現(xiàn)代生物技術(shù)與人類(lèi)健康5-13現(xiàn)代生物技術(shù)與人類(lèi)健康5-131生物技術(shù)與疫苗2生物技術(shù)與疾病診斷3生物技術(shù)與生物制藥主要內(nèi)容1生物技術(shù)與疫苗主要內(nèi)容1生物技術(shù)與疫苗2生物技術(shù)與疾病診斷3生物技術(shù)與生物制藥主要內(nèi)容1生物技術(shù)與疫苗主要內(nèi)容廣義的疫苗是指將病原微生物（如細(xì)菌、立克次氏體、病毒等）及其代謝產(chǎn)物，經(jīng)過(guò)人工減毒、滅活或利用基因工程等方法制成的用于預(yù)防傳染病的自動(dòng)免疫制劑。由細(xì)菌制成的稱(chēng)為菌苗；

由病毒、立克次體、螺旋體等制成的稱(chēng)為疫苗。1生物技術(shù)與疫苗1.1疫苗概說(shuō)廣義的疫苗是指將病原微生物（如細(xì)菌、立克次氏體、病毒等公元10世紀(jì)，在宋朝的真宗時(shí)代，我國(guó)就有了接種人痘預(yù)防天花的記載。1796年英國(guó)醫(yī)生Jenner發(fā)現(xiàn)用牛痘代替人痘接種同樣可預(yù)防天花。

特點(diǎn)：直接用未減毒的病原體作為疫苗。疫苗的發(fā)展歷史

早期疫苗公元10世紀(jì)，在宋朝的真宗時(shí)代，我國(guó)就有了接種人痘預(yù)防天花的現(xiàn)代生物技術(shù)與人類(lèi)健康課件現(xiàn)代生物技術(shù)與人類(lèi)健康課件

第一代疫苗（弱毒苗或滅活苗）

19世紀(jì)中葉，法國(guó)科學(xué)家Parsteur首先發(fā)明了減毒疫苗的制備技術(shù)。用病原體減毒或弱化制成疫苗，稱(chēng)之為第一代疫苗。

特點(diǎn)：以減毒、弱化或滅活的病原體做疫苗。第一代疫苗（弱毒苗或滅活苗）現(xiàn)代生物技術(shù)與人類(lèi)健康課件現(xiàn)代生物技術(shù)與人類(lèi)健康課件

第二代疫苗(基因工程疫苗)

將病原體的抗原（某種蛋白質(zhì)）基因克隆在細(xì)菌或真核細(xì)胞內(nèi)，利用其生產(chǎn)的病原體抗原作為疫苗。

特點(diǎn)：利用病原體的某些抗原成分作為疫苗。第二代疫苗(基因工程疫苗)基因工程幽門(mén)螺桿菌疫苗基因工程幽門(mén)螺桿菌疫苗

第三代疫苗(核酸疫苗)

將含有編碼病原體抗原基因序列的質(zhì)粒載體直接作為疫苗，經(jīng)肌肉注射或微彈轟擊等方法導(dǎo)入體內(nèi)，通過(guò)宿主細(xì)胞表達(dá)系統(tǒng)表達(dá)抗原蛋白，誘導(dǎo)宿主產(chǎn)生對(duì)該抗原蛋白的免疫應(yīng)答。

特點(diǎn)：用含有病原體抗原基因序列的質(zhì)粒載體直接作為疫苗。第三代疫苗(核酸疫苗)DNA疫苗質(zhì)粒

肌肉細(xì)胞抗原基因肌肉細(xì)胞表達(dá)抗原蛋白DNA疫苗質(zhì)粒肌肉細(xì)胞抗原基因肌肉細(xì)胞表達(dá)抗原蛋白DNA疫苗的優(yōu)點(diǎn)①DNA接種載體(如質(zhì)粒)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，提純質(zhì)粒DNA的工藝簡(jiǎn)便，因而生產(chǎn)成本較低，且適于大批量生產(chǎn)；②DNA分子克隆比較容易，使得DNA疫苗能根據(jù)需要隨時(shí)進(jìn)行更新；③DNA分子很穩(wěn)定，可制成DNA疫苗凍干苗，使用時(shí)在鹽溶液中可恢復(fù)原有活性，因而便于運(yùn)輸和保存；④比傳統(tǒng)疫苗安全，不存在減毒疫苗毒力回升的危險(xiǎn)；⑤質(zhì)粒本身可作為佐劑，因此使用DNA疫苗不用加佐劑，既降低成本又方便使用；⑥將多種質(zhì)粒DNA簡(jiǎn)單混合，就可將來(lái)源于相同病原菌的不同菌株的多種不同抗原結(jié)合在一起，組成多價(jià)疫苗，從而使1種DNA疫苗能夠誘導(dǎo)產(chǎn)生針對(duì)多個(gè)抗原表位的免疫保護(hù)作用，使DNA疫苗生產(chǎn)的靈活性大大增加。DNA疫苗的優(yōu)點(diǎn)①DNA接種載體(如質(zhì)粒)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，提純AbAg靜止B細(xì)胞輔佐細(xì)胞(巨噬細(xì)胞）靜止T細(xì)胞病原微生物激活記憶B細(xì)胞漿細(xì)胞活化的T細(xì)胞激活1.2免疫系統(tǒng)及疫苗的作用機(jī)理AbAg靜止B細(xì)胞輔佐細(xì)胞(巨噬細(xì)胞）靜止T細(xì)胞病1981年Edman等克隆了該抗原基因并大量表達(dá)。1986年美國(guó)批準(zhǔn)酵母表達(dá)系統(tǒng)生產(chǎn)表面抗原疫苗上市。以色列等國(guó)采用倉(cāng)鼠細(xì)胞生產(chǎn)疫苗。我國(guó)可采用以上兩種表達(dá)系統(tǒng)生產(chǎn)疫苗。1.3.1肝炎病毒疫苗乙型肝炎病毒（HBsAg）1.3病毒性疾病的疫苗1981年Edman等克隆了該抗原基因并大量表達(dá)。1.3.1國(guó)外已有甲型肝炎病毒滅活疫苗面市。我國(guó)使用的減毒疫苗也取得了很好的效果。國(guó)內(nèi)基因工程空殼甲肝病毒及痘苗活病毒疫苗也顯示了很好的免疫原性。2001年美國(guó)批準(zhǔn)甲乙型

肝炎聯(lián)合疫苗上市。

甲型肝炎病毒國(guó)外已有甲型肝炎病毒滅活疫苗面市。甲型肝炎病毒臨床癥狀上與甲肝相似,患者有明顯的乏力、食欲減退、惡心、嘔吐，部分患者可出現(xiàn)黃疸。接種疫苗是預(yù)防戊肝的最好辦法。不過(guò)，迄今為止世界上仍未有疫苗獲批上市。廈門(mén)大學(xué)國(guó)家傳染病診斷試劑與疫苗工程技術(shù)研究中心科研人員經(jīng)過(guò)艱苦的聯(lián)合攻關(guān)，首次成功地利用大腸桿菌表達(dá)系統(tǒng)獲得了戊型肝炎類(lèi)病毒顆粒，目前正準(zhǔn)備進(jìn)入III期臨床試驗(yàn)。

戊型肝炎病毒臨床癥狀上與甲肝相似,患者有明顯的乏力、食欲減退、惡心、嘔丙型肝炎是由丙肝病毒（HCV）所引起，是通過(guò)輸血或血制品、破損的皮膚和黏膜、靜脈注射毒品、性傳播、母嬰傳播等傳染引起的。丙型肝炎病毒感染后，大部分患者轉(zhuǎn)為慢性肝炎，其中部分患者可發(fā)展為肝硬化甚至肝癌。對(duì)感染者的危害遠(yuǎn)大于乙肝病毒感染。

丙型肝炎病毒（尚無(wú)疫苗）丙型肝炎是由丙肝病毒（HCV）所引起，是通過(guò)輸血或血制品、破由于丙型肝炎病毒目前尚未能培養(yǎng)成功。而且丙肝病毒還存在著高突變率，尤其是包膜區(qū)的多變性，目前已知至少存在6種不同基因型的病毒，各型之間的異源性高達(dá)25%～30%，給丙肝疫苗的研究帶來(lái)了重重困難。這也是為什么至今仍未見(jiàn)有丙肝疫苗上市的原因之一。

丙型肝炎病毒（尚無(wú)疫苗）由于丙型肝炎病毒目前尚未能培養(yǎng)成功。而且丙肝病毒還存在著高突1.3.2艾滋病病毒疫苗HIV模式圖1.3.2艾滋病病毒疫苗HIV模式圖艾滋病疫苗的研究主要是通過(guò)克隆病毒外膜蛋白和gp160及gp120基因后在不同的表達(dá)系統(tǒng)中表達(dá)，以獲得基因工程疫苗。目前該疫苗大多處于臨床試驗(yàn)階段,尚未大規(guī)模使用。電子顯微鏡下的HIV艾滋病疫苗的研究主要是通過(guò)克隆病毒外膜蛋白和gp160及gp

