微生物育种-诱变育种摘要：分析了近几年来我国常用的几种物理诱变和化学诱变育种方法的原理、特点以及成功案例等, 为微生物诱变育种提供了依据。综述了其在酶制剂、抗生素、氨基酸、维生素、杀虫剂等高产菌种选育中的应用进展;对该技术与离子束技术、空间技术的结合在微生物菌种选育中的应用前景进行了展望。关键词：诱变；微生物育种；应用进展；展望 微生物与酿造工业、食品工业、生物制品工业等的关系非常密切, 其菌株的优良与否直接关系到多种工业产品的好坏,甚至影响人们的日常生活质量,所以培育优质、高产的微生物菌株十分必要。微生物育种的目的就是要把生物合成的代谢途径朝人们所希望的方向加以引导, 或者促使细胞内发生基因的重新组合优化遗传性状, 人为地使某些代谢产物过量积累,获得所需要的高产、优质和低耗的菌种。作为途径之一的诱变育种一直被广泛应用。目前,国内微生物育种界主要采用的仍是常规的物理及化学因子等诱变方法。此外,原生质体诱变技术已广泛地应用于酶制剂、抗生素、氨基酸、维生素等的菌种选育中,并且取得了许多有重大应用意义的成果。1、诱变育种1.1物理诱变1.1.1紫外照射紫外线照射是常用的物理诱变方法之一, 是诱发微生物突变的一种非常有用的工具。DNA 和RNA 的嘌呤和嘧啶最大的吸收峰在260nm, 因此在260nm 的紫外辐射是最有效的致死剂。紫外辐射的作用已有多种解释,但比较确定的作用是使DNA 分子形成嘧啶二聚体[1]。二聚体的形成会阻碍碱基间正常配对,所以可能导致突变甚至死亡[2]。紫外照射诱变操作简单,经济实惠,一般实验室条件都可以达到,且出现正突变的几率较高,酵母菌株的诱变大多采用这种方法。1.1.2电离辐射γ- 射线是电离生物学上应用最广泛的电离射线之一,具有很高的能量,能产生电离作用,可直接或间接地改变DNA 结构。其直接效应是可以氧化脱氧核糖的碱基,或者脱氧核糖的化学键和糖- 磷酸相连接的化学键。其间接效应是能使水或有机分子产生自由基, 这些自由基可以与细胞中的溶质分子发生化学变化,导致DNA 分缺失和损伤[2]。除γ- 射线外的电离辐射还有X- 射线、β- 射线和快中子等。电离辐射有一定的局限性,操作要求较高,且有一定的危险性,通常用于不能使用其他诱变剂的诱变育种过程。1.1.3离子注入离子注入是20 世纪80 年代初兴起的一项高新技术,主要用于金属材料表面的改性。1986 年以来逐渐用于农作物育种,近年来在微生物育种中逐渐引入该技术[3]。离子注入时,生物分子吸收能量,并且引起复杂的物理和化学上的变化,这些变化的中间体是各类活性自由基。这些自由基,可以引起其它正常生物分子的损伤,可使细胞中的染色体突变,DNA 链断裂,也可使质粒DNA 造成断裂。由于离子注入射程具有可控性, 随着微束技术和精确定位技术的发展,定位诱变将成为可能[4]。离子注入法进行微生物诱变育种, 一般实验室条件难以达到,目前应用相对较少。1.1.4 激光激光是一种光量子流,又称光微粒。激光辐射可以通过产生光、热、压力和电磁场效应的综合应用,直接或间接地影响有机体,引起细胞染色体畸变效应、酶的激活或钝化,以及细胞分裂和细胞代谢活动的改变。光量子对细胞内含物中的任何物质一旦发生作用, 都可能导致生物有机体在细胞学和遗传学特性上发生变异。不同种类的激光辐射生物有机体,所表现出的细胞学和遗传学变化也不同[5]。激光作为一种育种方法,具有操作简单、使用安全等优点,近年来应用于微生物育种中取得不少进展。1.1.5 微波微波辐射属于一种低能电磁辐射, 具有较强生物效应的频率范围在300MHz~300GHz,对生物体具有热效应和非热效应。其热效应是指它能引起生物体局部温度上升。从而引起生理生化反应;非热效应指在微波作用下,生物体会产生非温度关联的各种生理生化反应。在这两种效应的综合作用下,生物体会产生一系列突变效应[6]。因而,微波也被用于多个领域的诱变育种,如农作物育种、禽兽育种和工业微生物育种,并取得了一定成果。1.1.6 航天育种航天育种,也称空间诱变育种,是利用高空气球、返回式卫星、飞船等航天器将作物种子、组织、器官或生命个体搭载到宇宙空间, 利用宇宙空间特殊的环境使生物基因产生变异,再返回地面进行选育,培育新品种、新材料的作物育种新技术。空间环境因素主要有微重力,空间辐射,以及其它诱变因素如交变磁场,超真空环境等,这些因素交互作用导致生物系统遗传物的损伤,使生物发生诸如突变、染色体畸变、细胞失活、发育异常等。航天育种较其它育种方法特殊, 是航天技术与微生物育种技术的有机结合,技术含量高,成本高,个体研究者或一般研究单位都难以实现,只能与航天技术相结合,由国家来完成。2．1 化学诱变2.1.1 烷化剂烷化剂能与一个或几个核酸碱基反应,引起DNA 复制时碱基配对的转换而发生遗传变异, 常用的烷化剂有甲基磺酸乙酯、亚硝基胍、乙烯亚胺、硫酸二乙酯等。甲基磺酸乙酯( ethylmethane sulphonate ,EMS) 是最常用的烷化剂,诱变率很高。它诱导的突变株大多数是点突变，该物质具有强烈致癌性和挥发性,可用5%硫代硫酸钠作为终止剂和解毒剂。N- 甲基- N'- 硝基- N- 亚硝基胍( NTG) 是一种超诱变剂,应用广泛,但有一定毒性,操作时应该注意。在碱性条件下,NTG 会形成重氮甲烷(CH2N2),它是引起致死和突变的主要原因。它的效应很可能是CH2N2 对DNA 的烷化作用引起的[2]。硫酸二乙酯( DMS) 也很常用,但由于毒性太强,目前很少使用。乙烯亚胺,生产的较少,很难买到。使用浓度0.0001%~0.1%,高度致癌性,使用时需要使用缓冲液配置。