第一章 生物药物概述
化学药物, 生物药物与中草药 是人类防病, 治病的
三大药源 。
一, 概念：
1,生物药物 —— 是利用生物体, 生物组织或其成分,
综合应用 生物学, 生物化学, 微生物学, 免疫学, 物
理化学和药学的原理与方法 进行加工, 制造而成的一
大类 预防, 诊断, 治疗制品 。
2,广义的生物药物 —— 包括从 动物, 植物, 微生物
等生物体 中制取的各种 天然生物活性物质 及其 人工合
成或半合成 的 天然物质类似物 。
由于抗生素发展迅速, 已成为制药工业的独立门类,
所以生物药物主要包括 生化药品 与 生物制品 及其相关
的 生物医药产品 （ biological medicinal products） 。
第一节 生物药物的研究范围
一, 生物药物的历史与现状
我国应用生物材料作为治疗药物的 最早者为 神农,
11世纪 沈括所著的, 沈存中良方, 中人类用生物材
料分离产品作为生理功能调节剂, 中国人所创始 。
明代李时珍, 本草纲目, 所载 药物 1892种, 除植
物药外, 还有 动物药 444种 （ 其中鱼类 63种, 兽类 123
种, 鸟类 77种, 蚧类 45种, 昆虫百余种 ） 。 书中还详
述了入药的人体代谢物, 分泌物及排泄物等
1,生化药物：
早期的生物药物多数来自动物脏器，有效成分也
不明确，曾有 脏器制剂 之称。
二十世纪 20年代, 对动物脏器的有效成分逐渐有所
了解 。 纯化胰岛素, 甲状腺素, 各种必需氨基酸, 必
需脂肪酸, 以及多种维生素开始 用于临床或保健 。
50年代 起开始应用 发酵法 生产氨基酸类药物,
到 90年代初, 已有生化药物 500多种, 还有 100多
种临床诊断试剂 。
截止到 2000年 2月, 美国 FDA已批准 生物技术药物
76个, 欧美已批准的有 84种 。
2,生物制品：
早在 10世纪, 我国民间就有种牛痘预防天花的实
践 。 所谓种牛痘就是用降低了毒力的天花病毒接种到
人体上, 引起轻型感染 。
1796年 英国医生 琴纳 发明了预防天花的 牛痘苗,
从此用生物制品预防传染病的方法才得到肯定 。
30年代 中期建立了小鼠和鸡胚培养病毒的方法,
从而用小鼠脑组织或鸡胚制成黄热病, 流感, 乙型脑
炎, 森林脑炎和斑疹伤寒等 疫苗 。
50年代, 在 离体细胞培养 物中繁殖病毒的技术取
得突破, 从而研制成功小儿麻痹, 麻疹, 腮腺炎等新
疫苗 。
80年代后期, 应用基因工程技术己研制成功乙肝疫
苗, 狂犬病疫苗, 口蹄病疫苗和 AIDS病疫苗 。
预计基因工程疫苗的品种将会迅速增多 。 同时各
种 免疫诊断制品和治疗用生物制品 也迅速发展 。
3,生物技术药物：
自 1982年人胰岛素 成为用 DNA重组技术生产的第一
个生物医药产品以来, 以基因重组为核心的生物技术
所开发研究的新药数目一直居首位 。
此外, 应用酶工程技术, 细胞工程技术和基因工程
技术生产 抗生素, 氨基酸 和 植物次生代谢产物 也已步
入产业化阶段 。
4,生物工程在医药上的开发应用
生物技术是应用 基因工程 （ 含蛋白质工程 ）, 细
胞工程, 发酵工程和酶工程, 以 生物体为依托 发展各
种 生物产业 的技术, 现在所称的生物技术是以基因工
程为核心以及具备基因工和细胞工程内涵的发酵工程
和酶工程, 以区别于传统的生物技术 。
生物技术作为高技术领域之一, 已经越来越为人
们所重视 。
自七十年代初, 以 DNA重组技术和淋巴细胞杂交 瘤
技术的发明和应用为标志, 生物技术诞生了 。
由于生物技术对解决人类面临的重大问题如,粮
食, 健康, 环境, 能源 等将开辟广阔的前景, 所以各
国政府竟相制定发展计划, 国家实行优惠政策, 政府
和企业界巨资投入, 促进生物技术的发展 。
尤其是在 医药领域 。 随着生物技术的不断发展, 人
类基因组计划的实施, 利用转基因动植物生产贵重药
品, 基因治疗, 动物克隆技术的发展, 生物芯片的研
制, 胚胎干细胞的美好应用前景等在医学上的开发应
用, 必将对医学产生全面, 深远和革命性的影响 。
1995年底, 美国药品研究与制造者协会 （ PRMA）
调查统计, 美国已批准上市的共有 24种 基因工程药品
和疫苗 。 1997年 7月 已达到 40种 。 年产值约 100亿美元
左右 。 还有 100多种基因工程药物已进入临床试验阶
段 。 全球拥有数十个年销售额在 10亿美元左右的基因
工程产品 。
我国基因工程制药产业是在 80年代末开始的。
1989年 我国批准了第一个在我国生产的基因工程药
物 —— 重组人干扰素 α1b，这是我国自主研制成功的
拥有自主知识产权的第一个基因工程新药。从此以后，
我国基因工程药物的研究开发迅速发展。
据统计，截止到 1998年底,我国已批准的基因工
程药品和疫苗产品约 15种
目前我国已批准上市的 基因工程新药 21种,已批
