微生物制药及微生物药物分析

微生物制药及微生物药物分析

孙鑫刘雪梅李静

上海医药集团青岛国风药业股份有限公司山东省266510

摘要：微生物能对人体细胞进行侵害，不仅使人类产生诸多疾病，同时也对人类健康造成极大破坏，为人类带来灾难。但微生物具有两面性，它不仅能对人类造成威胁，同时也可以通过一定手段将微生物转换成对人类有利的药物，为提升人类健康标准、促进医学领域不断拓宽提供有利条件。因此，微生物制药技术的出现显得尤为重要。

关键词：微生物制药；微生物药物

1微生物制药及微生物药物

1.1微生物制药

微生物制药指通过对微生物技术的利用来实现对药物药品的有效生产，其主要是以微生物机体的生长繁殖和微生物的发酵反应过程为基础的，通过对高度工程化的新型的综合技术和分离纯化提取技术的充分应用来制剂成型。随着微生物制药技术的不断发展和完善，其种类越来越多，人们在判定应用哪种微生物制药技术的时候通常有两个标准：第一个就是微生物发酵的环境，第二个就是微生物发酵存放的设备。在第一个判定标准下，我们可以将微生物发酵分成以下几种：好氧型、厌氧型、兼性厌氧型。在第二个判定标准下，我们可以将微生物发酵分成以下几种：敞口发酵、密闭发酵、浅盘发酵、深层发酵。微生物发酵制药技术是推动医药卫生进步的重要内容，我们应当高度重视微生物发酵制药技术的研究，最终推动我国医疗卫生事业向前快速发展。

1.2微生物药物

微生物药物是指以微生物为基础开发的药物，主要是从微生物次级代谢产物中提取元素进行合成的药物。以抗生素为代表的微生物药物在医学控制感染、调节免疫功能、治疗癌症等方面发挥关键作用。

2微生物制药类型与微生物药物开发技术

2.1微生物制药类型

微生物转化制药：外源化合物通过对生物体系中酶或者细胞的利用，并将其当作催化剂，由此来实现有机合成的一种方法。相较于传统的合成方法，这种方法的催化率更高，选择性更强，反应条件更加温和，并且其对环境造成的污染也会更小。比如，青蒿素，其就是在天然活性基础上，通过结构优化而得到的一种药物。

微生物菌体制药：是指直接利用菌体进行制药，比如，利用茯苓和虫夏草制成“要用真菌”，或者利用苏云金杆菌来制成SCP、活性乳制剂以及生物防治制剂等等。

微生物酶制药：指由微生物为基础所产生的酶制药，所产生的酶种类很多，并且大多具有效率高、选择性强、条件温和等特点。通过对菌种的恰当选育，再配置培养基，通过抑制、诱导等调控的作用来对有用的酶进行生产。比如，由此方法制成的天冬酰胺酶就具有非常好的抗癌效果，另外，链激酶和纳豆激酶则可以有效地治疗血栓。

微生物代谢产物制药：微生物代谢产物有初级和次级代谢产物这两种，后者次级是在前者初级代谢产物基础上进行合成的，活性较强，结构较多，其在临床中表现出来的有效性也很强，所以其衍生物和代谢产物被广泛地应用于临床当中，比如用南昌霉素来抗鸡球虫病，用安斯霉素来抗癌等等。

2.2微生物药物开发技术

第一，基因工程技术。这主要是根据微生物药物的合成原理，在用分子水平来改造微生物药物的基础上，得到新的微生物药物。该技术的使用能够对特殊酶基因进行克隆，得到不同于二亲株产物的抗生素，不过新药物的化学结构与二亲株产物的类型还是相同的。

第二，组合生物转化技术。组合生物转化技术是利用一种或具有特殊转化功能的酶或微生物进行组合转化，以此来得到结构多样性的化合物。这种方法能有效的从已知化合物中寻找新的衍生物，还能让简单的化合物变为更复杂。如，用7种不同的酶对岩白菜内酯分子进行两轮催化，可以得到600种不同类型的衍生物。