小兒麻痹癥疫苗

小兒麻痹癥是由脊髓灰質(zhì)炎病毒引起的中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病。通過(guò)基因工程方法改變脊髓灰質(zhì)炎病毒的基因結(jié)構(gòu)，獲得弱化了的脊髓灰質(zhì)炎病毒，用它研制成了小兒麻痹口服疫苗。通過(guò)基因工程方法制得脊髓灰質(zhì)炎病毒衣殼蛋白VP1、VP2和VP3作為注射疫苗。

1.3.3其他病毒性疾病疫苗小兒麻痹癥疫苗1.3.3其他病毒性疾病疫苗1000010001001010Reportedcases195019551960196519701975Killed(Salk)vaccineTotalcases

SwedenandFinland1000010001001010Reportedcases

流感疫苗

流感病毒極易發(fā)生變異,能逃避抗體的作用。所以長(zhǎng)期未有有效的疫苗面市。1993年Ulmer首先將流感病毒高度保守的NP基因插入質(zhì)粒中制成核酸疫苗免疫小鼠，并取得了令人滿意的效果。流感病毒流感疫苗流感病毒

狂犬病疫苗

狂犬病疫苗是繼天花之后，人類(lèi)最早應(yīng)用的第二個(gè)疫苗?？袢∫呙缃?jīng)歷了腦組織細(xì)胞培養(yǎng)、基因工程、合成肽及抗獨(dú)特型抗體疫苗等幾個(gè)發(fā)展階段。最近又發(fā)展了動(dòng)物

實(shí)驗(yàn)效果較好且更為安全的金

絲雀痘病毒活疫苗。狂犬病毒狂犬病疫苗狂犬病毒

皰疹病毒疫苗

EB（Epstein-Barr）病毒是5種皰疹病毒之一。在非洲，這種病毒主要侵染B淋巴細(xì)胞引起波克梯氏淋巴瘤，在地中海地區(qū)及包括我國(guó)在內(nèi)的亞洲地區(qū)則主要浸染口、咽上皮細(xì)胞引起鼻咽癌?，F(xiàn)在已成功地構(gòu)建EB病毒膜抗原的重組痘苗病毒，以及中國(guó)倉(cāng)鼠表達(dá)系統(tǒng)，并完成了成人、兒童和幼兒

的免疫觀察。目前沒(méi)有有效的皰疹病毒疫苗。皰疹病毒皰疹病毒疫苗皰疹病毒霍亂疫苗接種已有100多年的歷史，傳統(tǒng)疫苗是采用肌肉注射的滅活或減毒霍亂弧菌菌體苗。效果不佳，副作用大（發(fā)熱、頭痛、腹瀉），已被WHO宣布不再推薦此疫苗的應(yīng)用。1.4.1霍亂弧菌疫苗1.4細(xì)菌性疾病的疫苗霍亂疫苗接種已有100多年的歷史，傳統(tǒng)疫苗是采用肌肉注射的滅根據(jù)霍亂弧菌的致病機(jī)理，科學(xué)家們利用基因工程技術(shù)研制了重組B亞單位疫苗，是已被WHO推薦應(yīng)用的疫苗。我國(guó)軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院生物工程研究所經(jīng)過(guò)十多年的研究研制出了國(guó)家一類(lèi)新藥口服膠囊型重組B亞單位/菌體霍亂疫苗，并已上市。根據(jù)霍亂弧菌的致病機(jī)理，科學(xué)家們利用基因工程技術(shù)研制了重組B幽門(mén)螺桿菌的滅活全細(xì)胞或經(jīng)超聲波破碎后的無(wú)細(xì)胞提取物均具有一定的免疫原性。1995年Lee等人報(bào)道用幽門(mén)螺桿菌的尿素酶及大腸桿菌不耐熱腸毒素為佐劑免疫小鼠，可產(chǎn)生保護(hù)性抗體。1.4.2幽門(mén)螺桿菌疫苗幽門(mén)螺桿菌的滅活全細(xì)胞或經(jīng)超聲波破碎后的無(wú)細(xì)胞提取物均具有一

目前瘧原蟲(chóng)的基因工程疫苗有抗子孢子疫苗，如CSP蛋白質(zhì)；抗裂殖子疫苗；抗配子母細(xì)胞疫苗等。

1.5寄生蟲(chóng)病疫苗1.5.1瘧原蟲(chóng)疫苗1.5寄生蟲(chóng)病疫苗1.5.1瘧原蟲(chóng)疫苗1.5.2血吸蟲(chóng)疫苗

血吸蟲(chóng)基因工程疫苗主要有兩大類(lèi)：一類(lèi)是蟲(chóng)體蛋白質(zhì)，如28kDa蛋白和25kDa蛋白的基因工程疫苗就具有良好的抗原性；另一類(lèi)是酶性抗原，如谷胱甘肽S-巰基轉(zhuǎn)移酶（GST）、3-磷酸甘油醛脫氫酶（GAPDH）、超氧化物歧化酶（SOD）、磷酸葡萄糖同分異構(gòu)酶（TPI）等候選抗原。1.5.2血吸蟲(chóng)疫苗DNA疫苗是利用克隆于載體上的抗原基因直接注射機(jī)體（包括皮下、皮內(nèi)或肌肉等）、口服、鼻內(nèi)滴注、鼻腔噴霧及陰道接種等方式，被細(xì)胞攝取并在細(xì)胞內(nèi)表達(dá)相應(yīng)的抗原，通過(guò)不同途徑誘導(dǎo)機(jī)體的特異免疫應(yīng)答。DNA疫苗的最大優(yōu)點(diǎn)易于制備、便于保存、基因在細(xì)胞的持續(xù)表達(dá)可達(dá)到持續(xù)免疫的效果并且易于制成多聯(lián)多價(jià)疫苗。缺點(diǎn)是DNA是否會(huì)整合到染色體上而引起嚴(yán)重的后果，是否會(huì)引起免疫病理作用，如誘發(fā)自身抗核抗體，是否會(huì)產(chǎn)生免疫耐受等問(wèn)題仍有待研究與觀察。1.6DNA疫苗（尚未廣泛應(yīng)用）DNA疫苗是利用克隆于載體上的抗原基因直接注射機(jī)體（包括皮下所謂治療性疫苗是指有別于傳統(tǒng)的對(duì)傳染病有預(yù)防作用的疫苗，而是指具有積極治療意義的一類(lèi)新型疫苗。預(yù)防性疫苗主要針對(duì)健康的人群，目的是預(yù)防，所以其普遍性、安全性和有效性是非常重要的，因此靶抗原主要以病原體或其自身的組成成分為主；而治療性疫苗則是針對(duì)少數(shù)感染或患病個(gè)體，目的是治療，因此它注重的是個(gè)體的病理學(xué)特殊性，針對(duì)性較強(qiáng)，靶位的選擇趨于特殊性。1.7治療性疫苗所謂治療性疫苗是指有別于傳統(tǒng)的對(duì)傳染病有預(yù)防作用的疫苗，而是非特異性疫苗是指具有增強(qiáng)肌體免疫系統(tǒng)的活性的疫苗。如病毒性疾病（如丙型肝炎、乙型肝炎、艾滋病等）的治療性疫苗以及腫瘤疫苗。特異性疫苗則是指用于治療某一特定疾病的疫苗。如自身免疫性疾病疫苗，如多角性硬化病、系統(tǒng)性紅斑狼瘡等；心血管疾病疫苗，如動(dòng)脈粥樣硬化和高血壓；認(rèn)知性疾病，如朊病毒疾病、亨廷頓舞蹈病、阿爾茨海默病等。非特異性疫苗是指具有增強(qiáng)肌體免疫系統(tǒng)的活性的疫苗。如病毒性疾1生物技術(shù)與疫苗2生物技術(shù)與疾病診斷3生物技術(shù)與生物制藥主要內(nèi)容1生物技術(shù)與疫苗主要內(nèi)容1生物技術(shù)與疫苗2生物技術(shù)與疾病診斷3生物技術(shù)與生物制藥主要內(nèi)容1生物技術(shù)與疫苗主要內(nèi)容ELISA：酶聯(lián)免疫吸附檢測(cè)技術(shù)(enzymelinkedimmunosorbentassay)2.1.1ELISA技術(shù)的原理2.1ELISA技術(shù)與單克隆抗體2生物技術(shù)與疾病診斷ELISA：酶聯(lián)免疫吸附檢測(cè)技術(shù)2.1.1ELISA技術(shù)測(cè)定抗體的測(cè)定抗原的間接ELISA法雙抗體夾心法底物顯色產(chǎn)物酶AbⅡAbⅠAg2.1.2常用ELISA診斷技術(shù)

測(cè)定抗體的

ELISA檢驗(yàn)必須首先制備大量的抗原

傳統(tǒng)的抗原制備方法本身存在很大的危險(xiǎn)，因?yàn)橹圃炜乖瓡r(shí)，要大量培養(yǎng)病原體，如果這些病原體逸出，將會(huì)造成很大危害；其次，產(chǎn)品的質(zhì)量難以控制，難以標(biāo)準(zhǔn)化，從而導(dǎo)致各批次產(chǎn)品質(zhì)量的差異；再次，生產(chǎn)費(fèi)用高，特別是那些體外不能培養(yǎng)的病原體更是如此。

基因工程抗原可以克服上述的不足。2.1.3基因工程抗原ELISA檢驗(yàn)必須首先制備大量的抗原2.

