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1、,第一章 生物制品概述,一、生物制品的发展简史二、我国生物制品的发展三、生物制品的概念、种类和用途,一.生物药物的历史与现状二.生物药物的特性三.生物药物的分类四.生物药物的来源 五.生物药物的制备,一、生物制品的发展简史,在10世纪时,中国发明了种痘术,用人痘接种法预防天花，这是人工自动免疫预防传染病的创始。种痘不仅减轻了病情，还减少了死亡。17世纪时，俄国人来中国学习种痘，随后传到土耳其、英国、日本、朝鲜、东南亚各国，后又传入美洲、非洲。1796年英国人E.詹纳发明接种牛痘苗方法预防天花，他用弱毒病毒(牛痘)给人接种，预防强毒病毒（天花）感染，使人不得天花。,此法安全有效，很快推广到世界各
2、地。牛痘苗可算作第一种安全有效的生物制品。微生物学和化学的发展促进了生物制品的研究与制作。19世纪中期，“免疫”概念已基本形成。1885年法国人L.巴斯德发明狂犬病疫苗，用人工方法减弱病毒的致病毒力，做成疫苗，被狂犬咬伤的人及时注射疫苗后，可避免发生狂犬病。巴斯德用同样方法制成鸡霍乱活疫苗、炭疽活疫苗，将过去以毒攻毒的办法改为以弱制强。D.E.沙门、H.O.史密斯等人研究加热灭活疫苗，先后研制成功伤寒、霍乱等灭活疫苗。,19世纪末日本人北里柴三郎和德国人贝林，E.(A.)用化学法处理白喉和破伤风毒素，使其在处理后失去了致病力，接种动物后的血清中和相应的毒素，这种血清称为抗毒素，这种脱毒的毒素称
3、为类毒素。R.科赫制成结核菌素，用来检查人体是否有结核菌感染。抗原抗体反应概念的出现，有助于临床诊断。这些为微生物和免疫学发展奠定了基础,继续发展出各种生物制品,在预防疾病方面越发显得重要，是控制和消灭传染病不可缺少的手段之一。,随着微生物学、免疫学和分子生物及其他学科的发展，生物制品已改变了传统概念。对微生物结构、生长繁殖、传染基因等，也从分子水平去分析，现已能识别蛋白质中的抗原决定簇,并可分离提取,进而可人工合成多肽疫苗。对微生物的遗传基因已有了进一步认识，可以用人工方法进行基因重组，将所需抗原基因重组到无害而易于培养的微生物中，改造其遗传特征，在培养过程中产生所需的抗原，这就是所谓基因工
4、程，由此可研制一些新的疫苗。,70年代后期，杂交瘤技术兴起，用传代的瘤细胞与可以产生抗体的脾细胞杂交，可以得到一种既可传代又可分泌抗体的杂交瘤细胞，所产生的抗体称为单克隆抗体，这一技术属于细胞工程。这些单克隆抗体可广泛应用于诊断试剂，有的也可用于治疗。科学的突飞猛进，使生物制品不再单纯限于预防、治疗和诊断传染病，而扩展到非传染病领域，如心血管疾病、肿瘤等，甚至突破了免疫制品的范畴。中国生物制品界首先提出生物制品学的概念，而有的国家则称之为疫苗学。,一.生物药物的历史与现状二.生物药物的特性三.生物药物的分类四.生物药物的来源 五.生物药物的制备,二、我国生物制品的发展,中国的生物制品事业始于2
5、0世纪初。1919年成立了中央防疫处，这是中国第一所生物制品研究所，规模很小，只有牛痘苗和狂犬病疫苗，几种死菌疫苗、类毒素和血清都是粗制品。中华人民共和国成立后，先后在北京、上海、武汉、成都、长春和兰州成立了生物制品研究所，建立了中央（现为中国）生物制品检定所，它执行国家对生物制品质量控制、监督，发放菌毒种和标准品。,后来，在昆明设立中国医学科学院医学生物学研究所，生产研究脊髓灰质炎疫苗。生物制品现已有庞大的生产研究队伍，成为免疫学应用研究和计划免疫科学技术指导中心。汤飞凡1957年发现沙眼病原体，他对中国生物制品事业有很大贡献。,在控制和消灭传染病方面，接种预防生物制品效果显著,在公共卫生措
