神奇的基因工程药物 [复制链接]

第7版(国际)
专栏：《科技新时代》杂志供本报专稿

神奇的基因工程药物
李雄彪
基因工程药物是采用类似工程设计的方法，利用基因工程的技术，在分子水平上按人类的需要生产出的一类特殊药物。基因工程的核心是脱氧核糖核酸（DNA）重组技术。其常规程序是，首先从生物体内分离提取遗传物质（基因），然后在体外将其切割、拼接和重新组合，再通过载体把经过重组的DNA分子引入受体细胞，最终使这种重组DNA在受体细胞中大量复制并高效表达。基因工程药物往往就是这种重组DNA的表达产物。
治疗贫血的药物红细胞生成素（EPO）是一种蛋白质，是人体内最重要的造血因子。生产基因工程EPO的过程可以大体归纳为“三步曲”。第一步，用分子生物学技术获得人类E—PO的基因；第二步，根据特定需要，设计改造和重新组合EPO基因，并将这种基因引入不但能高效表达这一基因，而且能将这一基因遗传给后代的细胞，也就是获得工程细胞；第三步，大量繁殖工程细胞后，将这些细胞产生的EPO分离、纯化并最终做成能临床应用的制剂。这种工程EPO可以治疗肾功能不全引起的贫血，疗效高达98％，可免除或减少输血的需要，还可用于肿瘤患者经化疗后引起的贫血、骨髓增生不良综合症和一些不明原因的贫血症。全世界基因工程多肽药物销售额排行榜上，基因工程EPO已雄踞榜首。
利用与生产基因工程EPO基本相同的原理和方法，可以生产各种基因工程蛋白质类药物。比如在体内外特异性地杀死肿瘤细胞的肿瘤坏死因子（TNFa）、刺激白细胞增加的粒细胞、巨噬细胞集落刺激因子（GM—CSF）、治疗心脑血管栓塞的尿激酶等。为什么要用基因工程的方法来生产上述造血因子和各种细胞因子及其它药物呢？事实上，健康人体内存在这些因子。不过，它们在人体内的含量极低，从许许多多健康人的血液中提取到的细胞因子往往仅能供患者使用一次。因此，从医疗实践上考虑，用基因工程的方法生产这些因子显然是明智的选择。
基因工程药物的生产有多种方式。如果将上述“三步曲”中某些环节稍加变化，我们就可以利用现代化的牧场而不是制药厂来生产基因工程药物。例如，利用羊或牛的乳腺表达重组基因，这种“工程羊奶”或“工程牛奶”就是药物。当然也可以把基因工程药物从奶中分离成纯品。苏格兰一家制药中心已培育出1500头转基因绵羊，母绵羊的奶可用于提取治疗肺气肿的基因工程药物。芬兰一头名叫“前程”的转基因牛可生产含EPO的牛奶。从理论上计算，一年内从这头牛的奶中可得到60—80公斤EPO，比目前全世界的EPO用量还多得多。如果表达重组基因的不是动物而是植物，比如说用苹果树特异性地在其果实中表达治疗糖尿病的胰岛素的基因，那么，糖尿病患者定期享用这样的苹果就“不治”而愈了。
我们不仅可以改变“三步曲”的第二步，也可以在第一步上“做文章”。在大量研究的基础上，我们可以不从人体分离基因，而是用化学合成的办法人工合成一个完整的基因或者其某一片段，再将这一基因或片段“加工”后让单个细胞、整体动物或植物表达，同样可以获得基因工程药物。
随着我们对人体本身的了解不断深化和分子生物学及其专门技术的迅速发展，基因工程药物已不仅仅局限于蛋白质这一类。广义地说，凡在生产过程中涉及基因工程的药物都可以称为基因工程药物。尽管基因工程药物具有十分诱人的前景，但是，由于它的研制周期长，所用技术水平高，耗费的研究开发资金多，所以目前用于临床的基因工程药物并不太多，而且大多价格昂贵。中国预防医学科学院病毒学研究所等单位研制的用于防治肝炎和肿瘤的－1型干扰素，是我国首创的基因工程药物。继此之后，还有白细胞介素－2等相继用于临床。可以相信，人类必将从基因工程及其制药业获取日益增多的恩惠。