微生物在药学中的应用

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1、 第 三 篇 微 生 物 在 药 学 中 的 应 用 微 生 物 与 药 学 的 关 系 密 切 : 1、 许 多 抗 生 素 是 微 生 物 的 代 谢 产 物 , 2、 选 用 微 生 物 来 制 造 医 药 卫 生 方 面 广 泛 应 用 的药 物 ,如 维 生 素 ,辅 酶 ； 3、 药 品 卫 生 质 量 的 控 制 需 要 进 行 微 生 物 学 检 验 ； 4、 药 品 和 生 物 制 剂 应 用 生 物 工 程 技 术 生 产 时 ，采 用 工 程 菌 进 行 ， 如 ： 胰 岛 素 、 干 扰 素 和 生 长因 子 等 。 随 着 微 生 物 学 基 础 理 论 和 实 验

2、技 术 的 发展 ， 微 生 物 在 药 学 领 域 应 用 越 来 越 广 。 在 医 药 生 产 中 已 广 泛 利 用 微 生 物 发 酵 来制 备 各 种 药 物 ， 形 成 一 门 独 立 的 微 生 物药 物 学 科 。 发 酵 （ fermentation） ： 原 来 是 指 在 厌 氧 条 件下 酵 母 菌 分 解 碳 水 化 合 物 释 放 能 量 以 及 得到 产 物 的 过 程 ， 但 目 前 工 业 上 把 发 酵 扩 展为 利 用 培 养 微 生 物 来 制 得 产 物 的 任 何 过 程 ，其 中 也 包 括 利 用 微 生 物 的 某 些 酶 来 转 化 某些

3、物 质 使 之 成 为 所 需 物 质 的 过 程 .。 发 酵 （ fermentation） ：原 来 是 指 在 厌 氧 条 件 下 酵 母 菌 分 解 碳 水 化 合 物释 放 能 量 以 及 得 到 产 物 的 过 程 ，目 前 工 业 上 把 发 酵 扩 展 为 利 用 培 养 微 生 物 来 制得 产 物 的 任 何 过 程 ， 其 中 也 包 括 利 用 微 生 物的 某 些 酶 来 转 化 某 些 物 质 使 之 成 为 所 需 物 质的 过 程 .。 发 酵 的 分 类 ： 根 据 发 酵 时 所 需 条 件1、 是 否 需 要 氧 气 厌 氧 发 酵 与 需 氧 发 酵2

4、、 培 养 基 的 物 理 性 状 固 体 发 酵 与 液 体 发 酵3、 工 艺 浅 层 发 酵 与 深 层 发 酵 现 代 生 物 技 术 的 发 展 ， 使 发 酵 工 业 的 范 畴 突 破了 利 用 天 然 微 生 物 的 传 统 发 酵 ， 逐 步 建 立 起 新型 的 发 酵 ， 可 生 产 天 然 微 生 物 所 不 能 产 生 或 产生 很 少 的 特 殊 产 物 。 本 篇 主 要 内 容 ：1、 介 绍 微 生 物 发 酵 制 品 包 括 抗 生 素 、 维 生 素 、氨 基 酸 、 酶 和 酶 抑 制 剂 。2、 微 生 物 与 药 物 变 质 的 关 系 以 及 保

5、证 药 物 制 剂质 量 所 必 需 的 各 种 微 生 物 学 检 验 法 。 如 :抗 生 素 效 价 的 微 生 物 学 检 定 ; 药 物 抗 菌 活 性 的 测 定 ; 第 十 七 章 抗 生 素共 生 现 象 ： 互 相 依 存 ， 作 为 整 体 如 ： 根 瘤 菌 与 豆 科 植 物拮 抗 ： 生 活 在 一 起 ， 一 种 生 物 产 生 物 质 抑 制或 杀 灭 另 一 种 生 物 。 抗 生 素 就 是 拮 抗 现 象的 体 现 。Fleming于 1929年 首 先 发 现 从 青 霉 菌 中 产 生的 青 霉 素 （ penicillin） ， Waksman于 19

6、44年 发 现 从 链 霉 菌 中 产 生 的 链 霉 素（ streotomycin） 。 抗 生 素 的 现 状目 前 从 自 然 界 发 现 和 分 离 的 抗 生 素 已 达 10， 000多 种 ， 实 际 应 用 于 生 产 和 医 疗 上 的 抗 生 素 约 有一 百 多 种 ， 连 同 各 种 半 合 成 衍 生 物 及 其 盐 类 共约 三 百 种 。国 外 现 有 的 主 要 抗 生 素 在 我 国 已 有 生 产 ， 其 中 的庆 大 霉 素 用 我 国 自 行 分 离 的 菌 种 生 产 。国 外 没 有 的 抗 生 素 如 创 新 霉 素国 外 虽 有 ， 但 我 国

7、 发 现 新 的 成 分 或 新 的 用 途 如 平 阳 霉 素 （ 或 博 来 霉 素 ） 第 一 节 抗 生 素 的 概 念 和 分 类 一 、 抗 生 素 的 概 念 抗 生 素 是 指 青 霉 素 、 链 霉 素 等 一 类 化 合 物的 总 称 ， 是 人 类 控 制 、 治 疗 感 染 性 疾 病 ，保 障 身 体 健 康 及 用 来 防 治 动 植 物 灾 害 的重 要 化 合 物 。原 始 含 义 ： 是 指 那 些 由 微 生 物 产 生 的 、 能抑 制 其 微 生 物 生 长 的 物 质 。习 惯 上 ： 将 那 些 由 微 生 物 产 生 的 ， 极 微 量即 具 有

8、选 择 性 地 抑 制 其 他 微 生 物 或 肿 瘤细 胞 的 天 然 有 机 化 合 物 称 为 抗 生 素 。 确 切 的 含 义 ： 抗 生 素 是 生 物 （ 包 括 微 生 物 、 植 物 和 动 物 ）在 其 生 命 活 动 中 产 生 的 （ 或 由 其 他 方 法 获得 的 ） ， 能 在 低 浓 度 下 有 选 择 地 抑 制 或 影响 其 他 生 物 机 能 的 有 机 物 。 几 个 注 意 点 ：确 切 含 义 是 只 有 来 自 微 生 物 的 天 然 产物 才 能 称 为 抗 生 素 ， 而 现 在 把 经 化学 改 造 的 天 然 来 源 的 抗 生 素 或 微

9、 生物 代 谢 的 其 他 产 物 均 称 为 半 合 成 抗生 素 。 抗 生 素 ： 是 一 个 低 分 子 量 （ 指 一 个分 子 有 一 定 的 化 学 结 构 ， 其 相 对 质量 最 大 可 达 数 千 ） 的 微 生 物 代 谢 产物 ， 在 低 浓 度 （ 1mg/ml） 时 能 抑制 其 他 微 生 物 生 长 。 医 疗 用 抗 生 素 需 要 以 下 要 求 ：1、 差 异 毒 力 大 是 指 微 生 物 或 肿 瘤 细 胞 等 靶 体 的 抑 制 或 杀 灭 作用 ， 与 其 对 机 体 损 害 程 度 的 差 异 比 较 。 抗 生 素的 差 异 毒 力 愈 大 ，

