微生物药物学课件

緒論

第一節微生物藥物的定義和組成

以及微生物藥學的研究內容

抗生素的定義（Waksman，1942）“抗生素是微生物在其代謝過程中所產生的、具有抑制它種微生物生長及活動甚至殺滅它種微生物性能的化學物質。”

抗生素的一般定義“抗生素”是在低微濃度下有選擇地抑制或影響它種生物機能的、是在微生物生命過程中產生的具有生物活性的次級代謝產物及其衍生物。”抗生素與抗菌藥物的區別完全通過化學合成方法製備的磺胺類、氟喹諾酮類和惡唑烷酮類等抗細菌藥物，以及像酮康唑類抗真菌藥物被稱之為抗菌藥物，而不屬於抗生素的範疇。而對於像磷黴素和氯黴素這些原來是來源於微生物的次級代謝產物，但由於結構簡單而用化學合成的方法代替微生物發酵法來生產製備的品種，以及像源於微生物次級代謝產物硫黴素，後完全用化學合成方法製備的一系列碳青黴烯類β-內醯胺抗生素等，通常將其歸納在抗生素的範疇。有關專業名詞在很多國外的文獻中通常可以看到的有：antibiotics;anti-infectiveagents;anti-microbialagents;anti-bacterialagents等。

微生物藥物的定義由微生物（包括重組微生物）在其生命活動過程中產生的、在低微濃度下具有生理活性的次級代謝產物及其衍生物。這些具有生理活性的次級代謝產物包括：具有抗微生物感染、抗腫瘤和抗病毒的所謂傳統的抗生素,以及具有調節原核生物和真核生物生長、複製等生理功能的特異性酶抑制、免疫調節、受體拮抗、抗氧化等作用的化學物質。

初級代謝產物與次級代謝產物

作為藥物的差別第一，初級代謝和次級代謝是完全不同的兩個代謝系統；第二，初級代謝物和次級代謝物的理化特性有著很大的區別，後者為小分子物質，其分子量小於3000，且化學結構多樣性；初級代謝產物與次級代謝產物

作為藥物的差別第三，次級代謝物對產生它的微生物的作用不明顯或沒有作用；第四，初級代謝物作為藥物使用時儘管也有藥理活性作用，但一般往往沒有確定的作用靶點且更多的是作為輔助或營養藥物，而次級代謝物具有確切的作用靶點和明顯的治療效果。初級代謝產物與次級代謝產物

作為藥物的差別微生物產生的初級代謝產物和次級代謝產物都屬於微生物制藥的範疇，但由於前者大多可以從動物臟器中獲得，因此，也常常被作為生化藥物進行描述）。藥物的歸類——根據功能預防藥治療藥診斷藥保健藥有些藥物同時具有預防、治療和保健康復的作用。藥物的歸類——根據來源天然藥物（產物）化學合成藥物廣義的天然藥物強調“來源於各種生物體的化合物”，可以是初級代謝產物也可以是次級代謝產物；而化學合成藥物一般是指通過化學方法合成的小分子化合物。天然藥物的種類生物製品生化藥物抗生素微生物藥物植物藥物中草藥基因工程藥物生物技術藥物等同一種藥物，如果以不同的方式生產，那它可以被歸納在不同的範疇。微生物藥學研究的內容

微生物藥學是藥學的一個分支，它與生化藥學一起構成微生物與生化藥學二級學科。微生物藥學的研究內容包括：微生物藥物生物合成的代謝調控、產物的分離純化、作用機制和耐藥機制的研究、產生菌的菌種選育及尋找新微生物藥物的方法和途徑等。微生物藥物的英文名稱Monaghan(1990年):Biopharmaceutin(與Biopharmacetics的區別)中國抗生素專業委員會（1992年）：MicrobialMedicine（擴大了Antibiotics的內容）生物轉化與現代制藥

微生物或酶的生物轉化過去大多僅涉及到“生物有機”或“生物化工”的領域，而近年來，應用生物轉化技術在很多藥物以及重要中間體的製備過程中發揮了重要作用。而這一技術所涉及的很多內容與微生物藥學所研究的內容相關如，微生物轉化菌種的篩選和選育、生物轉化過程的調節和控制以及轉化產物的分離和純化等。

第二節

從抗生素到微生物藥物

的發展概況

開創抗生素時代的淵源1876年，發現“Tyndall現象”的物理學家Tyndall曾記載過青黴菌屬的一個菌株對細菌的生長有抑制作用，但他認為青黴菌的作用是妨礙細菌吸收氧氣;1877年，Pasteur和Jonbert發現空氣中某些細菌能夠抑制炭疽桿菌的生長，但他們的注意力似乎集中在免疫學上面，而未注意到細菌間的拮抗作用。開創抗生素時代的淵源1885年，Babes用固體培養基及液體培養基試驗出一種微生物可以產生一種物質來阻止另一種微生物的生長。1887年，Garre記述了用明膠培養基檢測拮抗性細菌的方法。1889年，Bouchard注意到銅綠假單胞菌有拮抗其他細菌的能力。1894年，Мечииков研究了微生物間的拮抗作用並指出：“散佈在自然界和人類機體內的微生物，會在對抗傳染病的鬥爭中給予我們很大的幫助”。他建議應用乳酸桿菌來抑制在腸中生長的腐敗微生物。他又詳細描述了細菌給予霍亂弧菌的影響致使霍亂弧菌變成巨大的細胞。這種細菌細胞受到細菌代謝產物作用而引起的形態學上的變化，在其後研究青黴素的作用機制時也有發現。

圖1-1細菌間的相互作用使霍亂弧菌的細胞形態發生改變1、正常的霍亂弧菌2、受球菌作用後的霍亂弧菌

微生物產生拮抗作用的可能原因1、營養物質被消耗。2、培養基的理化性質被改變。3、微生物產生的酶的作用。4、產生毒物或抗生素。5、空間的爭奪。抗生素時代的開創

——青黴素發現的前後（1916~1940年）

1912年，從某種真菌中分離得到曲酸

1913年，從上述真菌中分離得到青黴素酸

1924年，報導白放線菌素和綠膿菌藍素

1927年，報導紫色桿菌素

1929年，報導青黴素（但不受重視）

1931年，發現橘黴素

1936年，枝黴粘毒素

1939年，Dubos發現短桿菌素抗生素時代的開創

——青黴素的發現圖1-2污染的青黴菌抑制周圍葡萄球菌的生長青黴素發現者AlexanderFleming抗生素時代的開創

——青黴素的發現

1929年，Fleming偶爾發現音符型青黴菌對葡萄球菌有拮抗作用。這種青黴菌的液體培養液能夠抑制或殺死多種病原菌，並得到了粗品。但沒有做進一步的研究。1932年Clutterbuck,，1935年Reid對這種青黴菌的代謝產物進行過研究，都認為其性質不穩定而不值得研究。另外，當時都熱衷於飛黃騰達的磺胺類藥物的研究而將其放棄。青黴素的發現

——FloreyandChain的作用Florey是使青黴素重見天日的中心人物，他早期邀請Chain研究Fleming發現的具有抗菌作用的溶菌酶，從而熟悉了關於自然界的抗生物質的大量文獻。他們計畫系統研究這些抗生物質的動機有兩個：一是他們的研究興趣（這是主要的）；二是當時的資助即將結束，而目前申請的課題對醫藥又有一定的用途，容易獲得資助。青黴素的發現

——FloryandChain具體選擇

青黴素研究的原因第一，Fleming已經指出青黴素對葡萄球菌有抗菌作用，他用純度不到5%的粗品進行小鼠實驗，取得了驚人的效果。而當時普遍使用的磺胺藥對葡萄球菌相對來說已經沒有作用。第二，青黴素是一個不穩定的化學物質，對作為生物化學家的Chain來說具有挑戰性，他希望在青黴素提純過程中有所創新。青黴素的發現

