微生物制藥及微生物藥物分析

●鄧凱

微生物制藥及微生物藥物分析

●鄧凱

微生物制藥是一種新型制藥技術(shù)，近年來隨著生物技術(shù)的快速發(fā)展，國內(nèi)外在微生物制藥催生生物藥物即微生物藥物方面的研究均取得了突破性成就，這對開發(fā)微生物資源以及醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)的發(fā)展以及創(chuàng)新有著重要意義，微生物技術(shù)在未來社會發(fā)展中將占有重要地位。本文闡述了微生物制藥及微生物藥物的概念、微生物藥物的發(fā)展歷程，并對微生物制藥現(xiàn)狀以及微生物藥物的實際應用進行探討。

微生物；制藥；藥物

所謂微生物制藥，其實就是通過現(xiàn)代微生物科技，選擇工程化較高的現(xiàn)代綜合技術(shù)，基于微生物發(fā)酵綜合反應過程，基于反應器中微生物機體代謝與生長繁殖過程，以對產(chǎn)物進行合成，選擇分離純化技術(shù)實現(xiàn)精制提取，以此完成成型制劑，使藥物產(chǎn)品生產(chǎn)機制得以實現(xiàn)。微生物藥物指的是生命活動期間維生素所產(chǎn)生的存在生理活性的一種次級代謝產(chǎn)物。當前新藥研發(fā)中微生物制藥逐漸占據(jù)較大比例，藥物合成匯總，微生物藥物存在較小環(huán)境污染、條件溫等優(yōu)勢，所以，研究微生物藥物與微生物制藥極具重要意義。本文闡述了微生物制藥及微生物藥物的概念、微生物藥物的發(fā)展歷程，并對微生物制藥現(xiàn)狀以及微生物藥物的實際應用進行探討。

1 微生物藥物實際發(fā)展歷程

荷蘭學者虎克在1676年通過顯微鏡第一將桿狀、球狀和螺旋狀細菌觀察出來，并對微生物真實存在予以證實。而青霉素在1929年作為首個抗生素被細菌學家與生物學家弗萊明發(fā)明出來。青霉素在誕生十年后正式被臨床所應用。之后相關(guān)生物學家從微生物次級代謝內(nèi)部探尋更多其它類型的抗生素，例如，慶大霉素、林可霉素、螺旋霉素以及卡那霉素等。二十世紀七十年代，蛋白質(zhì)工程、基因工程以及細胞融合工程中正式開始應用微生物制藥，盡管人們在研究和開發(fā)微生物藥物方面僅有六十載，然而，現(xiàn)階段，人們認識在地球中棲息的微生物還在3%以內(nèi)。所以，隨著人類社會逐漸加深對微生物的理解與認識，再加上微生物制藥技術(shù)的迅猛發(fā)展，開發(fā)微生物藥物存在極為光明的前景。

2 微生物制藥的實際概況

2.1 微生物制藥的類型

微生物制藥是一種新型制藥技術(shù)，近年來隨著生物技術(shù)的快速發(fā)展，國內(nèi)外在微生物制藥催生生物藥物即微生物藥物方面的研究均取得了突破性成就，這對開發(fā)微生物資源以及醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)的發(fā)展以及創(chuàng)新有著重要意義，微生物技術(shù)在未來社會發(fā)展中將占有重要地位。首先，選擇微生物菌體制藥真菌的實際菌體能夠直接藥用，通過真菌菌體能夠?qū)⑺幱谜婢CP以及生物防治制劑等藥劑生產(chǎn)出來；其次，微生物轉(zhuǎn)化制藥主要是選擇生物機制中的酶或者細胞當作催化劑，加工外源化合物特定環(huán)節(jié)以展開有機合成，該合成方法的主要優(yōu)勢在于高催化效率、較好合成方法選擇、環(huán)境友好以及溫和的反應條件等。比以往合成方法要好得多；再次，選擇微生物酶制藥，酶在微生物中存在極為繁多的種類，而且大量酶都具有較強主體選擇性、反應條件吻合等特性，采用抑制、誘導以及遏制等相應的調(diào)控作用，對配置培育基、選育菌種等合理展開，由此就能夠產(chǎn)生很多有用酶。

2.2 微生物藥物的開發(fā)技術(shù)

（1）基因工程技術(shù)其實就是依照微生物藥物合成原理，基于分子水平改造微生物藥物，以此得到微生物新藥。通過基因工程技術(shù)能夠克隆特殊酶基因在其它化學類型與結(jié)構(gòu)具你想通的抗生素產(chǎn)生菌上，所得基因工程菌能夠得到與二親株產(chǎn)物不相同的抗生素。然而，其化學結(jié)構(gòu)依舊和二親株產(chǎn)物類型相同。

