生物工程导论-绪论.ppt

生物工程导论,吴坚平浙江大学生物工程研究所玉泉校区 教十-6201E-mail:Tel:13777823098（623098）87952363（O）,绪 论,生物工程的概念生物产业的特色与现状生物工程的主要研究领域本课程的内容,生物工程的概念,生命科学生物化学细胞生物学分子生物学微生物学,工程学科化学工程学机械工程学控制学,化学,数学、物理,生物工程,工业、农业、健康、资源、环境,服务于,利用工程学的方法，将生命科学和技术的研究成果应用于生产实践或达到其他社会目标,生物产业的特色与现状,生物产业的特色知识、技术密集型资本密集型周期长高风险、高收益永续发展环境友好的绿色产业，可持续发展关乎人类乃至生物界的生死存亡,生物产业的特色与现状,生物产业的现状生物产业的产品与产值世界部分国家生物技术产业的比较世界主要生物技术公司介绍我国生物产业发展现状,生物产业的产品与产值,传统生物技术产品主要指有机酸、氨基酸、维生素、酶制剂、抗生素及类似药物等传统发酵工业产品现代生物技术产品主要指重组医药产品由于重组技术的普遍使用，两者的界限正变得越来越模糊目前我国生物产业总产值近5000亿元,10大生物技术上市公司,4大生物技术药品,促红细胞生成素,促红细胞生成素,粒细胞集落刺激因子,胰岛素,生物技术行业的吸引力是多方面的。生物技术公司处于创新的研究与开发前缘，今年的生物技术公司有11家的研究与开发费用超过1亿美元。其中Amgen居世界生物技术公司的首位，达到8.22亿美元(比1998年增加24%)。,世界部分国家的生物技术产业比较,美国自70年代以基因重组技术和单克隆抗体技术为标志的现代生物技术诞生以来，美国作为科技和经济大国在现代生物技术的各领域均占据了领先地位，各种生物技术产品被广泛应用于医疗、工业、农业、海洋和国防等领域。欧洲在现代生物技术的发展初期，作为传统工业强国的欧洲国家动作迟缓，造成今日在这一领域稍显落后于美国，但现在他们正在奋起直追，许多大型的化学工业公司，如BASF、Hoechst等都正在向生物技术领域发展。中国由于资金实力和先进设备普及率尚难与西方列强争雄，现状不容乐观，但与其他发展中国家相比尚处于领先地位。,美国生物技术的发展状况,除传统生物技术产品外，美国FDA已经批准了117种以上新型生物技术药品和疫苗。据估计，生物技术业现有800个产品在临床试验阶段，其中350个在开发后期阶段。约有30个生物技术产品在等待美国FDA的上市批准。这些药物或疫苗针对200多种疾病而开发，包括各种癌症、早老性痴呆症、心脏病、糖尿病和艾滋病等。美国已有1400家生物技术公司，这还不包括众多涉足生物技术的传统制药公司。在生物技术产业就业的人数达17.4万人，超过了玩具和体育用品产业的就业人数总和。生物技术产业还为服务于它的行业创造了近30万个就业机会。,美国生物技术的发展状况,这些成就的获得与美国在生物技术研究和开发方面的诸多优势密不可分。其中最重要的是资金优势和智力优势。,美国生物技术的发展状况,资金优势（1）美国国家卫生研究院2011财政年度获得的政府拨款达321亿美元；同时，还将接受美国复兴法案提供的104亿美元研发资金。（能源部研发资金总额为112亿美元）（2）美国各州也制定了各自的生物技术产业发展计划，全美50个州中有41个州已实施了至少一项生物技术产业发展计划；（3）美国的生物技术公司中有300多家公开上市，其市场资本总额在2000年达到3308亿美元。,美国生物技术的发展状况,智力资源美国拥有世界领先的波士顿、旧金山、圣迭戈、华盛顿和北卡罗来纳五大生物技术产业区。这五大生物产业区都毗邻实力雄厚的大学和研究机构。如：波士顿：哈佛大学和MIT；旧金山湾区：加州大学旧金山分校、伯克利分校和斯坦福大学等；圣迭戈：加州大学圣迭戈分校是全美大学中获得美国国家科研经费最多的高校之一华盛顿：NIH、FDA、霍华德休斯医学院研究实验室、马里兰大学研究中心和约翰斯霍普金斯大学等；北卡罗来纳：杜克大学、北卡罗来纳州立大学罗利分校、北卡罗来纳大学查珀尔希尔分校。,欧洲生物技术的发展状况,目前德国暂居于欧洲生物科技企业数量的榜首，并是生物科技企业增长最快的国度，其后是英国、法国、瑞典、瑞士、芬兰、荷兰、比利时等。,欧洲各国生物技术公司数量比较,欧洲与美国生物技术公司产值比较,世界主要生物技术公司简介,生物技术公司典范Amgen Inc.（安进公司，美国）Genentech Inc.