微生物在药学中的应用 郭敏 微生物学教研室 gm478220352@126.com

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； 3. 重视新菌种的资源开发； 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。

二、工业发酵的菌种和发酵方式 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的过程。

样品 三角瓶悬液 试管稀释 平板分离 挑选单菌落 液体发酵 从自然环境筛选菌种的流程 发酵产量分析 诱变 放大和生产 多次重复

I. 抗生素 青霉素的诞生有着划时代的意义 　　1929年，Fleming首先从青霉菌中发现青霉素。

青霉菌 生长在培养基上的青霉菌菌落 青霉菌常造成食物发霉 显微镜下的青霉菌菌丝

开发青霉素的功臣 Howard Florey Ernst Chain Sir Alexander Fleming

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。（1939-1945） 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。

医用抗生素特点： 较大的差异毒性； 生物活性强大而且具有选择性。 MBC≥MIC 抗菌谱/抗瘤谱

由于不同微生物之间的细胞化学结构和代谢的差异，不同的 抗生素的抗菌谱各异。

一、抗生素分类 根据生物来源分 根据作用对象分 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。

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 涂布于平板培养基培养 挑取单菌落 土壤标本 培养观察抑菌圈 鉴定 精制 临床前研究 临床研究 无菌水稀释 扩增培养 滤纸片 法筛选 培养观察抑菌圈 鉴定 精制 临床前研究 临床研究

三、抗生素作用机制 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

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 细胞壁肽聚糖合成第三阶段：肽聚糖链 网状结构 -内酰胺类抗生素竞争性结合 转肽酶无法催化交联 细胞壁合成受抑制

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。 4、形成生物被膜

耐受性的控制 避免耐药菌传播（医院）（接合；R质粒） 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。

五、抗生素效价和效价单位 检品的抗菌活性 效价 (potency) = 100% 标准品的抗菌活性 检品的实际单位数 100% = 检品的标示量

抗生素效价单位(unit, U) 重量单位（生物活性部分重量）：1µg ≌ 1U 类似重量单位（特定抗生素盐纯品重量） ex:Pen 0.5988µg ≌ 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. 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

表1 批产品出厂最少检验数量 供试品 批产量N（个） 每种培养基最少检验数量 注射剂   ≤100 10%或4个（取较多者） 100＜N≤500 10个 ＞500 2%或20个（取较少者） 大体积注射剂（＞100 ml） 2%或10个（取较少者） 眼用及其他非注射产品 ≤200 5%或2个（取较多者） ＞200 桶装固体原料 ≤4 每个容器 4＜N≤50 20%或4个容器（取较大者） ＞50 2%或10个容器（取较大者）

2.抗生素粉针剂（≥5克）及抗生素原料药（≥5克）的最少检验数量为6瓶（或支），桶装固体原料的最少检验数量为4个包装。 抗生素固体原料药（≥5克）   6瓶(支) 医疗器具 ≤100 20%或4件（取较大者） 100＜N≤500 10件 ＞500 2%或20件（取较少者）   注：1.每种培养基各接种10支供试品。 2.抗生素粉针剂（≥5克）及抗生素原料药（≥5克）的最少检验数量为6瓶（或支），桶装固体原料的最少检验数量为4个包装。 3.如果医用器械体积过大，培养基用量可在2000ml以上，将其完全浸没。

表2. 上市抽验样品（液体制剂）的最少检验量 供试品装量V(ml) 每支样品接入每管培养基的最少量（ml） 最少检验数量（瓶或支） ≤1 全量 201 1＜V＜5 半量 10 5≤V＜20 2 20≤V＜50 5 50≤V＜100 50≤V＜100(静脉给药) 100≤V＜500 6 V ≥500 500 1.每种培养基各接种10支供试品。

供试品装量M（mg/支或瓶） 每支样品接入每管培养基的最小量（mg） 最少检验数量（瓶或支） M <50 全量 20（1） 表3 上市抽验样品（固体制剂）的最少检验量 供试品装量M（mg/支或瓶） 每支样品接入每管培养基的最小量（mg） 最少检验数量（瓶或支） M <50 全量 20（1） 50≤M<300 半量 10 300≤M<5g 150 M≥5g 500 102 外科用敷料棉花及纱布 取100 mg 或 1cm×3cm 缝合线、一次性医用材料 整个材料3 带导管的一次性医疗器具（如输液袋）   其它医疗器具 整个器具3（切碎或拆散开）

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 特殊药品：先处理后作检查 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 检查项目 培养时间 阳性对照菌 阴性对照 需氧菌 30-35℃，14天 金葡菌 空白培养基 厌氧菌 生孢梭状芽胞杆菌 真菌 20-25℃，14天 白色念珠菌

全封闭集菌器 结果判断 若供试品管均澄清，或虽显浑浊但经确证无菌生长，判供试品符合规定； 若供试品管中任何1管显浑浊并确证有菌生长，判供试品不符合规定，除非能充分证明试验结果无效即生长的微生物非供试品所含。

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

√ 30-300CFU

质控菌检测方法 药物预处理 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 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

主要内容 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。