2.1.2 碱基类似物碱基类似物分子结构类似天然碱基,可以掺入到DNA 分子中导致DNA 复制时产生错配,mRNA 转录紊乱,功能蛋白重组,表型改变。该类物质毒性相对较小,但负诱变率很高,往往不易得到好的突变体。主要有5- 氟尿嘧啶( 5- FU) 、5- 溴尿嘧啶( 5- BU) 、6- 氯嘌呤等。程世清等[25]用5- BU 对产色素菌( 分枝杆菌T17- 2- 39) 细胞进行诱变,生物量平均提高22.5%.2．1.3 无机化合物诱变效果一般,危险性较小。常用的有氯化锂,白色结晶,使用时配成0.1%~0.5%的溶液, 或者可以直接加到诱变固体培养基中,作用时间为30min～2d。亚硝酸易分解,所以现配现用。常用亚硝酸钠和盐酸制取,将亚硝酸钠配成0.01~0.1mol/L 的浓度, 使用时加入等浓度等体积的盐酸即可。2.1.4 其他盐酸羟胺,一种还原剂,作用于C 上,使G- C 变为A- T。也较常用,使用浓度为0.1%～0.5%,作用时间60min～2h。此外,诱变时将两种或多种诱变因子复合使用,或者重复使用同一种诱变因子,效果更佳。顾正华等[7]以谷氨酸棒杆菌ATCC- 13761 为出发菌株,经DMS 和NTG 多次诱变处理,获得一株L- 组氨酸产生菌。2、诱变剂2.1 诱变剂的选择在选择诱变剂时, 需要注意诱变剂的专一性, 即某一诱变剂或诱变处理优先使基因组的某些部分发生突变而别的部分即使有也很少发生突变。对诱变剂专一性的分子基础不十分了解万尽管有关的修复途径必定对此有影响, 但它们的关系并不那么简单, 其它各种因素,包括诱变处理的环境条件也能影响突变类型。工业遗传学家很难正确地预言改良某一菌种时需要何种类型的分子水平的突变。因此, 为了产生类型尽可能多的突变体, 最适当的方法是采用几种互补类型的诱变处理。远紫外无疑是所有诱变剂中最为合适的, 似乎可以诱导所有已知的损伤类型。采取有效、安全的预防方法也很容易。在化学诱变剂中, 液体试剂比粉末试剂更易进行安全操作。的另一个不利因素是它有产生紧密连锁的突变丛的趋势, 尽管这种效应在某些体系中能成为有利条件。最后, 必须认识到可能某些特异菌系用某些诱变剂是不能被诱变的。当然这一点通过测定易检出的突变体, 如抗药性突变体或原养型回复突变体的诱变动力学可以相当容易地得到验证。[8]2.2 诱变剂的剂量从随机筛选的最佳效果看, 诱变剂的最适剂量就是在用于筛选的存活群体中得到最高比例的所需要的突变体, 因为这会使在测定效价的阶段更省力。因此在菌株改良以前,为了决定所用诱变剂的最适剂量, 并为突变性的增强技术打下基础, 聪明的做法通常是测定不同诱变剂处理不同菌种时的突变动力学。用高单位突变本身来测定最适剂量有时是不可能的, 因为这种突变的检测很困难。但如使用容易检出的标记如耐药标记, 只要估计到方法的局限性, 还是可以提供一些有价值的资料的。[9]3、原生质体诱变在工业微生物育种中的应用进展3.1 在酶制剂菌种选育中的应用酶制剂是活的有机体产生的有催化活性的蛋白质,是所有新陈代谢过程必不可少的要素。应用原生质体诱变技术对酶制剂的生产菌株进行诱变,已经获得了许多高产菌株。胡杰等[10 ]对沪酿(Aspergillus oryzae) 31042米曲霉的原生质体进行紫外线-氯化锂、N-甲基- N′-硝基-N - 亚硝基胍( N - methyle - N′- nitro - N -nitrosogunidinc, NTG)复合诱变,筛选到8 株高产中性蛋白酶突变株群,其中最高产酶活力为出发菌株的1162倍,为以后的细胞融合、基因组改组等提供了优良的候选文库。3．2抗生素高产菌种选育中的应用抗生素是微生物细胞的次级代谢产物,目前主要采用微生物发酵法进行生物合成。由于生产菌种产量的高低受多步代谢调控的制约,高产菌株的选育也很困难。原生质体诱变作为一种诱变技术,在抗生素的高产菌种选育中已有着广泛的应用。朱林东等[ 11 ] 通过紫外线诱变始旋链霉菌( S treptom ycespristinaespiralis)的原生质体, 得到了产普那霉素为1159g/L的高产突变株,比出发菌株提高10113%。3.3 在氨基酸、生产溶剂及有机酸菌种选育中的应用氨基酸是生物功能大分子蛋白质的基本组成单位,在食品、饲料、医药、化学工业、农业等行业中应用广泛,各国都在大力发展氨基酸生产。发酵法已成为氨基酸生产的主要方法。因此选育高产菌株是氨基酸工业发展的重要方向。生产溶剂和有机酸是微生物的初级代谢产物,原生质体诱变技术在生产溶剂和有机酸生产菌种选育中也取得了成效。3.4 生素菌种选育中的应用维生素是维持人和动物生命活动必需的、但不能自身合成的一类有机物质,在生长、代谢、发育过程中发挥着重要的作用。韩建荣等用激光处理青霉( Penicillium sp) PT95 的原生质体,选育到一株菌核生物量和类胡萝卜素含量均有显著提高的突变株L05。该突变株的菌核生产量提高98.6% ,菌核中的类胡萝卜素含量提高28.3% ,类胡萝卜素产率的增加幅度达到154.0%。3.5 虫菌种选育中的应用苏云金杆菌(B acillus thuringiensis)是从自然界中筛选出来的一大类细菌型微生物杀虫剂,多应用于农林害虫的防治中。王丽红等[ 12 ] 对苏云金杆菌NU- 2的原生质体进行紫外线-氯化锂复合诱变,筛选到的突变株发酵周期从44h缩短到40.3h,晶体蛋白含量提高10.03%。4、 展望未来近年来,随着新的诱变源的出现,原生质体诱变技术的应用也会有新的进展。