6、施方面收益最佳,这不仅是一个国家或地区,而且是世界性的措施。世界卫生组织(WHO)1966年发表宣言，提出10年内全球消灭天花，1980年正式宣布天花在地球上被消灭。1978年 WHO又作出扩大免疫规划(EPI)，目的是对全球儿童实施免疫。EPI是用四种疫苗预防六种疾病，即卡介苗预防结核病；麻疹活疫苗预防麻疹；脊髓灰质炎疫苗预防脊髓灰质炎；百白破三联预防百日咳、白喉和破伤风,有计划地从儿童开始,使世界儿童都得到免疫。,1981年,中国响应WHO的号召，实行计划免疫，按要求用国产四种疫苗预防六种疾病。1988年以省为单位达到了85的疫苗接种覆盖率。1990年以县为单位，儿童达到85的接种覆盖率。
7、诊断制剂品种的增多和方法的改进，促进了试验诊断水平的提高；现已应用到血清流行病学以及疾病的监测。中国生产血液制剂已有30多年的历史，品种在逐年增加。,2000年由国家经贸委医药司主持和制订了生化制药工业“十一五“(2001-2005)发展规划,对我国生化制药部分进行了认真规划。2002年3月国家计委决定在2002-2005年期间集中实施生物技术产业高技术工程,生物技术产品销售额5年要增加20多倍。这说明,我国的生物制药业将进入一个发展的新阶段,生物医药工业将成为医药产业增长最快的部分。,一.生物药物的历史与现状二.生物药物的特性三.生物药物的分类四.生物药物的来源 五.生物药物的制备,三、生物
8、制品的概念、种类和用途,生物制品是以微生物、细胞、动物或人源组织和体液等为原料，应用传统技术或现代生物技术制成，用于人类疾病的预防、治疗和诊断的药品。,定义：,生物制品是应用普通的或以基因工程、细胞工程、蛋白质工程、发酵工程等生物技术获得的药品。生物制品不同于一般医用药品，它是通过刺激机体免疫系统,产生免疫物质（如抗体）才发挥其功效,在人体内出现体液免疫、细胞免疫或细胞介导免疫。,人用生物制品包括：细菌类疫苗、病毒类疫苗、抗毒素及抗血清、血液制品、细胞因子、生长因子、酶、体内及体外诊断制品，以及其他生物活性的制剂，如毒素、抗原、变态反应原、单克隆抗体、抗原抗体复合物、免疫调节剂等。,生物制品根
9、据用途的不同可分为预防用生物制品、治疗用生物制品和诊断用生物制品三大类。,分类：,均用于传染病的预防。包括疫苗、类毒素和-球蛋白三类。疫苗是由细菌或病毒加工制成的。过去中国生物制品界和卫生防疫界习惯将细菌制备的称作菌苗，病毒制备的称作疫苗，有的国家将二者都称作疫苗。类毒素也可称作疫苗。疫苗分灭活疫苗和活疫苗。,1、预防类生物制品,预防接种疫苗可使个体获得主动免疫，时机体获得长期的对某种传染病的抵抗性。但是从接种到获得免疫力需要一个诱导期，这就难以适应“应急的需要”，因此还可注射免疫球蛋白使机体获得被动免疫而暂时提高免疫水平，但是注射免疫球蛋白的抵抗力维持不长久。,灭活疫苗。制备过程是先从病人分
10、离得到致病的病原细菌或病毒，经过选择，将细菌放在人工培养基上培养，收获大量细菌，再用物理或化学法将其灭活（杀死），可除掉其致病性而保留其抗原性（免疫原理）；病毒只能在活体上培养，如动物、鸡胚或细胞培养中复制增殖，从这些培养物中收获病毒，灭活后制成疫苗。,活疫苗。指人工选育的减毒或自然无毒的细菌或病毒，具有免疫原性而不致病，经大量培养收获病毒或细菌制成。活疫苗用量小,只需接种一次,便可在体内增殖而达到免疫功效，而灭活疫苗用量大，并且需接种23次方能达到免疫功效。二者各有优缺点。现在，疫苗可通过基因重组技术来制备，主要用于尚不能用人工培养的细菌或病毒。,外毒素一些细菌在培养过程中产生的毒性物质称为
