基因工程药物的应用
基因工程药物的应用范文第1篇
【关键词】生物制药 技术 研究
中图分类号：R9文献标识码：B文章编号：1005-0515（2011）3-249-02
Pharmaceutical Biotechnology Progress
【Abstract】Biotechnology drugs are the current and future important areas of drug development, including biotechnology, genetic engineering, application of drugs is a very important area. Biotechnology will be biotech drugs pharmaceutical technology innovation and development have an important influence and role. Snatch scientific high ground that gave birth to science growing point, the strategic focus shifted to achieve pharmaceutical research, will be the way of the development of the pharmaceutical industry.
【Keywords】Biopharmaceutical technology study
生物制药是指借助生物工程来合成制备有药物活性的蛋白质产品并应用于制药工业部分的技术和过程。目前,生物制药产业已经成为世纪最具前途的产业之一, 是生物工程应用研发中最活跃和进展最快的领域。世界上许多国家都把生物技术产业作为优先发展的战略性产业之一,不断加大对生物制药产业的政策扶持与资金投入。
1 全球新药研发现状
1.1 科技发展成为强大动力
科技发展是医药行业快速成长的强大动力。随着现代生活方式和疾病发生情况的改变, 研发工作有了相应调整,生物技术、纳米技术和计算机技术等在医药产品研发和医药产业中的应用日益显著, 以高通量筛选技术为基础, 综合采用计算机处理、新型分析手段、先进设备和快捷的信息技术己经使新药先导物质的发现时间大大缩短。研发和技术创新日趋全球化, 传统的研发、生产、销售模式仍将继续, 但电子商务、企业客户管理和信息技术的交流融通持续带来医疗市场的革命, 对医药营销模式影响深远。
1.2 药品消费变化使新药研发更具挑战性
全球经济发展不均衡导致药品消费不均衡, 目前全球药品消费有85％以上集中于美、欧、日等几个发达国家和地区。随着发展中国家经济的发展, 其用药水平将随之提高, 这为药品市场日后增长提供了机会, 但各国政府为增进人民健康福利, 势必大力推广价格相对便宜的非专利药物, 或者对于专利药物采取不甚严格的专利保护手段, 这对制药企业的研发来说将是一大挑战。
2 生物工程制药研究进展
生物医药领域涵盖化学制药、生物工程制药、生物技术制药、生物医药工程、医疗仪器等方面。近年来, 美、英、法、日等国一些生物技术公司和制药公司在基因工程、重组疫苗、单克隆抗体、诊断试剂、生物芯片、人造器官、新型给药系统、新型医疗器械等领域进行了大量积极的研究, 已取得显著进展。天然植物药的研究越来越受到重视, 新的用药选择极大地推动着植物药的发展。
2.1 基因工程
基因工程又称遗传工程, 即重组DNA 技术的实际应用。它是把在体外重新组合的DNA 引入到适当的细胞中进行复制和表达。利用基因工程细菌等表达人类一些重要基因片段, 可产生具有生理活性的肽类和蛋白质类药物。这一技术可以大量廉价生产以前不敢想象的医药产品[1]。应用基因工程技术改造产生新的杂合抗生素, 为微生物药物提供了一个新的来源。
现代重组DNA 技术特别是基因显微注射技术的发展,奠定了转基因动、植物发展的基础。转基因动、植物将发展成为生物药品的新一代药厂, 具有光明的前景和广阔的市场。
此外，1990 年以来利用转基因植物生产基因工程疫苗的研究得到了迅速发展。利用转基因植物生产基因工程疫苗, 是将抗原基因导入植物, 让其在植物中表达, 人或动物摄入该植物或其中的抗原蛋白质, 以产生对某抗原的免疫应答。转基因植物生产疫苗的研究主要集中在烟草、马铃薯、蕃茄、香蕉等植物。
2.2 细胞工程
细胞工程是在细胞水平上的生物工程。细胞工程是在对细胞结构的深入认识和细胞遗传学的研究基础上发展起来的。DNA 分子的双螺旋结构弄清了许多遗传学原理, 还是从分子水平上揭示结构同机能关系的一个极好例证。这奠定了细胞培养和细胞融合技术的理论基础[2]。人们认识到培养的动、植物细胞可以通过无性繁殖扩大群体数量同时保持本身遗传性状一致; 融合细胞通过容纳2 种亲本细胞的基因载体-染色体而具有亲本双方的优良性状。通过细胞融合技术发展起来的单克隆抗体技术取得了重大成就, 该技术被誉为免疫学中的“革命”。细胞培养技术亦取得了丰硕成果。细胞工程同基因工程结合, 前景尤为广阔。现在应用较广泛的有单克隆抗体技术、植物细胞培养生产次生代谢产物、动物细胞培养。另外, 细胞培养技术也是基因工程中利用转基因动、植物生产蛋白质类药物的基础技术之一。
2.3 微生物工程
