基因工程制药的概念范文

导语：如何才能写好一篇基因工程制药的概念，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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我国基因工程制药实施产业化始于上世纪80年代末期。随着我国第一个具有自主知识产权的基因重组药物a－lb型干扰素，1989年在深圳科技园实施产业化，国内基因药物产业化大发展的序幕也由此拉开。

截至2003年，我国批准上市的基因工程药物和疫苗主要有重组人a－lb干扰素、重组人表皮因子（外用）、重组人红细胞生成素、重组链激素、重组人胰岛素、重组人生长激素、重组乙肝疫苗等。目前，全球最畅销的十几种基因药物在我国都能生产。

基因药物成为人类对付疾病的新锐，一般来说基因药物，都应有自己特有的作用靶点，或是人体组织、或是细胞膜、或是细胞浆中的某蛋白质和酶。通过这些作用点，药物能发挥最佳疗效。而现有的药物除了作用于治疗的目标点之外，还常常作用于其他部位，因此常常会带来很多的副作用。

基因工程制药将具有药物作用效果明确、作用机理清楚或作用专一、毒副作用小等优点。这些药物会使医生能像发射激光制导“导弹”那样使用药物，而不是盲目对疾病“开火”。

而且，基因工程制药不仅解决传统药物“头痛医头脚痛医脚”的治标问题，还将从基因的个性化角度配制药物，使疾病得到彻底根治，并同时带来制药产业的革命。

从提高人类生存质量角度看，基因工程制药目前主要瞄准一些重大的常见疾病，如艾滋病、癌症、糖尿病、抑郁症、心脏病、老年性痴呆症、中风、骨质疏松症等严重危害人类健康并流行范围较广的病症。

寻找新的药物作用靶点是今后新药研制开发的关键。而人类基因组学研究将为寻找新的药物作用点开辟广阔的前景，它最终揭示的人类基因中至少有几千个基因可作为药物的作用点。

基因工程制药产业发展迅速，得益于我国举世瞩目的基因技术研究实力。我国是唯一参与人类基因组研究的发展中国家，在参与人类基因组计划的美、英、日、中、法、德6个国家中，我国基因组测序能力已经超过法国和德国，名列第四。在6国16个基因组测序中心里，我国位居前十强。2000年完成了1％的人类基因组测序任务，2002年又独立完成了水稻基因组研究。如今又领衔国际人类肝脏蛋白质组研究，这些都是举世瞩目的成就。尤其近年来，在医学和生命科学的几大最前沿的领域，如组织器官工程、生物芯片、干细胞技术、克隆技术等方面也均处于世界先进水平。加上基因重组技术、DNA技术、基因化学技术的进步和发展等，这些都将为我国基因工程药物产业的发展奠定坚实的科学技术基础，将给基因工程药物产业带来深刻的变化和前所未有的发展机遇。

尽管国内基因工程制药企业现状不容乐观，我国生物技术产业与欧美发达国家相比虽有一定距离，但并非不可逾越，这个市场依然被业内人士十分看好。比如我国干扰素的实际消费量不足1亿，但市场潜力相当大，专家们估计能达到4亿―5亿支。尤其经过近10年的努力，我国已造就了若干个具有国际竞争力，甚至能跻身世界基因工程药物产业前列的中国本土上的龙头企业。所以尽管基因工程制药发展道路艰辛，但前景依然十分诱人。

1基因工程与基因板块前景分析

1.基因工程技术的发展与前瞻性，2000年6月26日，“人类基因组计划”成功绘制了人类生命的“天书”，人类的遗传密码基本被破译，标志着生物技术，特别是生命科学技术发展进入到一个新的阶段。人类基因组计划（HGP）与曼哈顿原子弹计划和阿波罗登月计划一起被称为二十世纪三大科学工程，它同时将贯穿于整个21世纪，被认为是21世纪最伟大的科学工程。早在20世纪上半叶，遗传学家就提出了“基因”概念，即基因是决定生物性状的遗传物质基础。特别是1953年沃森和克里克DNA双螺旋结构模型创立后，进一步从本质上证实基因是决定人类生、老、病、死和一切生命现象的物质基础。至70年代，DNA重组技术（也称基因工程或遗传工程技术）终获成功并付之应用，分离、克隆基因变为现实，不少遗传病的致病基因及其他一些疾病的相关基因和病毒致病基因陆陆续续被确定。所有这一切使人们似乎看到了攻克顽症的曙光，研究基因的热情空前高涨。

诺贝尔奖获得者杜伯克进一步提出了基因组研究模式，美国国会于1990年10月1日批准正式启动HGP，为期15年，政府投资30亿美元。人类基因组计划的目的是要破译出基因密码并将其序列化制成研究蓝本，从而对诊断病症和研究治疗提供巨大帮助。不久的将来我们不仅可以看到癌症、艾滋病等绝症被攻克；人类可以通过基因克隆复制器官和无性繁殖；基因诊断和改动技术可以使人类后代不再受遗传病的困扰；而且人类将进入药物个性化时代，人类的生命也将延长。正是由于这些新技术和新领域的不断出现和日新月异，人类在新世纪的生存和生活方式将发生重大变化。

其一、基因制药。在过去发现新药物作用靶点和受体是非常昂贵和漫长的，科学家只是依赖试错法来实现其药物研究和开发的目标。人类基因组研究计划完成后，科学家可以直接根据基因组研究成果确定靶位和受体设计药物。这将大大缩短药物研制时间和大大降低药物研制费用。

其二、基因诊断。人类基因组研究计划最直接和最容易产生效益的地方就是基因诊断。通过基因诊断可以解决遗传性疾病的黑洞，基因诊断能够在遗传病患者还未发现出任何症状之前，甚至还未出生的婴儿就能确诊。

其三、基因治疗。基因治疗被称为人类医疗史上的第四次革命，遗传学表明人类有6500种遗传性疾病是由单个基因缺陷引起的，而通过基因治疗置入相关基因将使人类的许多不治之症得以克服。

其四、基因克隆。是指把一个生物体中的遗传信息（DNA）转入另一个生物体内。利用基因克隆技术不仅可以培育出自然界不可能产生的新物种，而且可以培养带有人体基因的动植物作为“生物反应器”生产基因工程产品，还可制造用于人体脏器移植的器官，从而解决异体器官的排斥和供移植的人体器官来源不足的问题。现在动植物克隆已成为现代科技进步中最具有冲击力和争议性的事件，克隆羊和克隆猪的出现引发人类克隆自身的担忧，而植物克隆和大量转基因食物大规模出现引发了人们对于生物物种混乱和污染的担忧。但不可否认的是，植物克隆可以为人类食品来源开启广阔的空间，而动物克隆可以利用动物生产大量人类需要的基因药物和器官。

其五、基因芯片。由此可见，在21世纪谁能掌握人类自身，谁拥有基因专利越多，谁就在某种基因的商业运用和新药开发中居于领导地位，基因技术具有巨大商业价值和社会意义。

2中国基因工程产业的发展态势

1999年7月，我国在国际人类基因组注册，承担了其中1％的测序任务。我国人类基因组研究除完成3号染色体3000万个碱基对即1％的测序任务外，主要着重于疾病相关基因以及重要生物功能基因的结构和功能研究。我国近两年又在上海和北京相继成立了国家人类基因组南、北两个中心，这为大规模进行基因功能研究提供了可靠的保证。

基因技术革命是继工业革命、信息革命之后对人类社会产生深远影响的一场革命。它在基因制药、基因诊断、基因治疗等技术方面所取得的革命性成果，将极大地改变人类生命和生活的面貌。同时，基因技术所带来的商业价值无可估量，从事此类技术研究和开发企业的发展前景无疑十分广阔。基因工程产业除了众所周知的高投入、高回报、高技术、高风险外，还具有其它一些十分重要和鲜明的特点。基因工程产品的技术含量非常高，因此，基因工程产品的前期研究和开发投入非常高，国外新药的研究开发费用基本上占销售额的15％左右。而基因工程产品的直接生产成本却非常低，而且对生产的设备要求也不是很高，基因产品的这一特点意味着基因工程领域的进入壁垒并不存在于生产领域，而存在于该产业的上游，即研究开发这一环节，因此只有具备相当资金与技术实力的企业才能问津。基因工程产业不仅在投入上具有非常明显的阶段性，而且基因工程产品的创新期非常长，因为不仅产品的研究开发需要花费大量的时间和精力，而且对产品的审批也相当严格，所以一种基因工程产品完成创新阶段，从实验室到消费者手中要经过好几年时间。

由于基因工程产业的发展前景十分看好，因此一大批国内企业包括许多上市公司近年来纷纷涉足这一行业。自九十年代中期以来，我国已有300多家生物工程研究单位，200多家现代生物医药企业，50多家生物工程技术开发公司，上市公司中有30多家企业涉及生物制药。目前，基因工程药物、生物疫苗、生物诊断试剂三大类的基因产品均有国内企业参与生产。在这些产品的市场上，国内企业依靠低廉的价格和广阔的营销网络，已在与国外厂商的市场竞争中取得了优势地位。从行业分布上来看，国内上述几类基因工程产品的市场格局大致呈现如下的状况：

细胞因子类产品目前市场已处于饱和状态。受超额利润的诱惑，前两年已有太多的厂家介入该市场，仅EPO一项，光上市公司在生产的就有复星实业（600196）、哈医药（600664）、张江高科（600895）、等好几家，再加上国内非上市公司，目前共有十几家公司在生产EPO，年生产能力过剩超过了500万支。而血小板生长因子（TPO），由于国外的知识产权保护而未能为国内厂商所仿制，从而导致该产品被进口品所垄断。因此，如果不能形成新细胞因子的自主开发能力，对企业来说，该市场的拓展空间将非常有限。

重组类药物目前还处于实验室开发阶段。目前市场上的水蛭素、降钙素等产品是通过提取或化学合成，而不是利用基因工程技术的方法获得的。有许多院校和研究机构已在这方面取得了一定的进展，拿到了目的基因并在实验室构建了表达载体，但在表达量及分离纯化方面还有待突破。可见部分重组类药物的产业化生产已不再遥远，国内在这方面与国外的差距还不算大，是一个大有可为的新领域。

生物疫苗市场目前呈现出不平衡的局面。一些疫苗如破伤风疫苗、脊髓灰质炎疫苗，市场上已相当普及，另外一些疫苗如肝炎疫苗，目前的普及还不广，还有很大的市场空间可以扩展，许多疾病，甚至是常见病，如流感等还没有找到相应的疫苗。从目前的市场情况来看，国内企业处于相对劣势，国产疫苗与进口的同类产品相比，虽然价格只有对方的2/3，但质量不稳定，而且操作起来非常不方便，因此在这个市场上，舶来品占据了相当的市场份额。

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The necessity for biotechnology major of medical college for set up pharmacogenomics

LI Meng1 DUAN Ran2 JIANGXinju2 GUO Yanhai1 LU Zifan1 YUAN Yuan3

1.School of Pharmacy， the Fourth Military Medical University， Shaanxi Province， Xi'an 710032， China； 2.The brigade of undergraduates， the Fourth Military Medical University， Shaanxi Province， Xi'an 710032， China； 3.Deparment of Vasculocardiology， Xijing Hospital affiliated to the Fourth Military Medical University， Shaanxi Province， Xi'an 710032， China

[Abstract] Pharmacogenomics is a new discipline which intend to go deep and extend of genomics in the field of pharmacy. Pharmacogenomics can not only helps people better understand the causes of different individuals differences in drug reactions， but also directs the development and clinical use of new drugs. With the introduction of the concept of "precision medicine" and the arrival of the era of "personalized medicine"， pharmacogenomics is becoming more and more concerned and is gradually enter clinical application. On the other hand， biotechnology has been widely used in diagnosis， pharmaceutical and other fields in recent years， medical and pharmaceutical colleges and universities have set up biotechnology major， with a view to training pharmaceutical professionals for laboratory， pharmacy and new drug development. However， most biotechnology majors currently have very few pharmacogenomics， which is very bad for cultivating talents in the era of "individualized medicine". Based on the research content and practical application of pharmacogenomics， this paper analyzes the necessity of pharmacogenomics in the specialty of biotechnology in medical and pharmaceutical colleges， which provide information for improving the curriculum system of biotechnology.

