转基因动物制药现状及发展前景1由刀豆文库小编整理，希望给你工作、学习、生活带来方便，猜你可能喜欢“转基因动物技术的前景”。
目录
摘要………………………………………………………………(3)引言………………………………………………………………(3)
1.转基因动物……………………………………………………(4)
1.1转基因动物概念
1,2 转基因动物技术
2.转基因动物制药………………………………………………(4)
3.转基因动物制药的优势和不足……………………………(5)
3.1 优势
3.2 技术不足转基因动物制药的发展现状和前景…………………………(6)
5.结论……………………………………………………………(7)
6.参考文献……………………………………………………(7)
转基因动物制药现状及发展前景
张亮
（暨南大学公共管理学院、行政管理、2012050691）
摘要 ： 转基因动物技术始于上个世纪80 年代, 20 多年来，转基因技术不断发展, 利用转基因动物生产药用蛋白质即转基因动物制药的研究也取得了突破性进展, 转基因制药成为了各国科学家、生物制药公司争相研究的重点领域。目前, 转基因动物制药正走向产业化的道路, 具有十分广阔的前景。但是由于我国生物制药技术起步较晚，与欧美发达国家有不小的差距，因此加快转基因动物制药的研究对我国生物技术、医学技术的发展具有极其重要的作用。关键词 ： 转基因动物转基因动物制药现状发展前景 Abstract：Transgenic animal technology began in the 1980s, more than 20 years, transgenic technology continues to develop, the use of transgenic animals to produce pharmaceutical proteins gene animal pharmaceuticals that turn also made a breakthrough, transgenic pharmaceuticals became national scientists, bio-pharmaceutical company competing for researching focus areas.Currently, transgenic animal pharmaceutical industry is moving towards the road, with a very broad prospect.However, Due to the late start of biopharmaceutical manufacturing technologies, European and American countries have not a small gap, so the study of gene transfer for animal pharmaceuticals accelerate the development of bio-technology, medical
technology has an extremely important role.keyword： transgenic animal ； Transgenic animal pharmaceutical ；present situation ； Prospects for development
转基因动物技术和转基因动物制药是近年来世界范围内的研究热点, 各国学者竞相加入研究行列, 许多国家的政府和一些大的生物技术公司都给予其极大的关注, 相继投入巨资进行研究。转基因动物制药是基因制药的一个重要领域，是生物基因技术、生物医学技术发展重要成就。基因工程药物的发展经历了三个方面。一是微生物基因工程：即把目的基因导人大肠杆菌等工程菌中，通过微生物 来表达目的基因蛋白，目前已上市的基因工程药物，均采用此法。二是细胞基因工程，用哺乳动物细胞株表达目的产物，如 生产凝血因子Ⅸ。三是转基因动物：将人们所需的目的基因直接导人鼠、兔、羊、猪体内，使目的 基因在哺乳动物体内表达，从而获得目的产品，是当前极具发展前景的药物生产方式。本文将对转基因动物制药的现状及发展前景进行回顾和展望。
