生物制藥技術(shù)在化工合成制藥工藝中的應(yīng)用

吳元帥，陳佳(齊魯制藥有限公司，山東 濟(jì)南 250105)

0 引言

制藥工藝在藥品生產(chǎn)、挽救患者生命及推動人類社會發(fā)展中起到至關(guān)重要的作用。隨著生物工程的發(fā)展，生物制藥技術(shù)的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，應(yīng)用層級逐漸深入。相比于傳統(tǒng)化工合成制藥方式，生物制藥過程更加簡單、便捷，藥品生產(chǎn)過程更容易把控，同時從生物藥品屬性來看，生物藥劑的分子量較大，藥品結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，且藥品治療效果更加突出，有效地滿足了人們的用藥需要。新時期，發(fā)展生物制藥技術(shù)已經(jīng)成為化工合成制藥的內(nèi)在要求。

1 生物制藥技術(shù)內(nèi)涵及發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 生物制藥技術(shù)內(nèi)涵

生物制藥技術(shù)是基于生物技術(shù)、生物工程發(fā)展起來的一種全新制藥工藝，在制藥過程中，生物制藥技術(shù)不僅實現(xiàn)了生物學(xué)、微生物學(xué)研究成果的應(yīng)用，而且規(guī)范使用醫(yī)學(xué)、生物化學(xué)知識理念，從生物體、生物組織、細(xì)胞、器官、體液等諸多層面出發(fā)，生產(chǎn)具有較高藥效的預(yù)防、診斷和治療藥物，有效地滿足了患者用藥需求，提升了患者治療效果，促進(jìn)了制藥產(chǎn)業(yè)及醫(yī)療事業(yè)的發(fā)展。目前，在生物工程研究中，生物制藥已經(jīng)成為最活躍、進(jìn)展最快的研究領(lǐng)域，其是21世紀(jì)最有前景的產(chǎn)業(yè)之一[1]。

1.2 生物制藥技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

作為生物工程領(lǐng)域研究的重要內(nèi)容，生物制藥技術(shù)的發(fā)展對于現(xiàn)代醫(yī)藥事業(yè)發(fā)展具有深刻影響。與國外相比，我國生物制藥技術(shù)起步較晚，且大多數(shù)技術(shù)停留在模仿階段，生物制藥自主創(chuàng)新能力不足。但是基于生物制藥技術(shù)在人民日常生活中的重要性，我國生物技術(shù)人才儲備量不斷提升，生物技術(shù)在近年來得到了快速發(fā)展，目前，生物制藥已經(jīng)形成了較為完整的產(chǎn)業(yè)鏈和產(chǎn)業(yè)群。

目前，我國生物制藥技術(shù)正處于快速發(fā)展階段，從技術(shù)研究深度、應(yīng)用程度等層面來看，生物制藥的發(fā)展還存在諸多不足，但在借鑒國外優(yōu)秀成果的基礎(chǔ)上，通過合作交流與自主創(chuàng)新，我國生物制藥技術(shù)的創(chuàng)新水平不斷提升。值得注意的是，我國生物制藥技術(shù)已經(jīng)達(dá)到了分子水平，市場藥品中，采用生物制藥技術(shù)制備的藥品不斷豐富，據(jù)統(tǒng)計，我國采用生物制藥技術(shù)生產(chǎn)的藥品已經(jīng)達(dá)到了100多種[2]。在未來發(fā)展中，對于生物制藥技術(shù)的研究、發(fā)展和應(yīng)用還應(yīng)考慮藥物適用范圍，努力實現(xiàn)生物制藥高成功率和低實驗成本的結(jié)合；并在生物制藥與其他領(lǐng)域結(jié)合發(fā)展中，提升生物制藥技術(shù)的綜合應(yīng)用效果，促進(jìn)制藥產(chǎn)業(yè)的持續(xù)、穩(wěn)定發(fā)展。

2 生物制藥技術(shù)的主要類型

2.1 固定化酶

作為一種較為常見的蛋白質(zhì)或RNA，酶本身有活細(xì)胞產(chǎn)生，并且對于底物具有高度特異性和高度催化效能。化工合成制藥過程中，酶能與水相互融合，這對于藥品生產(chǎn)具有深刻影響。生物制藥技術(shù)下，采用固定化酶技術(shù)，能有效提升酶穩(wěn)定性，這不僅加快了酶從反應(yīng)系統(tǒng)中的分離，而且為后期藥物的運(yùn)輸和保存創(chuàng)造了良好條件。從固定化酶應(yīng)用效果來看，其在促進(jìn)化工合成制藥自動化生產(chǎn)的同時，降低了藥品的生產(chǎn)成本，提升了藥品的生產(chǎn)質(zhì)量?，F(xiàn)階段，除激素類藥物、氨基酸藥物外，固定化酶技術(shù)在抗生素藥物生產(chǎn)中也有廣泛應(yīng)用。

