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约翰·霍普金斯大学的副教授威廉·史密斯·蒂利特（William Smith Tillett，1892—1974，他于1930年与同事还发现了一种与肺炎球菌C-多糖反应的蛋白，即C-反应蛋白）在研究心肌梗死时，发现溶血链球菌在人的血浆中发生凝集现象，但在人的血清中却不会凝集。这一细节吸引了蒂利特的注意。
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蒂利特认为这是由于血清中缺少了某种因子导致的，即纤维蛋白原。他设想，溶血链球菌把纤维蛋白原吸附于自身表面激活，所以发生凝集。那么当血浆中的纤维蛋白原被链球菌吸附后，血浆便不会凝结。于是他设计实验进行验证。
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他首先把血浆草酸化，没有了钙离子，血浆不会凝块。然后在对照试管中加入钙，其余试管中加入溶血链球菌和钙，不过，实验结果是：所有试管里的血浆全部凝结了。
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蒂利特有些失望，但保留了这些试管，不时前来观察一下有无变化。在他决定处理前最后一次观察时，发现有一个加入了溶血链球菌的试管血凝块开始溶解了。于是他推翻了自己的原先设定，认为这是由于溶血链球菌分泌了某一物质引起的血凝块溶解。
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他们研究了不同动物和人的血浆，以及不同菌株进行交叉比较研究，终于在1933年发现了溶血链球菌果然分泌了一种可以溶解纤维蛋白原的物质，但这一反应特异性非常强。1934年，蒂利特分离了这一物质，并指出这是一个蛋白酶。
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立达实验室（Lederle Laboratories）公司跟进，并于20世纪40年代开始支持本品的临床试验研究，但最终因工艺问题于60年代放弃这一项目。不过，欧洲贝林公司在40年代就开始生产这一物质。经过长期的研究，贝林公司推出了这一产品抗凝结药链激酶，商品名溶栓酶。一项对588名患者，另一项对268名患者的临床验证，把链激酶直接注入冠状动脉，可以溶解血栓。尤其是血管栓塞的最初几个小时，本品能提高生存率。
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蛋白质链激酶在萃取后要彻底净化，但是这种药剂有时会引起过敏反应，因为接触过链球菌的人会在血清中保留相应的抗体，从而导致过敏。而尿酶，可以同样溶解血栓，却没有过敏风险，因为这种物质在肾脏中产生，并出现在尿液中。立达实验室公司放弃链激酶的一个原因就是他们转而开发尿酶。但最初的尿酶是从尿液中提取，所以要900升尿才提取出一个治疗剂量，生产成本很高。
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来自水蛭的抗凝药：重组水蛭素的发现
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1884年，约翰·贝里·海克拉夫特（John Berry Haycraft）从水蛭中发现一种抗凝物质，他称为水蛭素（hirudine）。但这种物质提取不易。基因工程出现后，水蛭素就可以通过基因重组的办法很容易生产出来。两种重组水蛭素乐匹卢定（lepirudin，拜耳公司推出）和地西卢定（desirudin，瓦利安特制药推出）很快被推向市场。而水蛭素的类似物和比伐卢定（bivalirudin）等也被积极开发。
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现在通过酵母发酵生产的水蛭素比天然水蛭素在63位酪氨酸少一个巯基，使副作用大大减少。乐匹卢定还可以治疗肝素引起的血小板减少症。但由于出血等副作用，拜耳公司已经不再生产乐匹卢定了。
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地西卢定效果要好得多，曾有临床对比实验显示，地西卢定治疗静脉血栓比依诺肝素钠（低分子量肝素）效果好。
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大肠杆菌基因重组表达系统遇到障碍：重组组织活化遗传因子（tPA）的发现
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1976年，加州大学教授赫伯特·博耶（Herbert Boyer）与投资人罗伯特·A.斯旺森（Robert A. Swanson，1947—1999）联合成立了基因泰克（Genentech）公司，他们首先用大肠杆菌（E. coli）进行基因工程蛋白表达，先后成功地实现了生长抑素（somatostatin）和胰岛素的生产。
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生长抑素是基因泰克的第一个产品，博耶采用化学合成的方法，得到了生长抑素的基因，然后导入到大肠杆菌表达系统中。这是第一个表达合成基因的药品。