——希特利的功勞由於Chain受溶菌酶的影響，認為青黴素也是一種蛋白質，故一直得不到純品。希特利發明了反萃取，使得到了純度很高的青黴素。抗生素時代的開創

——青黴素的工業化生產

1941年，美國政府邀請Chain和Florey到美國幫助開發青黴素的生產。最早採用牛奶瓶固體培養後分離提取。抗生素時代的開創

——實現青黴素工業化生產的主要貢獻1、有機酸等浸沒深層發酵技術已經成熟。2、用X-線照射進行青黴素菌種的誘變育種取得了成功。3、使用玉米漿發酵使青黴素發酵單位有了很大的提高。抗生素發展的黃金時代

這一時期抗生素研究的各個方面都非常活躍，發展迅速，成就也特別多，歸納起來主要是三個方面的貢獻：一是研究系統化——進行了有目的、有計畫的科學研究，並且所使用的方法也十分嚴謹；二是生產方法工業化——建立了大規模的抗生素制藥工業，且產品達到一定的純度以及有明確的作用和療效；三是傳染病治療方式的改變——推廣了化學治療的範圍並開闢了新的用途。

鏈黴素發現者Worksman表1-1早期發現並在臨床應用的一些重要的抗生素品種抗生素名稱產生菌年份能被抑制的主要病原體臨床給藥方法青黴素青黴菌1929革蘭氏陽性細菌和部分陰性細菌注射、口服及外用灰黃黴素青黴菌1939發癬菌及表皮癬菌口服、外用短桿菌素短桿菌1939革蘭氏陽性球菌外用鏈黴素鏈黴菌1944革蘭氏陽性及陰性細菌、結核桿菌注射、外用氯黴素鏈黴菌1947同上、立克次氏體及部分病毒口服、外用多粘菌素多粘桿菌1947革蘭氏陰性細菌注射、外用金黴素鏈黴菌1948革蘭氏陽性及陰性細菌、立克次氏體及部分病毒和原蟲口服、注射新黴素鏈黴菌1949革蘭氏陽性及陰性細菌、結核桿菌局部制黴菌素鏈黴菌1950白念珠菌、酵母菌、阿米巴口服、局部土黴素鏈黴菌1950同金黴素口服、注射粘菌素細菌1950革蘭氏陰性細菌口服、注射四環素鏈黴菌1952同金黴素口服、注射曲古黴素鏈黴菌1952白念珠菌、陰道滴蟲、酵母菌口服、局部紅黴素鏈黴菌1952革蘭氏陽性及陰性細菌、立克次氏體及部分病毒口服碳黴素鏈黴菌1952同上口服抗癌黴素鏈黴菌1953吉田氏肉瘤細胞注射竹桃黴素鏈黴菌1954同紅黴素口服新生黴素鏈黴菌1955革蘭氏陽性細菌口服、注射環絲氨酸鏈黴菌1955革蘭氏陽性細菌及結核桿菌口服兩性黴素B鏈黴菌1956白念珠菌等口服、注射萬古黴素鏈黴菌1956革蘭氏陽性細菌口服絲裂黴素鏈黴菌1956癌及革蘭氏陽性細菌注射巴龍黴素鏈黴菌1956革蘭氏陽性細菌及結核桿菌注射卡那黴素鏈黴菌1958革蘭氏陽性細菌及結核桿菌注射利福黴素鏈黴菌1959革蘭氏陽性細菌及結核桿菌口服、注射其他抗生素的發展抗腫瘤抗生素柔紅黴素、絲裂黴素C、博萊黴素；抗蟲抗生素鹽黴素、莫能菌素、阿弗米丁；農用抗生素春雷黴素、有效黴素、井崗黴素;抗病毒抗生素阿糖腺苷、偏端黴素A等都是目前具有應用價值的天然抗生素。抗生素的發展——

歷年上市的新抗生素數量

年代1940～19501960s1970s1980s1990s2001後合計產品總數47565230266217修飾品數5284627256137抗生素的發展——

2001年以來上市的新抗生素(6種)

抗生素名稱

(英文名)商品名開發單位首先上市備註泰利黴素(telithromycin)KetekAventis法國(2001)酮內酯(由紅黴素修飾)比阿培南(biapenem)OmegacinWyeth-Laderly日本(2002)碳青黴烯(硫黴素衍生物)厄他培南(ertapenem)InvanzMerck&Co.美國(2002)碳青黴烯(硫黴素衍生物)達托黴素(daptomycin)DapcinCubistPharmac.美國(2003)酯肽(由A-21978C修飾)卡帕芬淨(caspofungin)CancidasMerck&Co.美國(2001)脂肽(由PneumocandinB0修飾)米卡芬淨(micafungin)Funguard藤澤藥品日本(2002)脂肽(由PneumocandinA0修飾)半合成抗生素的發展抗生素類別50年代60年代70年代80年代90年代合計青黴素類4（2）12（12）15（15）6（6）1（1）38（36）頭孢菌素類6（6）23（23）10（10）11（11）50（50）碳青黴烯類1（1）2（2）3（3）單環內醯胺類2（2）2（2）氨基糖苷類6（0）5（5）6（2）3（2）1（1）21（5）大環內脂類4（0）3（1）4（2）2（2）2（2）15（7）林可黴素類2（1）1（1）3（2）四環素類4（0）5（5）9（5）氯黴素類3（3）1（1）4（4）多肽類7（0）2（0）2（0）11（0）安莎類1（0）1（1）1（1）1（1）1（1）5（4）抗真菌抗生素12（0）3（0）15（0）抗腫瘤抗生素1（0）14（0）2（2）3（3）1（1）21（7）其他抗生素5（0）2（0）7（0）合計47（5）56（28）53（46）30（27）19（19）204（125）合成品佔有率（％）10.645088.469010061.27半合成抗生素的發展

——6-APA的發現

推動半合成青黴素研究的主要原因是由於當時大量使用青黴素而引起的嚴重的細菌耐藥性問題。

1959年，英國的Chain利用大腸桿菌醯胺酶裂解青黴素G獲得了6-氨基青黴烷酸（6-aminopenicillanic,6-APA）.

同年，英國Beecham公司從6-APA合成了苯乙青黴素，以後又合成了一系列具有抗耐藥菌作用的半合成青黴素半合成抗生素的發展

——7-ACA的發現受半合成青黴素研究成功的啟發，英國Glanxo公司的研究人員，從低活性的頭孢菌素C經化學裂解得到了7-氨基頭孢烷酸（7-aminocephalosporinacid,7-ACA），從此，半合成頭孢菌素的工作開始活躍起來，並大大地推動了整個天然抗生素結構改造工作的開展。目前臨床使用的抗感染抗生素中，發達國家beta-內醯胺類占60%以上，我國占20~30%左右化學修飾的目的——

1）擴展抗菌譜的修飾

通過向青黴素G側鏈導入氨基等的修飾，開發出氨苄西林(ampicillin)與阿莫西林(amoxicillin)等廣譜青黴素；向側鏈導入羧基等的修飾，研製出對銅綠假單胞菌等難控制的革蘭陰性菌也有良好作用的抗菌譜更廣的羧苄西林(carbenicillin)與磺苄西林(sulbenicillin)，繼而開發出呱拉西林(piperacil-lin)與美洛西林(mezlocillin)等活性更強的廣譜青黴素。化學修飾的目的——

2）增強抗菌活性的修飾

天然頭孢菌素C、頭黴素(cephamycins)與頭菌素(cephabacins)抗菌譜廣，但抗菌活性極低，都不能應用。經過適當的修飾非但提高了抗菌活性，而且擴展了抗菌譜。臨床應用的頭孢菌素類抗生素已由第一代發展到第四代，成為當前最重要的一類抗感染藥物。化學修飾的目的——

