生物制品简介：制备、应用及分类

（一）生物制品的基本概念

《中国药典》（2010年版）对生物制品（biological products）进行了明确解释。生物制品是以微生物、细胞、动物或人源组织和体液等为原料，应用传统技术或现代生物技术制成，用于人类疾病的预防、治疗和诊断的医药用品。

（二）生物制品的分类

（1）生物制品按照所用材料、制法或用途，一般分为以下几类。

①细菌性疫苗：用细菌、螺旋体或其衍生物制成的减毒活菌疫苗和纯化疫苗、灭活疫苗或亚单位疫苗（如脑膜炎球菌多糖疫苗等）、重组DNA疫苗（如基因工程乙肝疫苗、麻疹减毒活疫苗等）等。

②病毒性疫苗：用病毒或立克次体制成，分为减毒活疫苗、灭活疫苗、纯化疫苗、亚单位疫苗（如血源乙型肝炎疫苗）和基因工程疫苗（如基因工程乙型肝炎疫苗）等。

③类毒素：用细菌生产的毒素经解毒精制而成，如破伤风类毒素等。

以上三类制品都是富含免疫原性的抗原，用于预防疾病，又称预防用生物制品。细菌性疫苗和病毒性疫苗及类毒素等预防制品，现在国际上统称为疫苗。国内习惯把细菌性疫苗称为菌苗，病毒性疫苗称为疫苗。

④抗毒素和免疫血清：用细菌、病毒、类毒素、毒素等免疫注射动物或人体所产生的抗细菌、抗病毒、抗毒素的超免疫血清，经精制而成。如白喉抗毒素、抗狂犬病血清等，用于疾病的治疗及被动免疫预防。

⑤血液制品：由健康人血液或特异免疫人血浆分离、提纯或由基因工程技术制成的人血浆蛋白组分或血细胞组分制品，如人血白蛋白、人免疫球蛋白、人凝血因子（天然或重组）、红细胞浓缩物等，用于疾病的治疗或被动免疫预防。

⑥免疫调节剂：由健康人细胞增殖、分离、提纯或由基因工程技术制成的具有多种生物活性的多肽类或蛋白质类制剂。包括各种细胞因子（干扰素、白细胞介素、集落刺激因子、红细胞生成素、肿瘤坏死因子等）及转移因子、胸腺肽、免疫核糖核酸等。

以上三类制品统称为治疗用生物制品。

⑦诊断试剂：包括用于体外免疫试验诊断的各种诊断抗原、诊断血清和体内诊断制品等。例如：伤寒、副伤寒诊断菌液，乙肝表面抗原（HBsAg）酶联免疫诊断试剂盒等用于疾病的体外免疫诊断；锡克试验毒素、卡介菌纯蛋白衍生物（BCG-PPD）、单克隆抗体用于疾病的体内免疫诊断。诊断试剂种类繁多，可分为细菌学、病毒学、免疫学、肿瘤和临床化学以及其他临床诊断试剂等。

诊断试剂属于诊断用生物制品。

（2）按照原料来源的不同可分为以下几类：

①人源生物制品，如各种血液成分等；

②动物源生物制品，如干扰素（interferon，IFN）、激素（hormone）、蛇毒（snake venom）等；

③植物源生物制品，如植物激素（plant hormone）、紫杉醇（taxol）、长春碱（velban）、喜树碱（camptothecin）等；

④微生物源生物制品，如生长激素（growth hormone）、干扰素、胰岛素（insulin）等。

（3）按照使用对象的不同可分为以下几类：①用于人的生物制品；②用于家畜的生物制品；③用于家禽的生物制品；④用于作物的生物制品。

（三）生物制品的生物学基础

1.生物制品的微生物学基础

微生物的形态结构、新陈代谢、生长繁殖等生物学特征，感染与抗感染免疫的机理，遗传变异的规律，微生物与人体的相互关系，以及微生物学检查法和防治原则等内容是生物制品研制开发和应用的基础。

细菌产生的毒素有内毒素（endotoxin）和外毒素（exotoxin）两种，两种毒素均有强烈毒性。有些细菌的外毒素经脱毒处理，可制成相应的生物制品（类毒素、抗毒素）。热原质为大多数革兰氏阴性菌与少数革兰氏阳性菌在代谢中合成的一种多糖物质，该物质注入人体或动物体能引起发热反应，故称其为热原质。热原质耐高温，以高压蒸汽灭菌（121℃，20 min）也不受破坏；用吸附剂和特制石棉滤板可除去液体中的大部分热原质，玻璃器皿须在250℃烘烤才能破坏热原质。因此，制备注射剂时应严格无菌操作，成品要严格检查，不应含有热原质。另外，掌握外界环境因素对微生物的影响，不仅可创造有利条件以利于生物制品生产，还可利用对微生物的不利因素使其发生变异或杀灭之，从而保障生物制品质量。