[Key words] Pharmacogenomics； Medical biotechnology； Curriculum； Individualized medicine

?物基因组学是一门新兴学科，它旨在帮助人们更好地认识不同个体对同一药物反应差异的原因，从而指导临床用药和新药研发。随着“精准医疗”概念的提出和“个体化医疗”时代的到来，药物基因组学越来越引发关注，并且逐渐走入临床应用。近年来生物技术尤其是生物诊断、生物制药等相关生物技术在医药领域广泛应用，我国医学和药学院校纷纷开设生物技术专业，以期为医院检验科，药剂科及新药研发领域培养专业生物技术人才。然而，大多数医学及药学院校的生物技术专业目前并未开设药物基因组学课程，这对于面向“个体化医疗”时代的人才培养是一个较大的缺憾。本文首先介绍了药物基因组学的概念和发展概况，然后从就业方向出发，阐述了医学和药学院校生物技术专业开设药物基因组学的必要性。

1 药物基因组学

药物基因组学（Pharmacogenomics）是功能基因组学在药学临床实践与药物研究中的具体应用。药物基因组学主要通过对个体基因多态性的检测，发现不同人种以及相同人种的不同个体，在药物识别靶点以及药物吸收、代谢、毒性反应等方面的差别，进而指导个体化与合理化用药[1]。药物基因组学还借助全基因组测序分析，发现有价值的基因多态性与疾病的关联，实现对多病因复杂疾病的遗传易感预测[2-3]。此外，药物基因组学还能够结合特定疾病发现重要突变基因与蛋白，为新药研发提供有效靶点；药物基因组学也可以在药物临床实验中，根据患者的基因多态性和药物反应状况，提供有效患者分类，提高药物研发成功率[4-5]。简言之，药物基因组学主要解决以下几个问题：为什么不同人群或个体对同一种药物的反应有差异？能否在基因组水平上预测这些差异，进而指导临床有效和安全用药，并为新药研发提供有效受众人群？另外，个体基因多态性的检测能否和如何实现对多种疾病风险的预测？

2 药物基因组学的发展历程

药物基因组学的诞生归功于遗传药理学和基因组学的发展，它的发展历程可分成两个主要阶段。第一阶段主要是基于遗传学表型分析的药物遗传学或遗传药理学研究，第二阶段则是基于分子生物学的飞跃发展和人类基因组测序的完成，人们利用多种测序方法开展个体遗传多态性标志序列的检测，并通过这些标志物指导临床合理用药，推进新药靶点研究。

2.1 遗传药理学阶段

1898年，英国内科医生Archibald Garrod致力于尿色素成分的研究，他发现个别患者服用某种镇静催眠药后可导致卟啉病和尿黑酸症，并且发现这种异常药物反应在具有血缘关系的亲属身上发病率明显增高。1913年，英国生物学家Bateson W证实Garrod发现的药物反应为隐性遗传，并首次对这一遗传药理学现象作出描述[6-7]。上世纪50年代，英国医生Alving发现伯氨喹治疗疟疾在白人中安全有效，却有高达10%的黑人服用相同剂量的伯氨喹后出现急性溶血危象。1956年，Carson等证实造成这种现象的原因是体内葡萄糖-6-磷酸-脱氢酶（G6PD）缺乏，全球约4亿人至少携带135个G6PD基因突变位点中的一个，面临伯氨喹药物性溶血风险。1957年，Kalow和Genest发现常染色体隐性遗传引起某些患者对于麻醉辅助药物琥珀酰胆碱反应异常，维持几分钟肌肉麻痹的药量可以在个别人中引发呼吸暂停。这些对临床药物反应事件的研究形成了遗传药理学的基本内容：查明药物代谢酶、转运体和受体等相关突变对药物疗效和毒性的影响[8]。

2.2 个体遗传标志物阶段

上世纪80年代，分子生物学以及多种PCR，高通量基因芯片测序技术飞速发展，使得药物基因组学可以从基因水平寻找影响药物安全性和有效性的生物遗传标记。在这个阶段，药物基因组学真正开始走向临床，并且随着精准医学（Precision Medicine）时代的到来而引发广泛关注。2004年人类基因组计划又破译了全部基因序列，发现98%以上的非编码序列中存在大量的单核苷酸多态性（SNP），SNP可以作为遗传标志用于研究基因型与药物反应关系，成为药物基因组学的主要研究内容之一[9-10]。

人类基因组计划的目的是通过解读人类基因，认识生命奥秘与疾病发生的病理机制，从而把基因组的研究成果与发现更好地应用到人类医疗和健康服务领域。而药物基因组学是基因组计划里距离为人类健康服务目标最近的领域，也正因为如此，这门学科的研究更受到商业资本的垂青，也进一步加速了这门学科的发展步伐。

3 药物基因组学对精准医学新时代的意义

精准医学是随着基因组测序技术快速进步以及生物信息与大数据科学的交叉应用而发展起来的新型医学概念与医疗模式。其本质是通过基因组、蛋白质组等组学技术和医学前沿技术，对于大样本人群与特定疾病类型进行生物标志物的分析与鉴定、验证与应用，从而精确寻找到疾病的原因和治疗的靶点，并对一种疾病不同状态和过程进行精确分类，最终实现对于疾病和特定患者进行个性化精准治疗的目的，提高疾病诊治与预防的效益[6]。

药物基因组学恰恰是实现精准医学和个体化医疗的基础学科。2007年，美国FDA批准了第一个遗传分子的检测，该检测根据CYP2C9和VKORC1基因多态性预测抗凝药华法林的敏感性[11-12]，预示药物基因组学由实验室研究走向实际应用。迄今为止，美国FDA要求70余种药物需要进行遗传标志物检测，以确保安全用药[13]。美国FDA还颁布了《行业指南草案：药物基因组学数据报送》，要求新药申报时需提供遗传药理学数据。2012年，我国SFDA也效仿要求新药申报需提供遗传药理数据。除了药物安全性筛查之外，药物基因组学在药物有效性筛查方面也大量应用于临床。例如，治疗非小细胞肺癌的吉非替尼和埃罗替尼，只有在EGFR基因19和21号外显子突?患者中具有显著疗效；EGFR基因20号外显子T790M突变为二次突变，是继发性耐药的主要机制之一。无突变者和20号外显子T790M突变者不推荐使用这两种药物，该突变的检测目前已经在各大医院逐渐开始普及[14-15]。通过以上应用实例可以看出药物基因组学的研究对于精准医学的发展必不可少，药物基因组学的发展将为推动个体化医疗提供有效的基础理论支撑。

4 生物技术专业的发展应用和课程设置

现代生物技术是综合基因工程、分子生物学、生物化学、遗传学、细胞生物学、免疫学、化学、物理学及计算机科学等多学科的技术体系，可用于研究生命活动的规律和提品为社会服务。当今强国都把生物技术作为战略发展重点。我国制定的《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020年）》也把生物技术作为科技发展的五个战略重点之一[16-17]。而生物技术在医药产业方面的应用最为广泛，以基因工程、细胞工程等为基础的生物技术使得生物医药成为最活跃、进展最快的高新技术产业之一。目前，60%以上的生物技术成果集中于医药工业，据有关专家预测，2020年全球生物技术药品及相关医疗服务销售额将占同期世界药品市场总销售额的15%以上。此外，以生物技术为基础的基因诊断等也是未来医药领域发展的重中之重[18]。

为了适应生物技术飞速发展，国内很多综合院校尤其是医学或者药学院校纷纷开设了生物技术专业。以陕西省为例，第四军医大学、西安交通大学医学院、西安医学院、陕西中医药大学、西北农林科技大学等均开设了生物技术专业。这些院校生物技术专业开设的专业基础课一般包括：生物化学、微生物学、细胞生物学等；开设的专业必修课一般包括：细胞工程、基因工程、发酵工程等。开设的实践课程根据院校类型差异较大，例如医学院主要开展的是细胞分子生物学基础实验、基因工程药物制备等；农林院校主要开展的是生物分离技术、仪器分析技术等。这些课程基本能够从理论到实践形成系统的课程体系，给予生物技术的本科生一个总体概念[19]。

然而，经过调查我们发现大部分院校生物技术专业目前没有设置药物基因组学课程。以陕西省为例，目前只有第四军医大学生物技术专业开设了药物基因组学。如果我们反观一下生物技术专业尤其是医学院校生物技术专业学生的就业方向，就会发现开设药物基因组学非常必要。

5 生物技术专业学习药物基因组学的必要性

一般说来，医学或药学院校的生物技术专业学生毕业后会选择进入医院检验科，药剂科或者生物制药研发企业工作，或者考研进入高等院校生物制药等相关专业继续深造。下面我们就以上几种可能的就业方向来简单阐述一下学习或了解药物基因组学对生物技术专业学生的必要性。

5.1 医院检验科或药剂科

个体化医疗为基础的精准医学时代的到来促使多种药物的使用需要对患者进行某些特定基因的检测以确保安全性或有效性。美国FDA要求300多种药物在使用说明中明确基因检测标志。我国SFDA在2015年也颁布了《药物代谢酶和药物作用靶点基因检测技术指南》（试行），明确要求了某些药物的使用需进行基因检测。因此，了解药物基因组学的概念，掌握一些药物基因组学的检测方法，对于即将进入医院检验科或药剂科工作的生物技术专业毕业生来说是必需的，这是适应迅速发展的个体化医疗方式的必备理论基础。

5.2 药物研发企业

学习药物基因组学对于进入药企的学生来说，更为重要。这些重要性主要来源于药物基因组学对新药研发的指导意义：①药物的代谢性质不良，或者在不同遗传背景的人群之间差异过大是导致药物毒副作用的重要原因。及早淘汰代谢性质不良的药物，避免其进入临床，是节省新药开发成本的重要手段。药物基因组学可以指导人们筛选出不被具有明显基因多态性的药物代谢酶代谢及转运体转运的药物，即所谓的“硬药”进行持续开发，可使上市后药物更加安全，亦可能避免新药上市后被撤出市场的命运。②传统的新药临床试验对受试者的遗传背景不加区分，其缺陷在于纳入了大量具有不同遗传背景的受试者，这些特异亚群中产生的疗效差和毒性大的数据极大影响了药物的安全性和有效性评价结果。药物基因组学的全基因组候选基因筛选技术（GWAS）可从大样本临床研究中发现影响药物毒性的候选基因，从而区分特质人群，指导临床试验，避免药物被错误淘汰。这项技术也可实现上市后药物的安全性再评价。③2005年起，美国FDA颁布了面向药厂的“药物基因组学资料呈递”指南。该指南旨在敦促药厂在提交新药申请时必需或自愿提供该药物的药物基因组学资料，其目的是推进更有效的新型“个体化用药”进程，最终达到视“每个人的遗传学状况”而用药，使患者在获得最大药物疗效的同时，只面临最小的药物不良反应危险。我国SFDA目前也已效仿，要求新药申报材料报送时增加药物基因组学资料。因此，进入药企工作对于将承担新药研发工作的毕业生学习药物基因组学能更好的适应新时代的新药研发规则，加速药品研发进程[20]。

