抗生素药物的产业链情况基本情况
思瀚产业研究院 川宁生物    2022-12-22

抗生素药物是抗感染类药物的重要组成部分，抗感染类药物具有杀灭或抑制各种病原微生物的作用，并通过口服、肌肉注射、静脉注射等给药途径发挥药效。

抗感染药物是基础性用药，在细菌感染、真菌感染、衣原体感染、病毒感染等各类感染性病症以及其他疾病带来的感染性并发症治疗中均有广泛的应用，为临床用药中最主要的分支类别之一。

抗感染类药物包括抗细菌药物、抗病毒药物、抗真菌药物、疫苗等。其中抗生素药物为最大的抗感染药物类别，占整个抗感染药物的 90%左右。依据其化学结构及抑菌机理的不同，抗生素可分为β-内酰胺类抗生素、氨基糖苷类抗生素、四环类抗生素、喹诺酮类抗生素、酰胺醇类抗生素、大环内脂类抗生素等大类。

目前以头孢菌素和青霉素为主的β-内酰胺类抗生素约占世界抗生素市场的 70%。β-内酰胺类抗菌药物又可细分为青霉素类抗菌药物、头孢菌素类抗菌药物、β-内酰胺类抑制剂和碳青霉烯类抗菌药物等子类。

β-内酰胺类抗菌药物是指化学结构中具有β-内酰胺环的一大类抗菌药物，其抑菌机理主要在于可以通过抑制致病菌细胞壁黏肽合成酶的活性，阻碍其细胞壁合成，致使致病菌因外环境水分渗入菌体而膨胀裂解死亡。β-内酰胺类抗菌药物是人类最早应用于临床的抗菌药物之一，又因其具有抑菌作用强，抗菌谱广的特点，而成为应用时间最长的、应用范围最广的里程碑式抗菌药物。

自 1928 年英国细菌学家发现青霉素以来，抗生素为人类征服疾病做出了巨大的贡献。抗生素发现和使用后，许多致命的细菌感染性疾病得到有效控制，人类死亡率大大降低。抗生素在临床上发挥了巨大的作用，但在医疗实践中出现了超范围、大剂量、长时间使用抗生素的情况，导致耐药菌株增加，降低了部分现有抗生素的疗效。

在数十年的使用过程中，抗生素滥用的现象，以及与之相伴的细菌耐药性增强逐渐成为困扰全球的问题。在全球市场抑制抗生素滥用的同时，抗生素作为基础性药物的关键作用仍无可替代。

抗生素的生产过程中伴随着一定的污染物产生，尤其是异味治理问题成为世界难题。受境外环境保护和国内生产成本优势的影响，抗生素产业逐渐向中国转移，我国已经成为全球最主要的抗生素生产基地。近年来我国对抗生素产业链企业环保要求不断提高，企业环保成本不断增长，通过传统化学法合成抗生素的低门槛、高污染工艺已经几乎全部淘汰。

目前国内抗生素药物的生产工艺路线主要为生物发酵酶化提取合成工艺，即以玉米、黄豆等为原料，加工成淀粉、糖、豆油等含碳、氮化合物，以此为菌种提供营养，通过微生物转化的方式，制取头孢菌素、青霉素工业盐等核心中间体，并进一步生产合成抗生素药物。头孢菌素、青霉素工业盐的产业链情况如下：

近年来，酶法技术在抗生素发酵制药过程中应用越来越广泛，酶法技术以其高选择性、高效率、条件温和、低污染等优势成为绿色制药技术的重要发展方向。尤其是发酵类制药产品生产过程，与传统化学法相比，酶法技术可以将多步合成简化为一步合成，将有机相反应转变为水相反应，将低温合成转变为近常温合成，在提高生产效率、减排控污、节能降耗等方面表现出明显的竞争优势。以酶法技术替代高污染的化学法技术已成为发酵类制药产品清洁生产技术的发展趋势。

我国自 20 世纪九十年代开始逐步采用酶法技术，化学合成技术逐渐退出历史舞台，目前酶法技术已经在部分重要β-内酰胺类抗生素中间体、原料药的生产中实现了产业化，国内已经形成了以生物发酵转化、酶法催化提取的抗生素中间体工业体系。

此外，大环内酯类抗生素亦为重要的抗生素之一，而作为其中间体的硫氰酸红霉素是生产红霉素、阿奇霉素、琥乙红霉素和克拉霉素等红霉素衍生物的重要中间体原料。红霉素产品可治疗革兰氏阳性菌和支原体、衣原体等感染，中间体硫氰酸红霉素可直接作为兽用抗生素，用于治疗对青霉素耐药的葡萄球菌、链球菌等引起的感染，国外普遍用作“动物生长促进剂”。硫氰酸红霉素当前主要采用生物发酵转化、酶法催化生产，产业链情况如下：