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包 装: 平装国际标准书号ISBN: 9787030487803丛书名: 普通高等医药院校药学类系列规划教材
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生物制品,药物,制造,医学院校,教材
内容简介
《生物制药学》为普通高等医药院校药学类系列规划教材,《生物制药学》共3篇13章:**篇生物制药学总论(第1~3章),第二篇生物工程制药(第4~8章),第三篇生物技术药物(第9~13章)。《生物制药学》紧扣药学类专业本科教育培养目标,以***药学教育纲要为基础,阐述生物制药学的基本理论、基本知识、基本技能,重点阐述生物工程制药的基本概念、基本过程和关键技术,系统地介绍了生物技术药物的概念、分类、特点和临床应用及进展,同时也介绍了国外*前沿的生物制药学领域的新知识和新研究成果,进一步提高了教材水平和质量。《生物制药学》每章除正文外,还包含有学习目标、知识链接、小结、思考题和拓展学习,便于读者学习、思考以及拓展相关知识。
目 录
目录
**篇 生物制药学总论
**章 生物制药概论 1
**节 生物药物的概念 1
第二节 生物药物的特性、分类与用途 2
第三节 生物制药的概念及主要研究内容 10
第四节 生物制药的发展历程和趋势 14
第五节 生物药物的研发策略 21
第二章 生物药物的制备 24
**节 生物药物制备的特点、原理、流程 24
第二节 生物药物的原料获取及预处理 26
第三节 生物药物的分离纯化 30
第四节 生物药物制剂 39
第五节 生物药物制备实例 45
第三章 生物药物的质量控制与安全评价 49
**节 生物技术药物的质量控制 49
第二节 生物技术药物的安全性评价 62
第三节 生物技术药物的药效学和药代动力学研究 70
第四节 生物技术药物的生产质量管理规范 71
第二篇 生物工程制药
第四章 基因工程制药 74
**节 概述 74
第二节 基因工程制药的基本过程和关键技术 76
第三节 基因工程在制药工业中的应用 95
第五章 蛋白质工程制药 100
**节 概述 100
第二节 蛋白质工程制药的基本过程和关键技术 104
第三节 蛋白质工程药物应用实例 118
第六章 细胞工程制药 125
**节 概述 125
第二节 细胞工程制药的基本过程和关键技术 127
第三节 细胞工程在制药工业中的应用 140
第七章 酶工程制药 147
**节 概述 147
第二节 酶工程制药的基本过程和关键技术 149
第三节 酶工程在制药工业中的应用 157
第八章 发酵工程制药 161
**节 概述 161
第二节 发酵工程制药的工艺过程和关键技术 163
第三节 发酵工程在制药工业中的应用 171
第三篇 生物技术药物
第九章 蛋白多肽类药物 178
**节 概述 178
第二节 蛋白多肽类药物的分类及特点 180
第三节 蛋白多肽类药物的临床应用 194
第十章 抗体类药物 205
**节 概述 205
第二节 抗体药物的分类及特点 212
第三节 抗体药物的临床应用 222
第十一章 疫苗 227
**节 概述 227
第二节 疫苗的分类及特点 236
第三节 疫苗的临床应用 243
第十二章 核酸类药物 249
**节 概述 249
第二节 核酸类药物的分类及特点 254
第三节 核酸类药物的临床应用 263
第十三章 细胞治疗学 269
**节 概述 269
第二节 细胞治疗的种类与特点 270
第三节 细胞治疗的临床应用 278
参考文献 285
附录 289
汉英对照索引 291
