,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第八章 生物技术与医疗,教学目的和要求：了解掌握生物技术在疫苗、病病诊断、生物制药、基因治疗、人类基因组计划等方面的主要技术及应用进展。,第八章 生物技术与医疗教学目的和要求：了解掌握生物,1,教学重点和难点：生物技术在疫苗、病病诊断、生物制药、基因治疗、人类基因组计划等主要技术。,教学方法与手段：课堂教学与自学相结合,计划学时：2学时,教学重点和难点：生物技术在疫苗、病病诊断、生物制药、基因治疗,2,第一节 生物技术与疫苗,第二节 生物技术与疾病诊断,第三节 生物技术与生物制药,第四节 基因治疗,第五节 人类基因组计划,第一节 生物技术与疫苗,3,第一节 生物技术与疫苗,第一节 生物技术与疫苗,4,一、疫苗简介,1、疫苗的发展中的重要事件,天花病毒疫苗（人痘法、牛痘法）,狂犬病疫苗,基因工程疫苗,2、疫苗作用机制,：疫苗可以在接受者体内建立起对入侵物质感染的免疫抗性，从而保护疫苗接受者免受疾病的侵染。,一、疫苗简介1、疫苗的发展中的重要事件,5,人体免疫系统工作机制,人体免疫系统工作机制,6,二、传统的疫苗,2、种类,活疫苗,死疫苗,1、疫苗：灭活的和减毒的致病物质，即被灭活或降低其毒性，但仍具有免疫反应能力的病原物。,二、传统的疫苗2、种类1、疫苗：灭活的和减毒的致病物质，即被,7,3、传统疫苗的局限性,有些致病物无法人工培养；,动物病毒需要动物细胞中培养，速度慢和产量低，成本高；,需对操作人员采取保护措施；,疫苗未充分减毒，可能使疾病大范围流行；,减毒株系可能会突变成强毒株系,有些疾病用疫苗治疗效果甚微；,现行疫苗有效期较短,。,3、传统疫苗的局限性有些致病物无法人工培养；,8,三、基因工程疫苗,基因工程疫苗指的是用基因工程的方法，表达出病原物的一段基因序列，将表达产物（多数是无毒性、无感染能力、但具有较强的免疫原性）用做疫苗。,三、基因工程疫苗基因工程疫苗指的是用基因工程的方法，表达出病,9,四、亚基疫苗,亚基疫苗：利用病原物的某一部分制得的疫苗。,四、亚基疫苗亚基疫苗：利用病原物的某一部分制得的疫苗。,10,五、肽疫苗,肽疫苗：用类似抗原决定簇的小肽制得基因工程疫苗。,病毒粒体外表面可以与抗体结合的肽段有免疫原性，而其它无关的部分就不具免疫原性。,五、肽疫苗肽疫苗：用类似抗原决定簇的小肽制得基因工程疫苗。,11,六、DNA免疫,DNA免疫（基因免疫或核酸免疫）：外源DNA可引起特异性免疫反应。,DNA免疫对防治一些变异较大，难以用传统疫苗防治的病原有良好的应用前景。,六、DNA免疫DNA免疫（基因免疫或核酸免疫）：外源DNA可,12,七、活体重组疫苗,1、定义：用基因工程的方法对细菌和病毒进行改造。,2、种类,非致病性微生物，通过基因工程使之携带并表达某病原物的抗原决定簇基因，产生免疫原性；,致病微生物，通过基因工程的方法修饰或去掉毒性基因后仍保持免疫原性。,七、活体重组疫苗1、定义：用基因工程的方法对细菌和病毒进行改,13,第二节 生物技术与疾病诊断,疾病的诊断：依据病史、症状、体征和各种辅助检查，如血液学、病理学、免疫学、微生物学、寄生虫学乃至物理学检查等。,具有其各自的局限性，未能被及时准确地诊断，从而延误了治疗良机。,第二节 生物技术与疾病诊断疾病的诊断：依据病史、症状、体征和,14,分子诊断：从分子水平完成DNA、RNA或蛋白质检测，从而对疾病作出诊断的方法。,分类:基因诊断、肿瘤标志物检测。,分子诊断：从分子水平完成DNA、RNA或蛋白质检测，从而对疾,15,一、基因诊断,基因诊断：用分子生物学的理论和技术，通过直接探查基因的存在状态或缺陷，从基因结构、定位、复制、转录或翻译水平分析基因的功能，从而对人体状态与疾病作出诊断的方法。,检测的目标分子：DNA或RNA。,一、基因诊断,16,主要技术：,核酸分子杂交,聚合酶链反应,生物芯片技术,主要技术：,17,二、肿瘤标志物检测,肿瘤标志物：指肿瘤细胞和组织由于相关基因或异常结构的相关基因的表达所产生的蛋白质和生物活性物质。,二、肿瘤标志物检测,18,测定方法,生物化学技术,免疫组化技术,单克隆抗体技术,测定方法,19,第三节 生物技术与生物制药,生物技术药物：应用DNA重组技术生产的蛋白、多肽、酶、激素、疫苗、细胞生长因子及单克隆抗体等，主要产品类型为疾病治疗剂、诊断试剂、预防药物与兽用治疗剂。,生物技术药物的原始材料：细胞及其组成分子。,发展迅速。,第三节 生物技术与生物制药生物技术药物：应用DNA重组技术生,20,实例,1、肿瘤,如应用基因工程,抗体抑制肿瘤,应用,导向IL-2受体的融合毒素,治疗CTCL肿瘤，应用,基因治疗法,治疗肿瘤,基质金属蛋白酶抑制剂,(TNMPs)可抑制肿瘤血管生长，阻止肿瘤生长与转移。