生物技術(shù)與人類生活9生物技術(shù)與人類健康ppt課件

1、生物技術(shù)與人類健康,學(xué)習(xí)目的 認(rèn)識(shí)醫(yī)學(xué)領(lǐng)域是現(xiàn)代生物技術(shù)應(yīng)用最廣泛、成績最顯著、發(fā)展最迅速的領(lǐng)域。了解生物技術(shù)對疫苗生產(chǎn)、疾病診斷、生物制藥等領(lǐng)域的影響；了解生物技術(shù)對人類健康、延長人類壽命、提高生活質(zhì)量所具有的不可估量的作用。,醫(yī)藥衛(wèi)生領(lǐng)域是現(xiàn)代生物技術(shù)應(yīng)用最廣泛、成績最顯著、發(fā)展最迅速、潛力也最大的一個(gè)領(lǐng)域。生產(chǎn)常規(guī)方法不能生產(chǎn)的藥品或制劑。生產(chǎn)靈敏度高、反應(yīng)專一、實(shí)用性強(qiáng)的臨床診斷新試劑。提供安全性能好、免疫能

2、力強(qiáng)的新一代疫苗。,生物技術(shù)與人類健康9 生物技術(shù)與人類健康,引言,廣義的疫苗是指將病原微生物（如細(xì)菌、立克次氏體、病毒等）及其代謝產(chǎn)物，經(jīng)過人工減毒、滅活或利用基因工程等方法制成的用于預(yù)防傳染病的自動(dòng)免疫制劑。其中，由細(xì)菌制成的稱為菌苗；由病毒、立克次體、螺旋體等制成的稱為疫苗。,9.1 生物技術(shù)與疫苗,9.1.1 疫苗概說,生物技術(shù)與人類健康9 生物技術(shù)與人類健康,公元10世紀(jì)，在宋朝的真宗時(shí)代，我國 就有了接種人痘預(yù)防

3、天花的記載。1796年英國醫(yī)生Jenner發(fā)現(xiàn)用牛痘代替人痘接種同樣可預(yù)防天花。特點(diǎn)：直接用未減毒的病原體作為疫苗。,生物技術(shù)與人類健康9.1.1 疫苗概說,疫苗的發(fā)展歷史,早期疫苗,,第一代疫苗 19世紀(jì)中葉，法國科學(xué)家Parsteur首先發(fā)明了減毒疫苗的制備技術(shù)。用病原體減毒或弱化制成疫苗，稱之為第一代疫苗。 特點(diǎn)：以減毒、弱化或滅活的病原體做疫苗。,生物技術(shù)與人類健康9.1.1 疫苗

4、概說,,第二代疫苗 (基因工程疫苗 ) 將病原體的抗原（某種蛋白質(zhì)）基因克隆在細(xì)菌或真核細(xì)胞內(nèi)，利用其生產(chǎn)的病原體抗原作為疫苗。 特點(diǎn)：利用病原體的 某些抗原成分作為疫苗。,,生物技術(shù)與人類健康9.1.1 疫苗概說,第三代疫苗 (核酸疫苗 ) 將含有編碼病原體抗原基因序列的質(zhì)粒載體直接作為疫苗，經(jīng)肌肉注射或微彈轟擊等方法導(dǎo)入體內(nèi)，通過宿主細(xì)胞表達(dá)系統(tǒng)表達(dá)抗原蛋白，誘導(dǎo)宿主產(chǎn)

5、生對該抗原蛋白的免疫應(yīng)答。 特點(diǎn)：用含有病原體抗原基因序列的質(zhì)粒載體直接作為疫苗。,生物技術(shù)與人類健康9.1.1 疫苗概說,,Ab,Ag,靜止B 細(xì)胞,輔佐細(xì)胞 ( 巨噬細(xì)胞）,靜止T 細(xì)胞,病原微生物,激活,記憶B 細(xì)胞,漿細(xì)胞,活化的T細(xì)胞,激活,,9.1.2 免疫系統(tǒng)及疫苗的作用機(jī)理,生物技術(shù)與人類健康9.1 生物技術(shù)與疫苗,艾滋病 ：人類和靈長類動(dòng)物免疫缺陷型嚴(yán)重疾 病。1999年，全世界

6、已有3400萬人感染了艾滋病病毒，其中1600萬人死于艾滋病。每天估計(jì)有1.6萬人受到感染。 乙型肝炎：乙型肝炎患者及健康帶毒者在我國大約有1.3億人，每10個(gè)人就有一個(gè)。流感病毒：人類的常見病和多發(fā)病。,生物技術(shù)與人類健康9.1 生物技術(shù)與疫苗,9.1.3 病毒性疾病的疫苗,1981年Edman等克隆了該抗原基因并大量表達(dá)。美國、日本采用酵母表達(dá)系統(tǒng)生產(chǎn)表面抗原而制成 疫苗。以色列等國采用倉鼠細(xì)胞生產(chǎn)疫苗。我國可采用以上

