简述抗微生物药常见的作用机制(抗微生物药物的作用机理)
抗微生物药物的作用机理
微生物在制药领域的应用
摘要：1．掌握抗生素的概念、制备、效价的微生物学测定法，了解抗生素产生菌的筛选方法及生产过程。
2．了解微生物在医药工业其他方面的重要应用。关键字：抗生素制备产品质量检测
微生物制药技术是工业微生物技术的最主要组成部分。微生物药物的利用是从人们熟知
的抗生素开始的，抗生素一般定义为：是一种在低浓度下有选择地抑制或影响其他生物机能的微生物产物及其衍生物
抗生素产生菌的分离和筛选
1．土壤微生物的分离2．筛选
3．早期鉴别
4．分离精制
5．药理试验和临床试用抗生素的制备：
菌种
成品包装
微生物发酵的一般工艺也就是利用深层培养，进行微生物发酵生产所需要产品的过程。微生物发酵一般分发酵与提取2个阶段。
发酵阶段：发酵阶段是指微生物菌种在适宜的培养液内，在一定的培养条件下，微生
物生长繁殖，生物合成所需产物的过程。
(1）菌种
发酵所用的菌种都是从自然界分离、纯化及选育后获得的。这些菌种通常采用砂土管或冷冻干燥管保存。要经常进行菌种选育工作，用人工方法加以纯化和育种，才能保持菌种的优良性状不变。菌种制备的整个过程要保持严格的无菌状态。
(2）孢子制备
胞子制备就是将保藏的菌种进行培养，制备大量孢子供下一步植被种子使用。需氧发酵制备孢子一般是在摇瓶内进行，通过振荡，外界空气与培养液进行自然交换获得氧气。所用的培养基要含有生长因子和微量元素，且碳源或氮源不宜过多，从而保证生产大量的
孢子。此外，还要严格控制培养基的 pH 、培养温度、培养时间等条件。
(3）种子制备
种子制备是使有限数量的孢子萌发、生长、繁殖产生足够量的菌丝体，供发酵培养所用。在种子罐内微生物菌丝大量生长、繁殖，因而缩短了下一步发酵罐内菌丝生长的时间。种子罐中的培养液要尽可能与发酵液一致。而且要有易吸收的碳源和氮源。
孢子制备 种子制备 发酵发酵液预处理 提取及精制成品检验
提取阶段
发酵结束后，只有对发酵液中的产物通过一系列物理、化学方法进行分离、提取
及精制，才能得到合乎规定的纯品，此为微生物发酵的提取阶段。
(1）发酵液预处理
多数发酵产品如抗生素存在于发酵液内，有些存在于菌丝内。发酵液预处理包括除去发酵液内的杂质离子（Ca2+、Mg2+、Fe3＋等）以及蛋白质，并利用板框压滤机，使菌
丝与滤液分开，便于进一步提取。
(2）提取与精制提取方法是根据产品的理化性质决定的。目前常用的提取方法有吸附法、溶媒萃取
法、离子交换法和沉淀法。
(3）成品检验
经过发酵与提取得到的成品，应根据药典标准进行检测，检测的项目根据产品的性质而定。如抗生素一般要进行效价测定、毒性试验、无菌试验、热原质试验、水分测定等。
(4）成品分装
生产的成品一股是大包装的原料药，以供制剂厂进行小包装或制剂加工，也有一些
工厂在无菌条件下用自动分装机械进行小瓶分装。
影响微生物发酵的因素
影响发酵的因素有培养基成分、 pH 值、温度、含氧量、泡沫（空气通入后经搅拌形成大量泡沫，应及时用消沫剂消除）及杂菌和噬菌体的污染等。它们互相影响，相制约，对每一个环节都应严格要求。尤其要注意无菌操作，防止杂菌和噬菌体的污染。
发酵药物产品
1．抗生素根据抗生素的化学结构分类(1)6﹣内酰胺类抗生素如青霉素类、头孢霉素类及其衍生物。(2）氨基糖苷类抗生素如链霉素、卡那霉素。
(3）大环内酯类抗生素如红霉素、麦迪霉素等。
(4）四环素类抗生素如四环素、金霉素、土霉素等。
(5）多肽类抗生素多黏菌素、杆菌肽等。
2，维生素
(1）维生素 C (2）维生素B2
(3）维生素B123．氨基酸(1）谷氨酸(2）赖氨酸
4．薛制剂及酶抑制剂
(1）薛制剂①透明质酸蘭②天冬酰胲酵
③胶原酶
④消化酶
⑤青霉素酰化酶
⑥青霉素蘭
我们在医药方面常用的微生物酶制剂有