**篇 生物制药学总论
**章 生物制药概论 1
**节 生物药物的概念 1
第二节 生物药物的特性、分类与用途 2
第三节 生物制药的概念及主要研究内容 10
第四节 生物制药的发展历程和趋势 14
第五节 生物药物的研发策略 21
第二章 生物药物的制备 24
**节 生物药物制备的特点、原理、流程 24
第二节 生物药物的原料获取及预处理 26
第三节 生物药物的分离纯化 30
第四节 生物药物制剂 39
第五节 生物药物制备实例 45
第三章 生物药物的质量控制与安全评价 49
**节 生物技术药物的质量控制 49
第二节 生物技术药物的安全性评价 62
第三节 生物技术药物的药效学和药代动力学研究 70
第四节 生物技术药物的生产质量管理规范 71
第二篇 生物工程制药
第四章 基因工程制药 74
**节 概述 74
第二节 基因工程制药的基本过程和关键技术 76
第三节 基因工程在制药工业中的应用 95
第五章 蛋白质工程制药 100
**节 概述 100
第二节 蛋白质工程制药的基本过程和关键技术 104
第三节 蛋白质工程药物应用实例 118
第六章 细胞工程制药 125
**节 概述 125
第二节 细胞工程制药的基本过程和关键技术 127
第三节 细胞工程在制药工业中的应用 140
第七章 酶工程制药 147
**节 概述 147
第二节 酶工程制药的基本过程和关键技术 149
第三节 酶工程在制药工业中的应用 157
第八章 发酵工程制药 161
**节 概述 161
第二节 发酵工程制药的工艺过程和关键技术 163
第三节 发酵工程在制药工业中的应用 171
第三篇 生物技术药物
第九章 蛋白多肽类药物 178
**节 概述 178
第二节 蛋白多肽类药物的分类及特点 180
第三节 蛋白多肽类药物的临床应用 194
第十章 抗体类药物 205
**节 概述 205
第二节 抗体药物的分类及特点 212
第三节 抗体药物的临床应用 222
第十一章 疫苗 227
**节 概述 227
第二节 疫苗的分类及特点 236
第三节 疫苗的临床应用 243
第十二章 核酸类药物 249
**节 概述 249
第二节 核酸类药物的分类及特点 254
第三节 核酸类药物的临床应用 263
第十三章 细胞治疗学 269
**节 概述 269
第二节 细胞治疗的种类与特点 270
第三节 细胞治疗的临床应用 278
参考文献 285
附录 289
汉英对照索引 291
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**篇 生物制药学总论
**章 生物制药概论
1. 掌握:生物药物的概念、分类和用途,生物制药的概念。
2. 熟悉:生物制药的主要研究内容;生物药物的研发策略。
3. 了解:生物制药的发展历程和趋势。
**节 生物药物的概念
21世纪是生命科学飞速发展的时代,生物技术、生物信息学、合成生物学及系统生物学等诸多生命科学领域所取得的新理论与新技术已广泛应用于新药研发,生物药品在治疗人类疾病方面发挥着越来越突出的作用。
生物药物(biopharmaceuticals)是利用生物体、生物组织、细胞或其成分,综合运用生物学、医学、生物化学、分子生物学、物理化学和药学的原理与方法,生产的一类用于预防、诊断、治疗和康复保健的制品。广义的生物药物包括从动物、植物、微生物等生物体中提取的各种天然生物活性物质及其人工合成或半合成的天然物质类似物,包括应用基因工程、细胞工程、酶工程与发酵工程等生物工程技术生产的药物(图1-1)。