10、 则 愈 有 利 于 临 床 应 用 。 如 青霉 素 能 抑 制 细 菌 细 胞 壁 的 合 成 ， 而 人 及 哺 乳 类动 物 细 胞 不 具 备 细 胞 壁 ， 因 而 青 霉 素 的 差 异 毒力 大 。 一 般 的 化 学 消 毒 剂 对 微 生 物 和 机 体 的 毒力 无 明 显 差 异 。2、 生 物 活 性 强 大 、 有 不 同 的 抗 菌 谱 是 指 在 极 微 量 的 抗 生 素 就 对 微 生 物 具 有 抑 制 或杀 灭 作 用 。 抗 菌 作 用 的 强 弱 用 最 低 抑 菌 浓 度 （ MIC） 来 表示 ， 即 能 抑 制 微 生 物 生 长 所 需 的

11、最 低 浓 度（ 以 g/ml为 单 位 ） ， 数 值 越 小 ， 则 作 用 越强 。抗 菌 谱 ： 是 指 抗 生 素 所 能 抑 制 或 杀 灭 微 生 物 的范 围 和 所 需 剂 量 。 范 围 广 者 称 为 广 谱 抗 生 素 ，范 围 窄 称 为 窄 谱 抗 生 素 。 良 好 的 抗 生 素 还 应 具 有 不 易 使 病 原 菌 产 生抗 药 性 ， 毒 副 作 用 小 ， 不 易 引 起 超 敏 反 应 ，吸 收 快 ， 血 药 浓 度 高 ， 不 易 被 血 清 蛋 白 结 合而 失 活 。 二 、 抗 生 素 的 分 类 目 前 尚 无 完 善 的 系 统 分 类

12、方 法 1、 根 据 抗 生 素 的 产 生 来 源（ 1） 细 菌 产 生 的 抗 生 素 如 多 粘 菌 素 和 短 杆 菌肽（ 2） 放 线 菌 产 生 的 抗 生 素 主 要 来 自 链 霉 菌 属 如 :链 霉 素 、 卡 那 霉 素 、 四 环 素（ 3） 真 菌 产 生 的 抗 生 素 如 青 霉 菌 属 产 生 的 青霉 素 ， 头 孢 菌 属 产 生 的 头 孢 菌 素（ 4） 植 物 和 动 物 产 生 的 抗 生 素 如 :地 衣 和 藻 类 植 物 产 生 的 地 衣 酸 被 子 植 物 蒜中 制 得 的 蒜 素 动 物 脏 器 中 制 得 的 鱼 素 2、 根 据 抗

13、 生 素 的 化 学 结 构 分 类（ 1） -内 酰 胺 类 抗 生 素 如 ： 青 霉 素 、 头 孢 菌 素 特 点 分 子 中 有 一 个 含 四 个 原 子 的 酰 胺环 ， 化 学 上 称 为 -内 酰 胺 环 。来 源 它 们 起 初 是 从 真 菌 产 黄 青 霉 菌 和头 孢 菌 属 中 发 现 ， 后 来 从 放 线 菌 的 链 霉菌 属 和 诺 卡 菌 属 及 其 某 些 革 兰 阴 性 菌 中也 发 现 。 从 生 物 合 成 角 度 看 ， 被 认 为 是从 氨 基 酸 聚 合 而 衍 生 的 。 机 制 抑 制 细 菌 细 胞 壁 基 本 成 分 肽 聚 糖 的 合

14、 成 ，导 致 不 可 逆 转 的 破 坏 ， 具 有 杀 菌 作 用 。 早 期 的 青霉 素 只 对 革 兰 阳 性 和 阴 性 菌 有 效 。 对 真 菌 无 用（ 细 胞 壁 不 含 肽 聚 糖 ） ， 对 支 原 体 无 效 （ 无 细 胞壁 ）使 用 注 意 问 题 除 个 别 外 ， 此 类 抗 生 素 的 毒 性 非 常 低 。 有 时 出现 极 为 严 重 的 超 敏 反 应 。 （ 2） 四 环 类 抗 生 素 如 金 霉 素 、 土 霉 素 和 四 环素 特 点 具 有 很 广 的 抗 菌 谱 及 较 好 的 治 疗 果来 源 不 同 种 的 链 霉 菌 均 能 产 生

15、四 环 素 类 抗 生 素结 构 特 点 由 乙 酸 和 丙 二 酸 单 位 缩 合 的 键 环 化而 形 成 ； 由 四 个 环 线 形 相 连 而 组 成 。作 用 特 点 抑 制 核 糖 体 蛋 白 的 合 成 ， 其 作 用 是可 逆 的 ， 因 此 具 有 抑 制 作 用 。 抗 菌 谱 广 即 革 兰阳 性 与 阴 性 菌 、 立 克 次 体 、 衣 原 体 和 某 些 原 虫 。 由 于 其 理 化 性 质 （ 在 中 性 PH条 件 下 不 溶 水 ）所 决 定 ， 天 然 产 生 的 只 能 口 服 ， 化 学 半 合 成 获得 了 一 些 可 用 于 注 射 的 衍 生 物

16、 及 作 用 周 期 较 长的 。 （ 3） 氨 基 糖 苷 类 抗 生 素 （ 氨 基 环 醇 类 ）来 源 包 括 很 广 的 由 链 霉 菌 、 小 单 孢 菌 和 芽 孢杆 菌 产 生 的 物 质 。化 学 特 征 具 有 环 状 氨 基 醇 和 与 之 相 连 的 氨 基糖 。 葡 萄 糖 是 氨 基 醇 和 氨 基 糖 的 来 源 。作 用 机 制 以 不 可 逆 的 方 式 作 用 于 核 糖 体 而 抑 制蛋 白 质 的 合 成 ， 具 有 杀 菌 作 用 ， 主 要 作 用 革 兰阳 性 菌 。 代 表 药 物 链 霉 素 （ 第 一 个 发 现 ， 也 是 第 一 个 对抗

17、 生 素 有 效 的 抗 生 素 ） 、 卡 那 霉 素 、 庆 大 霉 素 、妥 布 拉 霉 素 和 丁 安 卡 那 霉 素 。特 点 由 于 分 子 内 含 许 多 羟 基 ， 此 类 抗 生 素 水 溶性 非 常 好 ， 因 而 不 能 口 服 ， 主 要 的 副 作 用 为 肾和 耳 毒 性 。 （ 4） 大 环 内 酯 类 抗 生 素化 学 结 构 特 点 具 有 一 个 由 不 少 于 12个 碳 原 子 ，并 由 内 脂 基 团 使 其 环 化 。 他 们 是 链 霉 菌 的 典 型产 物 ， 其 生 物 合 成 是 由 一 系 列 乙 酸 和 丙 酸 单 位缩 合 而 成 。分

