基因工程在生物制药领域的应用探讨
洪恕
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洪恕,. 基因工程在生物制药领域的应用探讨[J]. 生物学报,20222. DOI:10.12721/ccn.2022.157017.
摘要: 基因工程在当今社会发展中极为常见,其在生物制药领域更是发挥出无与伦比的作用,为生制药工程的稳定发展注入了新的动力。本文先分析了生物工程领域常见的基因操作技术,详细分析了基因工程在生物制药领域的具体应用情况。
关键词: 基因工程;生物制药;基因大分子分离技术;聚合酶链式反应
DOI:10.12721/ccn.2022.157017
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随着社会经济的发展和人们生活水平的提升,各种人们对医疗卫生事业提出了新的要求,促使了各种新型药物的出现和广泛的应用。生物制药作为当今药物生产中的常用技术,是以微生物、医学、生物学和生物化学为核心的现代化技术,是从生物体、液体、细胞等角度出发,利用微生物、药学原理以及微生物技术进行生物药品加工和生产的过程。这种制药方式的应用不仅有着药效高、营养价值高的特征,而且副作用小、药物安全系数高。自进入新世纪以来,生物制药工程便得到社会各界的关注,也逐渐延伸出许多新的技术,基因工程便是其中一种,这里重点分析了基因工程在生物制药领域的具体应用情况。

一、常见的基因技术分析

基因工程是当今生物制药领域的常见技术之一,其主要是应用基因工程进行生产各种药物,是按照既定生物目标,将特定外源基因导入到宿主的基因构成,进而形成特定蛋白药物的一种现代化制药技术,就当前基因工程制药技术进行分析,常见的基因技术有以下几种。

(一)基因大分子分离技术

基因大分子分离技术是以DNA电泳为核心的现代化分离技术。在电泳之前先提取基因所在的位置以及组织,利用细菌质粒作为核心,采用碱裂解法进行分离,将含有质粒的大肠杆菌和SDS混合生成变性液体;了然后采用离心机对变性液体进行处理,将质粒中的DNA分离出来。这个过程与基因克隆有着质的区别,是将DNA序列在宿主体内进行克隆增值的过程。在得到DNA之后,如果想要进一步分理处DNA片段,则需要更换DNA电泳技术,此时以聚丙烯酰胺凝胶电泳或者琼脂糖凝胶电泳为基础,将变性液体放置在电场中,DNA分子随着正电极的方向发生迁移,此时电量越大迁移速度越快。

(二)聚合酶链式反应

聚合酶链式反应也被广泛的称之为PCR技术,是通过体外快速扩增指定DNA技术的一种,能够在短期内将少量以及微量DNA分子通过PCR技术进行大量扩增,增加药物的活性。PCR技术在应用过程中是克隆技术得以实施的基础,是基因工程中不可忽视的技术。这种技术在应用中主要是以DNA半保留技术为基础的,通过这种技术在生物体内进行复制,将其过程可以分为复制开始、延伸以及终止三个阶段。

(三)基因芯片技术

基因芯片技术是一种通过微阵列把高密度的DNA片段通过原位合成等方式使其附着在玻璃片等固相表面,再借助荧光或同位素标记的DNA探针进行杂交进行基因表达以及检测等研究的技术。基因芯片技术的原理是杂交测序法,利用已知序列的核酸探针进行杂交从而进行核酸序列测定的方法。基因芯片技术类型较多,一般可以分为:寡核苷酸芯片cDNA芯片、原位合成芯片、微矩阵芯片和电定位芯片等。基因芯片可用于疾病诊断和治疗,药物筛选,司法鉴定,食品卫生监督和环境测试中的基因表达检测,突变检测,基因组多态性分析,基因库作图和杂交测序等。不仅在生物制药领域有很多应用,在国防,航空航天,农作物育种与优化等许多领域也都可以发挥巨大作用。相信不久的将来,基因芯片技术将会使基因诊断、药物筛选、给药个性化等方面取得重大突破。

二、基因工程在生物制药领域的应用现状

(一)发展机遇

基因工程制药技术最早出现在上个世纪七八十年代,随着生物学理论的成熟和DNA技术的越来越先进,基因工程生物制药技术逐渐进入人们的眼前,成为制药工程中不可忽视的一部分。基因工程在制药工程领域以高产能、高效率、高速度、低副作用的优势为制药工程的发展带来了助力,为医疗卫生事业的进步打下了坚实的基础。我国自进入新世纪以后,一直高度重视基因工程在生物制药领域的应用,也将其列为主要的发展项目和计划,更是成为我国“七五”、“八五”时期社会发展的主要难题,更是给这一领域投入了大量的资金和政策支持,为我国现代化生物制药工程的发展打下了坚实的基础。

近年来,随着科技的腾飞,生物制药工程不断涌现出各种新的技术,特别是在国民经济持续增长的新时期,生物工程技术更是得到了前所未有的发展,各个国家交流不断深入的同时,技术共享与医疗水平的上升都为生物制药工程基因技术的应用打下了坚实的基础。可以说,基因工程在生物制药工程领域的应用已成为不少国家经济增长的新起点,这些都成为生物制药工程中基因工程的应用优势,也促使我们在基因工程领域要增强自主创新意识,加大新技术、新产品的研发力度,培养相关专业技术人才。

(二)需解决的问题

目前我国在基因工程生物制药领域存在多方面的问题。首先来说,同种产品的生产厂家过多,造成市场上的恶意竞争,影响了药物产业的健康发展。同一种药物由多个厂家进行生产,在大量药物供给的同时,顾客的需求是相对平稳的,供过于求的现象会使得各个生产厂家的利润下降,生产厂家之间的恶性竞争导致市场混乱。商家之间不存在良性竞争渠道,使有些企业长时间无法获益,会导致其亏损,甚至破产。

其次,我国整个医药市场竞争无序,行业不正之风盛行。在整个药物销售的过程的各个环节,利润分配并不合理,大部分进口的基因工程药品在我国的售價高于在原产国的售价,国内许多生产厂家为了眼前利益,对药物进行仿制,仿制药物的出现更是对药物行业的长远发展不利。

我国基因工程药物领域还存在企业管理相对滞后,技术兼经营型人才缺乏的情况,大多数制药厂商缺乏专业的高素质人才,无法在人力方面改变企业经营困难的现状。

三、未来基因工程药物研发发展趋势

从当前基因工程在生物制药领域中的应用状况看来,在未来的发展中,基因工程应用会出现如下几个研发趋势:第一。表达载体的发展。就目前的情况来看,在生物制药过程中主要用于生产的表达载体可以分为哺乳动物的细胞和大肠杆菌两类,因为大肠杆菌属于原核表达系统,并不具备糖基化功能,只能够用于功能蛋白的表达,且不需要糖基化的重组药物中,比如胰岛素一类的药物。同时,在目的蛋白大量表达之后很容易形成包涵体,有着较强的不易复性。功能蛋白需要糖基化的主要是借助哺乳动物细胞进行表达,真核化的原核表达载体同样得到了应用。

四、总结

基因工程技术在生物制药工程中的应用十分广泛,利用基因工程技术开发生物制剂(如活性多肽、抗体、疫苗和抗生素等)已经成为当前发展最为迅猛,前景最为广阔的领域。目前来说,我国基因工程生物制药领域有着良好的发展前景,但实际问题也非常多,基于此,相关企业要提升创新意识,不断发展自身,大力加强基因工程创新药物的研发以及生产实践,促进基因生物制药领域更好发展。

参考文献

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