簡析抗生素的生產(chǎn)及其發(fā)展趨勢

摘要：抗生素自發(fā)現(xiàn)以來，長期以來被得到廣泛的應(yīng)用，抗生素的發(fā)現(xiàn)使人類戰(zhàn)勝了因為各類感染所帶來的痛苦，抗生素的使用意義重大。本文引以青霉素的生產(chǎn)工藝為例，分析各類抗生素的工業(yè)生產(chǎn)工藝，為合理使用抗生素及其檢測技術(shù)進(jìn)行了提供指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞：抗生素；青霉素；生產(chǎn)工藝；耐藥性

【中圖分類號】R978.1 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼 】A【文章編號】1002-3763（2014）02-0019-01

微生物在其生命活動過程中產(chǎn)生的生理活性物質(zhì)及其衍生物，包括抗生素，酶抑制劑，免疫調(diào)節(jié)劑等一類化學(xué)物質(zhì)的總稱，是保障身體健康，用來防治動、植物病害的重要化療藥物。隨著基因工程技術(shù)的進(jìn)展，抗生素在國計民生中起到重要的作用。出于能源和環(huán)保的考慮，抗生素具有較大的市場空間。抗生素生產(chǎn)在整個醫(yī)藥產(chǎn)品中仍占很大的比例，抗生素類發(fā)酵過程優(yōu)化技術(shù)研究對醫(yī)藥行業(yè)的生產(chǎn)具有重要的經(jīng)濟(jì)和社會意義。微生物藥物的定義抗生素類藥物是在低微濃度下能選擇性地抑制他種生物機(jī)能的相對低分子質(zhì)量化學(xué)物質(zhì)，它的相對分子質(zhì)量低，對生物的抑制或殺滅作用有選擇性。

一抗生素的分類

1根據(jù)抗生素的生物來源分類：青霉素、放線菌素、蒜素、黃連素

2根據(jù)抗生素的化學(xué)結(jié)構(gòu)分類：青霉素、頭孢菌素、硫霉素、亞胺培南、氨基糖苷類抗生素、大環(huán)內(nèi)酯類抗生素、四環(huán)類抗生素、多烯類抗生素、蒽環(huán)類抗生素、環(huán)橋類抗生素。

3根據(jù)抗生素的作用對象分類：抗革蘭氏陽性細(xì)菌、抗革蘭氏陰性細(xì)菌、抗結(jié)核分枝桿菌：鏈霉素、新霉素、抗癌：、抗原蟲的抗生素巴龍霉素、抗滴蟲霉素、蒜素

4根據(jù)抗生素的作用機(jī)制分類：抑制細(xì)菌壁合成、影響細(xì)胞膜功能、抑制核酸和蛋白質(zhì)合成、抑制生物能作用

二抗菌藥物的耐藥問題及合理使用

1抗生素的耐藥問題。抗生素的發(fā)展與細(xì)菌耐藥的發(fā)展史也就是細(xì)菌對其耐藥性的發(fā)展史。伴隨細(xì)菌等病原體對的耐藥問題日漸顯露出來。將青霉菌培養(yǎng)液稀釋1000倍后，稀釋液能抑制其他革蘭氏陽性球菌的生長。隨著研究的不斷深入和青霉素提取技術(shù)的進(jìn)步，革蘭氏陰性菌已成為醫(yī)院感染的主要病原菌。一些抗菌藥物被作為動物促生產(chǎn)劑在動物飼料中作為添加劑，

2合理使用抗生素減少耐藥性。細(xì)菌在接觸抗生素后，改變代謝途徑，使自身不被抗菌藥物殺滅的抵抗力。通常革蘭氏陽性菌和聯(lián)合制劑不易產(chǎn)生耐藥性尋找新的抗菌作用部位和闡明耐藥性機(jī)理是不夠的。對抗生素濫用進(jìn)行控制，有針對性的治療建議，對繁殖迅速的細(xì)菌病原體病人進(jìn)行隔離。理想抗生素感染組織穿透性好；不易產(chǎn)生耐藥性；配伍性好。認(rèn)真閱讀并理解藥品的各種說明，掌握抗生素適應(yīng)癥，選擇敏感度高、抗菌作用強(qiáng)、組織滲透性好、副反應(yīng)少的藥物；了解各類抗生素的作用特點及同類抗生素中不同品種之間差異。

