微生物藥物的分類

二 微生物藥物的分類 一 抗生素類藥物 二 維生素類藥物 三 氨基酸類藥物 四 核苷酸類藥物 五 酶與輔酶類藥物 六 酶抑制劑 七 免疫調節(jié)劑 八 甾體類激素 一 抗生素類藥物 定義 抗生素是細菌 放線菌和真菌等微生物在其生命活動過程中所產生的 或由其他方法獲得的 能在低微濃度下有選擇地抑制或影響其它物種功能的有機物質 來源 1 生物合成2 化學合成或半合成 抗生素的命名 凡是由動植物或菌類產生的抗生素 其命名根據動物學 植物學或菌屬學的名稱而定 例如 青霉素 鏈霉素 蒜素 魚素等 抗生素的化學結構或性質已經明確可根據其族命名 例如 四環(huán)素 環(huán)絲氨酸等 對一些有紀念意義或按抗生素產生菌的出土地方命名及習慣上已采用的俗名任可繼續(xù)使用 例如 創(chuàng)新霉素 廬山霉素 平陽霉素 土霉素等 抗生素種類繁多 性質復雜 用途又是多方面的 因此對其進行系統(tǒng) 完善的分類有一定的困難 只能從實際出發(fā)進行大致分類 分類依據 1 生物來源2 作用對象3 作用機制4 生物合成途徑5 化學結構 1 根據抗生素的生物來源分類 微生物是產生抗生素的主要來源 可分為 放線菌產生的抗菌素 真菌產生的抗生素 細菌產生的抗生素 植物及動物產生的抗生素 放線菌 真菌 細菌 植物和動物 2 根據抗生素的作用對象分類 按照抗生素的作用對象分類便于應用時參考 1 抗革蘭陽性細菌的抗生素 主要有青霉素 紅霉素和新生霉素等 2 抗格蘭陰性細菌的抗生素 主要有多黏菌素 3 抗真菌的抗生素 主要有放線菌酮 灰黃霉素 兩性霉素等 4 抗結核分枝桿菌的抗生素 鏈霉素 新霉素 卡那霉素等 5 抗癌細胞的抗生素 放線菌素D 絲裂霉素C 阿霉素等 6 抗病毒和噬菌體的抗生素 艾霉素等 7 抗原蟲的抗生素 嘌呤霉素 巴龍霉素等 3 根據抗生素的作用機制分類 按作用機制分類 對理論研究具有重要意義 已有許多抗生素按已知作用機制分類的范例 可分為以下五類 抑制細菌壁合成的抗生素 青霉素 瑞斯托菌素等 影響細胞膜功能的抗生素 多烯類抗生素等 抑制核酸合成的抗生素 如影響DNA結構的博來霉素 柔毛霉素等 抑制蛋白質合成的抗生素 四環(huán)素及寡霉素等 抑制生物能作用的抗生素 如抑制電子轉移的抗霉素 寡霉素等 根據作用機制分類的缺點是 作用機制已經清楚的抗生素還不多 一種抗生素可以有多種作用機制 而不同種類的抗生素也可以有相同的作用機制 如氨基酸糖苷抗生素和大環(huán)內酯抗生素都能抑制蛋白質合成 4 根據抗生素的生物合成途徑分類 按生物合成途徑分類便于將生物合成途徑相似的抗生素互相進行比較 以尋找它們在合成代謝方面的相似之處 按照此方法可分為 氨基酸 肽類衍生物 糖類衍生物 以乙酸 丙酸為單位的衍生物等 這種分類方法的缺點是很多抗生素的生物合成途徑還沒有研究清楚 有時 不同的抗生素可以有相同的合成途徑 5 根據抗生素的化學結構分類 根據化學結構 能將一種抗生素和另一種抗生素清楚的區(qū)別開來 化學結構決定抗生素的理化性質 作用機制和療效 例如對于水溶性堿性氨基酸糖苷類和多肽類抗生素 氨基酸愈多 堿性愈強 抗菌譜逐漸移向革蘭陽性菌 大環(huán)內酯類抗生素對革蘭陽性 格蘭陰性球菌和分枝桿菌有活性 有中等毒性和副作用 結構上微小的改變常會引起抗菌能力的顯著變化 根據化學結構分類的代表性抗生素 抗生素是老百姓最熟悉 也是最容易被 抗生素是老百姓最熟悉 也是最容易被 濫用 的藥物 然而說到 濫用 很多人其實并不清楚其中的含義 實際上 凡是超時 超量 不對癥使用或未嚴格規(guī)范使用抗生素 都屬于濫用 一旦發(fā)生以上情況 就可能給患者帶來 四重危害 