离子束作为一种新的诱变源,有其特有的作用机理[ 13 ] ,使得离子束诱变具有诱变谱广、变异幅度大、突变率高等优点,其应用也取得了很多重要的成果,特别是运用离子注入选育Vc菌株的成功,为我国的VC 行业增添了活力。航天搭载的微生物菌种,能借助微重力、空间辐射、超真空等综合空间环境因素的转换,在较短时间里创造目前其它育种方法难以获得的罕见基因突变,以此来进行微生物育种是空间技术育种的一个重要的应用领域。利用空间技术对某些抗生素的产量提高及酶制剂研究曾有些可喜的结果。将离子注入、空间技术与微生物原生质体技术结合起来,微生物原生质体诱变技术将会有更加广阔的应用前景。5、结语随着遗传学和分子生物学领域的飞速发展, 许多新型复杂的技术被应用于菌种选育, 如原生质体融合育种技术和基因工程育种技术等, 但是诱变育种技术仍是提供菌株生产能力的重要有效手段。它获得的正突变率相对较高,可以得到多种优良突变体和新的有益基因类型。另一方面,诱变育种存在一定的盲目性和随机性,在实际应用中,研究者应根据出发菌株及实验室条件等具体情况来选择合适的诱变方法。本实验室将物理因子和化学因子结合起来对多种酵母菌株进行复合诱变,均得到了理想菌株。此外,我们正在尝试反复采用几种诱变因子进行多次诱变,以期得到更为理想的菌株。参考文献：[1] Madigan,M.T(美),MartinkoJ.M(美),Parker,J.(美).微生物生物学[M].北京:科学出社,2001:390.[2] 曹友声,刘仲敏.现代工业微生物学[M].长沙:湖南科学技术出版社,1998.[3] 陈义光,李铭刚,徐丽华,等.新型物理诱变方法及其在微生物诱变育种中的应用进展[J].长江大学学报,2005,2(5):46- 48[4] 余增亮.离子注入生物效应及育种研究进展[J].安徽农学院学报,1991,18(4):251- 257.[5] 胡卫红.激光辐照微生物的研究概况[J].激光生物学报,1999,8(1):66- 69.[6] Leach WM.Genetic,growth and reproductive effects of microwave radiation[J].Bull NYAcademicMedicine,1980,55(2):249- 257.[7]顾正华.L- 组氨酸产生菌的选育[J].无限轻工大学学报,2002,21(5): 533- 535.[8]施巧琴,吴松刚.工业微生物育种学(2 版)[M].北京:科学出版社,2003:1- 4,76- 78.[9]戴四发, 黎观红, 吴石金.现代工业微生物育种技术研究进展.微生物学杂志, 2000 年6 月, 20 卷, 2 期.[ 10] 胡杰,潘力,罗立新,等1米曲霉孢子原生质体复合诱变及高活力蛋白酶菌株选育[ J ]1食品工业科技, 2007, 28 (5) :116～1191[ 11 ] 朱林东,金志华1普那霉素产生菌的原生质体诱变育种[ J ]1中国抗生素杂志, 2006, 31 (10) : 591～5941[ 12 ] 王丽红,郭爱莲1苏云金杆菌NU- 2原生质体复合诱变的研究[ J ]1微生物学杂志, 2006, 26 (4) : 23～261[ 13 ] Huiyun Feng, Zengliang Yu, Paul K Chu1 Ion imp lantationof organisms [ J ] 1Materials Science and Engineering, 2006, 54(3- 4) : 49～1201
生素质量分析研究的新进展 - 【关键词】 中国药典2005年版；,,人用药品注册技术要求国际协调会(ICH)；,,认识误区；,,分析方法新动向 摘要： 介绍了中国药典2005年版中收载抗生素品种的特点以及新技术、新方法在新版药典中的应用情况；并对人用药品注册技术要求国际协调会ICH最新增加的指导原则做了介绍；指出现在国内抗生素品种研发存在的几个主要误区；同时简要介绍抗生素分析方法的最新动态。 关键词： 中国药典2005年版； 人用药品注册技术要求国际协调会(ICH)； 认识误区； 分析方法新动向 Advances in quality analysis of antimicrobial agents ABSTRACT This paper revieued as follows: (1) the characteristics of antimicrobial agents monographs and the application of new techniques and methods used in the Chinese Pharmacopoeia 2005 edition; (2) the recent relevant additional guidelines issued by International Conference on Harmonization(ICH); (3) the key domain mistakes of consciousness found in the research and development of antimicrobial agents in domestic market; (4)the recent advances in quality analysis of antimicrobial agents. KEY WORDS The Chinese Pharmacopoeia 2005 edition; International Conference on Harmonization (ICH); Domain mistakes of consciousness; Advances in analytical methods 抗生素类药品是临床中使用最为广泛的药品之一，在治疗感染性疾病方面发挥着极其重要的作用，其质量的优劣直接关系着该类药品在临床上使用的安全和有效。