2）增強抗菌活性的修飾

利用超敏感菌株篩選出的磺醯胺菌素(sulfazecin)等單環β-內醯胺類化合物抗菌活性低微，不能應用。經過大量結構修飾，篩選出的安曲南(azteronam)與卡魯莫南(carumonam)具有很強抗革蘭陰性細菌，包括銅綠假單胞菌活性，已臨床應用。化學修飾的目的——

2）增強抗菌活性的修飾

去掉土黴素的6位氧，制得多西環素(doxycycline)，抗菌譜同四環素，但抗菌活性比四環素強2～8倍。將四環素4位的二甲氨基再導入7位，合成出米諾環素(minocycline)，抗菌活性比四環素強8～12倍。化學修飾的目的——

3）克服耐藥性的修飾

（降低底物對酶的結構適應性）

①向青黴素分子中受β-內醯胺酶攻擊部位附近導入障礙性基團，使酶難與之結合，從而保護青黴素免遭分解。如甲氧西林、萘夫西林、苯唑西林、氯唑西林、二氯西林、氟氯西林等都在β-內醯胺基附近有甲氧基、乙氧基、苯基等空間位阻較大的基團，對青黴素酶穩定，用於治療產青黴素酶的金黃色葡萄球菌、表皮葡萄球菌感染。化學修飾的目的——

3）克服耐藥性的修飾

（降低底物對酶的結構適應性）②向側鏈導入Z-氧亞胺基(肟基)或O-烷基取代的肟基可增強對廣譜β內醯胺酶的穩定性，如頭孢呋辛(cefuroxime)、頭孢噻肟(cefotaxime)與頭孢地尼(cefdinir)等氨噻肟型第三代以及第四代頭孢菌素等，但可被超廣譜β內醯胺酶(氧亞胺β內醯胺酶)分解。化學修飾的目的——

3）克服耐藥性的修飾

（降低底物對酶的結構適應性）③向β-內醯胺環上引入甲氧基或甲醯氨基，增強酶穩定性。如頭孢西丁(cefoxitin)、頭孢美唑(cefmetazole)、頭孢替坦(cefotetan)、頭孢拉腙(cefbuperazone)與頭孢米諾(cefminox)等頭黴素對超廣譜β-內醯胺酶穩定。化學修飾的目的——

3）克服耐藥性的修飾

（消除鈍化酶作用基團）選擇地消去氨基糖苷分子中的某些羥基、烷化氨基或以羥基氨基酸醯化特定的氨基可有效地克服耐藥性：地貝卡星(dibekacin,雙去氧卡那黴素B)；奈替米星(netimicin,N-乙基西梭黴素)；阿米卡星(amikacin，氨羥丁醯卡那黴素)；阿貝卡星(arbekacin)是地貝卡星的1位氨基被(S)-4-氨基-2-羥基丁醯化的新衍生物，活性比阿米卡星強，特別對MRSA有強大的抗菌力，MIC50與MIC90分別為0.39與1.56μg/ml，是一抗MRSA的氨基糖苷。化學修飾的目的——

3）克服耐藥性的修飾

（增辟新作用點）3位為酮基的十四元大環內酯－酮內酯有兩個以上的作用點，如泰利黴素對大環內酯耐藥菌尤其對肺炎球菌有很強作用於2001年上市。賽黴素(cethromycin,ABT-773)是進入臨床試驗的第二個酮內酯，性能與泰利黴素相似，對大環內酯敏感與耐藥的肺炎鏈球菌、化膿性鏈球菌有良好作用，對流感嗜血桿菌、卡拉莫拉菌、奈瑟菌屬、李斯特菌、葡萄球菌(MSSA)、肺炎支原體、衣原體、軍團菌、幽門螺桿菌、棒狀桿菌與革蘭陽性厭氧菌亦有較好作用，對鳥分枝桿菌有中度作用，t1/23.6~6.7h，血清蛋白結合率90%，預期療效與泰利黴素相似。A-217213抗肺炎鏈球菌包括耐大環內酯的菌株活性比泰利黴素強，對金黃色葡萄球菌亦有較強活性。化學修飾的目的——

3）克服耐藥性的修飾

（增辟新作用點）向四環素類抗生素的9位引入甘氨醯氨基得到的甘氨環素類(glycylcyclines)對起源於核糖體保護與外排機制的耐藥菌都有作用。其中替吉環素(tigecycline，叔丁基甘氨醯氨基米諾環素，GRA-936)在低濃度(≥0.12μg/ml)下，即可抑制四環素的高度耐藥菌(MIC≤128μg/ml)，對臨床分離的重要致病菌(包括耐四環素、糖肽與氟喹諾酮類的革蘭陽性菌)有廣泛活性，對MRSA、耐青黴素肺炎鏈球菌(PRSP)與耐萬古黴素腸球菌(VRE)的MIC90分別為0.5、0.03與0.12μg/ml，優於萬古黴素、共殺菌素(synercid)與利奈唑酮(linezolid)，口服300mg，Cmax2.8μg/ml，AUC17.9μg.h/ml，t1/2

長達36h,已進入III期臨床試驗。化學修飾的目的——

3）克服耐藥性的修飾

『增強青黴素結合蛋白(PBPs)親和力的修飾』向β-內醯胺類抗生素分子中導入適當的親脂性取代基，探索既增強PBP2a親和力，又不過分增大血清蛋白結合率的物質。新頭孢菌素MC-02479對革蘭陽性菌有很強抗菌活性，抗MRSA、糞腸球菌與肺炎鏈球菌的MIC分別為0.25~4、0.06~0.5與0.008~1μg/ml。BMS-247243對MRSA的MIC90為4μg/ml。NB-2001抗MRSA活性比萬古黴素強，S-3578對MRSA療效與萬古黴素相似，TAK-599對MRSA的MIC為0.88~4.72μg/ml。4）改善藥物動力學性能的修飾

適當地結構修飾可改善抗生素的藥物動力學性質，如增強穩定性，改善吸收，提高血藥濃度，延緩消除半衰期和提高生物利用度等。4）改善藥物動力學性能的修飾

——增強穩定性的修飾：

（1）消除四環素分子中不穩定部分四環素遇酸，6位羥基與5a位氫脫水形成去水四環素(anhydrotetracycline)失去抗菌活性。經修飾除去6位羥基的6-甲烯基土黴素(美他環素,methacycline)，6-去氧土黴素(多西環素,doxycycline)，米諾環素(minocycline)以及全合成的6-去甲基-6-去氧-6-硫雜四環素(硫四環素，thiatetracycline)等對酸穩定並兼具優異的藥物動力學性能。4）改善藥物動力學性能的修飾

——增強穩定性的修飾：

（2）消除紅黴素分子中不穩定部分紅黴素的6-羥基與9-羰基在酸性下易縮合形成6,9-半縮酮，進而失水轉化成脫水紅黴素與6,9;9,12-螺縮酮而失去抗菌活性。適當地修飾參與上列反應的有關基團，如6-羥基，9-羰基，12-羥基乃至8位質子，均可阻斷此降解反應，提高對酸的穩定性。將紅黴素的6-羥基轉變為6-甲氧基的克拉黴素(clarithromycin)；紅黴素9-羰基肟醚化的羅紅黴素(roxithromycin)；紅黴素肟經Beckmann重排、N-甲基化制得的阿奇黴素(azithromycin)9-紅黴胺經進一步修飾篩選出的地紅黴素(dirithromycin)等對酸穩定，藥物動力學性能都有明顯改善，稱為第二代大環內酯抗生素。4）改善藥物動力學性能的修飾