7、兩種表達(dá)系統(tǒng)生產(chǎn)疫苗。,9.1.3.1 肝炎病毒疫苗,乙型肝炎病毒（HBsAg）,生物技術(shù)與人類健康9.1.3 病毒性疾病的疫苗,,國外已有甲型肝炎病毒滅活疫苗面市。我國使用的減毒疫苗也取 得了很好的效果。國內(nèi)基 因工程空殼甲肝病毒及痘 苗活病毒疫苗也顯示了很 好的免疫原性。,生物技術(shù)與人類健康9.1.3.1 肝炎病毒疫苗,甲型肝炎病毒,,戊型肝炎是乙肝和甲肝之外的又一種重要的病毒性肝炎。在臨床癥狀上與甲肝

8、相似, 患者有明顯的乏力、食欲減退、惡心、嘔吐，部分患者可出現(xiàn)黃疸。 接種疫苗是預(yù)防戊肝的最好辦法。不過，迄今為止世界上仍未有疫苗獲批上市。廈門大學(xué)國家傳染病診斷試劑與疫苗工程技術(shù)研究中心科研人員經(jīng)過艱苦的聯(lián)合攻關(guān)，首次成功地利用大腸桿菌表達(dá)系統(tǒng)獲得了戊型肝炎類病毒顆粒，目前正準(zhǔn)備進(jìn)入III期臨床試驗(yàn)。如果獲得成功，該疫苗將成為繼乙肝疫苗之后,世界上第二個(gè)基因工程病毒疫苗。,生物技術(shù)與人類健康9.1.3.1 肝炎病毒疫苗,戊型肝炎病

9、毒,,丙型肝炎是由丙肝病毒（HCV）所引起，是通過輸血或血制品、破損的皮膚和黏膜、靜脈注射毒品、性傳播、母嬰傳播等傳染引起的。丙型肝炎病毒感染后，大部分患者轉(zhuǎn)為慢性肝炎，其中部分患者可發(fā)展為肝硬化甚至肝癌。對感染者的危害遠(yuǎn)大于乙肝病毒感染。由于丙型肝炎病毒目前尚未能培養(yǎng)成功。而且丙肝病毒還存在著高突變率，尤其是包膜區(qū)的多變性，目前已知至少存在6種不同基因型的病毒，各型之間的異源性高達(dá)25%～30%，給丙肝疫苗的研究帶來了重重困難。這也

10、是為什么至今仍未見有丙肝疫苗上市的原因之一。,生物技術(shù)與人類健康9.1.3.1 肝炎病毒疫苗,丙型肝炎病毒,,生物技術(shù)與人類健康9.1.3 病毒性疾病的疫苗,9.1.3.2 艾滋病病毒疫苗,HIV模式圖,艾滋病疫苗的研究主要是通過克隆病毒外膜蛋白和gp160及gp120基因后在不同的表達(dá)系統(tǒng)中表達(dá)，以獲得基因工程疫苗 。目前該疫苗大多處于臨床試驗(yàn)階段,尚未大規(guī)模使用。,生物技術(shù)與人類健康9.1.3.2 艾滋病病毒疫苗,電子顯微鏡下

11、的HIV,小兒麻痹癥疫苗 小兒麻痹癥是由脊髓灰質(zhì)炎病毒引起的中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病。通過基因工程方法改變脊髓灰質(zhì)炎病毒的基因結(jié)構(gòu)，獲得弱化了的脊髓灰質(zhì)炎病毒，用它研制成了小兒麻痹口服疫苗。通過基因工程方法制得脊髓灰質(zhì)炎病毒衣殼蛋白VP1、VP2和VP3作為注射疫苗。,生物技術(shù)與人類健康9.1.3 病毒性疾病的疫苗,9.1.3.3 其他病毒性疾病疫苗,,流感疫苗 流感病毒極易發(fā)生變異, 能逃避抗體的作用。所

12、以長期未有有效的疫苗面市。1993年Ulmer首先將流感病毒高度保守的NP基因插入質(zhì)粒中制成核酸疫苗免疫小鼠，并取得了令人滿意的效果。,生物技術(shù)與人類健康9.1.3.3 其他病毒性疾病的疫苗,,流感病毒,狂犬病疫苗 狂犬病疫苗是繼天花之后，人類最早應(yīng)用的第二個(gè)疫苗。狂犬病疫苗經(jīng)歷了腦組織細(xì)胞培養(yǎng)、基因工程、合成肽及抗獨(dú)特型抗體疫苗等幾個(gè)發(fā)展階段。最近又發(fā)展了動(dòng)物實(shí)驗(yàn)效果較好且更為安全的金絲雀痘病毒活疫苗。,生物

13、技術(shù)與人類健康9.1.3.3 其他病毒性疾病的疫苗,,狂犬病毒,皰疹病毒疫苗 EB（Epstein-Barr）病毒是5種皰疹病毒之一。在非洲，這種病毒主要侵染B淋巴細(xì)胞引起波克梯氏淋巴瘤，在地中海地區(qū)及包括我國在內(nèi)的亞洲地區(qū)則主要浸染口、咽上皮細(xì)胞引起鼻咽癌。現(xiàn)在已成功地構(gòu)建EB病毒膜抗原的重組痘苗病毒，以及中國倉鼠表達(dá)系統(tǒng)，并完成了成人、兒童和幼兒的免疫觀察。,生物技術(shù)與人類健康9.1.3.3 其他病毒性疾病的疫苗

