本教材根据近年国内外生物技术制药的技术发展概况，结合国内生物医药产业发展概况，以中英文双语编写而成。本教材系统地介绍了生物技术制药的基本原理、方法和实际案例以及质量控制与管理。全书共八章：生物技术制药概论、生物技术药物制备工艺、生物技术药物制剂学、生物技术药物生产的质量控制、基因工程药物、抗体药物、生物技术疫苗、核酸药物。
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前言
第一章 生物技术制药概论 1
1 生物技术制药基本概念 1
2 生物技术制药发展简史 4
3 生物技术药物的分类及特征 7
3.1 按药物原料来源分类 7
3.2 按药物的功能用途分类 9
3.3 生物技术药物的特征 9
4 生物技术药物研究进展 11
参考文献 16
第二章 生物技术药物制备工艺 17
1 生物技术药物生产平台 19
1.1 哺乳动物细胞表达平台 22
1.2 微生物表达平台 28
1.3 其他的表达平台 34
2 生物技术药物生产工艺 39
2.1 生产上游工艺 43
2.2 生产下游工艺 45
2.3 大肠杆菌表达系统的生产工艺 49
2.4 治疗抗体的生产工艺 52
2.5 生产设备和工艺验证 54
2.6 生物技术药物生产的一次性使用技术 57
参考文献 61
第三章 生物技术药物制剂学 62
1 生物技术药物的结构特点和理化性质 62
2 生物技术药物制剂的处方与工艺 64
2.1 处方前研究 64
2.2 处方设计 67
2.3 蛋白和多肽类药物注射剂的工艺研究 71
3 生物技术药物新型给药系统 74
3.1 新型注射给药系统 75
3.2 非注射给药系统 82
3.3 生物技术药物新型给药系统应用实例 89
参考文献 91
第四章 生物技术药物生产的质量控制 93
1 药品生产质量管理规范（GMP） 94
1.1 生物技术制药GMP关键点 96
1.2 中华人民共和国生物药物质量管理 99
1.3 美国及欧洲共同体生物药物质量管理 101
1.4 世界卫生组织（WHO）生物药物质量管理 105
2 GMP的指导原则 106
2.1 WHO指导原则 106
2.2 FDA指导原则 107
2.3 ICH指导原则 107
3 药典 109
3.1 国际药典 109
3.2 美国药典 110
3.3 欧洲药典 111
4 疫苗的安全性和注册管理 112
参考文献 115
第五章 基因工程药物 116
1 白介素 116
1.1 白介素概述 116
1.2 白介素 11119
2 干扰素 137
2.1 干扰素概述 137
2.2 干扰素类型 138
2.3 干扰素的生物学作用 144
2.4 干扰素的生产工艺 147
2.5 干扰素质量控制标准和要求 154
3 肿瘤坏死因子 161
3.1 TNF概述 161
3.2 TNF的分子结构和基因 161
3.3 TNF的受体 162
3.4 TNF的生物学活性 163
3.5 TNF的治疗作用 168
3.6 TNF技术发展现状和展望 169
4 胰岛素 172
4.1 胰岛素概述 173
4.2 基因工程生产胰岛素 182
4.3 胰岛素的临床应用与给药方法 192
5 促红细胞生成素 196
5.1 EPO概述 196
5.2 EPO的基因、受体和分子结构 197
5.3 EPO的产生 200
5.4 EPO的生物学作用 201
5.5 EPO的使用方法 203
5.6 EPO的推荐剂量 204
5.7 使用EPO的注意事项 205
5.8 EPO的副作用及与其他药物的相互作用 205
5.9 EPO与体育作弊 207
5.10 使用EPO的危险性 208
6 激素制剂 210
6.1 激素药物的制备方法 210
6.2 激素制剂的质量控制标准和临床适应证 220
6.3 结语 234
参考文献 234
第六章 抗体药物 236
1 抗体 236
1.1 免疫球蛋白的基本结构 237
1.2 免疫球蛋白的功能（图6-2） 238
2 单克隆抗体 240
2.1 单克隆抗体概述 240
2.2 单克隆抗体的制备 243
2.3 单克隆抗体的纯化 256
3 基因工程抗体 258
4 抗体制药 260
4.1 临床诊断试剂 260
4.2 单抗治疗药物 261
参考文献 272
第七章 生物技术疫苗 273
1 传统疫苗学 273
2 反向疫苗学 277
2.1 经典的反向疫苗学方法 278
2.2 比较基因组分析——反向疫苗学的第二阶段 280
2.3 消减基因组分析——反向疫苗学的第三阶段？ 283
2.4 结论 285
3 病毒样颗粒疫苗 289
3.1 昆虫细胞/杆状病毒表达系统是VLP生产的首选系统 293
3.2 简单的无包膜病毒VLP的生产 295
3.3 结构复杂的多个蛋白层构成的VLP 297
3.4 病毒样颗粒与脂质膜 301
4 疫苗生产未来展望 304
参考文献 306
第八章 核酸药物 307
1 重组质粒 DNA和病毒载体 307
1.1 重组质粒 DNA 307
1.2 重组病毒载体 311
2 寡核苷酸 312
2.1 常见的寡核苷酸药物 312
2.2 寡核苷酸的生产 318
3 核酸药物传递系统 319
3.1 病毒载体介导的传递系统 319
3.2 非病毒载体介导的传递系统 323
4 结束语 325
缩略语 327
Contents
Introduction
Chapter 1 Introduction of Biopharmaceuticals 1
1 Basic Concept of Biotech Drugs 1
2 History of Biopharmaceutical Industries 4
3 Categorization and Characteristics of Biotech Drug 7
3.1 Classified by Sources 7
3.2 Classified by Function and Purpose 9
3.3 Characteristics of Biotechnology Medicine 9
4 Research Progress on Biotech Drugs 11
References 16
Chapter 2 Biopharmaceuticals Manufacturing17
1 Manufacturing Platforms 19
1.1 Mammalian Cell Expression Platform 22
1.2 Microbial Expression Platforms 28
1.3 Other Expression Platforms 34
2 Manufacturing Process 39
2.1 Upstream Manufacturing Process 43
2.2 Downstream Manufacturing Process 45
2.3 Manufacturing Process by E.coli Expression System 49
2.4 Therapeutic Antibody Production Process 52
2.5 Manufacturing Facility and Process Validation 54
2.6 Single-Use Technology in Biopharmaceutical Manufacturing 57
References 61
Chapter 3 Formulations of Biopharmaceuticals 62
1 Structural Characteristics and Physicochemical Properties of Biopharmaceuticals 62
2 Formulation Recipes and Processing of Biopharmaceuticals 64
2.1 Preformulation Study 64
2.2 Recipes Design 67
2.3 Processing of Protein and Polypeptide as Injection Drugs 71
3 New Biotech Drug Delivery System 74
3.1 New Injection Drug Delivery System 75
