽牛的甜椒;另外,也有一些獸用的飼料添加劑和微生物的農用產品。其中食用油是其中比較大的一塊。食用油業內人士指出,目前食用油中約有80%~90%為轉基因食品,這是由于目前市場上占主導地位的調和油、大豆色拉油,大部分是采用含轉基因的原材料制成的。消費者要在超市里買到一瓶非轉基因大豆油并不容易。因為目前的大豆色拉油、調和油其主要原料都是進口轉基因大豆。由于目前市場上還沒有轉基因的有花生、橄欖及葵花子,因此所有花生油、橄欖油及葵花子油都屬于非轉基因食品。一些產品,也可能與轉基因有關,如餅干、即溶飲品及沖調食品,飲料和奶制品,啤酒,嬰兒食品及奶粉,膨化食品與零食,糖果、果凍和巧克力、雪糕等。

食品生物技術如同一把雙刃劍,有利也有弊。轉基因食品是不是有利,取決于轉什么基因,或者基因轉到什么食品里。因此,政府應該采取積極措施,隨時公開基因食品的研究成果,以足以博取信任的方式與公眾進行溝通??傊锛夹g已深入到食品工業的各個環節,對食品工業的發展發揮越來越重要的作用。隨著它的不斷發展,必將給人們帶來更豐富,更有利于健康,更富有營養的食品,并帶動食品工業發生革命性變化。展望21世紀基因食品的發展,未來生物技術不僅有助于實現食品的多樣化,而且有助于生產特定的營養保健食品,進而治病健身。

作者單位:中國藥科大學

作者簡介:童欣(1987年-),女,漢族,廣東樂昌人,中國藥科大學生科院2005級生物技術本科生

參考文獻:

篇4

基因工程“豐功偉績”

然而,科技發展為我們展現了新的前景,現代基因工程藥物能夠源源不斷地為我們提供大量的乙肝疫苗(HBsAg)和干擾素。為什么基因藥物工程有如此大的神威?概而言之,所謂基因工程藥物就是先確定對某種疾病有預防和治療作用的蛋白質,然后將控制該蛋白質合成過程的基因取出來,經過一系列基因操作,最后將該基因放入可以大量生產的受體細胞(如細菌、酵母菌、動物或動物細胞、植物或植物細胞)中去,在受體細胞不斷繁殖過程中,大規模生產具有預防和治療這種疾病的蛋白質,即基因疫苗或藥物。

以乙肝疫苗為例,像其他蛋白質一樣,HBsAg的產生也受DNA調控。現代基因工程技術可用一種“基因剪刀”將此段DNA剪裁下來,裝到一個表達載體(稱表達載體,是因為它可以把這段DNA的功能發揮出來)中,再把這種表達載體轉移到受體細胞(大腸桿菌或酵母菌等)內,最后再通過這些大腸桿菌或酵母菌的快速繁殖,生產出大量我們所需要的HBsAg(見圖)。

與血源乙肝疫苗相比,基因工程生產的乙肝疫苗,取材方便,利用的是資源豐富的大腸桿菌或酵母菌,它們有極強的繁殖能力,并借助于高科技手段,可以大規模生產出質量好、純度高、免疫原性好、價格便宜的藥物。1986年以后,我國開始實施新生兒到六個月齡內先后注射三次乙肝疫苗的免疫程序,正是基于我們有能力生產大量的乙肝疫苗?;蛩幬锕こ虨轭A防下一代染上乙肝,作出了非凡的貢獻。

干擾素與乙肝疫苗一樣,也可采用基因工程進行生產,其基本原理及操作流程及乙肝疫苗十分類似?,F在要獲取一磅(453克)純干擾素,其成本不到一億美元。所以它們成了取之不盡,用之不竭的“工廠”。由基因工程藥物生產出來的大量干擾素,又一次挽救了廣大肝炎病人。

一般地說,基因藥物的副作用較小,因為它們大多數是人體內原有的物質。 但如果使用不當或劑量過大,也會產生副作用。因此,最好要在醫生的指導下應用。

篇5

基因工程制藥是隨著生物技術革命而發展起來的。1980 年,美國通過Bayh-Dole 法案,授予科學家 Herbert Boyer 和 Stanley Cohen 基因克隆專利,這是現代生物制藥產業發展的里程碑。1982 年,第一個生物醫藥產品在美國上市銷售,標志著生物制藥業從此走入市場[1]。

生物制藥業有不同于傳統制藥業的特點:首先,生物制藥具有“靶向治療”作用;其次,生物制藥有利于突破傳統醫藥的專利保護到期等困境;再次,生物制藥具有高技術、高投入、高風險、高收益特性;此外,生物制藥具有較長的產業鏈[1]。生物制藥業這一系列的特點決定了其在21世紀國民經濟中的重要地位,歷版中國藥典收錄的生物藥物品種也是逐漸增多[2](圖一)。

當前生物制藥業的發展趨勢在于不斷地改進、完善和創新生物技術,在基因工程藥物研發投入逐年增加的基礎上,我國生物制藥的產值及利潤增長迅猛, 2006-2008年三年就實現了利潤翻番[2](表一)。隨著研究的深入,當前生物藥的熱點逐漸聚焦到通過新技術大量生產一些對醫療有重要意義且成分確定的蛋白上。研究表明,在我國的基因工程藥物中,蛋白質類藥物超過50%[3]。而這些源自基因工程菌表達的蛋白,如疫苗、激素、診斷工具、細胞因子等在生物醫學領域的應用主要包括4個方面:即疾病或感染的預防;臨床疾病的治療;抗體存在的診斷和新療法的發現。利用基因工程技術(重組DNA技術)生產蛋白主要有三方面的理由:1.需求性,天然蛋白的供應受限制,隨需求的不斷增加,數量上難以滿足,使它得不到廣泛應用;2.安全性,一些天然蛋白質的原料可能受到致病性病毒的污染,且難以消除或鈍化;3.特異性,來自天然原料的蛋白往往殘留污染,會引起診斷試驗所不應有的背景[4]。

以下將介紹一些基因工程產物的市場概況和研究發展。

1 促紅細胞生成素

是細胞因子的一種,在骨髓造血微環境下促進紅細胞的生成。1985年科學家應用基因重組技術,在實驗室獲得重組人EPO(rhEPO),1989年安進(Amgen)公司的第一個基因重組藥物Epogen獲得FDA的批準,適應癥為慢性腎功能衰竭導致的貧血、惡性腫瘤或化療導致的貧血、失血后貧血等[5,6]。

2001年,EPO的全球銷售額達21.1億美元,2002年達26.8億美元,2003年全世界EPO的年銷售額超過50億美元。創下生物工程藥品單個品種之最,是當今最成功的基因工程藥物。用過EPO的大多數病人感覺良好,在治療期間無明顯毒副作用或功能失調。重組體CHO細胞可以放大到生產規模以滿足對EPO的需求。