——增強穩定性的修飾：

（3）消除頭孢菌素分子中不穩定部分頭孢菌素3-位乙醯氧基在體內被酯酶或非酶水解，降解成羥基化合物，使抗菌活性大幅度降低。將R改變成H、烷基、烯基、烷氧基、鹵素等可阻斷此種降解，而保持抗菌活性。以適當的含氮雜環基團取代，非但可阻斷水解，而且可增強抗菌活性。以適當的帶有季氮的雜環取代，與4-位羧基形成內鹽，除阻斷代謝降解，增強抗菌活性之外，還可以增大水溶性，提高胞膜穿透力。第四代頭孢菌素都是這樣的化合物。

4）改善藥物動力學性能的修飾

——增強穩定性的修飾：

（4）硫黴素穩定化修飾

硫黴素(thienamycin)極不穩定，甚至10μg/ml以上濃度自身即加速分解。經化學修飾獲得的亞胺培南(imipenem)增強了穩定性，可注射給藥。抗菌譜廣，抗菌活性強，是當前臨床評價最高的抗生素之一。4）改善藥物動力學性能的修飾

改善吸收提高血藥濃度的修飾：

（1）製備前藥改善口服吸收有些抗生素口服吸收差，製成適當的前藥，可增加口服吸收率，提高血藥濃度。口服氨苄西林250mg，Tmax2.0h，Cmax僅為1.7μg/ml，製成前藥叔丁醯氧基甲酯(ampicillinpivoxil)，口服同樣劑量，Tmax1.5h，Cmax為5.5μg/ml。頭孢帕肟口服吸收率為9.4%，Cmax為0.62μg/ml，其前藥頭孢帕肟乙醯氧基乙酯(cefpodoximeproxetil)口服吸收率提高到58.1%，Cmax可達8.4μg/ml。製備氨苄西林前藥改善口服吸收合成頭孢菌素酯型前藥改善口服吸收4）改善藥物動力學性能的修飾

改善吸收提高血藥濃度的修飾：

（2）引入適當基團提高血藥濃度

向苯唑西林的苯環上導入氯或氟，可提高血藥濃度，如鄰氯西林(cloxacillin)、二氯西林(dicloxacillin)、氟氯西林(flucloxacillin)等異惡唑類青黴素對青黴素酶穩定，血藥濃度明顯高於苯唑西林，用於治療產生青黴素酶的金黃色葡萄球菌感染。林可黴素口服吸收差，且易受進食影響。將其7(R)-羥基轉變成7(S)-氯的克林黴素，口服與肌肉注射後形成的血藥濃度都有明顯提高。引入適當基團提高血藥濃度

藥物RR’劑量(mg)血藥濃度(μg/ml)

苯唑西林HH5004.9

鄰氯西林HCl5009.2

二氯西林ClCl2509.3

氟氯西林FCl2508.8林可黴素口服吸收差，且易受進食影響。將其7(R)-羥基轉變成7(S)-氯的克林黴素，口服與肌肉注射後形成的血藥濃度都有明顯提高。給藥途徑口服肌肉注射抗生素劑量TmaxCmax劑量TmaxCmaxt1/2林可黴素500mg2h2.6μg/ml600mg0.5h1.0μg/ml4~6h克林黴素300mg0.75~2h4μg/ml300mg26μg/ml3.5h4）改善藥物動力學性能的修飾

改善吸收提高血藥濃度的修飾：

（3）修飾側鏈提高生物利用度酯肽類抗生素A-21978不吸收，經Actinoplanesutahensis脫去N-末端的脂肪酸，再重新葵醯化，開發出新抗生素達托黴素(daptomycin)。該抗生素能改變細菌細胞膜電位，阻斷細胞膜輸送氨基酸。主要抗革蘭陽性細菌，包括耐甲氧西林金黃色葡萄球菌(MRSA)、耐萬古黴素的腸球菌(VRE)等革蘭陽性耐藥菌，t1/28.5~9h，24h尿中排泄出60%，蛋白結合率92%。2003年美國FDA批准用於革蘭陽性菌，MRSA與VRE等所致皮膚感染。4）改善藥物動力學性能的修飾

延緩消除半衰期的修飾：利福黴素中的利福平的消除半衰期(t1/2)為2~3h，進一步修飾得到的利福定t1/2為4~5h，利福噴丁為18~30h，利福布丁為36~45h，而利福拉吉則長達55~60h。亞胺培南等碳青黴烯類抗生素消除半衰期較短，亞胺培南、帕尼培南與美洛培南分別為54min、60min與70min，經修飾篩選出的厄他培南(ertapenam)消除半衰期延至3.3~4h，1日靜注1次治療嚴重感染獲得良好療效。

碳青黴烯類抗生素抗菌譜廣，抗菌活性強，且對多數β-內醯胺酶(包括超廣譜β-內醯胺酶)穩定，但消除半衰期較短。

碳青霉烯亚胺培南帕尼培南美洛培南

t1/254min.60min.70min.

近年经修饰制得的厄他培南(ertapenem)t1/2延長到3.3～4h。

5）降低毒副反應的修飾為改善氨苄西林口服吸收，曾將其羧基酯化製成前藥，有些已臨床應用。但有的品種在消化道內水解可產生醛(甲醛或其他醛)而引起消化系統症狀。臨床評價指出：水解不產生醛的前藥如棱氨西林（lenampicillin）等消化系統副作用輕微。5）降低毒副反應的修飾

早期的碳青黴烯有一定中樞神經毒性，可引起痙攣。構效關係研究表明：中樞神經毒性與2位含氮取代基有關。直接向鼠腦中注入亞胺培南(imipenem)引起間歇性與強直性痙攣的ED50分別為11與17μg/小鼠，注入培尼培南(penipenem)引起間歇性與強直性痙攣的ED50分別為29與41μg/小鼠，經過修飾獲得的比阿培南(biapenem)直接注入鼠腦>300μg/小鼠亦不引起間歇性與強直性痙攣，臨床應用中從未出現中樞神經毒性反應。直接向鼠腦中注入碳青黴烯引起痙攣的ED50

碳青黴烯間歇性痙攣強直性痙攣亞胺培南(Imipenem)11μg/鼠

17μg/鼠培尼培南(Penipenem)2941

比阿培南(Biapenem)>300>300比阿培南(Biapenem,Omegacin®)抗菌活性：抗G+活性相當於亞胺培南的1/2~1/4。抗G－活性比亞胺培南強，抗銅綠假單胞菌

活性比亞胺培南強2倍。酶穩定性：對β-內醯胺酶包括超廣譜β-內醯胺酶穩定，對腎脫氫肽酶比美洛培南穩定，藥動力學：Cmax8.8μg/ml(靜滴150mg),t1/21h，24h尿中排除60~70%,血清蛋白結合率3.7~10.2%臨床療效：各科感染有效率87.7%(1101/1255)不良反應：2.2%(29/1340)，未出現中樞神經症狀。

(0.3g×2/div)5）降低毒副反應的修飾

脂肽類抗生素毒性大，且有溶血作用，不能臨床應用。修飾酯肽肺囊康定（pneumocandin）B0與A0分別開發出卡帕芬淨（caspofungin）與米卡芬淨（micafungin）。兩者均為1,3-葡聚糖合成酶抑制劑，作用於真菌細胞壁，具有良好抗真菌活性，且不與現有的抗真菌藥物交叉耐藥，毒副反應遠低於作用於真菌細胞膜的兩性黴素B等多烯類抗生素，已分別於2001與2002上市，用於治療侵襲性麯黴菌病與念珠菌病。6）適應製劑需要的修飾