第一重 毒副作用第二重 過敏反應第三重 二重感染第四重 耐藥 二 維生素類藥物 目前采用微生物發(fā)酵技術生產的維生素類藥物及其中間體有維生素B2 核黃素 維生素B12 氰鈷胺素 2 酮基 L 古龍酸 維生素C原料 胡蘿卜素 維生素A前體 麥角甾醇 維生素D2前體 等 經常吃維生素藥品好不好 90年代以來 服用大劑量維生素的做法已日益流行 不久前美國癌癥研究協(xié)會的調查表明 有43 的人服用多種維生素來防癌 其中55歲 64歲的人里 有24 的人這么做 65歲 65歲以上者 則有54 在美國等一些發(fā)達國家 維生素制品被擺在食品超市中出售 在中國一些城市的某些人群 例如白領女性 某些患者 老年知識分子 醫(yī)護人員 兒童 健康愛好者 安利公司的直銷人員等服用維生素是非常普遍的 理論上 人們完全可以從食物中獲得充分的維生素 而不必額外補充 只要其食物結構達到理想的平衡 但問題是達到這種平衡并不很容易 所以實際上相當多的人飲食并不平衡 維生素缺乏也并不少見 例如偏食的兒童 對體重敏感的青少年 不吃早餐的人等 此時補充適當劑量的維生素是有益的 由中國預防醫(yī)學科學院營養(yǎng)與食品衛(wèi)生研究所主持的一項包括1萬名兒童的大規(guī)模研究表明 補充生理劑量的多種維生素可以促進兒童的生長發(fā)育 提高免疫能力 因此 如果不是只重視維生素補充劑而輕視食物 也不試圖用維生素補充劑代替食物 并且堅持合理使用的原則 那么補充適當劑量的維生素就是可取的 相對來說 維生素A D 即魚肝油制品 是兩種比較 危險 的維生素 在實際應用 主要用于兒童補鈣 中有很多過量中毒的案例 因此服用這兩種維生素時一定要嚴格掌握劑量 不可隨意吃之 大劑量服用維生素的確有效果 即使服用大劑量維生素并不絕對安全 但只要注意掌握劑量 毒副作用是很容易避免的 有些營養(yǎng)專家已經接受這樣的補法 三 氨基酸類藥物 目前氨基酸主要用于生產大輸液及口服液 首先采用微生物發(fā)酵生產氨基酸的是日本科學家木下祝郎 于1956年首創(chuàng)利用谷氨酸棒狀桿菌生產谷氨酸 以后 隨著氨基酸生物合成代謝及其調節(jié)機制的深入研究 人們進而采用人工誘發(fā)缺陷型和代謝調節(jié)型突變株 使氨基酸發(fā)酵生產的品種不斷增多和產量迅速增加 利用微生物細胞內酶將底物轉化為氨基酸也是一種重要的生產方法 這種方法隨著固定化酶技術的興起而得以迅速發(fā)展和廣泛應用 采用微生物發(fā)酵法生產的氨基酸有谷氨酸 脯氨酸 纈氨酸 賴氨酸 胍氨酸 亮氨酸 鳥氨酸 苯丙氨酸 蛋氨酸 蘇氨酸 高絲氨酸 酪氨酸 色氨酸和組氨酸等 利用酶轉化生產的氨基酸有天冬氨酸 丙氨酸 蛋氨酸 苯丙氨酸 色氨酸 賴氨酸 酪氨酸 半胱氨酸 谷氨酰胺及天冬酰胺等 氨基酸在醫(yī)藥上主要用來制備復方氨基酸輸液 也用作治療藥物和用于合成多肽藥物 用作藥物的氨基酸有一百幾十種 其中包括構成蛋白質的氨基酸有20種和構成非蛋白質的氨基酸有100多種 由多種氨基酸組成的復方制劑在現代靜脈營養(yǎng)輸液以及 要素飲食 療法中占有非常重要的地位 對維持危重病人的營養(yǎng) 搶救患者生命起積極作用 成為現代醫(yī)療中不可少的醫(yī)藥品種之一 谷氨酸 精氨酸 天門冬氨酸 胱氨酸 L 多巴等氨基酸單獨作用治療一些疾病 主要用于治療肝病疾病 消化道疾病 腦病 心血管病 呼吸道疾病以及用于提高肌肉活力 兒科營養(yǎng)和解毒等 此外氨基酸衍生物在癌癥治療上出現了希望 四 核苷酸類藥物 這類藥物一旦缺乏會使機體代謝造成障礙這類藥物優(yōu)點 1 有助于改善機體的物質代謝和能量平衡 2 加速受損組織的修復 