专属客服号
微信订阅号
剖析产业发展现状
为区域/园区工作者洞悉行业发展
在抗菌类药物中,青霉素是一种毒副作用比较小的抗生素,因此,广泛应用于肺炎,肺结核,脑膜炎,心内膜炎等疾病的治疗。那同为抗菌消炎作用的溶菌素,青霉素与溶菌素有什么关系?青霉素是如何提炼出呢?
任何新药的发现,都需要有头脑,溶菌酶与青霉素也不例外。
1.溶菌素(bacteriolysin)又称溶菌酶(lysozyme)、胞壁质酶(muramidase)或N-乙酰胞壁质聚糖水解酶(N-acetylmuramide glycanohydrlase),是一种能水解致病菌中黏多糖的碱性酶,该酶具有抗菌、消炎、抗病毒等作用。因此,被广泛应用于医学杀菌、食品防腐剂等领域。
2.青霉素(Penicillin,或音译盘尼西林)又被称为青霉素G、peillin G、 盘尼西林、配尼西林、青霉素钠、苄青霉素钠、青霉素钾、苄青霉素钾。青霉素是抗菌素的一种,是指分子中含有青霉烷、能破坏细菌的细胞壁并在细菌细胞的繁殖期起杀菌作用的一类抗生素,是由青霉菌中提炼出的抗生素。
那青霉素与溶菌素有何关系?
如果想要准确回答这个问题,我们不妨从青霉素与溶菌素的诞生史详细剖析:
溶菌酶的诞生史
1909年,拉斯切斯可夫(Laschtschenko)首次描述了鸡蛋清有一定的抗菌作用,其它科学家们还发现在人的唾液里也有抗菌物。但直到1922年,才由英国细菌学家亚历山大·弗莱明对溶菌酶进行了系统研究,并正式命名为lysozyme。
弗莱明有着坎坷的少年时代,他于20岁时才在做医生兄长的鼓励下学习医学。后来,虽然他取得了外科医师及独立开班诊所的资格,但在他参加的来福枪会朋友的说服下,转而从事细菌、免疫学工作,并在短时间内赢得了声誉。除了免疫接种、梅毒治疗方面的成就之外,弗莱明还在“一线”中积极参加前线的求助工作,改正了以往伤口感染处理方法。
1922年,弗莱明用一个重感冒患者的鼻粘膜处理一个细菌培养基,结果发现溶菌酶具有抗细菌的作用。虽然他后来从鸡蛋清中提出大量溶菌酶,但只对一部分致病性不强的细菌有效果,所以,缺乏临床应用价值。
青霉素的诞生史
1928年7月底,弗莱明计划与家人一起外出度假,他在出发前把所有葡萄球菌培养基放到了实验室的一个架子上。当弗莱明于9月3日回到实验室后,他注意到一个培养基上被污染了真菌,并且真菌周围的葡萄球菌被杀灭了。
他立即兴奋的把这一结果给同事默林·普赖斯,普赖斯提醒他:“这和你发现溶菌酶抗菌类似。”(后来,弗菜明把这个培养皿,捐献给大英博物馆收藏。)
于是,弗莱明在一个干净的培养基上接种上这种真菌,随后他发现,不仅这种青霉菌具有强烈的杀菌作用,而且连黄色的培养汤也有较好的杀菌能力。于是他推论,真正的杀菌物一定是青霉菌生长过程中分泌的代谢物,他称之为青霉素。并且,即使这种物质被稀释1000倍,也能保持原来的杀菌力。
1929年2月13日,弗莱明向伦敦医学院俱乐部提交了一份关于青霉素的论文。在这篇文章中,他阐明了青霉素的强大抑菌作用、安全性和应用场景。
但在当时的技术条件下,即使对专门的生化学家来说,提取青霉素也是一个重大的难题。因为当时提取青霉素杂质较多,性质不稳定,疗效不太显著。另外一个原因,弗莱明并未在疾病动物模型上进行药物试验,他只是在健康动物身上验证了一下毒性,然后就开始用细菌培养的方式筛选青霉素对哪些细菌有效,所以,未能充分认识驾霉素的医学价值。这些因素延缓了青霉素的开发。
在1930年就开始有医生把它尝试着应用到临床治疗感染,虽然有几例取得成功,但因为提取的青霉素不纯等原因,也出现几例失败。而后青霉素的研究就沉寂下来,1938年,在牛津大学威廉·邓恩爵士病理学院工作的澳大利亚裔学者厄恩斯特·鲍里斯·钱恩计划研究溶菌酶的效能,他在研究中再次发现了真菌分泌物的抗菌作用。