微生物工程也称发酵工程, 它在原有发酵技术的基础上又采用了新技术使工艺水平大大提高。所采用的新技术主要应用于3 个方面[3]: 工艺改进、新药研制和菌种改造。工艺改进主要依赖于计算机理论及技术的发展。新药研制则得益于医学研究中对疾病机理的深入了解。菌种改造主要利用基因工程原理及技术。正是由于采用其它学科的理论和新技术成果, 使得微生物工程成为一高新技术。
现酵工程不但生产酒精类饮料、醋酸和面包, 而且生产胰岛素、干扰素、生长激素、抗生素和疫苗等多种医疗保健药物, 生产天然杀虫剂、细菌肥料和微生物除草剂等农用生产资料, 在化学工业上生产氨基酸、香料、生物高分子、酶、维生素和单细胞蛋白等。
近年来, 随着基础生命科学的发展和各种新生物技术的应用, 由微生物产生的具有除抗感染、抗肿瘤作用以外的其它活性物质的报道越来越多, 如酶抑制剂、免疫调节剂、受体颉颃剂和抗氧化剂等, 其生物活性超过了传统抗生素所包括的范围。
2.4 酶工程
酶工程就是利用酶的催化作用进行物质转化,生产人们所需产品的技术, 是将酶学理论与化工技术结合起来的一项高新技术。酶工程技术的应用范围大致有[4]：对生物宝库中存在天然酶的开发和生产；自然酶的分离纯化及鉴定技术；酶的固定化技术；固定化酶和固定化细胞技术；酶反应器的研制和应用；与其它生物技术领域的交叉和渗透。
酶工程对医药、医疗方面贡献巨大。现在, 菠萝蛋白酶、纤维素酶、淀粉酶、胃蛋白酶等十几种可以进行食物转化的酶都已进入食品和药物中, 以解除许多有胃分泌功能障碍患者的痛苦, 此外还有抗肿瘤的L-天冬酰胺酶、白喉毒素, 用于治疗炎症的胰凝乳蛋白酶, 降血压的激肽释放酶, 溶解血凝块的尿激酶等。另外, 新型青霉素产品及青霉素酶抑制剂等也都是酶工程在医药医疗领域的成功应用实例。
2.5 蛋白质工程
蛋白质工程也称“第二代基因工程”。蛋白质工程主要包括通过基因工程技术了解蛋白质的DNA编码序列、蛋白质的分离纯化、蛋白质的序列分析和结构功能分析、蛋白质结晶和蛋白质的力学分析、蛋白质的DNA 突变改造等过程[5]。蛋白质工程为改造蛋白质的结构和功能找到了新途径, 推动了蛋白质和酶的研究, 为工业和医药用蛋白质(包括酶) 的实用化开拓了美妙前景。
第二代基因工程药物是根据内源性多肽蛋白的生理活性, 应用基因工程技术大量生产这些极为稀有的物质, 以超正常浓度剂量供给人体, 以激发它们的天然活性作为其治疗疾病的药理基础, 生物制药作为生物工程研究开发和应用中最活跃、进展最快的领域, 被公认为是21 世纪最有前途的产业之一。生物技术是令人瞩目的高新技术, 为人类解决疾病防治、人口膨胀等一系列问题带来了希望。目前生物新技术的研究取得重大突破, 产生大量有益于人类健康的生物医药产品。可以预测, 申报、临床试验、使用的生物技术新药将会越来越多, 生物工程制药产业不仅将成为利润丰富的支柱产业, 也将为人类健康提供更多更好的保障。
参考文献
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[3] 李充璧；王利平；生物技术制药现状与发展趋势[J]. 肇庆学院学报 2008年05期.
基因工程药物的应用范文第2篇
（浙江中医药大学）
生物工程是20世纪70年代初开始兴起的一门新兴的综合性应用学科，其广泛应用于化工、医药、食品、农业、能源、资源和环境等领域，近年来发展迅猛，尤其为人类健康问题的解决提供了美好的前景。因此，国内不少高校纷纷新设生物工程专业，生物工程人才的需求也逐年增加。
浙江中医药大学于2003年9月首次招收四年制本科生物工程专业学生，这是在全国20多所中医药院校中首次开设生物工程专业，没有现成的经验可以借鉴。我们根据本校的办学优势和国家对生物工程专业人才培养的要求，对中医药背景下生物工程专业特色建设以及人才培养进行了探索。
一 中医药院校生物工程专业的定位与特色
目前全国已有百余所院校开设了生物工程专业，浙江省共有9所院校开设了生物工程专业，而全国中医药院校中仅三所开设了生物工程专业。由于在师资力量、教学条件、科研方向以及专业设置先后等方面的差异，办学方向及专业特色也不尽相同。如有些院校以溶剂和有机酸的微生物发酵，或以核苷酸及其类似物的微生物发酵，或以酶制剂工业，或以微生物发酵生产抗生素，或以基因工程，或以食品发酵、加工酿造，或以微生物与环境保护等为主要办学方向[1】。
在专业定位这个战略问题上，必须扬长避短，走特色发展之路。浙江中医药大学具有在中医药领域深厚的办学积淀和背景，因此我校生物工程专业的特色定位是：充分依托和发挥中医药大学的办学优势，注重现代生物工程在传统中医药中的交叉融合与应用，培养面向科研、生产、管理第一线的一流中医药生物工程复合型人才。专业坚持以工为主、理工结合的方向，充分发挥多学科交叉渗透的办学特色，加强实践环节教学，培养适应行业需求、社会经济发展的应用型生物工程技术人才。
注重现代生物工程在传统中医药中的交叉融合与应用，是中医药院校生物工程专业建设的一大特色。现代生物工程技术已用于中医药产品的开发、生产、培育及研究等方面，包括中药生物发酵、中药内生菌的分离、中药生物转化、酶工程应用于中药提取、中药细胞工程、中药生化分离工程等。医药产业已逐步成为支柱产业之一，而生物技术成果约有60%是用于医药业。因此，现代生物工程技术不仅可以应用于中医药领域，而且前景广阔，办好生物工程专业也将更好地促进中医药院校的教学、科研发展。
二 具有中医药背景的生物工程复合型人才的培养目标