,这类抑制剂有,可能成为广谱抗肿瘤治疗剂,，已有3种化合物进入临床试验。,实例1、肿瘤,21,2、神经退化性疾病,老年痴呆症、帕金森氏病、脑中风及脊椎外伤的生物技术药物治疗。,胰岛素生长因子,rhIGF-1已进入期临床。,神经生长因子,(NGF)和BDNF(,脑源神经营养因子,)用于治疗末稍神经炎，肌萎缩硬化症，均已进入期临床。,溶栓活性酶,(Activase重组tPA)用于中风患者治疗，可以消除症状30%。,2、神经退化性疾病,22,10大热门生物,制药,技术,新生技术,功能抗原,发展领域,糖类治疗剂,新生技术,药物设计与人工智能,发展领域,基因治疗,新生技术,抗体酶,发展领域,蛋白质工程,新生技术,核糖酶,发展领域,药学基因组科学,新生技术,前导物综合鉴定技术,成熟领域,组合化学,新颖性,技术,新颖性,技术,10大热门生物制药技术新生技术功能抗原发展领域糖类治疗剂新生,23,表2,正在研究开发的生物技术药物类型,284,总数,6,反义药物,56,其他,6,重组可溶性受体,1,SOD,10,生长因子,2,促红细胞生成素,10,干扰素,3,集落细胞刺激因子,11,细胞白介素,3,凝血因子,28,基因治疗,4,组织纤溶酶原激活剂,62,疫苗,5,人生长激素,78,单克隆抗体,开发药物品种,领域,开发药物品种,领域,表2正在研究开发的生物技术药物类型 284总数6反义,24,第四节 基因治疗,第四节 基因治疗,25,1、概念,：,向靶细胞或组织中引入外源基因DNA或RNA片段，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。,2、基因治疗的基本思想：通过使变异基因和异常表达的基因变为正常的基因和正常表达基因，从根本上治疗遗传疾病。,1、概念：向靶细胞或组织中引入外源基因DNA或RNA片段，以,26,3、基因治疗临床应用必须经过细致审查,体外实验、动物实验,临床研究,安全性、有效性、免疫学评价,基因治疗管理,人体细胞基因治疗方案考虑要点及管理条例,人体细胞治疗及基因治疗临床研究质控要点,中国基因治疗研究,成纤维细胞基因治疗血友病B,3、基因治疗临床应用必须经过细致审查,27,基因治疗中的基因转移载体,反转录病毒载体,重组DNA病毒载体,腺病毒载体,腺病毒相关病毒载体,重组痘苗病毒载体,单纯疱疹病毒载体,染色体外自主复制载体,基因治疗中的基因转移载体 反转录病毒载体,28,外源基因导入方法,生物学方法,DNA介导基因转移方法,染色体介导的基因转移方法,物理方法,显微注射法,电穿透法,基因枪法,外源基因导入方法生物学方法,29,基因治疗的方式,基因治疗的方法分为两大类：,体细胞疗法,生殖细胞疗法,基因治疗的方式：,体外原位基因治疗；,体内基因治疗,反义基因治疗,基因治疗的方式基因治疗的方法分为两大类：,30,体外原位基因治疗,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；,将经过遗传修正的细胞进行选择培养；,将修正的细胞通过融合或移植的方法转入患者体内。,体外原位基因治疗从患者体内取出带有基因缺陷的细胞并培养；,31,治疗效果影响因素,基因转移技术,转入基因在转化细胞中的稳定存在和表达,基因治疗使用的受体细胞,全能干细胞,T细胞,肝细胞,血管平滑肌,治疗效果影响因素,32,体内基因治疗,概念:将具有治疗的基因直接转入病人的某一特定组织中。,方法：,反转录病毒载体介导,温和病毒载体介导,质粒DNA 介导。,体内基因治疗概念:将具有治疗的基因直接转入病人的某一特定组,33,体内基因治疗：基因治疗的方向,：,更安全,更简单,易控制,但易被降解、转移效率较低、表达水平,体内基因治疗可通过基因的包裹物的不同来实现基因的定向投送。,体内基因治疗：基因治疗的方向：,34,反义疗法,反义RNA,反义RNA通过碱基互补配对，实现基因调节。,反义RNA可在基因复制、转录和翻译上起调节作用，主要在翻译水平上调节。,反义疗法反义RNA,35,反义RNA,反义RNA,mRNA,反义RNA与 mRNA 互补抑制蛋白的翻译,抑制DNA 的复制,抑制RNA的转录,DNA有两条链，其中一条编码mRNA，一条编码反义RNA,mRNA,反义RNA反义RNAmRNA反义RNA与 mRNA 互补抑制,36,反义疗法,引入目的基因的mRNA的反义序列，反义RNA与mRNA配对阻遏蛋白质的合成。,反义疗法对于基因表达异常的疾病较为合适。,反义疗法引入目的基因的mRNA的反义序列，反义RNA与mRN,37,第五节 人类基因组计划,第五节 人类基因组计划,38,