准的 进口基因工程药品 19种 。
二, 生物制药工艺学的性质与任务
（ 一 ） 概念：
1,,生物制药工艺学, —— 是从事各种生物药
物的研究, 生产和制剂的综合性应用技术科学 。
研究内容包括 生化制药工艺, 生物制品制造 与相
关的 生物医药产品 的 生产工艺 。 主要讨论各类生物药
物的 来源, 结构, 性质, 制造原理, 工艺过程, 生产
技术操作 和 质量控制 。 所以, 生物制药工艺学, 是一
门理论与实践紧密结合的崭新的综合性制药工艺学 。
2,生化药物 —— 是运用生物化学的理论, 方法和研
究成果, 从生物体分离, 纯化得到的一些重要生理
活性物质, 如氨基酸, 多肽, 蛋白质, 酶与辅酶, 维
生素, 激素, 糖类, 脂类, 核酸, 核苷酸及其衍生物
等
所以现代生化理论, 免疫学, 发酵工艺学, 生化
分离, 纯化技术, 工业药剂学等与生物制药工艺学的
关系极为密切 。 也可以说,, 生物制药工艺学, 是以
这些学科为基础发展起来的一门综合性技术科学 。
3,生物制品 —— 用微生物及微生物代谢产物或
动物血清制成的用于预防, 诊断和治疗的制品 。
⑴ 狭义的疫苗亦称为病毒性疫苗, 是用减毒的活病
毒或立克次体及灭活的强毒病毒或立克次体制备的一
类用于自动免疫的生物制品 。
⑵ 广义的疫苗 包括病毒性疫苗, 细菌性疫苗 （ 菌苗 ）
和类毒素等由微生物所制备的用于自动免疫的生物制
品 。
生物制品的定义 暂时称之为用生物学方法 （ 包括
基因工程方法 ） 和生化方法制成的, 具有免疫学反应
或平衡生理作用 的药物制剂 。
生物制药工艺学是一门新型的现代制药工艺学 。
具体 任务是讨论,
① 生物药物的 来源 及其原料药物 生产 的主要途径和
工艺过程；
② 生物药物的一般 提取, 分离, 纯化, 制造原理与
生产方法；
③ 各类生物药物的 结构, 性质, 用途及其工艺过程
和质量控制 。
第二节 生物药物的性质和分类
一, 生物药物的特点
新陈代谢是生命的基本特征之一, 生物体是有组
织的统一整体 。 生物体的组成物质及其在体内进行的
一连串代谢过程都是 相互联系, 相互制约 的 。
1,所谓疾病 —— 主要是机体受到内外环境的改变而
使 代谢失常, 导致起调控作用的 酶, 激素及核酸, 蛋
白质 等生物活性物质 自身或环境 发生障碍 。
2 根据其构效关系进行 结构的修饰和改造 使之 更有效,
更专一, 更合理 地为机体所接受 。 在机体需要时 （ 如
生病 时 ）, 应用这些活性物质作为药物来补充 调整,
增强, 抑制, 替换或纠正人体的代谢失调, 势必比较
地 有效和合理 。
所以生物药物在医疗上具有 药理活性高、针对性
强、毒性低、副作用小、疗效可靠及营养价值高 等特
点。
生物药物对 热, 酸, 碱, 重金属及 pH变化和各种理
化因素都较 敏感, 生物材料又 易腐败, 染菌, 被微生
物的活动所分解或被自身的代谢酶所破坏, 甚至 机械
搅拌, 压片机冲头的 压力, 金属器械, 空气, 日光 等
对生物活性都会发生影响 。
为此, 要确保生物药物的有效药理作用, 就要从
原料 制造, 工艺 过程, 制剂, 贮存, 运输 和使用各个
环节严加控制 。
为了保证全部制品的质量，必须有严格的制造管
理要求，即优质产品规范 （ good manufacturing
practics）,简称 GMP质量管理要求，并对制品的有
效期，贮存条件和使用方法做出明确规定。
尤其对 有效成分的检测, 除应用一般化学方法外,
更应根据制品的 特异生理效应 或 专一生化反应 拟定其
生物活性检测方法 。 通常采用一个 国际上认可的标准
品 作为测试时的 参考标准 。 这种标准品在国际上有 统
一规定 的 制法和规格, 依照这样规定的制法和规格,
就可以复制成相应的 副品, 供有关生产单位使用 。 有
关国际专业组织曾公布和制定了一些主要激素类药物
的 标准品 。
鉴于生物药物多数是 生物活性分子,其 化学性质与
生物学性质 都很不稳定, 在生产过程中又易受到微生
物污染, 从其他生物体制取的生物药物对人体往往是
异源物质, 所以对制品的 均一性, 有效性, 安全性和
稳定性 等都有严格的要求 。
其制造工艺设计与质量标准的制定也就与一般化
学药物有较多区别 。
根据中华人民共和国卫生部制定发布的, 新药审
批办法, 规定, 新药研究内容 应包括 工艺路线, 质量
标准, 临床前药理及临床研究, 同时, 必须研究该药
的物理, 化学性能, 纯度及检验方法, 药理, 毒理,
动物药代动力学, 临床药理, 处方, 剂量, 剂型, 生
物利用度, 稳定性等并提出药品 质量标准草案 。
同时强调 注射用生化制品 还应进行 热原, 异性蛋
白及过敏试验, 一般不必进行 特殊毒理 研究 （ 三致试
验：致突变, 致癌和致畸试验 ） 。