根据国家教指委的专业规范以及社会需求与各类人才的专业特点，在大量调研和充分论证的基础上，结合办学特色，研究确定了生物工程专业的人才培养目标是：培养出具备生物工程基本知识、掌握生物技术及其产业化的科学原理、工艺技术过程和工程设计等基础理论和技能，能在生物技术与工程及中医药领域从事设计、生产、管理和新技术研究、新产品开发的工程技术人才。 ‘在培养方向上，既要培养学生掌握生物工程的基本技能、基本理论和基本知识，又要注重现代生物工程在传统中医药中的应用与交叉融合，注重工程技术素养的培育，注重培养具有中药发酵工程技术、中药活性成分分离工程技术、能将细胞工程、基因工程应用于中医药研究的人才，充分发挥中医药背景的优势和特色，培养出社会真正需求，并能在中医药领域发挥一技之长的复合型人才。
三 具有中医药背景的生物工程复合型人才的培养模式
建立科学的人才培养模式是人才培养的基础性工作[2]。围绕着培养具有中医药背景的生物工程复合型人才这一目标，我校生物工程专业加强课程及教材建设，突出实践能力的培养，坚持继承与创新相结合，注重特色项目的培育，重视中药发酵工程、中药酶工程、中医药基因工程等中医药生物工程技能的培养，这也成为了专业建设的一大特色。
1 实施课程改革，优化课程体系，注重中医药生物工程技术的培养
课程是教育的核心，课程水平决定了人才培养的水平[3]。生物工程专业在课程设置上以优化学生知识结构、提高学生综合素质为主线，注重其多学科交叉的特点。在广泛学习调研国内生物工程专业人才培养方案的基础上，根据国家教指委制定的专业规范要求，对现有的课程体系进行了整体优化和调整。为加强学生实践能力的培养，增设了工程类基础课程，并增设了实训环节，以更好地促进学生综合素质的提高。
我校生物工程专业在培养学生具备生物工程基本技能的基础上，注重中医药生物工程技术的培养，具有鲜明的中医药特色。除了开设细胞工程、酶工程、基因工程等通用课程以及工程制图、化工原理等工程技术基础课程以外，还充分利用学校在长期办学过程中形成的中医药学这一优势学科，开设了中医学概论、中药药剂学、中药复方药动学等课程。同时，在专业实验课中也融人了中医药相关的内容，而学生开放实验项目、本科毕业论文中与中医药相关的比例均高达50%左右。
2 选用优秀教材，编写特色教材，融合鲜明的中医药特色
教材建设是制定人才培养方案和课程设置必备的基础环节，教学内容和课程体系的改革必然反映到教材上[4]。制订教材建设规划，完善教材选用机制，以此保证教材选用的先进性及中医药特色。针对我校生物工程专业的特色，编写并出版了符合专业方向需要的中医药生物工程教材《生物与制药工程实验》，该教材既注重基础知识，又着眼于实用性及学科发展性，并结合了中医药特色的实验内容。这些实验内容在生物工程基本理论的基础上，注重中医药特色，对培养学生的动手能力和实验设计能力具有很强的指导性。
3 构建实践教学体系，强化工程能力、实践能力的培养
实践能力的培养是高等教育教学的重点和特点，实践教学不但是生物工程专业本科教学的重要组成部分，而且是培养具有创新精神和实践活动的高素质工程技术人才的重要环节。生物工程作为一门实践性及应用性较强的专业，不仅要求学生具备深厚的理论基础，还应具备较强的实践动手能力。因此在人才培养过程中，如何强化工程能力及实践能力的培养是—个非常重要的问题。
(1)积极推进实验教学改革
我校生物工程专业非常重视实验教学工作，在实验教学体系、实验教学内容、课程整合与优化、完善管理机制等方面进行了改革，以满足生物工程专业发展的需要。①在实验教学体系方面，实行多层次改革，对课程实验教学、学生参与教师科研、毕业设计实验、开放实验项目、企业实训教学、实验没计竞赛等多个环节进行优化，建立更完善的实验教学体系。②在实验教学内容方面，增加能更好地提高学生实践动手能力的设汁性、综合性实验项目，减少验证性、认知性实验项目，促进科研成果向本科实验教学内容转化，并根据学科发展更新实验教学内容，引入特色实验项目。③在课程整合与优化方面，对实验教学内容相关相承的课程，打破课程壁垒，进行课程整合，开设专业模块大实验，如将“基因工程”、“生化制药学”的实验课整合为“基因工程实验”，将“工业微生物学”、“生物工艺学”、“发酵设备”的实验课整合为“发酵工程实验”。“基因工程实验”将基因工程常用的实验技术串联起来，涉及基因克隆、菌种构建、工程菌的发酵、蛋白分离纯化、产品电泳与检测等环节，让学生在整个产品生产流程中了解各项技术，既有“点”、又有“面”，改变了过去实验课时少、实验内容孤立、交叉重复等现象。④在完善管理机制方面，建立开放式实验教学平台，通过该平台实现信息、师生交流、资源共享、实验管理等功能。
(2)建设特色实验室，加大实验室开放力度
我校生物工程专业建有生化分离工程、发酵工程、细胞工程、基因工程、化学合成和化工原理等特色实验室，面向全校开放。每年承担150余项开放实验项目供全校学生选择，内容涉及生物工程各个方面，通过这些实验项目可以提高学生的综合素质及科研能力。同时，根据学生的科研兴趣及就业方向，分不同专业方向，通过实行科研导师制、撰写论文以培养学生的实践动手能力和创新意识，如采用发酵工程技术培育药用菌（中药）、中药成分分离分析工程、中药制剂工艺、细胞工程、生物制剂等不同方向。
(3)注重实习实训基地建设，培养合格的应用型人才
通过学生实习实训基地的建设，改善实习教学条件，培养学生的工程实践能力。通过打通校企联系渠道，使企业全方位参与人才培养工作。除建立校内实训基地外，与多家校外具有中医药特色企业签订了合作协议，建立了校外实习实训基地。校企合作建立人才培养基地，为学生跨专业、跨学科、跨行业的社会实践提供平台，使企业中具有丰富生产实践经验的工程师作为专业师资的补充，为培养具有较强实践动手能力的生物工程应用型人才提供了有力保障。