有些抗生素為了適應製劑要求，需進行必要的修飾。如紅黴素、氯黴素味苦，經修飾製成無味紅黴素(2'-O-丙醯紅黴素十二烷基硫酸鹽)與無味氯黴素(氯黴素棕櫚酸酯)便於服用。四環素經Mannich反應制得的吡咯烷甲基四環素（rolitetracycline）水溶性大，便於注射應用。抗生素的結構修飾的重要性抗生素結構的適當修飾，可擴展天然抗生素的抗菌譜、增強抗菌活性、克服耐藥性、改善藥物動力學性能與降低毒副反應，但不是所有抗生素經過修飾都能如願地得到良好的修飾物。有些天然抗生素僅經過微小的修飾，即全然喪失抗菌活性，而在眾多的修飾物中性能都不如原天然物的實例亦不罕見。在篩選新抗生素困難重重的今天，對獲得的天然物進行適當的修飾是必要的。類別藥物開發程度開發單位頭孢菌素(3種)BAL5788II期臨床試驗BasileaRWJ-54428I期臨床試驗Johnson&JohnsonPPI-0903I期臨床試驗Peninsula碳青黴烯(4種)DoripenemIII期臨床試驗PeninsulaCS-023(R-115685)I期臨床試驗三共/RocheME1036(CP5609)II期臨床試驗明治制果ME1211(L-084)II期臨床試驗明治制果/Roche大環內酯(1種)OPT-80I期臨床試驗Optimer鏈陽黴素(1種)XRP2868I期臨床試驗Aventis四環素(2種)TigecyclineIII期臨床試驗Wyeth-AyerstBAY73-6944(=PTK0796)I期臨床試驗Bayer糖肽/脂肽(4種)Oritavancin新藥申報InterMuneDalbavancinII期臨床試驗VicuronTelavancinII期臨床試驗TheravanceRamoplaninIII期臨床試驗GenomeTherapeutics利福黴素(1種)RifalazilII期臨床試驗ActiBiotics肽脫甲醯酶抑制劑(1種)LMB415I期臨床試驗Novartisβ-內醯胺酶抑制劑(1種)AM-112I期臨床試驗Amura微生物來源的其他生理活性物質

——微生物藥物的最新組成

微生物來源酶抑制劑篩選的先驅－－HamaoUmezawa繼Fleming和Waksman後，在抗生素研究領域中作出卓越貢獻的第三位科學家20世紀50年代，由他領導的科研小組發現了卡那黴素，闡明耐藥機制合成得到了阿米卡星，並很快被應用於臨床。60年代，他把研究方向確立在尋找抗腫瘤抗生素上，首先發現了抗腫瘤抗生素sakamycin。隨後又很快發現了具有臨床應用價值的抗腫瘤抗生素博萊黴素(國內曾稱爭光黴素)，並通過應用定向生物合成原理，篩選獲得了更為有效的第二代博萊黴素——培羅黴素(peplomycin)。梅澤濱夫在其一生的研究生涯中，發現了許多新的抗生素，其中不少已被應用於臨床，為抗生素事業作出了巨大的貢獻。繼Fleming和Waksman後，在抗生素研究領域中作出卓越貢獻的第三位科學家梅譯濱夫的另一個重要貢獻是提出了酶抑制劑的概念(這裏所指的酶是動物和人體內產生的參與各種生命活動的有關的酶，而不是指由微生物產生的諸如β-內醯胺酶等)，對開創從微生物代謝產物中尋找其他生理活性物質的新時代具有深遠的意義。酶抑制劑——

酶學研究的幾個階段第一代的研究是以闡明各種酶的一級結構和高級結構為標誌；第二代的研究以闡明酶的催化機制和限定分解機制為標誌，這對理解酶的生理意義有著重要的作用；對酶抑制劑的研究有可能對炎症、免疫、補體反應、致癌、癌的轉移、病毒感染、肌肉營養障礙和自身免疫等各種疾病的病因予以闡明並提出治療方案，這個領域可被稱為第三代的酶學研究；而從微生物代謝產物中尋找酶抑制劑也正是一個新的研究領域，是學科間相互滲透，共同發展的結果。微生物藥物的最新組成

—已經用於臨床的HMG-CoA還原酶抑制劑開創了治療高脂血症的新紀元普伐他丁洛伐他丁辛伐他丁（合成）氟伐他丁（合成）阿伐他丁（合成）得伐他丁（合成）日本“生命科學與工業”雜誌引述醫藥界權威的評價，認為這種新型藥物對治療高血脂症是一場革命，其深遠影響就如同青黴素治療感染性疾病一樣。微生物藥物的最新組成

—已經用於臨床的alpha-葡萄糖苷酶抑制劑

開創了治療糖尿病的新方法阿卡波糖伏格列波糖米格列醇乙格列酯微生物藥物的最新組成

—已經用於臨床的免疫抑制劑環孢菌素A他克莫司（tacrolimus，FK-506）西羅莫司（sirolimus；也稱雷帕黴素，rapamycin）黴酚酸咪唑立賓

微生物藥物的最新組成

——其他一些已經用於臨床的微生物藥物

免疫增強劑：烏本美司胰脂酶抑制劑：奧利司他抗帕金森氏：溴隱亭耐藥腫瘤細胞外泵抑制劑：PSC833微生物藥物的最新組成

——篩選模型引導的微生物新藥的發現

隨著對各種疾病發生機理的逐步闡明，藥物作用靶的發現以及體外篩選模型的建立（估計目前世界上有3000種左右），使愈來愈多的、以往不可能被發現的微生物來源的生理活性物質被發現並開發成為藥物。微生物藥物的最新組成

——一些植物專用微生物藥物植物生長激素：赤黴素、脫落酸；抗稻瘟病：有效黴素（井崗黴素）、春雷黴素、殺稻瘟菌素S等抗其他植物病原體：多氧菌素、日光黴素、殺蟎黴素、皮歐黴素等微生物藥物的最新組成

——一些植物專用微生物藥物抗菌、促進發育：泰樂菌素、硫肽黴素、恩拉黴素、大碳黴素、維及尼亞黴素等；抗蟲、促進發育：潮黴素、越黴素、非典型大環內酯類；除草劑：雙丙磷、除莠黴素等；微生物藥物的重要地位這不僅僅由於這類藥物對各種疾病的作用範圍不斷地在擴大並取得顯著療效，另外一個重要的原因是，由於來源於微生物次級代謝的生理活性物質具有獨特的化學結構，其作為先導化合物開發成為藥物的可能性大大地增加。最近幾年，我國政府把中藥現代化作為開發自主知識產權新藥的“重中之重”，因為中藥資源是我國特有的資源，從中發現新藥的可能性極大。同樣，960萬平方公里領域中的微生物資源也是我國特有的資源，從中發現微生物新藥的可能性也是極大的。第三節

尋找微生物藥物的基本途徑和方法

發現微生物新藥的動力和源泉當前，人們普遍認為微生物是具有潛在治療效用的新結構化合物的無窮源泉。這是因為：微生物具有分佈廣、種類多、易變異的特性；以及其次級代謝產物的多樣性和新穎性。發現微生物新藥的動力和源泉在20世紀40年代，僅發現了20種抗生素；50年代為300～400種；60年代大約800～1000種；至70年代已經發現了2500種抗生素；至那時起，大約每隔10年被發現的化合物數量翻倍；至80年代約發現了5000種；至90年代約發現了10000種；至2000年已經發現了20000種抗生素類化合物；至2002年，在各種文獻和專利中發表的具有生理活性的微生物次級代謝產物數量已經超過22000種；目前還以每年發現約500種新化合物的速度增加。微生物學·樣品的採集·各種各樣菌種的分離·發酵培養以增加代謝產物多樣性·再次發酵·提高目標物的產量·菌種分離分子生物學、藥理學