生物药物原料以天然的生物材料为主,包括微生物、植物、动物,其中也包括海洋生物等。随着生物技术的发展,有目的性人工制得的生物原料成为当前生物制药原料的主要来源,如用免疫法制得的动物原料、改变基因制得的微生物或其他细胞原料等。生物药物具有药理活性高、毒副作用小、营养价值高等特点,这是由于生物药物主要是蛋白质、核酸、糖类、脂类等,这些物质的组成单元为氨基酸、核苷酸、单糖、脂肪酸,对人体不仅无害而且还是重要的营养物质。现代生物药物可分为四大类型:①天然生物药物,即来自包括海洋生物在内的动物、植物、微生物的天然产物,包括天然生化药物、微生物药物、海洋药物;②合成与部分合成的生物药物;③基因重组的多肽、蛋白质类治疗剂,即应用重组DNA技术(包括基因工程技术、蛋白质工程技术)制造的重组多肽、蛋白质类药物;④基因药物,即以DNA、RNA为基础研制而成的基因治疗剂、基因疫苗、反义核酸等。
2015年版《中国药典》中生物制品新增品种包括:预防类4种,治疗类10种。例如:重组B亚单位/菌体霍乱疫苗(肠溶胶囊)、A群C群脑膜炎球菌多糖疫苗、ACYW135群脑膜炎球菌多糖疫苗、水痘减毒活疫苗、冻干破伤风抗毒素、静注乙型肝炎人免疫球蛋白、人纤维蛋白黏合剂、注射用重组人白细胞介素-11和注射用鼠神经生长因子等。这充分体现了生物药物在我国医疗领域的应用日益增加、临床作用逐渐增强。
美国食品药品监督管理局(Food and Drug Administration,FDA)出台了文件鼓励生物类似药品的快速发展,降低患者的经济负担,并加强美国生物药物制造商在全球生物制品市场的竞争力,为相关产品在美国获批上市迈出了重要步伐。这些文件科学性强且要求严格,强调“整体数据”的概念,对适应证外推和替换要求以全面、科学的数据作为支持,并制定严格的上市后的安全性监测标准等,其谨慎态度可见一斑。因此至2015年3月7日,美国生物类似药的审批才实现零的突破,即山德士公司的生物类似药Zarxio获FDA批准上市。该药按照简化后的生物类似药程序进行审批,并且外推至了原研药物“非格司亭”(Filgrastim)的全部5个全部适应证,被业内称为具有“里程碑意义”的事件。
第二节 生物药物的特性、分类与用途
一、生物药物的特性
(一)药理学特性
1. 治疗针对性强 生物药物发挥治疗作用的生理、生化机制合理,疗效可靠,如细胞色素c为呼吸链的一个重要成员,用它治疗组织缺氧而引起的一系列疾病效果显著。
2. 药理活性高 部分生物药物是体内原先存在的生理活性物质,以生物分离纯化工程技术从大量生物材料精制而成,因此具有高效的药理活性。例如,注射用的纯ATP可以直接供给机体能量。
3. 毒副作用小、营养价值高 生物药物的组成单元多为人体维持正常代谢与调节的原料,如氨基酸、核苷酸、糖类、脂类及微量元素和维生素等,因此其化学组成更接近人体的正常生理物质,进入体内后更易为机体吸收、利用和参与人体的正常代谢与调节,所以生物技术药物对人体的毒副作用一般较少,而且还具有一定的营养作用。
4. 免疫性副作用时有发生 生物药物由生物原料制得,因为生物体之间的种属差异或同种生物体之间的个体差异,尤其是大分子蛋白类药物的差异更为突出,在临床使用时这种差异常会表现为免疫原性反应和变态反应等。另外,生物技术药物在机体内的原有生理活性一般受到机体的调控平衡,当用这些活性物质作为治疗药物时,常常使用大大超过正常生理浓度的剂量,致使其超过了体内的生理平衡调节以致发生副作用,如注射高剂量?-干扰素,常会引起发热症状等。
(二)理化特性与生物学特性
1. 原料中的有效物质含量低 生物材料中的有效物质含量低,杂质种类多和含量较高。例如,激素、酶在体内含量极低,如血液中生长激素,人体内的含量不超过20?g/L。