总之，浙江中医药大学在全国20多所中医药院校中首次开设生物工程专业，没有先进的经验可以借鉴。根据专业建设和人才培养的实践，探索出了现代生物工程与传统中医药交叉融合这一专业特色，并确定了具有中医药背景的生物工程复合型人才的培养目标。围绕这一人才培养目标，对生物工程专业人才培养模式进行改革，通过优化改革课程体系、编写选用特色教材、构建强化学生工程能力与实践能力的实践教学体系，最终形成了具有中医药背景的生物工程复合型人才的培养模式。这将为中医药院校生物工程专业建设和人才培养提供—个良好的理论支撑，也将为中医药院校其他非传统专业（传统专业指中医、中药等）的开设提供参考。
参考文献
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[2]官翠玲．医药院校市场营销专业人才培养模式之研究[J].，中医教育，2008，27(5):4-6．
基因工程药物的应用范文第3篇
我国生物技术药物的研究和开发起步较晚，，全国公务员公同的天地直到年代初才开始将重组技术应用到医学上，但在国家产业政策特别是国家“”高技术计划的大力支持下，使这一领域发展迅速，逐步缩短了与先进国家的差距，产品从无到有，基本上做至了国外有的我国也有，目前己有种基因工程药物和若干种疫苗批准上市，另有十几种基因工程药物正在进行临床验证，还在研究中的药物数十种。国产基因工程药物的不断开发生产和上市，打破了国外生物制品长期垄断中国临床用药的局面。目前，国产干扰素α的销售市场占有率已经超过了进口产品。我国首创的一种新型重组人γ干扰素并已具备向国外转让技术和承包工程的能力，新一代干扰素正在研制之中。
我国目前登记在册的生物技术企业共有家，但其业务真正涉及到基因工程的企业只有家，其中已向上级部门申报基因药物、并登记立项的企业只有家左右，而已经取得生产生物基因工程药物试产或生产批文的制药企业仅为家。
目前，国内市场上国产生物药品主要是基因乙肝疫苗、干扰素、白细胞介素⒉增白细胞、重组链激酶、重组表皮生长因子等种基因工程药物。组织溶纤原激活剂、白介素⒊重组人胰岛素、尿激酶等十几种多肽药品还进行临床、Ⅱ期试验，单克隆抗体研制已由实验进入临床，型血友病基因治疗已初步获得临床疗效，遗传病的基因诊断技术达到国际先进水平。重组凝乳酶等多种基因工程新药正在进行开发研究。根据有关部门预测，未来我国生物技术药物年均增长率不低于，到××年总产值可达亿元人民币，利润可达亿元人民币。
我国生物医药产业虽然发展较快，但也存在着严重的问题，突出的问题表现在研制开发力量薄弱，技术水平落后项目重复建设现象严重企业规模小，设备落后等几个方面。目前国内基因工程药物大多数是仿制而来，国外研制一个新药需要年的时间，平均花费亿美元，而我国仿制一个新药只需几百万元人民币，年左右时间再加上生物药品的附加值相当高，如诊断试剂成本仅十几元，但市场上却卖到一百多元，因此许多企业包括非制药类企业纷纷上马生物医药项目，造成了同一种产品多家生产的重复现象。我国生物技术制药公司虽然已有多家，但真正取得基因工程药物生产文号的不足家。全国生产基因工程药物的公司总销售额不及美国或日本一家中等公司的年产值。企业规模过小，无法形成规模经济参与国际竞争。
“入世”以来对我国生物制药行业造成的冲击
⒈进口生物药品的冲击
从进口关税的角度看，以前制剂药品进口的关税为目前关税已经逐步下调，估计年内将减到的水平。关税的下调使得国内的生物制药企业将失去靠关税政策保护下的竞争力。
⒉外资企业直接进入带来的冲击
世界上很多生物制药企业都已直接或间接进入我国市场，它们不仅将自己获得批准的药品迅速来中国注册，同时将生产线建在中国境内生产，有的还将新药开发的临床试验移到中国境内来完成，这对国内相关企业造成很大的威胁。
⒊国外新药开发的冲击
生物制药是一个需要高投入的新兴行业，年美国对生物工程的风险投资已超过亿美元，而且每年追加的投资都在亿美元以上。我国在生物制药研究上的资金投入严重不足，在新产品的研究上极其缺乏竞争力，新药开发进程缓慢。在国外，一项基因工程药物的研制就需耗资亿美元甚至更多，而我国十几年来对生物制药的总投入还不到亿元人民币。一但国外竞争对手抢先申报药品专利权，就会使国内的前期开发投资落空。
⒋外国公司市场开发的优势
一个基因工程新药的市场开发需要很长的时间和大量的资金投入。由于欧美一些公司强大的资金实力，可以在市场开发上投入巨额资金，做大量的产品宣传，并可以在长时间不盈利的情况下继续生存，这是中国公司所无法相比的。
⒌知识产权的纷争
由于我国国力有限，对新药研究开发资金投入不足，目前除科兴生物技术公司干扰素外，国内生产的大部分基因工程药物都是模仿而来，这将潜伏着巨大的危机。年以来，随着国外高科技产品在国内申请专利，欧美国家来我国申请专利越来越多，如、、、等。
我国生物制药产业发展方向
⒈中草药及其有效生物活性成份的发酵生产。
⒉改造抗生素工艺技术。
在目前各类药物中，抗生素用量最大，应研究采用基因工程与细胞工程技术和传统生产技术相结合的方法，选育优良菌种，研究并尽快使用大规模生产技术——表霉素酰化酶固定技术工艺生产半合成表霉素。还应加快应用现代生产技术生产高效低毒的广谱抗生素。
⒊大力开发疫苗与酶诊断试剂。
这方面我国已有一定基础，开发重点是乙肝基因疫苗与单克隆抗体诊断试剂。
⒋开发活性蛋白与多肽类药物。
这方面的开发重点是干扰素、生活激素与等。
⒌开发靶向药物，以开发肿瘤药物为重点。
轻骑海药开发研制的抗肿瘤药物“紫杉醇”注射液就属于该类药物。它已于年月正式投放市场。
⒍发展氨基酸工业和开发甾体激素。