多克隆抗體由于一個(gè)抗原往往會(huì)有多個(gè)抗原決定簇，直接免疫動(dòng)物后，從被免疫的動(dòng)物的血清制備的抗體是一種含有可分別與多個(gè)抗原決定簇結(jié)合的多種抗體的混合物，這種混合物稱(chēng)之為多克隆抗體。2.1.4多克隆抗體與單克隆抗體多克隆抗體2.1.4多克隆抗體與單克隆抗體

單克隆抗體利用細(xì)胞融合技術(shù)，在體外大量培養(yǎng)融合細(xì)胞，由融合細(xì)胞產(chǎn)生大量的抗體。單克隆抗體只識(shí)別某一特定的抗原決定簇，所以它具有特異性強(qiáng)、成分均一、靈敏度高、產(chǎn)量大、容易標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)而明顯優(yōu)于多克隆抗體。單克隆抗體1978年Kan和Dozy首先應(yīng)用羊水細(xì)胞DNA限制性片段長(zhǎng)度多態(tài)性（RFLP）做鐮狀細(xì)胞貧血癥的產(chǎn)前診斷，從而開(kāi)創(chuàng)了DNA診斷的新技術(shù)。20多年來(lái)，DNA診斷技術(shù)取得了飛速的發(fā)展，建立了多種多樣的檢測(cè)方法，這些檢測(cè)方法可以用于遺傳性疾病、腫瘤、傳染性疾病等多種疾病的診斷。2.2DNA診斷技術(shù)1978年Kan和Dozy首先應(yīng)用羊水細(xì)胞DN2.2.1DNA探針雜交技術(shù)2.2.1DNA探針雜交技術(shù)PCR:polymerasechainreaction，即聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)技術(shù)是一項(xiàng)體外擴(kuò)增特異DNA片段的技術(shù)。特點(diǎn)：靈敏度極高，可以檢測(cè)極微量的病原體。但如果操作不當(dāng)很容易產(chǎn)生假陽(yáng)性反應(yīng)。2.2.2PCR技術(shù)2.2.2PCR技術(shù)

利用PCR診斷遺傳病遺傳病的診斷包括：臨癥診斷（symptomaticdiagnosis）：是指遺傳病出現(xiàn)臨床癥狀后所做的診斷。癥狀前診斷（presymptomaticdiagnosis）：是指臨床癥狀出現(xiàn)前所做的診斷。產(chǎn)前診斷：胎兒出生前所做的診斷。由于目前大多數(shù)遺傳病無(wú)有效的治療方法，因此產(chǎn)前診斷對(duì)于降低遺傳病的發(fā)病率，提高人口素質(zhì)具有重要的意義。利用PCR診斷遺傳病

夫婦之一有染色體畸變。

35歲以上的高齡產(chǎn)婦。夫婦之一有開(kāi)放性神經(jīng)管畸形。夫婦之一有先天性代謝缺陷。

X-連鎖遺傳病基因攜帶者孕婦。有原因不明的習(xí)慣性流產(chǎn)的孕婦。羊水過(guò)多的孕婦。夫婦之一有致畸因素接觸史的孕婦。具有遺傳病家族史，又系近親結(jié)婚的孕婦。需要進(jìn)行產(chǎn)前診斷的對(duì)象夫婦之一有染色體畸變。需要進(jìn)行產(chǎn)前診斷的對(duì)象

可利用PCR技術(shù)診斷的部分傳染因子病毒細(xì)菌寄生蟲(chóng)單純性皰疹病毒大腸桿菌衣原體肝炎病毒沙門(mén)氏菌錐蟲(chóng)巨細(xì)胞病毒耶爾森氏菌絲蟲(chóng)腺病毒分支桿菌瘧原蟲(chóng)風(fēng)疹病毒彎曲菌血吸蟲(chóng)

Epstein-Barr病毒軍團(tuán)菌利什曼原蟲(chóng)輪狀病毒博代氏桿菌旋毛蟲(chóng)乳頭狀瘤病毒弧菌小泰氏梨漿蟲(chóng)人免疫缺陷病毒鏈球菌弓形蟲(chóng)細(xì)小病毒葡萄球菌鼻病毒淋病奈瑟氏菌立克次氏體支原菌

利用PCR診斷傳染病可利用PCR技術(shù)診斷的部分

限制性片段長(zhǎng)度多態(tài)性（RFLP）是指由于堿基的改變導(dǎo)致DNA上的某一限制性內(nèi)切核酸酶水解位點(diǎn)增加或減少。當(dāng)這種DNA用內(nèi)切酶水解時(shí)，產(chǎn)生的DNA片段數(shù)將相應(yīng)的增加或減少，并且其DNA片段的分子質(zhì)量也發(fā)生相應(yīng)的改變，這種DNA片段的變化就稱(chēng)為限制性片段長(zhǎng)度多態(tài)性。2.2.3PCR-RFLP技術(shù)

限制性片段長(zhǎng)度多態(tài)性（RFLP）是指由于堿基的RFLP：restrictionfragmentlengthpoly-morphism,限制性片段長(zhǎng)度多態(tài)性。RFLP：restrictionfragmentleng

該方法是PCR技術(shù)和ELISA技術(shù)的結(jié)合，所以它是一種兩級(jí)放大系統(tǒng)，即PCR放大和ELISA放大，故而它的靈敏度更高。同時(shí)這種方法避免了PCR產(chǎn)物分析時(shí)的電泳及染色過(guò)程，所以更為快速簡(jiǎn)便。2.2.4PCR-ELISA技術(shù)該方法是PCR技術(shù)和ELISA技術(shù)的結(jié)合，

利用RFLP技術(shù)檢測(cè)基因突變，除了上述的PCR-RFLP技術(shù)以外，還可以利用探針?lè)肿觼?lái)進(jìn)行檢測(cè)。2.2.5RFLP-探針雜交技術(shù)利用RFLP技術(shù)檢測(cè)基因突變，除了上述的P

生物芯片主要指通過(guò)平面微細(xì)加工技術(shù)在固體芯片表面構(gòu)建的微流體分析單元和系統(tǒng),以實(shí)現(xiàn)對(duì)細(xì)胞、蛋白質(zhì)、核酸以及其他生物組分的準(zhǔn)確、快速、大信息量的檢測(cè)技術(shù)。2.2.6生物芯片技術(shù)

生物芯片主要指通過(guò)平面微細(xì)加工技術(shù)在固體芯生物芯片的主要優(yōu)點(diǎn)采用了平面微細(xì)加工技術(shù),可實(shí)現(xiàn)大批量生產(chǎn)。通過(guò)提高集成度,可降低成本。可組裝大量的(104～106種)生物分子探針,獲取信息量大,效率高。結(jié)合微機(jī)械技術(shù),可把生物樣品的預(yù)處理,基因物質(zhì)的提取、擴(kuò)增,以及雜交后的信息檢測(cè)集成為芯片實(shí)驗(yàn)室,制備成微型、全自動(dòng)化、可用于微量試樣檢測(cè)的高度集成的智能化生物芯片。

生物芯片的主要優(yōu)點(diǎn)現(xiàn)代生物技術(shù)與人類(lèi)健康課件診斷腫瘤

檢查腫瘤組織基因表達(dá)譜、尋找腫瘤相關(guān)基因、腫瘤基因突變的研究。檢測(cè)病原體

將許多代表每種微生物的特殊基因制成一張芯片，判斷患者感染病原體的種類(lèi)。遺傳性疾病的診斷生物芯片在診斷上的應(yīng)用診斷腫瘤生物芯片在診斷上的應(yīng)用

