【文章內(nèi)容簡介】 粉末或結(jié)晶，無嗅，味微苦。鏈霉素在中性溶液中能以三價陽離子形式存在，所以，可用離子交換法進(jìn)行提取。其水溶液比較穩(wěn)定，但其穩(wěn)定性受 pH值和溫度的影響較大。其硫酸鹽的水溶液在 pH 4 ~ 7，室溫下放置數(shù)星期，仍很穩(wěn)定，如在冰箱中保存三個月內(nèi)活性無變化。 一般認(rèn)為鏈霉素是治療結(jié)核桿菌感染的首選藥物，它的抗結(jié)核桿菌的特效作用，開創(chuàng)了結(jié)核病治療的新紀(jì)元。從此，結(jié)核桿菌肆虐人類生命幾千年的 歷史得以有了遏制的希望。 鏈霉素主要作用于細(xì)菌蛋白質(zhì)的合成過程，致使合成異常的蛋白，阻礙已合成蛋白質(zhì)的釋放，使細(xì)菌細(xì)胞膜通透性增加而導(dǎo)致一些重要生理物質(zhì)外漏，從而引起細(xì)菌死亡 [7]。復(fù)方鏈霉素滴鼻液有抗菌作用，還可以濕潤鼻粘膜，促進(jìn)上皮生長，可用于鼻竇炎、鼻前庭炎、萎縮性鼻炎等 [8]。 除此以外，還用于治療革蘭氏陰性菌所引起的泌尿道感染、腸道感染、敗血癥、百日咳等。同時 在生產(chǎn)鏈霉素存在時生物心肌的力增加 [9]。 鏈毒素的缺點是容易產(chǎn)生耐藥性；長期使用對第八對腦神經(jīng)有毒害 [10]。除了醫(yī)用外，也有報道將鏈霉素用于農(nóng) 牧業(yè)的。例我國新疆某生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)的農(nóng)場自 1985年起應(yīng)用鏈霉素治療菜類瓜類和糧食等作物的病害，取得較好效果；鏈霉素還可用于豬肺炎、雛雞白痢疾、以及雞、鴨、鵝的巴氏桿菌感染等的治療。國內(nèi)有些廠家將生產(chǎn)的鏈霉素作為農(nóng)用出口，效益較好 [11]。 但是，隨抗菌藥物的廣泛應(yīng)用，也造成不小的負(fù)面影響。如：因濫用抗菌藥使人和動物胃腸道正常菌群失調(diào)而引起各種疾病，病原微生物對抗菌藥逐步適應(yīng)而產(chǎn)生耐藥性等，均給預(yù)防和治療上述疾病帶來諸多不便 [12]，同時還有抗菌藥物殘留問題，在水產(chǎn)品的養(yǎng)殖過程中，為降低養(yǎng)殖成本，防止病害發(fā)生 ，養(yǎng)殖者普遍不合理的使用各種抗生素，導(dǎo)致抗生素在水產(chǎn)品體內(nèi)的殘留 [13]，食用有害物質(zhì)超標(biāo)的食物會對消費(fèi)者的身體健康造成傷害等 [14]。不過，雖然鏈霉遼寧石油化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）用紙 3 素在應(yīng)用過程中存在一系列問題 [15]。但是這都掩蓋不住鏈霉素在醫(yī)藥、衛(wèi)生等諸多領(lǐng)域的作用，仍然具有廣闊前景。 國外生產(chǎn)和技術(shù)水平現(xiàn)狀 國外生產(chǎn)鏈霉素的有近二十個國家的約三十家制藥公司。其中主要的公司有美國的默克 (Merck)公司，輝瑞 (Pfizer)公司，施貴寶 (Squibb)公司，英國的格蘭素 (Glaxo)公司，比徹姆 (Beecham)公司，德國的赫 斯特 (Hoechst)公司，法國的羅納 普朗克 (Rhone Poulenc)公司，丹麥的挪佛 (Novo)公司，日本的協(xié)和 (Kyowa)發(fā)酵株式會社等。 此外還有荷蘭、印度、保加利亞、西班牙等國家的一些公司。 由于鏈霉素的耳毒性較嚴(yán)重，世界各國的產(chǎn)量和使用量呈逐年下降趨勢 [16]。