14、,,將多種病原體的相關(guān)抗原融合在一起，產(chǎn)生一種帶有多種病原體抗原的融合蛋白。將多種病原體相關(guān)抗原克隆在同一個(gè)載體（多價(jià)表達(dá)載體）上。美國于1986年10月首先研制了一種含有皰疹病毒、肝炎病毒和流感病毒的疫苗。,生物技術(shù)與人類健康9.1.3 病毒性疾病的疫苗,9.1.3.4 基因工程多價(jià)疫苗,霍亂疫苗接種已有100多年的歷史，傳統(tǒng)疫苗是采用肌肉注射的滅活或減毒霍亂弧菌菌體苗。效果不佳，副作用大，已被WHO宣布不再推薦此疫苗的應(yīng)用。,

15、9.1.4.1 霍亂弧菌疫苗,生物技術(shù)與人類健康9.1 生物技術(shù)與疫苗,9.1.4 細(xì)菌性疾病的疫苗,根據(jù)霍亂弧菌的致病機(jī)理，科學(xué)家們利用基因工程技術(shù)研制了重組B亞單位疫苗，是已被WHO推薦應(yīng)用的疫苗。我國軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院生物工程研究所經(jīng)過十多年的研究研制出了國家一類新藥rBS-WC口服霍亂疫苗，并已上市。,生物技術(shù)與人類健康9.1.4.1 霍亂弧菌疫苗,1976年起利用犰狳研制麻風(fēng)疫苗。美國Young和Whitehead生物醫(yī)學(xué)

16、研究所和麻省理工學(xué)院生物學(xué)系等單位合作，將麻風(fēng)桿菌的DNA片段重組到大腸桿菌的β-半乳糖苷酶基因上，將這種融合基因再重組到λgt11載體中，由此獲得了β-半乳糖苷酶和麻風(fēng)桿菌基因編碼的蛋白質(zhì)的融合蛋白。Bloom等人則將麻風(fēng)桿菌的基因克隆到活的卡介苗中制備成多價(jià)疫苗。,生物技術(shù)與人類健康9.1.4 細(xì)菌性疾病疫苗,9.1.4.2 麻風(fēng)桿菌疫苗,幽門螺桿菌的滅活全細(xì)胞或經(jīng)超聲波破碎后的無細(xì)胞提取物均具有一定的免疫原性。1995年Lee

17、等人報(bào)道用HP的尿素酶及大腸桿菌不耐熱腸毒素為佐劑免疫小鼠，可產(chǎn)生保護(hù)性抗體。,9.1.4.4 幽門螺桿菌疫苗,生物技術(shù)與人類健康9.1.4 細(xì)菌性疾病疫苗,目前瘧原蟲的基因工程疫苗有抗子孢子疫苗，如CSP蛋白質(zhì)；抗裂殖子疫苗；抗配子母細(xì)胞疫苗等。,生物技術(shù)與人類健康9.1 生物技術(shù)與疫苗,9.1.5 寄生蟲病疫苗,9.1.5.1 瘧原蟲疫苗,9.1.5.2 血吸蟲疫苗 血吸蟲基因工程疫苗主要有兩大類：一類

18、是蟲體蛋白質(zhì)，如28 kDa蛋白和25kDa蛋白的基因工程疫苗就具有良好的抗原性；另一類是酶性抗原，如谷胱甘肽S-巰基轉(zhuǎn)移酶（GST）、3-磷酸甘油醛脫氫酶（GAPDH）、超氧化物歧化酶（SOD）、磷酸葡萄糖同分異構(gòu)酶（TPI）等候選抗原。,生物技術(shù)與人類健康9.1.5 寄生蟲病疫苗,DNA疫苗是利用克隆于載體上的抗原基因直接注射機(jī)體（包括皮下、皮內(nèi)或肌肉等）、口服、鼻內(nèi)滴注、鼻腔噴霧及陰道接種等方式，被細(xì)胞攝取并在細(xì)胞內(nèi)表達(dá)相應(yīng)的抗

19、原，通過不同途徑誘導(dǎo)機(jī)體的特異免疫應(yīng)答。DNA疫苗的最大優(yōu)點(diǎn)易于制備、便于保存、基因在細(xì)胞的持續(xù)表達(dá)可達(dá)到持續(xù)免疫的效果并且易于制成多聯(lián)多價(jià)疫苗。缺點(diǎn)是DNA是否會(huì)整合到染色體上而引起嚴(yán)重的后果，是否會(huì)引起免疫病理作用，如誘發(fā)自身抗核抗體，是否會(huì)產(chǎn)生免疫耐受等問題仍有待研究與觀察。,生物技術(shù)與人類健康9.1 生物技術(shù)與疫苗,9.1.6 DNA疫苗,9.1.7.1 精子避孕疫苗,主要有乳酸脫氫酶C-4、SP-10、頂體蛋白、FA-

