[农学]第9章 基因工程的应用.pptVIP

第九章 基因工程的应用 9.1 医药卫生 疾病的预防：基因工程疫苗 疾病的诊断：遗传性疾病的基因诊断 疾病的治疗：基因工程药物、基因工程抗体、基因治疗 9.1.1 基因工程疫苗 传统的疫苗主要是灭活或减毒的致病物，即病原物在培养、纯化后，或者被灭活，或者降低毒性，但前提是不丧失引起免疫反应的能力。 传统疫苗的缺陷 弱化的菌株可能发生回复突变成为有毒的，或失去其免疫原性； 灭活不当的疫苗还会引起疾病的流行； 而且许多疫苗需要冷冻，造成运输上的困难，不适合于实际使用 一些不能培养或难以培养的病原体和一些有潜在致癌性的病原体，就无法或很难用传统技术研制疫苗 基因工程疫苗 利用基因工程的方法，表达出病原物的一段基因序列，将表达产物（无毒性、无感染能力、但具较强的免疫原性）用作疫苗。 现今使用的多数乙肝疫苗即为基因工程疫苗 基因重组乙肝疫苗 用基因重组技术把乙型肝炎病毒的表面抗原（HbsAg）基因片段插入酵母细胞或哺乳动物细胞的基因中，在体外培养增殖过程中组装或分泌出乙型肝炎表面抗原，然后把表面抗原收集起来，提纯之后做成乙型肝炎疫苗。 重组酵母乙肝疫苗首先在美国默克公司研制成功，并于1986年被美国FDA批准通过 1991年，我国自行研制的第一个基因工程疫苗——哺乳动物细胞生产乙肝疫苗获准生产。 我国当前已能大规模生产乙型肝炎表面抗原重组疫苗，分别称酵母重组和CHO(中国仓鼠卵巢细胞)重组疫苗，免疫效果比同剂量的血源疫苗优良，并且十分安全，可以放心使用。 基因工程乙肝疫苗是我国1991年正式批准投放市场的第一种重组疫苗，获国家科技进步一等奖。继乙肝疫苗之后，我国又研制成功了具有自主知识产权的痢疾、霍乱等基因工程疫苗，经国家批准上市。 9.1.2 基因工程药物 指利用基因工程技术研制和生产的药物，包括重组蛋白多肽药物、反义核酸药物、DNA药物和基因工程抗体等 以基因工程药物为中心的医药生物工程是生物工程领域最活跃、发展最迅速的部分 1976年，Genentech公司在美成立。这是世界上第一家应用DNA重组技术研制新药的公司。 1982年美国和英国批准生产和使用第一个基因工程药物重组人胰岛素 美国技术领先，从1982年第一个基因组药物(人胰岛素)诞生以来，至今已经上市了100多种基因药物 国内加大投入，进入发展阶段。始于70 年代，90 年代后才进入发展期 1989年，我国第一个基因工程药物重组人α1b干扰素(商品名：赛若金)诞生。 赛若金 干扰素是人体分泌的一种蛋白质，具有广泛抗病毒、抗肿瘤和免疫调节活性。α干扰素被全世界医生公认为治疗乙型、丙型肝炎和毛细胞白血病的首选药物。 1987年首次发现中国人在受到病毒攻击后产生的干扰素类型主要是α1型，而不是α2型。进一步发现在中国人群中存在着不同变种，分别命名为α1a、α1c， 1989年诞生了世界上第一个采用中国人干扰素基因克隆和表达的α1b型干扰素——赛若金。 1992年，获得国家一类新药证书 1996年赛若金获得国家卫生部准字号生产许可证。 明星产品——EPO 1985年：在实验室获得重组人EPO 1989年：安进（Amgen）公司，第一个基因重组药物Epogen获得FDA的批准，适应症为慢性肾功能衰竭导致的贫血、恶性肿瘤或化疗导致的贫血、失血后贫血等 1999年销售值达到17.6亿美元，2000年19.6亿美元，2002年22.6亿美元，2003年24.4亿美元 2001年，EPO（包括Arnesp）的全球销售额达21.1亿美元，2002年达26.8亿美元，2003年全世界EPO的年销售额超过50亿美元。创下生物工程药品单个品种之最，是当今最成功的基因工程药物。 9.1.3 基因治疗 概念：向靶细胞或组织中引入外源基因DNA或RNA片断，以纠正或补偿基因的缺陷，关闭或抑制异常表达的基因，从而达到治疗的目的 1990年9月14日 美国，马里兰州，第一例基因治疗临床试验 使腺苷酸脱氨酶（ADA）基因进入骨髓细胞，再送回病人体内，治疗严重综合免疫缺失症（SCID） SCID的病因：细胞中缺失编码腺苷酸脱氨酶（ADA）的基因，该酶的缺乏使得新陈代谢过程产生的有害物质不能及时降解，而在机体内聚集并破坏免疫系统的细胞（T细胞），使有机体无法抵抗体外病菌的侵染 生殖细胞基因治疗(germ cell gene therapy) 实施基因治疗的必要步骤如下 找到致病基因 克隆得到大量与致病基因相应的 正常基因 采取适当方法把正常基因放回到 病人身体内去 进入体内的正常基因应正常表达 如：体外基因治疗的步骤 从患者体内取出带有基因缺陷的细胞并培养 通过基因转移进行遗传修正 将修正后的细胞通过融合或移植的方法转入患者体内 体内基因治疗 9.2 基因工程在农业和食品工业上的应用 提高作物抗性（抗植