5.3 高等院校生物制药相关专业

继续深造的毕业生一般会选择生物制药相关专业学习，药物基因组学是制药学中一个必须了解的?n程，而且作为一个新兴学科，药物基因组学的发展空间巨大，转化研究也尚处于早期阶段。因此，毕业生选择药物基因组学作为科研方向具有广阔的前景，即便不选择药物基因组学作为研究方向，了解GWAS、细胞毒理的候选基因筛选技术基于siRNA和转基因动物模型的候选基因筛选技术对于药物研究也意义重大。

6 小结

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[关键词]制药专业；研究进展；新技术

中图分类号：TQ460.6 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）24-0103-01

一、生物技术制药现状

1.1 非基因工程生化物

此类药物有脑蛋白水解物注射液、玻璃酸钠、分子肝素钙、分子肝素钠、促肝细胞生长素、蚓激酶、甘糖酯等共97种。

1.2 先导化合物

以天然产物为先导化合物，通过组合化学技术合成大量结构相关的物质，建立有序变化的化合物库，供药物筛选和药效关系研究用。

1.3 生化制药中先进分离分析技术的运用

多种层析（如亲和层析、高效液相层析）、超速离心等技术的运用，可成功地制得高纯度的生化药物。如尿激酶、胰岛素、重组人胰岛素、激肽释放酶、辅酶A、肝素钠等都是通过这种技术使药效得到较大的提高。

1.4 应用生物技术、化学合成、结构后修饰研究开发新药

应用上述技术系统综合研制开发的新药，主要有以下各类药物：1）多糖类，如玻璃酸钠、香菇多糖、低分子肝素等；2）酶及酶抑制剂类，如门冬酚胺酶、葡激酶、人胰蛋白酶抑制剂、胶原酶、降纤酶等；3）多肽类，如人降钙素、鲑鱼降钙素等；4）细胞因子类，如白介素-6、肿瘤坏死因子、神经生长因子、血小板生成素等；5）结购笮奘卫啵缧奘蚊哦影访浮⑿奘纬趸锲缁傅取？1.5 应用生物技术改造传统制药工艺

微生物发酵是制药工业生产微生物药品的重要手段。微生物转化是利用微生物产生的特异酶完成特定的生化反应，使有机物转变成工业产品。

二、生物制药研究新进展

2.1 计算机辅助药物设计技术发展

计算机技术的发展和向药物化学学科的渗透，促进了药物设计的发展。计算机辅助药物设计利用了计算机快速、全方位的逻辑推理功能、图形显示控制功能，并将量子化学、分子力学、药物化学、生物化学和信息科学结合起来，研究受体生物分子与药物结合部位的结构与性质、药物与受体复合物的构型和立体化学特征、药物与受体结合的模式和选择性、特异性、、药物分子的活性基团和药效构象关系等，从药物机理出发，改进现有生物活性物质的结构，快速发现并优化先导化合物，使其尽早进入临床前研究，减少传统的新药研究的盲目性，缩短新药研制的时间。

2.2 组合化学与高通量筛选技术发展

组合化学是近20年发展起来的一种合成大量化合物的新方法，它是建立在高效平行的合成之上，在同一个反应器内使用相同条件同时制备出多种化合物，建立各类化合物库的策略。组合化学通常采用操作、分离简便的固相化学合成。液相化学合成技术也在快速发展和完善中。

2.3 药物手性合成技术发展

化学合成技术在新药发现过程中发挥着十分重要的作用。近年来由于有机化学学科新理论、新反应、新技术不断发现，使得合成反应具有化学选择性成为现实，并促进了药物合成技术的快速发展，其中手性合成技术使新药研制的领域不断扩大。

三、药物生物技术发展

生物技术药物是指利用DNA重组技术或单克隆抗体技术或其它生物技术研制的蛋白质、抗体或核酸类药物，它是目前生物技术研究最为活跃的领域，给生命科学的研究和生物制药工业带来了革命性变化。

3.1 重组DNA技术

重组DNA技术又称基因工程，是将染色体分离、纯化的DNA或人工合成的DNA结合，构成重组DNA，再转化导入宿主细胞内进行无性繁殖，筛选出能表达的蛋白质活性细胞，加以纯化、扩增成为克隆，并表达产生出人类需要的产物。药物学家利用重组DNA技术大量生产生物技术药物，如多肽、蛋白质类、酶类药物和疫苗，并定向改造生物基因结构、构建高产菌株、改造传统制药工艺。4.2抗体技术

3.2 抗体技术

以杂瘤技术为基础的单克隆抗体技术，为得到稳定的抗体提供可能，单克隆抗体是由一个杂交瘤细胞及其子代产生的抗体或是由单个B淋巴细胞分泌的、针对单一抗原决定簇的均质单一抗体，它具有单一、特异与纯化的特性。单克隆抗体它主要用于免疫诊断，定向给药及配制家庭检测试剂盒及体内微量成分和药物的测定，在治疗上有很大的治疗前景。有些单克隆抗体已被用作治疗疾病的药物，用酵母表达抗体的可变区，生产人源化的单克隆抗体作为治疗药物的方案正在实现中。

生物技术的发展不仅推动了药物制造工艺的改进，而且极大地促进了人们对疾病的发生和治疗机制的认识，从而为新药的筛选与发现确定了更多更新的治疗作用的靶物质。些发现使治疗药物对疾病的治疗具有全新的作用机制。重组DNA技术和治疗靶的结构细节研究，为新药发现提供了更多的高效途径。1983年第一个生物技术药物人胰岛素上市以来，到2000年国际上已有116种生物技术药物上市，还有2600多种的生物技术药物处在早期临床试验或处于实验室早期观察阶段。2000年生物技术药物销售额已经超过300亿美元，约占同期药品市场销售额的10%。可见生物技术药物已成为新药开发的生力军。

四、药物不良反应与用药安全技术发展

医药科学的迅速发展新药层出不穷，用药复杂性越来越高，用药引起的社会问题也越来越多，应避免不合理使用药物，防止不良反应的发生，处方药一定不要不合理使用。合理使用药物不仅可以减少、降低药物的不良反应，还能避免药品乃至医药资源的浪费。

不合理用药不仅导致机体不良反应和药源性疾病大量增加，同时也影响治疗技术的提高，严重阻碍现代卫生事业的发展。合理用药是医师、药师、护师、病人、药物和环境相互作用的结果，任何一方有关人员不合理用药都会影响其他人员的努力造成前功尽弃。迄今为止，人类还不能达到研制出的药物完全有益无害，因此，只有加强对药物使用权限、过程和结果的监管，力求应用得当，趋利避害，才是合理用药的意义所在。

4.1 安全性

安全性是合理用药的首要条件，药物性损害现已成为主要致死疾病之一，仅次于心脏病、癌症、慢性阻塞性肺病、脑卒中。药物性损害已对人类健康构成威胁，成为一个全球问题，引起人们的广泛关注。药物的安全性日益重要，药物的安全性不是药物的毒副作用最小，或者是无不良反应，这类绝对概念，而是强调让用药者承受最小的治疗风险，获得最大的治疗效果。

4.2 有效性

人们使用药物就是通过药物的作用达到预定的目的。不同药物由于不同的场合其有效性的外在表现明显不同，对于医学用途的药物治疗要求的有效性在程度上也有很大差别，判断药物的有效性指标有多种，临床常见的有治愈率、显效率、好转率、无效率等。预防用药有疾病发生率、降低死亡率等。

4.3 经济性

经济地使用药物强调以尽可能低的治疗成本获得较高的治疗效果，并不是尽量少用药或者用廉价药品，应当是单位使用用药效果所投入的成本应尽可能低。

4.4 适当性

适当性强调因人而异的个体化用药原则，有些药物还应精心设计适当的初始剂量和维持剂量，密切观察病人的用药反应，及时调整剂量、给药途径，确定双方都可以接受的现实条件下，可以达到的用药目标。即根据用药对象，选择适当的药品，在适当的时间以适当的剂量和用药途径，达到适当的治疗目标。

参考文献

[1] 马志英.新理论新方法影响下的制药新技术发展.卫生职业教育.2005.

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而在现实中，生物医药行业的确呈现出庞大复杂的面目：繁多的产品种类、各异的研究方向、众多的细分领域以及无数的参与主体。面对这样的行业，我们该如何去选择和判断？特别是站在投资角度有没有合适的切入点？答案可能见仁见智，而单克隆抗体则被投资界普遍认为是未来生物制药行业重要的投资领域。

单克隆抗体

现代医学告诉我们，当细菌、病毒、异源蛋白等异物入侵人体时，人体的免疫体系会识别异物，并分泌特异性的抗体来结合异物，最后达到清除异物的目的。一般抗原以异源蛋白居多，通常情况下免疫系统能够识别抗原上面的多个位点，针对不同的位点会特异性地产生针对该位点的抗体来结合抗原，由此产生的抗体集合我们称之为多克隆抗体。而如果能够纯化出只针对单个位点的抗体，我们就得到了针对某个特定蛋白结构的抗体――单克隆抗体。

1975年，Kohler和Milstein运用单克隆杂交瘤技术获得了抗绵羊红细胞的单克隆抗体，成为单克隆抗体应用领域的奠基者。经过30多年发展，单克隆抗体已经成为生物医药的重要组成部分。继重组蛋白后，单克隆抗体引领了第二次生物医药产品浪潮。它在疾病治疗上具有广阔的应用前景，已被成功用于治疗肿瘤、自身免疫性疾病、感染性疾病和移植排斥反应等领域，成为生物制药最大的产品类别。

据统计，2006年底在美国和欧盟市场上销售的治疗性单克隆抗体有20种，其中包括4种鼠源性单抗、5种嵌合性单抗、10种人源化单抗和1种全人源化单抗。到2008年底，嵌合性单克隆抗体占有49%的市场份额，人源化单抗占有31%，全人源化单抗占有11%，鼠源单抗只有不到10%。

可以预见，由于人源化抗体和完全人源化抗体的副反应小、效价高，代表了未来单抗产品的发展趋势。

临床应用

单克隆抗体在临床上主要应用于以下三个方面：肿瘤治疗、免疫性疾病治疗以及抗感染治疗。用于治疗癌症的抗体占有44%的份额，用于治疗关节炎和免疫性疾病的单抗占40%，而在进入临床试验和上市的单抗产品中，用于肿瘤治疗的产品数量占比大概为50%。未来用于治疗癌症和自身免疫性疾病的单抗将继续引领单抗市场，IMS预计这两类单抗销售额有望突破100亿和110亿美元。

单抗产品之所以能够发展迅速，是因为相对于小分子药物而言其最大的优点是“精确”，能够针对特异性的靶点进行治疗，降低副反应的同时增强了功效。目前，单抗产品的治疗机制大概分为两类，一类是通过单抗本身与靶点蛋白的结合，达到利用自身免疫系统清除目标蛋白的作用，代表性的产品有基因泰克的美罗华和赫赛汀。另一类是将单抗与治疗用的小分子药物或放疗药物耦合，单抗帮助治疗药物找到病灶，以此来达到特异性治疗的目的，代表性产品有成都华神的碘[131I]美妥昔单抗皮试制剂。

以单抗产品使用最为广泛的肿瘤治疗为例，在传统的治疗中，肿瘤患者一般会接受化疗和放疗两种治疗，但是不论哪种方式都会对患者的身体造成极大的伤害。在化疗过程中，患者一般会出现肠胃功能混乱、免疫力降低、造血功能受抑制等副作用，而放疗使患者本身要受到辐射伤害。究其原因，是因为这两种传统治疗方法都是“广谱”治疗，也就是不论对肿瘤细胞还是正常细胞都会杀伤，效价较低。而单抗产品能够精确到细胞级别，针对病灶进行治疗，效价较高。