2.2 細(xì)胞工程

細(xì)胞工程是生物制藥技術(shù)應(yīng)用的重要類型，其為制藥工藝的研究、應(yīng)用提供了全新的發(fā)展空間。傳統(tǒng)制藥模式下，制藥企業(yè)會按照人工中草藥多區(qū)域采集的方式獲取藥物有效成分；而在細(xì)胞工程下，通過實驗室培育即可實現(xiàn)多種中草藥的有效提取和培養(yǎng)，這充分保證了藥材的充足性。在生物制藥實踐中，細(xì)胞培養(yǎng)、融合和基因轉(zhuǎn)移是細(xì)胞工程的基礎(chǔ)所在。化工合成藥物生產(chǎn)中，細(xì)胞工程技術(shù)的應(yīng)用具有以下優(yōu)勢：其一，采用細(xì)胞工程后，藥材本身較為充足，有效地豐富了藥物的數(shù)量和種類。其二，從制藥在后期成本來看，細(xì)胞工程技術(shù)支撐下的制藥時間較短，制藥人員較少，且藥物成本支出較少。在一定程度上，在化工合成制藥中使用細(xì)胞工程技術(shù)，能逐漸地擴(kuò)大制藥企業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模[3]。

2.3 基因工程

使用基因工程技術(shù)進(jìn)行生物制藥時，需要確定充足的對象，然后將該對象的目的基因插入到載體中，在完成拼接后，通過轉(zhuǎn)入新的宿主細(xì)胞，最終形成全新的遺傳物質(zhì)。從生物學(xué)角度來看，細(xì)胞內(nèi)包含了較多的激素、活性因素，這些物質(zhì)是人體新陳代謝的必需品。在基因技術(shù)的支撐下，不僅能促進(jìn)各種激素物質(zhì)的合成，而且對于活性因子的發(fā)展具有積極作用?，F(xiàn)階段，胰島素、干擾素等藥品生產(chǎn)中均有基因工程技術(shù)的應(yīng)用，有效地滿足了藥品生產(chǎn)需要。

3 化工合成制藥工藝中生物制藥技術(shù)的具體應(yīng)用

3.1 冠心病藥物生產(chǎn)應(yīng)用

隨著人們生活模式的轉(zhuǎn)變，患病的風(fēng)險不斷增加；在諸多疾病中，心血管疾病是威脅較大的一種疾病。冠心病是臨床醫(yī)療實踐中較為常見的心血管疾病，該疾病好發(fā)于中老年群體，相對而言，男性發(fā)病的概率明顯高于女性，嚴(yán)重地威脅著人們的身體健康和生命安全。有研究顯示，我國每年死于冠心病的患者多達(dá)100多萬人。藥物治療在冠心病防治中起到至關(guān)重要的作用，其有助于控制患者病情，挽救患者生命。近年來，冠心病的發(fā)病率不斷增加，人們對于冠心病防治藥物的需求也在不斷增加。在一定程度上，藥物的需求促進(jìn)了制藥工藝的快速發(fā)展。

冠心病藥物研發(fā)生產(chǎn)中，生物制藥技術(shù)的應(yīng)用較為廣泛，目前該技術(shù)已經(jīng)成為生物制藥技術(shù)發(fā)展的主流。市場上，大多數(shù)冠心病防治藥物均采用了生物制藥工藝，尤其是在基因技術(shù)的推動下，生物制藥技術(shù)的應(yīng)用效果極為可觀。采用基因技術(shù)生產(chǎn)冠心病治療藥物時，基因測序技術(shù)的應(yīng)用頻率較高，其有效地提升了冠心病藥物的生產(chǎn)質(zhì)量，改善了冠心病的治療效果，確保了患者身心健康。

3.2 抗腫瘤藥物生產(chǎn)

腫瘤疾病是威脅患者生命安全的常見疾病類型，每年因腫瘤疾病死亡的人數(shù)較多。從疾病表現(xiàn)來看，腫瘤疾病本身具有種類繁多、危害性較大的特點，臨床實踐中，手術(shù)治療、化療是腫瘤疾病治療的常用方式，這些治療方式雖然能取得較好的治療效果，但對于患者的傷害較大，即腫瘤手術(shù)切除、化療會給患者帶來較大痛苦，直接降低了患者的生活質(zhì)量。尤其是對于一些老年腫瘤患者而言，他們對于手術(shù)切除、化療的耐受性較差，有必要研究抗腫瘤藥物，推動腫瘤疾病保守治療的快速發(fā)展。