2. 稳定性差 生物药物的分子结构中具有特定的活性部位,该部位有严格的空间结构,一旦结构破坏,生物活性也就随之消失。很多理化因素均可使生物药物失活。生物药物对热、酸、碱、重金属及pH变化和各种理化因素都较敏感,生物材料又易被微生物的活动所分解或被自身的代谢酶所破坏,甚至机械搅拌、压片机冲头的压力、金属器械、空气、日光等对生物活性都会发生影响。
3. 易染菌、腐败 生物原料及产品均为高营养物质,极易染菌腐败使有效物质分解破坏,产生有毒物质、热原或致敏物质和降压物质等,因此生物材料的选择要新鲜无污染,及时低温冻存。为了保证全部制品的质量,必须有严格的制造管理要求,即GMP(good manufacturing practice)质量管理规范,并对制品的贮存条件、有效期和使用方法做出明确规定,如生物操作过程,对于低温、无菌操作要求严格,从原料制造、制剂过程、贮存、运输和使用等多个环节严加控制。
4. 剂型及给药途径有特殊要求 生物药物易受消化道的酸碱环境和水解酶的破坏,常常以注射给药,因此对制剂的均一性、安全性、稳定性、有效性都有严格要求。除按一般药物制剂的质控要求外,常附有其他检测项目,如安全性检查,热原检测与过敏试验,降压物质检测,免疫毒性试验,残留DNA检测和宿主蛋白检测等。为保证制品的质量,必须遵守严格的GMP质量管理要求,并对制品的有效期、贮存期、贮存条件和使用方法做出明确规定。
(三)检验上的特殊性
生物药物具有特殊的生理功能和严格的构效关系,因此生物药物不仅要有理化检验指标,更要有生物活性检验指标,尤其对有效成分的检测,除应用一般化学方法外,更应根据制品的特异生理效应或专一生化反应拟定其生物活性检测方法。通常采用一个国际上认可的标准品作为测试时的参考标准,这种标准品在国际上有统一规定的制法和规格,依照规定的制法和规格,就可以复制成相应的副品,供有关生产单位使用。
二、生物药物的分类
生物药物的分类方法大致分为三种:按药物的化学本质和化学特性分类,按药物的生理功能和临床用途分类,按药物的来源和制造方法分类。
(一)按药物的化学本质和化学特性分类
1. 氨基酸及其衍生物类药物 这类药物包括天然的氨基酸和氨基酸混合物,以及氨基酸衍生物,如N-乙酰半胱氨酸、L-二羟基苯丙氨酸等。全世界的氨基酸每年的总产量已逾百万吨,年产值达数十亿美元。氨基酸类药物还可分为单种氨基酸制剂和复方氨基酸制剂两类。例如蛋氨酸可防治肝炎、肝坏死和脂肪肝,谷氨酸可用于防治肝性脑病、神经衰弱和癫痫;复方氨基酸可以制成血浆代用品或给患者提供营养等。
2. 多肽和蛋白质类药物 多肽和蛋白质的化学本质相同,但是分子质量有差异。活性多肽是由多种氨基酸按一定顺序连接起来的多肽链化合物,分子质量一般较小,多数无特定的空间构象。但研究发现,某些多肽也有一定构象,只是其构象的稳定性远不如蛋白质,其特点是构象的浮动性很大,有时甚至在几种构象中进行摆动或在发挥某种生物功能时才出现某种构象。多肽类药物有缩宫素、胰高血糖素等。蛋白质类药物有单纯蛋白质与结合蛋白类(包括糖蛋白、脂蛋白、色蛋白等)。蛋白质类药物包括血清白蛋白、丙种球蛋白、胰岛素等。
3. 酶与辅酶类药物 多种酶的辅酶或辅基成分具有医疗价值。酶类药物按功能可分为:消化酶类,如胃蛋白酶、胰酶、凝乳酶、胰蛋白酶、胰淀粉酶和麦芽淀粉酶等;消炎酶类,溶菌酶、胰蛋白酶、糜蛋白酶、胰DNA酶、菠萝蛋白酶和无花果蛋白酶等;心血管疾病治疗酶,如激肽释放酶扩张血管降血压、弹性蛋白酶能降低血脂,用于防治动脉粥样硬化;抗肿瘤酶类,如L-天冬酰胺酶用于治疗淋巴肉毒和白血病;辅酶类药物,广泛用于肝病和冠心病的治疗;其他酶类,如超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)用于治疗类风湿关节炎和放射病,PEG——腺苷脱氨酶用于治疗严重的联合免疫缺陷症。此外,还有RNA酶、DNA酶、青霉素酶、玻璃酸酶、抑肽酶等。