行业发展

治疗性抗体的发展经历了从多克隆抗体到单克隆抗体再到基因工程抗体三个阶段，随着基因工程技术的成熟，单抗产品已经进入高速增长阶段。

1986年第一个治疗性鼠源性单克隆抗体OKT3上市，然而其治疗效果并不乐观，抗体治疗在1988年到1993年间陷入低谷。为了解决免疫原性问题，其后诞生了各种人源化技术，2002年，第一个全人源化抗体Humira上市。到2006年，美国食品药品监督管理局（U.S. Food and Drug Administration，FDA）已经批准了21种单克隆抗体药物上市，其发展又重新进入轨道。单克隆抗体是近年来复合增长率最大的一类抗体药物，1999年全球单克隆抗体药物的市场销售额只有12亿美元，2002年已经达到40亿美元，2004年全球销售额大约为103亿美元，其中8种销售额最大的单克隆抗体药物销售额达到101亿美元，其年均增长率超过150%。据FDA预计，单克隆抗体药物在未来10年内将会成为全球生物医药领域发展的主旋律，随着已上市品种的不断增长以及新品种的上市，单克隆抗体药物的市场份额将会迅速攀升。

单克隆抗体药物近几年增长迅速，单克隆抗体产品已经成为一个全球销售额突破400亿美元的大产业，目前单抗产品的销售额占生物制药的比例已经超过30%，未来单抗产品将成为生物医药领域发展的主旋律。相比之下，化学制药工业新药的推出速度在逐步放缓，而随着新靶点的大量发现，单抗类药物的研发工作正在如火如荼地进行，未来单抗类药品有望成为主要的新药来源。

行业主体方面，由于单克隆抗体研发的技术壁垒较高、研发周期较长、需要强大的资金和技术支持，因此大型企业在单抗技术方面优势明显。目前，国外的单抗产品主要集中在罗氏（基因泰克）、安进、GSK 、强生等公司，这些公司已经构建了成熟的单抗研发平台，在靶位基因的筛选、基因的测序、抗体结构的构建、工业化生产等一系列流程上有着明显的技术优势。从目前已经上市销售的品种来看，单抗产品已经由初期的鼠源性和嵌合性产品逐步转向了人源化和完全人源化产品，大型企业在蛋白结构重组方面也有着自己的优势。

同时，行业内的并购机会明显增加，很多大型企业的单抗产品线都是通过收购获得的。早在1999 年强生公司就收购了Centocor，获得了其单抗技术平台；2002 年安进收购了Immunex；礼来于2008 年收购了Imclone；罗氏在早期就控股基因泰克公司，在基因泰克因生物制品大获成功后，罗氏更是斥资468 亿美金收购了基因泰克剩余的股份，不断发生的并购表明生物制药产业正在吸引越来越多的投资。

虽然单抗药物已取得了很大的成功，但仍存在许多难以克服的问题。抗体靶抗原的不确定性，以及抗体自身的抗原性是主要问题之一。由于人们对很多存在于靶细胞和组织上的靶抗原的确切分布和功能并不完全了解，从而在临床应用上存在很多不确定性，并由此产生了安全问题，而这一点在免疫疾病的抗体治疗中表现尤为突出。

2006年3月德国TeGenero公司研制的抗CD28抗体TGN1412（治疗自身免疫性疾病）在英国Northwick Park医院进行临床研究，6个健康志愿者出现严重反应，发生昏迷，在使用了生命支持系统和大剂量激素后才控制住，但发生的机制尚不清楚，而在此前的大量动物实验中却没有任何副反应的迹象。另一个治疗免疫性疾病的抗体药物候选者抗CD40，也在临床研究时出现了严重的副作用。可以看出抗体药物所存在的安全风险，针对同一靶分子的不同表位有可能介导完全相反的生物学效应。其他适应症的抗体治疗也存在脱靶可能，原因是靶分子也在其他组织中存在，而目前我们难以确定抗同一种靶分子、甚至同一表位的不同抗体药物在体内的分布、代谢、药效和毒副反应表现是否一致，这就为抗体的开发带来很大的临床风险，这就是为什么很多药物在一期临床就失败的原因。

此外，抗体药物的开发生产成本也值得我们关注，它甚至被称为富贵药。成本是决定抗体药物未来发展的一个关键问题。因为与其他科学技术发展的规律相同，具有巨大市场前景的产品在遇到难以克服的瓶颈问题时，一定会刺激产生替代技术或物质，如Aptmer等，都可以产生具有类似抗体特异性结合和亲和力的特征，但分子质量更小，生产更为方便和廉价。所以，抗体药物在未来有可能只会成为一类概念药物，新的更优良的分子药物会替代现有药物，当然这也是本身生物技术开发的风险。

目前在研产品基本以人源化和完全人源化产品为主，鼠源性的产品基本已经没有，这也表明随着基因工程技术的进步，单抗类产品的类型也开始升级。各大公司都有众多进入了II、III 期临床的产品，在研产品主要还是以肿瘤治疗和自身免疫性疾病的治疗为主。肿瘤疾病的治疗类型较现有产品有所拓展，增加了针对实体瘤、黑色素瘤等肿瘤的治疗产品，但主要还是以淋巴癌、乳腺癌等疾病为主。自身免疫性疾病的治疗仍然主要以关节炎，哮喘和皮肤疾病为主，新增了针对老年痴呆症和糖尿病的治疗产品。

国内市场

国内主要的治疗性单抗产品市场仍然被进口产品所占据，进口产品主要以国外畅销产品为主。而国产单抗产品正处于起步阶段，早期产品以鼠源性产品为主，随着中信国健和百泰生物推出了自己的人源化产品后，中国单抗产品类型也开始升级，但是还没有国产的完全人源化产品。

目前，国内形成了北京、上海、西安等抗体药物的中试及产业化基地。北京基地以北京百泰生物技术公司和北京天广实生物技术有限公司等为主形成；上海基地以上海中信国健药业有限公司等为主形成；西安基地由第四军医大学和成都华神集团合作形成。

第一个五年：受益的公司将是目前已经掌握单抗生产关键技术并拥有丰富产品储备的公司：兰生股份（中信国健）、百泰生物、海正药业。

第二个五年：届时多个重磅单抗将过专利保护期，所以目前已经开始布局单抗的大公司，他们有强大的资金做后盾，并不惜重金力争引进国外的技术和科研人员，以最快的速度将产品投放市场，未来价格相对合理的仿制药以及原创药产品的销量能够借助公司强大的销售渠道实现快速增长，例如丽珠集团、一致药业以及海正药业、复星医药、华北制药、双鹭药业等。

篇5

一、课程教学内容安排

生物工程的内容十分丰富，有限的课时内不能面面俱到地进行较为深入的讲授。因此，教师在教学内容的安排上，既要保证突出重点内容，又要兼顾知识内容的全面性。此外，还需要引入一些学科前沿成果，以跟踪迅速发展的生物技术的进步。我们对于课程教学内容的安排，特别注意了以下几个问题。

1．组建课程模块，合理安排教学内容。以生物技术的应用发展为导向，将本课程的教学内容划分成三部分：①绪论，介绍生物工程沿革及前沿。②生物技术基础，详细讲述基因重组技术、蛋白质和酶工程、细胞工程的基本原理，技术路线及特点，旨在帮助学生建立牢固的理论基础、掌握相关技术的应用方法。③生物技术的工程化应用及发展，重点介绍发酵工程、生物医药工程和环境生物工程，通过多个与人类生存和发展密切相关的案例的教学，培养学生综合知识的能力、融汇创新的能力。

2．让学生了解生物工程学科的全貌。课程的绪论部分分别从生物工程的沿革、生物工程的原理及特点、生物技术的应用及前沿发展、生物技术及其产业所发挥的巨大的社会和经济影响力等角度进行讲授，帮助学生标绘出一副生物工程的全貌图：从基础理论的研究突破、生物技术的应用发展、到渗透至各国民经济主要领域中产生的巨大影响，期间产生的反作用又促进生物学基础理论的研究突破。这个过程周而复始地推动着社会的变革与进步。

3．宽泛基础知识面，强调理论联系实际。生物工程是一个具有丰富学术内容的领域，而本课程课时有限，不能详尽地涉猎各个知识点，因此，如何设置课程内容就成了影响教学效果的主要因素。本课程对基础知识的教授强调的是“宽泛”而非“深入”，要求课程设置的基础知识教学能够满足学生理解生物技术的基本原理即可，而对于生物技术的实践应用则给予了重点关注。课程坚持理论联系实际，运用综合性案例，让学生了解从基本原理出发到实践应用的过程，学习综合应用所学知识解决问题的方法，培养科学思维方式。

4．以生物技术的应用为导向设置教学内容，跟踪学科前沿。在对课程的基本原理讲授后，根据学生的工程专业教育背景和将来作为社会工作者的特点，我们引导学生学习工程化应用方法，这是更为重要的教学环节。这部分教学内容占据了整个教学内容的相当大的比重。如，微生物发酵工程、细胞培养技术使生物技术产品实现产业化；生物医药工程中集中了生物技术研究的前沿方向和热点，各种生物技术在此融合；环境生物工程致力于建立人类与环境的和谐关系，以实现社会的可持续发展。本课程分别选择这些领域中的主要内容作为重点讲授部分，如转基因动物制药、单克隆抗体技术应用、固定化酶技术及酶法分析、环境污染的生物治理等，安排了较多的教学时间，以使学生更好地了解生物技术的新进展。

二、教学方法探讨

生物工程学是生命科学与工程技术结合所形成的一门综合性学科，基于研究对象（核酸、蛋白质）及层次（分子、细胞、个体）不同构建了不同的生物技术分支领域，同时基于应用领域的不同也形成了各自富有特点的应用技术，如生物医药领域中蛋白类药物的生物构建和生产、环境治理与保护中微生物的生物转化过程技术等。由于教学内容覆盖面广，为了提高教学效果，本课程在教学方法上进行了以下几个方面的探索。

（一）以生物技术原理为主线贯穿教学活动

本课程的教学活动以生物工程的原理为主线展开，形成了基因工程、蛋白质和酶工程、细胞工程、发酵工程等章节，以使学生在较短的时间内掌握各种生物技术的原理和应用方法。同时，通过对生物技术应用较为深入的生物医药工程、环境生物工程等内容的安排，培养学生根据应用对象的特点和要求综合应用所学理论知识的能力。