18、 类 与 作 用 特 点 分 两 类 a、 抗 细 菌 大 环 内 酯 类 抗 生 素 由 14-16个 碳 原 子 构 成 的 内 酯 环 ， 至 少 有 两 个 糖分 子 ； 具 有 抑 菌 作 用 ； 抗 菌 谱 局 限 于 革 兰 阳 性菌 和 支 原 体 ； 典 型 代 表 是 红 霉 素 、 竹 桃 霉 素 ；为 改 善 口 服 吸 收 率 ， 还 半 合 成 了 一 些 新 的 衍 生物 。 b、 抗 真 菌 和 抗 原 虫 大 环 内 酯 类 抗 生 素 特 征 由 约 30个 原 子 组 成 内 酯 类 ， 带 有 羟基 取 代 基 团 包 含 一 系 列 共 轭 的 双 键

19、 ， 也 称 为 多烯 类 化 合 物 ， 只 有 静 脉 注 射 才 有 活 性 。 机 制 通 过 干 扰 细 胞 膜 甾 醇 类 合 成 诱 导 细 胞 膜畸 变 ， 因 此 对 细 菌 无 作 用 。 毒 副 作 用 较 大 ， 因而 只 能 有 限 的 用 于 最 需 要 的 病 例 。 代 表 药 物 两 性 霉 素 B (5)肽 类 抗 生 素 由 氨 基 酸 组 成 ， 经 常 形 成 环 状 结 构 ； 主 要 对 革兰 阳 性 菌 。 短 肽 菌 肽 主 要 干 扰 细 菌 细 胞 膜 功 能 ；杆 菌 肽 主 要 抑 制 细 胞 壁 肽 聚 糖 的 合 成 。代 表 药

20、物 多 黏 菌 素 -对 革 兰 阴 性 菌 有 效 ， 作用 于 细 胞 膜 ； 肽 托 霉 素 和 雷 膜 拉 宁 对 细 胞 壁合 成 抑 制 作 用 。 （ 6） 安 莎 霉 素 类 60年 代 末 期 投 入 临 床 使 用 ， 其 典 型 结 构 是具 有 一 条 脂 肪 链 ， 连 接 两 个 相 对 的 芳 香 环 ，像 是 一 条 链 子 上 的 两 个 篮 子 。 它 们 由 放 线 菌属 的 多 种 类 群 所 构 成 ， 由 一 系 列 乙 酸 和 丙 酸单 位 缩 合 而 成 。 如 利 福 霉 素 （ 对 革 兰 阳 性 菌及 分 枝 杆 菌 有 极 强 的 作 用

21、 ） 、 利 福 平 （ 对 分枝 杆 菌 及 葡 萄 球 菌 效 果 尤 佳 ） 。 （ 7） 糖 肽 类 抗 生 素 （ 二 丙 庚 肽 类 ） 代 表 药 物 为 万 古 霉 素 和 替 考 拉 宁 。 主 要 对 革兰 阳 性 细 菌 有 效 ， 尤 其 是 对 耐 -内 酰 胺 类 抗生 素 的 葡 萄 球 菌 有 效 。 （ 8） 抗 肿 瘤 抗 生 素 属 于 不 同 化 学 类 别 ， 但 都以 不 同 机 制 作 用 于 DNA复 制 。放 线 菌 素 由 酚 恶 嗪 酮 环 组 成 带 有 二 个 相 同 的 肽环 ， 它 们 以 其 芳 香 环 与 DNA碱 基 嵌 合

22、， 而 影 响DNA功 能 ， 在 其 真 核 细 胞 中 主 要 干 扰 RNA合 成 。蒽 环 类 化 合 物 （ 柔 红 霉 素 和 阿 霉 素 ） 具 有 四 环 结 构 带 有 一 个 取 代 的 糖 基 ， 作 用 于 拓 扑异 构 酶 ， 使 DNA断 裂 。丝 裂 霉 素 C具 有 三 环 结 构 ， 使 二 个 DNA链 中 间形 成 共 价 键 桥 。博 来 霉 素 由 轮 生 链 霉 菌 产 生 的 9肽 混 合 物 ， 以类 酶 反 应 使 DNA链 断 裂 。 （ 9） 其 他 抗 生 素 氯 霉 素 ： 抑 制 蛋 白 质 合 成 ， 有 抑 菌 作 用 ， 对 革

23、 兰 阴 性 细 菌 尤 其 沙 门 菌 有 很 好 的 效 果 。 林 可 霉 素 ： 抑 制 蛋 白 质 合 成 。 新 生 霉 素 ： 抑 制 DNA回 旋 酶 的 一 个 单 位 ， 作 用 革 兰 阳 性 菌 和 变 形 杆 菌 。 灰 黄 霉 素 ： 可 以 在 体 内 应 用 的 抗 真 菌 抗 生 素 ，由 真 菌 产 生 ， 具 有 芳 香 环 结 构 ， 生 物 合 成 是 由乙 酸 和 丙 二 酸 单 位 缩 合 而 成 ， 抑 制 细 胞 支 架 的形 成 。 第 二 节 抗 生 素 产 生 菌 的 分 离 和 筛 选目 前 新 抗 生 素 的 获 得 途 径 ： 1、

24、 从 自 然 界 分 离 筛 选 新 抗 生 素 产 生 菌 从 土 壤 到 海 洋 一 般 常 见 到 极 端 微 生 物 从 微 生 物 到 植 物 、 海 洋 生 物 。2、 改 造 现 有 的 已 知 抗 生 素 的 产 生 菌 ， 再 经 筛 选获 得 新 得 抗 生 素 产 生 菌 。3、 从 已 知 的 抗 生 素 进 行 结 构 改 造 ， 经 筛 选 获 得新 的 半 合 成 抗 生 素 。 4、 采 用 新 的 筛 选 方 法 如 ： 应 用 定 向 生 物 合 成 和 突 变 生 物 合 成 的 原理 ， 以 及 培 养 超 敏 细 菌 以 寻 找 微 量 的 抗 生 素

25、 ，选 用 新 的 肿 瘤 模 型 来 筛 选 抗 肿 瘤 的 抗 生 素 。 5、 采 用 现 代 分 子 生 物 学 技 术 产 生 新 抗 生 素（ 1） 基 因 克 隆 产 生 新 抗 生 素 ： 首 先 获 得 某已 知 抗 生 素 的 结 构 基 因 ， 然 后 通 过 一 定的 载 体 将 基 因 片 段 导 入 特 定 的 另 一 种 抗生 素 产 生 菌 中 ， 则 可 能 产 生 完 全 符 合 人们 设 计 要 求 的 新 抗 生 素 。 （ 2） 沉 默 基 因 的 激 活 ： 引 入 抗 生 素 生 物合 成 的 调 控 基 因 ， 有 可 能 激 发 抗 生 素 产