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奥曲肽（octreotide）是诺华公司生产的生长抑素类似物。它对生长激素、胰岛素和胰高血糖素（glucagon）的抑制作用比天然激素要强得多。它于1979年由化学家维尔弗里德•鲍尔（Wilfried Bauer）首先合成，可用于治疗出血或其他内分泌疾病，也取得了极大的市场销量，但毕竟与艾塞那肽一样，属于化学合成药物。
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生物抑素的完成给基因泰克公司很大的信心，他们更加努力地投入到胰岛素的生产当中。当时百健公司的沃尔特·吉尔伯特也在进行胰岛素的基因工程表达。两个公司之间展开了竞争。不过基因泰克公司使用单链表达后再采用“杜-邹”法进行化学合成，而不是单纯的整个基因表达，结果避开了百健公司遇到的工艺难题。
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接下来，基因泰克公司把目标瞄准了组织活化遗传因子（tissue plasminogen activator，tPA）。这种物质存在于人体组织中，不过量很少，临床上可用于治疗栓塞或血栓性卒中。
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基因泰克公司把tPA基因分离出来后，用相同的办法，插入到大肠杆菌表达系统，但得到了纯度非常低的产物。研发人员之一丹尼斯·克莱德（Dennis Kleid）反复尝试了很多遍，得到的结果仍不理想。科学界原以为通过大肠杆菌这种原核细胞可以表达非常多的蛋白质，但这一想法遇到了挫折。生长抑制只有14个氨基酸，人胰岛素共有51个氨基酸，但tPA有527个氨基酸，并且有大量糖基化位点。大肠杆菌表达人胰岛素尚且遇到困难，更不要说tPA了。另外，大肠杆菌难以进行糖基化，所以蛋白无法顺利折叠，也就起不了相应的作用。
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1980年，基因泰克公司在用大肠杆菌表达HBV蛋白（生产疫苗用）时也遇到了困难，因为这一蛋白本身会抑制大肠杆菌的繁殖。为此，加州大学的阿瑟·莱文森（Arthur Levinson）被招募进公司，第二年，他开发成功了一个猴肾细胞表达系统。
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而在此之前，哥伦比亚大学的迈克尔·维格勒（Michael Wigler）等人已经在哺乳动物细胞中表达基因了，并申报了相应的专利。
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1976年，斯坦福大学的罗伯特·席姆克（Robert Schimke）和学生弗雷德·阿尔特（Fred Alt）在研究细胞对肿瘤药物耐药时发现了基因扩增现象，他们发现甲氨蝶呤抑制细胞的二氢叶酸还原酶（dihydrofolate reductase，DHFR），而耐药细胞则会十倍甚至百倍地表达这一基因。他们分析，这一酶基因表达抑制后可以反向调节细胞基因加速表达DHFR基因。1980年，哥伦比亚大学的劳伦斯·蔡辛（Lawrence Chasin）和盖尔·乌尔劳布（Gail Urlaub）等发现中国仓鼠卵巢细胞-DUKX（Chinese hamster ovary cells-DUKX，CHO-DUKX）中没有DHFR酶基因[3]。
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1982年，罗伯特·席姆克的学生兰迪·考夫曼（Randy Kaufman）来到MIT的菲尔·夏普（Phil Sharp）实验室攻读博士后学位。考夫曼希望在CHO细胞中表达DHFR酶基因并连接其他基因蛋白，当细胞培养基内含有甲氨蝶呤（MTX）时，二氢叶酸还原酶被抑制，通过反馈调节，使得该基因自我扩增，连带其上下100~1000kb的基因都会扩增。这一设想被随后的实验证实了。不过，夏普并没有申报专利，认为哥伦比亚大学的基因表达系统已经覆盖了这一领域。所以夏普参加的百健公司也没有用哺乳动物细胞表达系统生产干扰素，而是与合作伙伴先灵葆雅公司（Schering-Plough）一起采用了大肠杆菌。
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但在基因泰克公司，另一位席姆克实验室人员克里斯·西蒙森（Chris Simonsen）帮助阿瑟·莱文森实现了在CHO细胞中表达生产DHFR基因及蛋白，并于1983年1月申报了专利。而兰迪·考夫曼因为没有申报专利，他于1983年年底到一家波士顿基因研究机构工作，在那里他用CHO细胞表达生长激素、EPO、tPA、凝血八因子等人生物蛋白。
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当基因泰克公司的tPA进入临床后，生产负责人比尔·杨（Bill Young）开始考虑大规模生产的问题，但当时哺乳动物培养都是实验性的小规模培养，从礼来公司跳槽而来的吉姆·斯沃茨（Jim Swartz）开始把培养大肠杆菌的发酵罐应用到哺乳动物细胞中去。他们又从宝来威康（Burroughs Wellcome）公司挖来三位大规模发酵生产疫苗的工艺专家，共同组建了一支哺乳动物细胞发酵工艺研究团队。经过几年的努力，哺乳动物细胞发酵工艺成熟了。
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