2.生物制品的免疫学基础

人类的抗感染免疫传统上分为先天性免疫和获得性免疫两大类。获得性免疫主要包括体液免疫和细胞免疫。所谓体液免疫，也就是通过形成抗体而产生的免疫能力，抗体是由血液和体液中的B淋巴细胞产生，主要存在于体液中，它可与入侵的外来抗原物质相结合，使其失活。所谓细胞免疫，是指主要由T淋巴细胞来执行的免疫功能。

人为地给机体输入抗原以调动机体的免疫系统，或直接输入免疫血清，使其获得某种特殊抵抗力，用以预防或治疗某些疾病患者，称为人工免疫（artificial immunization）。人工免疫用于预防传染病时，常称预防接种，它是增强人体特异免疫力的重要方法。现阶段人工免疫已不仅用于对传染病的防治，也用于对同种异体移植排斥反应、某些免疫性疾病和免疫缺陷病的治疗。人工免疫又分为人工自动免疫和人工被动免疫。人工自动免疫（artificial active immunization）是给机体输入抗原物质，使免疫系统因抗原刺激而产生类似感染时所发生的免疫过程，从而产生特异性免疫力。这种免疫力出现较慢，常有1～4周的诱导期，但维持较久，可持续半年到数年。用于人工自动免疫的抗原性制剂大部分由病原微生物直接制成，称为疫苗；也可取微生物毒素去毒制成，称为类毒素。人工被动免疫（artificial passive immunization）是输入免疫血清（含特异性抗体），使机体获得一定免疫力，以达到防治某些疾病的目的。输入特异性抗体后，可立即发挥免疫作用，但由于并非自身免疫系统产生的免疫力，因此维持时间常较短。

（四）生物制品的作用

接种预防类生物制品能激活机体的免疫活性细胞从而产生免疫应答，提高机体对疾病的抵抗力，从而降低该传染性疾病的发病率。广泛地预防接种疫苗，能够增强社会集体的免疫力，传染病的流行就能够被有效地控制，甚至是被消灭，天花在全球被消灭就是很好的例证。

由于生物制品的预防、治疗和诊断疾病的作用，一些曾经严重威胁人类健康的烈性传染病（如白喉、百日咳、乙型脑炎、流行性脑脊髓膜炎、脊髓灰质炎、麻疹、结核病、钩端螺旋体病等）的发病率都已大幅度下降。用于治疗疾病的多种抗毒素、免疫血清和血液制品拯救了无数垂危患者的生命。

诊断类生物制品在疾病的防治中起到了“探针”的作用。虽然它不能在疾病预防和治疗上起直接的作用，但对监测、鉴定病原，协助临床诊断，以及指导预防和治疗，有着重要的作用。这种作用，随着诊断试剂质量的不断提高、品种的不断增加和检测方法的不断改进，显得越来越重要。

总之，生物制品已经成为人类生活当中诊断、预防和治疗疾病不能缺少的重要工具，生物制品产业作为新兴产业已经展现出广阔的应用前景和良好的经济、社会效益。

（五）生物制品的发展概况

我国生物制品的生产始于20世纪初。1919年在北京天坛成立了中央防疫处（北京生物制品研究所前身），这是我国第一所生物制品研究所，其生产规模很小，只有牛痘苗和狂犬病疫苗，几种死菌疫苗、类毒素和血清都是粗制品。中华人民共和国成立后，先后在北京、上海、武汉、成都、长春和兰州成立了生物制品研究所，直属于卫生部。建立了中央（现为中国）生物制品检定所，它执行国家对生物制品质量控制、监督，发放菌毒种和标准品的职能。另外，在昆明，还成立了一个主要研究、生产脊髓灰质炎疫苗的中国医学科学院医学生物学研究所。此后从事生物制品研究、生产与检定的专业队伍日益壮大。

目前我国生物制品已有庞大的生产研究队伍，能够生产各种细菌类疫苗、病毒类疫苗、类毒素、抗毒素、免疫血清、血液制品、体内及体外诊断试剂300余种，其中各种疫苗、类毒素、抗毒素等预防、治疗性生物制品近12亿人份，基本满足了我国预防疾病的需要。