随着科学技术的不断发展，现代分析技术和仪器的应用以及抗生素质量分析工作者的不断努力，近年来我国在抗生素质量分析研究方面取得了许多新的进展，促进了我国现有抗生素的质量提高和新抗生素的研制。本文主要结合中国药典2005年版中收载的抗生素品种的特点，以及国外在新药质量研究中的新动态，提出国内抗生素研发存在的几个误区，并对抗生素分析方法的新动态做简要介绍。 1 中国药典2005年版中收载的抗生素品种的特点和新技术、新方法的应用〔1〕 中国药典各部收载的药品和生物制品是国家为保证药品生物制品质量制订的具有约束力的技术法规。它不仅是强制性的法定标准，而且还将起到指导药品和生物制品生产，保证药品生物制品质量，促进对外贸易的重要作用，同时还作为药品上市后技术监督的法定依据，因此是一部集专业性、技术性、法规性于一体的法典。2005年7月1日开始实施中国药典2005年版，在新版药典中抗生素品种做了一些必要的增加和调整，对某些检查项目进行了相应的修订。......希望对您有所帮助
抗菌兽药合理应用的基本原则是：
（1）有严格的适应证不同的抗菌兽药各有其不同的适应证。青霉素类、四环素类、酰胺醇类、红霉素等主要对革兰氏阳性菌引起的疾病，如猪丹毒、破伤风、炭疽、马腺疫、链球菌性炎症、败血症等有效；氨基糖苷类、酰胺醇类等对革兰氏阴性菌引起的疾病，如巴氏杆菌病、肠炎、泌尿道炎症的效果不错；耐酶青霉素对耐青霉素G金黄色葡萄球菌所引起的呼吸道感染、败血症为首选药物；庆大霉素、多黏菌素类等对绿脓杆菌引起的创面感染、尿路感染、肺炎、败血症等有效。磺胺类主要对大多数革兰氏阴性、阳性细菌如链球菌、肺炎球菌、沙门氏菌、化脓棒状杆菌等均有较高的抑制作用。
（2）选择合适的剂量和疗程抗菌兽药在使用时，一定要选择好所用的剂量和适宜的疗程。一般开始治疗时可选用较大剂量，使血液药物浓度达到较高程度后，再根据病情酌减剂量。药物的疗程可视疾病类型和患畜病况而定。急性感染的病例其疗程不宜过长，可在感染控制后3日左右停药。对于一些慢性感染的则应适当延长疗程，以巩固疗效。否则盲目加大使用剂量会造成药物和经济上的损失，还可使患畜产生不良反应。若用量不足或疗程过短，则起不到治疗作用而使细菌产生耐药性。
（3）联合应用的抗菌兽药之间可发生协同、累加或颉颃作用联合用药如果选择得好即可获得协同和累加作用，以提高疗效，减少抗菌药物用量、减小毒性反应；如果选择得不好则可能出现颉颃作用。所以，联合应用应选择最佳的药物联合。一般情况下应用两种抗菌兽药联合应用，特殊情况下选三种或三种以上的药物联合应用。但在联合用药时，应注意可能出现的配伍禁忌：
①在输液中，有些药物混合后常出现混浊、变色、沉淀及降低抗菌活性。如青霉素G不宜与四环素类、氨基糖苷类、多黏菌素E、两性霉素B、磺胺药钠盐及碳酸氢钠、氨基酸、维生素C、去甲肾上腺素、氯丙嗪等联合静脉注射。
②四环素类与多种药物都有配伍禁忌，适宜单独静脉注射给药。不宜与含铁、钙、铝、镁、铋等药物或饲料同服，因可形成不易溶解的复合体而影响吸收；也不宜与碳酸氢钠同服，因后者可使pH升高而降低其溶解度。
③两种药物合用时，会引起毒性加剧。如氨基糖苷类与头孢菌素类联合，可引起急性肾小管坏死；庆大霉素与速尿合用，会增强耳毒性等。
（4）要有明确的临床指征，避免滥用抗菌兽药根据临床的诊断、患畜的全身状况及感染的轻重选择合适的抗菌兽药，应注意以下几点：
①诊断为病毒病或已被病毒感染者不宜应用。因一般抗菌兽药特别是抗生素都无抗病毒作用。
②患畜发热原因不明者不宜应用。因使用后可使病原微生物不易被检出，使临床表现不典型而影响正确诊断或延误及时治疗。
③尽量避免皮肤、黏膜等局部应用。防止发生过敏反应或引起耐药菌产生。
（5）意外情况的处理如发生过敏反应等意外情况，应沉着冷静，选用适合的药物来解救。
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抗生素是兽医临床上应用最广、效果较好的一类药物，但若乱用、滥用，对生物安全、生态环境和人类健康都会带来严重的危害。因此，在生产中必须合理地使用抗生素，才有可能获得安全、最佳的效果。（1）选择最敏感药物应根据分离菌的药敏试验结果，选择最敏感药物用于实际防治，其效果最为理想。如无条件，则应选用作用强、广谱的、毒性低的抗生素进行预防和治疗。（2）应注意抗生素的联合使用与交替使用总的讲，联合用药一般可提高疗效、减少毒性作用和延缓细菌产生耐药性。联合用药一般适用于：①病原未明确的严重感染或败血症；②一种药物不能控制的混合感染；③容易出现耐药性细菌的感染。联合用药还应注意杀菌药物（青霉素类、先锋霉素类、氨基苷类等）或抑菌药物（四环素类、磺胺类等）间的联合，以达到协同或相加的作用，例如青霉素与链霉素、红霉素与氯霉素、磺胺药与三甲氧苄氨嘧啶等联合使用。（3）应重视肝脏、肾脏功能与抗生素的关系如当肝功能不良时，不应用经肝脏代谢、灭活的四环素、先锋霉素Ⅰ和氯霉素等药物；当肾功能不良时，使用经肾脏排泄的药物用量要适当减量或延长给药时间，以防止因排泄障碍而引发蓄积性中毒。（4）及时分析抗生素治疗失败的原因常见的失败原因大致有：①初步印象诊断与细菌学检查错误；②使用的抗生素选择不当；③使用的药物失效或药量不足、疗程太短或给药方法不当；④药物达不到损害器官组织或者说病害部位；⑤细菌产生耐药性；⑥鸽自身免疫机能低下。
