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微生物药物的研发进展

放大字体  缩小字体 发布日期:2015-05-22  浏览次数:103

      目前,国内外对微生物药物的研发,主要集中在抗耐药菌和抗真菌抗生素、微生物来源的酶抑制剂、微生物来源的免疫抑制剂、非典型大环内酯类抗生素等方面,并且都取得了一定的进展。陈教授对其一一进行了评析。

■ 抗耐药菌和抗真菌抗生素

    细菌的耐药性是21世纪全球关注的热点。战胜细菌耐药性的途径,一是要制定一系列的措施,防止由于滥用抗生素而造成耐药菌的快速和广泛出现;二是要根据细菌产生耐药性的作用机制,不断地去研究、开发新的抗菌药物,以有效地控制日益严重的耐药菌感染。最近几年,针对临床上最感棘手的MRSA(甲氧西林耐药金黄色葡萄球菌)、VRE(万古霉素耐药肠球菌)和PPSP(青霉素耐药肺炎链球菌)等耐药菌,人们从微生物代谢产物中不断地开发了一系列非常有效的药物,如:链阳性菌素类抗生素共杀霉素;肽类抗生素替考拉宁、达托霉素和雷莫拉宁;新型抗真菌抗生素卡帕芬净、米卡芬净和anidulafungin等。这些药物对控制由上述耐药菌和真菌引起的感染,起到了重要的作用。

■ 微生物来源的酶抑制剂

    酶抑制剂的概念是由日本科学家梅译滨夫最先提出的,并由此开创了从微生物代谢产物中寻找其它生理活性物质的新时代。参与生物体生命活动的酶的活性高低,直接影响到生物体生命过程的正常与否。人体内某种酶活性过高,往往是导致疾病发生和发展的重要原因。在微生物代谢过程中,有可能产生能够抑制某种酶的生理活性物质,即酶抑制剂。这种酶抑制剂对作用对象而言,并非传统意义上的抗菌、抗病毒或抗肿瘤类的抗生素。

    在最近20多年的微生物药物研发过程中,最令人兴奋的成果之一是从微生物次级代谢产物中发现了可抑制胆固醇合成过程的限速步骤的酶的抑制剂,即HMG-CoA还原酶抑制剂洛伐他汀和普伐他汀。随后,药物化学家应用化学合成的方法,获得了辛伐他汀、氟伐他汀、得伐他汀、阿托伐他汀和罗舒伐他汀等一系列他汀类降血脂药物。由于这类药物的作用机制新颖、独特,即能够特异性地抑制胆固醇生物合成途径中的关键酶的活性,从而有效地抑制胆固醇的合成,因此这类药物在治疗高脂血症方面取得了十分显著的临床效果。陈教授说,日本《生命科学与工业》杂志曾引述医药界权威的评价:这些新颖的药物对治疗高脂血症是一场革命,其深远影响可以和青霉素媲美。

    此外,由德国拜耳制药公司开发的α-糖苷酶抑制剂阿卡波糖和米格列醇,由日本武田制药公司开发的伏格列波糖以及由瑞士罗氏制药公司开发的胰脂酶抑制剂奥利司他等酶抑制剂的相继问世,极大地提高了药物研发人员从微生物代谢产物中寻找新药的信心。

■ 微生物来源的免疫抑制剂

    环孢素A首先是作为抗真菌药物被发现的。它作为免疫抑制剂被用于临床抗器官移植排斥反应,并获得了惊人的效果,是临床免疫抑制疗法的一次革命。陈教授认为,目前在临床应用的免疫抑制剂中,来自于微生物次级代谢产物的微生物药物起到了极其重要的作用。除了已经被应用于临床的环孢素A外,这类药物还包括西罗莫司、他克莫司、霉酚酸以及15-脱氧精胍菌素和咪唑立宾等。

■ 非典型大环内酯类抗生素 

    阿弗菌素类抗虫抗生素是近年来开发的一类非典型大环内酯类抗生素。这类抗生素在畜牧业上的应用得到了巨大的成功,其具有抗蠕虫、杀体外寄生虫和杀螨的作用,主要用于治疗动物的寄生虫感染性疾病,同时在控制和治疗人盘丝虫病上亦发挥了重要的作用。已经应用和正在开发的此类药物主要有阿维菌素、依维菌素(由阿维菌素经过化学修饰获得)、杜拉克汀、莫克西汀、密比克汀、密比霉素、和emanectin、prinomectin等。