（二）理论联系实际，引入案例教学

发酵工程是将生物技术产业化的重要环节，包含了从菌种培养到制备合格产品的过程。［5］菌种决定着发酵生产工艺方法，发酵工程中高产菌种常常是采用生物技术方法构建的。发酵过程调控是基于微生物的生命代谢过程，培养条件的变化可以影响代谢途径。发酵产物的提取纯化是依据待分离目标物质的特性及待分离目的产物和杂质之间物性的差异来进行的，是决定生产成本高低的关键因素。如果只是按照发酵工程的过程来讲解技术基础及过程应用技术，涉及知识点多，知识点之间的相关性较弱，这对于刚开始接受专业课程教育的本科三年级同学来说，接受起来有一定的难度。而以具体物质的发酵生产为例进行分析，更为形象化，也容易被学生理解和接受。授课时，我们以红霉素的生产为例，分析了工程菌的构建方法与高密度发酵技术的应用，基于组分分离要求的分离纯化工艺方法的建立等，并将自己多年科研的成果结合至授课内容中。仅就红霉素的提取纯化而言，工程菌的引入及发酵调控技术的成熟，使红霉素发酵单位由原来的3000u／mL～5000u／mL大幅度提高至8000u／mL～10000u／mL，使得新分离技术的应用成为现实。目标产物的分离工艺由传统的“板框过滤－溶剂萃取－经过中间体盐的结晶纯化”发展为“微滤膜过滤－（纳滤膜浓缩）－层析分离－结晶纯化”新的分离工艺。该工艺利用层析操作的高分离效率实现了活性组分红霉素A与杂质组分红霉素B、红霉素C的分离；通过结晶过程中关键因素的调节，如结晶体系的组成及组成物的浓度变化、pH、温度、搅拌等，实现对产品粒度和晶形的控制，从而获得纯度高、药理活性强的产品。案例的分析过程加强了学生们的工程概念，如发酵产物的提取往往会涉及结构相似组分的分离，其分离方法的选择需兼顾分离效率高、分离条件温和的要求；微生物发酵是纯种培养过程，工程设备必须满足无菌操作的基本要求，发酵罐需要具备良好的混合能力，较高的传质、传热速率，且不能对菌体产生剪切破化；药物的晶形和粒度与药物的生理活性相关，现代药物质量控制指标除了纯度和杂质含量要求外，还有晶体的晶形粒度等结构指标要求；发酵产品的经济成本和社会成本概念等等。实现一个抗生素药物的现代化工业生产需要融合现代基因工程、细胞工程、化学工程的知识。

（三）课堂讲授与专题案例的调研相结合

本课程通过典型实例的剖析，加强了学生对基本原理的理解，并传授了生物技术的应用方法。我们时时跟踪生物技术领域的发展，对授课案例进行更新，以使教学内容紧密联系生物工程的新发展、新成果，体现该领域新技术、新水平，使学生感受到科学技术发展的巨大魅力，激发学习热情。但是，本课程的教学课时有限，课堂上不可能对生物技术各领域均充分展开。为了弥补这一局限，本课程在教学上设置了“专题调研＋课堂谈论”环节，把生物工程应用专题案例的调研工作，以作业形式布置给学生去完成，并通过课堂讨论及提交论文的方式加以考查。［6］专题论文的完成及交流以小组为单位进行，教师组织学生组成学习小组，要求各学习小组在给定领域范围内对感兴趣的专题进行调研和论文的撰写。教师在组织学习小组之时，就将学习小组两两结对，要求各小组在完成本组专题调研的同时，对结对小组的课题也进行相应调研，并作为主审方在课堂上对结对组的专题内容设置提问，引导课堂讨论，而其他同学则可以对自己感兴趣的专题自由发表观点。

本课程要求，小论文要按照《华东理工大学学报》的稿件规范撰写，这也是对本科生撰写科学论文的训练，是专业素质培养的一部分。这种“专题调研＋课堂谈论”教学模式，能让学生自动参与多专题的调研学习，达到巩固基础知识、拓宽知识面、深化专业认知的目的，同时能够较全面地训练和检验学生专业文献查阅、分析材料、归纳总结及思辨应对的能力。实践表明，这样的学习方式效果突出。学生李晓阳在听课小结中写道：“分组演讲、课程论文，每小组七八个人，不仅可以让我们自己动手获取知识，锻炼了动手能力，还能够培养我们团结协作的能力。只有分工合作才能把这项工作做好。”学生闫天一在小结中写道：“老师讲到了我国生物发酵工业发展的现状，虽然我国（抗生素）产量居世界之首，但生产效率比较低、产品附加值低、污染严重，主要以半成品（原料药）为主，这些都深深触动了我。在化学制药领域，我们仍是以仿制药为主。在21世纪，我想我们大学生的责任就是让中国不仅是世界的工厂，也要成为研发的中心。”

三、结束语

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关键词：兽医；生物技术；畜牧业

中图分类号：S814.8 文献标识码：A DOI：10.11974/nyyjs.20160230105

生物技术是门十分古老的科学，从很早以前人们就已掌握的发酵、酿酒技术到近代抗菌素的应用，说明这门技术伴随人类已经几千年了。直到现代，限制性内切酶的发现、基因体外重组以及分子克隆技术的建立给这门古老的科学带来了光明的前景。现在，生物学、医学、兽医、植物、环保等许多学科和领域的研究者都在竭力使生物技术与各自所研究的课题相联系，并取得了很多令人鼓舞的结果。

1 生物技术在动物育种中的应用

在牲畜的日常育种中十分普遍的用到了生物技术，包括克隆技术、转基因、胚胎技术、DNA技术等，通过生物技术的应用能够改善分子的培育效果，对人工育种的措施加以改善，生物技术的运用不但在一定程度上将动物的培育周期缩短了，还具有很强的针对性。大大的减少了选择品种以及培育的时间，还有效的增强了育种的水平。

2 在饲料资源的开发中应用生物技术

不管是哪种动物的养殖，都离不开饲料，可以说，它和畜牧业的经济效益以及牲畜的成长息息相关，生物技术的不断进步，在一定程度上推动了科技水平的发展，也带动了饲料资源的研发。在饲料的研发工作中大量的运用生物技术，能够很好的提高饲料的营养成分，所以说，生物技术在一定程度上还可以减少由于我国饲料的短缺而导致的压力情况，为我国畜牧业的良好发展和进步打下了坚实的基础。在澳大利亚，有一些科学家们研发出了一种新型的首蓓，这种首蓓所富含的蛋白质非常多，将相关的基因去除后，能够作为一种高蛋白质含量的新型饲料。

3 生物技术在诊断和防治动物疫病中的应用

在防治动物疫病方面，运用生物技术培育的基因工程兽用疫苗与常规疫苗的生产相比生产周期更短，疫苗的种类更多，效果更强大，并且降低了由于残毒和污染而造成的生物污染的机率。常见的有预防禽痘病毒的活病毒载体重组疫苗、基因缺失疫苗、核酸疫苗等等。在畜禽疾病诊断方面，随着生物技术发展而产生的限制酶分析法、免疫印迹法、核酸探针法以及聚合酶链反应法等多种分子生物学的诊断方法都是畜禽疾病有效的诊断方法。

4 在净化畜禽环境中应用生物技术

因为养殖业大多都十分集中，所以畜舍中所散发的气味十分难闻还含有氨气等对人体以及牲畜有害的物质，因此，必须采取相关的措施对这种情况加以预防和制止。现阶段容易出现的肉鸡的情况，还有一些猪出现呼吸道疾病的情况都是由于畜舍内含有大量的氨气而造成的。科学家们从沙漠植物莫哈欠丝兰中提取的糖化合物，能够让舍内硫化氢、氨气、粪臭素等减少增强牲畜血液中含氧成分，在一定程度上使猪的生产性能有了一定的提高，也有效的减少了鸡出现腹水症的几率。

5 发展趋势

5.1 基因治疗的研究是未来动物医学乃至人类医学的重要发展方向

通过建立动物疾病模型分析和研究基因治疗各种层面上的问题，在兽医临床上的应用方兴未艾，通过对基因治疗的认知和利用促进兽医学临床研究的发展这一理念也相对成熟。采取何种方式去认识基因、如何合理利用基因，在基因治疗发展上显得尤为重要。

5.2 现代生物技术的另一个重要的方面就是生物制药

根据世界卫生组织对我国传染病威胁的评估结果表明，抗生素耐药性已成为严重问题。畜牧生产者广泛使用抗生素加速了新耐药菌株的传播，引发了一些人畜共患病，尤其是人类的食物传染病，并导致医疗保健系统重大的经济负担。所以，用生物类药物对抗生素进行转向替代并且改进控制手段（如疫苗接种和预防疾病）是畜牧业未来使用药物的准则，这对于兽药研制非常重要且又具有很好的应用价值。

6 结束语

相对于发达国家来讲，我国对于生物技术的研发工作还相对比较落后，在饲料的研发以及动物的生产中生物技术的应用还不够成熟，然而，我国现阶段已经提高对生物技术的认识，相信以后在牲畜的养殖上生物技术的应用将会越来越广泛。

参考文献

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据统计，2006年第三季度，美国生命科学类风险投资总额首次超过了IT行业，成为第一大投资行业。而普华永道的分析则显示，2007年第一季度，美国生物科技行业的投资在各行业中名列第一，在医疗设备行业的投资则达到有史以来的新高。

相比之下，中国市场才刚刚起步。比起互联网行业，生物技术和新药研发仍然是目前一个很少资金涉入的领域。

今年1月，国家发改委高技术产业司联合中国生物工程学会《中国生物产业发展报告2006》。该报告表明，自2002年以来，生物技术产业吸引创业投资的能力急剧下降。近5年我国共有1080家企业吸引创业投资50亿美元，但生物医药产业只占融资总额的5.2%。

在我国，生物产业犹如一座待掘的金矿，等待寻宝人的到来。

生物经济将10倍于信息经济

美国《时代》周刊预言：2020年世界将进入生物经济时代，革命性的市场投放阶段预计将在2025年后到来，到21世纪中叶，当生物经济进入成熟阶段时，生物应用技术将渗透到我们生活中许多与生物无关的角落。不久的将来，生物经济将10倍于信息经济。

由于各国政府的高度重视和生物技术的飞速发展，生物产业正在全世界范围内迅速成长。

据统计，2003年世界生物产业市场约894亿美元，预计到2007年，其市场将达1296.5亿美元。全球生物技术药品市场销售额保持12%的年均增长速度。全球生物药品市场规模1997年为150亿美元，2000年为300亿美元，2003年达到600亿美元，占同期世界药品市场的10%以上。

生物技术制药产业已经成为当前世界医药市场上新的增长点。随着人类基因组图谱的破译，将有力地促进生物药物的研发。到2020年，利用生物技术研制的新药可能达到3000种左右。到2010年全球仅生物芯片的市场就将达到600亿美元。有关统计表明，全球生物技术产业的销售额约每5年翻一番，增长率高达25%-30%，是世界经济增长率的10倍左右。

北京聚焦高端生物产业

2007年4月，我国《生物产业发展“十一五”规划》出台，并把发展生物医药作为重头戏，力争在重大疾病（如恶性肿瘤、心脑血管疾病和艾滋病等）的治疗和预防用药方面取得突破，争取有5到10个自主创新的重要新药品进入产业化生产，培育5家左右年销售收入超过百亿元的生物医药大企业，并在税收政策、投融资等方面加大扶持力度，加快做大做强一批优势品牌、品种和企业。

我国生物产业将因此迎来快速发展的全新时代。

2007年6月16日，首届全国生物产业大会在石家庄召开。国家发展改革委在这次大会上向北京等9省市新认定的国家级生物产业基地授牌。

北京、上海、天津、广州……目前全国得到生物产业基地授牌的城市已经增加到12个。

生物产业作为高新技术产业中发展最活跃的部分，将带动区域经济飞速发展。

在这次大会上，北京市发展改革委张燕友委员率由中关村生命园、北京经济技术开发区医药园、大兴生物医药产业基地三个生物产业基地核心区及部分骨干企业参加了大会，并在会上集中展示了北京国家生物产业基地的发展和具有国际一流水平的创新成果。

张燕友委员指出：近年来北京市紧抓机遇，加快规划并建设国家生物产业基地，立足自主创新，聚焦高端产业，促进了生物工程和医药产业健康、快速发展。2006年北京生物医药产业实现销售收入200亿元，利润22.6亿元，产业盈利能力连续四年国内领先。北京发展生物产业具有创新能力全国领先、产业高端优势凸显和发展环境完善的三大比较优势。

