现代生物技术制药研究及展望

现代生物技术制药研究及展望

吕亚楠

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【摘要】目的生物技术药物(biotechdrugs)或称生物药物(biopharmaceutics)是集生物学、医学、药学的先进技术为一体，以组合化学、药学基因（功能抗原学、生物信息学等高技术为依托，以分子遗传学、分子生物、生物物理等基础学科的突破为后盾形成的产业。目的：讨论现代生物技术制药研究及展望。方法查阅文献资料并根据个人经验进行归纳总结。结论通过新技术的创立可以大大拓宽发明新药的空间，增加发明新药的机遇与速度。因为这些手段可以寻找快速鉴定药物作用的靶，更有效地发现更多新的先导物化学实体，从而为发明新药提供更加广阔的前景。

【关键词】现代生物技术制药研究展望

生物技术药物(biotechdrugs)或称生物药物(biopharmaceutics)是集生物学、医学、药学的先进技术为一体，以组合化学、药学基因（功能抗原学、生物信息学等高技术为依托，以分子遗传学、分子生物、生物物理等基础学科的突破为后盾形成的产业。现在，世界生物制药技术的产业化已进入投资收获期，生物技术药品已应用和渗透到医药、保健食品和日化产品等各个领域，尤其在新药研究、开发、生产和改造传统制药工业中得到日益广泛的应用，生物制药产业已成为最活跃、进展最快的产业之一。

1、生物技术

1.1 生物技术的含义及分类

生物技术是一种学科相结合的产物，通过生物学与化工、机械和计算机技术等的有机结合，遵循制药行业特点制造出一系列产品，这些产品具有良好的经济性和实用性。按照应用范围及应用特点的差异，可以将生物技术划分为五个类别，分别是基因工程、细胞工程、发酵工程、酶工程和生物反应器工程，这五个类型分别具有一定应用优势，在制药工程中扮演着重要角色。

1.2 生物技术应用于制药行业的原理

就生物技术在制药行业中的应用原理来看，其主要以现代化科学技术和先进设备为依据，对深化处理各项微生物与微量元素，待处理完成后从中提取出有价值的及对人体健康有益的成分，将其应用于制药工程中，从而满足制药行业的综合发展需求。研究发现，生物技术在制药工程中的应用，以微生物学和基因工程为基本条件，在生物体细胞变化与组织发展的情况下，运用现代化技术手段准确定位细胞与组织情况，并通过催化和变动等方式对细胞与组织进行处理，从而保证各项微生物与微量元素提取的精准性和可靠性。随着制药工程实践的不断深入，生物技术在制药行业内具有良好的应用价值。

2、制药工程中的生物技术应用

2.1 生物技术在细胞工程中的应用

细胞工程是生物技术应用于制药工程中的鲜明代表，基于分子生物学、细胞生物学等相关理论出发，在对制药工程开展预先设计的基础上，掌握正确的组织与细胞培养方式，运用生物技术开展大规模的细胞培养，在此基础上开展遗传操作，以促进细胞工程的顺利实现。就制药行业发展来看，生物技术的应用促进了先进生物产品的研发，满足制药行业的药品需求，更具经济性、价值性和实用性。生物技术在细胞工程中的科学应用，有效改善了特殊生物产品的提取效率，便于加强研发产量控制。以疫苗为例，通过生物技术的应用，不仅提高了疫苗的提取速率和生产效率，还在一定程度上拓宽了疫苗的应用范围，使得病原菌防御更为全面、有效。