11、外毒素，外毒素经化学法处理后，失去毒力作用，而保留抗原这种类似毒素而无毒力作用的称为类毒素，如破伤风类毒素。接种人体可产生相应抗体，保持不患相应疾病。,-球蛋白是血液成分之一,含有各种抗体。人在一生中不免要患一些疾病，病愈后血液中即存在相应抗体，胎盘血也是一样。有些传染病在没有特异疫苗时，可用球蛋白作为预防制剂。现今给献血人员接种某些疫苗或类毒素，从而产生高效价抗体,用其制备的-球蛋白称特异-球蛋白,如破伤风、狂犬病、乙型肝炎特异-球蛋白。有人认为-球蛋白是“补品”而当作保健品用，这是不对的。,重组乙型肝炎疫苗（Hepatitis B Vaccine Made by Recombinant D
12、NA Techniques）,【作用与用途】接种本疫苗后，可使机体产生抗乙型肝炎病毒的免疫力。用于预防乙型肝炎。【接种对象】本疫苗适用于乙型肝炎易感者，尤其是新生儿，特别是母亲为HBsAg、HBeAg阳性者；从事医疗工作的医护人员及接触血液的实验人员。【禁忌症】（1）已知对该疫苗的任何成分，包括辅料以及甲醛过敏者。（2）患急性疾病、严重慢性疾病、慢性疾病的急性发作者和发热者。（3）妊娠期妇女。（4）对未控制的癫痫和其他进行性神经系统疾病者。,【不良反应】,（1）常见不良反应：接种后24小时内，在注射部位可能感到疼痛和触痛，多数情况下于2-3天内自行消失。（2）罕见不良反应：接种者在接种疫苗后7
13、2小时内，可能出现一过性发热反应，一般持续1-2天后可自行缓解。接种部位轻、中度的红肿、疼痛，一般持续1-2天后可自行缓解，不需处理。极罕见不良反应：接种部位可出现硬结，一般1-2个月可自行吸收。局部无菌性化脓：一般要用注射器反复抽出脓液，严重时（破溃）需扩创清除坏死组织，病时较长，最后可吸收愈合。过敏反应：过敏性皮疹、阿瑟反应。阿瑟反应一般出现在接种后10天左右，局部红肿持续时间长，可用皮质固醇类药物进行全身和局部治疗。过敏性休克：一般在注射疫苗后1小时内发生，反应时注射肾上腺素等抢救措施进行治疗。,【注意事项】,（1）以下情况者慎用：家族和个人有惊厥史者、患慢性疾病者、有癫痫史者、过敏体质
14、者。（2）使用时应充分摇匀，如出现摇不散的凝块、异物、疫苗瓶有裂纹或标签不清者，均不得使用。（3）疫苗瓶开启后应立即使用。（4）应备有肾上腺素等药物，以备偶有发生严重过敏反应时急救用。接受注射者在注射后应在现场观察至少30分钟。（5）注射第1针后出现高热、惊厥等异常情况者，一般不再注射第2针，对于母婴阻断的婴儿，如注射第2、3针应遵照医嘱。（6）严禁冻结。,【用法和用量】具体用法用量请参照国家免疫规 划用疫苗接种方案和药品说明书。,【剂型和规格】剂型规格暂以国家药品管理部门批准的剂型规格为准。【贮存】于2-8避光保存,卡介苗（BCG Vaccine）,【作用与用途】接种本疫苗后，可使机体产生细
15、胞免疫应答。用于预防结核病。【接种对象】出生3个月以内的婴儿或用5单位PPD试验阴性的儿童PPD试验后48-72小时局部硬结在5mm以下者为阴性）。【禁忌症】（1）已知对该疫苗的任何成分过敏者。（2）患急性疾病、严重慢性疾病、慢性疾病的急性发作期和发热者。（3）免疫缺陷、免疫功能低下或正在接受免疫抑制治疗者。（4）患脑病、为控制的癫痫和其他进行性神经系统疾病者。（5）妊娠期妇女。（6）患湿疹或其他皮肤病患者。,【不良反应】,（1）常见不良反应：接种后2周左右，局部可出现红肿浸润，若随后化脓，形成小溃疡，一般8-12周后结痂。一般不需要处理，但要注意局部清洁，防止继发感染。脓疱或浅表溃疡可除1甲
16、紫（龙胆紫），使其干燥结痂，有继发感染者，可在创面撒布消炎药粉，不要自行排脓或揭痂。局部脓肿和溃疡直径超过10mm及长期不愈（大于12周），应及时诊治。淋巴结反应：接种侧腋下淋巴结（少数在锁骨上或对侧腋下淋巴结）可出现轻微肿大，一般不超过10mm，1-2个月后消退。如遇局部淋巴结肿大软化形成脓疱，应及时诊治。接种疫苗后可出现一过性发热反应。其中大多数为轻度发热反应，持续1-2天后可自行缓解，一般不需处理；对于中度发热反应或发热时间超过48小时者，可给予对症处理。,（2）罕见不良反应：严重淋巴结反应：在临床上分为干酪性、脓肿型、窦道型等，接种处附近如腋下、锁骨上下或颈部淋巴结强反应，局部淋巴结肿