今年4月，北京市发改委披露了2008年之前北京市重点扶持的六大产业，生物工程和新医药产业作为六大产业之一，将成为未来5年内北京市重点扶持的目标。今后，北京市将通过部分政策的调整，吸引社会资金向目前产业结构相对薄弱的生物制药等领域投资，以构筑均衡稳固的投资体系。

基地核心区三足鼎立

北京国家生物产业基地由中关村生命科学园、大兴北京生物工程和新医药产业基地、北京经济技术开发区（亦庄）医药园三个核心区组成。三个核心区所处的发展阶段不同，所具备的资源禀赋不同，将充分发挥各自优势，共同加快北京生物产业发展。

中关村生命科学园是中关村科技园区的重要组成部分，北京市政府于2000年6月批准建设中关村生命科学园。在2000年，国内当时还少有生物产业的概念，更谈不上生物产业专业园区。作为全国领先的科技园区，中关村科技园区能够预见生物产业的发展趋势，及时组织启动建设中关村生命科学园，为国家在京大型生物技术项目和各类生物技术企业提供了发展的新空间。

到2007年7月，入驻生命园的各类企业已达60家，其中独立自建研发生产中心的企业17家，入驻创新大厦的科技创新型企业43家。生命园已初步构建起较完整的生物产业链条，并在源头创新、技术支撑、产业资源、临床资源上形成了独特优势。

大兴北京生物工程和新医药产业基地规划面积9.63平方公里，一期3.55平方公里的土地开发工作和基础设施建设基本完成，目前二期、三期及配套区的道路、管网正在建设中。产业基地已引进项目共计50家，投资总额约100亿元，其中投资8000万以上的项目37个，占77.1%。

大兴基地以中国药品生物制品检定所为核心建设国家级生物医药技术检测、药品审评中心；依托国家新型疫苗工程中心以及北京天坛生物制品股份有限公司、民海生物科技有限公司等大型疫苗研发、生产企业，建立国家级疫苗研发生产基地；依托同仁堂、以岭集团、德国贝朗、九州通等入区的医药主导企业，构建现代中药及天然药物、现代医疗器械及新型制剂等多元化的产业格局。

篇8

该指令共五章，十八条，由于了解该指令有助于促进我国在生物技术发明方面的立法，鼓励对生物技术发明的投资，促进生物技术发明在产业中的应用和传播，我们将该指令翻译如下。由于水平有限，不准确甚至谬误之处在所难免，恳请各位专家予以指正。

欧洲议会和理事会

《关于生物技术发明的法律保护指令（ec/98/44）

1998年7月6日通过

1998年7月30日生效

《官方公报l类第213号》，第0013页

欧洲议会和欧洲联盟理事会

考虑到《建立欧洲共同体条约》，尤其是其中的第100a条

考虑到委员会的建议（注：《官方公报c类（ojc）第 296 号》，1996年10月8日。第4页和《官方公报c类（ojc）第311号》。1997年10 月11日，第12页。）

考虑到经济和社会委员会的观点（注：《官方公报c类（ ojc）第295号》。1996年10月7日。第11页。）

按照条约第189b条设定之程序（注：1997年7月16 日《欧洲议会的观点》（《官方公报c类（ojc）第286号》。1997年9月22日，第87页）。1998年2月26日《理事会共同立场》（《官方公报c类（ojc）第110号》1998年4月8日，第17页）和1998年5月12 日的《欧洲议会的决定》（《官方公报c类（ojc）第167号》，1998年6月1日）。1998年6月16 日《理事会决定》。）

（1）鉴于生物技术和基因工程在广泛的产业领域正发挥着日益增长的重要作用，而且生物技术发明的保护对共同体的产业发展将理所当然地具有根本性的重要意义；

（2）鉴于，尤其是在基因工程领域，r

（3）鉴于在全体成员国内有效和一致的保护对维持和鼓励生物技术领域的投资非常重要；

（4）鉴于根据欧洲议会对由协调委员会批准的欧洲议会和理事会关于生物技术发明的法律保护指令的共同文本（注：《官方公报c 类（ojc）第68号》。1995年3月20日。第26页。）的否决， 欧洲议会和理事会认为生物技术发明的法律保护问题需要明晰；

（5）鉴于由不同成员国的法律和惯例提供的对生物技术发明的法律保护存在差异；鉴于此差异可能产生贸易障碍，并且因此阻碍国内市场正常发挥其功能；

（6）鉴于该差异可能因各成员国采取新的不同的立法和行政惯例而进一步扩大，或者鉴于各国对这些立法的解释导致判例法的发展不一致；

（7）鉴于在共同体内各国国家法关于生物技术发明的法律保护的不协调发展可能导致对贸易的进一步阻碍，以及损害这些发明的产业发展和国内市场的平稳运行；

（8）鉴于对生物技术发明的法律保护并不需要创设单独法律以代替国家专利法的规定；鉴于为充分考虑满足专利性要求的有关生物材料的技术发展，生物技术发明的某些特别方面需要调整到或加入专利法中，国家专利法的规定仍然是对生物技术发明给予法律保护的主要基础；

（9）鉴于在某些情况下， 比如排除植物和动物品种以及生产动植物产品的主要是生物学的方法的可专利性，建立在以关于专利和植物新品种的国际公约基础上的一些国家法的概念，对于生物技术和一些微生物发明的保护产生了不确定性；鉴于统一澄清这些不明确性是必要的；

（10）鉴于应该考虑到生物技术的发展对环境，尤其是这些技术的应用对发展能减少污染和更经济地使用土地的种植方法的潜在影响；鉴于专利制度应该用于鼓励这些方法的研究和利用；

（11）鉴于生物技术的发展无论是在健康方面和与传染性、地方性疾病作斗争方面以及在世界范围内与饥饿作斗争方面对发展中国家的重要性；鉴于专利制度也应该用于鼓励这些方面的研究；鉴于这些技术在第三世界传播和有利于有关群体的国际程度应予以增强；

（12）鉴于欧洲共同体及其成员国已签字的《trips 协议》（注：《官方公报l类（ojl）第336号》。1994年12月23日。第213页。）已生效，该协议规定专利权应当授予一切技术领域的产品和方法；

（13）鉴于共同体保护生物技术发明的法律框架，当适用于生物材料本身的专利性时可限于设定一些原则，这些原则特别旨在确定有关人体某个部分的专利性时发明和发现的区别，生物技术发明专利所提供的保护范围，除书面公开外采用一种保存机制，及选择对相互依存的植物品种和发明（或者反之）颁发非排他的强制许可；

（14）鉴于一项发明专利未授权持有者实施该发明，而仅授权其禁止第三方为工业或商业的目的而利用该发明；鉴于，实体专利法因此不能用于取代国家法、欧洲法或国际法或导致它们的多余，因为它们可以增加限制或禁止的规定，或者对研究进行管理和对该结果进行使用或商业化等，并尤其从公共健康、安全、环境保护、动物的生存、基因多样性的保存以及遵循一定的道德标准等的要求的角度来考虑是这样；

（15）鉴于各国专利法或欧洲专利法（《慕尼黑公约》）中都没有一律排除生物材料专利性的排除性或禁止性规定；

（16）鉴于专利法必须同时尊重捍卫人的尊严和完美这一基本原则；鉴于声明包括生殖细胞在内的、在形成和发展的任何阶段的人体，以及关于其某个部分或某种产品，包括人类基因序列或部分基因序列的任何简单发现，都不能被授予专利这一原则是很重要的；鉴于这些原则与专利法中的可专利性标准是一致的，即单纯发现不能被授予专利；

（17）鉴于有从人体中分离或用其他方法取得的药品的存在，它们在疾病处理方面已取得重大进展，并且这些药品所用的技术方法的目的在于获得同人体中自然存在的结构相同的元素；鉴于基于此，旨在得到或分离出对这些药品的生产有重要价值的这些元素的研究工作应通过专利制度予以鼓励；

（18）鉴于，由于专利制度未能提供充分条款以鼓励对与罕见或“孤儿”疾病作斗争的生物技术药品的研究和生产，共同体和成员国有义务对这些问题作充分的反应；

（19）鉴于已考虑了“生物技术伦理影响咨询组”对欧洲委员会的第八号意见的观点；

（20）鉴于，由此应明确，基于一个从人体分离出来的元素或通过其它技术方法获得的发明，只要有工业实用性，就未被排除可专利性，即使该元素的结构与自然元素的结构相同，条件是专利授予的权利不延及人体和处在自然环境中的组成元素；

（21）鉴于从人体中分离的或用其他方式产生的元素未被排除可专利性、因为该元素是用例如技术手段进行区分、提纯、分类或在人体之外复制而产生，并且这是一些人类自己能独立付诸实施但自然界自身不能完成的技术；

（22）鉴于对基因序列或部分基因序列的可专利性问题一直争论不休；鉴于根据本指令，对涉及基因序列或部分基因序列的发明授予专利应与其他所有技术领域的可专利性适用同样的标准：新颖性、创造性和工业实用性；鉴于基因序列或部分基因序列的工业实用性必须在专利申请中公开；

（23）鉴于未说明功能的单纯dna序列不包含任何技术信息， 因此属于不具有可专利性的发明；

（24）鉴于，为符合工业实用标准，当基因序列或部分基因序列用于生产蛋白质或其中某部分时，有时有必要指明生产了哪种蛋白质或某种蛋白质的哪个部分或指明其可实现什么功能；

（25）鉴于，为解释专利授予的权利之目的，当序列的重叠仅涉及发明的非实质性部分时，每个序列应视为专利法中所说的独立序列；

（26）鉴于，如果一项发明是基于人体的生物材料或使用了这些材料，在提交专利申请时，该材料从其身体中被提取的人应有机会根据国家法律表示自由的和被告知的同意；

（27）鉴于如果一项发明是基于植物或动物的生物材料或者是对这些材料的使用，在适当的情况下，专利申请应包含，如果知道时，这些材料的地理来源的信息；并鉴于这些不应影响专利申请的处理或授予的专利权利的有效性；

（28）鉴于本指令在任何情况下都不影响现有专利法的基础，即对一项专利产品的新应用可授予一项专利；

（29）鉴于本指令不应影响排除植物和动物品种的可专利性；鉴于，在另一方面，有关植物或动物的发明具有可专利性的前提是此发明的应用在技术上未限于单个植物或动物品种；

（30）鉴于“植物品种”的概念已由保护植物品种的立法进行了定义，即类别由其染色体决定，并因此而具有个性特征并明显区别于其他品种；

（31）鉴于以一个特别的基因（但不是整个染色体）为特征的某一植物群不受植物新品种保护，并且因此即使它构成植物新品种也不能排除其可专利性；

（32）鉴于，但是，如果一项发明仅为对某种特殊植物品种进行基因修饰，并且如果一个新品种是繁殖的，即使该基因修饰并非主要是由于生物学的方法而是生物技术方法的结果，它将同样被排除可专利性；

（33）鉴于为本指令之目的有必要定义在什么情况下繁殖植物和动物的方法乃主要是生物学的方法；

（34）鉴于本指令对由国家、欧洲或国际专利法律中定义的发明和发现的概念一视同仁，不持偏见；

（35）鉴于本指令对国家专利法中关于对人或动物的外科治疗方法和对人或动物的诊断或治疗方法不具有可专利性的规定不持偏见；

（36）鉴于trips 协议已为世界贸易组织各成员国排除某些发明的可专利性提供了可能性，前提是为了保护公共秩序和公共道德，包括保护人类、动物或植物的生命或健康，或者为了避免对环境的严重损害而有必要禁止他们在商业领域内的利用，但这种排除不能仅仅是因为此利用被法律所禁止而作出；

