微生物技术在发酵制药生产中的应用和突破

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中国科技博览
2022年04月16日 01:28

...科技创新平台 微生物发酵制药产业共性技术研究院 建设研讨会

张传志

[摘 要]近些年微生物技术发展迅猛,在发酵制药生产中发挥的作用也越来越大,不仅有效的突破了过去医药生产发展中的瓶颈,而且对全世界范围内的医疗事业和環境保护都有着积极意义。本文主要对微生物技术在发酵制药中发挥的重要作用进行分析,介绍了目前微生物发酵技术在制药方面的研究进展,并对微生物发酵制药的研究发展趋势与价值进行了思考。

[关键词]微生物技术;发酵制药;应用;突破

中图分类号:P751 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)25-0357-01

发酵制药在我国已有上千年之久,早期人们发现药材经过发酵处理后可以改变其原来的药物属性,能增强原来的药效、去除药物毒性甚至有些药物在发酵之后还具备了新的功效,由此发酵制药在医药发展上一直延续至今。随着生命科学研究的不断深入,各项生物技术逐渐完善和成熟,使得其在实际生产中的应用也越来越多,尤其是在医药生产领域,利用微生物技术生产的微生物药品如具有抗菌、抗感染等功能的生物活性物质越来越受到人们的关注,社会需求量也逐年增加,可见微生物技术在未来医药发展中地位的重要性。本文主要通过介绍微生物技术在发酵制药中的作用和微生物发酵制药的研究进展来探究微生物发酵制药的研究发展趋势与价值。

一、微生物技术在发酵制药中的作用

微生物是指细菌、真菌、小型原生生物以及病毒在内的微小生物,种类丰富、繁殖速度快、涉及领域极广,不仅具有高效的物质转化分解能力,而且其在繁殖生长过程中还能生产大量的次级代谢产物。微生物技术在发酵制药生产中以现代发酵技术为核心,在适宜的环境下将所需要的原料经特定的微生物代谢转化为所需产品。近些年微生物技术在医药领域发展迅速,微生物自身产生的抗菌、抗感染、抗肿瘤等药效的生物活性物质和在代谢过程中产生的具有药理活性的次级代谢产物如: 免疫调节剂、特异性酶抑制剂、受体拮抗剂等越来越多。在生物技术的发展下,发酵制药发展迅速,药物效果好、生产高效,发展至今所产生的经济价值和社会效益不可估量,是生命科学研究在实际生产生活应用中的一次重大突破。

二、微生物技术在发酵制药生产中的应用和突破

微生物属于一种非常微小的生物,因此遍布于我们的四周。在微生物的成员中,我们发现有细菌、病毒等。在制药领域的发展中,很多的微生物发挥出积极地作用,所以人们可以通过相关的微生物代谢作用,更加积极的发挥出发酵价值,从而产生人们想要的东西。人们最早发现微生物可以帮助人们让某些物质发酵的现象,是公元1897年,由德国的毕西纳发现。在那时开始,从那个人发现之后,人们逐渐的明白了产生发酵现象的原理。这给人们掌握发酵的技术奠定了理论上的基础。自从上个世纪四十年代开始,发酵技术在生产方面得到了非常广泛的应用。直到现在,微生物发酵技术应用在制药领域当中,成为制药生产非常重要的一种技术手段,并且在制药领域的得到了大力推广。此次研究分析了微生物技术在发酵制药生产中的应用过程和相关的突破,由此展开了新的研究方向。