2 胰島素

自1921 年胰島素被Banting 等人成功提取并應用于臨床以來,已經挽救了無數糖尿病患者的生命。僅2000年,胰島素在全球范圍內就大約延長了5100萬名I型糖尿病病人的壽命。20世紀80年代初,人胰島素又成為了商業現實;80 年代末利用基因重組技術成功生物合成人胰島素,大腸桿菌和酵母都被用作胰島素表達的寄主細胞[7]。

國內外可工業化生產人胰島素的企業只有美國的禮來公司、丹麥的諾和諾德公司、法國的安萬特公司和中國北京甘李生物技術有限公司等,胰島素類似物也僅在上述4個國家生產,且每個公司只能生產艮效或速效類似物巾的個品種,主要原因是要達到生物合成人胰島素產業化的技術難度特別大,若無高精尖的高密度發酵技術、純化技術和工業化生產經驗是無法實現的[8]。

3 疫苗

在人類歷史上,曾經出現過多種造成巨大生命和財產所示的疫癥,而在預防和消除這些疫癥的過程中疫苗發揮了十分關鍵的作用。所以疫苗被評為人類歷史上最重大的發現之一。

疫苗可分為傳統疫苗(t raditional vaccine) 和新型疫苗(new generation vaccine)或高技術疫苗( high2tech vaccine)兩類,傳統疫苗主要包括減毒活疫苗、滅活疫苗和亞單位疫苗,新型疫苗主要是基因工程疫苗。疫苗的作用也從單純的預防傳染病發展到預防或治療疾病(包括傳染病) 以及防、治兼具[2]。

隨著科技的發展,對付艾滋病、癌癥、肝炎等多種嚴重威脅人類生命安全的疫苗開發取得巨大進展,這其中也孕育著巨大的商業機會[9], 2007年全球疫苗銷售額就已達到163億美元,據美林證券公布的一份研究報告顯示,全球疫苗市場正以超過13%的符合增長率增長。而我國是疫苗的新興市場,國內疫苗市場發展潛力巨大,年增長率超過15%。

在以細胞培養為基礎的疫苗、抗體藥物生產中,Vero細胞、BHK21細胞、CHO細胞和Marc145細胞是最常用的細胞,這些細胞的反應器大規模培養技術支撐著行業的技術水平[4]。建立細胞培養和蛋白表達技術平臺,進一步完善生物反應器背景下的疫苗生產支撐技術是當前國際疫苗產業研究的重點。

4 抗體

從功能上劃分,抗體可分為治療性抗體和診斷性抗體;從結構特點上劃分,抗體可分為單克隆抗體和多克隆抗體??贵w可有效地治療各種疾病,比如自身免疫性疾病、心血管病、傳染病、癌癥和炎癥等[10,11]。抗體藥物的一大特點在于其較低甚至幾乎可以忽略的毒性。另外一個優勢是,抗體本身也許既可被當作一種治療武器,也可被用作傳遞藥物的一種工具。除了全人源化抗體以外,與小分子藥物、毒素或放射性有效載荷有關的結合性抗體也已經在理論上顯示出了強大的潛力,尤其是在癌癥治療方面[12]。

治療性抗體是世界銷售額最高的一類生物技術藥物,2008 年治療性抗體銷售額超過了300 億美元,占了整個生物制藥市場40%。在美國批準的99 種生物技術藥物中,抗體類藥物就占了30 種;在633 種處于臨床研究的生物技術藥物中, 有192 種為抗體藥物,而在抗癌及自身免疫性疾病的治療研究中,治療性抗體占了一半[2]。截止2007年,美國FDA批準上市的抗體藥物見表二[13]。

參考文獻

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[3] 吳梧桐, 王友同, 吳文俊. 21世紀生物工程藥物的發展與展望[J]. 藥物生物技術. 2000, 7(2): 65-70.

[4] 儲炬, 李友榮. 現代工業發酵調控學(第二版)[M]. 化學工業出版社.

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[7] 李萍, 劉國良. 最新胰島素制劑的研究進展概述[J]. 中國實用內科雜志. 2003, 23(1): 19-20.

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[9] 徐衛良. 生物制品供應鏈優化與供貨提前期縮短問題研究――基于葛蘭素史克(中國)疫苗部的實例分析(碩士學位論文). 上海交通大學, 2005.

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[11] Liu XY, Pop LM, Vitetta ES. Engineering therapeutic monoclonal antibodies[J]. Immunol Rev, 2008, 222: 9.

篇6

轉基因作物的種植面積正在迅速擴大。全世界轉基因作物的種植面積在1995年僅為1.2×106hm2,1996年為2.84×106hm2,1997年為1.25×107hm2,1998年為2.78×107hm2,1999年增至3.99×107hm2.2000年進一步增至4.42×107hm2,2001年已達5.26×107hm2.2001年全球轉基因作物按作物種類統計為:大豆占46%,棉花占20%,油菜占11%,玉米占7%;按國家統計:美國占70%(面積,下同)、阿根廷占22%、加拿大占6%、中國占1%~3%,上述4國占全球轉基因作物種植面積的99%;按目標性狀分類:抗除草劑轉基因作物占77%,抗蟲轉基因作物占15%.據統計,1999年美國轉基因大豆、棉花和玉米的種植面積,分別占該國相應作物種植面積的55%、50%和30%。

轉基因作物具有巨大的經濟效益,1997年美國轉基因抗蟲棉種植面積為1×106hm2,平均增產70%,每公頃抗蟲棉可增加凈收益83美元,直接經濟效益近1億美元;1998年美國種植轉基因抗蟲玉米達5×106hm2,平均增產9%,其凈收益為68.1美元/hm2,可產生直接經濟效益3.4億美元。1995年全球轉基因作物的銷售額僅為0.75億美元,1998年達到12億美元~15億美元,2000年已達30億美元,5年間增加了40倍。預計2005年將達60億美元,2010年將達到200億美元。

2.植物用轉基因微生物

自上世紀80年代以來,重組農業微生物工程研究取得了突破性進展,其中新型重組固氮微生物研究已進入田間試驗,一些殺蟲、防病遺傳工程微生物進入田間試驗或商業化生產。防凍害基因工程菌株已于1987年進入田間試驗,防治果樹根癌病工程菌株也于1991年和1992年先后在澳大利亞和美國獲準登記,目前已在澳大利亞、美國、加拿大和西歐一些國家銷售,這是世界上首例商品化生產的植病生防基因工程細菌制劑。具有殺蟲活性的轉B.t基因工程細菌,自1991年起已有多個產品進入市場。在高銨條件下仍保持良好固氮能力的耐銨工程菌株,也進入田間試驗。

3.轉基因動物

轉基因動物主要應用于以下幾個方面:改良動物品種和生產性能;生產人藥用蛋白和營養保健蛋白;生產人用器官移植的異種供體;建立疾病和藥物篩選模型;生產新型生物材料等。1998年全球動物生物技術產品總銷售額約為6.2億美元,預計2010年總銷售額將達到110億美元,其中75億美元是轉基因動物產品。