1.转基因动物
1.1 转基因动物概念
转基因一词是20世纪80年代由美国的一位科学家提出的，它是指遗传物质在生殖细胞间跨物种的转移。转基因动物就是所有组织细胞携带有外源基因的动物，而这一遗传物质可以由亲代向子代传递，通过遗传物质的转移，使生物体能够在一定程度上按人们的意愿表现某些性状。
所谓转基因动物(transgenic animal)，就是在经典遗传学、分子遗传学、结构遗传学和DNA重组技术的基础上用实验的方法将人们所需要的外源目的基因，整合的外源导入动物的生殖细胞受精卵里，并整合该细胞后发育成为个体整合的外源基因，整合外源基因又能影响其后代遗传的动物。若外源基因与动物本身的基因整合在一起，外源基因就能随细胞的分裂而增殖，在体内得到的表达，并能稳定地遗传给后代。其实质就是按人们的需要有计划、有目的地定向改造动物的遗传组成，赋予转基因动物新的特征，使之更好地为人类服务。【1】
1.2 转基因动物技术
若使动物组织能够特异性地表达外源蛋白质，必须人为地将编码这种蛋白质的基因转移到动物的胚胎中，使目的基因能够整合到动物染色体上，进而得到表达。制作转基因动物的方法主要有：原核期胚胎的显微注射法、逆转录病毒感染法、精子载体法、原生殖细胞法、胚胎干细胞法、体细胞移植技术、腺病毒载体法和精子头与转移基因共注射法。目前一般使用逆转录病毒载体法（应用较为成功的方法）、显微注射法、精子载体法及等来制作转基因动物。【2】
2.转基因动物制药
转基因动物的一个十分重要的用途就是可以用来生产重要的蛋白质药物, 即转基因动物制药(Try ansg enic animalpharming)。70 年代后期, 随着DNA 重组技术的问世,诞生了基因工程药物, 高产值、高效率的基因工程药物的出现给药物的生产带来了一场革命,推动了整个医药产业的发展。基因药物的发展经历了细菌基因工程、细胞基因工程、转基因动物制药三个阶段，转基因动物制药就是利用动物来生产药用蛋白。利用转基因动物生产药用蛋白主要通过3种渠道。一是通过血液，Dnx 公司将人的血红蛋白基因转移给猪种，这样可以通过转基因猪来生产人血红蛋白。二是通过尿腺，利用膀胱中尿腺合成和分泌蛋白的功能作为反应器的优点是，转基因动物终其一生都将产尿，并且尿中几乎不含脂肪和其他蛋白，容易纯化。三是通过乳腺，泌乳是动物的一种生理活动，对动物健康没有影响，加之乳腺摄取、合成、分泌蛋白质的能力很强，并且能对重组蛋白质进行多种翻译后加工，包括羟基化、糖基化、氨基化等，同时能将重组蛋白质折叠成有功能的构象,。【3,4】
那怎样来实现转基因动物制药的过程呢？
生物机体对能量的利用和转化效率是当今世界上任何机械装置所望尘莫及的。因此，通过转基因动物来生产药物是迄今为止人们所能想象得出的最有效、最先进的系统。
动物的乳房是一种天然的高效合成蛋白质的生物反应器，有强大的生产蛋白质的能力。20世纪80年代中期，英国科学家克拉克首先在鼠的乳腺组织中 高效表达了人抗胰蛋白酶因子基因，开创了研制动物乳房生物反应器的先河。1991年，他们又在绵羊乳腺中表达了人抗胰蛋白酶因子基因。在这只名叫“翠 喜”的母羊初乳中，该药品的含量高达35g/L。
