生物与医药厦门大学专场项目成果

生物与医药厦门大学专场项目成果内容摘要：

、无污染”是 21 世纪畜牧业可持续发展的主题。 酶制剂以其独特的优点将会有一个广阔的发展前景。 葡聚糖酶是专一性水解 葡聚糖的水解酶。 葡聚糖是一类非淀粉类多糖，它是由30%的 1, 3葡萄糖苷键和 70%的 1, 4葡萄糖苷键组成的链状多糖。 大麦中含有 210%的 葡聚糖，在用大麦酿造啤酒时，由于麦芽汁中含有这种多糖导致粘度很高，无法过滤；在成品中如果含 葡聚糖，将会在啤酒冰冻后形成雪花状浑浊物。 因此国外在啤酒生产中要添加 葡聚糖酶。 在饲料工业中，由于饲料大麦、燕麦胚乳中 含 葡聚糖，而动物肠道不分泌降解该糖的酶类，导致饲料营养价值降低。 在饲料中添加少量的 葡聚糖酶，可增加家畜对谷物的消化与吸收，并可消除饲料中的抗营养因子，提高饲料的利用率，从而提高畜禽生长速度和饲料转化率，使大麦等禾谷类作物作为优质的能量饲料而应用于饲料生产。 因此， 葡聚糖酶的应用价值，已日益引起关注。 国内 葡聚糖酶的生产均通过分离、筛选木霉、黑曲霉、枯草芽孢杆菌、丝状真菌等进行生产，菌体生长慢，产量低，产量只能达到 201000 U/mL（国际单位）。 目前，国内葡聚糖酶的需求多通过进 口满足。 二、技术成熟程度 我们成功地将 葡聚糖酶从枯草芽孢杆菌中获得的 葡聚糖酶基因（杂交基因）和BRP 分泌系统克隆到质粒 pLF3 中，再转入大肠杆菌 BL21(DE3)中，极大地提高了 葡聚糖酶的表达量，并使 葡聚糖酶分泌到培养基中。 已得到 葡聚糖酶高表达大肠杆菌克隆株。 在 10 升发酵罐中利用合成培养基培养 20 小时，胞外产酶量达到 2600 U/mL（国际单位）。 三、应用范围 啤酒酿造、饲料、食品添加剂 四、投产条件和预期经济效益 葡聚糖酶具有广阔的市场。 本技术极大提高了 葡聚糖酶的产量（见前述），并并使葡聚糖酶分泌到培养基中，大大简化了分离步骤，缩短了发酵时间，因此经济效益可观。 五、合作方式 技术转让或联合生产，具体合作方式可商议。 联系地址：厦门大学化学化工学院 联 系 人：卢英华 联系电话： 05922183088（办公室） 13950006410 E mail ： 8 基因疗法的非病毒载体 —— 质粒 DNA 的生产 一、项目特点和技术指标 基因治疗中最重要的一个环节是选择 适当的基因载体 (Vector), 以将安装在其上的重组治疗基因准确运送到靶细胞。 用于基因治疗的载体主要有病毒和非病毒两大类 ,其中病毒载体研究较多 ,在使用中一般都需要重新构建 ,除去其致病性的复制区和感染区 ,并以治疗基因去而代之，然后再通过病毒“感染”方式植入疗效基因。 质粒 DNA作为一种新的非病毒转基因载体，优点是安全可靠、稳定、对外源基因的容纳量不限、不会引起免疫系统反应及易于生产等。 缺点是基因表达的时间短、转染效率较低等， 质粒 DNA作为生物药剂的应用对生产过程及产品质量提出了很高的要 求。 质粒 DNA必须达到与其它生物药剂同样的质量标准。 所以必须开发出一个可大量生产以降低成本的、容易控制以及高重复性的生产过程，提纯的产品必须高度均一，不含细菌杂质和有害物质，所以生产过程中不能添加抗生素以达到提高质粒的稳定性和产率的目的。 此外，细胞中的杂质如RNA, 蛋白质，脂多糖等必须从产品中分离出去，因为这些物质可能直接引起免疫反应。 生产的质粒指标均达到或超过欧盟标准（见下表）。 标准 认可的规格 分析方法 质粒均一度  95 % ccc 形式 凝胶和毛细管电泳 蛋白质 测不出 BCA 方法 RNA 测不出 凝胶电泳 基因组 DNA  50 g mg1 DNA PCR, SouthernBlot 内毒素  100 . mg1 DNA 生物学活性和鉴别 与限制性内切酶图谱一致的片断 限制性核酸内切酶和凝胶电泳 无菌度 21 天测不出克隆 TB琼脂培养基培养 转化效率 与质粒标准品一致 表达强度 转染试验 二、项目成熟程度 质粒 DNA 的生产过程可概括为三步：第一步将治疗基因与真核生物促进子 (promotor)一起克隆到原生质载体中，然后再将新的载 体转化克隆到合适的宿主细胞如大肠杆菌细胞中。 