20、1、AH-20和PH-20等幾種。同時(shí)，利用基因工程技術(shù)已成功地克隆了多個(gè)蛋白質(zhì)基因。,頭,尾,線粒體,頂體（頂體蛋白）,鞭毛,核,,,,,,,生物技術(shù)與人類健康9.1 生物技術(shù)與疫苗,9.1.7 避孕疫苗,9.1.7.2 激素類避孕疫苗 精子和卵子的產(chǎn)生過程、受精過程以及妊娠過程需要多種激素的參與。人們設(shè)想以這些激素作為抗原, 免疫男性或女性以產(chǎn)生相應(yīng)的中和抗體，降低機(jī)體內(nèi)相應(yīng)的激素水平使得精子或卵子

21、不能產(chǎn)生或不能受精或不能懷孕，同樣可以達(dá)到避孕的目的。目前進(jìn)入臨床試驗(yàn)的已有人絨毛膜促性腺激素（HCG）、促性腺激素釋放激素（GnRH）和綿羊促卵泡激素（oFSH）等。,生物技術(shù)與人類健康9.1.7 避孕疫苗,所謂治療性疫苗是指有別于傳統(tǒng)的對傳染病有預(yù)防作用的疫苗，而是指具有積極治療意義的一類新型疫苗。預(yù)防性疫苗主要針對健康的人群，目的是預(yù)防，所以其普遍性、安全性和有效性是非常重要的，因此靶抗原主要以病原體或其自身的組成成分為主；而

22、治療性疫苗則是針對少數(shù)感染或患病個(gè)體，目的是治療，因此它注重的是個(gè)體的病理學(xué)特殊性，針對性較強(qiáng)，靶位的選擇趨于特殊性。,9.1.8 治療性疫苗,生物技術(shù)與人類健康9.1 生物技術(shù)與疫苗,非特異性疫苗是指具有增強(qiáng)肌體免疫系統(tǒng)的活性的疫苗。如病毒性疾?。ㄈ绫透窝?、乙型肝炎、艾滋病等）的治療性疫苗以及腫瘤疫苗。特異性疫苗則是指用于治療某一特定疾病的疫苗。如自身免疫性疾病疫苗，如多角性硬化病、系統(tǒng)性紅斑狼瘡等；心血管疾病疫苗，如動(dòng)脈粥樣硬

23、化和高血壓；認(rèn)知性疾病，如朊病毒疾病、亨廷頓舞蹈病、阿爾茨海默病等。,生物技術(shù)與人類健康9.1.8 治療性疫苗,ELISA：酶聯(lián)免疫吸附檢測技術(shù)(enzyme linked immunosorbent assay),9.2.1.1 ELISA技術(shù)的原理,生物技術(shù)與人類健康9 生物技術(shù)與人類健康,9.2.1 ELISA技術(shù)與單克隆抗體,9.2 生物技術(shù)與疾病診斷,,,,,,,,,,,,,,,,測定抗體的

24、 測定抗原的間接ELISA法 雙抗體夾心法,底物,顯色產(chǎn)物,酶,Ab Ⅱ,Ab Ⅰ,Ag,,,9.2.1.2 常用ELISA 診斷技術(shù),生物技術(shù)與人類健康9.2.1 ELISA技術(shù)與單克隆抗體,ELISA檢驗(yàn)必須首先制備大量的抗原 傳統(tǒng)的抗原制備方法本身存在很大的危險(xiǎn)，因?yàn)橹圃炜乖瓡r(shí)，要大量培養(yǎng)病原體，如果這些病原體逸出，將會(huì)造成很大危害；其次

25、，產(chǎn)品的質(zhì)量難以控制，難以標(biāo)準(zhǔn)化，從而導(dǎo)致各批次產(chǎn)品質(zhì)量的差異；再次，生產(chǎn)費(fèi)用高，特別是那些體外不能培養(yǎng)的病原體更是如此。 基因工程抗原可以克服上述的不足。,9.2.1.3 基因工程抗原,生物技術(shù)與人類健康9.2.1 ELISA技術(shù)與單克隆抗體,多克隆抗體 由于一個(gè)抗原往往會(huì)有多個(gè)抗原決定簇，直接免疫動(dòng)物后，從被免疫的動(dòng)物的血清制備的抗體是一種含有可分別與多個(gè)抗原決定簇結(jié)合的多種抗體的混合物，這種混

26、合物稱之為多克隆抗體。,9.2.1.4 多克隆抗體與單克隆抗體,生物技術(shù)與人類健康9.2.1 ELISA技術(shù)與單克隆抗體,,單克隆抗體 利用細(xì)胞融合技術(shù)，在體外大量培養(yǎng)融合細(xì)胞，由融合細(xì)胞產(chǎn)生大量的抗體。單克隆抗體只識(shí)別某一特定的抗原決定簇，所以它具有特異性強(qiáng)、成分均一、靈敏度高、產(chǎn)量大、容易標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)而明顯優(yōu)于多克隆抗體。,生物技術(shù)與人類健康9.2.1.4 多克隆抗體與單克隆抗體,,1978年Kan和Do