对新 生物制品 的研究内容应包括 选种, 生产方法
和工艺路线, 质量标准, 人体观察或临床试验 。 应对
菌种的抗原性, 免疫原性, 毒性, 基因的稳定性, 生
产工艺和生产条件, 制品的 安全性, 有效性, 稳定性,
保存条件及有关生物学, 理化学, 免疫学, 检定方法
和质量标准进行研究, 并提出 制造及检定规程和使用
说明书草案 。
二, 生物药物的分类
生物药物可以按其 生理功能和临床用途 分类, 还
可以按其 来源和制造方法 进行分类, 但 通常 是按其 化
学本质和化学特征 进行分类 。
（ 一 ） 生化药物
生化药物的有效成分和 化学本质 多数己比较清楚,
故一般按其化学本质和药理作用进行分类和命名 。
1,氨基酸类药物
全世界的氨基酸总产量已逾百万吨／年 。 年产值达
几十亿美元 。
应用于 医药, 食品, 饲料工业, 还供合成高效无
残毒农药及甜味剂 。
⑴ 氨基酸类药物有 个别氨基酸制剂 和 复方氨基酸 制
剂两类。
2,多肽和蛋白质类药物
⑴ 活性多肽是由多种氨基酸按一定顺序连接起来的
多肽链化合物, 分子量一般较小, 多数无特定空间构
象 。 最近发现, 某些多肽也有一定构象, 只是其构象
的 坚固性远不如蛋白质, 其特点是构象的 浮动性很大,
有时甚至在 几种构象 中进行摆动或在发挥某种生物功
能时才出现 某种构象 。
⑵ 蛋白质类药物有 单纯蛋白质与结合蛋白 类 （ 包括
糖蛋白, 脂蛋白, 色蛋白 等 ） 。
3,酶与辅酶类药物
酶制剂也广泛用于疾病的 诊断和治疗 。 在制药工
业, 轻工食品和农业方面酶制剂的使用种类和数量也
十分可观 。 酶类药物有下列几类：
（ 1） 助消化酶类
（ 2） 消炎酶类
（ 3） 心血管疾病治疗酶
（ 4） 抗肿瘤酶类
（ 5） 其它酶类 超氧化物歧化酶（ SOD） 用于治疗类
风湿性关节炎和放射病 PEG— 腺苷脱氨酶 （ PEG—
Adenase Bovine）用于治疗严重的联合免疫缺陷症。
（ 6）辅酶类药物
辅酶或辅基在酶促反应中起着 递氢，递电子 或 基
因转移作用,对酶的 催化作用的化学反应方式 起着关
键性决定作用。多种酶的辅酶或辅基成分具有医疗价
值。
4,核酸及其降解物和衍生物
（ 1）核酸类 免疫 RNA（ iRNA）是一种 高度特异性
的 免疫触发剂,可用于肿瘤的 免疫治疗 。
（ 2） 多聚核苷酸 多聚胞苷酸、多聚次黄苷酸、双链
聚肌胞（ poly I,C）,聚肌苷酸及巯基聚胞苷酸是 干
扰素诱导剂,具有 刺激吞噬作用, 调整免疫功能 的作
用，用于 抗病毒、抗肿瘤 。
（ 3） 核苷, 核苷酸及其衍生物 较为重要的核苷酸类
药物有混合核苷酸, 混合脱氧核苷酸注射液,
经人工 化学修饰的核苷酸, 核苷或其碱基衍生物
是有效的 核酸抗代谢物, 常用于 治疗肿瘤和病毒感染 。
5,多糖类药物
多糖类药物的来源有 动物, 植物, 微生物和海洋生
物, 它们在抗凝, 降血脂, 抗病毒, 抗肿瘤, 增强免
疫功能和抗衰老方面具有较强的药理作用 。
6,脂类药物
脂类药物包括许多非水溶性的, 能溶于有机溶剂的
小分子生理活性物质, 主要有：
（ 1） 磷脂类 脑磷脂, 卵磷脂 多用于肝病, 冠心病和
神经衰弱症 。
（ 2） 多价不饱和脂肪酸和前列腺素 。
（ 3） 胆酸类
（ 4） 固醇类
（ 5） 卟啉类
7,细胞生长因子与组织制剂
细胞生长因子是在体内对 动物细胞的生长有调节作
用, 并在靶细胞上具有 特异受体 的一类物质 。 它们不
是细胞生长的 营养成分 。
已发现的细胞生长因子均为 多肽或蛋白质 。
（ 二 ） 生物制品
生物制品有 预防用制品, 治疗用制品和诊断用制
品 。
预防用制品 可分为 菌苗 （ 如卡介苗, 霍乱菌苗,
百日咳菌苗, 鼠疫菌苗等 ）, 疫苗 （ 如乙肝疫苗, 流
感疫苗, 乙型脑炎疫苗, 狂犬疫苗, 痘苗, 斑疹伤寒
疫苗等 ） 及 类毒素 （ 如白喉类毒素, 破伤风类毒素 ） 。
治疗用制品 有 特异性治疗用品与非特异性治疗用品
诊断用制品 主要指免疫诊断用品, 如结核菌素, 锡
克试验毒素及多种诊断用单克隆抗体等 。
随着生物科学的迅速发展, 生物制品 在品种上 从
原来的 疫苗发展到菌苗和类毒素 等, 性质上 从减毒
活苗发展到灭活疫苗和死菌苗, 并由 自动免疫制剂 发
展到 抗毒素 等 被动免疫制剂, 用途上 从预防制剂发展
到 治疗和诊断制剂 。
由于基因工程的发展，生物制品也不再只限于来自
天然材料加工而成 的产品，尚可来自 人工合成的化
合物 。应用范围也不局限于传染病等，例如对 肿瘤的
诊断与治疗 等也有不少新品种的诞生与应用。
三, 生物药物的用途
（ － ） 作为治疗药物
对许多常见病和多发病, 生物药物都有较好的疗效 。
（ 二 ） 作为预防药物
以预防为主的方针是我国医疗卫生工作的一项重
要战略 。 许多疾病, 尤其是传染病 （ 如细菌性和病毒