在动物体内，细胞的分化需要发育基因来调节。这种调节是由多种蛋白质因子对增强区(enhancer)和 启动区(promotor)中成丛的顺式元件进行作用实现的。最有效的顺式调节元件丛之一就是“基因座控制 区”(LCR)。用乳汁蛋白质基因的调节元件，不仅有可能使转基因的表达只限于乳腺组织，而且可能使转基 因表达产物得到高水平表达和大量生产。各种酪蛋白，以及乳清蛋白和乳球蛋白等基因的调节元件已相 继被克隆和投入使用。时至今日，已经有多种具有生物活性的昂贵的医用蛋白质在转基因动物乳腺组织 中合成并分泌，如用绵羊乳球蛋白基因启动区产主了人凝血因子Ⅸ和α-抗胰蛋白酶(α-AT)基因的转 基因绵羊；用乳清酸性蛋白(WAP)基因启动区，转基因山羊表达人的组织型溶纤酶原激活因子(tPA)。据 美红十字会和美国遗传学会预测，到2005年，全美动物乳房反应器生产的药物，年销售额可达350亿美元。到2010年，所有基因工程药物中利用动物乳房生物反应器生产的份额将高达95%。
发展乳房生物反应器首先要选择好目的基因。目前国际上都选择医用蛋白基因在动物乳腺中表达，这些基因产品市 场价值较高，作为首选对象是可以理解的。也有选择治疗性抗体基因作为目的基因的，这些产品一般需求量大。【5】
3.转基因动物制药的优势和不足
3.1 优势
(一)品种多，产量高，质量好动物的乳房有强大的生产蛋白质的能力。1只优良品种的乳牛，在305d的泌乳期中可产 奶>10t。鲜奶的蛋白质含量占3.2%～3.6%，每天蛋白质产量lkg。1只绵羊la可产奶300～500kg，奶中蛋白质含量约 占7%，折合每只母羊产纯蛋白20～30ks。即使1只小小的家兔，1a可以产奶20kg，奶中蛋白质含量高达10%，la可产奶蛋白2kg。到20世纪90年代中期，国际上已成产了数10家转基因动物公司，转基因羊、绵羊和猪的成功实例有10多种，生产出 贵重的药用蛋白，如α1-抗胰蛋白酶、人红细胞生成素、乳铁蛋白、人血清白蛋白、人血红蛋白、人凝血因子Ⅸ、Ⅷ、抗凝血 酶Ⅲ、胶原、血纤蛋白原、LAI-PA、蛋白质C、tPA等。用动物乳房生物反应器生产的蛋白质药品，生活活性好，非常接近天然产品。
(二)生产成本低 应用转基因动物乳腺生物反应器技术来制造基因药物也是一种可以获得巨额
经济利润的新产业。以 转基因动物生产目的新产品，可极大地降低成本和投资风险。国外经济学家曾算过一笔帐，若用其他生产工艺(如哺乳动物 细胞培养方法)来生产1g药物蛋自，成本需800～5000美元，而利用转基因动物只需0.02～0.50美元。
(三)设备简单，不耗能，元环境污染动物乳房生物反应器 生产药品，基本上是一个畜牧业过
程。虽然饲养乳腺分泌药品的牛羊需要养在特别洁净的环境中，但仍是给牛羊草料，牛 羊产奶，奶中可提取药品，原料生产成本几乎可以忽略不计。动物生产奶蛋白并不需要什么珍贵原料，也不需要复杂的设 备，不会消耗大量的能源，动物吃的是饲料，生产出的是高营养价值的动物蛋白。
(四)生产周期短 目前一种新药从研制开发，通过新药评审，直到上市需15～20a。如果利用转
基因动物乳腺生物反应 器，新药生产周期约5a，如以动物生命的周期计算，转基因羊从显微注射到泌乳的周期是18个月，而转基因牛只要25～29个月。
3.2 技术不足
目前利用转基因动物生产药物仍然处于较为初级的阶段，一些关键技术还有待突破，但是目前转基因动物制药已经显示出了极大地应用价值和广阔的发展前景。当然，目前转基因动物制药还有一些技术上的不成熟。
首先，转基因技术支撑体系不够完善，主要表现为目前转基因动物的外源基因成功率和成活率极低，这是限制转基因动物发展的主要因素。目前，小鼠成活率仅为2．6％，大鼠4．4％，兔1．5％，羊0．9％，猪0．7％，牛0．7％。
其次，体细胞克隆等技术环节还有待于成熟，并且有些技术会对动物健康产生危害，这就需要研究者在转基因技术的基础理论研究方面进行更为深入的探索。
第三，外源基因在目的基因中的整合率低，效果不稳定。
第四，转基因在宿主基因组中的行为难以控制，在宿主基因组中的插入可能造成内源基因的破坏,还可能激活原本已关闭的基因，使其进行表达，导致动物出现异常。
第五．对转基因过程中的精细理论及其过程不甚清楚。例如整合的拷贝数、整合的机理、宿主染色体之间的相互作用，以及相同的基因表达调控元件在不同种系的差异与其宿主的遗传背景、外源基因的结构及其各种调控因子结合位点之间的关系等，都不是很清楚。