26、生 菌 处 于 休 眠 状 态 或 沉 默 状 态 的 基 因 系统 ， 从 而 开 启 另 一 结 构 抗 生 素 的 生 物 合成 开 关 ， 得 到 新 抗 生 素 。 绝 大 多 数 抗 生 素 的 原 始 产 生 菌 是 从 自 然 界 分 离 筛选 获 得 ， 以 传 统 的 分 离 土 壤 放 线 菌 为 例 ， 说 明 新抗 生 素 产 生 菌 的 常 规 分 离 和 筛 选 过 程 。 一 、 土 壤 微 生 物 的 分 离1、 采 土 以 春 、 秋 两 季 采 土 为 宜 。 去 除 表 土 ， 采 取 5-10cm深 处 的 土 壤 ， 装 入 无 菌 容 器 。2、

27、分 离 菌 株 将 2-4克 土 壤 均 匀 散 布 水 中待 其 沉 降 ， 上 清 部 分 经 适 当 稀 释 后 （ 一般 为 10-3-104） ， 涂 布 于 适 宜 培 养 基 中 ， 并培 养 至 单 菌 落 出 现 ， 挑 取 单 个 菌 落 移 种纯 培 养 ， 根 据 菌 落 的 特 征 ， 初 步 排 除 相同 菌 。 二 、 筛 选 ： 是 指 从 大 量 待 筛 选 微 生 物 中 ， 尽 快地 鉴 别 出 有 实 用 价 值 的 抗 生 素 产 生 菌 的 实 验 过 程 。 1、 筛 选 模 型 ： 是 指 筛 选 工 作 中 所 使 用 的 实 验 菌 。 为

28、了 避 免 感染 病 原 菌 的 危 险 ， 尽 可 能 选 用 非 致 病 的 、 且 能代 表 某 些 类 型 致 病 菌 的 微 生 物 作 为 实 验 菌 。 表 17-1常 用 的 实 验 菌 和 代 表 的 致 病 微 生 物 实 验 菌 代 表 的 致 病 微 生 物 金 黄 色 葡 萄 球 菌 革 兰 阳 性 球 菌 枯 草 芽 孢 杆 菌 革 兰 阳 性 杆 菌 耻 垢 分 支 杆 菌 结 核 分 枝 杆 菌 大 肠 埃 希 菌 革 兰 阴 性 杆 菌 白 假 丝 酵 母 菌 酵 母 状 真 菌 曲 霉 丝 状 真 菌 噬 菌 体 病 毒 、 肿 瘤 细 胞 2、 筛 选 方

29、 法 抗 菌 抗 生 素 一 般 采 用 琼 脂 扩 散 法 。 先 制 备 含 实 验 菌 的 平 板 ， 然 后 以 无 菌 滤 纸 片 蘸取 各 放 线 菌 的 摇 瓶 培 养 发 酵 液 或 切 取 一 定 大 小的 放 线 菌 琼 脂 培 养 块 ， 置 于 含 菌 平 板 上 ， 培 养后 观 察 有 无 抑 菌 圈 产 生 。 三 、 早 期 鉴 别 经 过 筛 选 的 阳 性 菌 应 进 一 步 做 抗 菌 谱 和 抗 药谱 的 测 定 ， 对 有 价 值 的 产 生 菌 必 须 从 产 生 菌 及 自该 菌 产 生 的 抗 生 素 两 方 面 进 行 鉴 定 。 1、 抗 生

30、 素 产 生 菌 的 鉴 别 通 过 形 态 、 培 养 、 生化 反 应 等 实 验 对 抗 生 素 产 生 菌 进 行 初 步 的 分 类鉴 定 。 2、 抗 生 素 的 鉴 别常 用 理 化 方 法 如 ： 纸 层 析 法 测 定 抗 生 素 的 极 性 和 在 各 种 溶 媒 中 的 溶 解 度 。 纸 电 泳 法 判 断 抗 生 素 是 酸 性 、 碱 性 、 中 性 或 两 性 。 薄 层 层 析 法 、 高 效 液 相 层 析 法 、 紫 外 分 光 光度 法 等 方 法 测 定 新 抗 生 素 的 理 化 性 质 和 结 构 。 四 、 分 离 精 制 将 可 能 产 生 新

31、抗 生 素 的 放 线 菌 进 行 扩 大 培 养 ，然 后 选 择 合 适 的 方 法 从 培 养 液 中 提 取 有 效 抗 生素 ， 进 一 步 精 制 纯 化 。 在 此 过 程 中 ， 须 跟 综 测定 抗 生 素 的 生 物 活 性 。 五 、 临 床 前 实 验 研 究 如 ： 进 行 动 物 毒 性 实 验 （ 急 性 、 亚 急 性 、 慢 性 ） 动 物 治 疗 保 护 性 实 验 临 床 前 药 效 实 验 和 药 理 实 验 （ 抗 生 素 在 体内 吸 收 、 分 布 、 排 泄 ） ， 经 系 列 实 验 认 为 确 有前 途 的 新 抗 生 素 经 有 关 部 门

32、 审 查 合 格 后 方 可 进行 临 床 实 验 。 国 家 制 定 了 药 品 临 床 前 研 究 质 量 管 理 规 范 ， （ 简 称 GLP） 。 六 、 临 床 实 验 药 品 临 床 实 验 管 理 规 范 简 称 GCP， 是 临 床实 验 的 全 过 程 ， 包 括 方 案 设 计 、 组 织 实 施 、 监视 、 审 核 、 记 录 、 分 析 、 总 结 和 报 告 的 标 准 。 第 三 节 抗 生 素 的 制 备 抗 生 素 的 制 备 分 为 发 酵 和 提 取 两 个 阶 段 。 抗 生 素 的 发 酵 ： 是 指 抗 生 素 产 生 菌 在 一 定 培 养基 条

33、 件 下 生 物 合 成 抗 生 素 的 过 程 ， 该 过 程 又 分为 菌 体 生 长 和 抗 生 素 生 物 合 成 两 个 部 分 。 发 酵 后 存 在 于 发 酵 液 中 的 抗 生 素 需 用 一 系 列 物理 和 化 学 方 法 进 行 提 取 和 精 制 ， 得 到 抗 生 素 成品 。 抗 生 素 生 产 大 致 分 为 二 个 阶 段 ： 发 酵 和 提 取一 般 流 程 如 下 ： 菌 种 孢 子 制 备 种 子 制 备 发 酵 发 酵 液 预处 理 及 压 滤 提 取 及 精 制 成 品 检 验 成 品 包装 一 、 发 酵 阶 段 （ 一 ） 现 代 抗 生 素 发