4. 核酸类药物 包括核酸类、多聚核苷酸和核苷类、核苷酸及其衍生物类等。免疫RNA(immune RNA,iRNA)是一种高度特异性的免疫触发剂,可用于肿瘤的免疫治疗;DNA可用于治疗精神迟缓、虚弱和抗辐射;RNA用于慢性肝炎、肝硬化和肝癌的辅助治疗;多聚核苷酸是干扰素(INF)的诱导剂。经人工化学修饰的核苷酸、核苷或其碱基衍生物是有效的核酸抗代谢物,常用于治疗肿瘤和病毒感染,如5-氟尿嘧啶、6-巯基嘌呤等。
5. 糖类药物 多糖类药物的来源包括海洋生物在内的动物、植物和微生物。它们在抗凝血、降血脂、抗病毒、抗肿瘤、增强免疫功能和抗衰老方面具有较强的药理作用。例如,肝素具有很强的抗凝作用,小分子肝素具有降血脂、防治冠心病的作用;硫酸软骨素A、类肝素在降血脂和防治冠心病方面有一定疗效。中药提取物中也有很多多糖物质,茯苓多糖、云芝多糖、银耳多糖和胎盘脂多糖等均在临床上应用。
6. 脂类药物 是一些具有重要生化、生理、药理效应的脂类化合物,有较好的预防和治疗疾病的效果。这类药物主要有脂肪和脂肪酸类、磷脂类、胆酸类、色素类、固醇类、卟啉类等。例如,鹅去氧胆酸及熊去氧胆酸、二十二碳六烯酸(docosahexaenoic acid,DHA)、二十碳五烯酸(eicosapentaenoic acid,EPA)、人工牛黄等。
7. 细胞生长因子 是在体内细胞分泌对人类或动物的生长有调节作用,并在靶细胞上具有特异受体的一类生物活性因子。已发现的细胞生长因子均为多肽或蛋白质,如干扰素、白细胞介素、肿瘤坏死因子、集落刺激因子等。
8. 医学生物制品类 从微生物、原虫、动物和人体材料直接制备或利用现代生物技术、化学方法制成作为预防、诊断、治疗特定传染病或其他疾病的制剂。生物制品分为预防用制品、治疗用制品和诊断用制品。预防用制品可分为疫苗(如乙肝疫苗、流感疫苗、乙型脑炎疫苗、狂犬疫苗、痘苗、斑疹伤寒疫苗等)和类毒素(如白喉类毒素、破伤风类毒素)。治疗用制品有特异性治疗用品与非特异性治疗用品。诊断用制品主要指免疫诊断用品,如结核菌素、锡克试验毒素及多种诊断用单克隆抗体等。
随着生物科学的迅速发展,生物制品在品种上从原来的疫苗发展到菌苗和类毒素等,性质上从减毒活苗发展到灭活疫苗和死菌苗,并由自动免疫制剂发展到抗毒素等被动免疫制剂,用途上从预防制剂发展到治疗和诊断制剂。得益于基因工程的发展,生物制品也不再只限于来自天然材料加工而成的产品,也可来自人工合成的活性物质。
(二)按生理功能和临床用途分类
生物药物广泛用做医疗用品,在医学、预防医学、保健医学等领域都发挥着重要作用。按用途分类,大致可分为四大类。
1. 治疗药物 生物药物对许多常见病、多发病有着很好的疗效,如肿瘤、艾滋病、心脑血管疾病、免疫性疾病、内分泌障碍等。生物药物的治疗效果是其他药物不可比拟的,因此,治疗疾病是生物药物的主要功能。
2. 预防药物 许多疾病,尤其是传染性疾病,如天花、麻疹、百日咳等,预防比治疗更为重要。常见的预防药物有疫苗、类毒素等。预防为主是我国医疗卫生工作的一项重要方针。生物药物在预防疾病方面
**章 生物制药概论
1. 掌握:生物药物的概念、分类和用途,生物制药的概念。
2. 熟悉:生物制药的主要研究内容;生物药物的研发策略。
3. 了解:生物制药的发展历程和趋势。
**节 生物药物的概念
21世纪是生命科学飞速发展的时代,生物技术、生物信息学、合成生物学及系统生物学等诸多生命科学领域所取得的新理论与新技术已广泛应用于新药研发,生物药品在治疗人类疾病方面发挥着越来越突出的作用。