第三，组合生物合成技术。利用组合生物合成技术可以将微生物次级代谢产物合成途径中涉及的一些酶的编码基因进行互换，由此产生一些新的非天然基因簇，从而合成许多新的“非天然的天然化合物”。目前，组合生物合成已经是国际药物领域研究的热点和重要的发展方向。如聚酮类化合物的组合生物合成，红霉素的重组与改造等都取得了不错的研究成果。

3微生物药物在我国临床医学中的具体应用

3.1抗生素类药物

抗生素是微生物制药最广泛的产物之一。其中青霉素是最早的被发现的抗生素种类，目前仍然在被广泛的应用。而在此基础上逐步研究出的头孢菌素应用范围更加广泛，并且在革兰阳性菌、阴性菌以及葡萄球菌的治疗中，具有十分显著的临床效果。链霉素作为青霉素合成之后的第二个抗生素其治疗结核病的效果十分明显。其制备方法有两种，一种是O-（羧甲基）羟基胺法，另一种是借助链霉素的醛基与载体蛋白氨基直接进行缩和反应。

3.2维生素类药物

1）维生素C。VC是应用较为广泛的维生素种类，而微生物制药合成VC的现今技术已经较为成熟了。合成方法中的二步发酵法是一种具有显著优势的药物合成方法。为了进一步提高VC的生产率，在其合成过程中，加入了固定化细胞技术，这种方法在提高VC生产率方面取得的效果十分显著。目前生物制药的重点多放在细菌合成VC方面，但在真核微生物制成VC方面的研究内容较为空白，为今后的研究提供了方向。2）维生素E。VE作为脂溶性的维生素，具有显著的生理活性，能够在光合细菌中进行合成。裸藻与其他的微生物相比，其发展前景更为光明，通过借助基因工程、代谢技术等手段，更容易实现VE的大规模工业化发展。

3.3心脑血管类药物

作为人类三大疾病之一，心脑血管病对人体健康能够造成极大威胁，甚至迫害人们的生命。而在微生物药物研发过程中，医学研究者发现并找出可以抑制胆固醇合成以及增长速度的酶类抑制性药物，例如洛伐他丁等。此外，我国医学研究者也利用化学合成等方式研发出一系列他汀类酶抑制剂药物，并在临床取得不错成绩。

3.4糖尿病类药物

就目前我国临床医院中的数据中看，糖尿病的发病率在不断提升，我国糖尿病患者也不断增加，截止到2016年，我国已经有超过4020万人确诊患有糖尿病，且糖尿病患者以每年98.8万人的增长速度不断增加。而目前德国与日本已经研发出具有降低糖分的微生物药物，并投入到临床医学中，其中包括伏格列波糖等。

3.5抗癌药物

紫杉醇是微生物的一种次级代谢产物，其自身具备良好的抗癌活性，并且的临床抗癌治疗中的应用较为广泛。但近来研究指出，埃博霉素与紫杉醇相比，其具备的抗癌活性较为相似，但其自身的分子量更小，结构更为简单，水溶性更好，在耐紫杉醇癌细胞中具有更高的活性，因此，可以认为埃博霉素能够替代紫杉醇作为一种新的抗癌药物。

4结束语

总之，微生物制药有着传统制药不可比拟的优势，操作条件温和、原料低廉、变量低等都是其表现出来的明显优势。所以，极有必要加强对微生物制药的推广，这除了能够促进新药具、药物的研发，进而取得较大经济效益外，对环境资源的可持续发展来说也是非常有利的。我们相信，随着基础生物学和基础医学的发展，微生物制药在医药领域所发挥的作用将会越来越大。

参考文献

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[2]沈辰,郑珩,顾觉奋.高通量筛选在微生物制药中的应用进展[J].中国医药生物技术,2012,7(06):449-452.

[3]姜雨薇,宋吉,潘本刚,祝琨麟,李妍.大孔网状吸附剂在微生物制药分离纯化上的应用研究[J].化工设计通讯,2016,42(04):198+210.