性传染病 ） 的预防比治疗更为重要 。 通过预防, 许多
传染病得以控制, 直到根绝 。
（ 三 ） 作为诊断药物
生物药物用作 诊断试剂 是其最突出又独特的另一临
床用途, 绝大部分临床诊断试剂都来自生物药物 。 诊
断用药有体内 （ 注射 ） 和体外 （ 试管 ） 二大使用途径 。
（ 1） 免疫诊断试剂 利用 高度特异性和敏感性 的 抗原
抗体反应, 检测样品中有无相应的抗原或抗体 。
（ 2） 酶诊断试剂 利用 酶反应的专一性和快速灵敏的
特点, 定量测定体液内的 某一成分变化 作为病情诊断
的参考 。
（ 3） 器官功能诊断药物 利用某些药物对 器官功能的
刺激作用, 排泄速度或味觉 等以检查器官的 功能损
害程度 。
（ 4） 放射性核素诊断药物 放射性核素诊断药物有聚
集于不同组织或器官的特性, 故进入体内后, 可检测
其在体内的 吸收, 分布, 转运, 利用及排泄 等情况,
从而显出器官功能及其形态, 以供疾病的诊断 。
（ 5）诊断用单克隆抗体 （ McAb） McAb的特点之一
是 专一性强,一个 B细胞所产生的抗体只针对抗原分
子上的一个特异 抗原决定簇 。
（ 四 ） 用作其它生物医药用品
生物药物应用的另一个重要发展趋势就是渗入到
生化试制, 生物医学材料, 营养, 食品及日用化工,
保健品和化妆品 等各个领域 。
（ l） 生化试剂
生化试剂品种繁多, 如细胞培养剂, 细菌培养剂,
电泳与层析配套试剂, DNA重组用的一系列 工具酶,
植物血凝素, 同位素标记试剂 和各种 抗血清与免疫
试剂 等 。
（ 2） 生物医学材料 主要是用于器官的修复, 移植或
外科手术矫形及创伤治疗等的一些 生物材料 。
（ 3） 营养保健品及美容化妆品 这类药物已渗入到广
大人民的日常生活中, 前景可观 。
第三节 生物药物的研究发展趋势
20多年来, 生物药物 的研究开发取得了巨大进展 。
新的生理活性物质不断发现, 原有药物在医疗上的 用
途又有新的认识和评价 ；
药物 新剂型 日益增多； 生物技术 普遍进入实验室；
生物工程药物 迅速步入产业化 。 专家预见, 许多医学
上的疑难杂症将在此突破, 将导致产生 全新的制药工
业技术体系, 许多原先 无法生产的药物 将用生物技术
生产, 从而促使医药产品更新换代 。
一, 资源的综合利用与扩大开发
开展 综合利用, 由同一资源生产 多种有效成分, 达
到一物多用, 充分, 合理 地利用生物资源, 不仅可以
降低成本, 而且可以减少三废, 提高药品纯度, 减少
副作用 。
（ － ） 脏器综合利用
（ 二 ） 血液综合利用
人血含有性质和功能不同的多种成分 。 大多数病人
只需要一种成分, 很少需要多种成分 。 因此最好的办
法是分离出各种成分, 分别对症使用, 既可提高疗效
减少副作用, 又可充分利用宝贵血源 。
（ 三 ） 人尿综合利用
人尿是来源丰富的宝贵生物资源 。 由人尿制取的药
物与人体成分 同源, 不存在 异种蛋白抗原性 问题 。 不
同 生理时期的尿液, 所含活性成分有较大不同 。
（ 四 ） 扩大开发新资源
近几年, 新资源开发不断扩大, 促使新药研究向
纵深发展 。 如海洋生物, 昆虫, 毒蛇和低等生物 （ 如
藻类等 ） 。
二, 大力发展现代生物技术医药产品
生物技术应用于制药工业, 不仅可以生产出大量
廉价的防治人类重大疾病的新型药物, 而且将引起制
药工业技术的重大变革 。 医药工业是生物技术研究开
发最活跃, 进展最快的一个产业 。
主要研究开发,① 生理活性物质, ② 干扰素, ③
抗体, ④ 疫苗, ⑤ 抗生素, ⑥ 维生素, ⑦ 医疗诊断用
品, ⑧ 其它药品 。
从事研究的 技术领域 有 发酵技术, 基因重组技术,
蛋白质工程技术, 细胞融合技术, 动植物细胞大量
培养技术, 生物反应器与生化工程设备技术 。
三, 依靠生化理论从天然存在的生理活性物质寻找
新药
己发现的作为 药用的生理活性物质 仅是机体内存
在的活性物质的 一小部分, 许多 新的活性物质 正待人
们去开发, 所以进一步研究尚未发现的 新物质 和过去
不认识的 生理作用 是寻找新药的 另一个重要方向 。
四, 发展化学合成和蛋白质工程创制新结构药物
许多结构较为简单或分子量不太大的天然活性物
质已可以通过 化学合成 生产或 结构改造 形成新化合物 。
蛋白质工程 是“从头设计”以获得人工蛋白质的
新技术。它包括蛋白质的 化学修饰, 合成 以及在第一
代基因工程基础上发展起来的第二代基因工程。第二
代基因工程是根据蛋白质的 结构与功能的研究结果,
通过 修饰或改造 编码目的蛋白的 DNA序列,与基因克
隆技术相结合，从而获得自然界不存在的 新型蛋白质
分子 。
五, 中西结合创制新型生物药物
,中国医药是一个伟大的宝库,, 我国在发掘中医
中药, 创制具有我国特点的 生物药物 方面已取得可喜