17、大软化形成脓疱，应及时诊治。复种时偶见瘢痕疙瘩。（3）极罕见不良反应：骨髓炎。过敏性皮疹和过敏性紫癜。,【注意事项】（1）严禁皮下或肌肉注射。（2）接种卡介苗的注射器应专用，不得用作其他注射，以防止产生化脓反应。（3）以下情况者慎用：家族和个人有惊厥史者，患慢性疾病者、有癫痫史者、过敏体质者、哺乳期妇女。（4）开启疫苗瓶和注射时，切勿使消毒剂接触疫苗。（5）疫苗瓶有裂纹、标签不清或失效者、疫苗复溶后出现浑浊等外观异常者均不得使用。,（6）疫苗开启后应立即使用，如需放置，应置2-8，并于半小时内用完，剩余均应废弃。,（7）应备有肾上腺素等药物，以备偶有发生严重过敏反应时急救用。接受注射者在注射后
18、应在现场观察至少30分钟。（8）注射免疫球蛋白者，应至少间隔1个月以上接种本品，以免影响免疫效果。（9）严禁冻结。（10）使用时应注意避光。【用法和用量】具体用法用量请参照国家免疫规划用疫苗接种方案和药品说明书。【剂型和规格】剂型规格暂以国家药品管理部门批准的剂型规格为准。【贮存】于2-8避光保存,脊髓灰质炎减毒活疫苗 Pol1ornyelitisVaccine,Live,【作用与用途】本疫苗服用后，可刺激机体产生抗脊髓灰质炎病毒免疫力。用于预防脊髓灰质炎。【接种对象】主要为2个月龄以上的儿童。【禁忌证】（1）已知对该疫苗的任何成分，包括辅料及抗生素过敏者。（2）患急性疾病、严重慢性疾病、慢性
19、疾病的急性发作期、发热者。,（3）免疫缺陷、免疫功能低下或正在接受免疫抑 制治疗者。（4）妊娠期妇女。,（5）患未控制的癫痫和其他进行性神经系统疾病者。【不良反应】（1）个别人有轻度发热、恶心、呕吐、腹泻和皮疹。一般不需特殊处理，必要时可对症治疗。（2）极罕见口服后引起脊髓灰质炎疫苗相关病例（VAPP）。,是用于临床疾病治疗的生物制品。主要有免疫血清、血液制品、重组细胞因子制品、抗体药物、重组激素药物、核酸药物等。,2、治疗类生物制品,血液制品是指各种人血浆蛋白制品，包括人血白蛋白、人胎盘血白蛋白、静脉注射用人免疫球蛋白、肌注人免疫球蛋白、组织胺人免疫球蛋白、特异性免疫球蛋白、乙型肝炎、狂犬病
20、、破伤风免疫球蛋白、人凝血因子、抗人淋巴细胞免疫球蛋白等。血液制品的原料是血浆。人血浆中有92%-93%是水，仅有7%-8%是蛋白质，血液制品就是从这部分蛋白质分离提纯制成的。,重组激素药物举例：注射用重组人生长激素（用于因内源性生长激素缺乏所引起的儿童生长缓慢；用于重度烧伤治疗；用于已明确的下丘脑-垂体疾病所致的生长激素缺乏症和经两种不同的生长激素刺激试验确诊的生长激素显著缺乏）。,核酸类生物制品举例：三磷酸腺苷二钠片（用于进行性肌萎缩、脑出血后遗症、心功能不全、心肌疾患及肝炎等的辅助治疗。）,用于检测各种疾病或机体功能的各种诊断试剂统称为诊断制品。利用生物技术开发的多种诊断试剂，是的人们对
21、多种疾病的诊断更为快速、便捷、准确,3、诊断用生物制品,用于诊断的生物制品可分以下几类：体内试验诊断制剂类。常用的有布鲁斯氏菌素、结核菌素和锡克试验毒素（白喉）三种，皮内注射0.1ml,观察反应，判断是否患过相应疾病或免疫接种成功否。一般传染病的诊断制剂类。包括各种诊断菌液、病毒液和诊断血清。,诊断肿瘤用制剂。如甲胎蛋白血清、癌胚抗原诊断试剂盒等。测定免疫水平的诊断制剂。测定人体内所含的五种免疫球蛋白(IgG、IgA、IgM、IgD、IgE),以Ig单价诊断血清与患者血清作定量测定，用于疾病诊断、治疗以及机体免疫功能的测定，亦是临床诊断某些疾病的重要指标。激素用诊断制剂。如妊娠诊断制剂。,第二