（六）我国对生物制品的管理

1.生物制品管理的历史发展

我国对生物制品的质量管理及其技术规程历来很重视。1952年、1959年和1979年相继颁布了三版生物制品规程。1991年颁布实施了第四版《中国生物制品规程》的第一部分和第二部分。

为了加强生物制品管理，卫生部先后颁布了生物制品工作条例、生物制品新品种管理办法、关于加强生物制品和血液制品管理的规定（试行）、新生物制品审批办法、生物制品管理规定等。

卫生部在1956年成立的生物制品委员会是生物制品的最高学术咨询组织。1988年经调整成立了卫生部生物制品标准化委员会。其主要任务是审议生物制品采用国际标准的规则，制订、修订生物制品规程和审定新的标准品等。1992年，卫生部第三届药品评审委员会在京成立。

1993年，卫生部批准颁布《中国生物制品规程》（二部，1993年版），收载各类体外诊断制品正式规程92个。1995年6月，颁布了《中国生物制品规程》（一部，1995年版）。该版规程增加了基因工程制品，制品的质量控制标准较前版规程均有较明显提高，大部分制品规程的质量控制标准已达到或接近WHO规程要求。

1999年，原“卫生部生物制品标准化委员会”更名为“国家药品监督管理局中国生物制品标准化委员会”，并成立了第三届中国生物制品标准化委员会。第三届中国生物制品标准化委员会补充规定，生物制品规程除应每五年全部重新出版一次外，应每两至三年出版一次规程增补版。

《中国生物制品规程》（2000年版）于2000年10月1日起施行。它是新中国成立以来的第六版生物制品质量控制法规，为一、二部合订本，分为正式和暂行规程两部，较原版规程在质量标准及规范化方面均有明显提高，主要技术指标达到了WHO生物制品规程的标准。

为理顺药品标准体系，完善《中国药典》内容，根据原国家药品监督管理局规定，在第八届国家药典委员会成立大会时，国家药典委员会增设了细菌制品、病毒制品和血液制品等6个专业委员会。我国将2005年版、2010年版《中国生物制品规程》列为药典第三部执行。

2.2010年版《中国药典》第三部简介

《中国药典》是我国为保证药品质量可控、保证人民用药安全有效而依法制定的药品法典，是药品研制、生产、经营、使用和管理都必须严格遵守的法定依据，是国家药品标准体系的核心，是开展国际交流与合作的重要内容。作为国家药品标准体系的核心，药典的标准是最低的标准，任何标准都不能低于药典的标准。《中国药典》每五年颁布一次，因此，药品标准是不断提高的，而且这种提高是一个永无止境的发展过程。

2010年版《中国药典》分为三部，第一部为中药，第二部为化学药，第三部为生物制品，各部内容主要包括凡例、标准正文和附录三部分。2010年版《中国药典》第三部收载生物制品共计131种，其中新增37种、修订94种；收载附录149个，其中新增18个、修订39个。

2010年版《中国药典》中的凡例是解释和正确使用《中国药典》进行质量检定的基本原则，凡例对与正文品种、附录及质量检定有关的共性问题加以规定，避免在全书中重复说明，凡例中的有关规定具有法定的约束力。其内容包括名称与编排、基本要求、检定方法与限度、标准品、参考品、对照品、计量与精确度、包装与标签、使用说明、储藏与运输、常用英文名称缩写与注释、生物制品术语与名词解释等。

2010年版《中国药典》第三部在通则中对生物制品生产检定用菌毒种，国家标准物质制备和标定，生物制品分批、分装和冻干、包装、储藏和运输，免疫血清生产用马匹检疫和免疫，血液制品生产用人血浆，生物制品生产检定用动物细胞基质制备及检定，附录中反转录酶活性检查法等内容作了详细的解释和说明。

2010年版《中国药典》第三部正文分为预防类生物制品、治疗类生物制品、体内诊断类生物制品和体外诊断类生物制品四部分。其中预防类生物制品48种，主要是用于传染性疾病预防的疫苗。治疗类生物制品71种，包括抗血清、免疫球蛋白、细胞因子等。体内诊断类生物制品4种，体外诊断类生物制品8种。每一品种内容包括中英文名称、基本要求、制造方法、检定项目与方法（可查询参照附录中的具体方法）、保存、运输及有效期、使用说明等。