27、zy首先應(yīng)用羊水細(xì)胞DNA限制性片段長度多態(tài)性（RFLP）做鐮狀細(xì)胞貧血癥的產(chǎn)前診斷，從而開創(chuàng)了DNA診斷的新技術(shù)。20多年來，DNA診斷技術(shù)取得了飛速的發(fā)展，建立了多種多樣的檢測方法，這些檢測方法可以用于遺傳性疾病、腫瘤、傳染性疾病等多種疾病的診斷。,生物技術(shù)與人類健康9.2 生物技術(shù)與疾病診斷,9.2.2 DNA診斷技術(shù),生物技術(shù)與人類健康9.2.2 DNA診斷技術(shù),9.2.2.1 DNA探針雜交技術(shù),PCR: polymer

28、ase chain reaction， 即聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)技術(shù)是一項(xiàng)體外擴(kuò)增特異DNA片段的技術(shù)。 特點(diǎn)：靈敏度極高，可以檢測極微量的病原體。但如果操作不當(dāng)很容易產(chǎn)生假陽性反應(yīng)。,生物技術(shù)與人類健康9.2.2 DNA診斷技術(shù),9.2.2.2 PCR技術(shù),生物技術(shù)與人類健康9.2.2.2 PCR技術(shù),生物技術(shù)與人類健康9.2.2.2 PCR技術(shù),利用PCR診斷遺傳病遺傳病的診斷包括：臨癥診斷（symptom

29、atic diagnosis）：是指遺傳病出現(xiàn)臨床癥狀后所做的診斷。癥狀前診斷（presymptomatic diagnosis）：是指臨床癥狀出現(xiàn)前所做的診斷。產(chǎn)前診斷：胎兒出生前所做的診斷。由于目前大多數(shù)遺傳病無有效的治療方法，因此產(chǎn)前診斷對于降低遺傳病的發(fā)病率，提高人口素質(zhì)具有重要的意義。,生物技術(shù)與人類健康9.2.2.2 PCR技術(shù),,夫婦之一有染色體畸變。 35歲以上的高齡產(chǎn)婦。 夫婦之一有開放性神經(jīng)管畸形。

30、 夫婦之一有先天性代謝缺陷。 X-連鎖遺傳病基因攜帶者孕婦。 有原因不明的習(xí)慣性流產(chǎn)的孕婦。 羊水過多的孕婦。 夫婦之一有致畸因素接觸史的孕婦。 具有遺傳病家族史，又系近親結(jié)婚的孕婦。,需要進(jìn)行產(chǎn)前診斷的對象,生物技術(shù)與人類健康9.2.2.2 PCR技術(shù),,生物技術(shù)與人類健康9.2.2.2 PCR技術(shù),可利用PCR技術(shù)診斷的部分傳染因子

31、 病毒 細(xì)菌 寄生蟲 單純性皰疹病毒 大腸桿菌 衣原體 肝炎病毒 沙門氏菌 錐蟲 巨細(xì)胞病毒

32、 耶爾森氏菌 絲蟲 腺病毒 分支桿菌 瘧原蟲 風(fēng)疹病毒 彎曲菌 血吸蟲 Epstein-Barr病毒

33、 軍團(tuán)菌 利什曼原蟲 輪狀病毒 博代氏桿菌 旋毛蟲 乳頭狀瘤病毒 弧菌 小泰氏梨漿蟲 人免疫缺陷病毒 鏈球菌

34、 弓形蟲 細(xì)小病毒 葡萄球菌 鼻病毒 淋病奈瑟氏菌 立克次氏體

35、 支原菌,,,,,生物技術(shù)與人類健康9.2.2.2 PCR技術(shù),,利用PCR診斷傳染病,限制性片段長度多態(tài)性（RFLP）是指由于堿基的改變導(dǎo)致DNA上的某一限制性內(nèi)切核酸酶水解位點(diǎn)增加或減少。當(dāng)這種DNA用內(nèi)切酶水解時(shí)，產(chǎn)生的DNA片段數(shù)將相應(yīng)的增加或減少，并且其DNA片段的分子質(zhì)量也發(fā)生相應(yīng)的改變，這種DNA片段的變化就稱為限制性片段長度多態(tài)性。,生物技術(shù)與人類健康9.2.2 DNA診斷技術(shù),9.2.2.