NanoChip400System

NanoChip400System1生物技術(shù)與疫苗2生物技術(shù)與疾病診斷3生物技術(shù)與生物制藥主要內(nèi)容1生物技術(shù)與疫苗主要內(nèi)容1生物技術(shù)與疫苗2生物技術(shù)與疾病診斷3生物技術(shù)與生物制藥主要內(nèi)容1生物技術(shù)與疫苗主要內(nèi)容1928年A.Fleming發(fā)現(xiàn)一種被稱(chēng)為點(diǎn)青霉（Penicilliumnotatum）的真菌能產(chǎn)生青霉素。迄今人們已經(jīng)找到了6000多種不同來(lái)源、不同結(jié)構(gòu)、不同作用機(jī)制的抗生素，廣泛應(yīng)用的約有100種。3.1抗生素及其他天然藥物3.1.1抗生素3生物技術(shù)與生物制藥1928年A.Fleming發(fā)現(xiàn)一種被稱(chēng)為點(diǎn)青霉（Penic全世界每年抗生素的產(chǎn)量超過(guò)10萬(wàn)噸，產(chǎn)值超過(guò)50億美元?？股厥乖S多疾病特別是細(xì)菌引起的傳染性疾病得到了有效的控制?？股氐臑E用，已使許多細(xì)菌產(chǎn)生了抗藥性。全世界每年抗生素的產(chǎn)量超過(guò)10萬(wàn)噸，產(chǎn)值超過(guò)50億美元。人參組織培養(yǎng)生產(chǎn)人參皂甙

(抗腫瘤）。組織培養(yǎng)方法生產(chǎn)紫草的有效成分——紫草寧（治療創(chuàng)傷、燒傷）。

紫杉細(xì)胞培養(yǎng)法及真菌發(fā)酵法生產(chǎn)紫杉醇（抗癌）。（尚處于研究階段）3.1.2其他天然藥物

紫杉醇紫杉人參組織培養(yǎng)生產(chǎn)人參皂甙(抗腫瘤）。3.1.2其他天然

將有治療意義的蛋白質(zhì)基因克隆后，導(dǎo)入細(xì)菌、酵母等生長(zhǎng)旺盛的表達(dá)系統(tǒng)中，使這個(gè)基因接受表達(dá)系統(tǒng)中強(qiáng)的表達(dá)元件的控制而大量表達(dá)，從而得到可供臨床使用的大量藥物。3.2基因工程藥物將有治療意義的蛋白質(zhì)基因克隆后，導(dǎo)入細(xì)菌、酵母安全，不易被病原菌污染。成本低、產(chǎn)量高。

用傳統(tǒng)技術(shù)提取5mg的生長(zhǎng)激素釋放抑制因子需要50萬(wàn)頭的綿羊腦，而用基因工程技術(shù)生產(chǎn)只需9L細(xì)菌發(fā)酵液。生產(chǎn)的蛋白質(zhì)藥物的性質(zhì)更加穩(wěn)定、活性更高、副作用更低。

可以通過(guò)基因工程的方法對(duì)蛋白質(zhì)基因的結(jié)構(gòu)加以改造以改變蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，使其更穩(wěn)定。優(yōu)點(diǎn)多安全，不易被病原菌污染。優(yōu)點(diǎn)多美國(guó)十分重視基礎(chǔ)研究，立足于創(chuàng)新，因此美國(guó)的基因制藥一直處于領(lǐng)先水平。美國(guó)現(xiàn)有各類(lèi)生物技術(shù)公司2000多家，其中1300多家從事醫(yī)藥產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)研究，300多家為上市公司。1997年美國(guó)基因工程藥物的銷(xiāo)售額為60億美元，到2001年的產(chǎn)值已達(dá)200多億美元。

日本基因工程藥物的年銷(xiāo)售額也高達(dá)幾千億日元。我國(guó)基因工程藥物數(shù)量少、市場(chǎng)規(guī)模仍然十分有限。效益高美國(guó)十分重視基礎(chǔ)研究，立足于創(chuàng)新，因此美國(guó)的基因制藥一直處于

用基因工程技術(shù)生產(chǎn)的部分人類(lèi)蛋白質(zhì)藥物蛋白質(zhì)名稱(chēng)用途促腎上腺皮質(zhì)激素（adrenocorticotrophichormone）治療風(fēng)濕（rheumaticdisease）B細(xì)胞生長(zhǎng)因子（B-cellgrowthfactor）治療免疫系統(tǒng)功能失調(diào)降鈣素(calcitonin)治療軟骨病(osteomalacia)集落刺激因子(colonystimulatingfactor)治療血液病、腫瘤輔助治療絨毛膜促性腺激素(chorionicgonadotropin)治療不排卵癥內(nèi)啡肽和腦啡肽(endorphineandenkephalin)鎮(zhèn)痛劑(analgesicagent)上皮生長(zhǎng)因子(epidermalgrowthfactor)促進(jìn)傷口愈合紅細(xì)胞生成素(erythropoietin)治療貧血(anemia)凝血因子Ⅷ(factorⅧ)治療血友病(hemophilia)凝血因子Ⅸ(factorⅨ)治療血友病生長(zhǎng)激素(growthhormone)促進(jìn)生長(zhǎng)生長(zhǎng)激素釋放因子(growthhormonereleasingfactor)促進(jìn)生長(zhǎng)胰島素(insulin)治療糖尿病(diabetes)干擾素(interferon)抗病毒抗腫瘤白細(xì)胞介素(interleukin)治療癌癥用基因工程技術(shù)生產(chǎn)的部分人類(lèi)蛋白質(zhì)藥物

蛋白質(zhì)名稱(chēng)用途淋巴細(xì)胞毒素(lymphotoxin)抗腫瘤巨噬細(xì)胞激活因子(macrophageactivatingfactor)抗腫瘤神經(jīng)生長(zhǎng)因子(nervegrowthfactor)促進(jìn)神經(jīng)系統(tǒng)損傷的修復(fù)血小板衍生因子(platelet-derivedgrowthfactor)治療動(dòng)脈粥樣硬化松弛素(relaxin)助產(chǎn)劑血清白蛋白(serumalbumin)血漿補(bǔ)充物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)素(somatomedinC)促進(jìn)生長(zhǎng)組織型纖溶酶原激活劑(tissueplasminogenactivator)溶栓劑腫瘤壞死因子(tumornecrosisfactor)抗腫瘤尿抑胃素(urogastrone)抗?jié)兯幬锬蚣っ?urokinase)溶栓劑用基因工程技術(shù)生產(chǎn)的部分人類(lèi)蛋白質(zhì)藥物（續(xù)表）蛋白質(zhì)名稱(chēng)我國(guó)已經(jīng)批準(zhǔn)上市的基因工程藥物

藥品名開(kāi)發(fā)生產(chǎn)公司批準(zhǔn)時(shí)間適應(yīng)證

重組人干擾素α1b（外用）長(zhǎng)春生研所1989年試生產(chǎn)病毒性角膜炎重組人干擾素α1b上海生研所1996年正式生產(chǎn)乙肝，丙肝等深圳科興1996年正式生產(chǎn)乙肝，丙肝重組人干擾素α2a長(zhǎng)春生研所1996年正式生產(chǎn)尖銳濕疣，皰疹長(zhǎng)生藥業(yè)1997年正式生產(chǎn)乙肝，丙肝三生藥生1997年正式生產(chǎn)乙肝，丙肝大洲藥業(yè)1997年正式生產(chǎn)乙肝，丙肝重組人干擾素α2b里亞哈爾1996年正式生產(chǎn)乙肝，丙肝華立達(dá)1997年正式生產(chǎn)乙肝，丙肝安科1997年試生產(chǎn)乙肝，丙肝華新1997年試生產(chǎn)乙肝，丙肝重組干擾素-Υ上海生研所1994年試生產(chǎn)類(lèi)風(fēng)濕克隆1995年試生產(chǎn)類(lèi)風(fēng)濕麗珠生物工程1995年試生產(chǎn)類(lèi)風(fēng)濕我國(guó)已經(jīng)批準(zhǔn)上市的基因工程藥物藥品名