2.2 生物技术在基因工程中的应用

基因工程以分子遗传学为理论依据，通过对微生物学和分子生物学等现代方法的科学应用，对基因方面加以改造，以设计方案为依据，通过活细胞导入构建杂种DNA分子，改变生物基因原有遗传特性，从而创造出新品种，为基因功能与结构研究提供可靠的技术支持。研究发现，生物技术在基因工程中的应用，离不开DNA序列分析、基因定点突变、细菌转化转染等技术的支持，这是保证基因工程跨物种性和无性扩散的基本条件。随着现代科学技术的不断进步，应用生物技术的基因工程在制药工程中具有良好的应用价值，主要体现在新药生产与研发上。在生物技术的作用下，基于细菌科学表述基因片段，进一步制造出基因工程相关的生物药品。与此同时，制药工程中通过对基因的应用，为新药研发提供可靠的模型，生物技术在基因工程中的应用，便于基因工程对高浓度药物进行科学筛选，促进传统药物生产工艺的不断优化，在改善新型药物生产效率的同时，全面提高药物的医疗效率，为制药行业的现代化发展提供可靠支持。胰岛素是基于基因工程所研发的一种典型药物，传统研制方法主要是从猪、牛等动物体的胰腺中提取相关物质，不仅价格昂贵，且提取量有效导致胰岛素的产量较低，一般情况下，100kg的胰腺中所能够提取出的胰岛素只有4-5g左右，产量微乎其微。而随着生物技术在基因工程中的应用，促进了胰岛素在大肠杆菌内的导入与合成，为胰岛素提供提供了可靠的技术支持，就其产量来看，2000mL的培养液中可提取近100g的胰岛素，胰岛素研发价格也略有下降，满足了制药工程对胰岛素的多元需求。由此可知，生物技术在制药行业基因工程中具有良好的应用价值。

2.3 生物技术在发酵工程中的应用

发酵工程的原理在于，基于微生物特定功能出发对高实用价值产品进行研发，通过培养基配制、菌种选择与发育、发酵、灭菌和扩大培养等环节，将微生物直接应用到实际生产生活中，以研制出具有良好应用价值的产品，满足制药工程的多元需求。基于生物技术的发酵工程在制药行业中的应用，实现了与现代计算机技术的高度融合，通过实时监督药物发酵过程来加强产品质量控制，在简化制备操作并降低人工投入的同时，保证药物安全性和可靠性。当前科学技术条件下，重组乙肝疫苗、人类生长激素及单克隆抗体等都是生物技术应用应用于发酵工程中的重要成果。

3、生物制药展望

生物学的革命不仅依赖于生物科学和生物技术的自身发展，而且依赖于很多相关领域的技术走向，例如微机电系统、材料科学、图像处理、传感器和信息技术等。尽管生物技术的高速发展使人们难以作出准确的预测，但是基因组图谱、克隆技术、遗传修改技术、生物医学工程、疾病疗法和药物开发方面的进展正在加快。除了遗传学之外，生物技术还可以继续改进预防和治疗疾病的疗法。这些新疗法可以封锁病原体进入人体并进行传播的能力，使病原体变得更加脆弱并且使人的免疫功能对新的病原体作出反应。这些方法可以克服病原体对抗生素的耐受性越来越强的不良趋势，对感染形成新的攻势。除了解决传统的细菌和病毒问题之外，人们正在开发解决化学不平衡和化学成分积累的新疗法。例如，正在开发之中的抗体可以攻击体内的可卡因，将来可以用于治疗成瘾问题。这种方法不仅有助于改善瘾君子的状况，而且对于解决全球性非法毒品贸易问题具有重大影响。各种新技术的出现有助于新药物的开发。计算机模拟和分子图像处理技术（例如原子力显微镜、质量分光仪和扫描探测显微镜）相结合可以继续提高设计具有特定功能特性的分子的能力，成为药物研究和药物设计的得力工具。药物与使用该药物的生物系统相互作用的模拟在理解药效和药物安全方面会成为越来越有用的工具。例如，美国食品药物管理局（FDA）在药物审批的过程中利用DennisNoble的虚拟心脏模拟系统了解心脏药物的机理和临床试验观测结果的意义。

总之，综合多学科的努力，通过新技术的创立可以大大拓宽发明新药的空间，增加发明新药的机遇与速度。因为这些手段可以寻找快速鉴定药物作用的靶，更有效地发现更多新的先导物化学实体，从而为发明新药提供更加广阔的前景。

参考文献

[1]文淑美.全球生物制药产业发展态势[J];中国生物工程杂志;2022年01期.

[2]曾渝.海南生态药业发展模式研究[D];上海交通大学;2022年.