7.4.2　干扰素基因工程

1.干扰素的结构和功能

干扰素（interferon，IFN）是糖蛋白类细胞因子，具有广谱的抗病毒、抗肿瘤细胞增殖、免疫调节作用，在临床上常用于毛细胞白血病、慢性肝炎、肿瘤患者的免疫治疗等，临床需求量较大。人干扰素按照结构不同主要分为α、β、γ三种亚型，其中α干扰素（IFN-a）是最大的一类干扰素亚型，是首个广泛用于临床并取得显著功效的细胞因子。目前已经基本研究清楚了IFN-α的基因结构，自5'端到3'端依次为非翻译序列、先导序列、干扰素基因、3'非翻译区和poly（A）。干扰素的相对分子质量较小，如IFN-α的相对分子质量为1.9×10～2.6×104，该类蛋白质容易被肾小球滤过，半衰期较短，需频繁给药。同时最初的干扰素来源主要是血源性干扰素，提取物纯度低并且生产成本高。以上因素都限制了干扰素在临床上的使用。随着重组DNA技术的发展，通过先进的基因工程手段可以在体外大规模生产人干扰素，即基因工程干扰素。

2.基因工程技术生产干扰素

自从20世纪70年代基因重组技术取得重大突破以后，重组人干扰素的开发就成为科学工作者的关键课题。我国科学家侯云德院士于1982年报道了重组人干扰素α1b，这是具有中国自主知识产权的第一个基因工程类药物。

基因工程IFN-a首先从人白细胞中克隆出IFN-a基因，将IFN-a基因与大肠杆菌表达载体连接后构建重组表达质粒，然后转化到大肠杆菌中，从而获得高效表达人IFN-a的工程菌。发酵后通过收集大量菌体、菌体破裂、IFN-α蛋白分离纯化等过程获得基因工程IFN-a（图7-8）。与传统的血源性干扰素相比，基因工程IFN-a具有无污染、安全性好、纯度高、成本低和疗效确切等优点。随着基因工程技术的发展，目前研究主要集中于改善IFN-a的特征上，如聚乙二醇修饰、白蛋白修饰、糖基化修饰和靶向修饰等。

图7-8　重组人干扰素αlb生产工艺流程图