抗生素的耐藥性與菌株的優(yōu)化策略

摘要：本文主要分析了抗生素的耐藥性和微生物菌株優(yōu)化的策略。希望通過本次的分析，可以為微生物制藥之中的菌株優(yōu)化提供出合理化的策略，讓抗生素的耐藥性問題得以有效解決。

關(guān)鍵詞：抗生素;耐藥性問題;微生物菌株;菌株優(yōu)化策略

引言：

在抗生素的應(yīng)用過程中，廣泛使用、長(zhǎng)期使用以及錯(cuò)誤使用等的情況都容易讓患者產(chǎn)生耐藥性，進(jìn)而降低抗生素的使用效果。而根據(jù)相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，用于制造抗生素的微生物菌株可以進(jìn)行相應(yīng)的優(yōu)化，而將優(yōu)化之后的菌株應(yīng)用到抗生素制造之中，就能夠有效抵御抗生素的耐藥性。

一、抗生素耐藥性分析

在對(duì)抗生素的作用機(jī)制進(jìn)行研究的過程中，相關(guān)專家和學(xué)者發(fā)現(xiàn)，很多的抗生素都會(huì)對(duì)蛋白質(zhì)合成起到一定的抑制作用，進(jìn)而將致病微生物一致或是殺死。因?yàn)槲⑸锏鞍踪|(zhì)都是在核糖體之中合成，所以研究者分析，這些抗生素很可能對(duì)核糖體產(chǎn)生相應(yīng)的作用，進(jìn)而對(duì)蛋白質(zhì)合成起到有效的抑制作用。核糖體屬于一種細(xì)胞器，該細(xì)胞器十分復(fù)雜，其中的核糖體RNA有三種，核糖體蛋白有四十多種。

隨著當(dāng)今核糖體方面的研究越來越多，且發(fā)展越來越快，研究者們發(fā)現(xiàn)，許多對(duì)蛋白質(zhì)的合成有著抑制作用的抗生素都可以直接作用在rRNA上，這是因?yàn)镽NA之中有著特異性結(jié)合位點(diǎn)的存在，且很多抗生素之中的產(chǎn)生菌會(huì)借助于甲基化16S或者是13SrRNA二產(chǎn)生出比較強(qiáng)烈的抗生素耐藥能力[1]。同時(shí)，紅霉素、鏈霉素以及大觀霉素耐藥性也可以借助于核糖體之中的蛋白突變而產(chǎn)生。比如：如果核糖體蛋白S12發(fā)生了突變，則鏈霉素的耐藥性也就會(huì)隨之增強(qiáng);如果核糖體蛋白L4以及L22發(fā)生了突變，則紅霉素的耐藥性就會(huì)隨之增強(qiáng);如果核糖體蛋白S5發(fā)生了突變，則大觀霉素的耐藥性就會(huì)隨之增強(qiáng)[2]。

雖然這些對(duì)蛋白質(zhì)合成有著抑制作用的抗生素耐藥性的形成機(jī)制十分復(fù)雜，但是因?yàn)槠渥饔冒形粌H僅是核糖體，所以只要核糖體之中的相應(yīng)蛋白發(fā)生突變，耐藥機(jī)制也就會(huì)隨之形成。且隨著核糖體耐藥機(jī)制的產(chǎn)生，核糖體自身的功能也會(huì)隨之改變，這樣的情況也會(huì)讓抗生素之中微生物的其他一些生理活性受到影響。

二、抗生素菌株優(yōu)化策略分析

很多實(shí)用價(jià)值十分強(qiáng)大的化合物都是通過微生物結(jié)合而成，其中，抗生素就是一種主要的微生物類藥物。因?yàn)榭股氐纳鐣?huì)需求很大，所以，僅僅通過野生菌來合成抗生素還遠(yuǎn)遠(yuǎn)無法滿足抗生素合成量的需求，基于這一情況，制藥企業(yè)就需要借助于菌株優(yōu)化的形式來獲得足夠的微生物資源，并通過微生物發(fā)酵制藥技術(shù)來實(shí)現(xiàn)抗生素的制造。隨著微生物發(fā)酵制藥技術(shù)的不斷發(fā)展和藥品行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的日益激烈，菌株優(yōu)化策略在當(dāng)今的抗生素制藥之中也得到了越來越高的重視。這樣的情況就加速了菌株優(yōu)化策略的發(fā)展與進(jìn)步。在當(dāng)今，所有菌株優(yōu)化方面的策略都是對(duì)微生物基因組之中的DNA序列加以改變，并通過該方法來實(shí)現(xiàn)微生物機(jī)能的改造，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)突變株產(chǎn)量的提升或者是特性的理想化。但是不同突變方法都有著各自不同的特點(diǎn)，如果按照其特點(diǎn)進(jìn)行劃分，我們可以將其分為遺傳重組、突變劑誘導(dǎo)以及現(xiàn)代基因工程等。

