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微生物制药

微生物制药
微生物(microorganism简称microbe)是一切肉眼看不见的或看不清的微小生物的总称。

它们都是一些个体微小(一般<0.1mm)、构造简单的低等生物。

微生物应用途径拓广,主要应用于制药,制农药,食品工业,产能,以及新兴的一系列应用.
随着水污染处理技术的发展,出现了许多新的处理技术,其中由于生物降解处理工业废水中的有毒污染物效果明显,现已成为降解有毒有机污染物主要方法之一。

微生物在制药废水的处理过程中起着重要的作用,因此只有充分了解环境微生物学和群落演替规律等生物学特性,才能提高废水处理中的生物学效能,提高制药废水的处理效果。

筛选出对工业废水中各类不同的有毒有机污染物均有较强降解能力的微生物,可以提高生物处理法对废水中有毒类有机污染物的处理效果。

利用微生物降解的方法处理含高浓度有机污染物的工业废水具有处理成本低、经济效益好、无二次污染等优点。

而我们讨论的微生物制药是指利用微生物技术,通过高度工程化的新型综合技术,以利用微生物反应过程为基础,依赖于微生物机体在反应器内的生长繁殖及代谢过程来合成一定产物,通过分离纯化进行提取精制,并最终制剂成型来实现药物产品的生产
其中最著名的故事要数青霉素了,青霉素是由英国科学家亚历山大弗莱明发现的。

曾有一部电影叫《盘尼西林·1944》,讲述抗日战争期间,为争夺2箱青霉素,中共地下党人与汪伪军展开的一场殊死较量。

现在一
定有很多人会发出这样的疑问:普普通通的青霉素,有那么重要吗?在抗生素泛滥的今天,人们难以想象青霉素刚刚能批量生产时的价值。

从某种意义上说青霉素是具有划时代意义的发明,也并不为过。

在战争时期,一瓶青霉素可以换两个金条,足见它的重要性,远不是现在的我的能够想象的。

因为正是青霉素的出现,解救了二战时期的无数伤兵和患病的百姓。

然而,在那个物质资源极度匮乏的年代,青霉素而生产又成了一大难题,治疗一个成年人所需要的青霉素数量约为一只小鼠的3000倍,如果光靠弗洛里等人的生产,几个月的时间也凑不齐治疗一个病人所需的药物。