昆士兰大学研究指出，大麻萃取物之一的大麻二酚（Cannabidiol,CBD）能有效杀死革兰氏阳性细菌，如金黄色葡萄球菌、肺炎链球菌；另外，大麻二酚也能杀死对抗生素产生抗药性的细菌，如万古霉素抗药性肠球菌，此研究同步发表于美国微生物学年会（ASM），依实验初步结果，大麻二酚有望成为新一代抗生素。
FDA ：大麻二酚可用于癫痫治疗
大麻由近百种成分组成，仅大麻二酚经FDA认证可用于癫痫治疗，另外也有相关研究也证实可缓解焦虑、疼痛、压力等问题。曾有研究发现，大麻二酚也可协助精神错乱（psychosis）病患减轻幻觉、妄想及其他精神症状。研究负责人Sagnik Bhattacharyya指出，研究找来33名轻度精神病患者，其中16人服用单剂量的大麻二酚，其余17人服用形状像似的安慰剂，经脑部断层扫瞄发现服用单剂量大麻二酚患者的不正常大脑活动受到抑制。
大麻二酚可迅速破坏生物薄膜层
多数研究证据显示，大麻二酚具有无穷的的医疗潜力，但多数研究仅提供大麻二酚成为医疗用途的一种可能性，确切医疗用途需静待临床检测。日前昆士兰大学分子生物科学研究所博士Mark Blaskovich与澳大利亚Botanix制药有限公司合作，针对大麻二酚对不同菌种病株进行相关的研究。Mark Blaskovich表示，他们发现大麻二酚能够破坏菌种的生物薄膜层（biofilm layer），且速度非常惊人，革兰氏阳性细菌可在3小时内杀死，而6至8小时可杀死万古霉素抗药性肠球菌。
为加速BTX 1801用于临床试验的进程，Botanix从去年开始与昆士兰大学分子生物科学研究所合作，该制剂中所使用的大麻二酚是合成物，非天然萃取。目前无论是合成、天然制成的大麻二酚，依目前Mark Blaskovich的研究结果来看，大麻二酚能破坏菌种的生物薄膜层，极有可能新一代抗生素。
上世纪初，英国科学家弗莱明意外在培养皿里发现青霉素，从此人类的医疗进入新的时代，人的寿命也因此而延长。但当人类正要迎来发现抗生素的 100 周年纪念之时，细菌却正以令人瞠目结舌的速度进化中。大多数细菌对系列常用抗生素已产生抗药性。世界卫生组织已经把此现象列为「危机」，与伊波拉病毒、HIV 并列。
去年美国宾州感染「超级细菌」的案例，该菌种携带MCR-1基因，可抵抗一种称作「克痢霉素」（Colistin）的抗生素。「克痢霉素」被视为是治疗高度抗药性细菌最后防线之一。有些人原本健康年轻，感染超级细菌后却难逃一死：一位美国南加州的十二岁小学生，因遭超级细菌「抗甲氧苯青霉素金黄色葡萄球菌」（MRSA）入侵、并发肺炎而死。去年八月，京剧名伶过世。她因为呕吐、发高烧，被判定流感住院，但病情在隔天立刻急转直下，不久就因「败血性休克」过世。从发病入院到过世，仅历时一天。虽然病毒、霉菌都可能引发败血症，但细菌却是最常见的凶手。根据疾管署公布的监视资料，医学中心与区域医院的加护病房里，常见的超级细菌 （如MRSA、CRAB、CRPA、VRE…等等) 感染普遍率都在上升。因此病人在医院加护病房感染超级细菌的机会也越来越高。
尽管有些细菌体内本没有抗药性基因，但当医界运用抗生素不断攻击「训练」之下，能在抗生素魔掌下立足的，自然是具抗药性的菌种。人类只好拼命苦苦追赶加以攻击，最终成为无限的恶性循环。但在这场人与细菌痴缠的拉锯战里，过去十年，抗生素几乎没有突破性的新药。而且在全球人口流动庞大的今日，抗药性细菌的传播速度与广度更快，成为另一种全球性的灾难。
各国科研人员纷纷研究对策，尝试消弭这场破近的危机。近日，一支俄勒冈州立大学的研究团队发表于于 Journal of Antimicrobial Chemotherapy的一项成果，发现了对付抗药细菌的潜在武器。他们认为名为「PPMO」（peptide-conjugated phosphorodiamidate morpholino oligomer）的分子，能够对抗细菌分泌的 NDM-1 酶，而后者正是导致细菌进化出抗药性基因的因素之一。
由于许多种不同的细菌都包含这几种基因，PPMO 分子 可有效攻击多种细菌包含的这几种基因，当这些基因与抗生素接触，当后者与抗生素接触，能恢复抗生素杀死 NDM-1 酶细菌的能力。研究中，科学家使用一种隶属于碳青霉烯分类，广泛被应用的抗生素──美罗培南（meropenem）。他们用美罗培南治疗了受 E. Coli（一种 NDM-1 酶为阳性的细菌）感染的小鼠。俄勒冈州立大学微生物学教授 Bruce Geller 表示：如果接下来在人体实验证明有效，这将让许多失效的抗生素恢复作用，治疗广泛的细菌感染。
参考文献
UN Classifies Antibiotic Resistance as a Crisis, Putting It on Par With Ebola and HIV
futuri *** /un-classifies-antibiotic-resistance-as-a-crisis-putting-it-on-par-with-ebola-and-hiv/
eptide-conjugated phosphorodiamidate morpholino oligomer (PPMO) restores carbapenem susceptibility to NDM-1-positive pathogens in vitro and in vivo
academic.oup/jac/article-abstract/doi/10.1093/jac/dkw476/2691388/Peptide-conjugated-phosphorodiamidate-morpholino?redirectedFrom=fulltext