（37）鉴于当发明的商业性利用违反了公共秩序或公共道德时必须排除其专利性这一基本原则也必须在本指令中强调；

（38）鉴于本指令的执行部分也应包括一个说明被排除可专利性的发明性的清单，以便为国家法院和专利当局提供一个解释公共秩序和公共道德的一般指导；鉴于该清单显然不可能列举穷尽；鉴于其使用侵犯了人的尊严的方法，比如从人和动物的生殖细胞或全能细胞中生产嵌合体的方法，显然也不应具有可专利性；

（39）鉴于公共秩序和公共道德尤其与各成员国承认的伦理或道德原则相对应，在生物技术领域，根据该领域的发明的潜在范围和它们与生物的固有关系，该原则应得到尊重格外重要；鉴于这些伦理或道德原则补充了根据专利法在任一发明技术领域的法律审查标准；

（40）鉴于在共同体内一致的意见认为介入人类生殖细胞系列和克隆人违背了公共秩序和公共道德；鉴于因此应毫不含糊地排除对人类生殖细胞系的遗传同一性进行修饰的方法和克隆人的方法的可专利性是很重要的；

（41）鉴于克隆人的方法可被定义为任何旨在，包括用胚胎分裂方法，制造与另一活人或死人的核遗传信息相同的人体的方法；

（42）鉴于，除此之外必须排除为工业和商业的目的对人体胚胎的使用的可专利性；鉴于在任何情况下，这种排除并不影响为治疗或诊断的目的而应用于人类胚胎且对其有用的发明；

（43）鉴于依照《欧盟条约》第f （2）的规定， 联盟应尊重由1950年11月4 日在罗马签定的《保护人权和基本自由的欧洲公约》所保证的、来源于成员国共同宪法传统的、作为共同体法的一般原则的基本权利；

（44）鉴于委员会关于“科学和新技术伦理问题欧洲组”应对生物技术领域的伦理问题进行评价；鉴于在此应该指出该小组仅从基本伦理原则的层面对生物技术进行评价时被咨询，包括就专利法问题被咨询；

（45）鉴于对改变动物遗传同一性的方法，如可能导致动物痛苦，并对人和动物及由该方法产生的动物从研究、预防、诊断或治疗的角度看没有任何实质性医学利益的，其可专利性应予排除；

（46）鉴于，根据专利的功能在于通过授予一定时间的排他性权利以对发明人的创造性努力给予回报，并以此鼓励创造活动的事实，专利持有人应被授予禁止使用可自我复制的专利材料的权利，相当于应被允许禁止使用不能自我复制的专利产品一样，即生产专利产品本身；

（47）鉴于当专利权持有人或经其同意，带有受保护的发明的繁殖材料为农业之目的出售给农民时，有必要规定专利权持有人权利的首次弱化；鉴于首次弱化必须保证农民在其农场上为进一步增殖或繁殖之目的使用其收获的产品；鉴于这种弱化的范围和条件应当限于1994年7 月27日签订的关于共同体植物品种权的《理事会条例（ec）第2100/94号》的规定（注：《官方公报l类（ojl）第227号》。1994年9月1日。 第1页。最后被《条例（ec）第2506/95号》修订的《条例》（《官方公报l类（ojl）第258号》。1995年10月28日。第3页）。）；

（48）鉴于仅可以要求农民支付植物品种权共同体法中设定的费用作为要求弱化共同体植物品种权的条件；

（49）鉴于，专利权持有人也可以通过反对农民滥用这种弱化或反对没能履行其承诺的培育者开发含有受保护的发明的植物品种以捍卫其权利；

（50）鉴于对专利权持有人的第二次弱化必须授权农民为农业之目的使用受保护的种畜；

（51）鉴于既然没有关于动物品种权的共同体立法，第二次弱化的范围和条件应该由国家法律、法规和实践来决定；

（52）鉴于，在利用其特性源于基因工程的新植物方面，当对有关的类或种，该植物品种与现有专利中的要求保护的发明相比具有相当经济效益的重大技术进步时，必须保证在缴纳费用的前提下，能以授予强制许可证的形式获得该植物；

（53）鉴于，在利用新植物方面，如果该新植物的特性源于基因工程中的新植物品种时，当该发明存在相当经济效益的重大技术进步时，必须保证在缴纳费用的前提下能以授予强制许可证的形式获得该品种；

（54）鉴于trips协议第34 条包含了对所有成员国有约束力的关于举证责任的详细规定；鉴于，因此，本指令中没必要作规定；

（55）鉴于根据第93/626/eec号决定（注：《官方公报l类（ojl）第309号》。1993年12月31日。第1页。），共同体是1992年6月5日的《生物多样性公约》的成员；鉴于，考虑到此点，当成员国应与本指令保持一致的法律、法规和行政规章生效时，必须特别注意该公约第3条、 第8（j）、第16（2）的第二句和第16（5）的规定；

（56）鉴于1996年11月召开的《生物多样性公约》成员第三次会议在《决定》第Ⅲ/17中声明“为作出关于知识产权权利与trips协议和《生物多样性公约》之间的关系的共同评价报告，尤其是关于技术转移、生物多样性的保存和可持续利用，以及公平和平等地分享使用基因资源带来的利益等主题，包括与生物多样性的保存和可持续利用相关的知识的保护、革新和体现传统生活方式的本土和地方社区的实践，尚需继续做工作”。已通过本指令

第一章 专利性

第一条

1.成员国应通过国内专利法保护生物技术发明。在必要的时候，他们应当根据本指令调整其国内专利法。

2.本指令不影响各成员国履行国际协议尤其是trips 协议和《生物多样性公约》中规定的义务。

第二条

1.为本指令之目的

（a）“生物材料”意指含有基因信息的、 且能自我复制或在生物学系统中进行复制的任何材料；

篇9

发酵技术历史悠久，在国民经济和人民生活各方面正发挥着越来越大的作用。尤其是发酵工程，广泛应用基因工程、细胞工程、酶工程等新技术，形成了21世纪最重要的生物工程支柱产业。随着近代生物技术的迅速发展以及社会可持续发展的迫切需求，发酵工程已涉及医药工业、轻工业、食品工业、化学工业、农林牧渔业、环境保护，以及生物基化学品和生物能源等许多重要领域。    

在高等院校教学中，发酵工程也愈来愈受到关注。我们在发酵工程教学以及与学生的交流中深深感到，传统的教师讲台“一言堂”、学生课堂记笔记形式的教学模式限制了教学效果的提高，不利于学生掌握“活的”、更具实用价值的知识。为此，我们在教学中尝试有学生参与的多种教学模式，并取得较好的效果。

1发酵工程课程现状

1. 1课程简介发酵工程主要是利用微生物以及某些酶的生物催化作用，采用生物及工程学的技术为人类生产有用的生物产品，或直接用微生物参与控制某些工业生产过程。人类对发酵的利用远比认知要早，例如，人们熟知的利用酵母菌发酵制造啤酒、果酒，利用乳酸菌发酵制造奶酪和酸牛奶等。    

从发酵的工艺流程来看，发酵主要分为上游、中游、下游三部分内容。上游主要是发酵前期的准备过程，包括出发菌种的制备、环境及设备的无菌化以及培养基的制备等。中游则主要是发酵过程中工艺的监测及控制，包括培养方式、温度、pH、泡沫等培养条件对发酵过程的影响及控制。下游则主要是发酵结束后产物的分离纯化过程。    

我校生物制药专业的课程设置中，发酵的过程分别在发酵工程和生物制药工艺学两门课程进行讲解。其中，发酵工程主要着重教授发酵上游和中游的内容，即发酵的经典内容。

1.2教材及内容教材采用张嗣良主编的《发酵工程原理》(普通高等教育“十一五”国家级规划教材/高等教育出版社)。 

本教材主要包括两部分内容，前半部分(1一4章)为发酵工程的经典内容，后半部分(5一11章)为生物反应器的知识。有些高校将生物反应器的设计、放大及优化列入生物技术及工程学科的专业课程中，我校将该部分作为备选内容供学有余力或感兴趣的学生进行自学。    

结合我校实际情况及专业建设情况，发酵工程课堂教学主要侧重发酵工程经典内容的学习，共安排32h。    

发酵工程理论教学主要内容见表1，其中关于培养基灭菌工艺及空气净化除菌工艺已经在前期的生物制药设备课程中有详细讲解，因此发酵工程中不再教授这一部分内容。

1.3教学反思总体来说，发酵工程的理论教学内容较为系统，且具有较强的逻辑性，学生能够较快地理解和掌握部分内容和知识。因此，如何使学生高效、创新、全面地掌握更多的知识，成为发酵工程教学改革过程中的关键。    

我们在发酵工程教学中发现:有些内容及章节较为简单，例如发酵培养基，学生通过通读教材便可以掌握90%的内容，只需教师在重难点处进行点拨即可;有些内容及章节则较为抽象，例如抗生素效价的测定方法，则需要教师进行详细讲解;而有些内容及章节较有开放性，例如发酵培养基的优化，课堂教学的内容不能够完全概括该部分内容，需要学生在课外进行思考及学习;另外，有些内容及章节与实际生产连接较为紧密，例如发酵的基本工艺与控制，此部分内容的文字较为晦涩难懂，在教学过程中需要结合较多生产实例进行理解学习。    

因此，要想高效且较为创新地完成教学，应该根据教学内容自身的特点调整教学模式。而本文则主要探索多种教学方法在发酵工程理论教学中的综合应用。2多种教学方法在发酵工程教学中的应用方法依上所述，发酵工程理论教学内容具有逻辑性、系统性强，且每个章节内容深浅程度不同的特点。因此，本文依据不同章节的内容采用不同的教学模式，即在发酵工程理论课教学中综合应用多种教学方法，以此来高效地、创新性地完成教学内容，具体实施方法见表1。    

第一章为绪论，主要介绍发酵工程的历史、发展、学科背景及学习内容、方法，属于概括性、总领性的内容，由教师进行集中讲授效果较好。故绪论以LBL( lecture一based learning)教学法为主，LBL教学法以讲授为基础，以课堂为中心，以教师为讲授主体，主要采用集中授课的方式完成教学过程，是较为传统但应用最为广泛的一种教学方法。能够整体安排教学过程，节省教学资源。但LBL教学法中，学生参与率较低，容易产生倦怠情绪，应注意在讲授过程中趣味性知识的穿插，避免内容过于枯燥。    

第二章主要介绍工业菌种的来源、选育及培养过程。其中工业菌种的介绍，自然选育、诱变育种及定向进化改造菌种两部分内容较为简单，可以由学生在课堂上自读教材进行学习。自读教材是针对较为简单的教学内容所采用的一种方法，即在课堂上，学生通过自己阅读教材进行学习。自读教材结束后，教师采用CBL( case study-based learning)案例教学法，以实际案例进行引导、点拨、提问，加深学生对教材内容的理解和掌握。    

CBL教学法以具体案例为中心的教学模式，通过设置与本节课程有关的案例作为先导，在教师的主导下，以学生为主体解决问题。CBL教学法能够调动学生积极性，培养学生独立、创新的思维，但对教师的专业素质、案例编写的质量、教学连贯性等有较高的要求。    

对于发酵菌种采样、富集、筛选过程，菌种退化及防止、保藏及复壮，实验室阶段、生产阶段菌种培养技术三部分内容，均需要结合生产实际，以生产案例作为指导，由教师与学生共同学习，使学生掌握基础理论知识。例如，营养缺陷型菌株的筛选，故采用CBL为主、LBL为辅的教学方式较为合适。    