2010年版《中国药典》第三部的附录分为十七部分，包括制剂通则、分光光度法、色谱法、电泳法、细菌生化反应培养基制备、灭菌法、其他通用检定方法等。

（七）生物制品生产的基本要求

（1）生产厂房、设施及生产管理　根据国家食品药品监督管理部门的规定，凡新建、改建和扩建的生物制品生产厂房必须通过药品生产质量管理规范检查验收，合格后发给药品GMP证书，方可进行生产。对已获准生产生物制品的企业，除体外诊断试剂外，其余所有生物制品必须通过药品GMP验收检查合格，取得药品GMP证书。

（2）生产用原料及辅料　生物制品生产用的原料及辅料购入后，在生产之前，企业的质检部门必须按现行《中国药典》或《中国生物制品主要原辅材料质控标准》的要求进行质量检验。药典未收载的，必须制订符合产品生产和质量控制要求的标准。辅料须经国务院食品药品监督管理部门批准。生物制品生产用的所有原料及辅料，只有经过质量检验并符合上述国家标准要求，方可用于生产。

根据药品GMP的规定，药品和生物制品生产企业应对生产用原料及辅料的供应厂家的产品进行质量评价，选择符合国家标准、质量信誉好的供应厂家作为主要原辅材料供应源。

（3）生产用水　生物制品生产用水源应符合国家饮用水标准；生产各工序用纯化水、注射用水及灭菌注射用水应符合现行《中国药典》标准。生产用水的制备、储存、分配和使用及生产用具的处理均应符合中国药品生产质量管理规范要求。

根据药品GMP的规定，生物制品生产企业应对其制水系统进行验证。定期对其制水系统的设备及其输送管道、阀门等进行维修、检查和消毒处理，并按规定要求，设置纯化水、注射用水及灭菌注射用水的水样采样点，对所采集的水样进行检测，只有检测并符合《中国药典》标准的生产用水，才能投放生产使用。

（4）生产用器具　生物制品生产操作过程中，对直接用于生产的金属器具和玻璃器具必须严格进行清洗及去热原处理，清洗处理后器具须进行灭菌消毒；凡接触活细菌或病毒污染过的一切器具和物品，必须进行灭菌处理后，才能清洗。清洗过的器具、物品与未清洗过的器具、物品必须严格分开存放，并有明显标记。

（5）生产及检定用动物　生产及检定用的动物应符合清洁级试验动物标准，应尽量采用准确的化学方法、物理方法或细胞学方法取代动物试验进行生物制品质量的检定，以减少动物的使用。

制备注射用活疫苗的动物细胞应来源于无特定病原体（specific pathogen free，SPF）级动物，用于制备口服疫苗和灭活疫苗的动物细胞应来自清洁级或清洁级以上的动物。培养细胞用牛血清质量应符合《中国药典》的有关规定。消化细胞用的胰蛋白酶应无内源性和外源性病毒污染；用于制备鸡胚或鸡胚细胞的鸡蛋，除另有规定外，应来自无特定病原体的鸡群；生产用马匹应符合《中国药典》的规定。

（6）生产用菌、毒种种子批系统　生物制品生产用菌、毒种（包括重组DNA产品的工程菌株）应建立菌、毒种种子批系统。原始种子批（primary seed lot）应验明其菌、毒种记录、历史、来源和生物学特性。对于生产用菌、毒种原始种子批，须经国务院食品药品监督管理部门批准，指定单位才能分发。通过技术转让或其他方式而获得生产用菌、毒种，只能建立主代种子批或工作种子批。

从原始种子批传代、扩增后保存的为主代种子批（master seed lot）。从主代种子批传代、扩增后保存的为工作种子批（working seed lot）。工作种子批的生物学特性应与原始种子批、主代种子批保持一致。工作种子批可直接用于相应疫苗、毒素、类毒素、抗毒素及重组DNA产品的生产。

（7）生产用细胞种子批系统　生物制品生产用细胞（包括二倍体细胞、传代细胞、工程细胞和原始细胞等）应建立细胞种子库系统。

①原始细胞库（primary cell bank，PCB）　由一个原始细胞群体发展成为细胞系（cell line）或经克隆培养而形成均一的细胞群体，或经克隆培养而形成均一的细胞群体，通过检定证明适用于生物制品及重组DNA产品（蛋白质）的生产及检定。

②主细胞库（master cell bank，MCB）　从原始细胞库，通过相应方法进行细胞传代、增殖一定数量细胞，将所有细胞均匀混合成一批，定量分装安瓿，保存于液氮或-100℃以下备用。

③工作细胞库（working cell bank，WCB）　从主细胞库传代、增殖，达到一定代次水平的细胞，全部合并成一批均质细胞，全体定量分装安瓿，保存于液氮或-100℃以下备用。工作细胞库可用于相应疫苗或重组DNA产品的生产。