4. 獸用基因工程生物制品

獸用基因工程生物制品是指利用重組DNA技術生產的獸用免疫制劑。主要包括:單克隆抗體等診斷試劑,目前國內外正在研究、開發或已應用的單克隆抗體診斷試劑已達1000多種;基因工程疫苗,已有44例獲準進行商品化生產,其中重組亞單位疫苗30例,基因缺失活疫苗12例,基因重組活疫苗2例。此外,還有DNA疫苗和獸用基因植物源生物制品等。

5. 轉基因水生生物

迄今為止,全世界研究的轉基因水生生物達20余種,已有8種進入中間試驗,其中我國有一種兩例,僅有大西洋鮭1種可能已開始小規模商品化生產。

6. 我國農業轉基因生物研發現狀與產業化概況

我國轉基因植物的研究開發始于20世紀80年代,1986年啟動的863高新技術計劃起到了關鍵性的導向、帶動和輻射作用。據1996年統計,國內正在研究和開發的轉基因植物約47種,涉及各類基因103種。1997年~1999年,有26例轉基因植物獲準進行商業化生產。按轉基因性狀分:抗蟲16例,抗病毒9例,改良品質1例。按作物劃分:棉16例,番茄5例,甜椒4例,矮牽牛1例。

轉基因抗蟲棉是國內植物基因工程應用于農業生產的第一個成功范例,使我國成為繼美國之后獨立研制成抗蟲棉,并具有自主知識產權的第二個國家。1998年~2001年4年累計種植逾1.3×106hm2,減少農藥使用量70%以上,產生了巨大的社會、經濟和生態效益。由于其傘形輻射的帶動作用,抗蟲轉基因水稻、玉米、楊樹等一批后繼轉基因產品正在進行田間試驗,蓄勢待發。轉基因技術將使農業產業發生深刻的結構變化,向農業與醫藥、農業與食品、農業與加工結合的方向發展。

我國植物用轉基因微生物研究已取得長足進展,正在研發的防病殺蟲微生物13種,涉及基因16種;固氮微生物8種,涉及基因12種,大多已進入中間試驗和環境釋放試驗。我國獸用基因工程生物制品研究與產業化進展迅速,已有近70種單克隆抗體等診斷試劑投放市場,2例基因工程疫苗獲準進行商品化生產,其中重組亞單位疫苗1例,基因重組活疫苗1例。

篇7

疫苗研發團隊的核心成員——廈門大學國家傳染病診斷試劑與疫苗工程技術研究中心主任夏寧邵教授表示:“重組戊肝疫苗是迄今唯一使用大腸桿菌表達系統研制的病毒疫苗。它的成功研制扭轉了國際醫藥界中‘原核系統不能用于病毒疫苗研制’的傳統認識。

“與傳統滅活疫苗和減毒活疫苗比較,基因工程疫苗的研發不依賴于病原體的培養,因此對于大量尚未建立成熟體外培養技術的病原體也能進行疫苗的研制。在生產過程中,基因工程疫苗完全不涉及病原體,消除了由于病原體滅活不徹底或減毒不完全導致的安全性問題。不僅如此,基因工程疫苗的研發還可通過精心設計的純化過程實現對生產過程中伴隨的各類雜質的高效清除和殘余成分的高度可控,降低了由于雜質導致的各類接種副反應的風險,提高了疫苗的安全性和耐受性,同時還能提高不同疫苗生產批次間的均一性。”

從1998年開始,時任國家試劑與疫苗中心主任、廈門大學公共衛生學院院長的夏寧邵便帶領著他的團隊,著手進行戊肝疫苗的研發。與所有的新藥研發一樣,重組戊肝疫苗的研發并非一路坦途。

歷經14年艱苦研發,由廈門大學國家傳染病診斷試劑與疫苗工程技術研究中心和企業的200余名科研人員組成的課題組,在基礎研究領域、應用基礎研究領域和應用研究領域,取得了保護性抗原識別及結構表征、病毒顆粒組裝機制等多項發現成果,并突破了原核表達類病毒顆粒、高效純化及體外自組裝等一系列關鍵技術障礙,創建出具有多項全球自主知識產權的核心技術體系。

夏寧邵說:“戊肝疫苗是國家工程的成果,也是產學研協同創新的成果?!边@份30微克的戊肝疫苗,不僅見證著研發人員的辛勞,同時也記錄著我國重大科技專項自主創新的步伐:自2005年起,國家863計劃開始對戊肝疫苗項目進行支持,有效地帶動了地方、企業投入研發資金近5億元,其臨床研究也被列入“十一五”863計劃重大項目中,這為課題組在國內外率先研制成功戊型肝炎疫苗提供了重要支撐。

疫苗研發以集成創新為主

作為全國政協委員,中國食品藥品檢定研究院菌種室主任王國治,一直關注著疫苗領域的發展。對夏寧邵團隊所取得的成功,他難掩心中的喜悅:“我國能在世界上第一個研發出戊肝疫苗確實非常令人振奮!”

就國內疫苗研發的整體水平而言,王國治直言不諱:“我國在疫苗研發領域的基礎研究力量還比較薄弱,十個研發有九個都出不了結果。而國家又太過于強調疫苗研發的完全自主知識產權,這與我國目前的疫苗研發水平不相符合?!贬槍ξ覈谝呙珙I域現有的研發水平,“在引進國外成熟技術的基礎上進行整合創新、集成創新才是這個階段的重點?!?/p>

目前整個疫苗產業還缺少一種系統的協作,“這與國家在疫苗研發領域和產業規劃上缺乏一種整體的頂層設計有關?!?/p>

受多種因素制約,國家免疫規劃疫苗政府定價總體水平偏低,利潤空間較小,以一支重組蛋白類的乙肝疫苗為例,國家定價只有3塊多錢每人次,這在一定程度上影響了企業提高產品質量和進行產品升級換代的積極性。第二類疫苗則為市場調節價格產品,流通環節較多,市場價格偏高。

“疫苗產業是關系國計民生的朝陽產業。”對此,王國治建議,在投入上,對與老百姓生命利益息息相關的和研發成本高、失敗風險大的一類疫苗,以及共患病的疫苗,國家應當加大扶持力度,而對具有良好發展前景和自主知識產權的二類疫苗,則應當以引導企業生產為主。

加大投入優先發展疫苗產業

對疫苗產業的明天充滿同樣期待的,還有全球第一支甲流疫苗的生產企業——北京科興生物制品有限公司的總經理尹衛東。在他看來,接種疫苗不但是保護自己的一種措施,同時也是保護他人的一種手段。

“然而目前,人們對接種疫苗的社會認知度卻還遠遠不夠?!币l東舉例說,為了減少老年人群因流感并發癥帶來的死亡,北京市政府每年都為60歲以上的老人免費接種流感疫苗,卻只有約50%的老年人進行了自愿接種。

尹衛東說,“如果沒有疫苗產業的發展就提供不了這樣的服務。疫苗產業不僅具有技術高附加值的特性,而且還能節省資源和能源,對整個經濟社會的發展具有保駕護航的作用,應該得到優先發展?!?/p>