应用微生物转化法与酶固定化技术发展氨基酸工业和开发甾体激素，并对现在传统生产工艺进行改造。
⒎人源化的单克隆抗体的研究开发。
目前的单克隆抗体，多为鼠源抗体，注入人体后会产生抗体抗抗体或激发免疫反应。目前国外己研究噬菌体抗体技术，嵌合抗体技术，基因工程抗体技术以解决人源化抗体问题。
⒏血液替代品的研究与开发。
由于人血难免被各种病原体所污染，如爱滋病病毒及乙肝病毒等，通过输血而使患者感染爱滋病或乙型肝炎的案例时有发生，因此利用基因工程开发血液替代品引人注目。上海海济生物工程有限公司日前开发研制成功的基因工程血清白蛋白，给患者带来福音。
基因工程药物的应用范文第4篇
生物化工学科作为一门交叉学科，其大力发展，将为解决人类面临的能源、食品、健康，环境等重大问题起到积极作用。生物工程与医药产业更是知识经济时代的主导产业之一。早在2002年，北京市政府就出台了《北京生物工程与医药产业发展振兴纲要》，明确提出要促进生物制药产业化。2003年，生物工程和新医药产业被列为北京“率先基本实现现代化”的四大支柱产业之一。其中，天然活性药物的提取分离技术，新型制剂技术、中成药控缓释技术、现代给药技术等更是生物医药发展的重中之重。
北京联合大学(简称联大)重点学科――生物化工学科，以及制药工程研究所的建设，正是联大抓住北京发展生物医药产业的机遇，自主调整学科专业的成功范例。其中功不可没的，是联大生物化工学院副院长、生物化工学科专业带头人、制药工程研究所所长林强教授。林强教授和他的研究团队瞄准北京生物医药发展的重点领域，注重利用高新技术开展中药现代化研究，着力于制药技术产业化，在生物制药及天然药物工业化，尤其是新型分离技术和制剂技术应用研究方面卓有成效。
学科特色：中药现代化
联大生物化工学院的前身是化学工程学院。20世纪90年代，林强教授作为联大生物化工学科带头人，提出将化工相关专业向处于朝阳产业的生物工程和新医药方向转化。他认为，北京正处于生物工程和新医药产业蓬勃发展的上升期，学院应抓住这个机遇，形成以生物化工技术为主的发展方向，打造特色学科专业。
明确了发展思路，林强教授白手起家，创立了制药工程专业，逐步形成了以现代中药生产工艺为特色的技术应用性本科专业。在此基础上，他还创建了制药工程实验室、药剂实训室、生物分离实训室，经批准成立了制药工程研究所，逐步形成了生物化工学科的雏形。
2004年，生物化工学科成为联大首批校级重点建设学科。2006年，制药工程研究所成为联大校级研究所。林强教授作为生物化工学科和制药工程专业带头人，和其他教师一起完成了学科专业规划，确立了学科发展方向。制药研究所依托生物化工学科，以天然药物的提取分离及中药新型制剂为主要研究内容，结合中药应用研究，将高新技术用于中药现代化研究，逐渐形成以中药制剂工程为特色的研究所。
目前，研究所已形成了三大特色研究方向。
首先是天然药物活性物质分离工程
当前，我国天然药物活性成分的提取分离工业化程度低，基本上处于实验室阶段，没有实现产业化应用。分离技术的落后是阻碍天然药物活性成分提取的主要因素。
该研究方向以中草药、农副产品等天然物质为原料，利用不同提取分离技术的耦合，研究天然活性成分的大规模提取分离过程，解决天然活性成分提取分离过程中的传质、传热及过程控制等工程技术问题，研究开发出一系列高效、低能耗、低成本的提取分离工艺及装置。
研究人员利用双水相分离、超临界萃取、大孔吸附树脂，膜分离、酶降解生物技术等现代提取分离技术的组合使用，在中药有效成分提取分离、真菌多糖分离纯化、壳寡糖制备工艺等方面做了大量卓有成效的研究，旨在解决天然中草药中活性物质提取分离工业化生产过程中的关键性技术问题，促进新型提取分离技术的工业化应用。
林强教授等人提出采用复合酶结合氧化法与酶催化法，制备出低聚壳聚糖，反应时间缩短25％，分子量分布大大变窄。用于中药材的种植、生长，可将有效成分含量提高75％左右。在此基础上实现了反应与分离一体化，使反应程度超过95％，低聚壳聚糖纯度大于95％。采用复合酶比传统的单一性酶技术生产成本降低了50％。在壳寡糖的应用研究方面也取得较大进展，特别是促进农作物生长和提高抗逆性等方面取得较好效果。该发明于2009年5月6日获得专利授权。
利用膜分离技术，研究人员还分离纯化姬松茸多糖、虫草多糖等食用菌多糖。设计出新的分离膜结构，实现了不同分子量区段的精确切割，将不同分子量段的产物用于不同疾病的治疗。
其次，药物载体与生物材料
新型药物给药系统和相关药物载体材料的研究，有助于推动药物、生物制剂、功能性食品、新型添加剂等人类健康重大相关物质的理论发展和实际应用，具有极高的价值。
该研究方向以缓控释及靶向给药系统的载体及材料为研究对象，研究、设计、制备微胶囊、脂质体、微乳等载药系统及材料，研究新型药物载体的结构与药物释放、生物相容性等的关系，以提高药物的稳定性、生物利用度，达到高效长效、降低毒副作用、改善病人用药顺应性等目的。
该研究方向采用溶剂蒸发相分离法，成功制备了SOD微胶囊、免疫球蛋白微胶囊、蜂胶微胶囊、番茄红素微胶囊、蜂花粉微胶囊、阿莫西林微胶囊、盐酸酚苄明微胶囊等。对各类物质微囊化的最佳配方、反应时间、温度，搅拌速率等重要工艺参数，实现了优化。
该研究采用逆向蒸发结合高压均质的新工艺制备了高稳定性的纳米级脂质体，并设计了新型脂质体中试设备。采用不同合成方法制备的热敏水凝胶不仅可用于缓释材料，也可以用于活性物质的分离，为进一步开发及应用奠定了研究基础。
最后，基因与酶工程
该研究方向以基因技术和基因工程为手段，研究核糖核酸酶及其他天然活性酶的基因表达、重组蛋白和基因改造等，以提高酶的活性，并研究酶在生物转化、生物医药及其他工业方面的应用。