此外，本章内容偏向于实际应用，系统学习并掌握本章内容，能达到更好的教学效果。因此，在本章小结中，可以融入TBL ( team一based learning)教学法，即以小组的方式进行教与学的教学模式。由教师设置问题并进行指导，由组建好的小组，在课堂中进行讨论、个人测试、小组测试、应用型练习等来学习并掌握知识[}z7。例如，以某种工业微生物的筛选、诱变、培养设置问题，让学生分小组查找资料，设计出相关实验及操作思路，并在课堂上进行讨论及展示。TBL教学法能够有效地调动学生的积极性、锻炼学生独立思考的能力，同时也能够让学生在小组互动的过程中锻炼团队协作和人际沟通能力。但TBL教学方法在实施过程中，对教师的专业素质以及教学条件有较高的要求。    

第三章主要是关于发酵培养基相关知识的介绍，包括发酵培养基的类型、成分及优化。其中，发酵培养基的类型及成分的教学内容较为简单，无需教师进行过多的讲解。因此，该部分内容主要采用自读教材的方式，提高学生参与度的同时节约教学时间。自读教材完成后再由教师进行简单的总结、点拨及测试以加深对知识的掌握。发酵培养基的优化部分，需由教师以案例为指导，并结合讲解，让学生了解该部分内容的基本理论知识，即采用CBL + LBL的教学方法。但发酵培养基的优化通常采用一些统计学方法，且在科研中使用较多，属于较为开放性的教学内容。因此，适宜辅以文献精读教学法，即学生通过阅读相关领域的文献，来进一步掌握课堂中所学知识的教学方法。文献精读的方法需要学生利用课内及课外的时间完成，并通过不同的完成形式来检验学生的学习效果，同时进行过程性及形成性评价。    

第四章主要讲解了发酵培养的方式、发酵的参数与控制以及染菌的防治三部分内容。发酵培养的方式主要分为分批、补料分批、半连续、连续培养，该部分内容较为简单，采用自读教材为主、LBL为辅的教学方法。即由学生自读教材进行学习，并由教师讲解、点拨、提问以加深理解。发酵的参数与控制、染菌的防治两部分内容均与生产实际连接较为紧密，且学生无知识背景，因此适宜采用CBL与LBL相结合的教学模式。即分小组进行，由教师提出生产案例，引导学生用所学知识来解决实际问题，调动学生积极性，培养学生独立和创新的思维模式。另外，发酵的参数与控制经常作为发酵过程的研究对象，有较多相关的科研论文。因此，辅以文献精读，能够有助于丰富学生的认知，构建系统的知识网络。

3教学模式的优化及可行性分析

3. 1教学模式的优化在发酵工程理论教学中，针对不同章节的特点，采用多种教学方法相结合的教学模式，能够在传统讲授的基础上，调动学生的积极性。自读教材的教学方法能够有效地节约教学时间，将简单的教学内容交给学生自己消化，而不是不论内容简单与否从头讲到尾，避免学生枯燥和倦怠情绪的产生。    

另外，我校旨在培养应用型生物制药人才，而发酵工程与实际连接较为紧密，因此，案例教学能够为学生在理论学习过程中进行较好的引导，在理论学习的过程中锻炼学生独立和创新能力。    

文献精读教学方法的引入，为有意在专业领域进行深造的学生提供了较好的学习方向及内容，能够更好地调动学生积极性，开拓学生视野，丰富学生思维。    

依上所述，在发酵工程理论教学过程中，针对不同学习内容选择不同教学方法的模式，能够使该门课程的理论教学更加丰富、高效。

3.2教学模式的可行性分析首先，多种教学方法综合应用的模式，以传统教学课堂为依托，在教学资源方面有良好的保障;其次，发酵工程理论教学由一名教师承担，无多人穿插教学，代课教师可以根据授课情况灵活地应用各种教学方法，而不受课时及代课人员的限制;再次，发酵工程理论内容系统性及逻辑性较强，教学对象数量较少(60人左右)，教师前期的备课即能够保证多重教学方法较为流畅的实施;最后，理论课程的考核方式采用传统的过程性与终结性评价相结合的方式，便于实施。

4教学模式实施效果评价    

为了了解本文所采用教学模式的实施效果，在发酵工程理论教学结课的同时，与生物制药专业学生进行了讨论。讨论主要针对课堂气氛、学习效果及学生对教学模式的满意度及认可度三方面进行。其中，绝大部分学生表示学习的自主性提高，不再是课堂上单纯接受知识，而是真正参与课程学习当中。另外有少部分学生表示在查找论文方面有一定难度和限制，但能够学到一些在课堂上难以学到的内容。大约90%的学生表示课堂气氛较传统课堂讲解更为活跃，且课堂参与度有较大的提高，对这种根据不同内容选择不同教学方法的教学模式表示满意。

5展望及结语    

在当代高等教育模式下，工科毕业生虽具有一定的基础知识和实践能力，但往往缺乏团队协作能力，工程推理、分析解决实际问题的能力以及评估企业在社会的大环境中生存和竞争的能力。    

针对这一现状，国内及国外的教育工作者都企图在工程教育领域探索出一种教育模式，使得高校毕业生能够最大限度地满足企业对工程师的要求。而CDIO工程教育模式无疑是众多改革模式中的最具影响力的一种。CDIO工程教育模式在2005年首次由汕头大学引入国内，之后便在工程教育界引起了较大的反响。CDIO是构思(conceive、设计(design )、实施(implement、运作(operate)四个英文单词的缩写。“构思”指明确客户的需求，考虑技术、企业战略和制度等因素，不断改进概念、技术和商业计划;“设计”指制订开发的产品系统所需的各种计划、图纸和算法;“实施”指把设计转变为产品的过程，包括硬件制造、软件编程、测试、检查和验证;“运行”指对产品系统的维护、优化和淘汰等。    

生物制药是与实践连接较为紧密的专业，因此该专业的毕业生需要具备一些实际的解决问题的能力、设计或构思的能力。这要求在教学计划的设置和教学的实施过程中，将基础知识的讲解与生产实际问题相联系，以生产环节为导向，使教学内容真正的“有血有肉”。与此同时，多种教学方法综合应用的教学模式也在其他高校课程中，如医学免疫学、人体胚胎学中有所涉猎，并取得了较好的教学效果。    

篇10

[关键词]成人药学教育；生命科学导论；教学改革

[中图分类号]R91　[文献标识码]A　[文章编号]1007-8517(2011)09-0064-01

近年来，在成人药学课程体系改革中出现了一个亮点，即生命科学导论正在进入专业课程中。引入该课程的目的是让学员掌握生命科学的基本知识、规律，并启发和鼓励他们从不同的角度对生命现象进行思考和探索，同时引导他们用生命科学的整体观去理解中医中药的理论，去探索西医西药的知识。针对成人药学本科教育对象的特殊性，笔者结合该课程的学科特点，从改进课堂教学方法，优化课程讲解内容，把握教学的深度和广度等方面对生命科学导论的课堂教学改革进行了探讨。

1、成人药学本科教育的现状

成人药学本科教育对象的特殊性，决定其学习内容、学习方式、学习过程有着特殊性。首先，成人药学本科教育的生源多为高中或大专水平的各个药厂或相关企业部门的在职工作人员，其学习具有明显的功利性，主要目的是针对自己工作实践中的欠缺，甚至是迫于国家对工作人员层次的硬性规定。对他们而言，重视的是所学知识的实用性而不是学术性，注重技能而不注重知识。其次，成人药学本科教育中专业课程设置较多，而接受教育的学员年龄、层次、学习经历各不相同，其理解力、记忆力和专业技能都差异很大，且受工作、家庭等方面的影响，有效学习时间很难保证。因此，把握成人药学本科教育的现状，不断优化教学内容及方法是搞好药学本科成人教育的前提。

2、改进课堂教学方法，以多媒体教学为主

生命科学导论内容多、课时少，而成人学员又具有机械记忆力弱、理解力差的特点。因此在教学方法上以多媒体教学为主，以便高效的展示课堂内容，解决信息量大，课时少带来的问题。同时，利用电脑模拟生命的宏观或微观过程，克服抽象内容教学难的问题。如生物进化、光合作用等内容，配合动画进行讲解变静为动，变抽象为直观，易于学员理解和记忆。给学员播放有代表性的实验教学录像片段如DNA重组技术、蛋白质合成过程等，弥补了成人本科教育无实验课时的不利条件。与传统教学方法相比，多媒体教学图文声像随意组合、灵活多变的，为学习者创设了良好的学习情景。借助于多媒体缩短了讲授时间，同时使教学形式活泼生动，教学内容更为形象直观，让学员在理解的基础上印象深刻，激发学员的创造性思维，具有良好的教学效果。

3、优化课程讲解内容，突出生命科学内在规律

我院开设的生命科学导论课程以高崇明教授编著的《生命科学导论》为参考教材。依据教师对生命科学的理解，把介绍生命科学的基本概念、原理、研究方法、应用作为重点，强调生命科学对人类发展的影响。课程分为五大板块：1)绪论，讲述学习生命科学的意义，总体介绍生命科学在社会发展中的地位，了解生命科学发展的脉络。2)介绍生命的物质基础，从生命的化学基础延伸到到生命活动的基本单位，然后扩展到生命活动能量的获得和释放，简述细胞周期和调控及细胞的信号传递。3)生命的延续，重点讲述生物遗传发育的分子基础，从分子水平上阐述生物的奥秘，使学生掌握必要的分子、细胞和遗传基础知识。4)生物的进化，从动物、植物、微生物等不同类群上描述生物界的整体面貌，重点讲述生命的起源和主要的进化学学说，培养学生的唯物主义思想。5)生态学原理，重点提出要重视生态环境即人与自然的和谐发展，重点介绍生态学的基本规律和相关概念。

4、把握教学的深度和广度。与实际紧密相连

本课程的教学对象为非生物学专业的成人教育本科生，为了使学员“听得懂、能理解”，教师必须严格把握授课内容的深度和广度。授课深度上，要把基本的原理、规律等概念作为重点，但不是简单的灌输，尽量与类似的事件相联系。如在讲授“DNA的复制”相关内容时，笔者除了用Flash描述DNA的复制，还把这一现象与细菌的分裂、动物的生殖相联系，提高学生学习的兴趣。授课广度上，要与生产实际紧密相连。在讲授现代分子生物学技术时，介绍分子生物学基本概念及在生产上的应用，尤其是在现酵制药领域中，利用现代基因工程技术进行优良菌种的选育等与广大学员日常工作环节紧密相关的技术内容进行系统阐述。同时介绍生命科学近年内出现的若干热点和发展前沿，如人类基因组计划、禽流感、口蹄疫等；在讲授生态学原理时，和学生一起分析极端天气的原因、太湖污染的原因等。

5、结语

哈佛大学的教育计划中就有这样一句“毕业生应该受到广博教育并应在专门的学科方面得到一定的培训”。而成人教育的非正规性决定了它可以依据社会发展的需求与变革，依据社会成员个人教育需求的变化，及时地调整自己的办学方向、教育计划及教学体制，优化教学方法，增加新的教学内容，将最新的知识信息以快捷的方式传授给成人。因此，生命科学导论进入成人药学专业课程表是恰逢其时，对于指导成人药学教学、培养21世纪合格的创新型药学人才，意义重大。

参考文献：

[1]江春梅，梁金庭突出成人教育特点努力培养市场需求的应用型人才[J]

中国冶金教育，1997(6)：74－75

[2]徐国章，大力发展成人教育努力实践科学发展观[J]

高等函授学报：哲学社会科学版，2006，19(2)：4－6

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