·作用靶選擇

·篩選方法設計/實施

·高產出篩選系統

·活性的鑒定

·有效性研究

·作用機制

化學

·活性化合物的鑒定

·理化屬性/排重

·分離/純化

·結構闡明0微生物代謝產物篩選系統中學科分支的配合菌種分離其他篩選模型無活性或未能確定活性評價發酵初篩分離純化菌株選擇預處理選擇條件預篩（初步分類）全液過濾提取部分純化產物（純度：10～15％）層析結晶其他提取、吸附離子交換體外試驗色層（體內初步試驗和毒性）培養基和培養參數改變純產物（純度：80～100％）物理－化學試驗（紫外、紅外、高效液相、核磁）體內和更進一步體外試驗毒性

闡明結構放大臨床前研究其他活性辦理專利臨床試驗

排重資料庫的產生

過程適用的資訊菌株採集地理和生態環境菌株分離生長特性、分離條件和形態學菌株發酵在不同培養條件下的生長特性樣品製備粗略估計化合物的極性和酸鹼度初篩在靶測定體系中的靈敏度、特異性和活性再次發酵重現性和穩定性擴大生物試驗關於活性、特異性、生物和微生物活性的進一步資訊分離和純化理化性質(如溶劑分配係數、TLC、HPLC以及光譜分析等)結構測定已知或新結構菌種分類種的確定第四節

當前尋找新微生物藥物的主要途徑1、建立新的篩選模型

尋找微生物新藥這是當今世界範圍內一個最引人注目的研究領域，它研究的內容主要包括從微生物代謝產物中尋找小分子量的酶抑制劑、免疫調節劑和受體拮抗劑或啟動劑等生物活性物質。其中還包括利用新的篩選模型，從已知的微生物次級代謝產物來篩選以上這些物質。目前在實驗室裏大約有3000個左右的藥物作用靶，可以進行體外藥物篩選。

2、擴大微生物來源

尋找微生物新藥這是新的抗生素篩選的傳統方法的充實和繼續。近年來，在建立一些新的抗生素，包括抗蟲、抗腫瘤等抗生素篩選模型的同時，人們的注意力也集中到擴大微生物的來源，如從海洋微生物、稀有放線菌和在極端環境下生長的微生物的次級代謝產物中來篩選新的生理活性物質。

3、以微生物來源的生理活性物質為先導化合物，進行化學改造尋找效果更好的微生物藥物

根據藥物的構效關係以及體內代謝的特性，對已知次級代謝產物進行結構改造的目的，主要是篩選相對於母體化合物具有如下特點的微生物新藥：擴大抗菌譜或作用範圍、克服細菌的耐性或改善藥物對作用靶的敏感性、改進對細胞的通透性、改善化學和代謝的穩定性、提高血漿和組織濃度、增強與宿主免疫系統的協調作用、能夠製備成合適給藥方式的結構狀態，以及減少毒副作用等。這是多年來發現微生物新藥成績斐然的重要途徑。4、應用次級代謝產物的生物合成原理，“創造”微生物新藥

這種方法是根據已知次級代謝產物的生物合成機理，通過改變培養基成分、控制發酵條件進行定向生物合成來尋找新的次級代謝產物；或是通過對已知抗生素產生菌進行誘變處理，使一些原先沉默的基因得以啟動、或阻斷某些生物合成途徑中的某些基因而產生新的生物活性物質。第一節稀有放線菌是產生微生物新藥的重要源泉第二節黏細菌是一類值得關注的微生物新資源第三節從植物內生菌中篩選微生物新藥第四節從海洋微生物中篩選微生物新藥第一節稀有放線菌是產生微生物新藥的重要源泉所謂的稀有放線菌（rareactinomycetes)即為除鏈黴菌屬外的其他屬的放線菌。稀有放線菌是產生微生物

新藥的重要源泉到1974年止，放線菌來源的抗生素幾乎都是由鏈黴菌屬產生的（約占2000種抗生素中的95%）。但在隨後6年的報導中，由放線菌產生的僅占25%。事實證明，稀有放線菌是發現新抗生素的極好來源，且它們產生各種不同抗生素的能力不亞於鏈黴菌屬。同樣，細菌和黴菌也仍是產生新的生理活性物質的源泉，特別是近年來從黴菌的代謝產物中發現新的生理活性物質的數目正在不斷增加。小單孢菌能產生獨特化學結構的生物活性物質能產生獨特化學結構的生物活性物質。近年來從小單孢菌中發現了引人注目的結構新穎的烯二炔類抗腫瘤抗生素calicheamicinγ1（結構如圖所示），由棘孢小單孢菌Ｍ.echinosporaspcalichensis所產生，與腫瘤細胞作用時,分子中烯二炔部分起“分子核彈頭”作用，三巰基部分起“扳機”作用，寡糖部分起“識別”作用，能選擇性地結合並切除ＤＮＡ雙鏈中的特定片段，如ＴＣＣＴ、ＴＣＴＣ和ＴＴＴＴ。Calicheamicinγ1的化學結構

小單孢菌能產生獨特化學結構的生物活性物質碳黑小單孢菌Ｍ.carbonacea產生強效的抗耐甲氧西林金黃色葡萄球菌（MRSA）的寡糖類抗生素ziracin(如圖3－所示)。它對甲氧西林和萬古黴素耐藥菌作用很強。對甲氧西林敏感和耐藥的肺炎鏈球菌的ＭＩＣ為0．032～0．125μｇ/ｍｌ，對青黴素Ｇ耐藥菌的ＭＩＣ為0．125～8μｇ/ｍｌ，對萬古黴素敏感和耐藥菌的ＭＩＣ為0．45～2μｇ/ｍｌ。ＥＤ50為2．5ｍｇ/ｋｇ。靜注劑量1ｍｇ/ｋｇ的血濃度為10μｇ/ｍｌ。雖已進入Ⅲ期臨床試驗，但沒有獲得ＦＤＡ批准。除產生抗生素外，小單孢菌還產生許多非抗生素的生物活性物質。

Ziracin的化學結構

遊動放線菌(Actinoplanesp.)ATCC3076產生的抗細菌抗生素雷莫拉寧。

黏細菌

一類值得關注的微生物新資源Epothilons是由粘細菌纖維束菌(Sorangiumcellosum)產生的新型細胞毒化合物。它是一種新的16元環多酮大環內酯,含有一個噻唑基和環上的一個環氧結構(結構如圖所示)。該菌產生Ａ和Ｂ兩種主要組分、Ｃ～Ｆ四種次要組分以及36種極微量成分。Epothilons的化學結構

從植物內生菌中篩選微生物新藥

要利用植物內生菌這一資源豐富的寶庫，首先要將內生菌從植物中有效地分離出來，然後應用分離色譜層析等生物分析方法從內生菌培養物濾液中分離並鑒定出令人感興趣的生物活性物質，如：紫杉醇、cryptocin、oocyclin、isopestacin、pseudomycin和ambuicacid等。本文主要闡述了植物內生菌分離的一般規則，其生物活性代謝產物的最新研究進展，以期讀者對植物內生菌的重要性有更深刻的認識。

天然藥物的篩選已成為現今的一個研究熱點，植物是天然藥物的主要來源之一。生活在植物組織中的植物內生菌，由於其與植物的關係密切，同時其產生的豐富多樣的次生代謝產物具有多種生物活性，因此從中發現新的有意義的化合物的潛力相當大，其作為新的治療藥物或前體藥物的潛在來源已經引起人們的廣泛重視。一、歷史概況1898年Vogl從黑麥草的種子中首次分離出第一株內生真菌。但在此後的70年間，內生菌的研究進展緩慢；直到70年代，Bacon等人發現高羊茅中的內生真菌和毒素的產生有關，從此以後植物內生菌的研究在國際範圍內引起了廣泛的重視。二、植物內生菌目前較常用的寬泛實用性概念：