成果 。
化学药物, 生物药物与中草药 是人类防病, 治病的
三大药源 。
一, 概念：
1,生物药物 —— 是利用生物体, 生物组织或其成分,
综合应用 生物学, 生物化学, 微生物学, 免疫学, 物
理化学和药学的原理与方法 进行加工, 制造而成的一
大类 预防, 诊断, 治疗制品 。
2,广义的生物药物 —— 包括从 动物, 植物, 微生物
等生物体 中制取的各种 天然生物活性物质 及其 人工合
成或半合成 的 天然物质类似物 。
由于抗生素发展迅速, 已成为制药工业的独立门类,
所以生物药物主要包括 生化药品 与 生物制品 及其相关
的 生物医药产品 （ biological medicinal products） 。
第一节 生物药物的研究范围
一, 生物药物的历史与现状
我国应用生物材料作为治疗药物的 最早者为 神农,
11世纪 沈括所著的, 沈存中良方, 中人类用生物材
料分离产品作为生理功能调节剂, 中国人所创始 。
明代李时珍, 本草纲目, 所载 药物 1892种, 除植
物药外, 还有 动物药 444种 （ 其中鱼类 63种, 兽类 123
种, 鸟类 77种, 蚧类 45种, 昆虫百余种 ） 。 书中还详
述了入药的人体代谢物, 分泌物及排泄物等
1,生化药物：
早期的生物药物多数来自动物脏器，有效成分也
不明确，曾有 脏器制剂 之称。
二十世纪 20年代, 对动物脏器的有效成分逐渐有所
了解 。 纯化胰岛素, 甲状腺素, 各种必需氨基酸, 必
需脂肪酸, 以及多种维生素开始 用于临床或保健 。
50年代 起开始应用 发酵法 生产氨基酸类药物,
到 90年代初, 已有生化药物 500多种, 还有 100多
种临床诊断试剂 。
截止到 2000年 2月, 美国 FDA已批准 生物技术药物
76个, 欧美已批准的有 84种 。
2,生物制品：
早在 10世纪, 我国民间就有种牛痘预防天花的实
践 。 所谓种牛痘就是用降低了毒力的天花病毒接种到
人体上, 引起轻型感染 。
1796年 英国医生 琴纳 发明了预防天花的 牛痘苗,
从此用生物制品预防传染病的方法才得到肯定 。
30年代 中期建立了小鼠和鸡胚培养病毒的方法,
从而用小鼠脑组织或鸡胚制成黄热病, 流感, 乙型脑
炎, 森林脑炎和斑疹伤寒等 疫苗 。
50年代, 在 离体细胞培养 物中繁殖病毒的技术取
得突破, 从而研制成功小儿麻痹, 麻疹, 腮腺炎等新
疫苗 。
80年代后期, 应用基因工程技术己研制成功乙肝疫
苗, 狂犬病疫苗, 口蹄病疫苗和 AIDS病疫苗 。
预计基因工程疫苗的品种将会迅速增多 。 同时各
种 免疫诊断制品和治疗用生物制品 也迅速发展 。
3,生物技术药物：
自 1982年人胰岛素 成为用 DNA重组技术生产的第一
个生物医药产品以来, 以基因重组为核心的生物技术
所开发研究的新药数目一直居首位 。
此外, 应用酶工程技术, 细胞工程技术和基因工程
技术生产 抗生素, 氨基酸 和 植物次生代谢产物 也已步
入产业化阶段 。
4,生物工程在医药上的开发应用
生物技术是应用 基因工程 （ 含蛋白质工程 ）, 细
胞工程, 发酵工程和酶工程, 以 生物体为依托 发展各
种 生物产业 的技术, 现在所称的生物技术是以基因工
程为核心以及具备基因工和细胞工程内涵的发酵工程
和酶工程, 以区别于传统的生物技术 。
生物技术作为高技术领域之一, 已经越来越为人
们所重视 。
自七十年代初, 以 DNA重组技术和淋巴细胞杂交 瘤
技术的发明和应用为标志, 生物技术诞生了 。
由于生物技术对解决人类面临的重大问题如,粮
食, 健康, 环境, 能源 等将开辟广阔的前景, 所以各
国政府竟相制定发展计划, 国家实行优惠政策, 政府
和企业界巨资投入, 促进生物技术的发展 。
尤其是在 医药领域 。 随着生物技术的不断发展, 人
类基因组计划的实施, 利用转基因动植物生产贵重药
品, 基因治疗, 动物克隆技术的发展, 生物芯片的研
制, 胚胎干细胞的美好应用前景等在医学上的开发应
用, 必将对医学产生全面, 深远和革命性的影响 。
1995年底, 美国药品研究与制造者协会 （ PRMA）
调查统计, 美国已批准上市的共有 24种 基因工程药品
和疫苗 。 1997年 7月 已达到 40种 。 年产值约 100亿美元
左右 。 还有 100多种基因工程药物已进入临床试验阶
段 。 全球拥有数十个年销售额在 10亿美元左右的基因
工程产品 。
我国基因工程制药产业是在 80年代末开始的。
1989年 我国批准了第一个在我国生产的基因工程药
物 —— 重组人干扰素 α1b，这是我国自主研制成功的
拥有自主知识产权的第一个基因工程新药。从此以后，
我国基因工程药物的研究开发迅速发展。
据统计，截止到 1998年底,我国已批准的基因工
程药品和疫苗产品约 15种
目前我国已批准上市的 基因工程新药 21种,已批