幸运的是,他的同事那里刚好有弗莱明研究青霉素用的真菌,于是,他开始接手青霉素的提取和药理作用的研究。而学院的院长,同样是来自澳大利亚的病理学教授霍华德·弗洛里。弗洛里在1932年就对青霉素有过一定的了解,于是他建议钱恩调整研究计划,重点关注青霉素这一抗菌物质。
青霉素提炼方法的升级改进
到了1939年年底,弗洛里等人通过改进提取方法,终于成功的分离出像玉米淀粉似的黄色青霉素粉末,并将他们提纯为药剂。实验结果证明,这些黄色粉剂稀释3000万倍仍然有效。它的抗菌作用比最厉害的磺胺类药物还大9倍,比弗莱明当初提纯的青霉素粉末的有效率还高1000倍,而且没有明显的毒性。有了初步的结果,英国医学研究委员会为研究提供每年300英镑的资助,美国洛克菲勒基金会也为研究提供每年5000美元的资助。
1940年8月,钱恩和弗洛里等人把对青霉素的重新研究的全部成果都刊登在《柳叶刀》杂志上。弗菜明看到了钱恩和弗洛里的报告,立刻动身会见这两个人。并把自己培荞了多年的青霉素产生菌送给了弗洛里。三人着手进一步把青霉素开发成药物,但他们四处寻求支持,都反响不佳。当时的欧洲,第二次世界大战已经打响,他们只得到美国的研究资助。
1941年12月,美国军方宣布把青霉素列为优先制造的军需品。随后人们发现了一种来源广泛又非常便宜的营养液。又在皮奧里亚的一家杂货店里腐烂的罗马甜瓜中,找到了一种青霉菌。利用这个菌种,科学家们培养出一种产量更高的真菌突变种。当时为了大规模培养真菌,还发明了一种有两层楼高的巨大的容罐,里面装上25000加仑营养汤,用巨大的搅棒在罐中不停地搅拌,使纯净的空气源源不断地通过容器内的营养汤。这样,真菌就不仅仅生长在营养汤的表面,而且也可以在全面营养汤内生长。
有了这三个方面的突破,青霉素的产量一下子提高了。有11家美国药厂参与了青霉素的开发工作,其中就包括辉瑞、礼来、美国默克等公司。由于这项工作对拯救士兵的生命如此重要,所以,它主由战时生产部直接领导。
而生产工艺的改进措施对青霉素生产率的提高是极为明显的,1943年的青霉素价格还是20美元一剂,到了1946年,其价格已经跌至0.55美元一剂。第二次世界大战后,美国成为世界制药工业的领导,到20世纪40年代末,美国几乎生产世界一半的药品,在药品国际贸易中占1/3多。
中国青霉素的诞生史
南京农业大学校长、中国微生物学家和农业教育家樊庆笙教授于1940年赴美国流行。1944年1月,他随身带着刚在美国问世不久的三试管盘尼西林菌种,经印度沿驼峰路线飞越喜马拉雅山回到了中国。1944年他在昆明西山极简陋的条件下,与朱既明合作,制造出中国第一批5万单位一瓶的盘尼西林剂,并由由他审定了中国学名—青霉素。在同一时期,从美国约翰·霍普斯金大学医学院获得博士学位的童村于20世纪40年代获准在施贵宝等公司参观青霉素制造工艺。
新中国成立后,童村任华东人民制药公司青霉素实验所所长,他与上海药物所合作,研究提高青霉素发酵的产量,并解决了青霉素的分离、提纯、结晶等一系列问题,于1951年3月13日,试制成功青霉素钾盐结晶。在国内首先合成了青霉素G钾盐结晶,随后成功生产出青霉素。
五度易链TIPS:
从上面的内容,我们可以看到溶菌素的发现,促使青霉素诞生,但二者又有一定不同。溶菌酶是一种无毒、无副作用的蛋白质,又具有一定的溶菌作用;青霉素作为一种常见的抗菌类药物,拥有一定的毒性,因此,每次使用前必须做皮试,以防过敏。
另外,青霉素皮肤试验液必须现配现用,浓度与剂量必须准确。
本文由五度数科整理,转载请标明出处,违者必究!
请完善以下信息,我们的顾问会在1个工作日内与您联系,为您安排产品定制服务
评论