藥品名開(kāi)發(fā)生產(chǎn)公司批準(zhǔn)時(shí)間適應(yīng)證

重組人白細(xì)胞介素-2長(zhǎng)春生研所1997年正式生產(chǎn)癌癥輔助治療長(zhǎng)生藥業(yè)1997年正式生產(chǎn)癌癥輔助治療四環(huán)制藥1997年正式生產(chǎn)癌癥輔助治療華新1997年正式生產(chǎn)癌癥輔助治療三生藥業(yè)1997年正式生產(chǎn)癌癥輔助治療深圳科興1997年正式生產(chǎn)癌癥輔助治療中化合通1995年試生產(chǎn)癌癥輔助治療 金絲利1995年試生產(chǎn)癌癥輔助治療康利制藥1995年試生產(chǎn)癌癥輔助治療重組人粒細(xì)胞集落刺激因子九源1997年試生產(chǎn)化療生白細(xì)胞重組人粒細(xì)胞、巨細(xì)胞集落特寶1997年試生產(chǎn)化療生白細(xì)胞刺激因子我國(guó)已經(jīng)批準(zhǔn)上市的基因工程藥物（續(xù)表1）藥品名課堂測(cè)試?yán)e兩個(gè)現(xiàn)代生物技術(shù)在人類(lèi)健康中的應(yīng)用實(shí)例。寫(xiě)好：學(xué)號(hào)-院系-班級(jí)-姓名課堂測(cè)試?yán)e兩個(gè)現(xiàn)代生物技術(shù)在人類(lèi)健康中的應(yīng)用實(shí)例。寫(xiě)好：學(xué)現(xiàn)代生物技術(shù)與人類(lèi)健康課件截止2004年美國(guó)FDA批準(zhǔn)上市的治療性抗體名稱(chēng)靶向抗原適應(yīng)癥抗體種類(lèi)公司批準(zhǔn)時(shí)間OKT3CD3移植排斥鼠mAbJohnson1986ReoPro血小板受體冠心病人-鼠嵌合FabCentor/Lilly1994IIbIIIaPanorex1721A大腸癌鼠mAbCentocor1995(德國(guó))RituxanCD20淋巴瘤人-鼠嵌合IgG1IDEC/1997

Genentech/RocheZanapaxCD25移植排斥人源化抗體Roche1997RemicadeTNF2α炎癥性腸病人-鼠嵌合IgG1Centocor1998、1999

類(lèi)風(fēng)濕3.3治療性抗體截止2004年美國(guó)FDA批準(zhǔn)上市的治療性抗體OKT3SynagisRSVRSV感染人源化抗體Medlmmune1989SimulectCD25移植排斥人-鼠嵌合IgG1Novartis1989HerceptinHER2/neu乳腺癌人源化抗體Genentech1989MylotargCD33白血病人源化抗體-WyethAyerst2000

化療藥物交聯(lián)物CampathCD52慢性淋巴細(xì)胞白血病

人源化抗體MilleniumDEC2001ZevalinCD20淋巴瘤鼠IgG1-放射Pharmaceuticals2002

性核素共軛化合物XolairIgE2Fc過(guò)敏癥人源化抗體Tanox/Genentech2002/NovartisHumiraTNF2α類(lèi)風(fēng)濕人IgG1Abbot/CAT2003BexxarCD20淋巴瘤鼠mAbCorixa2003ErbituxEGFR晚期直腸癌人-鼠嵌合IgG1Imclone2004AvastinVEGF結(jié)直腸癌人源化抗體Genentech2004截止2004年美國(guó)FDA批準(zhǔn)上市的治療性抗體（續(xù)表）名稱(chēng)靶向抗原適應(yīng)癥抗體種類(lèi)公司批準(zhǔn)時(shí)間SynagisRSVRSV感染

品種批準(zhǔn)時(shí)間抗人IL-8單克隆抗體乳膏2001注射用重組人II型TNF受體-抗體融合蛋白2003131I腫瘤細(xì)胞核人-鼠嵌合單克隆抗體注射液2003鼠源抗CD3單克隆抗體（進(jìn)口）2003重組人-鼠嵌合抗CD20單克隆抗體注射液2004注射用重組抗HER2人源化單克隆抗體2004注射用鼠抗人CD3表面抗原單克隆抗體臨床公告抗人T淋巴細(xì)胞單克隆抗體臨床公告

我國(guó)獲批準(zhǔn)注冊(cè)的抗體藥物品種所謂的基因治療是指利用遺傳學(xué)的原理治療人類(lèi)的疾病。傳統(tǒng)意義上的基因治療（genetherapy）是指目的基因?qū)氚屑?xì)胞以后與宿主細(xì)胞內(nèi)的基因發(fā)生重組，成為宿主細(xì)胞的一部分，從而可以穩(wěn)定地遺傳下去并達(dá)到對(duì)疾病進(jìn)行治療的目的。4.1基因治療4生物技術(shù)與生物療法所謂的基因治療是指利用遺傳學(xué)的原理治療人類(lèi)的疾病。傳統(tǒng)意義上由于技術(shù)的進(jìn)步，近年來(lái)采用基因工程技術(shù)，即使目的基因和宿主細(xì)胞內(nèi)的基因不發(fā)生重組，目的基因也能得到暫時(shí)的表達(dá)，為了與傳統(tǒng)意義上的基因治療相區(qū)別，有時(shí)又將其稱(chēng)為基因療法（genetherapeutics）。由于技術(shù)的進(jìn)步，近年來(lái)采用基因工程技術(shù)，即使目的基因和宿主細(xì)基因治療根據(jù)對(duì)宿主病變基因采取的措施不同，可分為基因置換、基因修正、基因修飾和基因失活四大策略。

正常紅細(xì)胞鐮狀紅細(xì)胞基因治療根據(jù)對(duì)宿主病變基因采取的措施不同，可分為基因置換、基對(duì)于成功地進(jìn)行單基因病的基因治療來(lái)說(shuō)，必須具備以下條件：選擇合適的疾?。痪邆湓摬》肿尤毕莸闹R(shí)，深入了解其發(fā)病機(jī)理；用于治療的基因（目的基因）已被克隆；克隆基因的有效表達(dá)；具有可用于臨床前試驗(yàn)的動(dòng)物模型。4.1.1單基因病的基因治療對(duì)于成功地進(jìn)行單基因病的基因治療來(lái)說(shuō)，必須具備以下條件：4.

只有10多種遺傳性疾病的分子發(fā)病機(jī)理了解得比較清楚，也只有少數(shù)幾種遺傳性疾病具有基因治療的方案。如腺苷脫氨酶（ADA）基因缺陷引起的嚴(yán)重型復(fù)合性免疫缺陷癥（SCID）；凝血因子Ⅸ（FIX）基因缺陷引起的血友病B（HEMB）；低密度脂蛋白受體（LDLR）基因缺陷引起的家族性高血脂癥（FH）以及跨膜轉(zhuǎn)導(dǎo)調(diào)節(jié)因子（CFTR）基因缺陷引起的囊性纖維化（CF）等。只有10多種遺傳性疾病的分子發(fā)病機(jī)理了解NakedDNATargetCellTherapeuticProteinAAVRetrovirus/LentivirusAdenovirusNucleusGeneTherapyPrinciplesNakedDNATargetCellTherapeutiAdenovirusCellEntryAdenovirusCellEntry

病名基因靶細(xì)胞機(jī)構(gòu)囊性纖維變性CFTR呼吸道上皮細(xì)胞美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院SCIDADA淋巴細(xì)胞、CD34+細(xì)胞美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院Gaucher病葡萄糖腦苷脂酶CD34+外周血干細(xì)胞美國(guó)匹茲堡大學(xué)α1-抗胰蛋白α1抗胰蛋白酶鼻、呼吸道上皮細(xì)胞美國(guó)范德比爾特大學(xué)酶缺陷癥Fanconi貧血FACCCD34+外周血干細(xì)胞美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院Hunter綜合征杜糖醛酸2-硫酸酯酶外周血干細(xì)胞美國(guó)密尼蘇達(dá)大學(xué)慢性肉芽腫病p47/phoxCD34+外周血干細(xì)胞美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院血友病B凝血因子Ⅸ成纖維細(xì)胞上海復(fù)旦大學(xué)和長(zhǎng)海醫(yī)院嘌呤核苷嘌呤核苷磷酸化酶外周血淋巴細(xì)胞美國(guó)密尼蘇達(dá)大學(xué)磷酸化酶缺陷轉(zhuǎn)氨基甲酰轉(zhuǎn)氨基甲酰鳥(niǎo)氨酸酶肝臟美國(guó)賓州大學(xué)鳥(niǎo)氨酸酶缺陷X-連鎖SCID細(xì)胞因子共同γ鏈CD34+細(xì)胞美國(guó)洛杉磯兒童醫(yī)院部分單基因遺傳病臨床基因治療概況病名基因重癥聯(lián)合免疫缺陷（SCID）患者——只能生活在無(wú)菌的空間中。重癥聯(lián)合免疫缺陷（SCID）患者——只能生活在無(wú)菌的空間中。SCID治療策略SCID