植物內生菌是指那些在其生活史的一定階段或全部階段生活於健康植物的各種組織和器官內部的真菌和細菌，被感染的宿主植物（至少是暫時）不表現出外在病症，可通過組織學方法或從嚴格表面消毒的植物組織中分離或從植物組織內直接擴增出微生物DNA的方法來證明其內生。即我們可以把植物內生菌理解為植物組織內的正常菌群，它們不僅包括了互惠共利的和中性的內共生微生物，也包括了那些潛伏的宿主體內的病原微生物。三、植物內生菌的生物多樣性宿主植物種類多樣性內生菌自身種類多樣性內生菌在植物組織中分布多樣性內生菌普遍存在於目前已研究過的各種陸生及水生植物中。目前全世界至少已在80個屬290多種禾本科植物中發現有內生真菌。自20世紀70年代後期，內生菌在一些重要的經濟林木如針葉類的各種冷杉、雲衫、紅杉、紫杉、松柏等以及闊葉的桉樹、櫟樹、樺樹、榿木等植物樹皮、枝葉中相繼被發現並得到了廣泛的研究。進而在多種灌木、草本植物以及栽培作物、果樹甚至藻類、苔蘚和蕨類植物中也發現了內生菌。對於一種植物而言，從中可分離到的內生真菌和細菌通常為數種至數十種，有的甚至多達數百種。在熱帶雨林植物中，內生菌的多樣性更為突出。例如：Anorld等人最近分析了巴拿馬中部雨林中兩種植物葉子中的內生菌，結果發現分離自83片健康葉子上的內生菌可多達418個形態學種主要內生真菌子囊孢子類：核菌綱盤菌綱腔菌綱廣泛分佈的種屬：半殼黴屬擬隱孢黴屬擬莖點黴屬葉點黴屬常見內生細菌大多數為土壤微生物類群：假單孢菌屬芽孢桿菌屬腸桿菌屬土壤桿菌屬內生真菌的菌絲生長於植物組織的細胞間，分佈於葉鞘、種子、花、莖、葉片和根。其中葉鞘和種子的菌絲含量最多而葉片和根的含量極微。四、植物內生菌的作用促進宿主植物的生長增強宿主植物的抗逆性產生具有生理活性的代謝產物

內生菌能產生IAA等植物生長激素內生菌增強宿主植物對氮、磷等營養元素的吸收如：禾本科農作物上的內生細菌具有很強的固氮能力。感染內生真菌的牧草對氮、磷的攝取能力也有所提高。

感染內生菌的宿主植物對環境具有很強的抗逆性，如抗乾旱、抗病原細菌和真菌、抗線蟲、阻抑昆蟲和食草動物的采食等。

在內生菌中，有對宿主植物體內某些活性成分的形成有重要影響者，也有產生和宿主植物相同或相似的生理活性成分。五、植物內生菌產生的生理活性物質抗生素類物質抗腫瘤活性物質植物生長調節物質殺昆蟲物質其他類型的活性產物1.抗生素類物質隨著細菌耐藥性的出現激發了人們尋求更多更好的抗菌素；同時，由於愛滋病和器官移植引起的真菌感染人數不斷增加，對於高效抗真菌製劑的需求也不斷增強；加之目前治療原生動物寄生感染藥物的匱乏，尋找更新更有效的治療藥物來解決這些問題已迫在眉睫。以往，抗生素的主要來源是土壤微生物。而今，植物內生菌這一多樣性十分豐富卻尚未開發的微生物類群看來是一巨大資源

刺盤孢屬內生菌Colletotrichumgloeosporicoides產生的Colletotricacid抗微生物活性內生菌Colletotrichumsp產生的6-isopenylindole-3-carboxylicacid3β,5α-dihydroxy-6β-acetoxy-ergosta-7,22-diene

3β,5α-dihydroxy-6β-phenylacety-loxy-ergosta-7,22-diene抗微生物活性，對人畜和植物病原真菌和細菌有良好抑制作用內生真菌Cryptosporiopsiscf.quercina產生的新型環肽抗生素cryptocandin對癬菌及白色念珠菌等人類病原真菌具有強烈抑殺作用其MIC與臨床應用的抗真菌藥amphotericinB相當，具有良好開發前景內生真菌Cryptosporiopsiscf.quercina產生的醯胺類生物鹼cryptocin對稻瘟病菌及其他多種植物病原真菌具有很強的抑殺作用內生菌Cytonaemasp.產生的CytonicAcidA(1)

和CytonicAcidB(2)抑制人細胞肥大病毒組裝鐮孢黴屬內生真菌Fusariumsp.CR377產生的一種新型的酮內酯（pentaketide）化合物對白色念珠菌有較強活性內生真菌FungusCR115產生的一個二萜化合物GuanacastepeneA對多種革蘭氏陽性和陰性細菌和白色念珠菌有活性內生菌Geniculosporiumsp.產生的Geniculol(1)

和CytochalsinF(2)殺藻劑內生真菌Pestalotiopsisjesteri產生的新的環己烯酮環氧化合物Jesterone對引起大多數植物致病的致病真菌有選擇性活性內生菌Pestalotiopsismicrospora產生的Ambuicacid抗真菌劑內生菌Phomasp.NRRL2

5697產生的5種新的化合物PginadecakubsA-D(1-4)&PginaoebtebibeA(5)具有抗革蘭氏陽性菌活性擬點黴屬內生菌Phomopsissp.產生的PhomoxanthonesA(1)&B(2)是兩個新的氧雜蒽酮二聚體具有顯著的抗瘧疾和抗結核活性

分離自錫蘭桂小枝的內生菌Muscodor，其所釋放的揮發性物質（醇，酯，酮，酸和脂）對人及植物的致病真菌和細菌有很強的殺傷性。

分離自歐洲紫杉（Taxusbaccata）的內生真菌Acremoniumsp.產生的白灰制菌素A具有抗真菌活性。

分離自歐洲杜松（Juniperuscommunis）的內生真菌Hormonema，從其發酵液中分離出一種新的三萜糖苷對念珠菌屬和麯黴屬的真菌具有很強的活性

2.抗腫瘤活性物質1）紫杉醇（Taxol）紫杉醇是一種以極低含量存在於各種紫杉屬植物樹皮和樹葉中的萜類化合物，臨床上是治療乳腺癌、子宮癌和卵巢癌的良效藥物，自1992年投入市場以來，取得了臨床療效和市場效應的極大成功。Taxol

1993年美國學者Stierle等人首次從短葉紫杉（Taxusbrevifolia）的樹皮中分離出一株內生的真菌新種Taxomycesandreanae，在培養液種能產生紫杉醇和其他紫杉烷類化合物。

至今已在短葉紫杉、喜馬拉雅紅豆衫、歐洲紅豆衫、南方紅豆衫、雲南紅豆衫、落羽衫、榧樹中分離到了許多種能產生紫杉醇的內生真菌和放線菌。其中內生真菌微孢擬盤多毛孢的紫杉醇產量已初步顯示出其商業潛力。HostplantsFungalentophytesFounderandyearTaxusbrevifoliaTaxomycesandreanaeStierleetal.,1993TaxuswallichianaPhomasp.Yangetal.,1994TaxustaxifoliaPestalotiopsismicrosporaLeeetal.,1995TaxuswallichianaPestalotiopsismicrosporaStrobeletal.,1996TaxodiumdistichumPestalotiopsismicrosporaLietal.,1996TaxusbrevifoliaPestalotiopsisspp.Pulicietal.,1997WolemianobilisPestalatiopsisguepiniStrobeletal.,1997TorreyagrandifoliaPericiniasp.Lietal.,1998TaxuswallachiaraSeimatoantleriumtepuienseBashyaletal.,1999TaxusmaireiTuberculariasp.Wangetal.,2000TaxuswallichianaSporormiaminimaTrichotheciumsp.Shresthaetal.,2001一些能夠產生紫杉醇類物質的植物內生菌及其植物宿主