第二步是在生化反应器中培养带质粒 DNA的大肠杆菌克隆菌。 第三步是从细胞中分离提纯质粒 DNA的 ccc形式。 目前已完成了基因治疗载体 pBR32 pUC1 pUC2 pCMVS2S、 pQ5 pUT64 pUK21CMV223。 在大肠杆菌中的克隆，完成了通过高密度培养大肠杆菌大规模生产基因治疗质粒的工艺，以及分离、提纯质粒和利用毛细管电泳分析质粒质量方法。 本项目技术已完全成熟。 三、应用范围 （ 1）供科研院校及医院作为实验试剂。 （ 2）作为生 物药物，作为基因治疗的临床应用。 四、投产条件和预期经济效益 目前基因疗法质粒的市场价约为 600 美元 /50微克。 利用大肠杆菌表达，经估算，可将生产成本降低到 100美元 /50微克以下。 因此一旦市场成熟，将具有极大的经济效益。 五 、合作方式 技术转让或联合生产，具体合作方式可商议。 联系地址：厦门大学化学化工学院 联 系 人：卢英华 联系电话： 05922183088（办公室） , 13950006410 E mail ： 9 医用复合型组织工程支架材料的开发 一、项目特点和技术指标 据美国的一份资料显示，每年有数以百万计的美国人患有各种组织、器官的丧失或功能障碍疾病，每年需 800万次修复手术，年耗资超过 400亿美元。 我国是一个人口大国，因创伤和疾病造成的组织和器官缺损或功能障碍病例居世界之首，每年仅因烧伤需进行皮肤移植的患者就达百万之多，每年各种骨、软骨损伤患者达 300万人，其中需人工关节置换术者达100万人，国外进口人工关节在国内销售额每年达 2亿元人民币。 本项目利用天然胶原和从贝类、螃蟹壳、虾壳等海产品中提取出的壳聚糖材料，制成多孔且具有生 物活性的新型医用组织工程支架材料。 临床前期实验表明，本项目开发的组织工程支架材料达到以下技术指标： (1)使细胞粘附并生长； (2) 植入体内后，其降解产物不会引起炎症及毒副作用； (3) 能加工成三维结构，孔隙率不低于 90%； (4) 能较好地被机体吸收； (6) 支架材料的降解速率与皮肤组织细胞再生速度相匹配； (7)采用无机纳米银颗粒增强胶原 — 壳聚糖复合材料的抗菌性，具有较高的抗菌效率。 该人工皮肤在组织学和功能上完全接近天然皮肤，有一定弹性，可随意移动、剪切、缝合、移植手术操作简单。 本项目基本解决了组织工程皮肤 产业链上一系列关键技术问题，为项目的的产业化奠定了基础。 二、技术成熟程度 该项目已完成了目前期调研及技术贮备，“ XMUS01□型医用复合型组织工程支架材料”产品标准已经通过审定；临床前期试验和产品中试试验已经完成。 三、应用范围 作为组织工程皮肤、骨的支架材料，可用于炎症、溃疡、外伤、烧伤、肿瘤术后以及先天性畸形等原因造成的皮肤、骨缺损等 四、投产条件与预期经济效益 据统计，每年全世界由于炎症、溃疡、外伤、烧伤、肿瘤术后以及先天性畸形等原因造成的皮肤缺损枚不胜举。 仅在中国，每年仅 因烧伤和溃疡导致的皮肤缺损病人超过 2500 万人，其中每年需要皮肤移植的病人超过 300万人。 按一个适应症病人每年消耗 1000 元组织工程化人工皮计算，一年可创年产值 60～ 120亿元。 五、合作方式 具体面谈。 联系地址：厦门大学生物医学工程研究中心 联 系 人：张其清 联系电话： 0592214475 传 真： 05922185299 Email： : 10 抗肿瘤药物植入型控缓释制剂的开发 一、项目特点和技术指标 传统抗肿瘤药物制剂由于靶定性差、有效血药浓度时间短、毒副作用大等缺点影响了化疗效果。 因此，发展符合“三效” (高效、速效和长效 )、“三小” (剂量小、毒性小和副作用小 )的新型抗肿瘤药物制剂是已成为国内外生物制药行业关注的热点。 技术特点： （ 1）具有缓释特性，能延长药效作用时间；（ 2）实现药物靶向输送；（ 4）建立新的给药途径；（ 3）提高药物的稳定性，有利于保持活性；（ 5）在保证药物疗效前提下，减少给药剂量和次数，减轻毒副反应。 