作為一個企業家,尹衛東對疫苗產業的前景既看好又擔憂:疫苗研發實現產業化之后,國家如何使用這種疫苗決定了疫苗使用的范圍和方向。而在現行的政府采購“雙信封”機制中,卻常常出現重價格、輕質量的現象。

疫苗研發本身具有不確定性。企業自身控制風險的能力較小,而實現產業化需要有除技術以外的生產要素的巨大投入,包括產業化基地的建設等都是必不可少的投資。如果國家在生產要素的政策上不加以扶持,這個戰略性新興產業就很難得到進一步發展,最終只會讓外國的企業和資本乘虛而入。(中國科技網)

篇8

流行性乙型腦炎(JE)是由日本腦炎病毒(JEV)引起的以中樞神經系統發生病變為主的急性傳染病,也是一種人畜共患的自然疫源性疾病。該病主要流行于亞洲地區及環西太平洋地區,已成為人類腦炎疾病最主要的病因之一,嚴重威脅著人類健康,并影響畜牧業特別是養豬業的發展。

1 傳統疫苗

1.1 人用乙型腦炎疫苗

人使用乙肝腦炎疫苗有包括滅活乙型腦炎疫苗和減毒苗,其中滅活疫苗有鼠腦滅活苗、地鼠腎細胞滅活苗和IC51疫苗,減毒苗只有SA14-14-2減毒活疫苗。

1.1.1 滅活疫苗 ①鼠腦滅活疫苗。很多國家長期使用鼠腦滅活疫苗,它是利用Nakayama或Binjing-1病毒株接種乳鼠后腦研磨液,經福爾馬林滅活、純化等工藝制備的滅活疫苗。每毫升疫苗的鼠腦滅活苗包含接近500 μg的明膠穩定劑和低于50 ng的鼠血清蛋白[1],但各國在2006年前后陸續終止了該疫苗的生產。②地鼠腎細胞(PHK細胞)滅活疫苗。該病毒式從人病例中分離得到的JEV毒株-P3株,經小鼠腦內傳代后制成病毒懸液,接種PHK單層細胞,收獲病毒,后經甲醛滅活后加入硫柳汞,加入0.1%的人血清白蛋白做保護劑制備疫苗。該疫苗的使用曾經出現過嚴重的不良反應,并且接種次數越多,副反應發生率越高[2],我國已于2007年后停止了該疫苗的使用。

1.1.2 減毒活疫苗 目前人類用于預防流行性乙肝腦炎(JE)惟一的減毒活疫苗SA14-14-2減毒苗是由中國成都生物制品研究所研制的[3]。經20多年的使用,該疫苗未見有大量不良反應發生的報道, SA14-14-2疫苗極高的安全性和良好的有效性。但SA14-14-2是一種減毒苗,在理論上存在病毒反強的危險性[4]。

2013年10月9日,世界衛生組織(WHO)在日內瓦正式宣布:由中國生物技術股份有限公司所屬成都生物制品研究所有限責任公司生產的乙型腦炎減毒活疫苗(SA14-14-2)(以下簡稱乙腦活疫苗)通過WHO預認證。這是中國自主研發的疫苗首次通過WHO預認證,進合國采購機構的藥品采購清單,實現了零的突破,在中國疫苗發展史上具有里程碑意義。

1.2 獸用疫苗

1.2.1 弱毒疫苗 目前使用倉鼠腎細胞培養的病毒制成的弱毒活疫苗用于馬屬的免疫。SA14-14-2株減毒苗主要用于預防豬的流行性乙型腦炎疾病,也適用于馬,免疫過后均能獲得較好的保護效果。

1.2.2 滅活疫苗 鼠腦滅活疫苗是采用JEV HW1株接種乳鼠,取出現臨床癥狀和瀕臨死亡的小鼠腦組織制成懸液,甲醛滅活后制成油乳劑滅活疫苗。該疫苗需要進行二次免疫,易引起過敏反應。

2 新型疫苗

2.1 嵌合病毒疫苗

嵌合病毒疫苗是利用基因工程技術,在基因水平上改造病原體的基因組,將兩種或者多種病原體的基因片段嵌合到活載體中,從而連接到載體相應的部位或替換掉載體中相應的片段。在活載體進入組織細胞后,插入的基因片段在相應的細胞內得到表達,激發機體為產生體液和細胞免疫,從而起到預防病原體感染的作用。

2.2 DNA疫苗

DNA疫苗的理化性質穩定,體外不易受到不良因素的影響而產生降解,并且導入的質粒在機體細胞質內進行復制、轉錄和表達蛋白,Leitner等[5]的研究表明了DNA疫苗使用的安全性。

2.3 基因工程亞單位疫苗

基因工程亞單位疫苗是將編碼病毒的主要抗原基因與表達載體連接后轉入宿主細胞,并在宿主細胞內病毒蛋白得到表達,經過抽提和純化后制成基因工程亞單位疫苗。與傳統的亞單位疫苗相比,基因工程亞單位疫苗具有更好的安全性,它只含病毒結構的一部分,且不含有核酸物質,不會引發病毒感染動物[6]。

3 小結

研究JE疫苗的進展歷經久遠,不論人用乙腦病毒疫苗還是獸用乙型腦炎疫苗。隨著技術在不斷改進,乙腦疫苗的技術也相應改進,但也不忘做好最初的衛生防疫。

(1)夏天做好驅蚊蠅,以及養殖場的隔離和消毒工作,切斷傳播途徑。

(2)定期免疫疫苗免疫能刺激豬群機體產生較高水平的保護抗體,因此對本病的防控應堅持疫苗預防為主。

(3)加強飼養管理 提高種豬的免疫力,改善種豬的飼料配方,增強豬的抵抗能力。

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篇9

二、為何要打乙肝疫苗?

乙肝疫苗可以成功預防乙肝病毒的感染,新生兒一出生就接種乙肝疫苗,基本可以確保將來不得乙肝。 現有的肝硬化、肝癌多從乙肝發展而來,成功地預防乙肝,實際就是防硬化、防肝癌第一針。目前乙肝疫苗較便宜,每支幾元錢,民眾都能接受。

三、乙肝疫苗的正確使用方法是什么?

;也有采取出生后立即注射1支高效價乙肝免疫球蛋白,及3次乙肝疫苗(每次15微克,生后立即及1月、6月各注射1次),2個方案保護的成功率都在90%以上。

 

四、接種疫苗后不產生抗體該怎么辦?

五、接種疫苗后,多長時間需要再次接種?

六、乙肝疫苗能和其他疫苗同時使用嗎?

乙肝疫苗可以和流腦疫苗、卡介苗、白百破、脊髓灰質疫苗、乙腦疫苗同時接種,接種程序按照計劃免疫所要求的順序進行。但是乙肝疫苗最好不要和麻疹疫苗同時使用。

七、意外接觸乙肝病毒者如何打乙肝疫苗?

八、接種乙肝疫苗會不會傳染上其他傳染病?