3.2 Non-injection Drug Delivery System 82
3.3 Preparation Examples of Biotech Drug Delivery System 89
References 91
Chapter 4 Quality Aspect of Biopharmaceutical Manufacturing 93
1 Good Manufacturing Practice (GMP) 94
1.1 GMP Key Points in Biopharmaceutical Manufacturing 96
1.2 Quality Control of P.R.China99
1.3 Quality Control of United States and Europe 101
1.4 Quality Control of World Health Organization (WHO) 105
2 GMP Guidelines 106
2.1 WHO Guidelines 106
2.2 FDA Guidelines 107
2.3 ICH Guidelines 107
3 Pharmacopoeia 109
3.1 International Pharmacopeia 109
3.2 United State Pharmacopeia 110
3.3 European Pharmacopoeia 111
4 Vaccine Safety and Regulatory Controls 112
References 115
Chapter 5 Gene Engineering Drugs116
1 Interleukin 116
1.1 Introduction of Interleukin 116
1.2 Interleukin-11 119
2 Interferon 137
2.1 Introduction of Interferon 137
2.2 ClassificationofInterferon 138
2.3 The Biological Effects of Interferon 144
2.4 The Interferon Preparation Process 147
2.5 Quality Control and Safety Standards of Interferon 154
3 Tumor Necrosis Factor (TNF) 161
3.1 Introduction of TNF 161
3.2 Molecular Structures and Gene of TNF 161
3.3 TNF-R 162
3.4 Biological Activities of TNF 163
3.5 TNF: Therapeutic Aspects 168
3.6 Status and Prospects of TNF 169
4 Insulin 172
4.1 Introduction of Insulin 173
4.2 Production of Human Insulin by Recombinant DNA Technology 182
4.3 Therapeutic Uses of Insulin and Means of Administration 192
5 Erythropoietin (EPO) 196
5.1 Introduction of EPO 196
5.2 EPO Gene, Receptor and Structure 197
5.3 Production of EPO 200
5.4 Bioactive Effects of EPO 201
5.5 How This Medication Is Used 203
5.6 Recommended Dosage of EPO 204
5.7 Precaution When Using EPO 205
5.8 Side Effects of EPO and Its Interactions with Other Drugs 205
5.9 Cheating with EPO 207
5.10 Why EPO Is Dangerous 208
6 Hormons 210
6.1 The Preparation Methods of Therapeutic Hormones 210
6.2 Quality Standard and Indications of Therapeutic Hormones 220
6.3 Conclusions 234
References 234
Chapter 6 Antibody Pharmaceutics 236
1 Antibody 236
1.1 The Basic Structure of Ig 237
1.2 The Function of Ig (Figure 6-2) 238
2 Monoclonal Antibody (McAb) 240
2.1 Introduction of McAb 240
2.2 Preparation of Monoclonal Antibody 243
2.3 mAbsPurification 256
3 Gene Engineered Antibody 258
4 Antibody Therapeutic Drug 260
4.1 Reagents for Clinical Diagnosis 260
4.2 Monoclonal Antibody Therapeutic Drug 261
References 272
Chapter 7 Biotech Vaccine 273
1 Conventional Vaccinology 273
2 Reverse Vaccinology 277
2.1 The Classical Reverse Vaccinology Approach 278
2.2 Comparative Genome Analysis: The Second Phase of Reverse Vaccinology 280
2.3 Subtractive Genome Analysis: Third Phase of Reverse Vaccinology? 283
2.4 Conclusion 285
3 Virus Like Particle Vaccine 289
3.1 Insect Cells and Baculovirus Expression System as Preferred System for VLP Production 293
3.2 VLPs Produced for Structurally Simple Non-Enveloped Viruses 295
3.3 VLPs of Structurally,Complex Viral Capsids with Multiple Protein Layers 297
3.4 VLPs from Viruses with Lipid Envelopes 301
4 Future and Alternative Directions 304
References 306
Chapter 8 Nucleic Acid Drugs 307
1 Recombinant Plasmid DNA and Viral Vectors 307
1.1 Recombinant Plasmid DNA 307
1.2 Recombinant Viral Vectors 311
2 Oligonucleotides 312
2.1 Common Oligonucleotide Drugs 312
2.2 Manufacture of Oligonucleotides 318
3 Delivery System for Nucleic Acid Drugs 319
3.1 Viral Delivery Systems 319
3.2 Non-viral Delivery Systems 323
4 Concluding Remarks 325
Abbreviations 327
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