如原蘇聯(lián) 1976年鏈霉素的產(chǎn)量 達(dá) 1415 t， 1987年降為 600 t， 1989年為 800 t左右。美國施貴寶公司和匈牙利的諾因工廠先后于 1977年和 1980年停產(chǎn)。目前國外鏈霉素的主要生產(chǎn)企業(yè)是美國的輝瑞公司和法國的羅納 普朗克公司 。目前全世界鏈霉素產(chǎn)量估計在 2500 t至 3000 t左右。 國內(nèi)生產(chǎn)和技術(shù)水平現(xiàn)狀 中國抗生素產(chǎn)量總體規(guī)模已達(dá)世界第一，在青霉素、鏈霉素、四環(huán)素、土霉素和慶大霉素等原料藥生產(chǎn)方面擁有絕對優(yōu)勢，并在數(shù)十個產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)、定價、市場等方面打破了歐美國家的壟斷地位，形成了一批規(guī)?；a(chǎn)業(yè)集團(tuán)和完整產(chǎn)業(yè)鏈，抗生素品種研發(fā)實力不斷提升， 100余種抗生素品種實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化 [17]。據(jù)統(tǒng)計，目前中國抗生素的產(chǎn)量合計 ，其中 。全世界 75%的青霉素工業(yè)鹽產(chǎn)于中國， 80%的頭孢菌素類抗生素 產(chǎn)于中國， 90%的鏈霉素類抗生素產(chǎn)于中國 [18]。 鏈霉素是我國較早投入生產(chǎn)的抗生素之一。生產(chǎn)企業(yè)曾有十幾家，主要有杭州制藥廠、揚(yáng)州制藥廠等。近十年來，我國鏈霉素的年產(chǎn)量一直維持在 1000 t以上，其中，國內(nèi)產(chǎn)量最大的是華北制藥廠，年產(chǎn)量在 650 t 左右 ，其次是大連遼寧石油化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）用紙 4 制藥廠和山東濟(jì)寧抗生素廠年產(chǎn)量均在 200 ~ 250 t 左右 [19]。 然而因為鏈霉素的毒性嚴(yán)重，近幾年就只剩下華北制藥廠等五家藥廠在生產(chǎn)。國內(nèi)鏈霉素生產(chǎn)水平相比近些年并沒有太大提高，各生產(chǎn)廠家的生產(chǎn)工藝也存在差異，生產(chǎn)規(guī)模也不同，雖然現(xiàn)在所有鏈霉 素生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)品都能達(dá)到出口標(biāo)準(zhǔn)，但是鏈霉素成品的色級還是達(dá)不到新優(yōu)級的標(biāo)準(zhǔn)，例如：毒性偏高，生物效價低等。 中國同時也是抗生素用量大國，醫(yī)院的藥物消耗量中， 30%左右為抗生素藥，有的基層醫(yī)院則高達(dá) 50%。我國目前是抗生素產(chǎn)業(yè)大國，但還不是抗生素產(chǎn)業(yè)的強(qiáng)國，我們要從中國制造走向中國創(chuàng)造 [20]。中國在綠色抗生素生產(chǎn)和研發(fā)方面，仍然處于起步階段。產(chǎn)能過剩、環(huán)保壓力很大、低水平重復(fù)建設(shè)等因素嚴(yán)重制約著抗生素制藥企業(yè)的發(fā)展 [21]。自主創(chuàng)新，擁有先進(jìn)抗生素藥物的知識產(chǎn)權(quán)。從中國制造走向中國創(chuàng)造，仍然是國內(nèi)抗生 素行業(yè)所追求的目標(biāo)。 隨著我國硫酸雙氫鏈霉素行業(yè)的發(fā)展，硫酸雙氫鏈霉素生產(chǎn)核心技術(shù)應(yīng)用與研發(fā)成為業(yè)內(nèi)企業(yè)關(guān)注的重點。