1．促消化酶类：我们利用微生物生产的种进消化的酶类有蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶和纤维素酶等，能够治疗消化不良、急慢性肠胃炎、食欲不振等疾病。2．消炎酶类：这类酶制剂中常用的比如溶菌酶，具有抗菌、抗病毒、抗炎症、促进组织修复等作用，临床上用于五官科各种粘膜炎症或者龋齿等。
3．抗肿瘤酵类：酶能治疗某些肿瘤，比如大肠杆菌产生的天冬酰胺酶就是一种抗白血病的药物。它的主要作用是水解天冬酰胺成为天冬胲酸和氮。
4．与血液有关的酶类：是由乙型溶血性链球菌产生的链激酶和链道酶，我们习惯上称为“双链薛”。链激酶能激活血浆中的溶纤维蛋白酶原转变成溶纤维蛋白酶，链道酶可以溶解纤维蛋白凝块，所以临床上“双链酶”用于治疗脑血栓及溶解其他部分的血凝块。
5．其他药用鹊类：我们临床上用的其他的药用酶类还有很多种，比如青霉素酶能分解青霉素，能治疗青霉素引起的过敏反应，也可以用于青霉素类药物的无菌检验。葡萄糖酶能防止龋齿。
(2）蘭抑制剂
酶抑制剂是一类主要由微生物产生的小分子生物活性物质，能抑制酵的活性，增强机体免疫力，调节代谢，以达到治疗某些疾病的目的，也可用于某些抗药性细菌感染的治疗。目前发现由微生物产生的抑制剂有几十种，抑肽素是一种由链霉菌产生的蛋白酶抑制剂，可以用来治疗胃溃疡，它能与胃蛋白酶形成复合物从而抑制胃蛋白酶的作用。泛涎菌素是淀粉酵的特异性抑制剂，可以用来防止肥胖症、糖尿病等。小奥德国磨酮具有降血压的作
用。
$．菌体制剂
(1）酵母片
(2）活菌制剂
抗生素的微生物学检测
1抗生素的效价和单位
效价是指抗生素有效成分的含量，也就是在同一条件下比较抗生素的被检品和标准品的抗菌活性，从而得出被检品的效价，我们用百分比来表示表示：
效价＝被检品的抗菌活性／标准品的抗菌活性
抗生素的单位：我们一般采用重量单位，是指以抗生素的生物活性部分为重量作为单位
1ug=1U Img =1000U，抗生素的国际单位： IU (毎毫克含一定单位的标准品，这个单位就是国际单位）
1．抗生素的效价的徹生
物学测定
抗生素的效价测定可以采用物理方法，也可以是化学方法，也可以是微生物学方法，因为微生物学方法反映该抗生素的抗菌活性，而且样品用量少，灵敏度高，我们现在大多采用微生物学方法来测定抗生素的效价。
微生物学方法测定有稀释法、比浊法和琼脂扩散法。其中以琼脂扩散法中的管碟法最常用。管碟法的原理是利用抗生素在培养基里扩散渗透作用比较标准品和待检品两者的对试验菌产生的抑菌圈的大小，最后来判定待检抗生素溶液的效价。计算的方法我们用二剂量法来
计算。
参考文献：《现代生物制药工艺技术、质量监控、新药开发与制药设备实务全书》
微生物制药原理
生物制药以天然的生物材料为主，包括微生物、人体、动物、植物、海洋生物等用来制药。 生物药物的特点是药理活性高、毒副作用小，营养价值高。生物药物主要有蛋白质、核酸、糖类、脂类等。用免疫法制得的动物原料、改变基因结构制得的微生物或其它细胞原料等。
这些物质的组成单元为氨基酸、核苷酸、单糖、脂肪酸等，对人体不仅无害而且还是重要的营养物质。
抗微生物药的抗菌机制有哪些
抗菌的金属材料有银、铜等材料，
各种抗菌金属材料（包括加铜和加银的抗菌不锈钢、表面涂层抗菌不锈钢、抗菌复合不锈钢板）的抗菌机理、特点，应用和开发现状·在普通不锈钢内添加一定量的抗菌金属元素Cu,Ag,Zn等，控制铸造、锻压、轧制以及热处理过程，使抗菌金属元素在不锈钢基体内以一定的大小、形态，均匀弥散地析出，并保证析出相的体积百分比，在不降低普通不锈钢的力学性能和抗腐蚀性能的情况下，赋予其优异的抗菌性能。
微生物产生抗药性的机理
1.加强原水前处理，改善补充水水质