（2）組合生物轉(zhuǎn)化技術(shù)主要是選擇一種或者超過一種存在特殊轉(zhuǎn)化能力的微生物或者酶實現(xiàn)組合與轉(zhuǎn)化，從而獲得具有多樣化結(jié)構(gòu)的化合物。該方法可以將新衍生物從化合物內(nèi)部尋找出來，還可以使單純化合物復雜化。比方說，通過七種酶兩輪催化巖白菜內(nèi)部的酯分子，所得衍生物類型多達600多種。

（3）組合生物合成技術(shù)主能夠轉(zhuǎn)換微生物次級代謝產(chǎn)物在實際合成期間所涉及到的編碼基因，這樣就可產(chǎn)生比較新的一種非天然基因簇，由此合成更多新天然化合物。現(xiàn)階段，組合生物合成逐漸成為國際藥物界分析與探討的重點發(fā)展方向。

（4）RNA聚合酶功能修飾技術(shù)可轉(zhuǎn)錄存在遺傳信息的相關(guān)DNA成信息RNA，基因表達首個環(huán)節(jié)就是轉(zhuǎn)錄，而且也是調(diào)控基因表達的重要靶位，因此，為對抗生素生物合成水平進行調(diào)節(jié)，可選擇修飾RNA聚合酶功能方式實現(xiàn)該目的。

3 微生物藥物的實際應用

作為人們廣泛使用的一種微生物藥物，抗生素在抗菌藥物中發(fā)揮著非常重要的作用，該藥物不僅能夠抵抗細菌性感染，同時還存在免疫調(diào)節(jié)與抗腫瘤活性等功能。維生素類藥物同樣可選擇微生物方式生產(chǎn)，比方說，存在提升機體免疫力與抑制癌細胞增值等功能的強力抗氧化劑β-胡蘿卜素能夠通過真菌內(nèi)部所包含的三孢布拉加以生產(chǎn)。除此之外，微生物所生產(chǎn)出來的維生素E與維生素C都屬于優(yōu)良抗氧化劑，其中維生素C的作用是破壞或者組織自由基的形成，同時也對免疫系統(tǒng)細胞活力具有激活作用，而維生素E的作用是防治前列腺癌、抗衰老以及癡呆癥等。心血管疾病是對人類健康產(chǎn)生很大威脅的一種病癥，微生物藥物產(chǎn)生與發(fā)展期間，相關(guān)研究者在微生物次級代謝產(chǎn)物內(nèi)部尋找出一種對膽固醇合成產(chǎn)生抑制作用的酶抑制劑，也就是HMG-COA還原酶普伐他汀與洛伐他汀，相關(guān)藥化專家在之后通過化學合成法對相關(guān)他汀類藥物進行合成，該藥物在高血脂病癥臨床治療中療效顯著。繼腫瘤與心腦血管疾病后，糖尿病成為對人類健康產(chǎn)生威脅的第三殺手。國內(nèi)糖尿病存在2%的發(fā)病率，確診糖尿病病患大約為4000萬人，增長速度為每年100萬。現(xiàn)階段，轉(zhuǎn)化微生物后所合成的一種降糖藥物逐漸在米格列醇與a-糖苷酶抑制劑中適用。

臨床中，很多微生物藥物作為一種免疫抑制劑，在氣管抑制排斥反應中加以應用，比方說環(huán)孢素A，通過微生物次級代謝產(chǎn)物所獲得的相關(guān)微生物藥物，是將其當作免疫抑制劑被廣泛應用于臨床中的，像他克莫司、西羅莫司、霉酚酸和依維莫司等，微生物只要工業(yè)的優(yōu)勢在于溫和的操作條件、較低的變量、原料來源廉價等。通過對微生物制藥進行推廣，一方面對開發(fā)與研制新藥具有很大促進作用，所取得的經(jīng)濟效益不可估量，另一方面對可持續(xù)利用環(huán)境資源也非常有利。而且隨著基礎(chǔ)醫(yī)學與基礎(chǔ)生物學的不斷發(fā)展，能夠充分發(fā)揮醫(yī)藥領(lǐng)域微生物制藥的重要作用。

（作者單位：陜西國際商貿(mào)學院）

[1]陳健錢.微生物制藥研究進展與發(fā)展趨勢[J].生物化工,2016,2(2).

[2]吳俊杰.微生物制藥研究狀況及應用展望[J].科技展望,2016,26(17).

[3]肖榮.臨床微生物培養(yǎng)結(jié)果與抗菌藥物使用相符情況研究[J].醫(yī)學信息,2015,28(51).

[4]張兆明,姬玉.臨床微生物培養(yǎng)結(jié)果與抗菌藥物使用相符情況分析[J].世界臨床醫(yī)學,2015,9(7).

鄧凱，陜西國際商貿(mào)學院制藥工程B1302班。