我國(guó)在遺傳病的基因治療方面也開(kāi)展地比較早。1991年7月，我國(guó)開(kāi)始進(jìn)行HEMB（血友病B，凝血因子IX突變）的基因治療。從一批志愿接受基因治療的HEMB患者中選擇了兩兄弟（伴性遺傳）進(jìn)行治療。效果明顯，1994年通過(guò)衛(wèi)生部的評(píng)審。血友病患者右膝關(guān)節(jié)急性出血我國(guó)在遺傳病的基因治療方面也開(kāi)展地比較早。瘤苗治療策略——通過(guò)免疫系統(tǒng)殺滅癌細(xì)胞，即通過(guò)提高癌細(xì)胞的免疫原性和（或）調(diào)動(dòng)機(jī)體的免疫功能達(dá)到殺滅癌細(xì)胞的作用?；蛐揎棽呗浴谜５囊职┗蛱娲Щ畹囊挚拱┗?，達(dá)到抑制細(xì)胞惡性繁殖的目的。4.1.2瘤苗與腫瘤的基因治療瘤苗治療策略——通過(guò)免疫系統(tǒng)殺滅癌細(xì)胞，即通過(guò)提高癌細(xì)胞的免目前的腫瘤疫苗根據(jù)其組成分可分為四種：腫瘤細(xì)胞疫苗：即原始的腫瘤疫苗；腫瘤核酸疫苗：即腫瘤DNA疫苗；腫瘤肽疫苗：包括用化學(xué)合成法合成腫瘤特異的短肽或基因工程方法制備的短肽；腫瘤基因工程疫苗：通過(guò)基因工程技術(shù)，將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞而制成的瘤苗。瘤苗與腫瘤治療目前的腫瘤疫苗根據(jù)其組成分可分為四種：瘤苗與腫瘤治療

根據(jù)腫瘤疫苗的作用機(jī)理，可將腫瘤疫苗分成3種類(lèi)型：增強(qiáng)腫瘤細(xì)胞的免疫原性提高機(jī)體整體抗瘤能力，調(diào)動(dòng)機(jī)體的免疫功能表達(dá)產(chǎn)物直接殺傷癌細(xì)胞視網(wǎng)膜母細(xì)胞瘤根據(jù)腫瘤疫苗的作用機(jī)理，可將腫瘤疫苗分成3種類(lèi)型

所謂的反義技術(shù)則是指天然存在的或人工合成的一類(lèi)RNA分子，它不能編碼蛋白質(zhì)，但它的核苷酸順序與某種mRNA可互補(bǔ)配對(duì)，所以這種反義RNA可與mRNA結(jié)合配對(duì)從而干擾mRNA的翻譯，使相應(yīng)的基因不能表達(dá)。這種利用反義RNA封閉某個(gè)基因（靶基因）的技術(shù)就稱(chēng)為反義技術(shù)。反義技術(shù)與癌基因失活所謂的反義技術(shù)則是指天然存在的或人工合成的抑癌基因基因在正常細(xì)胞中處于表達(dá)狀態(tài)，它的基因產(chǎn)物起著抑制細(xì)胞生長(zhǎng)的作用。一旦這種基因突變而喪失功能，將促使細(xì)胞生長(zhǎng)繁殖。這類(lèi)基因突變后必須用正常有功能基因來(lái)替代突變了的基因，起抑制細(xì)胞生長(zhǎng)的作用。抑癌基因與基因修飾

抑癌基因基因在正常細(xì)胞中處于表達(dá)狀態(tài)，它的基因產(chǎn)物起著抑制細(xì)自殺基因治療是一種具有廣泛應(yīng)用前景的基因治療方法?！白詺ⅰ被蚴侵杆牡鞍踪|(zhì)產(chǎn)物能使無(wú)毒性的化療藥物前體轉(zhuǎn)變?yōu)槎拘孕问?，或者提高靶?xì)胞對(duì)化療藥物的敏感性，充分發(fā)揮其細(xì)胞毒作用，使導(dǎo)入自殺基因的細(xì)胞“自殺”，達(dá)到殺滅靶細(xì)胞的目的。相反，“自殺”基因也可以發(fā)揮旁觀者的效應(yīng)，殺死未導(dǎo)入“自殺”基因的鄰近細(xì)胞。因此自殺基因療法可以在腫瘤、血管增生性疾病、骨髓移植等疾病的治療中發(fā)揮作用。4.1.3自殺基因治療自殺基因治療是一種具有廣泛應(yīng)用前景的基因治療方法。4.1.3干細(xì)胞是一種具有多分化潛能和自我復(fù)制功能的早期未分化細(xì)胞，醫(yī)學(xué)上稱(chēng)其為“萬(wàn)用細(xì)胞”。在特定條件下，它可以分化成不同的功能細(xì)胞，形成多種組織和器官。因此人們期望能夠用干細(xì)胞來(lái)修復(fù)那些不能再生的壞損組織或器官，從而治愈某些疾病。4.2干細(xì)胞的利用干細(xì)胞是一種具有多分化潛能和自我復(fù)制功能的早期未分化細(xì)胞，醫(yī)用干細(xì)胞生物工程治療疾病的最顯著特點(diǎn)就是：從理論上講，它可以治療幾乎所有疾病，比如癌癥、心肌壞死性疾病、自身免疫疾病和神經(jīng)退行性疾病等。如果和基因治療相結(jié)合，還可以治療眾多遺傳性疾病。用干細(xì)胞生物工程治療疾病的最顯著特點(diǎn)就是：從理論上講，它可以從總體上說(shuō)，干細(xì)胞研究還處于起步階段，其成為研究熱點(diǎn)還只是近幾年的事，到目前為止人們已經(jīng)能夠分離、培養(yǎng)干細(xì)胞，但要誘導(dǎo)胚胎干細(xì)胞定向分化，還是一件很困難的事。不過(guò)這項(xiàng)研究所蘊(yùn)藏著的巨大的應(yīng)用前景不能不令人心動(dòng)。從總體上說(shuō)，干細(xì)胞研究還處于起步階段，其成為研究熱點(diǎn)還只是近1生物技術(shù)與疫苗2生物技術(shù)與疾病診斷3生物技術(shù)與生物制藥4生物技術(shù)與生物療法5人類(lèi)基因組計(jì)劃（HGP）主要內(nèi)容1生物技術(shù)與疫苗主要內(nèi)容1生物技術(shù)與疫苗2生物技術(shù)與疾病診斷3生物技術(shù)與生物制藥4生物技術(shù)與生物療法5人類(lèi)基因組計(jì)劃（HGP）主要內(nèi)容1生物技術(shù)與疫苗主要內(nèi)容

最早提出HGP這一設(shè)想的是美國(guó)生物學(xué)家、諾貝爾獎(jiǎng)得主Dulbecco。他在1986年3月7日出版的Science雜志上發(fā)表了一篇題為“腫瘤研究的一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)：人類(lèi)基因組的全序列分析”的短文，提出包括癌癥在內(nèi)的人類(lèi)疾病的發(fā)生都與基因直接或間接有關(guān)，呼吁科學(xué)家們聯(lián)合起來(lái)，從整體上研究人類(lèi)的基因組，分析人類(lèi)基因組的序列。他說(shuō)，這一計(jì)劃可以與征服宇宙的計(jì)劃相媲美，我們也應(yīng)該以征服宇宙的氣魄來(lái)進(jìn)行這一工作。5.1HGP產(chǎn)生的背景5人類(lèi)基因組計(jì)劃（HGP）最早提出HGP這一設(shè)想的是美國(guó)生物學(xué)家、諾貝爾HGP的最終任務(wù)是要破譯人體遺傳物質(zhì)DNA分子所攜帶的全部遺傳信息。完成后將獲得四張圖：物理圖、遺傳圖、序列圖和轉(zhuǎn)錄圖。前三張圖實(shí)際上是精確度不同的三張序列圖，最后一張圖則用來(lái)表示DNA上哪些核苷酸序列可以編碼蛋白質(zhì)。5.2HGP的任務(wù)HGP的最終任務(wù)是要破譯人體遺傳物質(zhì)DNA分子所攜帶的全部遺