生物药物(biopharmaceuticals)是利用生物体、生物组织、细胞或其成分,综合运用生物学、医学、生物化学、分子生物学、物理化学和药学的原理与方法,生产的一类用于预防、诊断、治疗和康复保健的制品。广义的生物药物包括从动物、植物、微生物等生物体中提取的各种天然生物活性物质及其人工合成或半合成的天然物质类似物,包括应用基因工程、细胞工程、酶工程与发酵工程等生物工程技术生产的药物(图1-1)。
生物药物原料以天然的生物材料为主,包括微生物、植物、动物,其中也包括海洋生物等。随着生物技术的发展,有目的性人工制得的生物原料成为当前生物制药原料的主要来源,如用免疫法制得的动物原料、改变基因制得的微生物或其他细胞原料等。生物药物具有药理活性高、毒副作用小、营养价值高等特点,这是由于生物药物主要是蛋白质、核酸、糖类、脂类等,这些物质的组成单元为氨基酸、核苷酸、单糖、脂肪酸,对人体不仅无害而且还是重要的营养物质。现代生物药物可分为四大类型:①天然生物药物,即来自包括海洋生物在内的动物、植物、微生物的天然产物,包括天然生化药物、微生物药物、海洋药物;②合成与部分合成的生物药物;③基因重组的多肽、蛋白质类治疗剂,即应用重组DNA技术(包括基因工程技术、蛋白质工程技术)制造的重组多肽、蛋白质类药物;④基因药物,即以DNA、RNA为基础研制而成的基因治疗剂、基因疫苗、反义核酸等。
2015年版《中国药典》中生物制品新增品种包括:预防类4种,治疗类10种。例如:重组B亚单位/菌体霍乱疫苗(肠溶胶囊)、A群C群脑膜炎球菌多糖疫苗、ACYW135群脑膜炎球菌多糖疫苗、水痘减毒活疫苗、冻干破伤风抗毒素、静注乙型肝炎人免疫球蛋白、人纤维蛋白黏合剂、注射用重组人白细胞介素-11和注射用鼠神经生长因子等。这充分体现了生物药物在我国医疗领域的应用日益增加、临床作用逐渐增强。
美国食品药品监督管理局(Food and Drug Administration,FDA)出台了文件鼓励生物类似药品的快速发展,降低患者的经济负担,并加强美国生物药物制造商在全球生物制品市场的竞争力,为相关产品在美国获批上市迈出了重要步伐。这些文件科学性强且要求严格,强调“整体数据”的概念,对适应证外推和替换要求以全面、科学的数据作为支持,并制定严格的上市后的安全性监测标准等,其谨慎态度可见一斑。因此至2015年3月7日,美国生物类似药的审批才实现零的突破,即山德士公司的生物类似药Zarxio获FDA批准上市。该药按照简化后的生物类似药程序进行审批,并且外推至了原研药物“非格司亭”(Filgrastim)的全部5个全部适应证,被业内称为具有“里程碑意义”的事件。
第二节 生物药物的特性、分类与用途
一、生物药物的特性
(一)药理学特性
1. 治疗针对性强 生物药物发挥治疗作用的生理、生化机制合理,疗效可靠,如细胞色素c为呼吸链的一个重要成员,用它治疗组织缺氧而引起的一系列疾病效果显著。
2. 药理活性高 部分生物药物是体内原先存在的生理活性物质,以生物分离纯化工程技术从大量生物材料精制而成,因此具有高效的药理活性。例如,注射用的纯ATP可以直接供给机体能量。
3. 毒副作用小、营养价值高 生物药物的组成单元多为人体维持正常代谢与调节的原料,如氨基酸、核苷酸、糖类、脂类及微量元素和维生素等,因此其化学组成更接近人体的正常生理物质,进入体内后更易为机体吸收、利用和参与人体的正常代谢与调节,所以生物技术药物对人体的毒副作用一般较少,而且还具有一定的营养作用。
4. 免疫性副作用时有发生 生物药物由生物原料制得,因为生物体之间的种属差异或同种生物体之间的个体差异,尤其是大分子蛋白类药物的差异更为突出,在临床使用时这种差异常会表现为免疫原性反应和变态反应等。另外,生物技术药物在机体内的原有生理活性一般受到机体的调控平衡,当用这些活性物质作为治疗药物时,常常使用大大超过正常生理浓度的剂量,致使其超过了体内的生理平衡调节以致发生副作用,如注射高剂量?-干扰素,常会引起发热症状等。