（基因技术公司，美国）Novo Nordisk（诺和诺德公司，丹麦）,Amgen Inc.,Amgen（安进公司）是由一群科学家和风险投资商于1980年创建的，1981年公司开始运作。由于一直没有产品上市，公司先后于1983，1986，1987年通过公开发行股票筹集资金以维持公司的生存。,全球最大的生物技术公司,Amgen是应用分子遗传学(Applied Molecular Genetics)的缩写,1989年6月安进公司的第一个产品重组人红细胞生成素(erythropoietin，简称EPO)获得美国FDA批准，用于治疗慢性肾功能衰竭引起的贫血和HIV感染治疗的贫血。1991年2月公司第二个产品重组粒细胞集落刺激因子(filgrastim，G-CSF)获得美国FDA批准，其适应证为肿瘤化疗引起的嗜中性白细胞减少症。安进公司的这两个全球商业化最为成功的生物技术药物EPO(商品名EPOGEN)和G-CSF(商品名NEUPOGEN)，不仅造福了无数血液透析患者和癌症化疗患者，也为公司带来了巨额的利润，公司也据此迅速发展壮大。,Amgen Inc.,Amgen Inc.,1992年安进公司首次跻身财富500强，当年公司产品销售首次突破10亿美元。2000年财富500强排名，安进公司排在455位。2000年在全球医药50强中排在21位。安进公司现拥有近7000名员工，公司分部遍布全球。2010年销售额达到174亿美元。,Amgen Inc.上市产品,Amgen Inc.成功经验,1强有力的专利保护 对公司开发的产品及时申请专利，使公司的产品独占市场。安进公司最初的产品品种不多，上市品种总共只有三个(EPO、G-CSF和INF-1)。其成功全赖公司的两个拳头产品Epogen和Neupogen卓越的市场销售。相比之下，Infergen的市场表现平平，并不出色。因为前两个产品公司拥有专利独占权，并处于市场垄断地位，而干扰素在市场上同类产品数量繁多。,Amgen Inc.成功经验,2强大研发力度 为了保持在生物技术方面的领先水平，Amgen公司不断增加R&D投入，加大新产品、新技术的研发力度。同时对现有产品进行完善，作进一步的深入开发。2000年公司的研发费用为8.45亿美元，占当年销售收入的26.4，公司已在全球范围建立起发展机构，配合全球的临床计划。在R&D方面的投资促使Amgen公司形成大量很有市场前景的新高效治疗药物产品链。预计2001年公司将有3种新药上市，其后两年内也将会有数个新药投放市场。,1976年，Kleiner Perkins公司的风险投资家Swanson鼓动重组DNA技术的发明人之一Boyer，合伙成立公司共同探索重组DNA的商业化，并给公司取名为Genentech，即为基因工程技术的缩写。,风险投资在生物技术领域的成功典范,Genentech Inc.,1976年4月，Swanson从Kleiner Perkins公司得到了10万美元的风险投资，条件是Kleiner Perkins公司拥有25的产权。随着企业经营的进展，9个月后，Kleiner Perkins公司又进行了一轮风险投资。这一轮投资额为85万美元，条件是再占有公司25的产权。1977年，基因技术公司成功地使人工合成的生长激素释放抑制因子(14肽)基因在大肠杆菌中表达，这是人类第一次采用基因工程方法生产出有药用价值的产品。风险投资家们也从中看出希望，进行第三轮投资，但这次95万美元的投资仅换回了8.6的产权。在短短16个月的时间里，基因技术公司的价值便由40万美元增长为1100万美元。,Genentech Inc.,目前基因技术公司已拥有4200多名职工。2000年公司再一次被财富杂志评为“100家美国最佳工作公司”，且由1999年的52位上升到32位。2000年在全球医药50强中排在37位。2010年销售额达到154亿美元。,Genentech Inc.,Genentech Inc.,2003年美国股票增值最快十家公司,基因技术公司的研究领域主要集中在肿瘤、心血管系统疾病和内分泌疾病。已有14种生物技术药物获得批准，公司自己生产并销售其中的9种产品，其它的转让给其他公司生产。,Genentech Inc.,1风险投资的成功典范 基因技术公司可以说是风险投资家和科学家成功合作的典范，已被当作经典案例写入教科书。由一项并未成熟的实验技术发展到具有巨大社会效益和经济效益的一系列产品上市，这需要风险投资家独具慧眼，要敢于投资；也需要科学家认真务实的工作和勇于创新的魄力。