技術(shù)的優(yōu)劣直接決定企業(yè)硫酸雙氫鏈霉素產(chǎn)品的市場競爭力。硫酸雙氫鏈霉素核心技術(shù)是決定企業(yè)產(chǎn)品競爭力的關(guān)鍵。 生產(chǎn)技術(shù)的展望 一直以來，鏈霉素生產(chǎn)的研究得到很多國家的重視。我國鏈霉素生產(chǎn)最居前列，目前，鏈霉素的研究主要有以下幾個方面：通過生物技術(shù)手段，例如原生質(zhì)體融合、質(zhì)粒 DNA轉(zhuǎn)化、 DNA重組等，產(chǎn)生高產(chǎn)、穩(wěn)定的菌株；發(fā)酵工藝的研究；提煉工藝的研究；酶技術(shù)工藝的研究。 鏈霉素的生 產(chǎn)制備 鏈霉素由灰色鏈霉菌 (Streptomyces griseus)發(fā)酵生產(chǎn)。雙氫鏈霉素可由濕鏈霉菌產(chǎn)生，但通常以半合成方法生產(chǎn)由灰色鏈霉菌產(chǎn)生的廣譜抗生素，分子由鏈霉胍、鏈霉糖和 N甲基 L葡萄糖胺組成。鏈霉素分子中鏈霉糖部分的醛基被還原成伯醇基后，就成為雙氫鏈霉素，其抗菌效能與鏈霉素大致相同，但對聽遼寧石油化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）用紙 5 覺神經(jīng)的毒性比鏈霉素大。由于鏈霉素生物合成中間體較難分離和測定，鏈霉素生物合成基因簇經(jīng)歷了復(fù)雜的生物化學(xué)和遺傳學(xué)研究過程，現(xiàn)在對其生物合成基因簇已有大致的了解。鏈霉素的抗性基因與生物合成基因緊密連鎖， strA基因編碼鏈霉素 6磷酸酶， strK 編碼鏈霉素 6或 3磷酸化酶， strR 基因是一個組成型正調(diào)節(jié)基因。參與氨基環(huán)醇（鏈霉胍）的生物合成基因有青蟹 肌醇胺4磷酸脒基轉(zhuǎn)移酶基團(tuán)， N脒基鏈霉胺 6磷酸脒基轉(zhuǎn)移酶基因，青蟹 肌糖脫氫酶基因， N脒基 鏈霉胺 6磷酸轉(zhuǎn)移酶基因， D肌 肌醇 3磷酸化酶基因，青蟹 肌醇胺 4磷酸轉(zhuǎn)移酶基因， 3酮 N脒基 青蟹 肌醇胺氨基轉(zhuǎn)移酶基因， N脒基 青蟹肌醇胺脫氫酶基因 [22]。其結(jié)構(gòu)為一分子鏈霉素胍和一分子鏈霉雙糖胺結(jié)合而成的堿性苷。鏈霉素為白色無 定形粉末，在酸性條件下可以水解成鏈霉胍和鏈霉雙糖胺，進(jìn)一步水解可得到 N甲基 L葡萄糖胺。在弱堿性情況下也可以水解得到鏈霉胍和鏈霉雙糖胺，但進(jìn)一步水解即將鏈霉糖部分重排為麥芽酚，麥芽酚可以跟 Fe3+反應(yīng)生成紫紅色配合物，這是鏈霉素的特有反應(yīng)，可用于其鑒別，亦可用作含量測定。鏈霉素分子中還有醛基，可以被氧化劑氧化而降低抗菌活性 [23]。 鏈霉素的用途 鏈霉素是一種堿性苷，與酸類結(jié)合成鹽，獸醫(yī)臨床上常用的是硫酸鏈霉素。硫酸鏈霉素為白色或類白色粉末，無臭、味微苦、有吸濕性。水溶液中易失效，故分裝成 1 g（ 100萬單位）或 2 g（ 200萬單位）的無菌粉末。鏈霉素屬窄譜抗生素，主要對革蘭氏陰性桿菌如大腸桿菌、產(chǎn)氣桿菌、肺炎桿菌、痢疾桿菌、變形桿菌、布魯氏菌、鼠疫桿菌等有抗菌作用。特別對結(jié)核桿菌作用較強(qiáng)，在低濃度時有抑菌作用，在高濃度時有殺菌作用。但對大多數(shù)革蘭氏陽性菌不如青霉素，對梭菌、真菌、立克次氏體、病毒等無效。主要用于牛乳腺炎、牛出敗、豬肺疫、禽霍亂、牛結(jié)核病等的治療。臨用前加滅菌注射用水適量使溶解。