生物技術在制藥行業中的應用

摘 要：改革開放以來，隨著人們生活水平的不斷提高，人們對藥物的療效及質量和安全問題也越發的重視，而很多傳統的藥物，在長期被人們使用的前提下，已經逐漸變得不能滿足現在人們的體質以及在生病后的療效，在這期間生物技術（biotechnology）的問世，有針對性的解決了相關的問題；大量的生物技術應用于藥品的生產上，開發新的藥品，以及對傳統藥物進行改良，生物技術在制藥行業的作用也越發明顯。也使得人們在生病后，能得到有效的藥物治療。

關鍵詞：生物技術；制藥行業；應用

1 生物技術（biotechnology）（生物工程）的理念

生物技術（biotechnology），也被人們稱作為生物工程，以現代生命科學為核心基礎，結合其他類別的基礎科學，并采用極為先進的科學技術手段，根據計劃，對生物體進行改造或者是加工生物原料，進而生產人們所需要的產品。

生物技術（biotechnology），利用動植物體以及微生物對物質原料進行加工，并生產處相關產品，為社會服務。其主要分成現代生物技術以及發酵技術兩大類別。

生物技術可以說是，現代生物學的發展以及和相關科學融合的產物，以DNA重組技術為根本，并包括了細胞工程、生化工程以及微生物工程和生物制品等。

2 生物技術在制藥中的應用

2.1 細胞工程制藥

就目前我國的生物技術（biotechnology）來講，有關于細胞工程還沒有一個統一的定義以及范圍，通常認為，細胞工程就是根據分子生物學和細胞生物學的原理，并采用細胞的培養技術，對細胞進行水平的遺傳操作。細胞工程大致上可以分為細胞質工程以及染色體工程和細胞融合工程這三種。而歸根結底，細胞工程就是利用動物以及植物的細胞培養進而生產藥物的技術。例如，利用動物細胞培養可身纏人類生理活性因子以及疫苗和單克隆抗體等產品；再如利用植物細胞培養可以大量的生產經濟價值極高的植物有效成分，提取藥材精華，也可以生產人類活性因子以及疫苗等重新組合DNA產品。

值得注意的是植物細胞培養并不會受到客觀的地理以及環境的影響，次級代謝的產物在產量上比較高。例如，人身皂苷在該組織培養中含量占干重的27%，而全株只有可憐的1.5%。現在不少藥用植物，如三七和人參等的培養已經有了系統化的研究，并且充分優化了培養條件。值得慶賀的是人參細胞培養物的化學成分以及藥理活性，相比于種植人參并沒有明顯的差異。

關于細胞工程制藥技術，在國外一些相關的細胞工程制藥已經達到了商業化的生產水平，例如美國的Phyto公司的紫杉醇的生產商已經達到了75000L的生產規模，而日本植物細胞培養反應器的規模達到了4000L～20000L的驚人地步。

除卻大規模的細胞培養技術，不定根組織與毛狀根的培養也特別成功。例如培養的黃芪毛狀根的藥效與藥用黃芪不分上下，而在丹參毛狀根的培養上，其含有的丹參堿，能在分泌中得到培養。例如，希臘毛地黃細胞，在褐藻酸鹽的固定化培養中，可以將其中有毒物質的毛地黃苷轉化成為地高辛，在利用紫草細胞培養技術生產出紫草寧等。而根據野生新疆雪蓮的輻射以及抗炎等作用，賈景明等相關技術人員進行了天然新疆雪蓮鎮痛以及抗炎和抗輻射與細胞培養的藥理實驗，而實驗表明，新疆雪蓮細胞的培養物完全可以稱為野生新疆雪蓮的替代品，其藥效與野生新疆雪蓮幾乎相同，而該實驗也取得了深入開發應用的極高價值。而細胞培養技術甚至可以進行如犀角等極為昂貴的藥用動物器官的培養，在解決資源的短缺同時，有效的保護了稀有動物的生存。