34、 酵 的 一 般 特 点 1、 需 氧 发 酵 抗 生 素 产 生 菌 多 为 需 氧 菌 ， 需要 在 发 酵 的 过 程 中 不 断 通 入 无 菌 空 气 ， 并 进 行机 械 搅 拌 ， 以 提 供 足 够 氧 来 进 行 生 物 代 谢 和 生物 合 成 。 2、 深 层 发 酵 （ 或 为 沉 没 发 酵 ） ， 在 大 型 发 酵罐 内 进 行 ， 可 进 行 较 大 规 模 的 生 产 。 3、 纯 种 发 酵 在 纯 种 培 养 的 抗 生 素 发 酵 工 业中 ， 应 防 止 杂 菌 及 噬 菌 体 污 染 。 (二 ） 一 般 生 产 流 程抗 生 素 发 酵 阶 段 一

35、 般 主 要 包 括 ： 孢 子 制 备 、 种 子制 备 和 发 酵 ， 这 是 进 行 微 生 物 逐 步 扩 大 培 养 过程 。1、 孢 子 制 备 目 的 是 将 沙 土 管 保 存 的 菌 种 进 行 培养 ， 以 制 备 大 量 孢 子 供 下 一 步 种 子 制 备 之 用 ，一 般 于 试 管 、 扁 瓶 或 摇 瓶 内 进 行 。2、 种 子 制 备 目 的 是 使 有 限 数 量 的 孢 子 发 芽 繁殖 ， 获 得 足 够 菌 丝 体 以 供 发 酵 之 用 。 在 种 子 罐内 进 行 。 通 过 种 子 制 备 ， 可 以 缩 短 发 酵 罐 内 菌丝 体 繁 殖

36、生 长 的 时 间 ， 增 加 抗 生 素 合 成 的 时 间 。一 般 通 过 种 子 罐 1-3次 ， 再 移 种 到 发 酵 罐 中 ， 分别 为 二 级 、 三 级 和 四 级 发 酵 。 3、 发 酵 关 键 阶 段 目 的 是 在 人 工 培 养 条 件 下使 菌 丝 体 产 生 大 量 的 抗 生 素 。 在 发 酵 罐 内 进 行 。发 酵 注 意 事 项 ： 1、 无 菌 操 作 污 染 杂 菌 主 要 是 种 子 和 空 气 过滤 系 统 污 染 ， 各 部 件 渗 漏 及 操 作 。 在 发 酵 的 各阶 段 应 取 样 进 行 杂 菌 检 查 。 2、 营 养 需 要

37、发 酵 培 养 基 应 供 给 微 生 物 生 产繁 殖 以 及 生 物 合 成 所 需 的 营 养 ， 其 原 料 应 尽 可能 价 廉 ， 来 源 要 广 。 3、 pH值 ： 加 入 使 培 养 基 pH值 恒 定 的 化 合 物 ：硫 酸 铵 、 硝 酸 钠 。 4、 温 度 酶 的 催 化 需 要 合 适 的 温 度 。 可 通 过 罐 的夹 套 或 蛇 管 导 入 冷 水 或 热 水 以 控 制 罐 温 。5、 前 体 前 体 是 抗 生 素 分 子 的 前 身 或 其 组 成的 一 部 分 ， 直 接 参 与 抗 生 素 的 生 物 合 成 而 自 身无 显 著 变 化 。 在

38、一 定 条 件 下 ， 加 入 前 体 可 控 制抗 生 素 的 合 成 方 向 ， 并 增 加 产 量 。 如 ： 在 青 霉 素 G的 生 产 中 常 加 入 苯 乙 酸 或 苯 乙酰 胺 作 为 前 体 ； 在 红 霉 素 生 产 中 添 加 丙 酸 、 丙 醇 盐 作 为 前体 。 但 前 体 一 般 对 产 生 菌 有 一 定 的 毒 性 。 6、 通 气 、 搅 拌 及 消 沫 发 酵 过 程 中 利 用 溶 解 氧 ，因 此 必 须 不 断 经 空 气 过 滤 系 统 输 入 无 菌 空 气 ， 同时 在 发 酵 罐 内 设 置 搅 拌 和 挡 板 以 增 加 通 气 效 果 。

39、为 防 止 泡 沫 造 成 的 逃 液 和 渗 漏 ， 需 用 消 沫 浆 或 消沫 剂 。7、 发 酵 终 点 判 断 定 期 取 样 ， 测 定 抗 生 素 含 量 、发 酵 液 的 pH值 、 含 糖 量 和 含 氮 量 、 菌 丝 含 量及 形 态 观 察 。 放 罐 应 在 产 量 的 高 峰 期 ， 过 早 或 过 迟 都 会 影 响抗 生 素 含 量 。 二 、 发 酵 液 预 处 理 及 提 取 阶 段 预 处 理 时 应 尽 可 能 使 抗 生 素 转 入 以 后 要 处 理 的相 中 （ 多 数 是 液 相 ） ， 可 用 调 节 pH值 呈 酸 性或 碱 性 的 方 法

40、。 预 处 理 的 主 要 任 务 是 除 去 发 酵 液 内 的 杂 质 （ Ca、Mg、 Fe） 及 蛋 白 质 ， 并 经 过 过 滤 ， 使 菌 丝 与滤 液 分 开 ， 便 于 进 一 步 提 取 。 常 用 的 提 取 方 法 主 要 有 四 类 ： 1、 溶 媒 萃 取 法 是 用 一 种 溶 剂 将 物 质 从 另 一 种溶 剂 中 提 取 出 来 的 方 法 ， 这 两 种 溶 剂 不 能 互 溶或 只 部 分 互 溶 ， 能 形 成 便 于 分 离 的 两 相 。 目 前 微 生 物 制 药 生 产 中 常 用 的 提 取 方 法 。 先 进 的 萃 取 设 备 ： ABE

41、-216萃 取 机 2、 离 子 交 换 法 离 子 树 脂 交 换 法 是 应 用 离 子交 换 树 脂 作 为 吸 附 剂 ， 将 发 酵 液 中 物 质 选 择 性地 吸 附 至 离 子 交 换 树 脂 上 ， 然 后 用 合 适 的 洗 脱剂 将 抗 生 素 从 树 脂 上 洗 脱 下 来 ， 达 到 分 离 、 浓缩 、 提 纯 的 目 的 。 由 于 费 用 较 低 ， 成 为 提 取 主要 方 法 。 如 ： 链 霉 素 和 卡 那 霉 素 的 生 产 。 3、 沉 淀 法 是 利 用 等 电 点 或 能 与 酸 、 碱 、 金 属盐 类 形 成 不 溶 性 或 溶 解 度 极

42、小 的 复 盐 沉 淀 出 抗 生素 。 此 法 简 便 、 经 济 。 如 ： 四 环 素4、 吸 附 法 是 利 用 适 当 的 吸 附 剂 ， 在 一 定 的PH条 件 下 ， 使 发 酵 液 中 抗 生 素 被 吸 附 剂 吸 附 ，然 后 再 以 适 当 的 洗 脱 剂 将 吸 附 的 抗 生 素 从 吸 附剂 上 洗 脱 下 来 ， 达 到 浓 缩 和 提 纯 目 的 。 随 着 大 网 格 聚 合 物 吸 附 剂 的 合 成 成 功 ， 吸 附 法得 到 新 的 发 展 。 抗 生 素 提 取 得 到 粗 品 后 应 加 以 精 制 ， 上 述 方 法 均可 使 用 。 一 般