原水中的悬浮粒子、色度物质和其他有机物含有微生物需要的营养，尤其是用地表水作补充水时，污染物质含量更多，需要进行前处理去除。常用混凝和过滤方法作为前处理工艺。
2.投加杀生剂
投加杀生剂是目前循环水微生物控制较为成熟、有效的方法之一。杀生剂又称杀菌灭藻剂、抑制菌剂或杀菌剂等。分为氧化性和非氧化性杀菌剂两大类。
（1）常用氧化性杀生剂。
①氯和次氯酸盐。氯是最常用的杀菌剂，具有高效、快速、广谱、经济、使用方便等特点，对动物性浮游生物和细菌类特别有效，一般只要有 0.5~1 mg/L 余氯维持就可以抑制冷却水中大部分微生物。
②二氧化氯（ClO2）。用二氧化氯作杀菌剂具有剂量小、作用快、效果好的优点。它是一种强氧化剂，其氧化杀生能力是氯的 25~26 倍。
③氯化异氰尿酸。通常使用的是二氯化异氰尿酸钠（DCCNa，商品名为优氯净）、二氯化异氰尿酸钾（DCCK）及三氯化异氰尿酸（TCCA，商品名为强氯精）。浓度在 30~40 mg/L杀生效果较好。
④溴及溴化物。溴为棕红色发烟液体，其性质与氯相似，溶于水后反应生成次溴酸，起氧化杀生作用。次溴酸也可电离，电离后生成 HOBr 和 OBr-，而在高 pH 值的条件下，溴的杀生能力是强于氯的。⑤臭氧。杀生速度较氯快300~600 倍，杀生后分解为氧，对环境无任何污染。
（2）常用非氧化性杀生剂。
①氯酚类。氯酚类化合物是一类应用较早的杀生剂，主要有一氯酚、双氯酚、三氯酚及其钠盐等。
②季铵盐。季铵盐是一种阳离子表面活性剂，广泛应用于冷却水中微生物的控制。它具有较强的杀菌作用，杀灭大多数微生物，具有良好的渗透性和分散性，与大多数水质稳定剂和处理剂相溶，可在较宽的 pH 值范围内使用，对鱼类等毒性小，易于降解，污染小。
③二硫氰酸甲酯。二硫氰酸甲酯又称二硫氰基甲烷，是一种使用广泛的有机硫杀生剂，其形态为黄色或近于无色的针状结晶。二硫氰酸甲酯是一种广谱杀菌剂，对细菌、真菌、藻类和原生动物有很好的杀灭作用，尤其对硫酸盐还原菌有较好的杀灭作用。
④异噻唑啉酮。异噻唑啉酮是一类较新的广谱杀生剂。异噻唑啉酮衍生物纯品的制备和分离工艺比较复杂。用于水处理杀生剂不需分离纯品，只需一步合成这两个异噻唑啉酮衍生物的混合物即可。
⑤戊二醛。戊二醛是一种高效、快速、广谱的杀菌剂，具有水溶性，可与水以任何比例溶解，加水无色、无臭、无腐蚀，适用pH值范围广，能耐高温，是硫酸盐还原菌的专用药剂，本身可以被生物降解。戊二醛的杀生作用主要是对微生物细胞中蛋白质的交联作用。
⑥酰胺类。某些酰胺类化合物对微生物具有很强的杀灭能力。是一种高效广谱的杀生剂，其特点是容易水解，高 pH 值，加热，紫外照射均可加速降解。容易被还原剂脱溴变为无毒的氰乙酸铵而失去杀生活性。在碱性条件下不稳定，一般限用于pH 值＜ 7.5 或 8.0 的系统。
（3）杀生剂使用注意事项。
①杀生剂应与分散剂联合使用。使用分散剂的目的在于分散剂可以把杀死的微生物尸体分散在循环水系统中，可以把污泥从金属表面剥离下来，露出下面没有杀死的微生物，有利于杀生剂的药性会发。杀生剂和分散剂联合使用可明显提高杀生剂使用效果，药性得以充分挥发。
②杀生剂要交替使用避免微生物产生抗药性。由于微生物的抗药性特别强，长期单一的投加杀菌剂会是微生物产生抗药性，因此氧化性杀菌灭藻剂和非氧化性杀菌灭藻剂要交替投加使用。
③温度和 pH 值对杀生剂使用效果的影响。循环水系统温度升高，杀生剂的效果变差，如季铵盐等，温度升高，季铵盐杀生效果变差。pH 对杀生剂的效果有很大影响，所以循环水系统 pH值要保持在稳定状态。
④投加方式。一般考虑冲击式投加药剂，一次性投加大剂量的杀生剂可以让微生物的数量急剧降低，使微生物不易恢复到原来的状态。
⑤浓缩倍数对杀生剂投加量的影响。浓缩倍数低，药剂在循环水系统中停留时间短，杀生剂的效果得不到更好的挥发，既浪费药剂，又浪费水资源。一般循环水系统浓缩倍数控制在 3~5 即可。