肌遼寧石油化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）用紙 6 肉內(nèi)注射一次的量，家畜每 10 mg/kg體重，每日注射兩次。硫酸雙氫鏈霉素是將鏈霉素中鏈霉糖部分的醛基 氫化后所獲得的另一種鏈霉素制劑。 過去認(rèn)為雙氫鏈霉素不能產(chǎn)生特異性抗體，雙氫鏈霉素引起的過敏反應(yīng)是由于其中含有微量鏈霉素所致。但進(jìn)一步用純雙氫鏈霉素試驗發(fā)現(xiàn)，雙氫鏈霉素亦可產(chǎn)生特異性抗體 [24]。 其抗菌作用、用法用量均同硫酸鏈霉素，但其毒性較硫酸鏈霉素大，主要損害耳蝸。一旦聽覺喪失則不易恢復(fù)。人用藥已淘汰，但作為獸藥還在使用。 近年來隨著動物疫病的不斷增加和復(fù)雜化，鏈霉素的使用亦日趨泛濫，使其在動物性食品中過量殘留，已成為危及人類身體健康的公共衛(wèi)生問題，并嚴(yán)重影響到貿(mào)易出口，從而受到國內(nèi)外的普遍關(guān)注 [25]。 藥理作用及副作用 鏈霉素是一種氨基糖苷類藥，經(jīng)主動轉(zhuǎn)運(yùn)通過細(xì)菌細(xì)胞膜，與細(xì)菌核糖體30 S 亞單位的特殊受體蛋白結(jié)合，干擾信息核糖核酸與 30 S 亞單位間起始復(fù)合物的形成，抑制蛋白合成。使 DNA 發(fā)生錯讀，導(dǎo)致無功能蛋白質(zhì)的合成；使多聚核糖體分裂而失去合成蛋白的功能，使大量氨基糖苷類進(jìn)入菌體，細(xì)菌細(xì)胞膜斷裂，細(xì)胞死亡 [26]。 1）鏈霉素容易損害聽覺神經(jīng)，可以引起眩暈，運(yùn)動時失去協(xié)調(diào)；可以引起耳鳴，聽力下降，嚴(yán)重時出現(xiàn)耳聾。上面提到不能用于孕婦的主要原因就在于它可以影響胎兒的聽覺神經(jīng)，以后產(chǎn)生聽覺障礙。因 為，由于醫(yī)療單位不夠認(rèn)真負(fù)責(zé)，或者由于不懂藥理知識亂用鏈霉素，引起所謂 “先天性 ”耳聾，在過去由于人為的原因造成兒童聽力障礙殘疾的教訓(xùn)也是較多的。 2）產(chǎn)生鏈霉素過敏反應(yīng)的人很少，但還是有的。輕的出現(xiàn)發(fā)熱、藥物性皮疹，嚴(yán)重的會發(fā)生剝脫性皮炎（是一種全身性的嚴(yán)重的皮膚?。?，甚至過敏性休克。所以，有鏈霉素和其他藥物過敏史者不用或慎用。 遼寧石油化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）用紙 7 3）前面已介紹過鏈霉素屬氨基糖苷類抗菌素，對腎臟的毒性較多，腎功能有損害的病人應(yīng)該少用和不用，即使一定要用，必需經(jīng)常查驗?zāi)I功能和尿常規(guī)，老年人因藥物血濃度維持時間比年輕者長，所以， 應(yīng)用鏈霉素要減量和謹(jǐn)慎使用，并進(jìn)行嚴(yán)密觀察。 4）有的病人可以出現(xiàn)口唇周圍和面部的麻木感。輕者不須停藥，重者必需在專門醫(yī)師的指導(dǎo)下減量或停藥。 鏈霉菌產(chǎn)生的抗生素 鏈霉菌可以產(chǎn)生多種二次代謝物，包括各種物質(zhì)的分解酵素及抗生物質(zhì)。這些代謝產(chǎn)物除了可用在人體的醫(yī)藥以及當(dāng)成家畜飼料的添加物外，在農(nóng)作物生產(chǎn)方面，也可做為植物保護(hù)之用。鏈霉菌是已知放線菌 (actinomycetes)中最大的族群，可產(chǎn)生高達(dá)一千多種的抗生物質(zhì)，許多重要的抗生素如放線菌素、鏈霉素、四環(huán)霉素、保米霉素、維利霉素、嘉賜霉素及康霉素等 ，都可由鏈霉菌生產(chǎn)。