1、微生物在药学中的应用,王莹 微生物学教研室 ywang,一、现代微生物药物研究的新特点,1. 重视新的筛选模型和方法的设计； 2. 扩大微生物代谢产物的研究范围； 设计到酶抑制剂、免疫调节剂、降血脂药物、抗寄生虫药物等等。 3. 重视新菌种的资源开发； 重视稀有放线菌、海洋微生物和极端微生物的开发。 4. 新技术的大量应用。 主要有分离技术、光谱分析、高通量筛选和计算机检索等。,目前的医药生产中已广泛利用微生物发酵来制造各种药物。 在工业微生物学领域，发酵是指用培养微生物制造工业产品的过程。 广泛的发酵概念是指用培养生物细胞（或一些酶类）制得产物的过程。 发酵过程包括了生物细胞的培养和产物合成
2、的过程。,二、工业发酵的菌种和发酵方式,I. 抗生素,1929年，Fleming首先从青霉菌中发现青霉素。,青霉素的诞生有着划时代的意义,青霉菌,青霉菌常造成食物发霉,生长在培养基上的青霉菌菌落,显微镜下的青霉菌菌丝,开发青霉素的功臣,Sir Alexander Fleming,Ernst Chain,Howard Florey,抗生素发展大事记,1929年，Fleming首先从青霉菌中发现青霉素； 1940年，Florey和Chain采用溶媒萃取法获得青霉素。 1944年，Waksman在链霉菌中发现链霉素； 自本世纪40年代以来，已找到上万种新抗生素，合成了近10 万种半合成抗生素，但其中
3、在临床上常用的仅100余种，连 同其衍生物约300余种。,I.抗生素,Antibiotics: 是生物（包括微生物、植物和动物）在生命活动过程中产生的（或其他方法获得），能在低微浓度下有选择性地抑制或影响它种生物机能的有机物质。,根据生物来源分 细菌产生：绿脓菌蓝素、多粘菌素、杆菌肽 真菌产生：头孢菌素 放线菌产生：链霉素、四环素、红霉素 高等植物产生：蒜素、地衣酸 动物产生：红细胞素 根据作用对象分 抗G+Pen等 抗G-链霉素等 广谱四环素、红霉素、卡那霉素、头孢菌素等。 抗真菌两性霉素B、制霉菌素、灰黄霉素等。 抗肿瘤阿霉素、丝裂霉素、柔红霉素等。,一、抗生素分类,由于不同微生物之间的细
4、胞化学结构和代谢的差异，不同的 抗生素的抗菌谱各异。,根据化学结构分 -内酰胺类、氨基糖苷类、大环内酯类、四环素类、多烯类、多肽类、苯烃基胺类、蒽环类、其他 根据作用机制分 根据生物合成途径分,二、抗生素传统分离方法,土壤标本,涂布于平板培养基培养,无菌水稀释,挑取单菌落,扩增培养,培养观察抑菌圈,鉴定,精制,临床前研究,滤纸片 法筛选,临床研究,抑制细菌细胞壁合成、 破坏细胞质膜、 作用于呼吸链以干扰氧化磷酸化、 抑制蛋白质和核酸合成等,抑制微生物的生长或杀死它们,三、抗生素作用机制,主要抗生素的作用模型,-内酰胺类抗生素抑制细胞壁合成 注意：只对生长繁殖中的细胞有作用，对静息细胞无作用,细
5、胞壁肽聚糖合成第三阶段：肽聚糖链 网状结构,转肽酶 催化交联,-内酰胺类抗生素竞争性结合,细胞壁合成受抑制,转肽酶无法催化交联,四、抗药性,一、细菌抗药性的基本概念 获得抗药性（通过遗传变异获得） 天然抗药性（微生物天然对药物不敏感） 二、细菌抗药性产生的遗传机制 1、微生物的染色体或质粒上有编码抗生素耐药性的遗传信息 2、自发突变加药物选择 3、细菌间抗药基因的转移 三、细菌抗药性产生的生化机制 1、产生使抗生素结构改变的酶即钝化酶； 2、抗生素作用靶位的改变； 3、细胞膜通透性改变。,避免耐药菌传播（医院） 合理用药 （1）抗生素可不用尽量不用，使用时应足量。 （2）合理联合用药 抗耐药菌
6、新抗的寻找，如酶抑制剂抗生素等。 耐药机制的研究耐药规律寻找，有助于合理用药。,耐受性的控制,五、抗生素效价和效价单位,检品的抗菌活性,标准品的抗菌活性,100%,效价 (potency) =,检品的实际单位数,检品的标示量,100%,=,抗生素效价单位(unit, U),重量单位（生物活性部分重量）：1g 1U 类似重量单位（特定抗生素盐纯品重量） 1g 1U 重量折算单位（原始活性单位相当的纯品重量为1U） ex:Pen 0.5988g 1U, 1mg 1670U 特定单位（特定样品的某一重量为一定单位） Ex: 一批特定杆菌肽1mg 55U,抗生素效价测定方法,管碟法，二剂量法,II.
7、药物体外抗菌试验,琼脂扩散法 滤纸片法 打洞法（挖孔法） 管碟法 挖沟法 连续稀释法 液体稀释法 斜面稀释法 平板稀释法,管碟法 滤纸片法 打洞法,III. 药物制剂的微生物学检查,无菌制剂的无菌检查 一般药品：直接检查 需氧菌检查 厌氧菌检查 霉菌检查 阴性对照：空白培养基 阳性对照：培养基+待检药品+阳性对照菌 特殊药品：先处理后作检查,全封闭集菌器,非灭菌制剂的微生物限度检查 细菌总数测定：小于300CFU/板 有效 真菌总数测定：小于100CFU/板 有效 质控菌检查 活螨检查,平板菌落计数,质控菌检测方法,药物预处理 增菌液增菌培养 分离、纯培养 菌落等培养特征观察 镜检形态学检查（如革兰氏染色） 生理生化反应检查 血清学反应 动物实验 判断,掌握： 抗生素的概念，分类，效价及单位表示方法。 常用体外抗菌实验。 无菌制剂和非无菌制剂的检查项目和方法。 了解： 氨基酸、维生素等其他微生物药物的生产。,主要内容,