产品的主要技术指标： 控缓药膜载体胶原具有良好的组 织相容性、生物降解性、无毒、勿需二次手术取出； 最终实现肿瘤局灶持续保持有效药物浓度，有利于降低化疗毒副作用、减少用药量及提高疗效； 二、技术成熟程度 本课题组已研制出了抗肿瘤药物长春新碱和洛莫司汀控释剂型样品，小规模的临床试用表明样品制剂在安全和有效性方面均达到了预期的效果。 长春新碱和洛莫司汀控释膜剂制备的关键技术获得了多项国家发明专利。 三、应用领域及市场前景： 我国每年新增肿瘤患者 160180 万人，适应症患者可达 50 万人以上。 该项目的研发周期短、投资小、见效快、预期经济效益显著并 具有较好的产业化前景。 四、投产条件和预期经济效益： 投产条件：依托于厦门大学生物医学工程研究中心，研究中心的特色和优势方向为药物控释系统与组织工程。 中心已拥有实验室面积达 3500 平方米 ,包括生物材料、药物制剂、组织工程、生物材料评价室等研究室，拥有价值达 2100 余万元的实验设备。 还可以利用厦门大学已有的国家、省部级重点实验室、学校分析测试中心等良好的基础条件开展研究。 预期经济效益：按人均疗程消耗 5000 元 /年计算，一年需消耗 25 亿元，年利税可达 10 多亿元。 五、合作方式 联合开发或 技术转让或技术入股。 联系地址：厦门大学材料学院 联 系 人：张其清 联系电话： 05922185299(办 ) E mail ： 11 植入型控缓释抗肿瘤制剂的开发 一、项目特点和技术指标 传统抗肿瘤药物制剂由于靶定性差、有效血药浓度时间短、毒副作用大等缺点影响了化疗效果。 因此，发展符合“三效” (高效、速效和长效 )、“三小” (剂量小、毒性小和副作用小 )的新型抗肿瘤药物制剂是已成为国内外生物制药行业关注的热点。 本项目利用现有的抗肿瘤药物表阿霉素为 原料药，以体内可降解材料为载体，采用微囊化技术和植入型控释技术双重药物控释工艺，制备出了纳米级的新型药物控释系统，达到了定向靶向性、有效血药浓度维持时间长、毒副作用小等要求，实现了高靶向、可控缓释、高效低毒的特性，避免了传统化疗大剂量给药给患者带来严重的骨髓抑制，导致白细胞及血小板减少，恶心、呕吐等副作用。 项目技术水平属国内领先，制剂的某些指标达到国际先进水平。 该药物制剂的研发周期短、投资小、见效快、预期经济效益显著并具有较好的产业化前景。 二、技术成熟程度 在药物控释制剂研发领域，本课题组已形成和 掌握了多项先进成熟的发明专利技术，研制出了抗肿瘤药物长春新碱和洛莫司汀控释剂型样品。 小规模的临床试用表明，样品制剂在安全和有效性方面均达到了预期的效果。 本课题组高度重视知识产权保护，已就长春新碱和洛莫司汀控释膜剂制备的关键技术获得了多项国家发明专利。 因此，在新型药物控释制剂研发方面，本课题组具有扎实的基础工作和较强的技术实力和优势，产品的研发成功率高。 三、应用范围 用于患者实体瘤术后的局部化疗。 该药制剂可望用于消化系统（胃癌、肝癌、胰腺癌、结直肠癌等）、脑部、肺癌、乳腺癌、食管癌、卵巢癌 等的化疗。 四、项目投资概算 预计需开发经费 700 万元人民币。 五、前景预测： 据目前国内市场预测，我国每年新增肿瘤患者 160180 万人，如果适应症患者 50 万人，按人均疗程消耗 5000 元 /年计算，一年需消耗 25 亿元，年利税可达 10 多亿元。 因此，该研究成果产业化后具有显著的经济效益。 六、希望合作的方式： 联合开发或技术转让或技术入股。 联系方式 : 张其清 教授 /博士生导师 厦门大学生物医学工程研究中心 厦门市大学路 168 号， 361005 Tel： 05952185299 Email: 12 丙谷二肽的开发研究 一、项目特点和技术指标 谷氨酰胺是一种条件必需氨基酸，是生物体合成核酸、蛋白质、嘌呤、嘧啶等的重要前体物质，也是蛋白质合成与分解的调节物。 但谷氨酰胺本身由于不稳定、水溶性低而不能直接作为药物，只有将其转化为稳定的衍生物才能充分发挥谷氨酰胺对人体的作用。 Peter Furst等发现丙氨酰谷氨酰胺（简称丙谷二肽）是谷氨酰 胺理想替代品并于 1995 年将其开发为肠外营养用药。 该药物具有促进肌肉蛋白合成，改善危重病人的临床。