三大研究方向鼎足而立，支撑起了生物化工学科与制药研究所。研究团队侧重于天然药物生产的下游技术，重在解决生物制药、天然药物由实验室小试到工业化放大过程中的关键技术问题，尤其是新型分离技术和制剂技术在中药现代化生产中的应用研究，这是基于林强教授等人理论与应用并重的科研理念。生物化工学科本身就在生物技术产业化过程中起着关键作用，而林强教授从促进首都生物工程与新医药产业发展的高度出发，一向强调科研成果产业化，在科技成果转化与校企合作等方面做出了很好的示范。
成果转化：多领域应用
林强教授长期从事天然产物分离工程与技术的研究，并注重将科技成果产业化，最典型的莫过于壳聚糖及壳寡糖的研究开发与应用。
壳聚糖及壳寡糖对普通人而言是极其陌生的概念。但事实上，作为近年来国际上迅速发展的高科技产品，已被国外科学家誉为与蛋白质，脂肪、糖类、维生素、矿物质并列誉为人体第六生命要素。壳聚糖是用虾壳、蟹壳等原料制备的天然无毒高分子材料，经过酶降解后可以制备低分子量壳寡糖。壳聚糖可广泛应用于农业、医药、造纸、日
化，食品，保健等领域，还可用于生产膜材料、吸附剂、水处理剂、纺织助剂等。壳寡糖更被誉为“软黄金”和“人体清道夫”，可以降血脂、降血压、抗癌，排除体内自由基，提高机体免疫力，减肥美肤，延缓衰老，对现代文明病有着惊人的防治作用。
林强教授长期从事壳聚糖及其衍生物的研究制备，发明了纤维素酶一双氧水法制备低聚壳聚糖及纤维素酶降解结合膜法制备低聚壳寡糖工艺，已获得两项国家发明专利。目前，该项研究已进入产业化阶段，被列为北京市教委科技成果转化专项――壳寡糖生产工艺中试及应用推广，将重点在保健食品和植物生长促进剂方面进行应用推广。这一项目符合首都生物新医药产业发展规划，可以促进首都高科技农业和环保型绿化的需求，发展前景广阔。
以分离工程与技术为中心，林强教授并没有固步自封，而是以开阔的研究视野，在相关领域取得了一系列成就，并最终落实到应用推广和产业化过程中，取得了良好的经济效益和社会效益。
2008年，林强教授主持的另一项目――可生物降解的绿色复合缓蚀阻垢水处理剂及制备方法再次被列为北京市教委产业化支持项目。水处理剂用于石油、化工、电力等部门大量使用的循环冷却水系统中，但传统的含氮、磷水处理剂存在着严重的结垢、腐蚀等问题，不仅效率低下，而且造成水体富营养化和水环境的极大破坏。因此，推广使用无磷、无氮或低磷、低氮的绿色水处理剂是必然趋势。林强教授主持的该项目在原有发明专利“一种可生物降解的绿色复合缓蚀阻垢水处理剂及其制备方法”的基础上，进一步优化水处理剂的制备工艺，促进项目推广应用，不仅对节水、节能降耗、保证工业生产安全发挥了重要作用，有着显著的经济效益而且为建设绿色北京、和谐环境做出了重要贡献，具有良好的社会效益。
近几年来，林强教授还主持了北京市教委“利用分子蒸馏技术从大豆脚油中分离纯化植物甾醇”、彩虹工程“停车保护用绿色缓蚀剂研究”等项目，参与“十一五”国家科技支撑计划重点项目――“全生物分解塑料的产业化关键技术”课题五――“食品包装用生物分解塑料的成型加工和应用技术”的开发研究。
特别需要指出的是，林强教授将科研与人才培养结合起来。在北京市教委倡导的高校人才强教计划――创新人才建设项目中，林强教授通过两个重点科研项目――“乌头总碱脂质体的制备及其稳定性研究”与“壳聚糖对中草药次生代谢过程的影响”，很好地锻炼了青年骨干教师，为建设梯队合理的师资队伍、培养青年科研人员做出了重要贡献。
加强校企合作，也是生物化工学科建立伊始就确立的产业化传统。多年来，林强教授带领研究所先后与河北九派药业公司、河北天下康药业有限公司、武警总医院、天势生物波研究所等企业密切合作开展多种新药及工艺研究。研究所与河北九派药业公司合作开发了钆喷酸葡胺新制剂项目的研究；与河北天下康药业有限公司合作，改进附桂骨痛片的生产工艺，开展了绿原酸提取纯化及中药材指纹图谱标准化的研究；与武警总医院中西医结合科、天势生物波研究所等研究单位合作，开展新型治疗糖尿病、新型抗癌天然药物研究等。
林强教授领导下的生物化工学科，注重理论与应用的紧密结合，形成了一些具有较大应用价值的发明专利。目前，除壳寡糖及绿色水处理剂制备工艺外，已经获得的授权发明专利还有：外科用液体敷料、峰胶微囊的制备方法、牛初乳免疫球蛋白微囊化的制备方法、低甲醛释放量脲醛树脂制备方法，另有盐酸酚苄明-乙基纤维素缓释微囊制备方法、超氧化物歧化酶微胶囊制备方法等发明专利处于公告期。
多年来，林强教授还完成了“NIPA/SPAPS共聚水凝胶的合成与性能”、“多孔性热敏水凝胶P(NIPA-co-SMA)的合成及性质”，“玉米须多糖提取方法的比较研究”、“SP825大孔吸附树脂分离提取苦参碱研究”、“熊果苷脂质体制备研究”、“无机陶瓷微滤膜处理虫草菌丝体粗多糖溶液研究”等科研项目，这些成果多是与生产中亟需解决的重大问题相关。
林强教授对科研成果产业化的重视不仅体现在研究过程中，更体现在对学生的培养中，期望在更广远的层次上贯彻理论与应用并重的科研理念，可谓用心良苦。
体制创新：立体式教学
多年来，林强教授不仅在科研领域取得了卓越的成绩，还多次获得“三育人”先进教师、北京市优秀青年骨干教师等称号。在多年的教学实践中，形成了独特的教学理念。根据制药工程专业的特点，在理论教学中，他注重采用启发式教学方法，培养学生独立思考问题和解决问题的能力；在实践教学中，他制定了一套中药制药工艺实训教学方案，并编写了部分实训教材及教学大纲，开创了具有一定创新性的制药工程专业教学模式――立体式教学。