3.冷却塔的防护
对冷却塔进行防护，改变微生物的生长条件也能够抑制微生物的生长繁殖。
（1）防止阳光照射。
藻类生长繁殖需要阳光，在没有阳光的条件下，一般不能生存。只要在冷却塔适当部位遮荫，避免阳光直射，藻类繁殖就会减慢甚至停止。一般来说，覆盖冷却塔水域和水池区域以防止阳光照射；冷却塔的进风口加装百叶窗，效果均非常明显。
（2）采用杀生涂料。
为了防止藻类在混凝土冷却塔中传播，可以在涂层中添加杀菌涂层 ( 抗藻涂层 ) 或杀菌剂进行保护。涂层由改性硅酸钠、氧化亚铜、氧化锌等原料组成。
（3）木结构的防护。
木结构冷却塔的构件必须作防真菌腐蚀处理，也可以在年度停车大检修时，对木结构进行补充性防腐处理。
4.定期改变水温、流速和含盐量
如上所述，微生物对温度有不同的适应性，嗜冷微生物最适宜生长温度在 10 ℃左右，中湿微生物最适宜生长温度在 20~35 ℃，嗜热微生物最适宜生长温度在45 ℃左右。所以，定期地提高水温是一种无试剂杀生的好办法。此方法是适当减少通过换热器的循环水，但工艺侧的热量产品流量不变，以便提高循环水温度。当循环水温度足够高且超过了某种微生物的致死温度时，就会导致其死亡。有时用高温水或蒸汽吹洗系统，对控制微生物生长是有效的。
5.系统设计、运行措施
（1）设计考虑。
正确的设计好系统是第一步。为防止产生微生物黏泥和腐蚀，系统设计和安装时应避免滞水区和低流速。因此，应仔细考虑管路路径和阀门位置的选择。
（2）运行维护。
正确的维护运行系统以及定期进行清洗。
（3）选用耐腐蚀材料。
耐蚀材料最好用于易发生微生物腐蚀的地方。金属材料的耐微生物腐蚀性能一般为钛 > 不锈钢 > 黄铜 > 纯铜 > 硬铝 > 碳钢。
（4）阴极保护。
该方法与一般阴极保护类同，即在被保护的金属上连接一块更易氧化的金属作阳极，使被保护金属成为阴极，构成一个原电池或者外加一定电流的电源进行电解。
抗微生物药物的作用机理主要包括哪五个方面
微生物在其生命活动过程中产生的，能以极低浓度抑制或影响其他生物机能的低分子量代谢物。微生物制药利用微生物技术，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，通过分离纯化技术进行提取精制，并最终制剂成型来实现药物产品的生产。生物来源：青霉素，放线菌； 作用对象：抗菌药，抗肿瘤药，抗病毒药，除草剂，酶抑制剂，免疫调节剂； 作用机制：抑制细胞壁合成药，影响细胞膜功能药，干扰蛋白质合成药， 化学结构：抗生素，维生素，氨基酸，甾体激素，酶及酶抑制剂；微生物制药技术是工业微生物技术的最主要组成部分。微生物药物的利用是从人们熟知的抗生素开始的，抗生素一般定义为：是一种在低浓度下有选择地抑制或影响其他生物机能的微生物产物及其衍生物。有人呈建议将动植物来源的具有同样生理活性的这类物质如鱼素、蒜素、黄连素等也归于抗生素的范畴，但多数学者认为传统概念的抗生素仍应只限于微生物的次级代谢产物。 近年来，由于基础生命科学的发展和各种新的生物技术的应用，由微生物产生的除抗感染、抗肿瘤以外的其他生物活性物质的报道日益增多，如特异性的酶抑制剂、免疫调节剂、受体拮抗剂和抗氧化剂等，其活性已超出了抑制某些微生物生命活动的范围。但这些物质均为微生物次级代谢产物，其在生物合成机制、筛选研究程序及生产工艺等方面都有共同的特点，但把它们通称为抗生素显然是不恰当的，于是不少学者认为，把微生物产生的这些具有生理活性（或称药理活性）的次级代谢产物统称为微生物药物。于此微生物应包括：具有抗微生物感染和抗肿瘤的作用的传统的抗生素以及特异性酶抑制剂、免疫调节剂、受体拮抗剂、抗氧化剂等。微生物制药的广阔前景 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。如胰岛素、氨基酸、牛痘等微生物制药技术成熟发展的产物。21世纪初在微生物制药领域中，宝曲这一科研成果成为利用微生物制药成功的典范，尤其是在心脑血管领域占有举足轻重的作用。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。
