朝来新火起新烟，湖色春光净客船。
绣羽衔花他自得，红颜骑竹我无缘。
——《清明》唐 · 杜甫
清明，是春季的第五个节气。清明时节，气温升高，大地回暖，万物复苏，“物至此时，皆以洁齐而清明矣”。
本次的节气科普，将为大家介绍微生物制药相关的知识。
生物制药技术的重要组成部分是微生物制药，而微生物制药技术离不开微生物。微生物是指细菌、真菌和病毒等生物，它们种类丰富、繁殖速度快，并能在生长过程中产生次级代谢产物。
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。
近年来，微生物及其代谢产物使药物研究取得诸多突破性的进展，给医药工业创造了巨大的价值。
因微生物巨大的生物多样性、独特的结构及其可变性、较高的生物活性和可用性，近一半的畅销药物是微生物天然产物或其衍生物，这充分证明了微生物药物在治疗疾病、开发药物等方面的重要性。
微生物药物按来源可以分为三类
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来源于微生物整体或部分实体的药物：如菌苗、疫苗、类毒素、抗毒素、抗血清；诊断用液、血清、毒素、抗原以及诊断或治疗用抗体等，此类药物应用历史绵远，也称为生物制品。
来源于微生物初级代谢产物的药物：如构成微生物机体大分子骨架的氨基酸、核苷酸和辅酶、酶的辅基、维生素等非机体构成物以及与物质代谢、能量代谢有关的有机酸、醇类等，其中有一些用作医药。此类药物在分类上已被划入化学药物或生化药物。
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来源于微生物次级代谢产物的药物：如抗生素及其他生理活性物质，包括酶抑制剂与诱导剂、免疫调节剂与细胞功能调节剂、受体拮抗剂与激动剂以及具有其他药理活性的物质。
微生物创造的“医学奇迹”
抗生素是人们最先利用起来的一种微生物药物。抗生素的发现和使用成功拯救了千万患者。
1929年英国细菌学家亚历山大·弗莱明首次发现青霉素，后由英国病理学家弗洛里、德国生物化学家钱恩进一步研究改进，并成功用于医治人的疾病，如控制感染、治疗癌症等。
这是微生物药物发现的历史性突破，伴随着青霉素的商业化，天然产物发现的黄金期开启，从此出现了寻找抗生素新药的高潮，人类进入了合成新药的新时代。
抗生素耐药性机理
（图源：https://www.reactgroup.org/toolbox/understand/antibiotic-resistance/resistance-mechanisms-in-bacteria/）
但需要注意的是，随着抗生素的广泛使用，普通民众滥用、误用抗生素的问题严重，目前对于多种抗生素已经发现了耐药现象。
另外，抗生素在杀灭病原菌的同时也会对人体代谢及神经系统造成损害，也有可能引起菌群的失调、延误疾病的治疗。
疫苗是将病原微生物（如细菌、立克次氏体、病毒等）及其代谢产物，经过人工减毒、灭活或利用转基因等方法制成的用于预防传染病的自动免疫制剂。
疫苗保留了病原菌刺激动物体免疫系统的特性，能够模仿病原微生物的感染，来激活人体的自然防御系统。
胰岛素可显著降低血糖水平，用于治疗糖尿病。目前临床用的胰岛素大多来源于酵母菌或大肠杆菌生产的人胰岛素，称为合成人胰岛素。
通过基因重组技术，酵母菌或大肠杆菌可表达出大量高纯度的合成人胰岛素，其结构和人体自身分泌的胰岛素一样，这既避免了过敏反应或者胰岛素抵抗的发生，又使得胰岛素的生产成本一再降低，让越来越多的糖尿病患者受益。
干扰素是受到病毒感染的细胞产生和释放出的一种细胞因子，具有抑制细胞分裂、调节免疫、抗病毒、抗肿瘤等多种作用。其本质是蛋白质，类型可分为α、β、γ、ω等几种。
经过多年的试验，美国科学家利用DNA重组技术及发酵工艺，通过向大肠杆菌等微生物中移植人的干扰素基因，实现了干扰素的批量生产。干扰素能大大增强身体的免疫力，在临床上主要用于治疗急性病毒感染性疾病如流感及其他上呼吸道感染性疾病、病毒性心肌炎、流行性腮腺炎、乙型脑炎等和慢性病毒性感染如慢性活动性肝炎，CMV感染等。
另外，干扰素能减缓癌细胞的生长，能被广泛用于肿瘤治疗。
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