第四代头孢菌素是近年来开始应用于国外临床的新一代头孢菌素，与第三代头孢菌素相比，抗菌谱更广，抗菌活性更强，对细菌产生的β-内酰胺酶更稳定。目前尚未开始在国内应用，但估计很快就要应用于国内临床。本文概述第四代头孢菌素的概念、分类和特点，展望该类药物在呼吸科等临床各科的应用前景。一、第四代头孢菌素的概念和分类第四代头孢菌素是从第三代头孢菌素发展而来，但与第三代头孢菌素又有明显区别的新一代头孢菌素。从结构上来说，它在第三代头孢菌素分子结构的基础上，在7-氨基头孢稀酸（7-ACA）母核C-3位引入C-3′季铵取代基；从作用机制来说，上述结构的改变使它可以更快地透过革兰阴性杆菌的外膜，对青霉素结合蛋白有更高的亲合力，对细菌的β-内酰胺酶更稳定；从抗菌谱来说，它对革兰阳性球菌有更强的抗菌活性〔1〕。根据分子结构C-7位上侧链不同又可分为两个亚类：2-氨基-5噻唑亚类和5-氨基-2-噻唑亚类。第四代头孢菌素分类和品种详见表1〔2〕。表1 第四代头孢菌素分类2-氨基-5噻唑亚类 5-氨基-2-噻唑亚类cefpirome(头孢匹罗) cefclindincefepime(头孢吡肟) cefozoprancefoselis cefluprenamcefquinone FK-518CP6679 YM-40220CS-461 L-640876DN9550 L-642946DW-751 L-652831MT520TOC-39其中头孢匹罗和头孢吡肟已在国外上市并应用于临床。二、第四代头孢菌素的特点1.抗菌谱更广：头孢匹罗和头孢吡肟对肠杆菌科细菌的抗菌活性要强于头孢他啶和头孢氨噻肟，对铜绿假单孢菌的抗菌活性要优于头孢氨噻肟但略低于头孢他啶。但值得注意的是，第四代头孢菌素对革兰阳性球菌如葡萄球菌属、链球菌属特别是其中的耐青霉素肺炎链球菌的杀菌活性较第三代头孢菌素明显增强。从目前已有的资料来看，在第四代头孢菌素中以头孢匹罗对革兰阳性球菌的抑菌作用最强。应该指出的是，第四代头孢菌素对厌氧菌和甲氧西林耐药的金葡菌（MRSA）作用仍不理想〔3～5〕。2.对β-内酰胺酶有更好的稳定性：与第三代头孢菌素相比，第四代头孢菌素对Richmond-Sykes分类I型由染色体介导的β-内酰胺酶有很好的的稳定性〔6～8〕。值得注意的是，它们对其中由AmpC基因介导的β-内酰胺酶也有很好的稳定性〔9〕。AmpC基因是存在于几乎所有革兰阴性杆菌的编码β-内酰胺酶的结构基因，在一些细菌如大肠埃希菌，AmpC基因表达很低，不足以引起细菌耐药，但另一些细菌如阴沟肠杆菌，弗劳地枸橼酸菌，沙雷菌，铜绿假单孢菌的AmpC基因表达可被诱导，多种β-内酰胺类抗菌药物对它都有诱导作用，可以引起酶水平成百上千倍升高并引起对多种β-内酰胺类抗菌药物的交叉耐药，特别是可以引起对第三代头孢菌素耐药，因此由它引起的细菌耐药在临床治疗中颇为棘手〔10〕。由于第四代头孢菌素对AmpC基因介导的β-内酰胺酶具有稳定性，所以在革兰阴性杆菌对第三代头孢菌素耐药时可以试用第四代头孢菌素。应该指出的是，第四代头孢菌素对TEM-4、SHV-2、SHV-3、SHV-4等超广谱酶仍不稳定，所以它并非对所有耐第三代头孢菌素的革兰阴性菌都有效〔4，11〕。3.在药代动力学上的特点：如表2所示，第四代头孢菌素的药代动力学特点大致相同。第四代头孢菌素虽然半衰期较短，但血清药物峰浓度高。一次静脉注射2克头孢吡肟在4小时后对铜绿假单孢菌，8小时后对金葡菌，肠杆菌科细菌，链球菌仍有杀菌作用。有报道头孢匹罗等可以有效地透过血脑屏障，在气管粘膜、肺组织的药物浓度分别为其血药浓度的56%、36%〔12，13〕。表2 健康志愿者单次静脉注射第四代头孢菌素药代动力学参数药物名称 静注剂量(g) 血清药物峰浓度(g/L) 半衰期(h) 肾排泄率(%) 蛋白结合率(%)头孢匹罗 2 0.175 1.9 70～90 ＜10头孢吡肟 2 0.133 1.8 80 19三、临床应用前景 已上市的头孢匹罗和头孢吡肟已经成功地应用于呼吸道感染、尿路感染、皮肤软组织感染。但第四代头孢菌素似更适用于严重的医院和社会获得性感染。Carau等〔1〕推荐的第四代头孢菌素适应证及非适应证见表3。表3 第四代头孢菌素适应证和非适应证适应证 非适应证肺炎 厌氧菌感染医院获得性严重社会获得性 甲氧西林耐药金葡/表葡菌(MRSA/MRSE)感染粒细胞缺少合并感染 超广谱酶产生菌株(ESBLs)感染医院感染性败血症细菌性脑膜炎第四代头孢菌素适用于医院感染性肺炎的治疗是由于病原菌特点和第四代头孢菌素的抗菌谱和抗菌活性决定的。以气管插管患者为例，早期病原菌以金黄色葡萄球菌、流感嗜血杆菌为主，而后期则多为肠杆菌科细菌和铜绿假单孢菌，而第四代头孢菌素能有效杀灭这些细菌，所以在明确病原菌之前，选用第四代头孢菌素作为经验性治疗药物是可取的〔14，15〕。严重的社会获得性肺炎主要病原菌为肺炎链球菌、金黄色葡萄球菌、流感嗜血杆菌、卡他莫拉氏菌，这些菌对第四代头孢菌素均很敏感，故有人推荐其作为经验性治疗此类感染的第一线药物〔1〕。有研究表明在治疗严重的社会获得性肺炎中,头孢吡肟和头孢他啶的临床有效率分别为87%、66%〔16〕。在各种原因如化疗、白血病引起的粒细胞缺少合并感染时，头孢他啶曾被成功地应用于经验性抗感染治疗中。但是近年来革兰阳性菌如金黄色葡萄球菌，凝固酶阴性的葡萄球菌、溶血性链球菌感染有上升的趋势，头孢他啶对AmpC基因相关β-内酰胺酶又不稳定，而第四代头孢菌素正好克服了以上两方面的不足，所以有可能取代头孢他啶而成为经验性治疗的首选药物〔1〕。