通常情況下，如果核酸發(fā)生了變化，則基因的表達(dá)、功能以及相應(yīng)的蛋白質(zhì)功能也都會(huì)發(fā)生很大的變化。雖然很多的突變都屬于有害性突變，但是也有一些突變可以讓微生物對(duì)環(huán)境做到更好的適應(yīng)，并使其性能得到更合理的優(yōu)化。在應(yīng)用傳統(tǒng)方法進(jìn)行微生物植株優(yōu)化的過程中，主要是通過各種的物理誘變劑或者是化學(xué)誘變劑來誘導(dǎo)DNA發(fā)生突變，然后借助于大量的篩選來找尋理想化的突變菌株。在此過程中，應(yīng)用到的突變劑會(huì)直接在DNA上產(chǎn)生作用，其具體的情況如下表所示：

但是在突變過程中，由于特異性靶位的缺乏，使得正向突變的頻率很難得到提升，這就在很大程度上增加了篩選工作量。雖然這種優(yōu)化策略具有很多的不足，但是因?yàn)樵摬呗杂兄謴V泛的應(yīng)用范圍，且不需要具備菌株的背景知識(shí)，加之成功幾率比較高等的諸多優(yōu)勢(shì)，使得該優(yōu)化策略一直被作為菌株優(yōu)化之中的一種可行性策略。

伴隨著當(dāng)今遺傳學(xué)、微生物生理學(xué)以及分子生物學(xué)等諸多學(xué)科的發(fā)展，基因重組技術(shù)已經(jīng)在很多微生物菌株的優(yōu)化之中得以合理應(yīng)用。隨著遺傳工程技術(shù)以及克隆技術(shù)的發(fā)展，體外DNA重組技術(shù)以及定點(diǎn)突變法也得到了合理應(yīng)用[3]。下表就是分子育種法具體的應(yīng)用情況：

由此可見，將當(dāng)今先進(jìn)的分子育種法應(yīng)用到菌株優(yōu)化之中，不僅可以保障優(yōu)化目標(biāo)的明確性，也可以有效保障優(yōu)化效率，這對(duì)于抗生素微生物菌株優(yōu)化效果的提升和抗生素耐藥性問題的解決都有著極大的意義。

結(jié)束語(yǔ)：

綜上，隨著當(dāng)今社會(huì)經(jīng)濟(jì)和醫(yī)藥行業(yè)的不斷發(fā)展，抗生素耐藥性問題也越來越受到相關(guān)學(xué)者的關(guān)注。基于這一情況，本文對(duì)抗生素的耐藥性機(jī)制進(jìn)行了分析，并分析了抗生素微生物菌株的優(yōu)化策略。希望通過本次的分析，可以讓抗生素微生物菌株得到更加合理的優(yōu)化，解決抗生素耐藥性問題，讓抗生素發(fā)揮出更好的效果。這樣才更加有利于當(dāng)今醫(yī)藥行業(yè)的良好發(fā)展以及人們醫(yī)療衛(wèi)生需求的有效滿足。

參考文獻(xiàn)：

[1] 劉海鋒，張艷嬌，廖小微，等.牛奶中大腸桿菌對(duì)抗生素的耐藥性研究[J].成都醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào)，2019（5）：569-574.

[2] 李洋.抗生素耐藥性的來源與控制對(duì)策[J].健康大視野，2019（23）：235.

[3] 陸繼爽，李波，單春?jiǎn)?，?抗生素耐藥性研究進(jìn)展[J].中國(guó)獸醫(yī)學(xué)報(bào)，2019（10）：2088-2095.

作者簡(jiǎn)介：王超，漢族，四川成都人，碩士研究生學(xué)歷，云南經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院醫(yī)學(xué)院黨總支副書記，講師，研究方向：生物工程微生物研究。

（作者單位：云南經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院）