(二)理化特性与生物学特性
1. 原料中的有效物质含量低 生物材料中的有效物质含量低,杂质种类多和含量较高。例如,激素、酶在体内含量极低,如血液中生长激素,人体内的含量不超过20?g/L。
2. 稳定性差 生物药物的分子结构中具有特定的活性部位,该部位有严格的空间结构,一旦结构破坏,生物活性也就随之消失。很多理化因素均可使生物药物失活。生物药物对热、酸、碱、重金属及pH变化和各种理化因素都较敏感,生物材料又易被微生物的活动所分解或被自身的代谢酶所破坏,甚至机械搅拌、压片机冲头的压力、金属器械、空气、日光等对生物活性都会发生影响。
3. 易染菌、腐败 生物原料及产品均为高营养物质,极易染菌腐败使有效物质分解破坏,产生有毒物质、热原或致敏物质和降压物质等,因此生物材料的选择要新鲜无污染,及时低温冻存。为了保证全部制品的质量,必须有严格的制造管理要求,即GMP(good manufacturing practice)质量管理规范,并对制品的贮存条件、有效期和使用方法做出明确规定,如生物操作过程,对于低温、无菌操作要求严格,从原料制造、制剂过程、贮存、运输和使用等多个环节严加控制。
4. 剂型及给药途径有特殊要求 生物药物易受消化道的酸碱环境和水解酶的破坏,常常以注射给药,因此对制剂的均一性、安全性、稳定性、有效性都有严格要求。除按一般药物制剂的质控要求外,常附有其他检测项目,如安全性检查,热原检测与过敏试验,降压物质检测,免疫毒性试验,残留DNA检测和宿主蛋白检测等。为保证制品的质量,必须遵守严格的GMP质量管理要求,并对制品的有效期、贮存期、贮存条件和使用方法做出明确规定。
(三)检验上的特殊性
生物药物具有特殊的生理功能和严格的构效关系,因此生物药物不仅要有理化检验指标,更要有生物活性检验指标,尤其对有效成分的检测,除应用一般化学方法外,更应根据制品的特异生理效应或专一生化反应拟定其生物活性检测方法。通常采用一个国际上认可的标准品作为测试时的参考标准,这种标准品在国际上有统一规定的制法和规格,依照规定的制法和规格,就可以复制成相应的副品,供有关生产单位使用。
二、生物药物的分类
生物药物的分类方法大致分为三种:按药物的化学本质和化学特性分类,按药物的生理功能和临床用途分类,按药物的来源和制造方法分类。
(一)按药物的化学本质和化学特性分类
1. 氨基酸及其衍生物类药物 这类药物包括天然的氨基酸和氨基酸混合物,以及氨基酸衍生物,如N-乙酰半胱氨酸、L-二羟基苯丙氨酸等。全世界的氨基酸每年的总产量已逾百万吨,年产值达数十亿美元。氨基酸类药物还可分为单种氨基酸制剂和复方氨基酸制剂两类。例如蛋氨酸可防治肝炎、肝坏死和脂肪肝,谷氨酸可用于防治肝性脑病、神经衰弱和癫痫;复方氨基酸可以制成血浆代用品或给患者提供营养等。
2. 多肽和蛋白质类药物 多肽和蛋白质的化学本质相同,但是分子质量有差异。活性多肽是由多种氨基酸按一定顺序连接起来的多肽链化合物,分子质量一般较小,多数无特定的空间构象。但研究发现,某些多肽也有一定构象,只是其构象的稳定性远不如蛋白质,其特点是构象的浮动性很大,有时甚至在几种构象中进行摆动或在发挥某种生物功能时才出现某种构象。多肽类药物有缩宫素、胰高血糖素等。蛋白质类药物有单纯蛋白质与结合蛋白类(包括糖蛋白、脂蛋白、色蛋白等)。蛋白质类药物包括血清白蛋白、丙种球蛋白、胰岛素等。
