淺談生物工程主要技術在藥物生產上應用

王遠锏

摘 要：近20年來，生物工程在科學技術發展中得到了進一步的推動。在實際應用過程中，以整個生物代謝過程為主要的藥物制備介質。生物工程在生活和生產中得到了廣泛應用，工業發展速度加快。它已成為一個新行業在制藥行業中，生物技術作為藥物改良手段與市場拓展方式，利用產品高活性、高選擇性等優勢不斷發展與完善，形成了一套系統、高效的藥物生產體系。

關鍵詞：生物制藥；生物工程技術

1.基因工程與基因工程制藥：

基因工程使用載體攜帶目的基因轉入宿主細胞，使目的基因在宿主體內穩定存在并表達。基因工程技術所生產出來的生物制品相比于天然物料而言具有更高的經濟優勢與社會效益。利用基因工程技術，可以對如基因泰克重組胰島素[1] 等激素進行抽取與修飾，在工業生產中進行大規模生產，目前如多不飽和脂肪酸[2] 等常見的醫療保健藥品的生產已經有成熟的應用，另外在研究為宿主抵抗 PRRSV 肺泡巨噬細胞[3] 等具有藥用醫療價值的新型產品上也發揮著重要作用。

2.細胞工程與細胞工程制藥：

細胞工程包括雜種或同種細胞融合、細胞器與核的移植、針對染色體改造等技術方面，目的是將細胞的某些遺傳特性做出修改從而達到改良或產生新品種，使細胞在保證了自身的正常生長增殖能力同時增加或重新獲得產生某種對人類有用的產品。目前已經細胞工程在藥物開發與生產上已經有十分成熟的應用，常見的如各類疫苗具有重要醫用價值的生物制品已經實現細胞工程工業化生產，此外單克隆抗體[4] 等在生物檢測與靶向治療領域具有重要作用的藥品的開發上也有重要作用。

3.蛋白質工程、蛋白質工程制藥與抗體藥物

蛋白質工程是基于基因工程產生的根據所需蛋白的生理活性要求設計核酸分子的生物技術。通過對目標蛋白質進行研究分析，獲得目標蛋白質理化特性信息，并以此為操作出發點進行分子設計。隨著人們對蛋白質工程研究的不斷深入，技術手段不斷改良 獲得了許多的新結構和新功能的藥用蛋白，這些藥用蛋白相較于傳統的天然蛋白不但擁有更高的藥物活性，而且在諸多理化性質上有著更高的優勢，更加符合產業化生產的需求。腫瘤壞死因子（TNF）[5] 、CYP105s[6] 等具有藥用價值的蛋白質已經通過蛋白質工程的手段獲得了理化性質與藥物活性的改良，提高了這些產品的可應用性與價值，這些改良產品的在癌癥治療、糖尿病治療等疾病治療藥物的市場競爭力遠遠超過傳統藥物，具有廣闊的研究應用前景。

4.酶工程與酶工程制藥

酶工程是使用一定的生物反應裝置中固定酶或活細胞，之后對酶進行進一步的化學修飾進行活性改良與理化性質修正，使酶在工業化環境中原料轉化為產品，而且這些產品在具有較高的生物活性與相對穩定的結構。相較于傳統的化工藥物合成，酶工程制藥具有自身獨特的優點，除了其催化能力與專一性遠高于無機催化劑，還可以對產物的結構尤其是產物的構型進行有效控制。目前酶工程制藥已經應用于氨基酸[7] 、非甾體抗炎藥[8] 等手性藥物的合成中與改良上也發揮著重要作用。

參考文獻：

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[6] Kaori Yasuda.Hiroshi Sugimoto.Keiko Hayashi.TeisukeTakita et al.Protein engineering of CYP105s for their industrial uses[J].Biochimica et Biophysica Acta（BBA）- Proteins and Proteomics.2018，1866（1）23-31

[7] 酶工程技術體系創新及其在氨基酸與醫藥中間體生產上的應用[J].中國科學院院刊，2017，32（07）：786-787.

[8] 劉信寧.芳基丙酸類非甾體抗炎藥物抗壞血酸酯化衍生物的酶法合成研究[D].江南大學，2010.

（作者單位：華南師范大學（石牌校區）生命科學學院）