(一)生物制品中生产和研究方面

生物制品主要是由生物体自身生产,以此可以有效的预防疾病的发生,诊断传染类疾病的药品制剂,主要包含着疫苗、细胞免疫制剂、免疫血清和类毒素、免疫调节剂六种。疫苗是生活中常见的生物制剂,当疫情爆发之后,疫苗的接种及时的降低了发病率,但是个别的疫苗接种数在年后人体的免疫功能也呈现出了下降的趋势。利用免疫学技术生产的免疫血清中包含着特异性的抗体,可以在短时间内及时的达到预防的效果,但是抗体在人体内还是处于不断消耗的过程中,所以持续的时间也是很有限的。通过合理的运用微生物扩繁技术,能够提供更多的免疫学清供患者使用。免疫血清在临床试验中主要是利用了细菌培养和分离的技术,以此对临床的症状进行合理的鉴定。

(二)抗生素生产研究方面取得的进展

抗生素属于重要的化学制剂,所以能够在一定层面上及时的抑制微生物的繁殖,并且快速的杀死微生物。此外,在医学临床中能够有效的治疗肿瘤类疾病,并且诊断出早期病症,从而达到更好的效果。在二十世纪初,青霉素被发现之后,抗生素的研究也有所进展,经过了几年的发展,链霉素出现,使得青霉素无法抑制结核菌生长的局面被挽救,由此开创了新纪元,也让抗生素的工业性生产加入了微生物培养技术,促使抗生素被广泛的运用至医药领域。

(三)甾体类激素生产方面的研究进展

甾体类的激素就是被公认的第二大药物,它的结构相对复杂,同时也不易合成,最为常见的生产方式就是合理的利用甾体结构中的天然材料通过半合成的方式制备出甾体激素。在之后的研究与发展中,甾体结构的天然材料开发和研究的过程从未停止,伴随着微生物合成技术的快速发展,使得可降解的甾体侧链技术成为了甾体类激素合成的良好原料,这些价格较为低廉,并且是种植广泛的甾醇类植物的科学运用,有效的降低了寻找原材料的成本,及时的为甾体激素的生产创造了更为宽广的空间。

(四)干扰素生产方面的研究进展

干扰素属于人体免疫系统中的重要组成,从本质上分析就是活性糖蛋白,主要是从人体细胞中产生,可以适当的调节人体的免疫活性,及时抵抗病毒和肿瘤的侵害。在早期的干扰素生产条件不够完善的情况下,生产成本较高,但是整体的效率低下,所以在微生物技术发展的过程中,干扰素的生产逐渐的转变为发酵工业生产,生产量及生产成本出现了明显的改善。

三、微生物技术在发酵制药生产中的应用趋势分析

在十七世纪,列文虎克发现了微生物,在十九世纪的中期,人们已经逐渐的证实了酵母菌可以生产酒精,在1940到1950年间,青霉素开始投入于工业化的生产行列,并且可以调控微生物的代谢过程,经过发酵之后形成氨基酸和蛋白质。在1970年左右的时候,细胞培养术与固定化酶应用实现了连续发酵的可能,所以在之后的十年时间里,高新生物技术的飞速发展,使得基因工程、细胞融合技术等在生物制药领域应用更加广泛,当前微生物发酵制药的发展趋势更加重视的是基因工程、细胞工程的开发与利用,所以整个发展的过程趋向于宏观到微观的转变,技术手段也开始从低端逐渐的走向高端。在微生物技术和发酵制药相互融合并发展的过程中,医药水平也呈现出提升的趋势,药物在数量和种类上,取得了明显的改善和发展,为了进一步的提升微生物技术的应用水平,在追求低成本和高效益的同时,还应该明确微生物技术的应用价值,对其提出的要求也上升至一个新的层次。这种微生物技术的应用,推动了生物制药研发的进程,在未来的制药工程中,微生物发酵技术已经体现出明显的技术优势,甚至是更加明显,这将对经济效益和社会效益产生积极的影响。

结语

通过分析此次研究的主题,明确了微生物技术在发酵制药生产中应用的价值,对比过去的化学制药,生物技术在发酵制药中的应用大大降低了生产难度,而且还创造了更高的社会效益和经济效益。在微生物技术良好的发展前景下,还会在发酵制药中占有更重要的地位,值得进一步研究与探索。

参考文献

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