3. 酶与辅酶类药物 多种酶的辅酶或辅基成分具有医疗价值。酶类药物按功能可分为:消化酶类,如胃蛋白酶、胰酶、凝乳酶、胰蛋白酶、胰淀粉酶和麦芽淀粉酶等;消炎酶类,溶菌酶、胰蛋白酶、糜蛋白酶、胰DNA酶、菠萝蛋白酶和无花果蛋白酶等;心血管疾病治疗酶,如激肽释放酶扩张血管降血压、弹性蛋白酶能降低血脂,用于防治动脉粥样硬化;抗肿瘤酶类,如L-天冬酰胺酶用于治疗淋巴肉毒和白血病;辅酶类药物,广泛用于肝病和冠心病的治疗;其他酶类,如超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)用于治疗类风湿关节炎和放射病,PEG——腺苷脱氨酶用于治疗严重的联合免疫缺陷症。此外,还有RNA酶、DNA酶、青霉素酶、玻璃酸酶、抑肽酶等。
4. 核酸类药物 包括核酸类、多聚核苷酸和核苷类、核苷酸及其衍生物类等。免疫RNA(immune RNA,iRNA)是一种高度特异性的免疫触发剂,可用于肿瘤的免疫治疗;DNA可用于治疗精神迟缓、虚弱和抗辐射;RNA用于慢性肝炎、肝硬化和肝癌的辅助治疗;多聚核苷酸是干扰素(INF)的诱导剂。经人工化学修饰的核苷酸、核苷或其碱基衍生物是有效的核酸抗代谢物,常用于治疗肿瘤和病毒感染,如5-氟尿嘧啶、6-巯基嘌呤等。
5. 糖类药物 多糖类药物的来源包括海洋生物在内的动物、植物和微生物。它们在抗凝血、降血脂、抗病毒、抗肿瘤、增强免疫功能和抗衰老方面具有较强的药理作用。例如,肝素具有很强的抗凝作用,小分子肝素具有降血脂、防治冠心病的作用;硫酸软骨素A、类肝素在降血脂和防治冠心病方面有一定疗效。中药提取物中也有很多多糖物质,茯苓多糖、云芝多糖、银耳多糖和胎盘脂多糖等均在临床上应用。
6. 脂类药物 是一些具有重要生化、生理、药理效应的脂类化合物,有较好的预防和治疗疾病的效果。这类药物主要有脂肪和脂肪酸类、磷脂类、胆酸类、色素类、固醇类、卟啉类等。例如,鹅去氧胆酸及熊去氧胆酸、二十二碳六烯酸(docosahexaenoic acid,DHA)、二十碳五烯酸(eicosapentaenoic acid,EPA)、人工牛黄等。
7. 细胞生长因子 是在体内细胞分泌对人类或动物的生长有调节作用,并在靶细胞上具有特异受体的一类生物活性因子。已发现的细胞生长因子均为多肽或蛋白质,如干扰素、白细胞介素、肿瘤坏死因子、集落刺激因子等。
8. 医学生物制品类 从微生物、原虫、动物和人体材料直接制备或利用现代生物技术、化学方法制成作为预防、诊断、治疗特定传染病或其他疾病的制剂。生物制品分为预防用制品、治疗用制品和诊断用制品。预防用制品可分为疫苗(如乙肝疫苗、流感疫苗、乙型脑炎疫苗、狂犬疫苗、痘苗、斑疹伤寒疫苗等)和类毒素(如白喉类毒素、破伤风类毒素)。治疗用制品有特异性治疗用品与非特异性治疗用品。诊断用制品主要指免疫诊断用品,如结核菌素、锡克试验毒素及多种诊断用单克隆抗体等。
随着生物科学的迅速发展,生物制品在品种上从原来的疫苗发展到菌苗和类毒素等,性质上从减毒活苗发展到灭活疫苗和死菌苗,并由自动免疫制剂发展到抗毒素等被动免疫制剂,用途上从预防制剂发展到治疗和诊断制剂。得益于基因工程的发展,生物制品也不再只限于来自天然材料加工而成的产品,也可来自人工合成的活性物质。
(二)按生理功能和临床用途分类
生物药物广泛用做医疗用品,在医学、预防医学、保健医学等领域都发挥着重要作用。按用途分类,大致可分为四大类。
1. 治疗药物 生物药物对许多常见病、多发病有着很好的疗效,如肿瘤、艾滋病、心脑血管疾病、免疫性疾病、内分泌障碍等。生物药物的治疗效果是其他药物不可比拟的,因此,治疗疾病是生物药物的主要功能。
2. 预防药物 许多疾病,尤其是传染性疾病,如天花、麻疹、百日咳等,预防比治疗更为重要。常见的预防药物有疫苗、类毒素等。预防为主是我国医疗卫生工作的一项重要方针。生物药物在预防疾病方面
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