在一个多中心随机治疗粒细胞缺少合并感染的临床试验中，病原菌以表皮葡萄球菌和金黄色葡萄球菌为主，头孢匹罗和头孢他啶都取得了74%的临床有效率，但在细菌清除率上，头孢匹罗（89%）优于头孢他啶（74%），医院感染性败血症的情况与此类似〔17〕。75%的细菌性脑膜炎由脑膜炎双球菌、流感嗜血杆菌、肺炎链球菌引起，入院后还可能继发革兰阴性杆菌、金黄色葡萄球菌感染。由于第四代头孢菌素对上述细菌有很好的杀菌活性并能透过血脑屏障，所以预计它能在治疗脑膜炎感染中取得较好的疗效〔18〕。综上所述，第四代头孢菌素有区别第一、二、三代头孢菌素的某些特点，如抗菌谱更广、对β-内酰胺酶更稳定、血药浓度高、可透过血脑屏障等。初步的临床应用结果也证明了此类药物的某些优越性。预计该类药物很快就将进入国内，究竟其在呼吸科及其他临床各科的应用价值如何，有待于广大临床医生的客观评价。3.1四代头孢结构特征是3.1.1 在主核的7位连有2-氨基噻唑-a-甲氧亚胺基乙酰基侧链。3.1.2 3位存在的季胺基团与分子中的羧基形成内盐。3.2其性能特征是3.2.1对青霉素结合蛋白（PBPS）有高度亲和力；3.2.2可通过革兰阴性菌外膜孔道迅速扩散到细菌周质并维持高浓度；3.2.3具有较低的β-内酰胺酶亲和性与诱导性，对染色体介导的和部分质粒介导的β-内酰胺酶稳定。第四代头孢菌素对革兰阳性菌、阴性菌、厌氧菌显示广谱抗菌活性，与以往的第三代品种相比，增强了抗革兰阳性菌活性，特别对链球菌、肺炎链球菌等有很强的活性，头孢匹罗和头孢唑兰对一般头孢菌素不敏感的粪链球菌亦有较强作用，头孢噻利还有较强的抗甲氧西林金黄葡萄球菌（MRSA）活性。这些品种对弗氏柠檬酸杆菌、阴沟肠杆菌有较强活性，抗铜绿假单胞菌作用均可与头孢他啶匹敌。
海洋生物来源药物先导化合物的研究进展【摘要】海洋生物中活性物质丰富，本篇文章对国内外近3年来从海洋生物中分离提取到的萜类化合物以及糖苷类化合物进行了归纳，并对其研究趋势进行了展望。这些新发现的萜类化合物广泛分布于海藻、珊瑚、海绵以及一些海洋真菌等海洋生物中，主要以单萜、倍半萜、二萜、三萜结构型式存在；而糖苷类化合物在海藻、海绵、海参、海星等海洋生物中发现大部分以糖苷脂、甾体糖苷、萜类糖苷型式存在。【关键词】海洋生物萜类化合物糖苷类生物活性【Abstract】Marineorganismshowsomeimportantbiologicalactivities.Thispaperreviewsterpenoidsandglycosidesfrommarineorganismathomeandabroadsince2005,andprovidesscientificevidenceforreasonableexploitationandapplication.Terpenoidsaremainlyoccurredonmarinealgae,coral,spongeandsomefungibymonoterpene,sesquiterpene,diterpeneandtriterpene.Andglycosideswithstructuresoflipid,steroidandterpenoidaredistributedtomarinealgae,sponge,seacucumberandstarfish.【Keywords】Marineorganism;terpenoid;glycoside;bioactivity海洋是生命之源，由于海洋环境的特殊性，具有高压、低营养、低温（特别是深海）、无光照以及局部高温、高盐等生命极限环境，海洋生物适应了海洋独特的生活环境，必然造就了海洋生物具有独特的代谢途径和遗传背景，必定也会有新的、在许多陆地生物中未曾发现过的新结构类型和特殊生物活性的化合物。萜类物质是一类天然的烃类物质，其分子中具有异戊二烯(C5H8)的基本单位。故凡由异戊二烯衍生的化合物，其分子式符合(C5H8)n通式的均称萜类化合物(terpenoids)或异戊二烯类化合物（isopenoids）。但有些情况下，在分子合成过程中由于正碳离子引起的甲基迁移或碳架重排以及烷基化、降解等原因，分子的某一片断会不完全遵照异戊二烯规律产生出一些变形碳架，它们仍属于萜类化合物。海洋生物中萜类化合物主要以单萜、倍半萜、二萜、二倍半萜为主，三萜和四萜种类和数量都较少，且大部分以糖苷形式存在。萜类化合物是海洋生物活性物质的重要组成部分，广泛分布于海藻、珊瑚、海绵、软体动物等海洋生物中，具有细胞毒性、抗肿瘤活性、杀菌止痛等活性作用。糖苷的分类有多种方法，按照在生物体内是原生的还是次生的可将其分为原生糖苷和次生糖苷（从原生糖苷中脱掉一个以上的苷称为次生苷或次级苷）；按照糖苷中含有的单糖基的个数可将糖苷分为单糖苷、双糖苷、三糖苷等；按照糖苷的某些特殊化学性质或生理活性可将糖苷分为皂苷、强心苷等；按照苷元化学结构类型可分为黄酮糖苷、蒽醌糖苷、生物碱糖苷、三萜糖苷等，海洋类的糖苷大部分是按照此特点分类的，主要包括鞘脂类糖苷、甾体糖苷、萜类糖苷和大环内酯糖苷等，在很多海洋生物如海藻、珊瑚、海参、海绵等中均发现有糖苷类化合物存在。已有的研究表明海洋糖苷类成分大都具有抗肿瘤、抗病毒、抗炎、抗菌、增强免疫力等生物活性。抗白血病和艾氏癌药物阿糖胞苷Ara-C(D-arabinosylcytosine)1、抗病毒药物的Ara-A2以及Ara-C的N4-C16-19饱和脂肪酰基化衍生物3是海洋糖苷类药物成功开发的典范〔1〕。本篇文章对国内外自2005年来从海洋生物中分离提取到的萜类化合物以及糖苷类化合物进行了总结。1萜类化合物1.1单萜2005年M.G.Knott等人〔2〕对从红藻Plo
