基因工程技术在医学的应用

双鱼牛『冱』 2024-06-14 20:53:01

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基因工程的应用--在医学上的应用1.基因工程用于生产蛋白质类药物治疗糖尿病的胰岛素，是一种 51 个氨基酸残基组成的蛋白质，1982 年美国 elililly 公司推出基因工程制造的人胰岛素，商品名为(humulin)。传统的生产方法是从牛的胰脏中提取。每 1000 磅牛胰脏，才能得到 10 克胰岛素。通过基因工程方法，把编码胰岛素的基因送到大肠杆菌细胞中去，造出能生产胰岛素的工程菌；从200升发酵液就可得到10克胰岛素。干扰素具有广谱抗病毒的效能，是一种**的有效药物，国际上批准治疗丙型病毒性肝炎的药物只有它。但是，通常情况下人体内干扰素基因处于"睡眠"状态，因而血中一般测不到干扰素。只有在发生病毒感染或受到干扰素诱导物的诱导时，人体内的干扰素基因才会"苏醒"，开始产生干扰素，但其数量微乎其微。即使经过诱导，从人血中提取1mg干扰素，需要人血8000ml，其成本高得惊人。据计算：要获取1磅（453g）纯干扰素，其成本高达200亿美元。使大多数病人没有使用干扰素的能力。1980年后，干扰素与乙肝疫苗一样，采用基因工程进行生产，其基本原理及操作流程与乙肝疫苗十分类似。现在要获取1磅（453g）纯干扰素，其成本不到1亿美元。从人血中分离纯化治疗一个肝炎病人的费用高达二三万美元，用基因工程技术生产干扰素治疗一个肝炎病人大约只需二三百美元。基因工程生产出来的大量干扰素，是基因工程药物对人类的又一重大贡献。生产基因工程药物的基本方法是，将目的基因用dna重组的方法连接在体载体上，然后将载体导入靶细胞（微生物，哺乳动物细胞或人体组织靶细胞），使目的基因在靶细胞中得到表达，最后将表达的目的蛋白质提纯及作成制剂，从而成为蛋白类药或疫苗。若目的基因直接在人体组织靶细胞内表达，就成为基因治疗。目前用基因工程生产的蛋白质药物已达数十种，许多以前本不可能大量生产的生长因子，凝血因子等蛋白质药物，现在用基因工程办法便可能大量生产。已有50多种基因工程药物上市，近千种处于研发状态。每年平均有3-4个新药或疫苗问世，开发成功的约五十个药品已广泛应用于治疗**、肝炎、发育不良、糖尿病、囊纤维变性和一些遗传病上，在很多领域特别是疑难病症上，起到了传统化学药物难以达到的作用。 2.基因工程用于疫苗生产常用的制备疫苗的方法，一种是弱毒活疫苗，一种是死疫苗。两种疫苗各有自身的弱点。活疫苗隐含着感染的危险性。死疫苗免疫活性不高，需加大注射量或多次接种。利用基因工程制备重组亚基疫苗，可以克服上述缺点，亚基疫苗指只含有病原物的一个或几个抗原成分，不含病原物遗传信息。重组亚基疫苗就是用基因工程方法，把编码抗原蛋白质的基因重组到载体上去，再送入细菌细胞或其他细胞中区大量生产。这样得到的亚基疫苗往往效价很高，但决无感染毒性等危险。在酵母中表达乙型肝炎表面抗原 hbsag 产量可达每升 2.5mg ，已于 1984 年问世。以乙型病毒性肝炎（以下简称乙肝）疫苗为例，像其它蛋白质一样，乙肝表面抗原（hbsag）的产生也受dna调控。长期以来，医学工作者在防治乙肝方面做了大量工作，但曾一度陷于困境。乙肝病毒（hbv）主要由两部分组成，内部为dna，外部有一层外壳蛋白质，称为hbsag。把一定量的hbsag注射入人体，就使机体产生对hbv抗衡的抗体。机体依靠这种抗体，可以清除入侵机体内的hbv。过去，乙肝疫苗的来源，主要是从hbv携带者的血液中分离出来的hbsag，这种血液是不安全的，可能混有其他病原体[其他型的肝炎病毒，特别是**病病毒（hiv）]的污染。此外，血液来源也是极有限的，使乙肝疫苗的供应犹如杯水车薪，远不能满足需要。基因工程疫苗解决了这一难题。利用基因剪切技术，用一种"基因剪刀"将调控hbsag的那段dna剪裁下来，装到一个表达载体中，所谓表达载体，是因为它可以把这段dna的功能发挥出来；再把这种表达载体转移到受体细胞内，如大肠杆菌或酵母菌等；最后再通过这些大肠杆菌或酵母菌的快速繁殖，生产出大量我们所需要的hbsag（乙肝疫苗）。 3. 基因工程用于基因治疗人体基因的缺失，导致一些遗传疾病，应用基因工程技术使缺失的基因归还人体，达到治疗的目的，已成为基因工程在医学方面应用的又一重要内容。 20210311

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