    陈教授说,从现在的临床用药情况来看,在抗感染治疗领域中,直接来源于微生物代谢产物的抗生素及其衍生物用量最大、品种最多。在其它治疗领域(如抗肿瘤、免疫调节、降糖、降血脂等),微生物来源的药物品种也在不断扩大,且由于微生物药物的特殊性,其生命力往往优于其它药物。另外,作为重要的生物农业用药和畜牧用药,微生物药物的应用不断扩大。如在农业方面,广泛使用的有除草剂、植物生长促进剂和抗菌抗虫剂等;在畜牧业方面,广泛使用的有非典型大环内酯类抗生素和聚醚类抗生素,以及作为动物专用的生长促进剂等。

我国微生物药物的研发现状

    在与国际上微生物药物的研发进行比较后陈教授指出,与发达国家相比,我国微生物药物的研发尚有一定的差距,研发队伍还有待壮大,研发力度也有待加强。

    上个世纪50~60年代,是我国抗生素研究、开发的黄金时期。一般而言,国外发现的新抗生素,我国在5年之内就能够筛选得到。当时国内从事抗生素筛选和抗生素研究的机构、队伍和热情,可以与当今国内研究生物技术药物或中药现代化的情形相媲美。

    但是,自上个世纪70年代开始,抗生素研究的难度增加,再加上抗生素研究周期长、投入大,特别是随着市场经济环境的影响,我国抗生素筛选和抗生素研究的机构、队伍有所缩小,热情有所下降。一些原来非常重视抗生素研究的企业,目前已经基本上没有了自己的研究队伍。近年来,我国的化学合成仿制药物研究如火如荼,而微生物药物的仿制研究却相形见绌,微生物新药创制研究更是被冷落。目前,国内尚存的微生物药物研究机构和研究队伍寥若晨星,只有中国医学科学院药物生物技术研究所、上海医药工业研究院等数家单位。

    尽管近年来我国微生物药物的研究、开发与化学药物、生物技术药物和中药的研究、开发相比进展缓慢,但也取得了一定的成果。陈教授谈到,在过去的20年间,我国已成功地开发了不少微生物药物,如抗菌药物螺旋霉素、麦迪霉素、吉他霉素、小诺米星、万古霉素、替考拉宁;抗肿瘤抗生素阿霉素、丝裂霉素、博莱霉素、博安霉素等;抗鸡球虫抗生素盐霉素、莫能霉素等;免疫抑制剂环孢素、他克莫司等;降血脂药物普伐他汀、洛伐他汀等;降糖药物阿卡波糖、米格列醇和伏格列波糖;非典型大环内酯类抗生素阿维菌素和依维菌素等。特别值得欣喜的是,我国成功开发的具有独立知识产权的一类新药利福喷汀和依替米星,已实现了产业化;正在进行临床研究的必特螺旋霉素和力大霉素具有很好的抗菌和抗肿瘤疗效,很快将实现产业化。 

    另外,为了鼓励微生物新药的研究,科技部在“九五”期间建立的新药筛选平台中,就有两个微生物新药筛选重点实验室——分别设立在中国医学科学院药物生物技术研究所和福建微生物研究所。这表明,国家开始重视微生物新药的研究。一些研究院所和企业的研发机构,也开始对微生物药物研究、开发给予重视。因此,在"十五"期间,参与微生物新药研发的队伍有所扩大。

    这些年来,国家在中药现代化、基因药物、化学创新药物以及新型药物制剂等领域制定了一系列的导向性政策,并给予了很大的经费投入,致使我国在这些研究领域有了长足的进步。陈教授提醒人们,我国幅员辽阔,微生物资源极其丰富,而寻找我国特有的微生物资源,是寻找微生物药物的重要途径和方法。特别是对一些稀有微生物、极端环境微生物、海洋微生物和植物内生微生物,都有必要进行深入的研究:“它们是发现微生物新药的宝藏!”而且,随着各种新技术的应用和新学科的融合,相信不久的将来会有更多的微生物新药问世。对此,陈教授建议,政府部门应该重视对微生物药物的研发,对其加大投入力度,并多多给予扶持,以缩小我国在微生物药物研发上与国外的差距。
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