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微生物工程与设备湖师院生科院第十四章卫生产品发酵抗生素1麦角生物碱2类固醇的生物转化3菌苗和疫苗4重组治疗用肽和蛋白质5第一节抗生素由生物（包括某些微生物、植物和动物）产生的次级代谢产物，如青霉素、头孢霉素等一类化学物质的总称。人们分离出4000多种抗生素广泛应用的抗生素大约200种全世界每年抗生素产量超过1.0×108kg产值约100亿美元WHO推荐：抗生素医院使用率为30％美英等发达国家医院：使用率22％—25％中国卫生部要求抗生素使用在50％以内近五年我国医院中抗生素使用率均保持在67％—82％之间，抗生素类药物的费用占全部药费的40％左右在使用抗生素人群中，1/3以上根本不需要用抗生素，约50％以上并未起到作用国内外抗生素使用现状第一节抗生素医生处方中抗生素所占比例：城区感冒患者——占70%农村感冒患者——占85-92%抗生素抑菌与杀菌联合使用城区感冒患者使用2种抗生素占51%联合使用中不正确占22%农村感冒患者使用2种抗生素占42%联合使用中不正确的占72-84%我国抗生素使用现状第一节抗生素上世纪五六十年代青霉素一次剂量是2万～4万单位，现在需用几十万、几百万单位葡萄球菌、肠道革兰氏阳性杆菌、结核杆菌、痢疾杆菌之所以长久地肆虐人类，就是耐药性不断增强的结果环丙沙星20年前开始在临床上应用，当时副作用小、疗效好，现在几乎对60％以上的病人失去作用抗生素不合理使用细菌耐药性抗菌素的特点是危害的滞后性。医生开大处方，滥用抗菌素，并不会立即给病人造成身体上的损害遭遇病痛时，第一个念头是赶紧治病。在治病的眼前利益与防止抗菌素滥用的长远利益之间，人们往往顾前不顾后，宁愿接受抗菌素滥用的“大处方”第一节抗生素第一节抗生素一、抗生素的分类►根据抗生素的来源分放线菌产生的，占目前发现的抗生素的2/3。如四环素真菌产生的，主要包括青霉菌和头孢菌素。细菌产生的，多粘菌素。动植物产生的，蒜中的蒜素，动物脏器中的鱼素►根据作用谱分广谱抗生素，如氨苄青霉素，可抑制G-&G+细菌抗G+菌的抗生素：如青霉素。抗G-菌的抗生素：如链霉素抗真菌的抗生素：如制霉菌素抗病毒的抗生素：如四环类抗生素抗肿瘤抗生素：如阿霉素第一节抗生素一、抗生素的分类►根据抗生素的结构分类β-内酰胺类抗生素：其青霉素、头孢菌素类等，为目前最受重视的一类。氨基糖苷类抗生素：链霉素、庆大霉素等大环内酯类抗生素：红霉素、麦迪霉素等四环类抗生素：四环素、土霉素多肽类抗生素：多粘菌素、杆菌肽►根据抗生素的合成途径分类氨基酸、肽类衍生物抗生素：青霉素、头孢霉素等糖类衍生物抗生素：链霉素糖苷类抗生素乙酸、丙酸衍生物抗生素：红霉素等丙酸衍生物第一节抗生素一、抗生素的分类►根据抗生素的作用机制分类抑制细胞壁合成的抗生素：青霉素类、头孢霉素类影响细胞膜功能的抗生素：多烯类抗生素抑制病原菌蛋白质合成抗生素：四环素类抑制核酸合成的抗生素：丝裂霉素C等抑制生物能作用的抗生素：抗霉素等第一节抗生素二、抗生素的生产工艺一般都是利用微生物的发酵法进行生产：菌种的制备→种子的扩大培养→发酵→发酵液的预处理→代谢产物的分离纯化→干燥→成品半合成抗生素用化学或生物化学的方法改变一直抗生素的化学结构或引入特定的功能基团而获得的新抗生素品种或其衍生物的总称。其目的：减低毒副作用，增强抗菌力，扩大抗菌谱，对耐药菌有效，便于口服，改善药理性质，提高生物有效性。第一节抗生素三、β-内酰胺类主要是青霉素和头孢霉素它们的特异性靶向是肽聚糖的合成。肽聚糖是一种重要的细胞壁组分，但在真核生物中不存在肽聚糖。该类抗生素抑制交联结合的转肽反应，导致形成不完整的肽聚糖，严重损伤了细菌细胞壁结构，所以有高度的选择性。第一节抗生素三、β-内酰胺类1、青霉素一九二八年，弗莱明（AlexanderFleming,1881-1955）在英国伦敦圣玛丽医院任职时，无意中在一个被污染的培养皿中发现，原本打算培养的葡萄球菌，它的生长现象竟被一种青绿色的霉菌（青霉菌）所抑制，因此弗莱明推测，青霉菌的分泌物应该具有抑制细菌生长的功效。由于这种抑菌物质是青霉菌的分泌物，因此弗莱明将其命名为青霉素（Penicillin），并于一九二九年，将其观察到的现象首度发表在《英国实验病理学期刊》，但当时并没人理会这个医学史上的重大发现。由于当时弗莱明并无法将青霉素纯化出来，因此他只能以含有微量青霉素的粗培养液进行实验，虽然这些粗培养液能够有效杀死试管中的细菌，但当喂食给被细菌感染的兔子或老鼠时，却发现无抑菌的能力。这样的实验结果，使得弗莱明认为青霉素在动物体内无法继续维持其杀菌的效力，因此在发表几篇论文后，就终止了这个研究，使得抗生素的发展停顿了将近十年之久。第一节抗生素三、β-内酰胺类1、青霉素一九四○年，弗洛理与钱恩首度从青霉菌的粗培养液中纯化出青霉素，并用“老鼠保护试验法”进行动物实验。首先，他们将致死剂量的细菌注入八只老鼠的体内，其中四只再追加那些初步纯化出来的青霉素，结果发现只有那些注射过青霉素的老鼠存活下来。一九四一年，青霉素首度进行人体试验，并证实它能有效治疗经由细菌感染的症状。同年，弗洛理到美国商谈青霉素的量产方法，再加上第二次世界大战的催生，因此在一九四三年，青霉素得以顺利量产与应用。1945年，弗莱明、弗洛理与钱恩三人，因发现、纯化与量产青霉素而获诺贝尔生理医学奖。第一节抗生素第一节抗生素第一节抗生素第一节抗生素第一节抗生素