抗微生物药物的作用机制
众多的微生物种群之间存在方式多样的相互作用。传统上共生的概念被用于描述两个种群之间的密切的关系。总体上所有的共生关系都可以看成是有益的，因为这种共生关系可以维持生态平衡。
微生物种群之间的相互作用和种群内一样也可以区分为负相互作用、正相互作用、中立作用等。
正相互作用可使微生物更有效利用资源，并占领原先所不能占领的生境，增加生长速率、存活时间和抗环境压迫的能力;而负相互作用则会降低某些种群的生长速率、存活数量，但负相互作用作为一种反馈调控调整种群密度，从长远看也有利于种群的生长和存活。
抗微生物药物的主要作用机制
高锰酸钾是由高锰酸根离子和钾离子构成的。
高锰酸钾（Potassium permanganate）是一种强氧化剂，为黑紫色、细长的棱形结晶或颗粒，带蓝色的金属光泽。
高锰酸钾用途用法
高锰酸钾属于盐的其中一种性状与稳定性:该品为黑紫色细长的棱形结晶;带蓝色的金属光泽;式量158.04。味甜而涩。密度2.703克/立方厘米。高于240℃分解，在沸水中易溶，在水中溶解，易溶于甲醇、丙酮，但与甘油、蔗糖、樟脑、松节油、乙二醇、乙醚、羟胺等有机物或易的物质混合发生强烈的燃烧或爆炸。水溶液不稳定。该品水溶液不稳定，遇日光发生分解，生成二氧化锰，灰黑色沉淀并附着于器皿上。
高锰酸钾溶液是紫红色的。药物作用:该品用作消毒剂、除臭剂、水质净化剂。高锰酸钾为强氧化剂，遇有机物即放出新生态氧而且杀灭细菌作用，杀菌力极强，但极易为有机物所减弱，故作用表浅而不持久。可除臭消毒，用于杀菌、消毒，且有收敛作用。
0.1%溶液用于清洗溃疡及脓肿，0.025%溶液用于漱口或坐浴，0.01%溶液用于水果等消毒，浸泡5分钟。
高锰酸钾在发生氧化作用的同时，还原生成二氧化锰，后者与蛋白质结合而形成蛋白盐类复合物，此复合物和高锰离子都具有收敛作用。某些金属离子的分析中也用作氧化剂。也用它作漂白剂、毒气吸收剂、二氧化碳精制剂等。
药理学抗微生物药
内科学是临床医学的一个专科，几乎是所有其他临床医学的基础，亦有医学之母之称。内科学是临床各学科的基础课程。其内容涉及面广，整体性强，它既有自身的理论体系，又与基础医学密切相关，其诊疗原则与方法亦适用于其它临床各科。
然而在学习和应用内科学时，内科学也有它的基础学科，这就是人体解剖学、生理学、病理生理学、病理学、药理学、医学微生物学、人体寄生虫学、医学影像学和诊断学等。做为内科临床医学，还要包括营养学和公共卫生管理、计算机、统计学等内容。在上述学科学习同时，再进一步学习内科学系统的专业知识，如血液系统、神经系统、精神类疾病等等专科疾病诊断治疗学。
微生物对抗微生物药产生抗药性的可能机制有哪些
影印平板培养法，是一种能达到在一系列培养皿的相同位置上出现相同遗传型菌落的接种培养方法 历史:1952年，J. Lederberg夫妇的论文《平板影印培养法和细菌突变株的间接选择》，更好地证明了微生物的抗药性是在未接触药物前自发地产生的，这一突变与相应药物环境毫不相干。
理论:把长有许多菌落的母种培养皿倒置于包有灭菌丝绒布的木质圆柱印章上，使其沾上来自平板上的菌落。然后可把这一“印章”上的菌落一一接种到不同的选择性培养基平板上。待这些平板培养后，对各平板相同位置上的菌落作对比后，就可选出适当的突变型菌株。据报道，用此法可把母平板上10%-20%量的细菌转移到丝绒布上，并可利用这一“印章”接种8个子培养皿。实践:通过影印培养法，就可以从在非选择性条件下生长的细菌群体中，分离出各种类型的突变菌种