43、用 多 级 溶 剂 萃 取 或 多 级 吸 附 、 洗 脱 或 薄 层层 析 、 柱 层 法 、 葡 聚 糖 凝 胶 过 滤 等 。 因 一 般 抗生 素 的 稳 定 性 差 ， 应 避 免 常 压 蒸 馏 、 升 华 、 过酸 或 过 碱 等 方 法 。 第 四 节 抗 生 素 的 生 物 合 成 机 制 一 、 次 级 代 谢 产 物 的 概 念 次 级 代 谢 产 物 ： 是 指 那 些 由 微 生 物 合 成 的 ， 但对 微 生 物 的 生 长 、 繁 殖 无 明 显 影 响 的 各 种 代 谢产 物 ， 如 抗 生 素 。特 点 ： 1、 对 微 生 物 的 生 长 、 繁 殖 无

44、 明 显 影 响 。 初 级 代 谢 产 物 往 往 是 微 生 物 生 长 所 不 可 缺 少 的 物 质 。 2、 与 初 级 代 谢 紧 密 相 连 先 有 微 生 物 生 长 ， 后 有 抗 生 素 的 合 成 。 3、 在 一 定 条 件 下 能 大 量 合 成 。 二 、 抗 生 素 生 物 合 成 的 代 谢 途 径 1、 抗 生 素 生 物 合 成 的 大 致 步 骤 属 于 次 级 代 谢物营 养 物 摄 入 细 胞 转 化 为 初 级 代 谢 各 中 间 产 物 合 成 小 分 子 的 抗 生 素 前 体 物 质 前 体 物 质 经 修饰 、 碳 架 重 排 等 进 入 各

45、 抗 生 素 所 特 有 的 合 成途 径 聚 合 或 装 配 ， 合 成 抗 生 素 。2、 抗 生 素 合 成 的 有 关 代 谢 途 径 脂 肪 酸 代 谢 氨 基 盐 代 谢 糖 代 谢 嘌 呤及 嘧 啶 代 谢 芳 香 族 生 物 合 成 一 碳 单 位 的甲 基 库 大 多 数 抗 生 素 前 体 物 质 是 经 多 条 途 径合 成 。 三 、 抗 生 素 的 生 物 合 成 及 调 控1、 青 霉 素 的 生 物 合 成 通 过 氨 基 己 二 酸 途 径 （ AAA） -酮 戊 二 酸 +乙 酰 CoA 高 枸 橼 酸 高 顺 乌 头 酸 高 异 枸 橼 酸 -氨 基 己 二

46、 酸 （ -AAA） -AA-半 缩 醛 L-AA-L-cys 酵 母 氨 酸 L-AA-L-cys-D-val L-AA-6-APA赖 氨 酸 苯 乙 酸 6-APA 青 霉 素 G 2、 青 霉 素 生 物 合 成 的 调 控 青 霉 素 生 物 合 成 的 过 程 与 一 般 次 级 代 谢 产 物 的生 物 合 成 一 样 ， 同 样 受 酶 及 外 界 的 调 控 。（ 1） 赖 氨 酸 对 青 霉 素 生 物 合 成 的 反 馈 抑 制 作 用 由 于 初 级 代 谢 产 物 赖 氨 酸 与 青 霉 素 具 有 共同 的 前 体 -AAA， 因 此 赖 氨 酸 对 代 谢 途 径

47、的 反馈 抑 制 作 用 ， 使 得 共 同 中 间 体 的 合 成 也 受 到 抑制 ， 因 而 青 霉 素 的 合 成 受 抑 制 。 （ 2） 糖 分 解 代 谢 物 的 阻 抑 作 用 在 青 霉 素 的 生 物 合 成 中 ， 加 入 过 量 的 葡 萄 糖 能抑 制 青 霉 素 的 合 成 ， 而 加 入 乳 糖 就 无 此 影 响 。 因 为 葡 萄 糖 的 分 解 产 物 阻 抑 青 霉 素 合 成 中 的关 键 酶 （ 酰 基 转 移 酶 ） 的 产 生 ， 导 致 青 霉 素 不能 合 成 。 而 乳 糖 氧 化 缓 慢 ， 它 被 水 解 为 可 利 用的 单 糖 的 速

48、 度 恰 好 符 合 青 霉 生 长 后 期 合 成 青 霉素 的 需 要 。 第 五 节 抗 生 素 的 主 要 作 用 机 制 一 、 抑 制 细 胞 壁 的 合 成 多 种 抗 革 兰 阳 性 菌 的 抗 生 素 ， 主 要 与 抑 制 肽 聚糖 的 合 成 有 关 ， 而 肽 聚 糖 合 成 的 阻 断 ， 就 使 得 细 胞 壁 无 法 完 全 形 成 。 肽 聚 糖 的 合 成 以 大 肠 埃 希 菌 ， 其 肽 聚 糖 的 生 物 合成 分 为 三 个 阶 段 ：1、 基 本 单 元 的 形 成 肽 聚 糖 是 由 N-乙 酰 胞 壁 酸（ MurNAc） 、 N-乙 酰 葡 萄

49、 糖 胺 （ GlcNAc） 及短 肽 侧 链 组 成 。 它 的 前 体 物 质 是 UDP-MurNAc-五 肽 和 UDP-GlcNAc。 UDP-GLcNAc由 糖 酵 解 的 中 间 产 物 6-磷 酸 果 糖 生 成 ， UDP-GlcNAc与 磷 酸 烯 醇 式 丙 酮 酸 缩 合 ， 双 键 还 原形 成 UDP-MurNAc， L-Ala、 D-Glu和 间 -DAP相 继 加 到 UDP-MurNAc上 ， 生 成 中 间 物 胞 壁 酰三 肽 。 所 有 的 反 应 均 在 细 胞 质 内 。 2、 单 体 的 形 成 及 跨 膜 转 运 3、 肽 聚 糖 链 的 组 装

50、 及 三 维 结 构 的 构 建 合 成 的 最 后 几 步 是 由 几 种 酶 催 化 完 成 ； 转 糖 基 酶 转 肽 酶 D-羧 肽 酶 内 肽 酶 反 应 发 生 在 细 胞 质 膜 外 表 面 . 金 黄 色 葡 萄 球 菌 五 肽 中 第 三 位 氨 基 酸 是 Lys， 而 不 是 DAP； 第二 位 氨 基 酸 是 Gln， 而 不 是 Glu。 二 糖 五 肽 合 成 后 ， 五 个 Gly分 子 通 过 肽 键 连 接在 Lys的 -NH2上 转 肽 反 应 在 五 肽 次 末 端 D-Ala的 羧 基 和 末 端Gly的 氨 基 之 间 。 抑 制 细 胞 壁 肽 聚