促使缺氧組織恢復正常生理功能 臨床上廣泛用于血小板減少癥 白細胞減少癥 急慢性肝炎 心血管疾病等代謝障礙 其中直接用于微生物發(fā)酵法制取的有DNA肌酐酸 5 AMP 黃苷酸 XMP 肌酐 黃苷 鳥苷 腺苷 腺嘌呤等 通過前體發(fā)酵制備的有腺苷酸 AMP 三磷酸腺苷 AMP 輔酶A 胞二磷膽堿等 通過酶轉化法生產的有腺苷酸 肌酐酸 鳥苷酸等 五 酶與輔酶類藥物 基因工程技術 蛋白質工程技術的發(fā)展 使得微生物體可生產其自身沒有的 甚至是自然界不存在的特殊蛋白質和酶 大大擴展了微生物發(fā)酵技術的應用領域 酶工程技術的迅速發(fā)展和應用 也極大地促進了對微生物酶的研究和開發(fā) 以微生物作為酶源的優(yōu)點 生物周期短 成本低 目前可用發(fā)酵法生產的治療用酶有 鏈激酶 膠原酶 脂肪酶 纖維素酶 天冬酰胺酶 葡聚糖酶 淀粉酶 酸性蛋白酶等 輔酶是一小有機非蛋白分子 其用途為在酵素 酶 內載運化學基 許多輔酶是磷化水溶性維他命 但非維他命物質也可能是輔助 如ATP 磷酸基的生化載具 輔酶Q10的功效1 改善心肌代謝 減輕缺血對心肌的損傷 2 增加心輸出量 改善慢性充血狀態(tài)和抗心律失常等作用 3 降低血管收縮壓及舒張壓力 4 改善心血管功能 降低病死 5 延長病人壽命提高生命質量 6 防氧化抗衰老 改善循環(huán)狀態(tài) 六 酶抑制劑 日本梅澤濱夫等率先在微生物發(fā)酵液中探索有價值的酶抑制劑方面進行研究 他們從1956年起 至少發(fā)現了50多種酶抑制劑 臨床上應用較早的酶抑制劑是由棒狀鏈霉菌產生的 內酰胺酶抑制劑 內酰胺酶能水解青霉素等 內酰胺類抗生素中的酰胺鍵 從而使這類抗生素死活 這是細菌對這類抗生素產生耐藥性的主要原因 1976年日本遠藤等報道從桔青霉的代謝產物中發(fā)現一個具有抑制HMG CoA還原活性的物質ML 236 compactin 目前發(fā)現的HMG CoA還原酶抑制劑有數十個 其中已有三個作為降血脂藥物應用于臨床 這類藥物優(yōu)點 針對性強 療效顯著 毒副作用少 耐受性好目前開發(fā)中的微生物來源的酶抑制劑已涉及降血脂 降血壓 抗血栓 抗腫瘤 抗病毒 抗消炎等各種藥物領域 這也是當前微生物藥學研究中的熱門方向 七 什么是免疫調節(jié)劑 免疫調節(jié)劑是一種比較新的白癜風治療方法 是由日本的藤澤藥品工業(yè)醫(yī)藥公司生產的用來抑制白斑處局部皮膚免疫反應的藥膏 很多 但不是全部 使用它的人都取得了成功 曾成功地被用于濕疹的治療 當前 批準的說明書中沒有特別提到白癜風的治療 美國食品與藥品管理委員會規(guī)定現在不支持免疫調節(jié)劑用于白癜風的臨床使用和研究 七 免疫調節(jié)劑 從微生物中最早分離出來的免疫抑制劑是1986年Lazary等人由真菌Pseudeurotiumovalis產生的sequiterpene化合物叫卵假散囊菌素 ovalicin 它是增殖淋巴細胞和淋巴瘤細胞DNA合成的很強抑制劑 由于毒性問題這種藥物至今并沒有在臨床上應用 但是它促進了環(huán)孢素的發(fā)現 在器官移植中第一個真正有選擇性的免疫抑制劑是1983年廣泛應用于臨床的環(huán)孢素A 到目前為止已有近30個屬于不同化學類型和不同微生物來源的免疫抑制劑 八 甾體類激素 以微生物轉化法生產激素獲得成功的第一個實例是美國普強公司 他們于1952年用無根霉菌一步法在11 位置上羥化孕酮獲得成功 而用合成法將氧從12位移到11位則要10個步驟 用微生物所進行的甾體轉化主要有羥化 脫氧 加氫 環(huán)氧化等反應以及側鏈或母核開裂反應等 目前可的松 氫化可的松 潑尼松 地