36、3 PCR-RFLP技術(shù),生物技術(shù)與人類健康9.2.2.3 PCR－RFLP技術(shù),RFLP：restriction fragment length poly-morphism,限制性片段長度多態(tài)性。,許多遺傳性疾病就是由于DNA上堿基的改變引起的。如果這種改變正好增加或減少了DNA限制性內(nèi)切核酸酶的水解位點(diǎn),那么就可以用PCR技術(shù)先擴(kuò)增包括這一突變位置在內(nèi)的DNA片段，獲得大量的DNA片段后通過RFLP方法進(jìn)行分析。,生物技術(shù)與人類

37、健康9.2.2.3 PCR－RFLP技術(shù),生物技術(shù)與人類健康9.2.2.3 PCR－RFLP技術(shù),ASO稱為等位基因寡核苷酸。PCR-ASO的檢測方法是將待測的樣品先經(jīng)PCR擴(kuò)增獲得大量的待分析的DNA片段，然后將這些片段分別點(diǎn)樣在固相支持膜（如尼龍膜）上。另一方面，人工合成包括突變熱點(diǎn)在內(nèi)的17～30個(gè)核苷酸的正常的和突變的寡核苷酸，并分別進(jìn)行放射性同位素標(biāo)記成為寡核苷酸探針。利用這兩種探針分別與膜上的PCR產(chǎn)物進(jìn)行雜交。,生物技

38、術(shù)與人類健康9.2.2 DNA診斷技術(shù),9.2.2.4 PCR-ASO技術(shù),目前發(fā)現(xiàn)的遺傳病中，許多疾病并不是基因的缺失或與限制性內(nèi)切核酸酶水解位點(diǎn)有關(guān)聯(lián)的點(diǎn)突變。絕大部分只是一些單純的堿基突變，每一種遺傳性疾病都有一些經(jīng)常發(fā)生突變的位點(diǎn)，稱為突變的熱點(diǎn)。,生物技術(shù)與人類健康9.2.2.4 PCR－ASO技術(shù),該方法是PCR技術(shù)和ELISA技術(shù)的結(jié)合，所以它是一種兩級放大系統(tǒng)，即PCR放大和ELISA放大，故而它的靈敏度更高。同時(shí)

39、這種方法避免了PCR產(chǎn)物分析時(shí)的電泳及染色過程，所以更為快速簡便。,9.2.2.5 PCR-ELISA技術(shù),生物技術(shù)與人類健康9.2.2 DNA診斷技術(shù),該方法稱為聚合酶鏈反應(yīng)-DNA單鏈構(gòu)型多態(tài)性，原理是利用正常的和突變的DNA單鏈在三維空間構(gòu)型上的差異，這種差異在電泳時(shí)將會(huì)有不同的電泳格局。,9.2.2.6 PCR-SSCP技術(shù),生物技術(shù)與人類健康9.2.2 DNA診斷技術(shù),該方法稱為聚合酶鏈反應(yīng)-變性梯度凝膠電泳技術(shù)，是將正

40、?；蚝屯蛔兓蚍謩e進(jìn)行PCR擴(kuò)增，然后將擴(kuò)增后的兩種PCR產(chǎn)物混合后變性再復(fù)性。此時(shí)，可形成兩種同源雙鏈DNA，即正常的雙鏈DNA和突變的雙鏈DNA，及兩種異源雙鏈DNA，即正反兩種由正常單鏈DNA和突變單鏈DNA形成的雙鏈DNA。將此復(fù)性后的混合物在變性劑遞增梯度凝膠中電泳?；旌衔镏械漠愒措p鏈DNA在泳動(dòng)過程中由于變性劑的遞增其錯(cuò)配部位將逐步解離而形成局部單鏈，使其泳動(dòng)速度變慢，從而與正常的同源雙鏈DNA分開。必要時(shí)同樣可以對其DN

41、A序列進(jìn)行分析以確定其突變類型。,9.2.2.7 PCR-DGGE技術(shù),生物技術(shù)與人類健康9.2.2 DNA診斷技術(shù),LCR的基本原理為利用DNA連接酶，特異地將雙鏈DNA片段連接，經(jīng)變性-退火-連接三步驟反復(fù)循環(huán)，從而使靶基因序列大量擴(kuò)增。其程序?yàn)?在模板DNA、DNA連接酶、寡核苷酸引物以及相應(yīng)的反應(yīng)條件下，首先加熱至一定溫度下(94～95℃)，使DNA變性，雙鏈打開，然后降溫退火(65℃)，引物與之互補(bǔ)的模板DNA結(jié)合并留下一

42、缺口，如果與靶序列雜交的相鄰的寡核苷酸引物與靶序列完全互補(bǔ)，DNA連接酶即可連接封閉這一缺口，則LCR反應(yīng)的三步驟(變性-退火-連接)就能反復(fù)進(jìn)行，每次連接反應(yīng)的產(chǎn)物又可在下一輪反應(yīng)中作模板，使更多的寡核苷酸被連接與擴(kuò)增。若連接處的靶序列有點(diǎn)突變，引物不能與靶序列精確結(jié)合，缺口附近核苷酸的空間結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，連接反應(yīng)不能進(jìn)行，也就不能形成連接產(chǎn)物。,生物技術(shù)與人類健康9.2.2 DNA診斷技術(shù),9.2.2.8 LCR技術(shù),LCR：li