这一教学模式的建立，既是林强教授自身理论与应用并重的科研理念的体现，也与北京联合大学的办学宗旨――“发展应用性教育、培养应用性人才、创办应用型大学”相一致。作为立体式教学支撑的，是联大的两大教学改革亮点工程――“百草园”与生物化工实践教学中心。
林强教授认为，要培养技术应用型人才，就要突出学生实践能力的培养，因此需要加大各种实践课程的比例。他积极倡导建立了与教学相结合的中药“百草园”，为教师的教学提供了中药材实物照片和标本，为学生提供了野外中药实习机会，使学生在实践中掌握专业知识，使课堂教学生动形象。如今，“百草园”已成为融校园绿化、教学、科研和生产于一体的综合性园地，成为著名的联大一景。
“百草园”是制药工程专业的校内实习基地，同时，林强教授还联系建立了五个校外野外实习基地一天津蓟县九山顶、北京雾灵山、河北安国中药材种植场，安国长安药行、安国中药材GMP提取车间。实习基地的建立融教学，科研、交流、实验、实训于一体，并在此基础上建立了教学互动网络数据库，尤其是其中的实践教学图片库，使制药工程专业的教与学进入了一个全新的模式。
“百草园”是制药工程专业的校内实习基地，同时，林强教授还联系建立了五个校外野外实习基地――天津蓟县九山顶、北京雾灵山、河北安国中药材种植场、安国长安药行、安国中药材GMP提取车间。实习基地的建立融教学、科研、交流、实验、实训于一体，并在此基础上建立了教学互动网络数据库，尤其是其中的实践教学图片库，使制药工程专业的教与学进入了一个全新的模式。
生物化工实践教学中心是联大生物化工学院的另亮点。近年来，先后建成制药工程实验室、生物工程实验室、化学与分析实验室和中试实训基地。其中，实训基地包括精细化工柔性系统、制药工艺系统、药物提取系统、仿真中心等，能部分满足首都八个行业――生化、制药、石油、化工、冶金、轻工、日化、食品――的培训要求。集教学、科研为一体的GMP固体制剂车间与“百草园”齐名，给学生创造了良好的实训、实验条件，同时还吸引了北京化工大学、首都医科大学、北京中医药大学等学校制药工程专业的学生到该车间进行实习，在北京地区产生了较大的影响。
可以说，林强教授开创的立体式教学模式创造性地完成了三个教学走向――从封闭走向开放、从单科走向综合、从校内走向校外，突出了制药工程专业的实践性、应用性，使学生具有较强的超前适应能力，已发展成为一门系统，独立的实践性教学体系。这一模式对于我国高等教育具有一定的借鉴意义和很好的示范作用。
基因工程药物的应用范文第5篇
【关键词】生物技术 药理学 教学改革 探索与实践
【中图分类号】G642【文献标识码】A【文章编号】1006－9682（2011）02－0058－02
生物工程专业是工科专业，主要培养掌握生物技术及其产业化的科学原理、工艺技术过程和工程设计等基础理论、基本技能，能在生物技术与工程领域从事设计、生产、管理和新技术研究、新产品开发的工程技术人才。药理学是生物工程专业的选修课程，主要研究药物与机体或病原体相互作用的规律和原理，它是现代生物工程中应用极其广泛的一门知识，涉及医药工业、食品卫生、营养健康等诸多领域。在以往的教学过程中，学生普遍反映药理学知识点多、难理解、难记忆、很难将书本知识应用于实践中。为了提高药理学的教学质量，增强学生对药理学的学习兴趣，我们在生物技术专业药理学的教学过程中，对教学内容和教学方法进行了一些改革和尝试，帮助学生充分理解和掌握药理学的特点以及研究方法。
一、药理学教学现状与分析
药理学是医学类专业学生的一门重要专业基础课，它是以生理学、生物化学、病理学、病理生理学、分子生物学、微生物学、免疫学等为基础，为防治疾病、合理用药提供基本理论、基本知识和科学思维方法的一门科学。目前，生物工程专业学生主要通过药理学课程掌握药物治疗的基本理论和知识。［1］我院生物工程专业的药理学课程为专业选修课程，课时为36个学时。我院开设的与药理学密切相关的课程为药物分离纯化、分析检测等选修课程。而生物工程专业本科四年的培养计划中未涉及生理病理等相关医学课程，且授课学时不足医学类专业此门课程学时的一半，因此生物工程专业学生在学习药理学时容易存在难理解、难记忆的现象。如何使学生在现有知识背景的基础上，掌握药理学的基本理论与研究现状及其在实践中的应用前景，是成功教授此课程的一个关键。因此，我们根据生物工程专业特点和发展的需要，改变传统教学模式，革新教学方法，从学科和专业整体角度去认识课程的作用及相关课程间的相互联系，既体现基础性与前沿性、理论性与实践性的结合，又保证讲授内容的深度与广度相结合。在生物技术专业药理学的教学过程中，制定新的教学大纲，建立适用于生物工程专业学生的药理学教学新框架，使学生在学习药理学的同时，既培养了科研思维与主动学习的能力，又与以前所掌握的知识融会贯通，从而对生物工程专业有更深层次的认知。
二、教材与课程内容的选择
药理学是一门古老而又崭新的学科，一方面它有着悠久的研究历史，另一方面，新的药物层出不穷，新的药物作用机理不断获得阐释，新的药理学研究方法不断出现。老师在教学中，在重视基础知识教学的同时，更应注重知识的更新，在教学内容上力求把世界上最新的成果吸收进来。因此，在教材选择上，我们选用了颜光美教授主编的2009年6月第1版《药理学》，这本最新的教材不仅包括了基本的药理学理论，还增加了基因治疗和抗癌药物以及新药研究等最新的研究进展，这些新内容与生物工程专业密切相关，能够促进生物工程专业学生对生物技术在药理学研究中应用的理解，同时也要求教师不断更新自己的知识结构。