接種肝炎疫苗不會引起其他肝炎發生,也不會被傳染上其他疾病。乙肝疫苗在生產過程中有嚴格的質量標準,其中許多工

序都能殺死血液中包括愛滋病病毒在內的病原微生物,經過臨床觀察是安全可靠的。值得提出的是,使用不合格產品如注射破損、變質疫苗,或注射過程不按無菌要求操作,共用注射器或針頭,可染上肝炎或其他傳染病。還有一部分人原來是隱性傳染者,病毒呈低水平復制狀態,“兩對半”檢查正常,需要用核糖核酸增殖法檢出病毒(hbvdna陽性),這種人注射疫苗后不會有表面抗體形成。

 

九、如果在邊遠地區,尚無法做到乙肝疫苗的普種怎么辦?

篇10

1轉基因植物

轉基因作物的研究規模已達到了空前的水平。自1983年世界上第一例轉基因抗病毒植物誕生以來,轉基因作物的研制、中間試驗、田間釋放和商業化種植得到了迅速的發展,到1997年底,轉基因植物已達幾百種;轉基因作物于1986年在美國和法國首次進入大田試驗,到1997年底全世界轉基因作物的田間試驗已達25000多例;1994年,美國批準了轉基因延熟番茄的商業化生產,到1997年底,全世界共有51種轉基因植物產品被正式投入商品化生產。

轉基因作物的種植面積正在迅速擴大。全世界轉基因作物的種植面積在1995年僅為1.2×106hm2,1996年為2.84×106hm2,1997年為1.25×107hm2,1998年為2.78×107hm2,1999年增至3.99×107hm2.2000年進一步增至4.42×107hm2,2001年已達5.26×107hm2。2001年全球轉基因作物按作物種類統計為:大豆占46%,棉花占20%,油菜占11%,玉米占7%;按國家統計:美國占70%(面積,下同)、阿根廷占22%、加拿大占6%、中國占1%~3%,上述4國占全球轉基因作物種植面積的99%;按目標性狀分類:抗除草劑轉基因作物占77%,抗蟲轉基因作物占15%.據統計,1999年美國轉基因大豆、棉花和玉米的種植面積,分別占該國相應作物種植面積的55%、50%和30%.

轉基因作物具有巨大的經濟效益,1997年美國轉基因抗蟲棉種植面積為1×106hm2,平均增產70%,每公頃抗蟲棉可增加凈收益83美元,直接經濟效益近1億美元;1998年美國種植轉基因抗蟲玉米達5×106hm2,平均增產9%,其凈收益為68.1美元/hm2,可產生直接經濟效益3.4億美元。1995年全球轉基因作物的銷售額僅為0.75億美元,1998年達到12億美元~15億美元,2000年已達30億美元,5年間增加了40倍。預計2005年將達60億美元,2010年將達到200億美元。

2植物用轉基因微生物

自上世紀80年代以來,重組農業微生物工程研究取得了突破性進展,其中新型重組固氮微生物研究已進入田間試驗,一些殺蟲、防病遺傳工程微生物進入田間試驗或商業化生產。防凍害基因工程菌株已于1987年進入田間試驗,防治果樹根癌病工程菌株也于1991年和1992年先后在澳大利亞和美國獲準登記,目前已在澳大利亞、美國、加拿大和西歐一些國家銷售,這是世界上首例商品化生產的植病生防基因工程細菌制劑。具有殺蟲活性的轉B.t基因工程細菌,自1991年起已有多個產品進入市場。在高銨條件下仍保持良好固氮能力的耐銨工程菌株,也進入田間試驗。

3轉基因動物

轉基因動物主要應用于以下幾個方面:改良動物品種和生產性能;生產人藥用蛋白和營養保健蛋白;生產人用器官移植的異種供體;建立疾病和藥物篩選模型;生產新型生物材料等。1998年全球動物生物技術產品總銷售額約為6.2億美元,預計2010年總銷售額將達到110億美元,其中75億美元是轉基因動物產品。

4獸用基因工程生物制品

獸用基因工程生物制品是指利用重組DNA技術生產的獸用免疫制劑。主要包括:單克隆抗體等診斷試劑,目前國內外正在研究、開發或已應用的單克隆抗體診斷試劑已達1000多種;基因工程疫苗,已有44例獲準進行商品化生產,其中重組亞單位疫苗30例,基因缺失活疫苗12例,基因重組活疫苗2例。此外,還有DNA疫苗和獸用基因植物源生物制品等。

5轉基因水生生物

迄今為止,全世界研究的轉基因水生生物達20余種,已有8種進入中間試驗,其中我國有一種兩例,僅有大西洋鮭1種可能已開始小規模商品化生產。

6我國農業轉基因生物研發現狀與產業化概況

我國轉基因植物的研究開發始于20世紀80年代,1986年啟動的863高新技術計劃起到了關鍵性的導向、帶動和輻射作用。據1996年統計,國內正在研究和開發的轉基因植物約47種,涉及各類基因103種。1997年~1999年,有26例轉基因植物獲準進行商業化生產。按轉基因性狀分:抗蟲16例,抗病毒9例,改良品質1例。按作物劃分:棉16例,番茄5例,甜椒4例,矮牽牛1例。

篇11

乙型肝炎病毒(HBV)感染是一個全球性的公共衛生問題。我國屬乙型肝炎高感染區,乙型肝炎表面抗原(HBsAg)的攜帶率為10%~15%[1]。迄今,世界上尚無治療乙型肝炎的特效藥物。兒童尤其新生兒,感染HBV不僅影響身體健康,而且成長過程中還會面臨社會歧視,對其今后的人生有重要影響。為了解新生兒接種乙型肝炎疫苗后的免疫效果,探討新生兒乙型肝炎預防的對策和措施,筆者對南寧市婦幼保健院預防接種門診全程接種重組(酵母)乙型肝炎疫苗的741例兒童進行接種乙型肝炎疫苗后的免疫效果分析。

資料與方法

一般資料:隨機抽樣方法抽取741例嬰幼兒,男414例,女327例;1歲組387例,2歲組258例,3歲組96例。嬰幼兒均按我國現行標準注射乙肝疫苗,即出生后24小時注射第1針,1個月時注射第2針,6個月注射第3針,均為5μg的乙型肝炎疫苗,疫苗的儲存、運輸均在2~8℃的條件下。接種部位為右上臂三角肌中部,肌內注射。

方法:采集手指末端微量血,ELISA法檢測乙肝抗-HBS,用英科新創試劑盒,在有效期內使用。

結 果

1歲組乙型肝炎病毒表面抗體陽性率為80.88%,陰性率為19.12%;2歲組乙型病毒性肝炎病毒表面抗體陽性率為32.17%,陰性率為67.83%;3歲組陽性率為2.83%,陰性率為79.17%。741例兒童乙型肝炎病毒表面抗體檢測結果,1歲組嬰兒乙型肝炎病毒表面抗體陽性率與2歲、3歲組兒童比較,有顯著性差異(X2=40.38、31.09,P<0.01)。結果見表1。