第一個(gè)五年技術(shù)上改進(jìn)5～10倍（1991～1995） 作圖完成50%

測(cè)定核苷酸順序1%

第二個(gè)五年技術(shù)上改進(jìn)5～10倍（1996～2000）作圖完成100%

測(cè)定核苷酸順序10%

第三年五年測(cè)定核苷酸順序100%

（2001～2005）找出所有基因美國(guó)人類(lèi)基因組研究15年總體規(guī)劃年度目標(biāo)美國(guó)人類(lèi)基因組研究15年總體規(guī)劃年度目標(biāo)2000年6月26日，人類(lèi)基因組草圖已經(jīng)基本完成（測(cè)序完成97%，序列組裝完成85%）；2001年2月12日，由美國(guó)、日本、德國(guó)、法國(guó)、英國(guó)和中國(guó)組成的國(guó)際人類(lèi)基因組計(jì)劃及美國(guó)Celera公司聯(lián)合宣布對(duì)人類(lèi)基因組的初步分析結(jié)果；5.3HGP的研究進(jìn)展2000年6月26日，人類(lèi)基因組草圖已經(jīng)基本完成（測(cè)序完成92003年4月15日,美、英、德、日、法、中6個(gè)國(guó)家共同宣布人類(lèi)基因組序列圖完成,人類(lèi)基因組計(jì)劃的所有目標(biāo)全部實(shí)現(xiàn)；2004年10月，人類(lèi)基因組完成圖公布；2005年3月，人類(lèi)X染色體測(cè)序工作基本完成并公布了該染色體的基因草圖。2003年4月15日,美、英、德、日、法、中6個(gè)國(guó)人類(lèi)基因組有31.6億個(gè)核苷酸，3萬(wàn)～4萬(wàn)個(gè)結(jié)構(gòu)基因?；蛟谌旧w上不是均勻分布的。人與人之間有99.9%的基因密碼是相同的。35.3%的基因包含重復(fù)序列。人類(lèi)基因組計(jì)劃的主要成果人類(lèi)基因組有31.6億個(gè)核苷酸，3萬(wàn)～4萬(wàn)個(gè)結(jié)構(gòu)基因。人類(lèi)基將大大加速醫(yī)學(xué)科學(xué)基礎(chǔ)研究的發(fā)展。在人類(lèi)的疾病治療和預(yù)防方面也將做出特殊的貢獻(xiàn)。HGP項(xiàng)目的啟動(dòng)已經(jīng)不僅僅局限于人類(lèi)的基因組，它的影響還包括對(duì)一些模式生物的基因組的研究。5.4HGP對(duì)醫(yī)學(xué)發(fā)展的影響將大大加速醫(yī)學(xué)科學(xué)基礎(chǔ)研究的發(fā)展。5.4HGP對(duì)醫(yī)學(xué)發(fā)“基因爭(zhēng)奪戰(zhàn)”是一種資源爭(zhēng)奪戰(zhàn)。“基因爭(zhēng)奪戰(zhàn)”也是一場(chǎng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)之戰(zhàn)。我國(guó)是基因資源大國(guó)，資源特別豐富，應(yīng)盡力加以保護(hù)，避免流失。5.5基因資源的保護(hù)“基因爭(zhēng)奪戰(zhàn)”是一種資源爭(zhēng)奪戰(zhàn)。5.5基因資源的保護(hù)我國(guó)的HGP計(jì)劃于1994年啟動(dòng)，由國(guó)家科學(xué)基金會(huì)、國(guó)家高技術(shù)計(jì)劃（863）和國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究計(jì)劃（973）共同資助。9.5.6我國(guó)的HGP計(jì)劃我國(guó)的HGP計(jì)劃于1994年啟動(dòng)，由國(guó)家科學(xué)基金會(huì)、國(guó)家高技我國(guó)HGP沒(méi)有走國(guó)際基因組計(jì)劃的全基因組或整條染色體作圖、測(cè)序的路線，而是根據(jù)我國(guó)的經(jīng)濟(jì)實(shí)力和基因資源優(yōu)勢(shì)的特點(diǎn)，主要在兩個(gè)方面開(kāi)展工作——基因組多樣性和疾病基因識(shí)別，并圍繞這兩個(gè)方面引進(jìn)基因研究新技術(shù)。我國(guó)HGP沒(méi)有走國(guó)際基因組計(jì)劃的全基因組或整條染色體作圖、測(cè)1999年，我國(guó)正式加入國(guó)際基因組測(cè)序計(jì)劃，成為繼美、英、日、法、德后加入該計(jì)劃的第六個(gè)國(guó)家，也是唯一的發(fā)展中國(guó)家。承擔(dān)了全球人類(lèi)基因組測(cè)序計(jì)劃的1%，即人類(lèi)3號(hào)染色體從D3S3610到端粒的30Mb區(qū)域的測(cè)序任務(wù)。經(jīng)半年拼搏，取得了重大進(jìn)展，工作草圖已于2000年4月底完成。

生物技術(shù)與人類(lèi)健康9.5.6我國(guó)的HGP計(jì)劃1999年，我國(guó)正式加入國(guó)際基因組測(cè)序計(jì)劃，成為繼美、英、日2002年4月5日，美國(guó)《科學(xué)》雜志以14頁(yè)的篇幅發(fā)表了水稻（秈稻）基因組的工作框架序列圖，介紹了我國(guó)科學(xué)家獨(dú)立完成的水稻基因組計(jì)劃。

生物技術(shù)與人類(lèi)健康9.5.6我國(guó)的HGP計(jì)劃2002年4月5日，美國(guó)《科學(xué)》雜志以14頁(yè)的篇幅發(fā)表了水稻復(fù)習(xí)思考題現(xiàn)代生物技術(shù)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用主要包括哪些方面？現(xiàn)代生物技術(shù)生產(chǎn)的疫苗與傳統(tǒng)方法生產(chǎn)的疫苗相比，有哪些優(yōu)點(diǎn)？目前已上市的基因工程疫苗主要用于哪些疾病類(lèi)型的預(yù)防？疫苗研究經(jīng)歷了三個(gè)階段，是哪三個(gè)階段？用于疾病診斷的現(xiàn)代生物技術(shù)主要有哪些技術(shù)類(lèi)型？ELISA技術(shù)主要適用于哪些疾病的診斷？DNA診斷技術(shù)包括哪些技術(shù)？基因芯片技術(shù)有何優(yōu)點(diǎn)？目前利用生物技術(shù)開(kāi)發(fā)的藥物哪些類(lèi)型？為什么說(shuō)基因工程藥物的研究與開(kāi)發(fā)具有巨大的應(yīng)用潛力和十分誘人的前景？目前基因治療技術(shù)主要用于哪些疾病類(lèi)型的治療？疾病基因治療有哪四大策略？腫瘤的基因治療主要有哪兩種策略？為什么說(shuō)干細(xì)胞的應(yīng)用將具有廣闊的前景？人類(lèi)基因組計(jì)劃任務(wù)是什么？將解決什么問(wèn)題？它對(duì)醫(yī)學(xué)的發(fā)展有什么影響？我國(guó)的人類(lèi)基因組計(jì)劃主要開(kāi)展哪些方面的工作？你認(rèn)為人類(lèi)基因組計(jì)劃將對(duì)人類(lèi)產(chǎn)生什么樣的影響？

生物技術(shù)與人類(lèi)健康9生物技術(shù)與人類(lèi)健康復(fù)習(xí)思考題主要參考文獻(xiàn)馮蕾.2005.人治療性抗體的研究進(jìn)展.細(xì)胞與分子免疫學(xué)雜志.21（supp1）：S49～S51胡顯文等.2005.美國(guó)、歐盟和中國(guó)生物技術(shù)藥物的比較.中國(guó)生物工程雜志.25（2）：82～94）北京華大基因研究中心網(wǎng)站:8080/bgi/index.jsp（2003.2.10）臧健等.2006.腫瘤免疫基因治療的研究進(jìn)展.四川腫瘤防治.19（4）：284～286邢冬紅等.2006.避孕疫苗的研究進(jìn)展.中國(guó)生物制品學(xué)雜志.19（6）：663～665胡顯文等.2005.美國(guó)、歐盟和中國(guó)生物技術(shù)藥物的比較.中國(guó)生物工程雜志.25（2）：82～94

生物技術(shù)與人類(lèi)健康9生物技術(shù)與人類(lèi)健康主要參考文獻(xiàn)現(xiàn)代生物技術(shù)與人類(lèi)健康5-13現(xiàn)代生物技術(shù)與人類(lèi)健康5-131生物技術(shù)與疫苗2生物技術(shù)與疾病診斷3生物技術(shù)與生物制藥主要內(nèi)容1生物技術(shù)與疫苗主要內(nèi)容1生物技術(shù)與疫苗2生物技術(shù)與疾病診斷3生物技術(shù)與生物制藥主要內(nèi)容1生物技術(shù)與疫苗主要內(nèi)容廣義的疫苗是指將病原微生物（如細(xì)菌、立克次氏體、病毒等）及其代謝產(chǎn)物，經(jīng)過(guò)人工減毒、滅活或利用基因工程等方法制成的用于預(yù)防傳染病的自動(dòng)免疫制劑。由細(xì)菌制成的稱(chēng)為菌苗；