43、gase chain reaction，連接酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。,生物技術(shù)與人類健康9.2.2.8 LCR技術(shù),利用RFLP技術(shù)檢測基因突變，除了上述的PCR-RFLP技術(shù)以外，還可以利用探針分子來進(jìn)行檢測。,9.2.2.9 RFLP-探針雜交技術(shù),生物技術(shù)與人類健康9.2.2 DNA診斷技術(shù),生物芯片主要指通過平面微細(xì)加工技術(shù)在固體芯片表面構(gòu)建的微流體分析單元和系統(tǒng),以實(shí)現(xiàn)對細(xì)胞、蛋白質(zhì)、核酸以及其他生物組分的準(zhǔn)確、快速、大信息量的檢測技

44、術(shù)。,生物技術(shù)與人類健康9.2.2 DNA診斷技術(shù),9.2.2.10 生物芯片技術(shù),生物芯片的主要優(yōu)點(diǎn)采用了平面微細(xì)加工技術(shù),可實(shí)現(xiàn)大批量生產(chǎn)。通過提高集成度, 可降低成本。可組裝大量的 (104～106種)生物分子探針, 獲取信息量大,效率高。結(jié)合微機(jī)械技術(shù),可把生物樣品的預(yù)處理,基因物質(zhì)的提取、擴(kuò)增,以及雜交后的信息檢測集成為芯片實(shí)驗(yàn)室,制備成微型、全自動(dòng)化、可用于微量試樣檢測的高度集成的智能化生物芯片。,生物技術(shù)與人類健康

45、9.2.2.10 生物芯片技術(shù),,,生物技術(shù)與人類健康9.2.2.10 生物芯片技術(shù),診斷腫瘤 檢查腫瘤組織基因表達(dá)譜、尋找腫瘤相關(guān) 基因、腫瘤基因突變的研究 。檢測病原體 將許多代表每種微生物的特殊基因制成一 張芯片，判斷患者感染病原體的種類。遺傳性疾病的診斷,生物芯片在診斷上的應(yīng)用,生物技術(shù)與人類健康9.2.2.10 生物芯片技術(shù),,NanoChip 400 System,生物技術(shù)與人類健

46、康9.2.2.10 生物芯片技術(shù),1928年A.Fleming發(fā)現(xiàn)一種被稱為點(diǎn)青霉（Penicillium notatum）的真菌能產(chǎn)生青霉素。 迄今人們已經(jīng)找到了6000多種不同來源、不同結(jié)構(gòu)、不同作用機(jī)制的抗生素 ，廣泛應(yīng)用的約有100種。,9.3.1 抗生素及其他天然藥物9.3.1.1 抗生素,9.3 生物技術(shù)與生物制藥,生物技術(shù)與人類健康9 生物技術(shù)與人類健康,全世界每年抗生素的產(chǎn)量超過10萬噸，產(chǎn)值超過50億美元?？?/p>

47、生素使許多疾病特別是細(xì)菌引起的傳染性疾病得到了有效的控制。抗生素的濫用，已使許多細(xì)菌產(chǎn)生了抗藥性 。,生物技術(shù)與人類健康9.3.1.1 抗生素,人參組織培養(yǎng)生產(chǎn)人參皂甙 組織培養(yǎng)方法生產(chǎn)紫草的有效成分——紫草寧。 紫杉細(xì)胞培養(yǎng)法及真菌發(fā)酵法生產(chǎn)紫杉醇。 （尚處于研究階段）,9.3.1.2 其他天然藥物,生物技術(shù)與人類健康9.3.1 抗生素及其他天然產(chǎn)物,紫杉醇

48、 紫杉,將有治療意義的蛋白質(zhì)基因克隆后，導(dǎo)入細(xì)菌、酵母等生長旺盛的表達(dá)系統(tǒng)中，使這個(gè)基因接受表達(dá)系統(tǒng)中強(qiáng)的表達(dá)元件的控制而大量表達(dá)，從而得到可供臨床使用的大量藥物。,9.3.2 基因工程藥物,生物技術(shù)與人類健康9.3 生物技術(shù)與生物制藥,安全，不易被病原體污染。成本低、產(chǎn)量高。 用傳統(tǒng)技術(shù)提取5mg的生長激素釋放抑制因子需要50萬頭的綿羊腦，而用基因工程技術(shù)生產(chǎn)只需9L細(xì)

49、菌發(fā)酵液。生產(chǎn)的蛋白質(zhì)藥物的性質(zhì)更加穩(wěn)定、活性更高、副作用更低。 可以通過基因工程的方法對蛋白質(zhì)基因的結(jié)構(gòu)加以改造以改變蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)，使其更穩(wěn)定。,優(yōu)點(diǎn)多,生物技術(shù)與人類健康9.3.2 基因工程藥物,美國十分重視基礎(chǔ)研究，立足于創(chuàng)新，因此美國的基因制藥一直處于領(lǐng)先水平。美國現(xiàn)有各類生物技術(shù)公司2000多家，其中1300多家從事醫(yī)藥產(chǎn)品的開發(fā)研究， 300多家為上市公司。1997年美國基因工程藥物的銷售額為60億美元，到