第六．尽管转基因动物给人类带来巨大的益处，但也存在一些安全性问题。如外源基因的插入可能造成基因污染，对生态平衡以及物种的多样性产生不良影响；转基因移植可能加大人畜共患病的传播机会，给人类带来灾难性的危害等等。
4.转基因动物制药的发展现状和发展前景
尽管利用转基因动物制药是一项新兴技术，但是发展速度极快，并且取得了相当大的成就。转基因动物技术和转基因动物制药将为人类解决许多生命科学领域的重大问题, 是蛋白质药物生产领域的一场革命, 这就决定了在今后这方面的研究将不断的深入,竞争也将更加激烈。国外的经济学家估计, 大约在10 年后,转基因动物生产的药品就会鼎足于世界市场, 销售额将超过250 亿美元(不包括营养蛋白质和其他产品), 成为最具有高额利润的新型工业。目前, 我国“8 63”计划已将山羊乳腺生物反应器研究列为重大项目, 用于生产重要的重组白质药物的转基因牛、奶山羊和转基因兔等已相继诞生, 这标志着我国在转基因动物制药方面的研究已达到相当的水平, 为以后的研究工作打下了良好的基础。的α1—AAT用于治疗肺气肿，美国genzyme公司AT-Ⅲ(抗凝血因子Ⅲ)在1999年完成临床研究，在2000年提出新药申请。在80年代初中国科学院施履吉院士就提出构建乳腺生
物反应器的构想，并获得了表达乙肝病毒表面抗原的转基因兔。在90 年代一些单位继续在此领域做了积极的努力。目前，欧美等国在转基因动物方面开发了至少120种以上的药物。如包括$+ 种药用单抗，一些抗245 的药物。从蛋白本身来讲既有复杂的多亚基蛋白，也有较小的多肽如降钙素。美国对奶牛除开展生产血清白蛋白、人纤维蛋白原研究之外，还开展了对预防疟疾病菌的研究。英国正在研制生产治疗束性纤维变性和肺气肿的蛋白质，这种药物可以预防因粘液积聚所致的肺部损伤。荷兰正在开展对治疗血友病的研究，目前对该病主要靠从人血中提取凝血蛋白来治疗，如果改用转基因动物制药，不仅降低了成本，而且提供的量也可更多。据专家介绍，目前研制的上述药物，预计在今后的10年内能够上市，而最快的第一批药物年内就能投入市场。总之，转基因动物制药的可行性已毋庸置疑，而且技术已经成熟。目前，国际上有13 家公司开发乳腺生物反应器，最领先的已经做临床Ⅲ期。也就是从2000年的AT-Ⅲ和α1—Ⅲ提出新药申请开始，很快会有多种由转基因动物生产的商品上市。美国权威机构红十字会预测：到2010年转基因动物生产的商品将达到350亿美元的销售额，生产的药物将占整个基因工程药物的90％以上。【6】
总之，转基因动物制药是21世纪生物医药产业的一种新的药物生产模式。转基因动物制药的可行性已毋庸置疑，该项技术的迅速发展为制药业带来了全新而巨大的变革，也为制药业发展提供了良机，处在世纪之交，政府和制药企业，特别是大型企业，应当抓住有利时机，加强研究及增加投资强度，加快我国转基因动物制药（乳腺生物反应器）的研究速度，尽快使其实现产业化，使我国的转基因动物制药在21世纪的生物医药产业革命中占有一席之地。但该项技术的迅速发展为制药业带来了全新而巨大的变革,也为制药业发展提供了良机。而相关法规的出台,也必将加速和正确引导转基因动物药物的研究和开发。
结论：鉴于转基因动物制药的广阔发展前景和我国生物医学技术的相对落后，我国应该大力加强基因工程制药的研制和生产，制定转基因动物制药的长期发展战略，规范医药市场的秩序，保护知识产权，鼓励科研人员在基因制药领域的创新，促进转基因动物制药的发展。
参考文献：
1.郝捷，冯波，王建辰.转基因动物研究进展[J].动物医学进展，2004,25（1）
2.刘文献.转基因动物技术研究综述[J].生物技术，2003，13（4）
3.4.5.6.苟德明，陈乃清，李文鑫6 药物学研究与展望6 北京：科学出版社，1999，102-106 张磊，田莉.转基因制药及发展前景.天津药学，2001,13（1）：5 丁锡中.基因制药产业化发展概况.生物工程进展,2001,21(5)黄雅琼，邓彦飞，邓海棠.基因工程在转基因动物领域的应用现状及展望.广西农业生物科学.2008(4)
