摘要:微生物制藥是以一種新型制藥技術(shù)而存在的,隨著近年來生物技術(shù)的迅猛發(fā)展,利用微生物制藥來催生微生物藥物方面的研究無論是在國內(nèi),還是國外都取得了具有突破性的進(jìn)展。本文首先對微生物制藥、微生物藥物的概念作了界定,然后再介紹了微生物制藥類型以及微生物藥物的開發(fā)技術(shù),最后再在此基礎(chǔ)上探討了微生物藥物在醫(yī)學(xué)界的具體應(yīng)用這一話題。
關(guān)鍵詞:微生物制藥;微生物藥物;概念;類型;應(yīng)用
1976年,荷蘭著名學(xué)者虎克利用顯微鏡首次觀察到球狀、桿狀以及螺旋狀細(xì)菌,并證實(shí)了微生物的真實(shí)存在這一事實(shí)。在之后的1929年,作為首個抗生素的青霉素也被生物與細(xì)菌雪茄弗萊明所發(fā)明出來,并被廣泛地應(yīng)用于臨床當(dāng)中。上世紀(jì)七十年代,微生物制藥開始被逐步應(yīng)用于基因工程、蛋白質(zhì)工程和細(xì)胞融合工程當(dāng)中,這些都極大地影響著人們的生活??梢钥隙ǖ氖?,隨著我們對微生物的認(rèn)識與理解的加深,以及微生物制藥技術(shù)的不斷發(fā)展,微生物藥物的開發(fā)前景可以說是非常光明的。
一、微生物制藥與微生物藥物概念簡述
(一)微生物制藥
微生物制藥指通過對微生物技術(shù)的利用來實(shí)現(xiàn)對藥物藥品的有效生產(chǎn),其主要是以微生物機(jī)體的生長繁殖和微生物的發(fā)酵反應(yīng)過程為基礎(chǔ)的,通過對高度工程化的新型的綜合技術(shù)和分離純化提取技術(shù)的充分應(yīng)用來制劑成型。作為工業(yè)微生物重要的組成部分的微生物制藥在近年來的藥品研發(fā)當(dāng)中占據(jù)了越來越大的比例。
(二)微生物藥物
所謂的微生物藥物,主要是指在微生物的生命活動過程中的次級代謝以及衍生物。環(huán)境污染小、條件溫和等都是微生物藥物合成的顯著特點(diǎn),其最早始于對抗生素的利用,而隨著不斷發(fā)展的生物技術(shù),微生物藥物的合成必將取得更加顯著的研究成果。
二、微生物制藥類型與微生物藥物開發(fā)技術(shù)
(一)微生物制藥類型
微生物轉(zhuǎn)化制藥、菌體制藥、代謝產(chǎn)物制藥、酶制藥等都是微生物制藥的具體類型,下文筆者將對幾種常見類型進(jìn)行具體闡述:
微生物轉(zhuǎn)化制藥:外源化合物通過對生物體系中酶或者細(xì)胞的利用,并將其當(dāng)作催化劑,由此來實(shí)現(xiàn)有機(jī)合成的一種方法。相較于傳統(tǒng)的合成方法,這種方法的催化率更高,選擇性更強(qiáng),反應(yīng)條件更加溫和,并且其對環(huán)境造成的污染也會更小。比如,青蒿素,其就是在天然活性基礎(chǔ)上,通過結(jié)構(gòu)優(yōu)化而得到的一種藥物。
微生物菌體制藥:是指直接利用菌體進(jìn)行制藥,比如,利用茯苓和蟲夏草制成“要用真菌”,或者利用蘇云金桿菌來制成SCP、活性乳制劑以及生物防治制劑等等。
微生物酶制藥:指由微生物為基礎(chǔ)所產(chǎn)生的酶制藥,所產(chǎn)生的酶種類很多,并且大多具有效率高、選擇性強(qiáng)、條件溫和等特點(diǎn)。通過對菌種的恰當(dāng)選育,再配置培養(yǎng)基,通過抑制、誘導(dǎo)等調(diào)控的作用來對有用的酶進(jìn)行生產(chǎn)。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,鏈激酶和納豆激酶則可以有效地治療血栓。
微生物代謝產(chǎn)物制藥:微生物代謝產(chǎn)物有初級和次級代謝產(chǎn)物這兩種,后者次級是在前者初級代謝產(chǎn)物基礎(chǔ)上進(jìn)行合成的,活性較強(qiáng),結(jié)構(gòu)較多,其在臨床中表現(xiàn)出來的有效性也很強(qiáng),所以其衍生物和代謝產(chǎn)物被廣泛地應(yīng)用于臨床當(dāng)中,比如用南昌霉素來抗雞球蟲病,用安斯霉素來抗癌等等。
(二)微生物藥物開發(fā)技術(shù)
第一,基因工程技術(shù)。這主要是根據(jù)微生物藥物的合成原理,在用分子水平來改造微生物藥物的基礎(chǔ)上,得到新的微生物藥物。該技術(shù)的使用能夠?qū)μ厥饷富蜻M(jìn)行克隆,得到不同于二親株產(chǎn)物的抗生素,不過新藥物的化學(xué)結(jié)構(gòu)與二親株產(chǎn)物的類型還是相同的。
第二,組合生物合成技術(shù)。在實(shí)際的合成期間,該技術(shù)的使用能夠轉(zhuǎn)換微生物次級代謝產(chǎn)物涉及到的編碼的基因,進(jìn)而產(chǎn)生出一種新的非天然的基因簇,并由此合成新的、天然的化合物。
第三,組合生物轉(zhuǎn)化技術(shù)。這主要是通過選擇一種(或多種)具有特殊轉(zhuǎn)化能力的酶或者微生物來進(jìn)行轉(zhuǎn)化和組合,從而得到更具多結(jié)構(gòu)更具多樣性的化合物。這一方法既能夠從化合物的內(nèi)部去尋找新的衍生物,也能夠使單純的化合物變得復(fù)雜化。
三、微生物藥物在醫(yī)學(xué)界的具體應(yīng)用
抗生素為微生物藥物的一種,在抗菌藥物之中起到了不可忽視的重要作用,除了能夠抵抗細(xì)菌性的感染,還具有抗腫瘤活性與免疫調(diào)節(jié)功能。在臨床當(dāng)中,許多微生物藥物都是以一種免疫抑制劑的身份而被應(yīng)用于氣管抑制的排斥反應(yīng)中的。例如,環(huán)孢素A(由微生物次級代謝產(chǎn)物制藥而得到的相應(yīng)的微生物藥物)就被作為免疫抑制劑而被非常廣泛地應(yīng)用到臨床當(dāng)中,比如西羅莫司、他克莫司、依維莫司以及霉酚酸等在臨床中的廣泛應(yīng)用就是很好的例證。
四、結(jié)語
綜上可知,微生物制藥有著傳統(tǒng)制藥不可比擬的優(yōu)勢,操作條件溫和、原料低廉、變量低等都是其表現(xiàn)出來的明顯優(yōu)勢。所以,極有必要加強(qiáng)對微生物制藥的推廣,這除了能夠促進(jìn)新藥具、藥物的研發(fā),進(jìn)而取得較大經(jīng)濟(jì)效益外,對環(huán)境資源的可持續(xù)發(fā)展來說也是非常有利的。我們相線,隨著基礎(chǔ)生物學(xué)和基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)的發(fā)展,微生物制藥在醫(yī)藥領(lǐng)域所發(fā)揮的作用將會越來越大。
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作者簡介:涂永江(1994),男,漢族,貴州遵義人,本科生,研究方向:制藥工程。