终于找到一种被称为“产黄青霉素”的霉,它的提取物超过原来200多倍。

由于战争对青霉素的需求量急剧增多,研究团队决心对霉进行放射,以这种极端方式来增加产量。

没想到的是,这一方式产生了意料之外的效果,几周时间,提取青霉素的产量提高了几万倍之多。

1944年,青霉素的快速和大批量生产已经成为现实。

自1929 年英国人发现青霉菌分泌青霉素能抑制葡萄球菌生长以后,相继发现了链霉素、氯霉素、金霉素、土霉素、四环素、新霉素和红霉素等抗菌素。

在近几十年内,抗生素的研究又有了飞速的发展,已找到的抗生素有数千种,其中具有临床效果并已利用发酵法大量生产和广泛应用的多达百余种。

同时抗生素的产量也大幅度提高,青霉素也由最初的100U/mL,通过诱变育种和优化发酵工艺的方法,目前以提高到105~106 U/mL。

微生物药物在临床上的应用已从其典型的抗感染和抗肿瘤作用, 拓展到免疫调节, 降血糖、降血脂等临床治疗。

此外, 微生物药物又是农业和畜牧业中的重要药物, 广泛使用的有除草剂、动植物生长促进剂以及抗菌抗虫剂等。

微生物资源丰富,尤其是对一些稀有微生物的深入研究, 必将发现新的微生物来源的药物, 应用领域也会随之而扩展。

例如农药:微生物源农药是指由细菌,真菌,放线菌,病毒等微生物及其代谢产物加工制成的农药。

按来源微生物源农药包括农用抗生素和活体微生物农药两大类。

有许多化学农药是天然化合物的类似物,某些微生物具有降解它们的酶系。

它们可以作为微生物的营养源而被微生物分解利用,生成无机物、二氧化碳和水。

矿化作用是最理想的降解方式,因为农药被完全降解成无毒的无机物。

另外,微生物还在能源方面起到了巨大的作用。

一是沼气发酵。

(甲烷产生菌)微生物可通过厌氧发酵,把多种生物质(包括动物食用生物质后转化的粪便等)转化为能燃烧的甲烷。

我国地少人多,生态脆弱,推广沼气发酵,不仅可以解决农民的燃料问题,而且有利于农村粪便的处理和环境的改善。

城市利用工厂废料和垃圾发酵沼气,除了清洁环境外,也可为城市提供一定的能源。

二是酒精发酵。

(乙醇产生菌)酒精生产在中国已有上百年的历史。

为了解决石油紧缺的难题,巴西从上世纪70年代就开始利用甘蔗榨汁为原料,通过微生物发酵生产酒精代替汽油,现在年产汽车酒精1000万吨。

美国从1978年至今,已通过十多项法案,从能源、交通、税收、环保等方面对汽车使用酒精给予支持,用粮食和秸杆生产的酒
精量已达512万吨。

我国从2001年起在南阳、吉林、哈尔滨建设了以陈粮为原料的酒精生产工厂,总规模已接近100万吨。

我国每年产生的秸杆等生物质高达11亿吨以上,但利用生物质生产酒精
的技术,至今还没能进入生产实践。

在微生物的代谢产物中,存在着许多有抗癌活性的物质。

在美国,报道从紫杉树皮中获得一种叫安德氏紫杉霉(Taxomycesandreanae) 的真菌,有产紫杉醇的能力;。

紫杉醇是近年国际市场上最热门的抗癌药物,被认为是人类未来20 年间最有效的抗癌药物之一。

,由于紫杉醇在植物体中的含量相当低,大约13.6kg 的树皮才能提出1g的紫杉醇,治疗一个卵巢癌患者需要3-12 棵百年以上的红豆杉树,也因此造成了对红豆杉的大量砍伐,致使这种珍贵树种已濒临灭绝。

而通过基因工程技术,微生物发酵等方法可以极大提高产量,降低成本,同时也保护了这些珍惜的植物品种。

随着生物技术的迅猛发展,在医药领域的许多方面取得了巨大的进展.,其中采用微生物制药,具有生产工艺简单,生产成本低廉,产品产量高,产品纯度高,可大规模工业化生产等优势,同样得到了巨大的发展。

从传统工艺,如利用发酵工程生产抗生素、酶制剂以及B-胡萝卜素等;到现今的利用转基因技术生产干扰素、胰岛素、生长因子等几十种新药和疫苗。

微生物制药工业在医药工业中所占的比例越来越大,这种技术相比于化学合成的方法更为简便,而且经济效益也更高。

微生物制药技术作为一项新兴的技术,在世界各国卫生医疗、环境保护等领域
已经取得了卓越的成绩。

欧美日等国已不同程度地制定了今后几十年内用生物过程取代化学过程的战略计划,可以看出工业微生物技术在未来社会发展过程中重要地位。

相对国外发达资本主义国家,我国生物制药产业起步比较晚,经过了将近20 年的发展,以基因工程药物为核心的研制开发和产业化已经颇具规模。

目前,我国集中建设了一批先进的医疗机构,开生物制药的发展现状发出了一大批新的特效药物,解决了过去用常规方法不能生产或者生产成本特别昂贵的药品的生产技术问题,这些药品对肿瘤、心脑肺血管、免疫性、内分泌等严重威胁人类健康的疑难病症起到了较好的治疗效果,且副作用明显低于传统药品。

与世界先进国家的生物医药产业相比,我国生物医药产业还处于比较落后的状态,但是国家和地方政府都在不断加大对该产业的发展力度,从政策和资金等各方面不断加大投入。

总体而言,中国生物制药产业未来充满希望,前景看好,中国的生物制药产业将呈继续增长态势
一方面随着制药工艺的不断完善和成熟,微生物制药必然能够解决更多传统制药工艺所不能解决的问题,有利于加速医药卫生事业的发展。

另一方面现代社会以追求绿色高科技,可持续发展为目标,随着能源日益稀缺传统医药发展瓶颈日趋严重,微生物制药将在医疗领域发挥重大作用。

武志鑫1410700528。

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