51、糖 合 成 的 抗 生 素 有 ：1） 环 丝 氨 酸 2） 万 古 霉 素 和 杆 菌 肽3） -内 酰 胺 类 抗 生 素 ， 如 青 霉 素 和 头 孢 菌 素 二 、 影 响 细 胞 膜 的 功 能 作 用 于 细 菌 细 胞 膜 抗 生 素 对 细 菌 有 较 强 的 杀 伤作 用 ，如 ： 多 黏 菌 素 ， 属 多 肽 类 抗 生 素 ， 分 子 内 含 碱 性 亲 水 性 （ 多 肽 ） 基 团 与 亲 脂 性 脂 肪 酸 链 。 亲 水性 基 团 可 以 与 细 菌 细 胞 膜 磷 脂 上 的 磷 酸 基 形 成复 合 物 ， 而 亲 脂 链 可 以 插 入 细 胞 膜 上

52、的 脂 肪 链之 间 ， 因 而 解 聚 细 胞 膜 的 结 构 ， 使 细 菌 细 胞 膜的 通 透 性 增 加 ， 导 致 细 菌 细 胞 内 的 主 要 成 分 如氨 基 酸 、 核 酸 和 钾 离 子 等 渗 漏 ， 细 菌 因 而 死 亡 。 短 杆 菌 肽 ： 为 多 肽 类 抗 生 素 ， 对 革 兰 阳 性 菌 有 较强 的 杀 菌 作 用 ， 其 分 子 的 氨 基 酸 侧 链 也 有 亲 水 性和 输 水 性 两 种 基 团 ， 也 可 与 细 胞 膜 的 脂 蛋 白 或 脂质 结 合 ， 影 响 细 菌 细 胞 膜 的 通 透 性 和 其 他 功 能 。两 性 霉 素 B

53、是 一 种 抗 真 菌 的 抗 生 素 ， 对 新 型 隐 球菌 和 白 假 丝 酵 母 菌 等 具 有 良 好 的 抗 菌 作 用 ， 其作 用 机 制 主 要 是 能 和 敏 感 菌 细 胞 膜 上 的 甾 醇 部分 结 合 而 改 变 了 膜 的 通 透 性 ， 使 细 胞 内 钾 离 子和 其 他 成 分 渗 出 膜 外 ， 从 而 抑 制 了 真 菌 的 生 长 。 三 、 干 扰 蛋 白 质 合 成 抑 制 蛋 白 质 合 成 过 程 的 抗 生 素 较 多 ， 主 要 有氨 基 糖 苷 类 、 四 环 素 类 、 大 环 内 酯 类 以 及 其 他一 些 抗 生 素 。 它 们

54、作 用 于 蛋 白 质 的 起 始 、 延 长 、终 止 各 阶 段 的 不 同 环 节 。 如 ： 链 霉 素 对 蛋 白 质 的 起 始 、 延 长 、 终 止 各阶 段 均 有 影 响 ， 但 其 作 用 是 能 不 可 逆 地 与 细 菌核 糖 体 30S亚 基 结 合 ， 抑 制 蛋 白 质 合 成 的 起 始及 密 码 子 识 别 阶 段 。 四 环 素 类 与 核 糖 核 蛋 白 体 30S亚 基 16SrRNA上靠 近 与 氨 基 酰 -tRNA连 接 的 区 域 形 成 可 逆 复 合 物 ，使 氨 基 酰 -tRNA 不 能 与 结 合 部 位 结 合 ， 阻 断 蛋 白质

55、 合 成 的 肽 链 延 长 。 这 类 抗 生 素 对 细 菌 有 选 择 性毒 性 ， 因 为 原 核 细 胞 中 的 主 动 转 运 体 系 能 使 药 物特 异 性 透 过 细 胞 ， 真 核 生 物 细 胞 却 能 主 动 外 排 此类 抗 生 素 。大 环 内 脂 类 抗 生 素 如 红 霉 素 与 核 糖 核 蛋 白 体50S亚 基 结 合 ， 选 择 性 地 抑 制 原 核 细 胞 蛋 白 质的 合 成林 可 霉 素 与 核 糖 核 蛋 白 体 50S亚 基 结 合 ， 抑 制蛋 白 质 合 成 的 肽 链 的 延 长 。 四 、 抑 制 核 酸 的 合 成如 ： 博 来 霉

56、素 是 引 起 DNA单 链 断 裂 ， 也可 使 DNA一 条 链 上 的 脱 氧 核 糖 和 磷 酸 连接 部 分 断 裂 ， 形 成 缺 口 ， 还 可 抑 制 DNA连 接 酶 和 DNA聚 合 酶 ， 干 扰 DNA的 复 制 。 利 福 霉 素 和 利 福 平 可 直 接 作 用 于 RNA聚 合 酶 而 抑 制 RNA的合 成 ， 主 要 是 特 异 性 抑 制 RNA合 成 的 初 始 步 骤 ，对 原 核 生 物 细 胞 RNA合 成 有 选 择 性 抑 制 作 用 ，低 浓 度 可 抑 制 细 胞 RNA聚 合 霉 ， 而 高 浓 度 对DNA聚 合 酶 几 乎 无 作 用

57、 ， 利 福 霉 素 类 抗 生 素还 能 抑 制 RNA指 导 的 DNA聚 合 酶 （ 逆 转 录 酶 ）和 RNA复 制 酶 。蒽 环 类 抗 生 素 ： 如 阿 霉 素 可 致 DNA断 裂 、 染色 体 交 换 率 增 高 、 染 色 体 畸 变 、 抑 制 DNA复 制 五 、 干 扰 细 胞 的 能 量 代 谢 和 电 子 传 递 体 系 由 于 大 多 数 毒 性 较 强 ， 限 制 在 临 床 上 的 广 乏 应 用 。 如 ： 抗 霉 素 A 是 呼 吸 链 电 子 传 递 体 系 的 抑 制 剂 ，可 以 使 细 胞 色 素 b变 成 还 原 状 态 ， 细 胞 色 素

58、c1变成 氧 化 状 态 ， 抑 制 细 胞 色 素 b和 细 胞 色 素 c1间 的电 子 传 递 。 另 外 ， 抗 霉 素 还 能 抑 制 细 胞 能 量 代 谢中 的 氧 化 磷 酸 化 过 程 ， 其 机 制 可 能 是 阻 抑 电 子 传递 体 系 放 出 的 自 由 能 形 成 高 能 中 间 体 向 ATP生 成的 过 程 。 第 六 节 抗 药 性 常 见 的 临 床 致 病 菌 金 黄 色 葡 萄 球 菌 、 铜 绿 假单 胞 菌 、 变 形 杆 菌 、 大 肠 埃 希 菌 、 志 霍 菌 属 等抗 药 情 况 突 出 。 所 引 起 的 各 种 感 染 已 成 为 临 床