一般而言，農(nóng)用抗生素具有較低毒性及殘留性質(zhì)，可以抑制病原微生物的生長和繁殖，或者能改變病原菌的形態(tài)而達(dá)到保護(hù)作物的效果。 生物農(nóng)藥中很大一部分是農(nóng)用抗生素，而鏈霉菌產(chǎn)生的次生代謝產(chǎn)物又在農(nóng)用抗生素中占有重要地位，多種鏈霉菌次生代謝產(chǎn)物被研制成農(nóng)用抗生素在生產(chǎn)上大力推廣，如井岡霉素、春雷霉素、中生菌素等在植物病蟲害防治方面取得的效果得到了大家的公認(rèn)。 鏈霉菌產(chǎn)生的抗生素種類繁多且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，從結(jié)構(gòu)上區(qū)分，大致可把農(nóng)用抗生素分為下列六大類： 1）氨基糖類抗生素：這類抗生素屬于糖的衍生物，由糖或氨 基酸與其它分子結(jié)合而成。在植物體內(nèi)具有移行性，可干擾病原細(xì)胞蛋白質(zhì)的合成，如鏈霉素、干擾素、白細(xì)胞介素等。 遼寧石油化工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計（論文）用紙 8 2）四環(huán)霉素類抗生素：這類抗生素是由四個乙酸及丙二酸縮合環(huán)化而形成，可以抑制病原菌核糖體蛋白，如四環(huán)霉素。 3）核酸類抗生素：這類抗生素含有核酸類似物的衍生物，作用于病原菌的去氧核糖核酸合成系統(tǒng)，抑制其前驅(qū)物或酵素的合成，如保米霉素。 4）大環(huán)內(nèi)酯類抗生素：它是由 12 個以上的碳原子組成，且成環(huán)狀結(jié)構(gòu)，通常可和細(xì)菌的 50 S 核糖體亞基結(jié)合，以阻斷蛋白質(zhì)的合成，如紅霉素。 5）多烯類抗生素：由 25 ~ 37 個碳原子組成 大環(huán)內(nèi)酯類抗生素，含有 3 ~ 7個相鄰的雙鍵，可與病原真菌細(xì)胞膜上的類固醇結(jié)合，有破壞細(xì)胞膜的功能，如治霉菌素。 6）多肽類抗生素：這類抗生素是把氨基酸用不同的肽鍵結(jié)合，經(jīng)常形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，可以抑制病原菌細(xì)胞壁的合成，如純霉素。 由于多數(shù)鏈霉菌具有分泌抗生物質(zhì)或細(xì)胞外酵素的能力，可以有效抑制植物病原菌。此外，少部分還具有促進(jìn)植物生長或誘導(dǎo)植物產(chǎn)生抗病性的效果，因此鏈霉菌在生物防治應(yīng)用上極具潛力 [27]。 鏈霉素遺傳工程的其它應(yīng)用 盡管鏈霉素的生物工程學(xué)重要特征是其產(chǎn)生抗生素能力的多樣性， 但它們生產(chǎn)工業(yè)用酶的潛力也不可忽視。鏈霉素作為葡萄糖異構(gòu)酶的產(chǎn)生菌已占有重要地位，其它酶類如蛋白酶、纖維素酶、木質(zhì)素酶、淀粉酶、角蛋白酶等也將逐步占據(jù)重要地位，并且利用重組 DNA技術(shù)來提高生產(chǎn)這種酶的能力具備巨大的潛力。遺傳工程技術(shù)問世以來，克隆外源基因，尤其是真核生物的基因大多使用大腸桿菌寄生系統(tǒng)。然而大腸桿菌系統(tǒng)的不足之處是蛋白質(zhì)產(chǎn)物不易外泌，人們嘗試?yán)每莶輻U菌 (Bacillus subtilis)及酵母作為寄主系統(tǒng)，但它們很強(qiáng)的胞外蛋白酶活性有給外泌異源基因的蛋白產(chǎn)物造成不利影響。因此，人們逐漸注意 開發(fā)和理應(yīng)鏈霉素作為遺傳工程上表達(dá)和分泌異源基因產(chǎn)物的重要的寄主系遼寧