教学大纲是教师教学程序与教学工作的指南，在制定药理学教学大纲时根据该课程的综合性及授课对象是生物工程专业本科学生而非医学类学生的特点，对药理学教学目的与教学内容进行了合理的安排与调整。在课程体系结构上，把药理学课程分为两个主要部分，第一部分是基础部分，是进行药理学研究与应用的人员必须具备的基础理论知识，重点包括绪论、药物代谢动力学、药物代谢效应学、新药研发的基本过程等，属于总论部分。
第二部分则分别阐述了各类药物的作用机理，属于分论部分，主要包括抗菌类药物、抗肿瘤药物、基因治疗药物、神经系统药物、心血管系统药物、消化泌尿系统药物等。生物工程专业更注重药物效应动力学、药物代谢动力学、新药研究、基因药物与基因治疗等章节的学习，在常规各类药物授课中，每类药物重点例举两三种临床上常用的药物进行介绍，这样既具实用价值又减轻了学生的记忆负荷。此外，为加强双语教学的需要和促进专业英语的学习，涉及的药名及专业术语在首次讲授时用中英文表述，之后尽量以英文表达，轻松增加学生的专业词汇量。
三、多种教学方法相结合
1．多媒体教学法在药理学教学中的应用
多媒体课件是一种综合应用影视、图形、图像、声音、动画和文字等多媒体信息制作的教学软件，可以使精细的结构宏观化，抽象的概念直观化、复杂的问题简明化、整体的过程动态化。根据药理学教学需要将多媒体技术与课程整合，使学习内容图文并茂、有声有色、栩栩如生，使学生通过多种感官主动获取相关信息，从而克服以往课堂呆板的授课模式，激发学生学习的热情和积极性，提高药理学的教学效果。［2］但是，在多媒体教学中也应注重方法，切忌将所有书本内容都制成幻灯片，造成教学信息量太大，内容繁琐，使本已复杂难懂的内容变得更加乏味，并直接导致学生厌学情绪产生；在讲课过程中注意语速及适当停顿，给学生时间理解和消化，跟上老师的进度和思路；配合适当的板书，便于学生对授课纲要的掌握。
2．重视PBL（Problem－Based Learning，简称PBL）教学模式的应用
PBL是指基于问题的学习（也称作问题式学习），1969年由美国的神经病学教授Barrows在加拿大的麦克马斯特大学首创，目前已成为国际上较流行的一种教学方法。在传统教学中，教师是教学活动的中心，教师始终处于领导地位，过分重视知识的传授，忽视学生的自主学习，使学生的积极性、主动性受到极大限制。［3］PBL与传统的教学法有很大不同，PBL强调以学生的主动学习为主，而不是传统教学中的以教师讲授为主；PBL将学习与更大的任务或问题挂钩，使学习者投入于问题中；它设计真实性任务，强调把学习设置到复杂的、有意义的问题情景中，通过学习者的自主探究和合作来解决问题，从而学习隐含在问题背后的科学知识，形成解决问题的技能和自主学习的能力。［4］
针对我校创建研究型大学的办学宗旨、注重学生创新能力、实践能力和综合素质培养的人才培养目标。药理学教学应当紧密跟踪前沿科学，诱导学生研究的兴趣，注重科研与教学紧密结合，教学与科研互相促进，拓展学生知识结构，培养创新意识。讲授药理学课程时，须以学生为中心，学生必须担负起学习的责任；教师的角色是指导认知学习技巧的教练，培训学生通过研究问题和解决问题，培养其自学及实际工作能力。可根据课程大纲给定各种题目，让学生通过查阅资料，自学各类药物的研究进展，并制作幻灯片课件，完成后由学生毛遂自荐，经教师审核后安排两到三名学生在课堂上讲解自己制作的幻灯片课件，老师可以在原本安排讲授该类药物时留出部分时间由这些学生来讲解，并做好补充讲解和点评。在讲授合理用药原则时，教师可设计些临床病例情况作为作业布置下去，让学生自发运用药理学知识，设计合理用药方案，在下一次课前利用5～10分钟进行讨论。在讲授新药研发时，适当介绍国际先进水平的药理学研究技术、设备、研究团队及其研究历程，还可以在教学中介绍著名科学家突破一些重大课题的思路和实验，以启迪学生如何发现问题和解决问题，开拓学生的视野，促进学生对药理学研究领域的整体把握，培养学生创新意识，激发学生学习热情。同时，将一些研究性的课题介绍给学生，指导他们查阅文献，寻求不同的解决方案并加以讨论，这样既能调动学生的学习兴趣，锻炼培养学生的科研能力以及发现问题、分析问题和解决问题的能力。在讲授基因治疗药物时，教师会联系基因工程相关专业知识对学生进行提问，调动学生的思维，促进学生从专业整体角度去把握药理学的作用及相关课程间的联系。实际结果表明，PBL教学模式受到学生们的欢迎，极大调动了学生的学习兴趣和主观能动性，提高了学习效率。
3．其它教学方式在药理学教学中的综合应用
在授课过程中，教师充分听取学生的意见和学校督导团听课专家们的建议，充分注重与学生间的互动，在教学中进行提问式教学，“简单问答”、“自问自答”或“问而不答”可以引起学生注意和促使学生思考，调动学生的主动性，活跃课堂气氛。注意章节内及章节间的归纳、总结，利用分析比较等方法帮助学生理解和记忆，可起到事半功倍的效果。［5］如在讲完抗菌药时，可应用比较法来比较各种不同类型的抗菌药物的抗菌谱、抗菌机理、不良反应等异同。
实践证明，药理学的教学改革的实施，有利于调动学生的积极性，有利于学生能力的培养。今后还需把该课程努力建设成一门结构合理、内容充实、特色鲜明的生物工程专业的主干课程，为我国生物工程领域培养更多的创新型人才。
参考文献
1 张红胜.生物技术专业药理学教学改革探索与实践［J］.西北医学教育，2009（1）：95～96
2 赵 晋.药理学多媒体教学使用体会［J］.科技信息，2008（2）：230
3 王伟霞、李福后、王淑军.微生物学教学改革与实践［J］.科教文汇，2007（7）：91～92