头孢菌素抗生素是从头孢菌素的母核下氨基头孢烷酸接上不同侧链而制成的半合成高效抗生素，其特点有：①抗菌谱广；②引起的过敏反应比青霉素低，约为青霉素的1/4，特别是引起过敏性休克的病例比青霉素少，使用较为安全；③对酸及各种细菌产生的β 内酰胺酶有较稳定的特点；④其机理类似青霉素，也能与细胞膜上的不同青霉素综合蛋白结合，且细菌对头孢菌素类与青霉素类之间有部分交叉耐药现象；⑤药物不良及应、毒副作用低。 头孢菌素类抗生素，根据其抗菌作用特点和临床应用不同，可分为三代头孢菌素。第一代头孢菌素主要用于耐药金葡菌所致的感染，对革兰阳性菌的抗菌作用最强。第二代头孢菌素多用以治疗大肠杆菌、克雷伯菌、肠杆菌、吲哚阳性变形杆菌等敏感菌所致的各种感染。二者都是尿路感染的常用药。第三代头孢菌素对革兰氏阴性杆菌的作用最强，且对肾脏基本无毒性，多用于治疗尿路感染重症以及危及生命的败血症。头孢菌素类抗生素用药比较安全，偶可见过敏性休克、哮喘及速发型皮疹等，青霉素过敏者约有5%～10%对头孢菌素有交叉过敏反应。静脉给药可发生静脉炎。第一代的头孢噻吩、头孢噻啶和头孢氨苄大剂量时可出现肾毒性，这与近曲小管细胞损害有关。第三代头孢菌素偶见二重感染或肠球菌、绿脓杆菌和念珠菌的增殖现象，使用时要随时加以调整。头孢孟多、头孢哌酮高剂量使用时可出现低凝血酶原血症，需要加以注意。 赞
早在19世纪人们就已经注意到微生物间的拮抗现象。1876年，J.廷德尔发现青霉属的菌株能使试管中的细菌死亡；1877年，和J.F.朱伯特科学地阐述了细菌间的拮抗作用;1885年,V.巴贝斯在固体培养基上观察到葡萄球菌抑制其他葡萄球菌和炭疽杆菌生长的现象;1888年,E.弗罗伊登赖歇注意到绿脓杆菌和磷光杆菌有抑制其他微生物的能力;1894年,..梅契尼科夫研究了绿脓杆菌对霍乱弧菌的抑制，并注意到空气和水中的细菌也有抑菌作用。1929年，A.弗莱明发现在污染青霉菌落周围的葡萄球菌有被溶解的现象，并把青霉产生的杀死葡萄球菌的物质命名为青霉素。1939～1940年，E.B.钱恩、H.W.弗洛里再次研究青霉及其所产生的青霉素,1941年获得提纯制品,次年用于临床，治疗细菌感染的疾病,这是第一个用于医疗的抗生素1944年S.A.瓦克斯曼等从链霉菌中发现了链霉素，并用于治疗结核病和细菌感染的疾病。从此人们对微生物产生抗生素的研究活跃起来，至今已发现微生物产生的抗生素约6000个,有实用价值的已有100多种。产生抗生素的微生物大部分是土壤微生物，种类有丝状真菌、酵母、细菌和放线菌等，分布广泛。在已发现的抗生素中，由真菌产生的约占13%，由地衣产生的在1%以下,由细菌产生的约占12%，由放线菌产生的约占67%。在放线菌所产生的抗生素中，约90%是由链霉菌产生的。抗生素是微生物次级代谢产物，对微生物本身的生存影响不大。不同种微生物能产生同一种抗生素，同一种微生物也能产生结构不同的抗生素。1976年，中国医学科学院抗生素研究所从济南游动放线菌的培养液中，分离出创新霉素，在临床上对志贺氏菌引起的痢疾和大肠杆菌引起的败血症、泌尿系统感染、胆道感染有一定疗效，是中国发现的一个新型结构的抗生素。
你是要毕业论文，还是发的文章？说清楚，我这有。
什么是微生物？微生物是泛指肉眼看不到或看不清楚的微小生物。它们体积微小，结构简单。它与人类关系密切，它既能造福于人类，也能给人类带来毁灭性的灾难。微生物学在解决当代重大社会问题中起着重要作用。例如微生物采油技术中，它发挥令人难以想象的巨大作用。它可降低原油的黏度,增加原油的流动性,从而大大提高了原油的采收率。此种技术成本低,设备简单,不伤害地层,不污染环境,而且效益显著。1995～2000 年,斯诺克尔石油技术公司实施该技术且获得很好的效益[1]。而日本则把光合菌、乳酸菌、酵母菌、发酵丝状菌、放线菌等功能各异的80 多种微生物组成的一种活菌制剂。这些微生物组合在一个统一体中，互相促进，共同构成一个复杂而稳定的具有多元功能的微生态系统，可抑制有害微生物，尤其是病原菌和腐败细菌的活动，促进植物生长。该技术在自然农法中广泛应用。随着国民经济的发展，微生物的应用也越来越广泛。在生物制药、能源、环保、食品、工业等方面，微生物都扮演着重要的角色。然而，微生物在给人类提供诸多好处的同时，也带来了许多不可忽视的负面影响。我们用的化妆品含有多种营养成分,为微生物的生长提供了适宜的环境,在生产、储藏和使用过程中极易受到微生物的污染。化妆品中常见细菌主要以芽胞杆菌属、假单胞菌属、葡萄球菌属为主,这几个属的细菌在自然界分布广泛,对环境抵抗力较强,污染机会较多[2]。真菌主要有木霉属、曲霉属、根霉属、脉孢菌属、短梗霉属、假丝酵母属和红酵母属等,这些菌也是自然环境中常见的霉菌和酵母[3]。受到微生物污染的化妆品不但产品腐败变质,更重要的是致病微生物污染会对人体健康产生危害。别外饮水机污染也已成为不可忽视的卫生问题,有的饮水水质量已经远远达不到合格饮用水的卫生质量,所谓的纯净水、矿泉水等已不能直接饮用,主要是被大肠杆菌等微生物污染。这种状况很可能加重夏秋季肠道病的流行。研究人员还指出，室内空气也存在着微生物污染，它可引起人体出现眼刺激感、哮喘、过敏性皮炎、过敏性肺炎和传染性疾病，重者甚至因感染而死亡。室内建筑材料和家用电器是室内空气的主要污染源，它不仅能释放出对人体有害的化学物质，同时也为微生物的孳生提供了有利的条件。由此可见，微生物与人类的关系非常密切，它不仅造福与人类，也会伤害人类。因此我们应该正确地认识微生物，并利用它保护环境、造福人类，这是我们的期望也是我们每个人义不容辞的责任。