59、治 疗 上 的 一 大 难 题 。 一 、 抗 药 性 的 基 本 概 念 抗 药 性 （ drug resistance） ： 指 在 微 生 物 或 肿 瘤 细 胞 多 次 与 药 物接 触 发 生 敏 感 性 降 低 的 现 象 ， 是 微 生 物对 药 物 所 具 有 的 相 对 抗 性 。 抗 药 性 的 程 度 一 般 以 该 药 对 某 种 微 生 物的 最 小 抑 菌 浓 度 来 衡 量 。 有 些 微 生 物 由 于 具 有 一 些 独 特 的 结 构或 代 谢 ， 天 生 对 药 物 不 敏 感 ， 根 据 抗 药性 的 概 念 ， 就 不 能 称 之 为 抗 药 性 ，

60、这 种现 象 可 称 为 天 然 不 敏 感 性 （ 过 去 称 为 固有 抗 药 性 ） 。 如 ： 铜 绿 假 单 胞 菌 对 多 种 药 物 不 敏 感 。 微 生 物 个 体 对 原 来 敏 感 的 抗 生 素 通 过 遗 传 性 的改 变 而 获 得 了 抗 药 性 ， 可 称 之 为 获 得 抗 药 性 ，常 常 是 临 床 上 不 合 理 用 药 或 长 期 用 药 之 后 表 现出 的 抗 药 性 。 多 重 抗 药 性 （ multiple drug resistance） ： 指 某 一 些 微 生 物 可 同 时 对 两 种 以 上 作 用 机 制不 同 的 药 物 所

61、产 生 的 抗 药 性 ， 也 称 为 多 剂 抗药 性 ， 这 是 由 于 多 重 抗 药 性 菌 株 的 遗 传 物 质上 带 有 多 种 抗 药 性 基 因 。 交 叉 抗 药 性 （ cross drug resistance） ： 有 些 微 生物 对 结 构 类 似 或 作 用 机 制 类 似 的 抗 生 素 均 有 抗 药性 的 现 象 。赖 药 性 （ drug dependence） ： 由 于 基 因 突变 而 致 的 抗 药 性 ， 不 仅 对 该 药 具 有 抗 性 ，而 且 需 要 该 药 物 作 为 特 殊 营 养 因 素 ， 这种 现 象 称 为 赖 药 性 。

62、耐 受 性 （ tolerance） ： 有 一 些 微 生 物 对 药 物 抑 菌 作 用 的 敏 感性 未 改 变 ， 而 对 药 物 的 杀 菌 作 用 具 有 相对 抗 性 ， 即 该 菌 在 最 低 抑 菌 浓 度 时 仍 受到 抑 制 ， 但 最 小 杀 菌 浓 度 提 高 ， 抗 生 素此 时 表 现 的 是 抑 菌 ， 而 不 是 杀 菌 作 用 ，这 种 现 象 称 为 耐 受 性 。 二 、 抗 药 性 产 生 的 遗 传 学 机 制 微 生 物 对 药 物 的 抗 药 性 可 由 染 色 体 或 质 粒 ， 或两 者 兼 有 介 导 。 大 多 数 抗 药 性 由 质 粒

63、 编 码 ， 少数 由 染 色 体 编 码 。 产 生 抗 药 性 的 原 因 可 能 是 染色 体 或 质 粒 上 带 有 与 抗 药 性 有 关 的 基 因 。 如 ： 耐 甲 氧 西 林 金 黄 色 葡 萄 球 菌 ， 带 有 一 种 与抗 药 性 相 关 的 mecA基 因 。 有 些 具 有 多 重 抗 药 性 的 菌 株 ， 可 能 含 有 两 个 以上 的 抗 药 质 粒 ， 或 其 抗 药 质 粒 上 可 能 含 有 多 个抗 药 基 因 。 1、 自 发 突 变 加 药 物 选 择 一 般 认 为 ， 抗 药 菌 所含 的 抗 药 基 因 是 由 敏 感 菌 的 遗 传 物

64、质 自 发 突 变 产生 的 ， 但 突 变 率 极 低 ， 在 10-10-10-6。 极 少 量 的 抗药 菌 存 在 于 大 量 的 敏 感 菌 不 足 为 害 ， 但 经 临 床 频繁 使 用 抗 生 素 后 ， 药 物 杀 死 或 抑 制 敏 感 菌 的 生 长 ，而 抗 药 性 细 菌 继 续 生 长 繁 殖 ， 无 形 中 对 抗 药 菌 起了 选 择 作 用 ， 造 成 抗 药 菌 株 的 大 量 增 殖 ， 形 成 抗药 菌 系 。 许 多 实 验 证 明 ， 抗 药 性 的 产 生 不 是 由 于 微 生 物与 药 物 接 触 而 产 生 的 ， 而 是 自 发 突 变 加

65、 上 药 物选 择 的 结 果 。 2、 细 胞 间 抗 药 性 的 基 因 转 移 染 色 体 上 的 抗 药 性 可 以 通 过 三 种 机 制 由 一 个 细菌 传 递 到 另 一 个 细 菌 ：1） 接 合 带 有 抗 药 性 基 因 的 质 粒 可 自 行 复 制 ，代 代 相 传 ， 并 在 不 同 种 属 间 （ 特 别 是 肠 道 ） 进行 转 移 ， 而 导 致 抗 药 性 的 广 泛 散 播 。 如 ： 1958年 日 本 爆 发 痢 疾 大 流 行 发 现 ： 携 带 黄胺 、 四 环 素 、 链 霉 素 、 氯 霉 素 等 抗 药 基 因 的 大肠 埃 希 菌 在 肠

66、道 内 通 过 接 合 将 多 种 抗 药 性 基 因转 移 给 痢 疾 杆 菌 ， 从 而 抗 药 性 的 散 播 。 2） 转 导 通 过 噬 菌 体 将 细 菌 染 色 体 片 段 由 供 体菌 株 向 受 体 菌 株 转 移 。 当 转 导 片 段 中 含 有 抗 药 性的 遗 传 因 子 时 ， 转 导 将 导 致 抗 药 性 的 传 播 。 但 频率 不 高 。3） 转 化 不 重 要4） 一 些 微 生 态 制 剂 的 活 菌 细 胞 中 可 能 携 带 有 一定 的 抗 药 性 基 因 ， 由 于 广 泛 大 量 地 被 服 用 ， 也可 能 造 成 抗 药 性 的 传 播 。5） 转 座 子 在 细 胞 间 抗 药 性 的 基 因 转 移 中 ， 起重 要 作 用 。 三 、 抗 药 性 产 生 的 生 物 化 学 机 制 是 指 抗 药 菌 遗 传 学 上 的 改 变 在 生 物 化 学 上 的 表 现 。 主 要 有 三 方 面 ： 1、 产 生 使 抗 生 素 结 构 改 变 的 酶 （ 即 钝 化 酶 ） 一 些 抗 药 菌 产 生 能 使 抗 菌 药 物 活