22、章 生物制品的制备,第一节、一般生物制品的制备方法第二节、各类生物制品的分离纯化方法第三节、基因工程制品的制备,第一节 一般生物制品的制备方法,生物制品的制造主要包括以下工艺过程：,1.生物材料的选取与预处理2.从生物材料中提取有效活性物质3.有效成分的分离和纯化4.后处理及制剂,一、生物材料的选取与预处理,1.生物材料的选取：选取时需考虑其来源、价格、目的物的含量、杂质的种类、含量和性质等。具体选择原则是：1）根据目的物的分布应选择富含有效成分的生物品种，如制备催乳素，应选择哺乳动物，而不是鱼类。2）选择合适的组织器官，如制备胃蛋白酶要选择胃做原料，而不是骨头。,3）选择生物适宜的生长期，生
23、物的生长期对生理活性物质的含量影响很大。如凝乳酶只能以哺乳期小牛、仔羊的胃为原料，成年的牛羊就不适用。,4）应考虑到杂质的性质，应避免选择杂质的性质与有效成分相似的生物材料，以避免分离纯化时杂质带来的干扰。如胰脏含有磷酸单酯酶和磷酸二酯酶，二者很难分开，所以很少选胰脏作为提取磷酸单酯酶的原料，而是选用前列腺为提取材料，应为它不含磷酸二酯酶。,2.生物材料的采集与保存 生物活性物质易失活，易降解，采集时必须保持材料的新鲜。防止腐败、变质和微生物污染。如胰脏、脾脏采摘后要立即速冻，防止有效成分活力丧失。胆汁不可在空气中久置，以防止胆红素氧化。,二、生物活性物质的提取,1、生物组织与细胞的破碎,生物
24、制品大部分存在于生物组织或细胞中，因此，要分离或提取这些产物或者提高提取率，把生物组织或细胞破碎就显得十分的重要。破碎细胞是为了破坏细胞壁或细胞膜，使细胞内容物有效的释放出来，获得有效的提取。,具体使细胞破碎的方法有：1)高压匀浆法2)反复冻融法3)超声振荡破碎法4)酶溶破碎法5)高速珠磨法6)化学渗透法7)压力法,1）高压匀浆法,属于机械破碎法，所用的设备是高压匀浆器。破碎原理是：在高压下将匀浆液以高速喷射到静止的环上，再流出，再转到常压下。经过这样高压与常压的反复将细胞破碎。此法的优点是：可大规模处理匀浆；缺点是工作中会使液体升温，造成一些蛋白的失活。,2)反复冻融法,该法是将细胞放在低温
25、下冷冻，然后在室温中融化，如此反复多次而使细胞壁破裂，其原理主要有两点：一是冷冻使细胞内的疏水键断裂，增加细胞液的溶解度，而使冷冻使细胞内的水结冰膨胀而使细胞壁破裂。优点是设备简单操作简便，活性保持好；缺点是耗时，细胞破碎率低。,3)超声振荡破碎法,这种方法是当今应用较多的一种方法。原理是：当声波达到200000HZ以上时，液体会发生非常快速的振动，产生数以万计的小气泡，这些小气泡不断的产生内爆，造成局部的真空，这叫做空穴 效应，这种空穴效应造成细胞内外压强的改变而达到破碎的目的。,4)酶溶破碎法,在提取液中加入特定的能够破坏细胞壁或细胞膜的酶。利用酶促反应将细胞壁或细胞膜分解掉或破坏它们的结
26、构，使细胞里面的内容物流出来。,为了提高破碎效率，有时可以几种方法同时使用。破碎过程中要选择尽量经济便捷的方法，但是首先应以不破坏有效成分为前提。,2、把破碎的匀浆固液分离,刚破碎完的匀浆中含有有效成分，但是并不能直接使用，因为在匀浆中除了有效成分还还有大量的细胞碎片和颗粒性物质，所以需要对提取液进行固液分离操作，出去细胞碎片等。,固液分离操作可采用的方法很多，常用的有离心法、膜过滤法和萃取法。,三、生物制品的分离、纯化,固液分离后，各种成分均以溶解状态分散在提取液中，除了我们想要的那种成分，其他的成分都属于杂质，所以我们要对这样的混合状态的提取液再进一步分离纯化。,分离纯化是生物制品制备的核心操作，由于生化物质种类繁多，因此分离纯化的方法也千变万化，所以具体的分离纯化方法应该根据目的物的物化性质与生物学性质而定。分离纯化过程中，常用分级沉淀、超滤、电泳、色谱层析等技术。具体的各成分的分离纯化方法将在接下来的第二节中为大家重点讲到。,