准的 进口基因工程药品 19种 。
二, 生物制药工艺学的性质与任务
（ 一 ） 概念：
1,,生物制药工艺学, —— 是从事各种生物药
物的研究, 生产和制剂的综合性应用技术科学 。
研究内容包括 生化制药工艺, 生物制品制造 与相
关的 生物医药产品 的 生产工艺 。 主要讨论各类生物药
物的 来源, 结构, 性质, 制造原理, 工艺过程, 生产
技术操作 和 质量控制 。 所以, 生物制药工艺学, 是一
门理论与实践紧密结合的崭新的综合性制药工艺学 。
2,生化药物 —— 是运用生物化学的理论, 方法和研
究成果, 从生物体分离, 纯化得到的一些重要生理
活性物质, 如氨基酸, 多肽, 蛋白质, 酶与辅酶, 维
生素, 激素, 糖类, 脂类, 核酸, 核苷酸及其衍生物
等
所以现代生化理论, 免疫学, 发酵工艺学, 生化
分离, 纯化技术, 工业药剂学等与生物制药工艺学的
关系极为密切 。 也可以说,, 生物制药工艺学, 是以
这些学科为基础发展起来的一门综合性技术科学 。
3,生物制品 —— 用微生物及微生物代谢产物或
动物血清制成的用于预防, 诊断和治疗的制品 。
⑴ 狭义的疫苗亦称为病毒性疫苗, 是用减毒的活病
毒或立克次体及灭活的强毒病毒或立克次体制备的一
类用于自动免疫的生物制品 。
⑵ 广义的疫苗 包括病毒性疫苗, 细菌性疫苗 （ 菌苗 ）
和类毒素等由微生物所制备的用于自动免疫的生物制
品 。
生物制品的定义 暂时称之为用生物学方法 （ 包括
基因工程方法 ） 和生化方法制成的, 具有免疫学反应
或平衡生理作用 的药物制剂 。
生物制药工艺学是一门新型的现代制药工艺学 。
具体 任务是讨论,
① 生物药物的 来源 及其原料药物 生产 的主要途径和
工艺过程；
② 生物药物的一般 提取, 分离, 纯化, 制造原理与
生产方法；
③ 各类生物药物的 结构, 性质, 用途及其工艺过程
和质量控制 。
第二节 生物药物的性质和分类
一, 生物药物的特点
新陈代谢是生命的基本特征之一, 生物体是有组
织的统一整体 。 生物体的组成物质及其在体内进行的
一连串代谢过程都是 相互联系, 相互制约 的 。
1,所谓疾病 —— 主要是机体受到内外环境的改变而
使 代谢失常, 导致起调控作用的 酶, 激素及核酸, 蛋
白质 等生物活性物质 自身或环境 发生障碍 。
2 根据其构效关系进行 结构的修饰和改造 使之 更有效,
更专一, 更合理 地为机体所接受 。 在机体需要时 （ 如
生病 时 ）, 应用这些活性物质作为药物来补充 调整,
增强, 抑制, 替换或纠正人体的代谢失调, 势必比较
地 有效和合理 。
所以生物药物在医疗上具有 药理活性高、针对性
强、毒性低、副作用小、疗效可靠及营养价值高 等特
点。
生物药物对 热, 酸, 碱, 重金属及 pH变化和各种理
化因素都较 敏感, 生物材料又 易腐败, 染菌, 被微生
物的活动所分解或被自身的代谢酶所破坏, 甚至 机械
搅拌, 压片机冲头的 压力, 金属器械, 空气, 日光 等
对生物活性都会发生影响 。
为此, 要确保生物药物的有效药理作用, 就要从
原料 制造, 工艺 过程, 制剂, 贮存, 运输 和使用各个
环节严加控制 。
为了保证全部制品的质量，必须有严格的制造管
理要求，即优质产品规范 （ good manufacturing
practics）,简称 GMP质量管理要求，并对制品的有
效期，贮存条件和使用方法做出明确规定。
尤其对 有效成分的检测, 除应用一般化学方法外,
更应根据制品的 特异生理效应 或 专一生化反应 拟定其
生物活性检测方法 。 通常采用一个 国际上认可的标准
品 作为测试时的 参考标准 。 这种标准品在国际上有 统
一规定 的 制法和规格, 依照这样规定的制法和规格,
就可以复制成相应的 副品, 供有关生产单位使用 。 有
关国际专业组织曾公布和制定了一些主要激素类药物
的 标准品 。
鉴于生物药物多数是 生物活性分子,其 化学性质与
生物学性质 都很不稳定, 在生产过程中又易受到微生
物污染, 从其他生物体制取的生物药物对人体往往是
异源物质, 所以对制品的 均一性, 有效性, 安全性和
稳定性 等都有严格的要求 。
其制造工艺设计与质量标准的制定也就与一般化
学药物有较多区别 。
根据中华人民共和国卫生部制定发布的, 新药审
批办法, 规定, 新药研究内容 应包括 工艺路线, 质量
标准, 临床前药理及临床研究, 同时, 必须研究该药
的物理, 化学性能, 纯度及检验方法, 药理, 毒理,
动物药代动力学, 临床药理, 处方, 剂量, 剂型, 生
物利用度, 稳定性等并提出药品 质量标准草案 。
同时强调 注射用生化制品 还应进行 热原, 异性蛋
白及过敏试验, 一般不必进行 特殊毒理 研究 （ 三致试
验：致突变, 致癌和致畸试验 ） 。