討 論

乙型病毒性肝炎具有病程長、預后差、易轉為慢性等特點,受到社會的廣泛關注。廣西是乙型肝炎的高發區,乙型肝炎病毒攜帶者達總人口10%以上,每年新增感染者數百萬,約半數將轉為慢性肝炎或病毒攜帶狀態。受HBV慢性感染者易發展為慢性肝炎,甚至可轉變為肝硬化及肝癌。用乙肝疫苗免疫接種,可有效地預防HBV傳播,大大降低人群HBV的攜帶率。我國當前使用的乙肝疫苗是基因工程疫苗,是一種安全有效的制品、不良反應少,人體接種乙肝疫苗后,通過主動免疫方式產生抗體,使人體獲得對乙肝的免疫力,預防HBV感染的成效顯著。

嬰幼兒全程接種基因工程乙肝疫苗后,對血液乙型肝炎病毒表面抗體的定性測定,可以看出1歲組嬰兒乙型肝炎病毒表面抗體陽性率高達80.88%,與文獻報道的結果相近[2~3]。而本次調查結果,2歲、3歲組兒童乙型肝炎病毒表面抗體陽性率分別為32.17%和20.83%,與1歲組嬰幼兒乙型肝炎病毒表面抗體陽性率比較,有顯著性差異。說明嬰幼兒全程注射乙型病毒性肝炎基因工程疫苗后,大部分人群可以產生保護性的乙型肝炎病毒表面抗體,但隨著時間的推移,2歲以后保護性的乙型肝炎病毒表面抗體逐漸消失。

廣西免疫程序規定小兒4歲時才加強注射1次,這樣在2~4歲之間就會出現乙型肝炎表面抗體缺失階段,容易造成乙型病毒性肝炎病毒感染。不少人認為接種乙肝疫苗后可終身預防HBV感染,其實這種認識是偏面的。嬰幼兒按計劃規范接種乙肝疫苗后,抗體水平逐年下降,3~4歲年齡組兒童抗體陽性率最低,處于弱保護狀態。一些兒童對乙肝疫苗無應答[4]。因此接種乙肝疫苗并非一勞永逸,筆者建議兒童2歲左右檢測乙型肝炎病毒表面抗體,若出現表面抗體陰性,應給予全程接種乙型肝炎疫苗,以預防乙型肝炎病毒感染。

參考文獻

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篇12

中圖分類號:G642.0 文獻標志碼:A 文章編號:1674-9324(2017)24-0173-03

重組DNA技術的研究和高通量測序技術的發展有力推動了眾多生物學理論問題的解決,并且在實際應用中取得了引人注目的成就。生物制品是以微生物、細胞、動物或人源組織和體液等為原料,應用傳統技術或現代生物技術制成,用于動物或人類疾病的預防、治療和診斷[1]。與傳統生物制品相比,基因工程技術的應用使得生物制品在動物疾病防治過程中更有針對性,并且在一定程度上簡化了研制過程。因此近年來基因工程在生物制品研發中的應用越來越廣泛。獸用生物制品一詞,在不同國家有不同的含義。我國所指的獸用生物制品,是用微生物(細菌、病毒、衣原體、鉤端螺旋體等)、微生物代謝產品、原蟲、動物血液或組織等,經過加工制成用以預防、治療或診斷動物特定傳染病或其他有關疾病的免疫制劑。獸用基因工程生物制品是指利用重組DNA技術生產的獸用免疫制劑。由于其研發和制作過程均涉及基因重組技術,故其生物安全性和潛在危險不可避免地擺在人們面前[2]。獸用基因工程生物制品的安全性這一章內容較為復雜,涉及多個生命科學前沿學科,知識更新速度快、內容抽象[3];有關生物安全防護方面也一直受到國家和社會重點監控和高度關注,因此具備該方面理論基礎十分必要。但是考慮到生物安全學課程的整體安排,此章內容如何才能在計劃的二個課時之內高質量完成呢?本文將從合理組織教學內容、改進教學方法兩方面入手,對提高該章節教學質量展開詳細的探討。

一、教學內容安排

獸用基因工程生物制品的安全性這一章節內容可大致分為兩部分:一是圍繞基因工程生物制品學展開,包括其定義、分類、研制過程和應用等側重于有關工程技術的理論知識;二是以安全性問題為出發點的產品質量評價、生產管理和控制規范,及結合已有知識體系對國內外的標準進行比較分析和評判。然而在有限的課時內,全面講述如此眾多內容幾乎不可能,因此,課程內容的取舍就顯得異常重要。研究近年來使用較為普遍的生物安全學教材[4][5][6]后發現,該章節內容一般分為四個模塊展開:獸用基因工程生物制品概況、獸用基因工程生物制品的安全性、獸用基因工程生物制品的安全性概況和獸用基因工程生物制品的安全管理。而其中獸用基因工程生物制品的安全性這部分內容涉及基因工程核心技術,既是重點,又是難點,所以在教學前需要學生利用課余時間對基因工程的相關內容進行復習和拓展性學習。而其余部分內容可在教學過程中直接介紹、講解或組織學生自行討論。下表僅就重要講解和討論內容做出安排。

二、教學方法探討

獸用基因工程生物制品的安全性是生物安全學課程中的難點所在,涉及內容十分廣泛。教師需要合理安排教學內容、分配教學時間、綜合應用多種教學方法使教學活動形象生動、條理清晰、重點突出,充分調動學生的學習主動性及課堂參與度,以期在較短時間內獲得良好的課堂效果,幫助學生充分理解并掌握教學內容。在獸用基因工程生物制品的安全性這一章的教學中,綜合考慮學生的知識背景和學校的教具設備等多方面問題,可以應用以下幾種教學方法,使課堂更加充實以更好地完成教學目標[7]。

1.參與式教學。學生在前期的專業課程中已經學習過細胞生物學、基因工程、細胞工程等一些基礎課程[8]和生物安全學的主要研究內容如生物安全性評價、生物安全控制措施、生物安全管理體系等,所以在此章教學過程中與此相關的內容可以通過學生的自學或者小組討論解決,提高學生的參與度和積極性。以學生為主體、教師為主導的參與式教學特別適用于難度不大、邏輯性較強的教學內容,可以通過學生小組或個人展示匯報、課堂或課下討論等多種方式進行,能夠充分調動學生學習的積極性,解決內容多與課時緊之間的突出矛盾,有利于培養學生獨立思考能力和學習能力,同時也有利于提高學生的文獻檢索、協同合作及語言表達等能力。就本章節而言,獸用基因工程生物制品的發展歷史并不久遠且脈絡清晰,分類依據明確,簡單易懂,適合學生自學。而獸用基因工程生物制品在養殖業中的應用越來越廣泛,先進的生物技術在獸用基因工程生物制品的研究與生產中得到了廣泛和充分的應用[4]。正因如此,這部分的內容較為繁多,與生產實踐的聯系也最為密切,可以通過個人或小組匯報展示的方式進行教學,不僅可以使內容更加全面,而且能使學生切身體會到生物技術的實用性,進一步意識到生物安全的重要性。

