基因工程在生物制药领域的应用探讨作者：匡光永来源：《中国民商》2021年第08期摘要：随着经济社会的发展，生物制药领域开始引入基因工程技术，使用基因工程技术对自身进行改造和发展。本文从生物制药领域中的基因操作技术分析概念入手，进行以基因工程为基础的其中几类药物类型的分析，从而了解基因工程生物制药所面临的机遇以及需要解决的问题，从而使其得到更好的发展。关键词：基因工程;生物制药;前景一、生物制药领域中的基因操作技术分析（一）基因大分子分离技术DNA大分子的分离技术，最常用的是DNA电泳。在电泳之前，首先要提取基因所在的位置，以细菌的质粒DNA为例，现阶段使用的提取方法是碱裂解法，具体是将含有质粒的大肠杆菌用NaOH和SDS混合的变性液进行处理，再用高速离心机离心处理，从而将质粒DNA分离出来。进一步地，如果想要分离出目的DNA片段，就需要用到DNA电泳技术，常用的电泳是琼脂糖凝胶电泳和聚丙烯酰胺凝胶电泳。凝胶电泳的原理其实很简单，DNA是一种多聚阴离子，将其放置在电场中，DNA分子就会迁移到正电极的方向，DNA分子的长度越长，携带的净电荷越多，向正电极方向迁移的速率就越快，因此，在电场强度一定的条件下，DNA分子的迁移速率取决于DNA片段的大小和构型。电泳的步骤为：配胶-制胶板-样品的处理-点样-电泳-检测。（二）PCR技术PCR技术，即聚合酶链式反应，是一种体外快速扩增特定DNA片段的技术，可以实现短时间内少量甚至微量DNA分子的大量扩增。PCR技术是分子克隆技术的基石，是基因工程中必不可少的技术。PCR技术的原理来源于DNA的半保留复制，在生物体内，DNA的复制过程分为三个阶段：复制的起始、延伸和终止，PCR也分为三个阶段：高温变性、复性和延伸，这三个阶段不断的循环往复，从而得到大量的目的基因。PCR技术已广泛应用于基因的克隆，分子探针的制备和基因定位等实验中，在生物制药领域中也常用于诊断试剂的开发。（三）外源基因导入技术外源基因导入技术，是将外源重组的DNA分子导入到受体细胞中的一种技术。方法有很多，主要有物理方法和化学方法。化学方法包括氯化钙法、磷酸钙法和纳米粒子法。物理方法有电穿孔法、显微注射法、病毒转化法和细菌转化法。在以上所有的方法中，外源基因导入最常用的是电穿孔法，用高强度电场短暂的冲击受体细胞，在细胞膜上产生小孔，外源DNA如质粒DNA就可以通过该孔进入受体细胞。外源基因导入技术是基因工程的核心技术，在生物制药领域的用处很大，新型基因进入宿主细胞之后，可以通过该基因在起细胞内部的表达经由宿主产生出相关的蛋白质药物，还用于抗药性基因的筛选。（四）基因芯片技术基因芯片技术是一种通过微阵列把高密度的DNA片段通过原位合成等方式使其附着在玻璃片等固相表面，再借助荧光或同位素标记的DNA探针进行杂交进行基因表达以及检测等研究的技术。基因芯片技术的原理是杂交测序法，利用已知序列的核酸探针进行杂交从而进行核酸序列测定的方法。基因芯片技术类型较多，一般可以分为：寡核苷酸芯片cDNA芯片、原位合成芯片、微矩阵芯片和电定位芯片等。基因芯片可用于疾病诊断和治疗，药物筛选，司法鉴定，食品卫生监督和环境测试中的基因表达检测，突变检测，基因组多态性分析，基因库作图和杂交测序等。不仅在生物制药领域有很多应用，在国防，航空航天，农作物育种与优化等许多领域也都可以发挥巨大作用。相信不久的将来，基因芯片技术将会使基因诊断、药物筛选、给药个性化等方面取得重大突破。二、以基因工程为基础的药物类型分析（一）活性多肽药物活性多肽药物，顾名思义，是将活性多肽作为药物来治疗相关疾病。是一种可用于疾病的预防、治疗和诊断的多肽类生物制药。主要的制备方法有基因工程法、化学多肽合成法和分离纯化法，下面介绍一下与本文相关的基因工程法。基因工程法制备多肽类药物，是将合成活性多肽的基因分离纯化以后与合适的表达载体进行基因重组，再将其导入到受体细胞中稳定遗传和表达。基因工程法生产多肽药物的具体步骤包括：基因工程细胞的构建-细胞培养-分离纯化-检验及制剂。例如，可以将胰岛基因与质粒相连接导入大肠杆菌中，使胰岛素基因随大肠杆菌细胞的生长和繁殖一起进行复制和表达，这样就形成了可以生产胰岛素的大腸杆菌，在制药工程中就可以大量的生产胰岛素制剂。此前，活性多肽物质大多产生于各类动物的肝脏，来源单一，提取成本较高，生产工序复杂，其来源也存在不安全的风险因素，没有办法进行大批量大规模的生产。基因工程技术制备活性多肽药物的方法弥补了以往传统制药领域的不足，给人们的健康带来了巨大的帮助。活性多肽药物的研究是当下药物研发的热点方向之一，目前已经在肿瘤