這些發現為人類突破植物資源週期長、不可再生等限制，利用植物內生菌來工業化發酵生產重要植物藥物提供了新的思路。2）ras－法呢基轉移酶抑制物

抑制法呢基－蛋白轉移酶（FPTase）或ras－法呢基轉移酶的化合物往往具有抗腫瘤活性。

A.LinghamRB等曾報導毛殼屬內生真菌Chaetomellaacutisea產生的長鏈脂肪酸ChaetomellicacidA和B以及從一種小檗葉的某種內生真菌中發現的天然產物oreganicacid可選擇性抑制法尼基－蛋白轉移酶（FPTase），具有抗癌活性。B.IshiiT等報導，從Phomasp.中分離得到的一種生物鹼TAN－1813可抑制鼠腦ras－法尼基轉移酶，對各種人體腫瘤細胞的增殖也有抑制作用，並可引起NIH3T3/k－ras細胞形態的改變。

此外，內生菌Coniothyriumsp.產生的醌類化合物對ras－法呢基轉移酶也具有很高的抑制活性。3）植物黃酮類物質植物中的一些黃酮類物質，如香豆素，異香豆素等，具有綜合的抗癌活性，在分離自加拿大Cirsiumarvense的一個內生真菌Myceliasterila的發酵液提取物中發現了新的異香豆素。從中國南海紅樹嫩葉分離出來的內生真菌No.2533，其發酵液提取物分離出2種新的異香豆素類化合物enalinA和B，均具有抗癌活性。4）生物鹼類

從來源於傳統藥用植物雷公藤的內生真菌Rhinocladiellasp.中發現了三種新生物堿，實驗結果表明它們對多種人腫瘤細胞有很強的抑制作用此外，從FicusmicrocarpaL的樹皮中分離到的一株未鑒定的內生菌的發酵液中分離到一種新的生物鹼nomofungin，該化合物能幹擾培養的哺乳類細胞微絲並且對於LoVo和KB細胞有輕微的毒性，是一種新型的微絲干擾劑5）其他BradySE等通過BIA法從一株內生真菌分離到具有抗癌活性的二蒽醌類化合物cytoskyrinA。HuangY等也使用MTT法從三種藥用植物中篩選具有抗癌活性的植物內生真菌。這些結果表明植物內生真菌是新的抗癌藥物或前體的重要來源。已有多篇文章報導內生真菌可產生植物生長激素物質如：Mcinroy等人從玉米、棉花上分離到具有促進植物生長的內生細菌。從柑橘屬果樹中分離出來的Penicillium.Italicum也能產赤黴素（GA）。

在對5種從藥用植物中分離到的內生菌進行研究時發現，它們各自的發酵液中都含有至少一種植物激素：GA，IAA，ABS（Abscisicacid），Z（Zeatin），ZR（Zeatinriboside）,這些由內生真菌產生的植物激素是揭示內生真菌促進藥用植物生長機制的重要物質禾本科植物內生真菌能產生4大類即：有機胺類（peramine）吡咯裏西啶類（loline）吲哚二萜衍生物類（lolitremB）麥角堿類（ergovaline）多達十種的生物鹼，這些生物鹼具有抗病原菌，抗線蟲，增強植物他感作用等多種生物學活性，其中大多數對食草昆蟲乃至哺乳動物（牛、羊）具較強的毒性。從內生菌感染的一種草熟禾中分離到數個對蚊子幼蟲有毒性的黃酮類化合物。從雲杉等針葉樹的內生真菌的次生代謝產物中，Findlay等人發現了一系列具抗蟲活性的物質。

雷公藤的內生真菌Fusariumsubglutinans產生的2中二萜化合物subgutinolA和B具有無細胞毒性的免疫抑制作用subgutinolA六、前景從各個層次上深入探討內生菌－寄主之間的相互作用，將有助於瞭解內生菌的生物學本質以及未知生態學作用從傳統藥用植物以及一下特殊環境中植物的內生菌代謝產物中尋找新型活性物質，將繼續是內生菌研究的主流分子生物學手段將在內生菌研究的各個方面發揮重要作用植物內生菌的生境特殊性決定了其既有理論研究的廣度和深度，又有多方面的應用潛力，是個潛力巨大，尚待開發的微生物新資源。第四節

從海洋微生物中篩選微生物新藥一、研究背景和現狀二、海洋微生物的生活習性及其多樣性三、海洋微生物活性成分的研究及藥物的開發四、海洋微生物藥物研究展望一、研究背景和現狀

陸棲微生物的代謝產物，已成為像抗生素這樣生物活性物質的源泉。根據下列的理由，深信海洋微生物的代謝產物，也是希望之所在。一、研究背景和現狀(1)自然界裏，微生物的種類和數量是明顯地隨著環境不同而改變。(2)微生物代謝產物的生產，會受所使用的培養條件調節。(3)已經知道許許多多生物活性物質是通過次級代謝而產生的，也因此將同時產生小量其他的相關物質。如果引進更敏感的測定方法來檢測；更有效的的分離方法來純化；更精密的方法來分析，將能得到新生物活性化合物，即使其在發酵液裏含量甚少。一、研究背景和現狀(4)已經知道大多數生物活性化合物的產生是菌株特異的，而不是分類學上種屬特異的。因此，可以直接培養分離到的菌株以取得新生物活性化合物，而無須先進行菌株分類。

(5)要成功地發現新的生物活性物質，用於分離微生物菌株的樣品的採集是一個重要環節。近來，樣品採集的設計已為發現新生物活性化合物作出了重大貢獻。最近，已實現通過肉眼觀察，採集深海海底的樣品。(6)最近開發的在不減壓的情況下分離和培養嗜壓微生物的方法和設備，將對新微生物的生物活性產物的研究作出貢獻。二、海洋微生物的生活習性

及其多樣性

1、耐鹽性：一般地講，海洋細菌的鹽耐受性使最適宜生長於含2%~4%的培養基。從放線菌來說，大多數海洋鏈黴菌比陸棲鏈黴菌有較廣的鹽而受性(1%~7%NaCl)，儘管有一些對小於1%的NaCl仍敏感，和另一些能而受大於7%NaCl。由此可見，某些鏈黴菌的先祖可能來自陸地。二、海洋微生物的生活習性

及其多樣性2、耐壓性：靜壓力是深海的很重要的環境參數。只有那些嗜壓和耐壓的細菌才能在深海的高靜壓下生存。二、海洋微生物的生活習性

及其多樣性3、寄生性：一些完全適應了海洋寄生、處於寄主體內微環境中的海洋微生物完全可能發展了非鈉依賴的其他特性。

海洋微生物的種類關於海洋微生物的種類，目前還無法做出準確的判斷。只知道海洋中的微生物種類可能約為陸生微生物的20倍以上。其中的土著海洋微生物與外來微生物的比例同樣不清楚。開發海洋微生物資源的意義①

海洋豐富的微生物資源為新藥發現提供了多樣的物種基礎，它的開發將使人類進一步認識自然；②

新抗生素由於結構與作用機制可能有別於陸生來源的抗生素，將極大地克服目前的抗藥性，同時為新藥的合成提供新的“母核”；③

微生物易於培養、發酵，可無限再生而無需過度開採野生資源，經濟和社會價值較大。三、海洋微生物活性成分的研究及藥物的開發1、抗生素類物質；2、抗腫瘤類物質；3、其他生理活性物質；4、酶；5、毒素等。1985年以來日本從海洋微生物中發現的新抗生素產生株化合物