由病毒、立克次體、螺旋體等制成的稱(chēng)為疫苗。1生物技術(shù)與疫苗1.1疫苗概說(shuō)廣義的疫苗是指將病原微生物（如細(xì)菌、立克次氏體、病毒等公元10世紀(jì)，在宋朝的真宗時(shí)代，我國(guó)就有了接種人痘預(yù)防天花的記載。1796年英國(guó)醫(yī)生Jenner發(fā)現(xiàn)用牛痘代替人痘接種同樣可預(yù)防天花。

特點(diǎn)：直接用未減毒的病原體作為疫苗。疫苗的發(fā)展歷史

早期疫苗公元10世紀(jì)，在宋朝的真宗時(shí)代，我國(guó)就有了接種人痘預(yù)防天花的現(xiàn)代生物技術(shù)與人類(lèi)健康課件現(xiàn)代生物技術(shù)與人類(lèi)健康課件

第一代疫苗（弱毒苗或滅活苗）

19世紀(jì)中葉，法國(guó)科學(xué)家Parsteur首先發(fā)明了減毒疫苗的制備技術(shù)。用病原體減毒或弱化制成疫苗，稱(chēng)之為第一代疫苗。

特點(diǎn)：以減毒、弱化或滅活的病原體做疫苗。第一代疫苗（弱毒苗或滅活苗）現(xiàn)代生物技術(shù)與人類(lèi)健康課件現(xiàn)代生物技術(shù)與人類(lèi)健康課件

第二代疫苗(基因工程疫苗)

將病原體的抗原（某種蛋白質(zhì)）基因克隆在細(xì)菌或真核細(xì)胞內(nèi)，利用其生產(chǎn)的病原體抗原作為疫苗。

特點(diǎn)：利用病原體的某些抗原成分作為疫苗。第二代疫苗(基因工程疫苗)基因工程幽門(mén)螺桿菌疫苗基因工程幽門(mén)螺桿菌疫苗

第三代疫苗(核酸疫苗)

將含有編碼病原體抗原基因序列的質(zhì)粒載體直接作為疫苗，經(jīng)肌肉注射或微彈轟擊等方法導(dǎo)入體內(nèi)，通過(guò)宿主細(xì)胞表達(dá)系統(tǒng)表達(dá)抗原蛋白，誘導(dǎo)宿主產(chǎn)生對(duì)該抗原蛋白的免疫應(yīng)答。

特點(diǎn)：用含有病原體抗原基因序列的質(zhì)粒載體直接作為疫苗。第三代疫苗(核酸疫苗)DNA疫苗質(zhì)粒

肌肉細(xì)胞抗原基因肌肉細(xì)胞表達(dá)抗原蛋白DNA疫苗質(zhì)粒肌肉細(xì)胞抗原基因肌肉細(xì)胞表達(dá)抗原蛋白DNA疫苗的優(yōu)點(diǎn)①DNA接種載體(如質(zhì)粒)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，提純質(zhì)粒DNA的工藝簡(jiǎn)便，因而生產(chǎn)成本較低，且適于大批量生產(chǎn)；②DNA分子克隆比較容易，使得DNA疫苗能根據(jù)需要隨時(shí)進(jìn)行更新；③DNA分子很穩(wěn)定，可制成DNA疫苗凍干苗，使用時(shí)在鹽溶液中可恢復(fù)原有活性，因而便于運(yùn)輸和保存；④比傳統(tǒng)疫苗安全，不存在減毒疫苗毒力回升的危險(xiǎn)；⑤質(zhì)粒本身可作為佐劑，因此使用DNA疫苗不用加佐劑，既降低成本又方便使用；⑥將多種質(zhì)粒DNA簡(jiǎn)單混合，就可將來(lái)源于相同病原菌的不同菌株的多種不同抗原結(jié)合在一起，組成多價(jià)疫苗，從而使1種DNA疫苗能夠誘導(dǎo)產(chǎn)生針對(duì)多個(gè)抗原表位的免疫保護(hù)作用，使DNA疫苗生產(chǎn)的靈活性大大增加。DNA疫苗的優(yōu)點(diǎn)①DNA接種載體(如質(zhì)粒)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，提純AbAg靜止B細(xì)胞輔佐細(xì)胞(巨噬細(xì)胞）靜止T細(xì)胞病原微生物激活記憶B細(xì)胞漿細(xì)胞活化的T細(xì)胞激活1.2免疫系統(tǒng)及疫苗的作用機(jī)理AbAg靜止B細(xì)胞輔佐細(xì)胞(巨噬細(xì)胞）靜止T細(xì)胞病1981年Edman等克隆了該抗原基因并大量表達(dá)。1986年美國(guó)批準(zhǔn)酵母表達(dá)系統(tǒng)生產(chǎn)表面抗原疫苗上市。以色列等國(guó)采用倉(cāng)鼠細(xì)胞生產(chǎn)疫苗。我國(guó)可采用以上兩種表達(dá)系統(tǒng)生產(chǎn)疫苗。1.3.1肝炎病毒疫苗乙型肝炎病毒（HBsAg）1.3病毒性疾病的疫苗1981年Edman等克隆了該抗原基因并大量表達(dá)。1.3.1國(guó)外已有甲型肝炎病毒滅活疫苗面市。我國(guó)使用的減毒疫苗也取得了很好的效果。國(guó)內(nèi)基因工程空殼甲肝病毒及痘苗活病毒疫苗也顯示了很好的免疫原性。2001年美國(guó)批準(zhǔn)甲乙型

肝炎聯(lián)合疫苗上市。

甲型肝炎病毒國(guó)外已有甲型肝炎病毒滅活疫苗面市。甲型肝炎病毒臨床癥狀上與甲肝相似,患者有明顯的乏力、食欲減退、惡心、嘔吐，部分患者可出現(xiàn)黃疸。接種疫苗是預(yù)防戊肝的最好辦法。不過(guò)，迄今為止世界上仍未有疫苗獲批上市。廈門(mén)大學(xué)國(guó)家傳染病診斷試劑與疫苗工程技術(shù)研究中心科研人員經(jīng)過(guò)艱苦的聯(lián)合攻關(guān)，首次成功地利用大腸桿菌表達(dá)系統(tǒng)獲得了戊型肝炎類(lèi)病毒顆粒，目前正準(zhǔn)備進(jìn)入III期臨床試驗(yàn)。

戊型肝炎病毒臨床癥狀上與甲肝相似,患者有明顯的乏力、食欲減退、惡心、嘔丙型肝炎是由丙肝病毒（HCV）所引起，是通過(guò)輸血或血制品、破損的皮膚和黏膜、靜脈注射毒品、性傳播、母嬰傳播等傳染引起的。丙型肝炎病毒感染后，大部分患者轉(zhuǎn)為慢性肝炎，其中部分患者可發(fā)展為肝硬化甚至肝癌。對(duì)感染者的危害遠(yuǎn)大于乙肝病毒感染。

丙型肝炎病毒（尚無(wú)疫苗）丙型肝炎是由丙肝病毒（HCV）所引起，是通過(guò)輸血或血制品、破由于丙型肝炎病毒目前尚未能培養(yǎng)成功。而且丙肝病毒還存在著高突變率，尤其是包膜區(qū)的多變性，目前已知至少存在6種不同基因型的病毒，各型之間的異源性高達(dá)25%～30%，給丙肝疫苗的研究帶來(lái)了重重困難。這也是為什么至今仍未見(jiàn)有丙肝疫苗上市的原因之一。

丙型肝炎病毒（尚無(wú)疫苗）由于丙型肝炎病毒目前尚未能培養(yǎng)成功。而且丙肝病毒還存在著高突1.3.2艾滋病病毒疫苗HIV模式圖1.3.2艾滋病病毒疫苗HIV模式圖艾滋病疫苗的研究主要是通過(guò)克隆病毒外膜蛋白和gp160及gp120基因后在不同的表達(dá)系統(tǒng)中表達(dá)，以獲得基因工程疫苗。目前該疫苗大多處于臨床試驗(yàn)階段,尚未大規(guī)模使用。電子顯微鏡下的HIV艾滋病疫苗的研究主要是通過(guò)克隆病毒外膜蛋白和gp160及gp

小兒麻痹癥疫苗

小兒麻痹癥是由脊髓灰質(zhì)炎病毒引起的中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病。通過(guò)基因工程方法改變脊髓灰質(zhì)炎病毒的基因結(jié)構(gòu)，獲得弱化了的脊髓灰質(zhì)炎病毒，用它研制成了小兒麻痹口服疫苗。通過(guò)基因工程方法制得脊髓灰質(zhì)炎病毒衣殼蛋白VP1、VP2和VP3作為注射疫苗。

1.3.3其他病毒性疾病疫苗小兒麻痹癥疫苗1.3.3其他病毒性疾病疫苗1000010001001010Reportedcases195019551960196519701975Killed(Salk)vaccineTotal