2.多媒體教學?;蚬こ碳夹g迅速發展,生物制品更新極快,本章內容十分豐富,但是從課程總體安排來講時間有限,為了達到在較短時間內高效完成教學任務的目的,充分應用多媒體教學成為了必然選擇。多媒體教學可以形象、直觀、生動地展示教學內容,改善教學效果,提高教學效率。靈活恰當地應用多媒體課件、錄像等模擬和再現基因工程生物制品的研制過程與各國對基因工程生物制品采取的安全管理等,有利于使抽象、枯燥的熱菪蝸蠡、具體化,加深學生的形象化理解與記憶,從而突破教學難點,節省課堂時間[9]。另外,建設課程網盤及網絡論壇,上傳課件、習題及補充知識等,使得學生更快速的獲得大量有用信息,也更有利于學生與教師、學生與學生之間的溝通交流,解決課程中遇到的問題,教師可以隨時掌握學生的學習動態,據此靈活調整教學方案,更有針對性。

3.小組研討法?;诖髮W教育課堂人數眾多的普遍特點,教師在教學過程中無法充分顧及到每個學生的學習狀態,可能會引發學生對教學內容接受度低、課堂效率低下等問題,而小組研討則能解決此類問題。本章節中獸用基因工程生物制品的安全性部分,既可以從受體細胞、基因操作等方面入手,利用基因工程和分子生物學實驗的基礎知識,展開對其安全性的討論;也可以聯系生物工程下游技術的相關知識,評價轉基因生物制品的工業化生產可能會導致的潛在危害;還可以讓學生們尋找新的切入點并展開討論[10][11]。

讓每一位學生都參與到課堂中來,有充分的時間和機會闡述自己的意見與獨到見解,小組成員共同合作完成問題的解決,不僅有利于培養學生獨立思考的習慣和提高學生的合作能力,而且能夠增強學生對獸用基因工程生物制品安全隱患的預見能力。

4.案例式教學法。自從19世紀70年代哈佛法學院在大學課程中開始使用案例式教學以來,這一有效教學方法得到了廣泛應用。生物制品安全學是一門實踐性極強的學科,使用案例式教學具有很好的前提。雖然在有限課堂教學時間內,對所有內容進行案例式教學的可能性不大,但可以選擇部分內容進行案例式教學[12],如基因工程亞單位疫苗的制備、血漿蛋白的分離純化、抗毒素的研制等有代表性的生物制品。

5.對比歸納法。對比歸納可以讓教學內容化繁為簡。生物制品教學中有很多相似知識,如生物制品和生物藥品,抗血清和多克隆抗體,血清和血漿,免疫調節劑和生物反應調節劑,等等。也有很多相反知識,如滅活疫苗和減毒活疫苗,單克隆抗體和多克隆抗體,類毒素和抗毒素,人工主動免疫和人工被動免疫,等等。通過對不同事物的比較,尋求同中之異或異中之同,分別加以歸納總結,有利于學生學習和理解。最重要的是對各種不同類型生物制品的優缺點和工藝技術路線進行分析比較、總結,找出規律,有利于學生深入理解[12]。

三、小結

通過教學實踐發現,以上安排的教學內容和計劃相比傳統教學具有如下優越性:①內容全面,涵蓋了教材中的基本知識點,并能進一步拓展延伸;②形式多樣,采用多媒體和小組討論等教學方式,充分調動學生的積極性和學習興趣;③影響深遠,有利于培養學生獨立思考和團隊協作能力。此外,在教學環節中教師要能精準把握教學的節奏和進度,并根據教學反饋即時調整,否則無法在如此短的時間內完成該章教學任務。為取得理想的教學效果,各校必須結合我國生命科學教育現狀和各個生命科學院校課程設置的實際情況靈活選用以上方法,不能生搬硬套。S著現代基因工程技術的快速發展和教學硬件設施的逐步完善,要及時對教學內容進行補充和調整,對教學方法進行改進和創新,緊隨學科前沿,探索更適合的教學方案[13]。

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口蹄疫(FMD)是由FMD病毒(FMDV)引起的一種人和動物共患的急性發熱性高度接觸性的傳染病〔1〕。傳統FMD疫苗為弱毒疫苗或滅活疫苗,雖具有良好的免疫原性,但由于存在著滅活不徹底以及防護不當,而致病毒擴散傳播的危險,這些不安全因素促使人們尋求新型的疫苗。有研究證明,T和B細胞抗原原位串聯連接構建而成的基因工程疫苗能引起有效的機體免疫應答,有利于具有保護性的中和抗體的產生〔2〕。本研究以Asia Ⅰ型FMDV VP1上的B和T細胞表位氨基酸序列為抗原位點,采用計算機軟件篩選出最佳的表位組合形式,擬利用基因工程方法構建、表達包含上述位點的氨基酸序列的重組蛋白,以探索一種新型的AsiaⅠ型FMDV基因工程疫苗。

1 材料與方法

1.1 菌種、質粒、引物、試劑、動物及FMD滅活疫苗

JM109菌種、BL21(DE3)菌種、質粒pMD18T和pET28a(+)均由本室保存。引物均由上海生工生物工程技術有限公司合成。Taq DNA聚合酶、限制性內切酶、dNTP、T4連接酶均購自TAKARA公司。IPTG購自Promega。其他試劑均為國產分析純或試劑純。層析介質NiSepharose 4B、G25 Superdex 購自Healthcare GE。牛AsiaⅠFMD滅活疫苗購自內蒙古生物藥品廠。豚鼠購自長春高新技術開發區醫學動物實驗研究中心。

1.2 重組質粒pET28aCZ1的構建及鑒定

結合文獻報道,選取Asia Ⅰ型VP1上的B和T細胞表位的氨基酸序列,結合計算機空間構象模擬篩選出多個T、B細胞表位串聯形式的重組蛋白。用PCR法構建表位的基因序列,將其與pMD18T連接后,構建串聯的重復序列;采用EcoRⅠ和Hind Ⅲ雙酶切后,將基因片段亞克隆至經同樣雙酶切的pET28a(+)質粒上,構建成含目的基因片段的pET28aCZ1重組質粒;送上海生工生物工程技術有限公司進行測序。

1.3 CZ1重組蛋白疫苗的表達

將重組質粒pET28aCZ1轉化至E.coli BL21(DE3)表達菌中,經LB平板篩選后,挑取單克隆接種至LB培養液,于37℃、220 r/min振蕩培養,當菌液A600=0.6時,加入IPTG至終濃度為0.5 mmol/L,37℃、220 r/min振蕩誘導、培養3 h,離心收集細菌。取誘導前后樣品進行SDSPAGE鑒定。