对新 生物制品 的研究内容应包括 选种, 生产方法
和工艺路线, 质量标准, 人体观察或临床试验 。 应对
菌种的抗原性, 免疫原性, 毒性, 基因的稳定性, 生
产工艺和生产条件, 制品的 安全性, 有效性, 稳定性,
保存条件及有关生物学, 理化学, 免疫学, 检定方法
和质量标准进行研究, 并提出 制造及检定规程和使用
说明书草案 。
二, 生物药物的分类
生物药物可以按其 生理功能和临床用途 分类, 还
可以按其 来源和制造方法 进行分类, 但 通常 是按其 化
学本质和化学特征 进行分类 。
（ 一 ） 生化药物
生化药物的有效成分和 化学本质 多数己比较清楚,
故一般按其化学本质和药理作用进行分类和命名 。
1,氨基酸类药物
全世界的氨基酸总产量已逾百万吨／年 。 年产值达
几十亿美元 。
应用于 医药, 食品, 饲料工业, 还供合成高效无
残毒农药及甜味剂 。
⑴ 氨基酸类药物有 个别氨基酸制剂 和 复方氨基酸 制
剂两类。
2,多肽和蛋白质类药物
⑴ 活性多肽是由多种氨基酸按一定顺序连接起来的
多肽链化合物, 分子量一般较小, 多数无特定空间构
象 。 最近发现, 某些多肽也有一定构象, 只是其构象
的 坚固性远不如蛋白质, 其特点是构象的 浮动性很大,
有时甚至在 几种构象 中进行摆动或在发挥某种生物功
能时才出现 某种构象 。
⑵ 蛋白质类药物有 单纯蛋白质与结合蛋白 类 （ 包括
糖蛋白, 脂蛋白, 色蛋白 等 ） 。
3,酶与辅酶类药物
酶制剂也广泛用于疾病的 诊断和治疗 。 在制药工
业, 轻工食品和农业方面酶制剂的使用种类和数量也
十分可观 。 酶类药物有下列几类：
（ 1） 助消化酶类
（ 2） 消炎酶类
（ 3） 心血管疾病治疗酶
（ 4） 抗肿瘤酶类
（ 5） 其它酶类 超氧化物歧化酶（ SOD） 用于治疗类
风湿性关节炎和放射病 PEG— 腺苷脱氨酶 （ PEG—
Adenase Bovine）用于治疗严重的联合免疫缺陷症。
（ 6）辅酶类药物
辅酶或辅基在酶促反应中起着 递氢，递电子 或 基
因转移作用,对酶的 催化作用的化学反应方式 起着关
键性决定作用。多种酶的辅酶或辅基成分具有医疗价
值。
4,核酸及其降解物和衍生物
（ 1）核酸类 免疫 RNA（ iRNA）是一种 高度特异性
的 免疫触发剂,可用于肿瘤的 免疫治疗 。
（ 2） 多聚核苷酸 多聚胞苷酸、多聚次黄苷酸、双链
聚肌胞（ poly I,C）,聚肌苷酸及巯基聚胞苷酸是 干
扰素诱导剂,具有 刺激吞噬作用, 调整免疫功能 的作
用，用于 抗病毒、抗肿瘤 。
（ 3） 核苷, 核苷酸及其衍生物 较为重要的核苷酸类
药物有混合核苷酸, 混合脱氧核苷酸注射液,
经人工 化学修饰的核苷酸, 核苷或其碱基衍生物
是有效的 核酸抗代谢物, 常用于 治疗肿瘤和病毒感染 。
5,多糖类药物
多糖类药物的来源有 动物, 植物, 微生物和海洋生
物, 它们在抗凝, 降血脂, 抗病毒, 抗肿瘤, 增强免
疫功能和抗衰老方面具有较强的药理作用 。
6,脂类药物
脂类药物包括许多非水溶性的, 能溶于有机溶剂的
小分子生理活性物质, 主要有：
（ 1） 磷脂类 脑磷脂, 卵磷脂 多用于肝病, 冠心病和
神经衰弱症 。
（ 2） 多价不饱和脂肪酸和前列腺素 。
（ 3） 胆酸类
（ 4） 固醇类
（ 5） 卟啉类
7,细胞生长因子与组织制剂
细胞生长因子是在体内对 动物细胞的生长有调节作
用, 并在靶细胞上具有 特异受体 的一类物质 。 它们不
是细胞生长的 营养成分 。
已发现的细胞生长因子均为 多肽或蛋白质 。
（ 二 ） 生物制品
生物制品有 预防用制品, 治疗用制品和诊断用制
品 。
预防用制品 可分为 菌苗 （ 如卡介苗, 霍乱菌苗,
百日咳菌苗, 鼠疫菌苗等 ）, 疫苗 （ 如乙肝疫苗, 流
感疫苗, 乙型脑炎疫苗, 狂犬疫苗, 痘苗, 斑疹伤寒
疫苗等 ） 及 类毒素 （ 如白喉类毒素, 破伤风类毒素 ） 。
治疗用制品 有 特异性治疗用品与非特异性治疗用品
诊断用制品 主要指免疫诊断用品, 如结核菌素, 锡
克试验毒素及多种诊断用单克隆抗体等 。
随着生物科学的迅速发展, 生物制品 在品种上 从
原来的 疫苗发展到菌苗和类毒素 等, 性质上 从减毒
活苗发展到灭活疫苗和死菌苗, 并由 自动免疫制剂 发
展到 抗毒素 等 被动免疫制剂, 用途上 从预防制剂发展
到 治疗和诊断制剂 。
由于基因工程的发展，生物制品也不再只限于来自
天然材料加工而成 的产品，尚可来自 人工合成的化
合物 。应用范围也不局限于传染病等，例如对 肿瘤的
诊断与治疗 等也有不少新品种的诞生与应用。
三, 生物药物的用途
（ － ） 作为治疗药物
对许多常见病和多发病, 生物药物都有较好的疗效 。
（ 二 ） 作为预防药物
以预防为主的方针是我国医疗卫生工作的一项重
要战略 。 许多疾病, 尤其是传染病 （ 如细菌性和病毒