目前，在生物制藥技術(shù)的支撐下，抗腫瘤藥物的種類逐漸豐富，且經(jīng)過實驗驗證，這些新研發(fā)的抗腫瘤藥物具有較為穩(wěn)定的性能，治療效果較為突出。利用生物技術(shù)生產(chǎn)抗腫瘤藥物過程時，基因技術(shù)的應(yīng)用較為深入，譬如，在骨髓瘤疾病治療藥物研發(fā)中心，制藥企業(yè)就使用基因技術(shù)生產(chǎn)了干擾素基因藥物，滿足了患者的治療效果。另外在生物技術(shù)的支撐下，制藥企業(yè)開始生產(chǎn)基因抗體藥物，將這些藥物用于腫瘤患者，能有效地減緩腫瘤細(xì)胞的擴(kuò)散速度，這對于腫瘤疾病的預(yù)防和治療具有積極作用。目前，已有三種藥物用于腫瘤疾病治療的臨床試驗階段，其對于改善患者病情具有積極作用[4]。

3.3 免疫藥物生產(chǎn)

近年來，人們患病的頻率有所增加，患病的種類也逐漸豐富。在這些疾病中，有部分疾病難以治療，這與患者自身免疫能力不足有較大關(guān)系。當(dāng)免疫能力不足時，人們對于外界病毒、病菌、生物菌的抵抗能力就會下降，容易導(dǎo)致多種疾病的出現(xiàn)。譬如，風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、糖尿病等都是較為常見的疾病，其與患者免疫能力不足有較大關(guān)系。在我國，風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎具有較高的發(fā)病概率，在該疾病防治中，應(yīng)不斷提升自身的免疫能力。目前，依托生物技術(shù)生產(chǎn)免疫藥物成為增強(qiáng)人們免疫能力的重要手段，從臨床應(yīng)用效果來看，生物制藥下免疫藥物的應(yīng)用效果較為突出。在糖尿病治療中，可利用生物技術(shù)生產(chǎn)胰島素藥物，為患者注射胰島素，能實現(xiàn)糖尿病疾病的有效抑制。

3.4 神經(jīng)類藥物生產(chǎn)

與正常人群相比，精神病患者的心理障礙較為突出，他們在情感、動作等表達(dá)上與正常人存在較大差異，嚴(yán)重地影響了患者的生活、工作和學(xué)習(xí)；另外，有的精神病患者還會因為心理障礙嚴(yán)重、精神錯亂等原因，出現(xiàn)自殺或者傷害他人的行為。近年來，患精神疾病的人數(shù)有所增加，這與應(yīng)激因素增多，人們面臨的壓力增大有較大關(guān)系。在一定程度上，精神疾病患者人數(shù)的增加要求人們加大神經(jīng)類藥物生產(chǎn)。新時期，在生物制藥技術(shù)支撐下，人們不僅可使用固定化酶技術(shù)生產(chǎn)神經(jīng)類藥物，而且可使用基因工程技術(shù)生產(chǎn)精神疾病治療藥物，為精神病患者的治療創(chuàng)造良好條件。

3.5 多肽藥物研制生產(chǎn)

在生物制藥技術(shù)中，基因重組技術(shù)是極具代表性的藥品生產(chǎn)技術(shù)。從制藥生產(chǎn)過程來看，在基因重組技術(shù)的支撐下，制藥人員能將不同生物的DNA進(jìn)行重新編排和組合，由此形成了一個全新的基因。與之前基因序列相比，新組成的基因會擁有兩個基因的部分屬性，這對化工合成藥物工藝提供了全新思路。目前，除蛋白質(zhì)類治療藥物外，多肽類治療藥物生產(chǎn)中也使用了基因重組技術(shù)，這種先進(jìn)的制藥生產(chǎn)工藝不僅簡化了藥品生產(chǎn)工藝，降低了藥品生產(chǎn)成本，而且有效提升了藥品的品質(zhì)和治療效果，保證了患者的臨床治療效果。

4 結(jié)語

生物制藥技術(shù)的應(yīng)用對于化工合成制藥效果具有深刻影響，新時期，制藥單位只有充分認(rèn)識到生物制藥技術(shù)的技術(shù)原理和優(yōu)勢，深入研究固定化酶、生物工程、基因工程等諸多生物制藥技術(shù)，并加強(qiáng)這些生物技術(shù)在化工合成制藥工藝中的應(yīng)用，才能有效地提升化工合成制藥的效率和質(zhì)量，降低制藥成本，繼而促進(jìn)制藥產(chǎn)業(yè)持續(xù)、穩(wěn)定發(fā)展，滿足患者的用藥需要，確?；颊叩纳眢w健康和生命安全。