1.4 CZ1蛋白的純化

取10 g濕菌與裂菌液(含8 mol/L尿素)按1∶5(M/V)重懸后,4℃、攪拌4 h。10 000 r/min離心15 min,取上清加載至預先平衡的NiSepharose 4B層析柱中。用含4 mol/L尿素的洗滌液洗滌至A280到基線后,洗滌液中尿素濃度降至3 mol/L,洗滌1 h后,尿素濃度降至1 mol/L洗滌3 h后,洗脫CZ1蛋白;收集目的蛋白后,加載到預先平衡的G25 Superdex層析柱中,收集CZ1蛋白。將每步驟留取的樣品進行SDSPAGE鑒定。

1.5 豚鼠免疫

取3只體重為300 g左右豚鼠,股內側肌肉注射CZ1蛋白質(200 μg/只),同時設立PBS對照和AsiaⅠ型FMDV滅活疫苗陽性對照。免疫后第21天采集血清。

1.6 中和試驗

①96孔板細胞培養板中加50 μl/孔的細胞維持液,再加入50 μl/孔倍比稀釋的免疫后21 d的豚鼠血清,最后加入50 μl/孔200 TCID50稀釋的病毒,CO2培養箱中孵育1 h后,加入BHK21細胞,CO2培養箱中培養72 h后,萘黑藍染色,Karber法計算血清中和抗體滴度。②取滅活補體的免疫21 d后的豚鼠血清分別按1∶32、1∶64、1∶128、1∶256稀釋,病毒用維持液稀釋至200 TCID50/100 μl,將病毒稀釋液和各稀釋度的血清等量混合后,37 ℃水浴1 h,乳鼠背部注射,100 μl/只,每份血清的每個稀釋度注射4只二日齡乳鼠,觀察并記錄注射后68 h每組乳鼠的存活情況,并以Karber法計算保護性中和抗體的滴度。

1.7 統計學處理

應用SPSS11.0軟件進行兩組間方差檢驗。

2 結 果

2.1 重組蛋白質空間結構的預測

通過DNA star軟件及Expasy網站,對表位的多種構建方式進行蛋白質的二及三級結構預測,篩選出一種能模擬天然構象的表位組合形式,其空間結構預測結果見圖1,其RGD序列(如箭頭所示)充分暴露在細胞表面,可能有利于中和性抗體的產生。后續實驗按照這種表位組合形式構建并表達目的蛋白,并命名為“CZ1”。

2.2 pET28aCZ1重組質粒的構建

通過PCR法合成目的基因經TA連接后,將其亞克隆至原核表達載pET28a,獲得重組質粒pET28aCZ1。pET28aCZ1 經EcoR I和Hind Ⅲ雙酶切后,經1%瓊脂糖凝膠電泳鑒定,與預期相符(預期為945 bp),見圖2。DNA測序結果與預期相符。

2.3 CZ1蛋白的表達及純化

將重組質粒pET28aCZ1轉化至大腸桿菌BL21(DE3)表達菌后,接種至LB培養基中,待細菌生長至A600=0.6時,加入IPTG繼續誘導培養3 h。SDSPAGE分析顯示,目的蛋白質分子量約為42 kD,與預測結果相符,表達產量約占菌體總蛋白的50%左右。經誘導后的菌體,以8 mol/L 尿素裂解包涵體,上清經鎳親和層析和G25凝膠過濾層析純化,得到純度達到90% 的重組蛋白CZ1。見圖3。

2.4 FMDV細胞中和試驗

觀察在牛Asia Ⅰ型FMDV活病毒的攻擊下,CZ1蛋白免疫的豚鼠血清能否中和該病毒對BHK21細胞的感染。若該血清中含有針對牛AsiaⅠ型FDMV的中和抗體,則可中和FMDV對BHK21細胞的感染而使其存活。結果顯示,免疫后第21天的3份豚鼠血清中和抗體滴度的幾何均數為286,滅活病毒組為320,與PBS組(≤3)比較差異顯著(P

2.5 中和試驗

觀察在活的Asia Ⅰ型FMDV的攻擊下,CZ1蛋白免疫的豚鼠血清能否保護乳鼠抵抗該病毒的攻擊。將PBS組和CZ1蛋白免疫的各3份豚鼠血清分別按1∶32、1∶64、1∶128、1∶256稀釋,分別與FMDV孵育1 h后,注射4只乳鼠。如豚鼠血清中含有針對AsiaⅠ型FMDV的中和抗體,則乳鼠存活。結果顯示,CZ1重組蛋白免疫的3份豚鼠血清中,針對Asia I型FMDV的中和抗體滴度分別為1∶90、1∶256和1∶90,幾何均數為1∶127,與PBS組比較差異顯著(P

3 討 論

FMDV共有 A、O、C、Asia 1、SAT 1、SAT 2、SAT 3等7個血清型,血清型之間沒有交叉免疫〔3〕;在我國,FMD疫情主要以O型、A型、AsiaⅠ三個血清型為主。2005 年初,我國江蘇、山東等省相繼暴發了AsiaⅠ型FMD,感染動物以牛為主,波及我國大多數省區〔4〕。基因工程疫苗由于安全有效、價廉、易于大規模生產等,成為新型疫苗研究的熱點。

在本研究中,根據蛋白質的一級結構決定三級結構從而決定蛋白質功能的原理,通過計算機模擬空間構象的方法篩選最適的基因序列,這種方法大大節省了時間、節約了成本。在設計時,考慮我國及周邊國家AsiaⅠ型 FMDV 流行株VP1 基因的抗原位點,以 FMDV VP1 的B和T細胞表位串聯的方式,成功地構建了由6個表位組成的重組蛋白。選用大腸埃希氏菌作為表達系統,并考慮了大腸桿菌密碼子的偏愛性,對部分基因序列進行了同義突變,以便提高多表位基因在大腸桿菌中的表達效率〔5,6〕,極大提高了重組蛋白CZ1的表達量,約占菌體總蛋白的50%。雖然pET表達系統所表達的蛋白產物帶有6個His標簽,易于純化,但大腸埃希氏菌表達系統表達的蛋白缺少諸如糖基化和磷酸化之類的翻譯后修飾作用,常形成包涵體,不利于表達產物的純化回收,且對獲得有生物學活性的表達產物造成極大的困難。重組蛋白CZ1為包涵體表達,本室采用了在NiSepharose層析純化的同時,通過逐步降低洗滌緩沖液中的尿素濃度,使重組蛋白CZ1復性,實現了重組蛋白質純化和復性同時進行,極大簡化了工藝。

本試驗結果表明,該重組蛋白疫苗能夠誘導豚鼠產生具有針對Asia Ⅰ型FMDV的保護性中和抗體,可以中和該病毒對BHK21細胞的感染,且能夠保護乳鼠抵抗同型活病毒的攻擊,原因可能是由于重組蛋白CZ1能形成類似于天然FMDV VP1蛋白的三維構象。以上結果表明,該重組蛋白具有保護牛抵抗Asia Ⅰ型 FMDV 的潛能,有可能開被發成為Asia Ⅰ型FMD基因工程疫苗。

致謝:感謝內蒙古金宇生物公司實驗中心協助完成細胞中和試驗和乳鼠保護試驗。

參考文獻

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