性传染病 ） 的预防比治疗更为重要 。 通过预防, 许多
传染病得以控制, 直到根绝 。
（ 三 ） 作为诊断药物
生物药物用作 诊断试剂 是其最突出又独特的另一临
床用途, 绝大部分临床诊断试剂都来自生物药物 。 诊
断用药有体内 （ 注射 ） 和体外 （ 试管 ） 二大使用途径 。
（ 1） 免疫诊断试剂 利用 高度特异性和敏感性 的 抗原
抗体反应, 检测样品中有无相应的抗原或抗体 。
（ 2） 酶诊断试剂 利用 酶反应的专一性和快速灵敏的
特点, 定量测定体液内的 某一成分变化 作为病情诊断
的参考 。
（ 3） 器官功能诊断药物 利用某些药物对 器官功能的
刺激作用, 排泄速度或味觉 等以检查器官的 功能损
害程度 。
（ 4） 放射性核素诊断药物 放射性核素诊断药物有聚
集于不同组织或器官的特性, 故进入体内后, 可检测
其在体内的 吸收, 分布, 转运, 利用及排泄 等情况,
从而显出器官功能及其形态, 以供疾病的诊断 。
（ 5）诊断用单克隆抗体 （ McAb） McAb的特点之一
是 专一性强,一个 B细胞所产生的抗体只针对抗原分
子上的一个特异 抗原决定簇 。
（ 四 ） 用作其它生物医药用品
生物药物应用的另一个重要发展趋势就是渗入到
生化试制, 生物医学材料, 营养, 食品及日用化工,
保健品和化妆品 等各个领域 。
（ l） 生化试剂
生化试剂品种繁多, 如细胞培养剂, 细菌培养剂,
电泳与层析配套试剂, DNA重组用的一系列 工具酶,
植物血凝素, 同位素标记试剂 和各种 抗血清与免疫
试剂 等 。
（ 2） 生物医学材料 主要是用于器官的修复, 移植或
外科手术矫形及创伤治疗等的一些 生物材料 。
（ 3） 营养保健品及美容化妆品 这类药物已渗入到广
大人民的日常生活中, 前景可观 。
第三节 生物药物的研究发展趋势
20多年来, 生物药物 的研究开发取得了巨大进展 。
新的生理活性物质不断发现, 原有药物在医疗上的 用
途又有新的认识和评价 ；
药物 新剂型 日益增多； 生物技术 普遍进入实验室；
生物工程药物 迅速步入产业化 。 专家预见, 许多医学
上的疑难杂症将在此突破, 将导致产生 全新的制药工
业技术体系, 许多原先 无法生产的药物 将用生物技术
生产, 从而促使医药产品更新换代 。
一, 资源的综合利用与扩大开发
开展 综合利用, 由同一资源生产 多种有效成分, 达
到一物多用, 充分, 合理 地利用生物资源, 不仅可以
降低成本, 而且可以减少三废, 提高药品纯度, 减少
副作用 。
（ － ） 脏器综合利用
（ 二 ） 血液综合利用
人血含有性质和功能不同的多种成分 。 大多数病人
只需要一种成分, 很少需要多种成分 。 因此最好的办
法是分离出各种成分, 分别对症使用, 既可提高疗效
减少副作用, 又可充分利用宝贵血源 。
（ 三 ） 人尿综合利用
人尿是来源丰富的宝贵生物资源 。 由人尿制取的药
物与人体成分 同源, 不存在 异种蛋白抗原性 问题 。 不
同 生理时期的尿液, 所含活性成分有较大不同 。
（ 四 ） 扩大开发新资源
近几年, 新资源开发不断扩大, 促使新药研究向
纵深发展 。 如海洋生物, 昆虫, 毒蛇和低等生物 （ 如
藻类等 ） 。
二, 大力发展现代生物技术医药产品
生物技术应用于制药工业, 不仅可以生产出大量
廉价的防治人类重大疾病的新型药物, 而且将引起制
药工业技术的重大变革 。 医药工业是生物技术研究开
发最活跃, 进展最快的一个产业 。
主要研究开发,① 生理活性物质, ② 干扰素, ③
抗体, ④ 疫苗, ⑤ 抗生素, ⑥ 维生素, ⑦ 医疗诊断用
品, ⑧ 其它药品 。
从事研究的 技术领域 有 发酵技术, 基因重组技术,
蛋白质工程技术, 细胞融合技术, 动植物细胞大量
培养技术, 生物反应器与生化工程设备技术 。
三, 依靠生化理论从天然存在的生理活性物质寻找
新药
己发现的作为 药用的生理活性物质 仅是机体内存
在的活性物质的 一小部分, 许多 新的活性物质 正待人
们去开发, 所以进一步研究尚未发现的 新物质 和过去
不认识的 生理作用 是寻找新药的 另一个重要方向 。
四, 发展化学合成和蛋白质工程创制新结构药物
许多结构较为简单或分子量不太大的天然活性物
质已可以通过 化学合成 生产或 结构改造 形成新化合物 。
蛋白质工程 是“从头设计”以获得人工蛋白质的
新技术。它包括蛋白质的 化学修饰, 合成 以及在第一
代基因工程基础上发展起来的第二代基因工程。第二
代基因工程是根据蛋白质的 结构与功能的研究结果,
通过 修饰或改造 编码目的蛋白的 DNA序列,与基因克
隆技术相结合，从而获得自然界不存在的 新型蛋白质
分子 。
五, 中西结合创制新型生物药物
,中国医药是一个伟大的宝库,, 我国在发掘中医
中药, 创制具有我国特点的 生物药物 方面已取得可喜
成果 。