事后Swanson对外界说，“每个人都说我为时过早。从人体内中提取得一种有开发价值的激素也许要花上10年，要转变为一个商业产品，顺利的话恐怕也要20年。每个人都这么说，除了Herb Boyer”。,Genentech Inc.成功经验,2鼓励创新，营建以知识为中心的企业文化氛围 基因技术公司积极鼓励公司员工创造性的工作，公司给每位员工很大的自由度。公司对研究人员坚持让他们在完成份内工作外可以花25的时间在自己感兴趣的项目上。目前基因技术公司4200多名员工中大学生占80，其中有硕士和博士学位的人占25。公司拥有300多位科学家和技术专家，平均每年有250篇论文发表，几乎每个工作日发表一篇，公司拥有3600项专利，另有2600项等待审批，这在生物技术公司中是少有的。,Genentech Inc.成功经验,Novo Nordisk(诺和诺德)是欧洲最大的生物制药公司之一。主要业务范围是研究和生产生物药物和工业用酶制剂。在生物药物领域，诺和诺德在胰岛素研究和生产方面处于世界领先地位；在工业用酶领域，诺和诺德公司已成为世界上最大的酶制剂供应商。总部 位于丹麦哥本哈根现今在全球70个国家设有分支机构，员工16,000人，销售遍及超过179个国家。,Novo Nordisk,2000年11月14日，为了便于管理和发展，公司决定把制药产业和工业酶制剂分离。新成立的Novozymes(诺维信)公司主要致力于工业用酶制剂方面的发展。而诺和诺德公司则集中在制药行业领域里的发展。2000年公司在全球的药品销售额为24.79亿美元，在全球医药50强中排在27位。诺和诺德1994年进入中国，建立了诺和诺德(天津)生物技术有限公司。,Novo Nordisk,上市的主要产品,Novo Nordisk,Novo Nordisk公司有雄厚的科研基础。公司研究发展发展经费超过总营业额的16%，科研人员占员工总数的22%。除丹麦之外，Novo Nordisk公司还在美国，瑞士，日本和马来西亚均建立了研究中心。Novo Nordisk的科研人员在工作中与全世界的学术研究中心进行了普遍的接触，建立了广泛的国际合作项目。,注重科学研究,Novo Nordisk 成功经验,Novo Nordisk公司2001年1月25日在北京亦庄经济技术开发区建立了世界级研发中心，诺和诺德公司中国研发中心同时也是跨国制药公司中第一家在中国设立的致力于生物技术研究的研发中心。该中心瞄准世界高水平，运用生物技术和分子生物学领域国际前沿的研究方法，进行着与国际先进水平同步的研究。,Novo Nordisk 中国,我国的生物技术在第三世界处领先地位。与发达国家比较，在人才储备和技术水平上差距也不大，有些具体研究领域（如水稻的基因组研究和育种等）的研究还处于国际领先水平，但由于资金和设备方面显著落后，自主知识产权的工业产品开发严重滞后，研究工作主要由高校和政府的研究所承担，企业的科研实力远落后于发达国家。1999年医药生物技术公司约为320家，2000年达到500多家，但是有国家相关部门药品生产批文的不过40多家。,我国生物产业发展现状,我国生物制药产业的发展,我国生物制药年产值增长图（单位：亿元人民币）,国内外重组药物实现商业化时间比较,我国跟踪国外先进技术的速度在加快，但自主知识产权的产品，特别是完全创新产品开发严重滞后。,美国中国 生物技术现状对比,我国生物技术产业的优势,市场优势庞大的人口和日益增长的消费能力为生物技术产品提供了巨大的市场人才优势基础研究和应用研究能力与发达国家差距比传统产业和IT产业略小世界上从事生物技术研究的学者中华人占多数,深圳创世纪公司的转基因棉花,转基因抗虫棉培育流程,我国基因工程产品介绍,深圳创世纪公司的转基因棉花,常规棉与抗虫棉的抗虫效果比较,深圳创世纪公司的转基因棉花,深圳科兴生物,中国最大的基因工程药物产业化基地国家863计划成果产业化基地主导产品：干扰素1b（赛若金）其他产品重组人白细胞介素II即将上市的基因工程产品,科兴赛若金,干扰素1b是我国迄今为止唯一拥有独立知识产权的基因工程药品，由中国预防医学科学院病毒所于1989年研制成功科兴赛若金占国内干扰素市场半壁江山,华北制药,国内最大的制药企业主要生产抗生素及类似药物近年来开始涉足基因工程药物,生物工程的主要研究领域,酶工程细胞工程基因工程发酵工程（微生物工程）生物分离工程,本课程的主要内容,基因工程酶工程细胞工程发酵工程环境生物工程,再见！,