抗生素的理化性質(zhì)：

1、溶解性：受pH影響游離酸，難溶于水，幾乎不溶于有機(jī)溶劑，當(dāng)有機(jī)溶劑中含少量水時，溶解度增大。

2、酸堿性：有機(jī)弱酸

3、穩(wěn)定性：純有機(jī)溶劑溶液穩(wěn)定，易分解；青霉素的水溶液不穩(wěn)定。

5、聚合反應(yīng)氨芐青霉素在水溶液中易形成聚合物，是氨芐青霉素過敏反應(yīng)的主要過敏原之一。

6、過敏反應(yīng)可能為青霉噻唑多肽和青霉噻唑蛋白。無菌檢查合格便可作為種子，按30%接種量移入發(fā)酵罐。

三、抗生素的應(yīng)用

1、在醫(yī)療上的應(yīng)用：抗細(xì)菌感染、真菌感染。防止灰黃霉素-皮膚真菌、主要是核苷酸類抗腫瘤、絲裂霉素、博來霉素、柔紅霉素、阿霉素。

2、在農(nóng)業(yè)方面：在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用。利用抗生素防治植物病害，在農(nóng)業(yè)上大面積應(yīng)用的抗生素對蘋果、梨、胡桃、柑橘、煙草、蔬菜和豆類等植物的細(xì)菌性病害都有特效，灰黃霉素具有抑制植物病原真菌的作用，特別對防治白粉病和西瓜枯萎病更為有效。殺稻瘟菌素是應(yīng)用并得到十分成功的農(nóng)用抗生素。春日霉素對植物、動物和人體的毒害較低。多氧霉素能抑制各種植物病原真菌，對抗病毒，甚至能除草的抗生素也很重視。

3在食品保藏等方面的應(yīng)用。在食品工業(yè)中，抗生素可以作為防腐劑。用抗生素作防腐劑比冰凍、干燥、酸漬等方法手續(xù)簡。抗生素除在食品保藏方面，應(yīng)用青霉素提高谷氨酸發(fā)酵的產(chǎn)酸率，抗生素可以用來分離特殊的微生物，也可用于微生物的分類，用抗生素阻斷代謝特殊的特殊反應(yīng)，以證明某些物質(zhì)的生理功能等。我國能生產(chǎn)的農(nóng)業(yè)抗生素：井岡霉素；春雷霉素；殺稻瘟霉素；多氧霉素；殺粉蝶素；沙利霉素；慶豐霉素和赤霉素。應(yīng)用于抗真菌、抗細(xì)菌、殺蟲除草和植物生長調(diào)節(jié)。

4、在畜牧業(yè)方面：絕大多數(shù)醫(yī)用抗生素都可用于動物疾病防治，生產(chǎn)的農(nóng)業(yè)抗生素應(yīng)用于抗真菌、抗細(xì)菌、殺蟲除草和植物生長調(diào)節(jié)。

5、科學(xué)研究：微生物特定生長階段的控制；藥物篩選和評價模型建立；控制細(xì)胞、組織培養(yǎng)過程污染

四、抗生素藥物研發(fā)進(jìn)展

1.尋找新的抗生素資源稀有放線菌極端微生物海洋微生物

2.尋找新的篩選模型及手段。新藥物作用靶標(biāo)微生物產(chǎn)物庫高通量篩選和虛擬篩選

3.組合生物合成技術(shù)的應(yīng)用。酮基合成酶（KS）、酰基轉(zhuǎn)移酶（AT）、脫氫酶（DH）、烯醇還原酶（ER）、酮基還原酶（KR）和酰基載體蛋白等功能。

4、代謝調(diào)控與基因敲除

5.基因改組。β-內(nèi)酰胺類抗生素

四抗生素生產(chǎn)過程中的檢測技術(shù)

微生物的生長是內(nèi)外條件相互作用的復(fù)雜過程，通常發(fā)酵過程的操作只能對外部因素進(jìn)行直接調(diào)控，有利于細(xì)胞生長或產(chǎn)物的生成。因此發(fā)酵過程中需要對過程參數(shù)進(jìn)行檢測。發(fā)酵參數(shù)和條件的檢測是非常重要的，檢測所提供的信息有助于人們更好地理解發(fā)酵過程，從而對工藝過程進(jìn)行改進(jìn)。發(fā)酵過程檢測是為了實現(xiàn)對發(fā)酵過程的優(yōu)化、模型化和自動控制。通過取樣檢測或在反應(yīng)器內(nèi)部進(jìn)行直接檢測的方法來獲得相關(guān)信息。化學(xué)參數(shù)檢測技術(shù)中比較成熟的是CO2濃度、溶解氧濃度的檢測。目前較為缺乏的是用于檢測發(fā)酵生物學(xué)參數(shù)的裝置，這些生物學(xué)參數(shù)仍然很難完成在線檢測。使得發(fā)酵過程中微生物的狀態(tài)只能通過理化指標(biāo)間接得到。微生物反應(yīng)的參數(shù)檢測非常多，傳感器直接裝在反應(yīng)器內(nèi)使用時，必須能承受高溫蒸汽滅菌，對于防止染菌是完全必要的。

參考文獻(xiàn)：

[1]吳曉英.生物制藥工藝學(xué)[M]，北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2009.3（1）：158-159

[2]梁世中.生物制藥理論與實踐〔M〕，北京高等教育出版社，2005.6（1）：300

[3]盛貽林.微生物制藥技術(shù)[M]，北京中國農(nóng)民大學(xué)出版社，2008.8（1）：131

[4]吳曉英.生物制藥工藝學(xué)[M]，北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2009.3（1）：160