2.2 發酵工程制藥

生物技術中的發酵工程，又稱為微生物工程，是指利用現代生物工程的技術，利用微生物的相關特定功能，生產出對人類有用的產品，或者直接把微生物應用于工業生產中。

發酵工程制藥是利用微生物的代謝過程，所生產藥物的生物技術。例如人們普遍認知的抗生素、氨基酸以及維生素等。而發酵工程的制藥在研究也主要在微生物菌種的篩選和改良上，還有極為重要的產品后處理也就是分離純化。

在現如今的社會中，DNA的重組技術在微生物菌種改良上起到了舉足輕重的作用。在上世紀七十年代，細胞融合以及基因重組技術的飛速發展的情況下，發酵工程進入了現代化的發酵工程階段。不僅僅是酒精類飲料以及醋酸和面包，并且豬腳生產了生長激素以及胰島素等多種醫療保健藥物。

周曉燕等相關研究人員用精良選育的豬芩PU-99菌做生產菌株，在1t灌中生產，菌絲體重達2.3%，含粗多糖31%；該實驗充分的利用了發酵工程，并在當時得到了廣大的認可。利用微生物成長代謝來炮制中藥，比一般的物理或化學炮制手段更為優越，能較大幅度的改變中藥的藥性，并且提高療效的同時，大大減輕毒副作用，使得中藥活性成分結構提供了新的途徑。

2.3 酶工程制藥

酶工程是利用酶、細胞或者細胞器具有特殊催化功能，并使用生物反應相關裝置以及通過一定的技術手段生產出的人類所需要的產品。這是一種酶學理論與化工技術兩相結合而形成的新型技術，現如今依舊有數十個國家采用了固定化酶以及固定化細胞，進行藥品的生產。

酶工程可以說是現代生物技術組成的重要部分，酶工程制藥也是將酶用于藥品生產的技術。固定化酶可以全程合成藥物的分子，并且還能用于藥物的轉化。而我國就是充分的利用了微生物并使用兩步轉換法生產出了維生素C。

就我國的酶工程制藥來講，其主要研究方向在，各種酶（細胞）的固定化以及產藥酶的來源和酶反應器還有相關的操作條件等。可以說酶工程應用具有極其廣闊的發展前景，該技術將使得整個發酵工業和化學合成工業發生巨大的變革。

2.4 基因工程制藥

基因工程是在基因的水平上，按照人類的需求，有針對性的涉及，并且按照設計的方案，生產出具有某種新的形狀的生物產品，并且使得其可以穩定的遺傳給后代。基因工程的設計與與工程設計有些類似，既顯示出理學的特性，也具有工程學的特點。

工程制藥也是通過將DNA重組技術應用到疾病的治療中，例如蛋白質、酶以及肽類激素和其他藥物的基因轉移到宿主體內，使得細胞繁殖，最終獲得相關的藥物。如苯丙氨酸以及絲氨酸和次生代謝的產物所制成的抗生素，通常是一些人體內的活性因子，例如白細胞介素-2和胰島素以及干擾素等。

而目前我國基因工程的研究方向，主要在基因的鑒定以及克隆和基因載體構建的產物的表達以及分離純化等。人類掌握基因工程技術在時間上雖說不是很長，但已經獲得了很多具有實際應用價值極高的成果，而基因工程為現代生物技術組成的重要部分，在未來相當長的一段時間里，都會在制藥中發揮出極大的作用。

3 結束語

生物技術在制藥的應用中，其地位是無法替代的，并且其影響力也不斷的擴大。而生物技術也將在中西藥物的研制以及融合還有生產中的大部分環節得到廣泛的應用；并且可以有效的保護相關的瀕危滅絕的草藥以及珍稀動物，在批量生產高品質的藥材的同時，還能提高其活性成分。而有效的利用現代生物技術可以使得制藥行業在藥品的質量以及安全性上得到提高，最終使得制藥行業得到更為廣闊的發展。

參考文獻

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作者簡介：張巖（1982，4-），女，山東，漢族，哈爾濱學院畢業，初級職稱，研究方向：生物工程。