50、2001年的產(chǎn)值已達(dá)200多億美元。 日本基因工程藥物的年銷售額也高達(dá)幾千億日元。 我國基因工程藥物數(shù)量少、市場規(guī)模仍然十分有限。,生物技術(shù)與人類健康9.3.2 基因工程藥物,效益高,用基因工程技術(shù)生產(chǎn)的部分人類蛋白質(zhì)藥物 蛋白質(zhì)名稱 用途 促腎上腺皮質(zhì)激素（ad

51、renocorticotrophic hormone） 治療風(fēng)濕（rheumatic disease）B細(xì)胞生長因子（B-cell growth factor） 治療免疫系統(tǒng)功能失調(diào)降鈣素(calcitonin) 治療軟骨病(osteomalacia)集落刺激因子(colo

52、ny stimulating factor) 治療血液病、腫瘤輔助治療絨毛膜促性腺激素(chorionic gonadotropin) 治療不排卵癥內(nèi)啡肽和腦啡肽(endorphine and enkephalin) 鎮(zhèn)痛劑(analgesic agent)上皮生長因子(epidermal growth factor)

53、 促進(jìn)傷口愈合紅細(xì)胞生成素(erythropoietin) 治療貧血(anemia)凝血因子Ⅷ(factor Ⅷ) 治療血友病(hemophilia)凝血因子Ⅸ(factor Ⅸ)

54、 治療血友病生長激素(growth hormone) 促進(jìn)生長生長激素釋放因子(growth hormone releasing factor) 促進(jìn)生長胰島素(insulin)

55、 治療糖尿病(diabetes)干擾素(interferon) 抗病毒抗腫瘤白細(xì)胞介素(interleukin) 治療癌癥,,,,生物技術(shù)與人類健康9.3.2 基因工程藥物,蛋白質(zhì)名

56、稱 用途淋巴細(xì)胞毒素(lymphotoxin) 抗腫瘤巨噬細(xì)胞激活因子(macrophage activating factor) 抗腫瘤神經(jīng)生長因子(nerve growth factor)

57、 促進(jìn)神經(jīng)系統(tǒng)損傷的修復(fù)血小板衍生因子(platelet-derived growth factor) 治療動(dòng)脈粥樣硬化松弛素(relaxin) 助產(chǎn)劑血清白蛋白(serum albumin)

58、 血漿補(bǔ)充物生長調(diào)節(jié)素(somatomedin C) 促進(jìn)生長組織型纖溶酶原激活劑(tissue plasminogen activator) 溶栓劑腫瘤壞死因子(tumor necrosis factor) 抗腫瘤尿抑胃素(urogastrone)

59、 抗?jié)兯幬锬蚣っ?urokinase) 溶栓劑,,,生物技術(shù)與人類健康9.3.2 基因工程藥物,用基因工程技術(shù)生產(chǎn)的部分人類蛋白質(zhì)藥物（續(xù)表）,,我國已經(jīng)批準(zhǔn)上市的基因工程藥物,藥品名

60、 開發(fā)生產(chǎn)公司 批準(zhǔn)時(shí)間 適應(yīng)證 重組人干擾素α1b（外用）長春生研所 1989年試生產(chǎn) 病毒性角膜炎 重組人干擾素α1b 上海生研所 1996年正式生產(chǎn) 乙肝，丙肝等

61、 深圳科興 1996年正式生產(chǎn) 乙肝，丙肝 重組人干擾素α2a 長春生研所 1996年正式生產(chǎn) 尖銳濕疣，皰疹 長生藥業(yè) 1997年正式生產(chǎn) 乙肝，丙肝

62、 三生藥生 1997年正式生產(chǎn) 乙肝，丙肝 大洲藥業(yè) 1997年正式生產(chǎn) 乙肝，丙肝 重組人干擾素α2b 里亞哈爾 1996年正式生產(chǎn) 乙肝，丙肝

63、 華立達(dá) 1997年正式生產(chǎn) 乙肝，丙肝 安科 1997年試生產(chǎn) 乙肝，丙肝

64、 華新 1997年試生產(chǎn) 乙肝，丙肝 重組干擾素-Υ 上海生研所 1994年試生產(chǎn) 類風(fēng)濕 克隆 1995年試生產(chǎn) 類風(fēng)濕

65、 麗珠生物工程 1995年試生產(chǎn) 類風(fēng)濕,,,,生物技術(shù)與人類健康9.3.2 基因工程藥物,藥品名 開發(fā)生產(chǎn)公司 批準(zhǔn)時(shí)間 適應(yīng)證 重組人白細(xì)胞介素-2 長春生研所 1997年正式生產(chǎn) 癌

66、癥輔助治療 長生藥業(yè) 1997年正式生產(chǎn) 癌癥輔助治療 四環(huán)制藥 1997年正式生產(chǎn) 癌癥輔助治療

67、 華新 1997年正式生產(chǎn) 癌癥輔助治療 三生藥業(yè) 1997年正式生產(chǎn) 癌癥輔助治療 深圳科興 1997年正式生產(chǎn)

68、癌癥輔助治療 中化合通 1995年試生產(chǎn) 癌癥輔助治療 金絲利 1995年試生產(chǎn) 癌癥輔助治療 康利制藥 19